甲苯、二甲苯及其下游产业链分析

甲苯、二甲苯及其下游产业链分析第一部分：甲苯甲苯（C7H8），是一种重要的有机化工原料，由分馏煤焦油的粗苯进行加氢抽提获得（加氢甲苯）或由石脑油催化裂化后抽提制得（石油甲苯），是一种无色、带特殊芳香味的易挥发液体。作为溶剂它用于油类、树脂、天然橡胶和合成橡胶、煤焦油、沥青、醋酸纤维素，也作为溶剂用于纤维素油漆和清漆，以及用为照像制版、墨水的溶剂。甲苯也是有机合成，特别是氯化苯酰和苯基、糖精、三硝基甲苯和许多染料等有机合成的主要原料。它也是航空和汽车汽油的一种成分。未来随着国内各地炼化项目不断投产，甲苯供应能力还将继续稳步增长，但增速逐步放缓。从近几年发展趋势来看，甲苯下游消耗的增长仍然主要在调油领域以及歧化用于继续生产其他芳烃产品。甲苯下游产品分析甲苯的主要用途是调合汽油，而化工利用中占首位的是脱烷基制苯，其次是用作溶剂。甲苯的化学性质与苯相类似，由于甲基的存在，增加了反应性能。使甲苯可以生成电荷转移的π络合物和强酸生成络合物。01甲苯二异氰酸酯甲苯二异氰酸酯（TDI）是生产聚氨酯泡沫的原料。TDI与聚醚多元醇或聚酯多元醇反应生成聚氨酯，主要用作聚氨酯合成革、聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯涂料、聚氨酯粘合剂、聚氨酯橡胶（弹性体）和聚氨酯纤维等。02苯甲酸在均相钴催化剂存在下用空气液相氧化甲苯是工业上生产苯甲酸的方法，与热碱液反应可生成苯甲酸钠等食品级防腐剂。03苯酚甲苯氧化成苯甲酸，苯甲酸在铜催化剂存在下进一步氧化成苯酚，作为中间体使用。04己内酰胺己内酰胺为尼龙6的原料，传统方法是苯经环己酮生产的，可由甲苯作起始原料，氧化生成苯甲酸，苯甲酸加氢生成环己烷羧酸，环己烷羧酸经中和、脱羧及重排生成己内酰胺。05对苯二甲酸甲苯歧化和甲苯与三甲苯进行烷基转移反应，皆可生成对二甲苯，对二甲苯氧化制对苯二甲酸。又以甲苯为原料合成对苯二甲酸的甲苯羰基化法和甲苯氧化歧化法。第二部分二甲苯二甲苯（dimethylbenzene）为无色透明液体；是苯环上两个氢被甲基取代的产物，存在邻、间、对三种异构体，在工业上，二甲苯即指上述异构体的混合物。二甲苯作为基础的化工原料，涉及各行各业如：油漆、油墨、清洗、合成等等，广泛用于涂料、树脂、染料、油墨等行业做溶剂；用于医药、炸药、农药等行业做合成单体或溶剂；也可作为高辛烷值汽油组分，是有机化工的重要原料。还可以用于：去除车身的沥青。医院病理科主要用于组织、切片的透明和脱蜡。二甲苯制取方式1、由据粗苯各组分的沸点不同，用精馏的方法提取沸程135~145*C的馏分，得二甲苯。

2、铂重整法用常压蒸馏得到的轻汽油(初馏点约138°C)，截取大于65°C馏分，先经含钼催化剂，催化加氢脱出有害杂质，再经铂催化剂进行重整，用二乙二醇醚溶剂萃取，然后再逐塔精馏,得到苯、甲苯、二甲苯等产物。3、甲苯歧化法。此法是在催化剂作用下，使一个甲苯的甲基转移到另166催化剂(缺铝氢型丝光沸石)，以重整甲苯(硝化级)和重整循环氢(85%~90%)为原料，反应温度400+2*C,压力为2MPa左右等条件下，反应制得苯和二甲苯。4、将石油轻馏分混合苯经过加氢精制，催化重整,分离而得二甲苯。或将焦化粗苯经洗涤、分馏而得。二甲苯有三个同分异构体，分别为邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯。三者的物理性质化学性质相似。二甲苯中用量最大的是对二甲苯，对二甲苯氧化生产对苯二甲酸，经乙二醇等酯化成对苯二甲酸乙二醇酯，这是生产聚酯纤维和薄膜的原料。邻二甲苯生产邻苯二甲酸酐，邻苯二甲酸酐则是制造增塑剂、醇酸树脂，不饱和聚酯树脂等的原料，大部分间二甲苯异构化为对二甲苯，也可氧化制成间苯二甲酸，代替邻苯二甲酸酐作为不饱和聚酯及醇酸树脂的原料。对二甲苯对二甲苯（PX）是一种重要的有机化工原料，主要用于生产精对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT），精对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯再和乙二醇（EG）反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），即聚酯，进一步加工纺丝生产涤纶纤维和轮胎工业用聚酯帘布，PET树脂还可制成聚酯瓶、聚酯膜、塑料合金及其他工业元件等。除此之外，对二甲苯还用做溶剂及生产医药、香料。对二甲苯的产品工艺技术路线重整油和裂解加氢汽油中抽提一直以来是生产PX的主要工艺路线，由于PX需求量日益增长，用此工艺来生产PX已远不能满足需求。当前芳烃联合装置的目的是增加二甲苯的产率，同时减少苯的产率。受热力学平衡的限制，通常在二甲苯混合物中间二甲苯（MP）含量较高，而工业上需求量较大的对二甲苯（PX）含量却较低。所以工业上常常通过甲苯歧化和烷基转移工艺、C8芳烃异构化工艺以及甲苯选择性歧化工艺来增产对二甲苯。芳烃抽提芳烃抽提aromaticsextraction也称芳烃萃取，用萃取剂从烃类混合物中分离芳的液液萃取过程。主要用于从催化重整和烃类裂解汽中回收轻质芳烃(苯、甲苯、各种二甲苯)，有时也用从催化裂化柴油回收萘，抽出芳烃以后的非芳烃剩余称抽余油。芳香烃简称“芳烃”，通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物。是闭链类的一种。具有苯环基本结构，历史上早期发现的这类化合物多有芳香味道，所以称这些烃类物质为芳香烃，后来发现的不具有芳香味道的烃类也都统一沿用这种叫法。例如苯、萘等。苯的同系物的通式是CnH2n-6（n≥6）。歧化及烷基转移甲苯歧化反应是指甲苯在催化剂（一般采用硅铝催化剂）作用下，使一个甲苯分子中的甲基转移到另一个甲苯分子上而生成一个苯分子和一个二甲苯分子，这种反应称作歧化反应。

烷基化反应是指有机化合物分子中连在碳、氧和氮上的氢原子被烷基所取代的反应。

歧化及烷基转移工艺是以甲苯和C9芳烃资源作为原料，通过歧化及烷基转移反应生成高附加值的C8芳烃，这是生产对二甲苯的原料。

歧化及烷基转移工艺最具代表性的是美国环球油品公司（UOP）的Tatory工艺，该工艺使用丝光沸石催化剂，可为对二甲苯生产提供50%以上的C8芳烃原料。近年UOP新开发的TA-5和TA-20等歧化及烷基转移催化剂已分别实现了工业化，与TA-4催化剂相比除具有高转化率和高选择性等特点外，反应进料中最多可以处理含10%的C10芳烃，也具有很强的竞争力。苯/甲苯分离采用精密分馏工艺分离生产合格的苯产品并为歧化及烷基转移单元提供合格的甲苯原料。二甲苯精馏采用精密分馏工艺分别为吸附分离单元和歧化及烷基转移单元提供合格的C8芳烃和C9+芳烃原料。吸附分离C8芳烃的四种同分异构体物性相似、沸点相差小，用常规的精馏方法难以分离，目前国内外工业应用最为广泛的是吸附分离工艺，此工艺采用特定的分子筛吸附剂选择性吸附对二甲苯，再采用专门的解吸剂将被吸附的对二甲苯脱附下来，然后经过精馏分离生产高纯度的对二甲苯产品，其中模拟移动床技术的开发应用使固液相的逆向分离实现了连续稳定操作，使吸附分离工艺技术工艺具有了非常广泛的工业应用前景。自美国UOP公司七十年代第一套吸附分离的对二甲苯装置（PAREX）工业化以来，目前生产对二甲苯的纯度可达99.9%，回收率高于97%。C8芳烃异构化

C8芳烃异构化工艺是贫对二甲苯的C8芳烃在催化剂的作用下进行四种同分异构体间的重新平衡的工艺技术。

间二甲苯间二甲苯（MX）又名1,3-二甲苯，化学式为C8H10，为无色透明液体，有类似甲苯的气味，不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚、氯仿等多数有机溶剂。间二甲苯是重要的基本有机化工原料，广泛用于合成树脂、农药、医药、涂料、染料等领域。间二甲苯用途间二甲苯的应用间二甲苯主要有以下用途：一是用作异构化的原料，生产对二甲苯和邻二甲苯；二是用作溶剂或调和汽油的组分；三是用于生产树脂和精细化工产品。间二甲苯生产主要路线目前国内间二甲苯主要生产路线包括C8芳烃异构化-液相吸附分离工艺和邻二甲苯异构化-气相吸附分离工艺等2种间二甲苯生产工艺。芳烃异构化-液相吸附分离间二甲苯工艺为了最大化生产间二甲苯，中国石化开发了芳烃异构化C8液相吸附分离工艺。该工艺由C8芳烃异构化单元和模拟移动床吸附分离单元两部分组成，包括配套的精馏系统，其中吸附分离单元采用中国石化开发的R-AS芳烃吸附分离家族工艺技术之一的R-AS-间二甲苯工艺。R-AS-间二甲苯工艺与对二甲苯的吸附分离工艺类似，不同之处在于该工艺采用优先吸附间二甲苯的RAX-Ⅱ型吸附剂，以甲苯作为解吸剂，因此两种工艺的操作参数和配套的分馏系统也有所不同。邻二甲苯异构化-多柱串联气相吸附分离工艺邻二甲苯异构化-气相吸附分离工艺是以邻二甲苯为原料，经异构化反应生成包括间二甲苯在内的混合二甲苯以及轻重芳烃异构化反应产物依次经过脱轻芳烃塔、脱邻二甲苯塔和脱重芳烃塔进行分馏处理，从脱邻二甲苯塔塔顶取得的间二甲苯和对二甲苯混合物作为吸附单元进料，经气相吸附后分成包含对二甲苯和解吸剂的脱附液以及包含间二甲苯和解吸剂的吸余液，并从吸余液精馏塔塔底获得间二甲苯产品。从脱附液精馏塔塔底抽出的对二甲苯一部分作为吸附单元的置换剂，另一部分与从脱重芳烃塔塔顶抽出的邻二甲苯一起回到异构化单元重新转化，从脱附液精馏塔和吸余液精馏塔塔顶抽出的解吸剂甲苯则循环使用。该工艺于1996年5月在江苏丹阳东联化工有限公司首次工业化成功应用，建成0.5万吨/年规模的间二甲苯生产装置，间二甲苯纯度大于99%，收率大于90%，是当时国内最先进的生产间二甲苯工艺，为企业创造了良好的经济效益。间二甲苯产能现状从国内外间二甲苯生产企业产能情况来看，据不完全统计，美国万吨级规模的MX生产商BP和FlintHillsResourcesL.P，两家生产能力共约176kt/a。意大利AgipPetroliSPA生产能力为75kt/月，日本三菱气体化学生产能力为140kt/a。我国在MX分离技术的开发和应用方面起步较晚，主要生产企业有江苏中欣和北京燕山石油化工，生产能力分别10万吨/年和8万吨/年