Hola, nos dedicamos a la hidrogenación secundaria de hidrocarburos aromáticos C9. Siempre hemos enviado a empresas que mezclan gasolina y diésel, pero ahora no tenemos ninguna ventaja.
Con el rápido desarrollo de la economía china, la demanda de xileno, la materia prima química orgánica básica más importante, ha crecido fuertemente en los últimos cinco años. Debido al rápido desarrollo de los productos transformadores (principalmente la industria de PTA), la demanda del mercado de PX mostrará una rápida tendencia ascendente en los próximos años. Se espera que la tasa de crecimiento anual de la demanda de los consumidores sea de 22,4 y la tasa de crecimiento anual promedio sea de 22,4. 24.9. Se espera que para 2010, el consumo de PX de dispositivos PTA alcance entre 540.000 y 610.000 toneladas. La construcción de capacidad de dispositivos está muy por detrás del crecimiento de la demanda, y la brecha entre la producción y la demanda de PX de mi país se ampliará aún más.
El para-xileno se produce a partir de nafta mediante el reformado catalítico de xileno mixto en equilibrio termodinámico (C8A) mediante separación por cristalización en múltiples etapas a baja temperatura o tecnología de separación por adsorción en lecho móvil simulada por tamiz molecular (denominada separación por adsorción). Separación de xileno de su mezcla de isómeros cerca del punto de ebullición. Si a menudo se adopta la tecnología de isomerización mixta de xileno (denominada isomerización) al procesar o-xileno, m-xileno y etilbenceno, se producirá isomerización y para-xileno. La tecnología de desproporción y transalquilación de tolueno puede aprovechar al máximo el tolueno industrial barato y los aromáticos de carbono nueve/diez carbonos (C9A/C10A) para obtener xilenos y benceno mixtos. Esta tecnología puede producir más de 50 mezclas de xileno en plantas aromáticas y es el método principal para producir paraxileno para uso industrial. La desproporción selectiva de tolueno para producir xileno es un método nuevo. En los últimos años se han logrado grandes avances en la mejora continua del rendimiento del catalizador en este proceso. Con la mejora continua de la capacidad de producción de etileno, la cantidad total de tolueno mostrará una tendencia ascendente, por lo que tiene buenas perspectivas de mercado.
Este artículo revisa el avance de la hoja de ruta tecnológica de estos dos rendimientos de xileno en los últimos años y propone tendencias de desarrollo tecnológico en este campo.
1 Tecnología de desproporción y transalquilación de tolueno
1.1 Proceso de producción típico
El proceso tradicional de producción de desproporción de tolueno fue desarrollado por UOP Toray en los Estados Unidos a finales de los años 1960 La patente japonesa se desarrolló con la presencia de hidrógeno en el proceso Tatoray de lecho fijo. Después de más de 30 años de desarrollo tecnológico, el Instituto de Investigación de Petroquímicos de Shanghai (SRIPT) completó la investigación y el desarrollo del proceso S-TDT en 1997 y logró la industrialización. En comparación con el proceso Tatoray, el proceso S-TDT permite el uso de catalizadores de desproporción de tolueno avanzados internacionalmente para materias primas de hidrocarburos aromáticos pesados que contienen C10 y HAT, con bajo consumo de energía y de equipos y materiales, lo que hace que el proceso tenga buenos indicadores técnicos y económicos.
Breve flujo del proceso de desproporción de tolueno S-TDT: mezcle las materias primas que contienen tolueno y el hidrocarburo aromático pesado C9A que contiene C10 con hidrógeno circulante, caliéntelo a la temperatura de reacción requerida a través del reactor y caliéntelo a la entrada del intercambiador de calor del reactor y la salida al reactor adiabático de lecho fijo. En presencia de un catalizador, la reacción genera benceno y xileno mixto. El efluente de la reacción pasa a través de los intercambiadores de calor de entrada y salida del reactor, se enfría y fluye hacia el tanque de separación de alta presión, y el líquido de hidrocarburo aromático separado ingresa al dispositivo de fraccionamiento aguas abajo. Una parte del efluente se separa del gas y la mayor parte del gas y el hidrógeno de reposición se mezclan en un compresor de hidrógeno en circulación, que recircula el hidrógeno presurizándolo.
1.2 Progreso en I+D de la tecnología de desproporción y alquilación de tolueno
1.2.1 Catalizador de desproporción de tolueno TA y Toray de Japón
U.S.UOP desarrollado conjuntamente con Toray de Japón La tecnología de desproporción y transferencia de tolueno de Tatoray se ha industrializado. Esta tecnología ha adoptado una reacción en fase de hidrógeno crudo de lecho fijo desde 1969. Esta tecnología utiliza una reacción en fase de hidrógeno crudo de lecho fijo, con operación estable, ciclo de operación largo e indicadores técnicos y económicos avanzados. En la actualidad, más de 50 dispositivos en todo el mundo han adoptado esta tecnología y se ha logrado la industrialización en importantes campos técnicos. El catalizador de proceso TA-4 en la década de 1990 y el catalizador TA-5 comenzaron su aplicación industrial en 1997. Actualmente, los procesos extranjeros de Tatoray utilizan principalmente catalizadores TA-4 y TA-5.
Catalizador TA-20 de hidrocraqueo metálico de nueva generación recientemente desarrollado por UOP. Este catalizador con capacidad de hidrocraqueo de metales mejora la capacidad de procesamiento de aromáticos pesados y puede procesar 30 fracciones en masa de aromáticos pesados en la alimentación mixta en tolueno, lo que hace posible alimentar una alimentación que contiene 1 fracción en masa de alcanos. La estabilidad a largo plazo del catalizador TA-20 también mejoró en comparación con los catalizadores TA-4 y TA-5 originales.
1.2.2 Catalizador de desproporción de tolueno serie HAT y tecnología S-TDT
Para satisfacer las necesidades de la unidad combinada de aromáticos, sin cambiar el reactor y el compresor, la investigación SRIPT desarrolló el Serie HAT de catalizadores de desproporción y transalquilación de tolueno HAT-095 y HAT-096 Desde 1996, el catalizador HAT-097 se ha utilizado con éxito en la tecnología central de unidades nacionales de desproporción de tolueno de 13.000 a 123.000 toneladas/año. S-
La tecnología de desproporción de tolueno y los catalizadores S-TDT se han exportado a Irán. La Tabla 1 enumera los principales indicadores de desempeño de la industrialización de catalizadores HAT. Se puede ver en la Tabla 1 que el catalizador HAT-097 es una modificación del catalizador HAT-095. La capacidad de procesamiento del catalizador mejora enormemente y la proporción de hidrógeno a hidrocarburo es cada vez menor cuando las condiciones de operación. del compresor del dispositivo existente permanecen sin cambios, sólo se puede lograr el propósito de ampliar la capacidad reemplazando el catalizador. Al mismo tiempo, la alimentación de reacción puede aumentar cada vez más el contenido de aromáticos pesados C10A, y el dispositivo de desproporción puede procesar y aumentar el rendimiento de benceno y xileno mixto de manera más efectiva, mejorando los beneficios económicos del dispositivo.
La capacidad de tratamiento de hidrocarburos aromáticos del catalizador HAT ha mejorado enormemente en comparación con catalizadores industriales extranjeros similares. Los resultados de operaciones industriales muestran que su rendimiento integral ha alcanzado el nivel avanzado internacional. El catalizador HAT-099 ha completado el desarrollo de la reacción C10A. Como las tres primeras materias primas, la fracción de masa de C10A de la materia prima C9A puede alcanzar 25-30. El desarrollo exitoso del catalizador HAT-099 mejorará efectivamente la tasa de utilización de aromáticos pesados y logrará el propósito de aumentar significativamente la producción de xileno y xileno mixto.
En los últimos años, las unidades desproporcionadoras de tolueno han podido procesar materias primas de C9A de alta concentración y producir más C8A para satisfacer las necesidades de expansión de la capacidad de producción de xileno. Los resultados experimentales desarrollados para el catalizador MXT-01 SRIPT de zeolita beta de poro grande para catalizar la reacción de desproporción y transalquilación de tolueno y C9A muestran que a alta velocidad espacial, la proporción de fracción de masa de hidrocarburos baja alcanza más de 46, y la proporción molar de C8A aromáticos a benceno Cuando se alcanza 3,7 o más, la conversión molar total de la alimentación de reacción C9A puede llegar a 70. Debido a que el catalizador HAT MXT-01 tiene un mayor rendimiento de xileno mixto, las pruebas actuales no están en absoluto a escala para compararlas con una unidad de producción industrial en línea que utiliza catalizador de mordenita.
1.2.3 Tecnología de transalquilación y desproporción de tolueno MTDP-3
Tecnología de transalquilación y desproporción de tolueno MTDP-3 Mobil ha desarrollado una tecnología C9A con capacidad de proceso. La tecnología se basa en el uso de zeolita ZSM-5 con una fracción de masa C9A inferior al 25 de la alimentación de reacción. La ventaja competitiva de esta tecnología es que puede operar con bajas relaciones molares de hidrocarburos (menores o iguales a 3).
La tecnología MTDP-3 fue desarrollada por Mobil Corporation y China Petroleum Corporation (CPC) de Taiwán basándose en el desarrollo conjunto del proceso **** TransPlus. El propósito es mejorar la capacidad de procesar la fracción C9A C10A. materia prima, y en 1997 se industrializó la primera planta petroquímica en Linyuan, Taiwán. Esta tecnología aprovecha la funcionalidad ligera del Catalizador A para priorizar los aromáticos pesados, lo que permite el tratamiento de materias primas que contienen ciertas cantidades de C10A y C9A. Se afirma que la fracción de masa de C10A de la materia prima C9 puede ser tan alta como 25 o más y la mezcla de reacción de C9A puede ser tan alta como 40 o más, pero no se han informado datos de industrialización. Condiciones operativas típicas: temperatura de reacción 385-500°C, presión de reacción 2,1-2,8 MPa, aromáticos WHSV 2,5-3,6H-1, relación molar de hidrógeno a hidrocarburo que no excede 3, tasa de conversión total 45-50.
1.2.4 Otras tecnologías de proceso
Arco-IFP, rendimiento de xileno (xileno-PLUS) se industrializó en 1968, utilizando tamices moleculares tipo Y de tierras raras con baja actividad y selectividad respectivamente. 28. -30 y 92,5; debido al uso de un reactor de lecho móvil, el catalizador anterior necesita regenerarse continuamente, lo que consume mucha energía. Se pueden utilizar tolueno y C9A como materias primas. Sólo se permiten cuatro conjuntos de materias primas originales con contenido de C9A y, hasta el momento, no existe ningún conjunto industrializado en el mundo.
Cosden T2BX se industrializó en Francia en 1985. Tiene una presión de trabajo más alta (4,1MPa) y una tasa de conversión de 44. Utiliza mordenita como catalizador para hacer reaccionar la materia prima tolueno y aromáticos C9A. No ha habido nuevos informes en los últimos años.
2 Desproporción selectiva de tolueno para producir xileno de alta concentración
2.1 Descripción general
La catálisis selectiva puede suprimir eficazmente las reacciones secundarias y aumentar en gran medida el producto deseado. La separación selectiva El proceso se simplifica, el consumo de energía y la inversión se reducen considerablemente, de modo que el dispositivo puede mejorar efectivamente los beneficios económicos. La reacción de desproporción selectiva de tolueno sólo se puede utilizar con alimentación de tolueno puro.
La reacción de desproporción selectiva del tolueno selecciona sitios altamente críticos mediante el tamaño de poro de la zeolita apropiado y la pasivación de la superficie externa. El diseño de pasivación de la superficie exterior del cristal de zeolita permite una rápida difusión del paraxileno a través de los canales de zeolita. El paraxileno fuera de la superficie no sufrirá una reacción de isomerización en el tamiz molecular y se generará una mezcla de xileno termodinámicamente equilibrada.
Hasta la fecha, los informes de patente sobre la desproporción selectiva de tolueno en las zeolitas ZSM-5 provienen de Mobil y tienen una estructura de poros que es sólo una fracción de la de la zeolita ZSM-11, que es similar a la Zeolita ZSM-5.
2.2 Tecnologías desarrolladas en el extranjero
2.2.1 Tecnología de desproporción selectiva de tolueno MSTDP y PXMAX
La primera tecnología industrial de desproporción selectiva de tolueno fue para Mobil 1988 Modificación in situ del proceso MSTDP. El equipo MSTDP Enichem fue operado con éxito en la refinería de la ciudad italiana de Gela. Sus indicadores técnicos para la industrialización son: tasa de conversión de tolueno 25-30 85-90 selectividad in situ relación molar de benceno y xileno 1,44, producto de reacción.
En 1996, la empresa lanzó la tecnología de modificación de isótopos PX-MAX, con una selectividad de xileno superior a 90 y una tasa de conversión de tolueno de 30. En comparación con la tecnología PXMAX, la tecnología MSTDP reduce la proporción molar de benceno y xileno en el producto de reacción, lo que permite obtener más paraxileno.
2.2.2 Tecnología de desproporción opcional de tolueno PX-PLUS
PX-PLUS, lanzado por UOP en 1997, tiene un mejor rendimiento que la tecnología de proceso MSTDP. Sus principales indicadores son: tasa de conversión de tolueno 30, paraselectividad 90, la relación molar de benceno a xileno en el producto de reacción es 1,37 y el rendimiento de paraxileno es aproximadamente 41 (tolueno convertido). La primera unidad fue industrializada en 1998.
La tecnología de UOP se combina con la tecnología de adsorción por tamiz molecular para separar los aromáticos de xileno estrictos y saludables en el complejo de aromáticos de xileno, que es muy complementario. La mezcla de paraxileno de alta concentración producida con la tecnología PX-PLUS puede obtener una fracción en masa de paraxileno de alta pureza después de una simple cristalización y separación. En el producto de paraxileno, la cantidad residual aún está por encima de 40, que es mucho mayor que la de las mezclas de xileno ordinarias. El contenido de xileno en el medio se puede ingresar directamente en la sección de separación por adsorción.
2.3 Desarrollo nacional La investigación nacional en este campo comenzó a principios de la década de 1990, y la prueba industrial del catalizador de 1 litro del Instituto de Investigación de Petroquímicos (RIPP) se completó en 1999. Los principales resultados son los siguientes: la conversión de tolueno es superior a 30 y la selectividad es superior a 90, pero el número de moles de benceno y xileno es relativamente alto, alrededor de 1,6.
En 1997, SRIPT estudió el rendimiento de xileno del catalizador de desproporción selectiva de tolueno y logró buenos resultados hasta el momento. Los resultados de laboratorio muestran que a una relación molar de 1,4, la conversión de tolueno y la selectividad a los productos de reacción de benceno y xileno son 30 y 90, respectivamente. El trabajo de expansión de la producción del catalizador se completó mediante pruebas y está listo para las pruebas en la línea de producción industrial.
Aromáticos pesados, mejora la capacidad de refinación, aumenta la escala y el número de unidades de producción de aromáticos de reformado continuo y acelera el desarrollo de la tecnología de desalquilación del proceso de desalquilación de aromáticos pesados.
El hidrotratamiento aromático de xileno mixto producido por C9A puede reducir eficazmente la escala del dispositivo y aprovechar al máximo los recursos aromáticos pesados. En este campo, los países extranjeros han adoptado el proceso TAC9 de Toray producido por tecnología UOP y la tecnología GT-TransAlk producida por Zeolyst de ATA Technologies GTC.
3.1 El proceso TAC9 de Toray convierte selectivamente aromáticos C9-C10 en aromáticos pesados para producir xilenos mixtos.
El proceso TAC9 de Toray produce xilenos mixtos. El C10A también se utiliza en la producción de xilenos mixtos, y esta tecnología puede ser una adición importante a los productos aromáticos de xileno mixtos. La tecnología Toray también se utiliza en la tecnología de reactor de lecho fijo donde el hidrógeno está presente en el proceso Toray TAC9. La presencia de hidrógeno es para evitar la coquización, que es el factor principal en las reacciones de desalquilación de compuestos aromáticos y de craqueo de compuestos no aromáticos. consumo. Para garantizar un mayor rendimiento de xilenos mixtos, el benceno y el tolueno se hacen reaccionar y se separan después de que el heptano regresa a la torre de alimentación del reactor para su separación.
Los rendimientos técnicos de xileno mixto incluyen tres aspectos: la proporción de metilfenilo, isómeros C9A y C10A con respecto a la distribución del valor C9/C10A en la alimentación total. Para alimentación C9A pura, el rendimiento de xileno mixto es aproximadamente 75 y el rendimiento del componente ligero es aproximadamente 21. A medida que aumenta el contenido de C10A en la alimentación, disminuye la producción de xilenos mixtos.
Esta tecnología se aplicó industrialmente por primera vez en 1996. El catalizador tiene buena estabilidad y el primer período de operación fue de más de dos años. En 1998, dos conjuntos de unidades habían adoptado esta tecnología, con una escala de unidades de 850. quilates/año.
3.2 Preparación de zeolítico/tecnología de transferencia de alquilo y desalquilación de hidrocarburos aromáticos pesados de SK
Tecnología La preparación de zeolítico fue desarrollada e industrializada conjuntamente por SK de Corea del Sur. En 1999, la tecnología se industrializó por primera vez en Corea del Sur. Aplicación del complejo SK aromáticos.
El catalizador de metal precioso utilizado en ATA-11 tiene buena estabilidad, el tiempo de primera operación es de más de 3 años y la fracción de masa de etilbenceno es baja (la hidrogenación genera un buen C8A es de aproximadamente 2), lo cual es isomerización Buenas materias primas. Sin embargo, debido a la fuerte función de craqueo y a la adición de anillos aromáticos, la temperatura del lecho de reacción fuertemente exotérmico aumenta demasiado rápido, lo que requiere que el tiempo de pérdida de contacto entre el material y el catalizador no sea lo suficientemente largo y no puede operar en condiciones altas. condiciones de velocidad espacial. El consumo excesivo de hidrógeno y las reacciones exotérmicas pueden provocar dificultades operativas en el horno de alimentación y en el separador aguas abajo, como era el caso de los equipos actuales antes de la introducción de esta tecnología. Esta técnica es adecuada para reacciones de hidrodesalquilación C9 A.
3.3 GT-TransAlk Desalquilación y transalquilación de aromáticos pesados
GT-TransAlk de GTC es una tecnología liviana para el tratamiento de aromáticos pesados C9A/C10A. La característica de esta tecnología es que no hay tolueno en la materia prima y el tolueno se separa mediante metilación y cristalización para formar un grupo de hidrocarburos aromáticos.
4. Tendencia de desarrollo futuro de la tecnología de rendimiento de xileno
El mercado del xileno tiene amplias perspectivas en los próximos años. El principal objetivo de las empresas es ampliar la capacidad y al mismo tiempo transformar algunos equipos existentes. empresas También existe la necesidad de nuevos dispositivos móviles. Las nuevas tecnologías y las mejoras a las tecnologías existentes y la mejora continua se han convertido en el foco de la investigación y el desarrollo en la industria petroquímica.
4.1 Tecnología tradicional de desproporción y transalquilación de tolueno
La dirección de desarrollo futuro de los equipos de desproporción y transalquilación de tolueno es mejorar la selectividad de los productos requeridos y reducir efectivamente el consumo de material del equipo. aumentar aún más la relación entre velocidad espacial e hidrógeno, e investigar y desarrollar nuevos catalizadores para reducir los hidrocarburos y satisfacer las crecientes necesidades energéticas de los equipos.
Para mejorar la selección de macroporos apropiados y modular la acidez superficial del material catalítico, mejorar adecuadamente la reacción de transferencia de alquilo e inhibir la reacción de desproporción de tolueno, aumentando así el rendimiento de xileno mixto y reduciendo la cantidad. de xileno mixto La producción de benceno en el rendimiento tiene como objetivo lograr el propósito de mejorar el rendimiento de para-xileno. SRIPT ha desarrollado con éxito el catalizador de mordenita MXT-01 y se han completado las pruebas de la línea de producción industrial. Los resultados muestran que cuando la WHSV es de 2,5 h-1 y la temperatura de reacción es inferior a 400 °C, la tasa de conversión total del catalizador no es inferior a 46, la tasa de conversión total no es inferior a 89 y la selectividad molar La proporción de benceno a xileno es 3,5 o superior, la selectividad del producto en xileno mixto es 73.
La unidad de aromáticos es de gran escala y contiene una cantidad considerable de aromáticos pesados. La forma de utilizar plenamente la economía de los aromáticos pesados afecta en gran medida la integración de toda la unidad. Durante la operación de la unidad, para evitar que los componentes de hidrocarburos C11 y superiores tengan un fuerte impacto en la alimentación del reactor, algunos hidrocarburos C10A y C11A y superiores se descargan fuera del límite de emisión de hidrocarburos, lo que resulta en la pérdida de recursos de hidrocarburos aromáticos pesados. . Por lo tanto, el desarrollo de catalizadores C10A y tecnologías que puedan manejar aromáticos ocupados será el foco de la futura investigación y desarrollo de aromáticos pesados.
El procesamiento directo de hidrocarburos no aromáticos para extraer tolueno, una materia prima con alto contenido de hidrocarburos aromáticos, es también una de las tendencias de desarrollo futuro. Esta tecnología puede reducir efectivamente la carga del dispositivo de extracción, lograr una expansión de la capacidad y reducir el consumo de energía. Sin embargo, el contenido de benceno de los hidrocarburos no aromáticos aumenta en todo el producto de la unidad. Por lo tanto, para garantizar una calidad aceptable del benceno, también es crucial investigar y desarrollar catalizadores adecuados para procesar alimentaciones de tolueno con alto contenido de aromáticos.
4.2 Tolueno y xileno
Moldeo selectivo 4.2.1 Desproporción de tolueno y desproporción selectiva del sistema de metilación
Una mejora adicional de la selección de posición cerrada y la tecnología de xileno, es la foco de futuras investigaciones. La selectividad del segmento es cada vez mayor, lo que reducirá en gran medida el consumo de energía de separación y reducirá efectivamente el costo de producción de paraxileno.
4.2.2 Proceso combinado de desproporción selectiva de tolueno y alquilación de benceno C9A/
La reacción de desproporción selectiva de tolueno puede producir xileno mixto superior, pero esta tecnología solo se puede utilizar para xileno con tolueno de mayor pureza. contenido. Las unidades de hidrocarburos aromáticos, los C9 baratos y los recursos de hidrocarburos aromáticos superiores tienen una tasa de utilización extremadamente baja. Con este fin, la tecnología de desproporción selectiva de tolueno de unidades aromáticas SRIPT combina la transferencia de tecnología con un proceso de combinación de benceno/C9A y alquilo.
En marzo de 2003, se completó la transferencia de tecnología de investigación y desarrollo de benceno SRIPT y alquilo C9A. Los resultados de la prueba muestran que cuando la relación de masa de benceno y C9A es 60/40, basándose en la velocidad del viento de reacción de 1,5 h-1, la tasa de conversión total es superior a 50. La selectividad del tolueno y el xileno mixto obtenidos en las condiciones de benceno y C9A es el mismo que el de 90 y superior.
En el proceso combinado, la materia prima de la unidad de transferencia de benceno/alquilo C9A puede ser tolueno desproporcionado selectivamente para generar benceno/alquilo C9A y la unidad de transferencia aplica completamente la tecnología de desproporción selectiva de tolueno y. Utilice tolueno C9A que se genera como materia prima para maximizar la producción de xilenos mixtos de alto contenido.
La tecnología de separación ha logrado grandes avances en los últimos años y la investigación sobre el mecanismo de cristalización de la cristalización por congelación ha mejorado sus indicadores económicos. Para xilenos mixtos con alto contenido de xileno, el proceso de producción combinado con la tecnología de separación por cristalización reducirá en gran medida el costo de separación y tendrá la competitividad para competir con la tecnología de separación por adsorción por tamiz molecular. La aplicación de la tecnología de cristalización y separación en el proceso de producción de xileno tiene buenas perspectivas de mercado.
4.2.3 Metilación de tolueno para producir xileno de alta concentración
La nueva ruta de proceso para la reacción de alquilación de tolueno, metanol y xileno es una forma de convertir tolueno en metanol barato para producir paraxileno de nuevas formas. Catalizador de zeolita tipo Y de zeolita ZSM-5, se han llevado a cabo investigaciones sobre la síntesis de alquilación selectiva de tolilo en el país y en el extranjero desde la década de 1970, especialmente en la relación de Al, tamaño de partícula, platino, magnesio, antimonio/álcali de la zeolita ZSM-5 (Extenso Se han realizado investigaciones sobre la correlación entre el fósforo modificado con metales alcalinotérreos, el silicio y los elementos modificados del grupo B y el tratamiento con vapor. Tomando como ejemplo el catalizador P/HZSM-5 que Mobil Company utilizó para tratar con vapor el silicoaluminofosfato de tamiz molecular con una relación molar de 450970 durante 45 minutos, en las condiciones del proceso de temperatura de reacción de 600 °C, presión de reacción de 0,28 MPa y WHSV4h. -1, n (tolueno)/n (metanol)/n (metanol)/n (agua)/n (hidrógeno) = 2/1/6/6 para la reacción de metilación, la tasa de conversión de metanol es 97,8, convertido en metanol, La velocidad de conversión a tolueno es 28,4 y la selectividad a PX.benceno es 96,8. Durante la reacción no se produce una cantidad muy pequeña de subproductos, principalmente hidrocarburos por debajo de C5, con una fracción de masa inferior a 1.
Actualmente no hay informes sobre procesos industrializados. La clave es obtener ventajas en dos cuestiones principales: una es la investigación y el desarrollo de catalizadores industriales con buena estabilidad y larga vida, y la otra es la economía técnica. La Corporación Petroquímica de la India (IPCC) y GTC informaron recientemente sobre nuevos avances en el desarrollo de la tecnología GT-lAlkSM para la alquilación de tolueno a metanol, así como una evaluación tecnoeconómica de una unidad de producción de PX de 200.000 toneladas/año. En la reacción de alquilación de tolueno se utilizan un reactor de lecho fijo y un catalizador patentado de zeolita con alto contenido de sílice a una temperatura de reacción de 400-450 °C, una presión de reacción de 0,1-0,5 MPa y una relación másica de tolueno a metanol de 1,35/1 En estas condiciones, la selectividad de PX alcanza más de 85 y el período de funcionamiento del catalizador es de 6 a 12 meses. Las características principales de esta tecnología: durante el reformado de tolueno, se envía directamente a la unidad de alquilación de tolueno. utilizando metanol de bajo costo como materia prima, se producen hidrocarburos aromáticos PX de alta concentración. El costo de la parte de xileno es bajo, el dispositivo de cristalización es simple y el PX se puede recuperar de manera efectiva. Obtener PX de alta pureza es mucho menor que el del dispositivo de separación por adsorción tradicional. Además, el subproducto benceno es casi insignificante. Solo se consume 1 tonelada de tolueno por cada 1 tonelada de productos agrícolas PX producidos (el proceso de desproporción selectiva de tolueno requiere alrededor de 2,5 toneladas de benceno y tolueno para producir 1 tonelada de PX, y la relación de masa de los subproductos B y PX es: 1,36 -1,60). Materia prima tolueno 2,34Mt/a Evaluación técnica y económica 200.000 toneladas/año Unidad de PX metanol 1,73Mt/a Concentración de PX 2,33Mt/a, los precios del tolueno y el metanol son respectivamente 260 yuanes/tonelada y 110 yuanes/tonelada, el neto anual El beneficio es de unos 19 millones de yuanes, con un coste de inversión total de aproximadamente 70 millones de yuanes.
Esta tecnología, como GA-TolAlk tolueno, metanol, tecnología de metilo en equipos de procesamiento, tecnología de transferencia de alquilo de hidrocarburo del lado pesado GT-TransAlk, tecnología de isomerización GT-IsomPX y tecnología de cristalización CrystPX, la producción de 4 modernos Las unidades combinadas PX combinadas con otros aromáticos y unidades de destilación mostrarán una mayor superioridad y flexibilidad. flexibilidad.
El método de recuperación de PX y el equipo del dispositivo de PX de 400.000 toneladas/año En comparación con la alimentación de xileno mixto de separación por adsorción tradicional, la recuperación de PX combinada moderna puede ahorrar un 10 por tonelada de coste en efectivo de PX y reducir el coste de inversión en un 2,6. materia prima de nafta En comparación con la demanda, se reduce en aproximadamente un 53,8.
Debido al alto precio del metanol, las perspectivas de industrialización de la generación de aguas residuales y la tecnología de operación a largo plazo son prometedoras y requieren más investigación. Sin embargo, con el desarrollo de la industria química del gas natural y el avance de la tecnología de catalizadores, esta tecnología tiene buenas perspectivas de aplicación.
4.3 Investigación en ingeniería
En el desarrollo de la tecnología catalítica de hidrocarburos aromáticos, la escala de los equipos es cada vez mayor y el costo de producción de los productos es cada vez menor. necesario para llevar a cabo adicionalmente el procesamiento de ingeniería e integrar esta separación de las dos tecnologías. Durante el proceso de reacción, se investigan principalmente temas como reactores centrales, equipos de intercambio de calor a gran escala y combinación térmica de dispositivos. Con la expansión de la escala del equipo, el contenido principal es seleccionar el tipo apropiado de reactor y cómo garantizar la distribución uniforme del flujo de gas en el reactor. El flujo de aire SRIPT distribuido uniformemente en camas fijadas axialmente se ha estudiado exhaustivamente y se puede utilizar en diseños industriales. La eficiencia del intercambiador de calor horizontal determina en gran medida el nivel de consumo de energía de toda la unidad. El intercambiador de calor de placas de la empresa francesa PAKINNOX representa el nivel más moderno actual. El intercambiador de calor se ha adoptado en la capacidad de procesamiento anual de las unidades de desproporción de tolueno de 870 quilates y 1 millón de toneladas y se espera que siga funcionando. reducir significativamente la carga en el reactor.
Los productos se centran principalmente en el nivel más avanzado de tecnología de separación por cristalización, separación, tecnología de purificación y separación por cristalización por congelación De Niro/TNO. La tecnología fue desarrollada por la Universidad de Bremen, el "Instituto De Niro de Tecnología de Procesos" y el Instituto TNO de Ciencias Ambientales, Tecnología Energética e Innovación de Procesos) se desarrollaron en 1993 para tecnologías de separación y purificación respectivamente. En comparación con el proceso tradicional de cristalización por congelación de cristalización por congelación en capas, la tecnología de separación y purificación por cristalización por congelación de Nero/TNO es una tecnología de separación y purificación basada en el proceso de cristalización por congelación en suspensión, y su consumo total de energía se reduce a aproximadamente el 10% del tradicional. proceso de cristalización por congelación.
En la actualidad no se ha reportado ninguna investigación en esta área.
5 perspectivas de I+D para nuevas tecnologías para la síntesis de xileno
ExxonMobil informó recientemente sobre una nueva ruta de proceso que craquea gas en una unidad de craqueo por vapor de subproductos, para producir olefinas C4 (por ejemplo: ciclopentadieno, butadieno, éter ciclopentadienílico, éter ciclopentadienílico, éter ciclopentadienílico, éter ciclopentadienílico), ciclopentadieno, butadieno, pentadieno, hexadecadieno, metilciclopentadieno, etc.) y compuestos oxigenados C1-C3 (tales como metanol, dimetil éter, etanol, éter o una mezcla de metanol y dimetil éter), y selectividad Convertir alquenos C4 en compuestos C3. El catalizador ZSM-5 es un nuevo proceso para la conversión selectiva de oxigenados C1-C3 como metanol, dimetiléter, etanol, dietiléter o una mezcla de metanol y dimetiléter en paraxileno, etileno y propileno. En el reactor de lecho fijo, la fracción de masa del catalizador ZSM-5 es zeolita 4,5 P (la relación molar de sílice a alúmina es 450), la temperatura de reacción es 430 °C, la presión de reacción es 0,1 MPa y la WHSV es 0,5 H -1, la materia prima es M (dipentadieno)/m (tolueno)/m (metanol)/m (agua) 1,25/1,25/22,5/75. El ciclopentadieno metanol tiene una alta selectividad cuando se convierte en xileno. El metanol tiene una selectividad igualmente alta cuando se convierte en etileno, propileno y paraxileno. La tasa de conversión del diciclopentadieno es 100 y la tasa de conversión del tolueno es 10, la tasa de conversión del metanol es 20. .
La masa del producto consta de 30% de paraxileno, 25% de etileno, 22% de propileno y el resto son olefinas C4 y aromáticos C8 distintos del xileno.
Nueva tecnología de gas de síntesis de ExxonMobil para la síntesis catalítica de trimetilbenceno a partir de metiltolueno. Componente catalizador MgO/HZSM-5 soportado por Cr - Zn - Mg-O en las condiciones de materia prima de n(H 2) / n(CO inferior) / n(tolueno) = 2/1/0,25, la tasa de conversión de tolueno es 26,0 y la tasa de conversión de tolueno es 26,0, la selectividad al tolueno es 84,2, la temperatura de reacción es 460°C, la presión de reacción es 0,17 MPa, la WHSV es 1,5 h-1, de la cual la selectividad para p-xileno es 74,5, el catalizador. es estable y la vida esperada es de hasta 4100 h.