【文章內容簡介】 簡單、轉化率高、選擇性高等特點，而且該工藝不僅可以處理甲苯，還可以充分利用C9芳烴，最大限度地滿足生產PX的要求。 因此在與其他工藝的競爭中，Tatoray 技術始終處于優(yōu)勢地位。 甲苯選擇性歧化甲苯選擇性技術（MSTDP）于1988 年實現(xiàn)工業(yè)化，其工藝流程與甲苯歧化法（MTDP）相似，該工藝主要是通過對催化劑進行改性， 堵塞沸石的部分孔道， 提高分子尺寸較大的間二甲苯（MX）、鄰二甲苯（OX）的擴散阻力，而分子尺寸較小的P二甲苯中的PX含量超過熱力學平衡組成，高達82%～90%。由于PX 的選擇性高，使二甲苯異構化的操作負荷大幅度減少，PX 的分離操作費用可以減少40%～50%。該工藝的主要缺點是只能用甲苯而不能使用C9芳烴做原料，不能做到最大限度地增產PX。在MSTDP 工業(yè)化的基礎上，Mobil公司研究了沸石新的擇形化處理方法， 開發(fā)了新的ZSM5催化劑，并開發(fā)了甲苯制PX的MTDP工藝。該催化劑不用預結焦處理，而是用硅改性處理，從而省去了開工前的預結焦過程，并且反應產物二甲苯中PX 的含量可高達90%，MTDP的反應溫度比MSTDP 低35～50 ℃，操作費用比MSTDP 低10%～15%。UOP公司最新開發(fā)了PXPlus工藝， 該工藝的實質是一種甲苯選擇性歧化工藝。該工藝采用一種沸石催化劑，通過對沸石微孔尺寸的改變來實現(xiàn)選擇性歧化的目的。該工藝的甲苯轉化率為30%，二甲苯中的PX含量為90%， 按轉化的甲苯計，PX的質量產率為41%，比MSTDP 低（44%）。PXPlus 工藝的開車工序與MSTDP 相似，開車時需要先對催化劑進行預處理[1]。上海石化研究院自20 世紀90年代研制的歧化催化劑實現(xiàn)了工業(yè)化， 目前我國大部分芳烴聯(lián)合裝置的歧化催化劑均采用上海石化研究院研制和生產的HAT 系列催化劑。甲苯的甲醇甲基化路線是有望增加PX 產量的另一種工藝路線， 目前世界上還沒有大規(guī)模的生產裝置問世，主要是這類裝置的經(jīng)濟效益要取決于是否與大規(guī)模的甲醇裝置配套。該方法的吸引力在于其收率要比傳統(tǒng)的甲苯歧化工藝高一倍。最近美國GTC公司已開始營銷由印度石化公司開發(fā)的甲苯甲基化工藝GTTolAlk。該工藝采用一種專有的高硅沸石催化劑， 在氫氣和水存在下的固定床上進行反應，PX的選擇性大于85％，PX 的回收通常用一個結晶系統(tǒng)(如CrystPX)來完成。甲苯甲基化路線具有以下優(yōu)點： t t；甲醇易于得到，并且相對低廉；苯的產出量可忽略不計 吸附分離吸附分離工藝技術是從混合C8芳烴4 種異構體（OX、MX、PX 及乙苯）中分離出PX。由于C8芳烴4 種異構體化學結構相似， 其物理性質尤其是沸點也接近， 這給C8芳烴的分離帶來困難，用通常的精密蒸餾法難以實現(xiàn)。專門用于二甲苯分離的工業(yè)化方法有傳統(tǒng)的深冷結晶和選擇性吸附法兩種.混合二甲苯的凝固點區(qū)別很大, 分別是: ℃, ℃ 、間二甲苯 ℃, 乙苯 ℃。分離工藝的一段結晶在62到68℃形成低共熔結晶體,二段結晶溫度20到10℃,由此深冷結晶除去PX異構體,多次反復,使PX的產品純度達到98% 以上,但收率最高只有70%左右。結晶法因其能耗低, 產品純度高, 生產工藝及設備簡單等優(yōu)點而被較早應用于工業(yè)生產。其工藝包括深冷結晶工藝, 熔融結晶工藝( GTCrystPx工藝、Mobil工藝、BP工藝、MWP工藝、PROABD工藝與PX PlusXP 工藝),其中的GTCrystPx工藝因其突出的優(yōu)點早期就得以廣泛應用。選擇性吸附方法是采用特定分子篩吸附劑和模擬移動床吸附塔對C8芳烴中的PX進行選擇性吸附， 再用解吸劑將PX從吸附劑上解吸下來，達到從C8芳烴中分離出PX的目的。此法于20世紀70年代初期工業(yè)化，由于其工藝流程簡單，經(jīng)濟效益好，發(fā)展迅速。由UOP公司開發(fā)的Parex法、日本東麗公司開發(fā)的Aromax法以及Axens公司的Eluxy1法都屬于這種方法。Axens公司吸附分離工藝技術有單一型和組合型兩種方案，單一型是由兩臺吸附塔組成，特點是吸附塔分為5個區(qū)以調節(jié)進料、脫附劑、抽出液、抽余液和反洗液等5 種物流。組合型是吸附分離采用1個吸附塔將PX提濃到90%純度，送到結晶段，結晶可在較高的溫度下實現(xiàn)，結晶段成本降低。該組合工藝適合于對現(xiàn)有結晶裝置的擴能造。UOP公司的Parex工藝，對PX有強親合力，而對與其他C8芳烴異構體有弱吸附性的分子篩吸附劑的開發(fā)，從C8芳烴中回收PX。來自異構化部分脫庚烷塔塔底的C8芳烴和混合二甲苯物流進二甲苯分離塔，二甲苯和更輕的組分從塔頂采出，C9+芳烴從重組分塔塔底采出，用作汽油原料。塔頂物料被送到Parex裝置。該裝置是使用分子篩的固定床，通過分子篩優(yōu)選吸附PX，實現(xiàn)PX的分離。Parex工藝是UOP公司20世紀60年代開發(fā)的，可從液相混合C8餾分中連續(xù)吸附PX。Eluxyl與UOP的Parex工藝相比，概念相似，但設備設計不同。IFP有自己的高性能吸附劑(SPX 3000)，在第一套工業(yè)化裝置中(韓國的SOil公司)%的產品。該技術使用了接近120個單獨的開關閥，而不是像UOP那樣用一個專有的大型多個進口和多個出口的旋轉閥。FP運用拉曼光譜測量塔內的濃度曲線。這種創(chuàng)新的分析方法利用光導纖維傳輸光譜，允許即時準確地對塔內濃度曲線作出反映，結合計算機應用控制閥門順序，達到優(yōu)化和控制操作的目的。IFP還優(yōu)化了內部構件的設計，減少了死體積，提高了效率。 %以上。 目前，國內絕大部分芳烴聯(lián)合裝置采用UOP吸附分離技術。國內已經(jīng)投產的中國石油遼陽石化分公司和中國石化天津分公司的芳烴裝置均采用了UOP公司的成套專利技術，均由中國石化工程建設公司設計，采用國產催化劑，設備大部分立足國內，與以往的成套引進相比，節(jié)省了投資，并使國內芳烴生產技術、催化劑研制和制造水平、設備制造水平得到提升。石科院、中國石化工程建設公司、揚子石化公司和催化劑分公司， 聯(lián)手攻關全套芳烴技術的最后堡壘———PX吸附分離技術，最終形成具有自主知識產權的全套芳烴技術。2011年10月9日，揚子石化公司承建的中國石化重大科研項目———芳烴吸附分離技術開發(fā)及工業(yè)示范裝置生產出合格PX 產品，%。這標志著全套芳烴技術的最后一個技術難關取得重大突破，這一技術填補了國內空白， 打破了國外公司長期以來對芳烴技術的壟斷，使我國成為世界上繼美國、法國之后第三個掌握具有自主知識產權的全套芳烴技術的國家。 二甲苯異構化二甲苯異構化工藝技術是以基本不含或含少量PX的混合C8芳烴為原料，在催化劑作用下C8芳烴4種異構體（OX、MX、PX和乙苯）之間的轉化技術。反應使混合C8芳烴中的PX濃度達到平衡濃度，從而提高PX產量。目前國外二甲苯異構化技術工業(yè)比較成熟和有競爭力的有UOP公司的Isomar技術、美國Mobil公司的MHA1/Xymax 技術以及Axens公司的Octafining 技術（由ARCO公司和Engelhard 公司開發(fā)并實現(xiàn)工業(yè)化）， 該類催化劑的特點是將C8芳烴中的乙苯轉化成二甲苯，從而可以使PX 裝置在進料量一定的前提下最大可能地生產PX。這些工藝的流程非常相似。UOP技術中液體進料是由在其他工藝中使對位和鄰位二甲苯異構體含量減少了的C8芳烴組成。這種進料與補充和循環(huán)氫混合，經(jīng)間接換熱和加熱爐加熱后，通過一臺固定床催化反應器。反應器流出物通過換熱冷卻后進入相分離器。富氫的氣相被循環(huán)，排放一部分氣體，維持所要求的最低氫濃度。將分離器液體送到脫庚烷塔，分離異構體中的輕烴，然后異構體進入白土塔。在白土塔中微量的二烯烴被聚合，保護PX分離吸附劑(如果使用)，并使鄰二甲苯符合酸洗顏色規(guī)格。白土塔使用一種切換系統(tǒng)，離線裝置用蒸汽再生。經(jīng)白土處理的異構體在裝置內循環(huán)，形成二甲苯分離塔的部分混合二甲苯原料。 異構化工藝使用了雙功能催化劑(即酸功能和金屬功能)。工藝物流接近平衡。用UOP公司的I9催化劑，乙苯可以轉化為二甲苯。UOP的I210催化劑可使環(huán)的損失降低，從1998年4月后已工業(yè)化應用。應用IFP的一些催化劑體系(如Opairs)也可以使乙苯轉化為二甲苯。一些企圖由固定數(shù)量的原料最大化生產PX和鄰二甲苯的芳烴生產廠通常選擇這種催化劑體系。由于異構化裝置規(guī)模較大，催化劑性能對裝置的經(jīng)濟性有較大的影響。國內外專利商也不斷致力于催化劑性能的改進，催化劑的技術水平也略有差異。 第4章 工藝方案選擇第5章 企業(yè)系統(tǒng)集成方案 集成依據(jù)化工動力多聯(lián)產系統(tǒng)是通過對熱工過程和化工過程集成優(yōu)化整合，達到更合理的物質與能量綜合梯級轉換利用，從而形成一體化的能源資源利用系統(tǒng)，以實現(xiàn)領域交叉等多種目標。因此，它常常具有下列特點：l 最有效地進行能源資源綜合梯級與循環(huán)利用，以實現(xiàn)從能源資源到各種二次能源和化工產品轉化過程的利用率最大化；l 最合理地進行多領域交叉，為統(tǒng)籌解決單個領域發(fā)展長期不能解決問題提供最有效途徑和手段，具有協(xié)調兼顧了動力、化工、環(huán)境等多領域問題特點；l 可最大限度地將物質與能量轉化過程和污染物控制過程一體化，具有低能耗、低成本的有害物質排放控制和污染極小化等的潛力。而與企業(yè)的系統(tǒng)集成可視為化工動力多聯(lián)產系統(tǒng)的一部分，它通過與企業(yè)之間進行的能量與物料的集成，而達到各種能源的最大利用化以及污染物質排放的最小化的目標。因此本項目主要針對能量與物料與廠內部以及外部企業(yè)進行集成。本廠作為某石化工業(yè)區(qū)的某石化分廠，在物料與能量上不僅可以在內部集成，也可以實現(xiàn)與其他企業(yè)的集成，從而使能源動力系統(tǒng)既達到合理利用能源和低污染排放，又使化工產品的生產過程變得低能耗與低成本，從而實現(xiàn)了多領域功能需求和能源資源高增值的目標。 廠內集成本項目主要分抽提分餾單元、芳烴反應單元和吸附分離單元。抽提分餾單元分為芳烴抽提工段和芳烴分餾工段。芳烴反應單元分為甲苯歧化與烷基化工段和二甲苯異構化工段。吸附分離單元分為吸附分離工段。下面對廠內的集成方案進行具體分析： 廠內物料的循環(huán) 廠內能量集成 與總廠的物質、能量集成關系作為某石化煉油產生的石腦油為原料的項目，每年消耗總廠的混合芳烴125萬噸，所用原料來自于總廠，與總廠物質能量集成關系密切，減少了中間過程的儲運等一系列流程，降低了成本投資。1) 某石化對二甲苯分廠原料來源于中國石化某分公司煉油廠產生的混合芳烴，每年消耗混合芳烴125萬噸，產出PX70萬噸，副產品（要補要改），年銷售收入億元人民幣，對總廠混合芳烴產品進行了利用，優(yōu)化了產品結構，并大大提高了產品的附加值，2) 二甲苯異構化消耗的原料氫氣來自某石化20萬立方米/小時煤制氫裝置產生的氫氣。3) 在甲苯歧化與烷基化工段，在汽提塔中塔頂采出出液中含有大量的輕質芳烴，這股物料放空燃燒會是一個極大的浪費，可以打回總廠的催化重整裝置，使這股物料有了更好的利用。4) 該生產廠每年產生大量的廢水，來自加工單元的排水、機泵填料函、地面沖洗水、實驗室排水等，污水COD高，含有大量的石油類（苯、二甲苯等）有機物?？倧S作為大型煉油項目，會有更復雜含有機物更多的廢水進行處理，利用總廠的污水處理系統(tǒng)，大大降低了投資和運行成本，有著更好地環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。 與與工業(yè)園區(qū)的系統(tǒng)集成方案本廠位于某石化工業(yè)區(qū)，此基地配有電廠，自來水廠，污水處理廠等共用設施，配套設施完善；此外，基地中還有其他許多大型化工企業(yè)，該工藝原料供應充足，接近下游企業(yè)。1) 與原料生產廠的集成某石化工業(yè)園區(qū)目前已經(jīng)開展了千萬噸的煉油項目，帶動了大批石化項目上馬，對二甲苯廠所用的輔助原料可由園區(qū)內相關廠家直接提供，節(jié)省了大量的原料運輸成本。2） 與與下游工廠的集成本工藝的產品對二甲苯、苯是附加值較高的化工產品。對二甲苯主要用于生產PTA，生產的PX可作為江蘇盛洪集團投資20億元在某石化工業(yè)區(qū)建設60萬噸/年PTA項目的原料。第6章 廠址選擇 廠址選擇的基本原則在進行化工廠的選址是，要遵循以下幾點基本原則。1. 廠址位置必須符合國家工業(yè)布局，城市或地區(qū)的規(guī)劃要求，盡可能靠近 城市或城鎮(zhèn)原有企業(yè)，以便于生產上的協(xié)作，生活上的方便。2. 廠址宜選在原料、燃料供應和產品銷售便利的地區(qū)，并在儲運、機修、公用工程和生活設施等方面有良好基礎和協(xié)作條件的地區(qū)3. 廠址應靠近水量充足的水質良好的水源地，當有城市供水、地下水和地面水三種供水條件時，應該進行經(jīng)濟技術比較后選用4. 廠址應盡可能靠近原有交通線（水運、鐵路、公路），即應有便利的交通運輸條件。以避免為了新建企業(yè)需修建過長的專用交通線，增加新企業(yè)的建廠費用和運營成本。在有條件的地方，要優(yōu)先采用水運。對于有超重、超大或超長設備的工廠，還應注意沿途是否具備運輸條件。5. 廠址應盡可能靠近熱電供應地，一般地講，廠址應該考慮電源的可靠性（中小型工廠尤其如此），并應盡可能利用熱電站的蒸汽供應，以減少新建工廠的熱力和供電方面的投資。6. 選廠應注意節(jié)約用地，不占或少占良田、好地、菜園、果園等。廠區(qū)的大小、形狀和其他條件應滿足工藝流程合理布置的需要，并應有發(fā)展的可能性。7. 選廠應注意當?shù)刈匀画h(huán)境條件，并對工廠投產后對于環(huán)境可能造成的影響作出預評價。工廠的生產區(qū)、排渣場和居民區(qū)的建設地點應同時選擇。 廠址概況 廠址建設地綜合各方面的因素，我們將廠址選擇在廣東某石化工業(yè)區(qū)。某某市在全國的位置如圖621所示。圖621 某某市在全國的位置某石化工業(yè)區(qū)在某市的位置如圖622所示圖622 某石化工業(yè)區(qū)在某市 項目建設地自然情況某市位于廣東省西南部，地理坐標為東經(jīng)110176。19176。111176。41176。，北緯21176。22176。22176。42176。東毗陽江，西臨湛江，北連云浮和廣西壯族自治區(qū)，南臨南海。東北距廣州362公里，西南距湛江121公里。全市陸地總面積11458平方公里，%。某地處北