均四甲苯混合液加氢工业运行探讨_郝占全

3． 2． 3 反应压力的选择 控制反应器进口温度在 230 ～ 270℃ ，装置运行空速 0． 4 － 0． 5，选择不同的系统压力，研究反应压力对原料中 均四甲苯转化率和目标产品收率的影响（ 见图 4） 。
图 4 不同反应压力下原料中均四甲苯转化率 及目标产品收率对比图
相比不同的反应压力，在 2． 7—3． 3MPa 的反应压 力下，原料中均四甲苯的转化率最高，目标产品收率无 明显变化。因此，将 2． 7—3． 3MPa 作为理想的反应压 力。
图 3 不同空速下原料中均四甲苯转化率 及目标产品收率对比图
通过分析数据得出，当装置运行空速较低时，会造 成重油组 分 严 重 裂 化，目 标 产 品 收 率 明 显 下 降。 当 装 置运行空速过大时，会影响原料中均四甲苯的转化率， 造成产品中均四甲苯含量偏高。因此，0． 4 － 0． 5 的空 速为最佳状态。
4 结论 以 MTG 装置产出的均四甲苯混合液作为原料，使 用埃克森美孚公司生产的定型 HGT 催化剂，可以满足 均四甲 苯 混 合 液 催 化 加 氢 的 要 求。采 用 三 段 加 氢 工 艺，在反应 温 度 在 230 － 270℃ 、反 应 压 力 在 2． 7—3． 3MPa、运行空速在 0． 4 － 0． 5 时，可以对均四甲苯混合 液进行有效转化，转化率、回收率均达到设计指标。加 氢后的产品可以满足直接向汽油中添加的质量要求。
2． 2 催化剂的选择
面增加了汽油 的 辛 烷 值，另 一 方 面 也 解 决 了 均 四 甲 苯
晋煤委托美孚公司研发的新型 HGT 催化剂。针对
混合液的出路问题。均四甲苯混合液加氢工艺 2014 我公司的均四甲苯混合液特点，美孚公司历时半年对
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
年完成了系统的详细设计并于年底前完成了施工建 四种 HGT 催化剂的适应性进行有效测试，通过均四甲
森美孚公司生产的 ZSM － 5 型 MTG 催化剂，设计年产
（ 2） 烷基转移反应
10 万吨高品质汽油，副产均四甲苯混合液和液化石油
烷基转移反应（ 或者歧化反应） 发生在一个甲基从
气（ LPG） 等产品。
一个苯环转移到另一个，反应不可逆但不消耗氢气。
均四甲苯混 合 液，一 般 用 于 提 炼 高 纯 度 均 四 甲 苯
图 2 不同温度下原料中均四甲苯转化率 及目标产品收率对比图
数据显示，当反应器进口温度较低时，原料中均四 甲苯的转化率明显偏低，但是温度高于一定数值后，目 标产品收 率 又 有 所 下 降。综 合 考 虑 两 种 影 响 因 素 得 出，反应器进口温度的最佳控制范围在 230 － 270℃ 。
3． 2． 2 反应空速的选择 装置运行中，稳定反应器进口温度在 230 ～ 270℃ ， 分别设定不同 空 速 状 态 下，进 行 了 原 料 中 均 四 甲 苯 转 化率、目标产品收率方面的对比研究（ 见图 3） 。
330℃ 的反应条件下，重汽油中均四甲苯的转化率可达
均四甲苯混合液是 MTG 装置产品中的重组分，其 到 75% 以上，可以满足工艺要求（ 见图 1） 。
中均四甲苯含量在 40 － 60% ，其余组分为甲苯、二甲
苯、三甲苯以及其他烃类组分。常温下，均四甲苯混合
液呈固体结晶，淡黄色，有一定刺激性气味，密度 0． 82
－ 0． 87g / ml，不溶于水或难溶于水。
2、均四甲苯混合液加氢催化剂的选择
2． 1 工艺原理
重汽 油 中 均 四 甲 苯 含 量 在 40% ～ 60% 之 间，在
HGT 催化剂的作用下进行加氢处理，主要进行异构化、 脱烷基化、饱 和 加 氢 等 化 学 反 应，生 成 偏 四 甲 苯、其 它 芳烃、饱和烷烃等化合物，从而降低均四甲苯的含量。
（ 3） 氢化作用或芳烃饱和作用
产品，以便生产均苯四甲酸二酐、聚酰亚胺等产品。但
氢化作用或芳烃饱和是应避免的，它会消耗 3mol
是均四甲苯混合液市场容量有限，年消耗量不超过 3 的氢气，降低芳烃含量，将其转化成更低辛烷值的环烷
万吨。按照国内 MTG 装置生产规模及准备在建的规 烃。环烷烃还会再次发生氢化裂解反应，消耗更多的
3． 2 工艺条件确认 重油处理产物中均四甲苯的含量是由进料重油中 均四甲苯的含量和反应温度决定的。其他影响重油反 应和催化剂老化的因素主要有： 系统压力、空速、总循 环气比率、循 环 气 中 氢 气 浓 度 等。 总 循 环 气 是 进 入 压 缩机的气体，包含循环气和新鲜氢气。 3． 2． 1 反应温度的选择 反应系统运 行 状 态 最 关 键 的 指 标 有 两 个，一 是 原 料中均四甲苯 的 转 化 率，二 是 能 够 以 液 态 形 式 采 出 的 混合芳烃产品（ 目标产品） 的收率。反应温度是影响原 料中均四甲苯转化率和目标产品收率的关键因素。将 反应器进口温度分别控制在 180 － 300℃ 稳定运行，研 究反应温度对原料中均四甲苯的转化率和目标产品收 率的影响。（ 见图 2）
在反应过程中，有 50 － 70% 的均四甲苯发生异构 化反应，生成均四甲苯及其异构物（ 偏四甲苯和连四甲 苯） 的混合物，达到化学平衡。反应过程迅速，不消耗 氢气。同时也将发生以下几种反应：
（ 1） 加氢脱烷基化作用
图 1 四种 HGT 催化剂转化率和运行时间对比图 3、催化剂的运行 3． 1 工艺流程简介 均四甲苯混 合 液 进 入 进 料 缓 冲 罐 后，由 给 料 泵 升
dehy—drogenation of propane on zeolite catalysts［J］． Catal Taday，2000（ 61） ： 343 － 352． ［7］赵振华． 石油化工的新型催化剂 ZSM － 5 沸石的组 成、结构、性能及运用［J］． 湖南化工，1985 （ 03） ： 31 － 35．
2015 年 12 月
均四甲苯混合液加氢工业运行探讨
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均四甲苯混合液加氢工业运行探讨
郝占全 贾 强 罗亚琳 凡 云
（ 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司天溪煤制油分公司，山西 晋城 048000）
摘 要： 介绍了均四甲苯混合液加氢催化剂的选择以及在工业运行中反应器进口温
度、运行空速、反应压力以及反应稳定性的建议。
设。经过装置试车、开 车，对 该 套 系 统 有 了 一 定 的 认 苯转化率、产品收率、最佳反应温度、催化剂寿命等方
识。本文针对均四甲苯混合液加氢工业化运行进行了 面的系统研究，最终筛选出最适合我公司均四甲苯混
一些探讨。
合液的 HGT 催化剂。该催化剂在 3． 0 － 3． 5MPa、230 ～
1、均四甲苯混合液的介绍
模估算，MTG 产能将超过 300 万吨，均四甲苯混合液将 氢气，以致产品流失与热量大量释放。氢化反应也会
达到 30 万吨以上。到时，均四甲苯混合液的转化手段 使重油中其它高辛烷值芳烃饱和，变成相应的低辛烷
就显得尤为重要。均四甲苯混合液加氢转化为混合芳 值的环烷烃。
烃产品，直接添加到 MTG 工艺生产的轻汽油中； 一方
关键词： HGT 反应器 均四甲苯 加氢 DOI:10.14127/ki.jiangxihuagong.2015.06.017
均四甲苯混合液是晋煤集团天溪煤制油分公司甲
加氢脱烷基化作用是生成低分子量芳烃的化学反
醇制汽油（ MTG） 装置产出的副产品。该装置选用埃克 应，消耗氢气、放热的、不可逆的裂化反应。
参考文献 ［1］高晋生，张德祥．《煤液化技术》［M］． 化学工业出版
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压后进入系统，经预热、混合后被加热到预定温度，然 后进入三段连续的反应器进行催化反应。
反应产物经高温分离器、低温分离器两步分离后， 液态部分 被 送 入 汽 提 塔，进 行 简 单 的 再 次 分 离。 汽 提
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江西化工
2015 年第 6 期
塔塔底出料经冷却后可以与 MTG 轻汽油按照一定比 例进行混合，形成最终的 MTG 汽油产品； 塔顶气体作 为燃气使用或放空。从低温分离器顶部出来的不凝性 气体被回收后与新鲜氢气混合作为系统循环气。