轻烃芳构化技术及应用
轻烃芳构化技术及应用
近几年来,随着石油资源的日益减少,将丰富廉价的轻烃,转变为高附加值的苯、甲苯、二甲苯（BTX）的研究已成为当今重要的研究课题和热点问题。
轻烃芳构化是近年来发展起来的一种生产芳烃的新工艺，用于生产芳烃或高辛烷值汽油的调和组分。
轻烃芳构化基本机理是低碳烯烃在固体酸表面活化成正碳离子，然后转化为低碳烯烃中间物种，再低度共聚生成六碳至九碳烯烃等低聚物。
低聚物再通过环化、异构化和脱氢等反应步骤生成芳烃。
轻烃芳构化技术主要为非临氢，有两种工艺路线。
一种是芳烃型芳构化工艺路线，原料可以为轻烯烃和碳3以上烷烃，包括炼厂气、液化气、混合C4、裂解C5、油田轻烃等。
主要产物是以三苯为主的芳烃（液相产品芳烃含量98%以上），反应温度较高（高于500℃），不仅可以转化碳四中的烯烃，同时碳四烷烃也可以得到转化，缺点是会产生较多的干气（15%左右）。
另一种是汽油型芳构化工艺路线，以高辛烷值汽油调合组分作为目的产物，原料可以为直馏汽油、加氢焦化汽油、轻石脑油、混合碳四、液化石油气等，反应温度较低（一般300-450℃），干气产量较低（低于2%），所得汽油辛烷值较高（RON 85-93或更高）。
国外在上世纪八十年代开始低碳烃的芳构化技术研究，陆续开发出以LPG为原料的移动床芳构化Cyclar工艺（UOP/BP）、采用固定床的M2-Forming工艺(Mobil)和Aroforming工艺（IFP）等轻烃芳构化技术。
20世纪80年代初，国内开始对轻烃芳构化催化剂进行探索。
华东理工大学和山西煤化所分别对金属改性的ZSM - 5 沸石用于轻烃芳构化进行研究；抚研院以富含丁烯的C4 馏分、丙烷及混合C3 为原料,在改性的HZSM- 5沸石催化剂上
进行了芳构化反应考察。
上世纪90年代，中国石化有关研究机构、大连理工大学等单位也分别开发了各自的轻烃芳构化技术。
轻烃芳构化技术目前主要有以下三个方面的应用：
1）直馏石脑油芳构化改质生产高辛烷值汽油调合组分；
由于直馏石脑油芳构化改质的汽油收率远低于直馏石脑油进催化重整的汽油收率，因此直馏石脑油芳构化改质技术仅仅适用于没有催化重整装置的炼油企业，技术的推广应用受到较大的限制。
2）液化石油气芳构化生产高辛烷值汽油调合组分；
液化石油气芳构化生产高辛烷值汽油调合组分技术目前应用较多，尤其是我国地方炼化企业应用较为普遍。
3）液化石油气芳构化生产轻质芳烃（BTX）。
液化石油气芳构化生产芳烃技术已建成多套工业装置，液化石油气芳构化生产芳烃时副产15-20％的燃料气（干气），一般企业很难充分利用，影响企业经济效益。
经过多年的发展，我国轻烃芳构化技术已经趋于成熟可靠，并在国内外市场上具备较强的竞争力。
国内芳构化技术的提供方包括大连理工大学和中国石化的石科院、洛阳工程公司等单位。
采用非临氢改质（芳构化）成套技术的企业包括：扬州石化、塔河石化、湛江东兴石化、青岛炼化；
采用劣质汽油（主要是直馏石脑油）芳构化改质技术的企业包括：沈阳新民蜡化厂、四川南充炼油厂、广西田东炼油厂、甘肃马岭炼油厂、河南南阳炼油厂、山
东东明石化、山东京博石化。
采用液化石油气生产芳烃技术的企业包括：山东恒源石化、山东东明石化。
（来源：长兴岛石化市场）。
轻烃芳构化生产芳烃技术进展_廖宝星
轻烃芳构化生产芳烃技术进展廖宝星(中国石油化工股份有限公司广州分公司,广东广州510726)摘 要:综述了国内外典型的轻烃芳构化工艺技术,介绍了不同分子筛催化剂的金属改性和反应条件对催化剂芳构化性能的影响,着重阐述了轻烃芳构化的反应机理,并提出了沸石分子筛芳构化催化剂进一步的优化方向。
关键词:轻烃;芳烃:芳构化中图分类号:TQ 203;TQ 241 文献标志码:A 文章编号:0367-6358(2009)06-0373-04Prog ress of Light H ydrocarbons A romatization T echnologyLIAO Bao -xing(D ivision o f Guang z hou B ranch Compan y ,S INOP EC ,Guangd on g Guan gz hou 510725,China )A bstract :Ty pical processing technologies fo r the arom atization of lig ht hy drocarbo ns are summarized .The effect on aromatizatio n perfo rmance of metal modification on different zeo lite catalysts and reaction conditions is introduced .Reactio n mechanism o f light hydrocarbons aroma tizatio n is discussed .consequently ,the furthen optim izatio n in zeo lite cataly sts is pro po sed .Key words :light hy drocarbo ns ;a ro matics ;arom atizatio n收稿日期:2009-01-10;修回日期:2009-03-17作者简介:廖宝星(1962～),男,高级工程师,主要从事乙烯、汽油加氢、芳烃抽提、丁二烯的生产、技术管理工作。
轻烃芳构化的系统研究_芳构化液相产物的定性和定量分析
第13卷第1期石油化工高等学校学报Vol.13No.1 2000年3月JOURNAL OF PETROCHEMICAL UNIVERSIT IES Mar.2000文章编号:1006-396X(2000)01-0010-05轻烃芳构化的系统研究(Ö)*)))芳构化液相产物的定性和定量分析丁洪生,程志林,刘宁宁,魏莉,桂建舟,李宏洋,孙兆林**(抚顺石油学院应用化学系,辽宁抚顺,113001)摘要:轻烃芳构化工艺中液相产品各组份的定性和定量分析对研究芳构化反应机理至关重要。
利用标准物质GC方法和GC/MS法对芳构化液相产品进行了定性分析,共确定了23个组分,分析16min 能够全部很好地分析芳构化产品。
采用程序升温毛细管色谱法对其进行了定量分析,定量结果的相对标准偏差均小于3.0%。
用已知标准样品进行了定量方法的准确度和精密度的考察,分别测定7次取其平均值进行比较,其相对误差均小于5.0%,相对标准偏差均小于1.5%,该方法符合分析芳构化液相产品分析的要求。
实验结果表明,在500e下用富含C4烯烃的石油液化气进行芳构化反应,所得芳构化产物中苯、甲苯、二甲苯的含量为82.221%,从而证明此催化剂是一种高效的芳构化催化剂。
该方法具有分析准确度高、精确度好、分析时间短、操作简单及移植性强等特点,通过定性和定量分析,为评价芳构化催化剂提供依据。
关键词:轻烃;芳构化;GC/MS中图分类号:O657.7文献标识码:A芳烃是一种重要的基本有机原料,世界上芳烃的主要来源是从催化重整、裂化汽油和炼焦副产品中分离得到。
我国的轻烃除少部分供乙烯厂作原料外,其余主要用于分离提纯石油液化气(LPG富含C3,C4)当燃料使用。
自从1983年,英国石油公司(BP)及美国环球油品公司(U OP)共同开发成功了Cyclar芳构化工艺。
近几年来,以各种轻烃为原料进行芳构化的研究方兴未艾[1~4],以轻烃(C1~C4)为原料的芳构化工艺的发展对分析测试方法提出了新的要求,轻烃芳构化工艺中液相产品各组份的定性和定量分析对研究芳构化反应机理至关重要。
轻烃芳构化技术
轻烃芳构化技术中国石化集团洛阳石油化工工程公司工程研究院目录1前言 (1)2轻烃芳构化技术概况 (2)3 GAP工艺技术 (3)GAP-I工艺技术及其工业应用 (4)3.1.1芳构化催化剂及原料的性质 (4)3.1.2 GAP-I工艺流程 (5)3.1.2. 1 GAP-I工艺反应部分流程 (6)3.1.2. 2再生部分 (6)3.1.2. 3产物分离 (6)3.1.3工业装置标定结果 (6)3.1.4装置的单程操作周期 (7)3. 1.5芳构化改质装置的总投资 (8)3. 1.6芳构化改质装置的加工费用 (8)3. 2. 1 G AP-I I工艺流程和特点 (9)3. 2.2原料及芳构化催化剂的性质 (9)3.2.3GAP-II工艺主要工艺条件 (10)3.2.4GAP-II工艺产品分布和产品性质 (11)3.2.5GAP-I I工艺装置的总投资 (12)3.2.6芳构化改质装置的加工费用 (12)GAP-I I I 工艺..................................................................................................................................................... 1 3 3.3.1GA P-II I工艺流程和特点. (13)3.3.2GA P-II I工艺主要工艺条件 (13)3.3.3GA P-II I工艺产品分布及产品性质 (14)3.3.4GA P-II I工艺的装置总投资 (15)3.3.5GA P-II I工艺的加工费用 (15)GAP工艺应用小结 (16)4 GTA 工艺及其工业应用 (17)GT A-I 工艺......................................................................................................................................................... 1 7 4.1. 1原料及催化剂的性质................................................................................................................................ 1 7 4.1.2工艺流程...................................................................................................................................................... 1 7204. 1.4 产品分布及产品性质 (18)4. 1.5 GTA-I 工艺的装置总投资 (19)4. 1.6 装置加工费用 .............................................................................................................................................. 20 GTA -I I 工 艺及 其工 业应 用 4.2.1原料性质 (20)4.2.2 GTA-I I 工艺流程 (21)4.2.3主要工艺参数 (22)4.2.4产品分布及产品性质 (22)4.2.5 GTA -II 工艺的装置总投资 (23)4.2.6 GTA -II 工艺的装置加工费用 (23)GTA 工艺小结 (24)5结论 (24)1前言轻质芳烃（苯、甲苯、二甲苯）是最基本的石油化工原料之一，随着合成橡胶、合成纤维、合成树脂三大合成材料的迅猛发展及国民经济对其它精细化学品需求的不断增长，轻质芳烃的需求急速增长。
浅析芳烃生产过程中的轻烃芳构化与催化重整技术应用
浅析芳烃生产过程中的轻烃芳构化与催化重整技术应用发布时间：2021-11-29T02:53:07.113Z 来源：《科学与技术》2021年8月24期作者：宋闻慧[导读] 随着市场上对芳烃的需求量不断增加，常规使用石脑油生产的芳烃的工艺不能满足市场需求。
宋闻慧中国石化天津分公司化工部摘要：随着市场上对芳烃的需求量不断增加，常规使用石脑油生产的芳烃的工艺不能满足市场需求。
开发轻质芳烃异构化与催化重整技术工艺，将轻质芳烃作为原料，通过芳构化与催化重整处理，得到芳烃产品，是一种投资少、见效快的工艺路线，对于提升芳烃产品产量、降低生产成本具有重要意义。
关键词：芳烃生产；轻质芳烃异构化；催化重整1 前言轻质芳烃是指苯、甲苯、二甲苯等化工原料，它们是生产高辛烷值汽油的重要组分。
以前传统的芳烃生产工艺使用石脑油作为原材料，然后对石脑油进行催化重整，得到芳烃产品。
芳烃是用途广泛的化工原料，塑料和化纤工业的快速发展，促进了市场对芳烃的需求，而全世界的芳烃主要来自炼厂的重整装置。
随着市场上对芳烃的需求量不断增加，常规使用石脑油生产的工艺不能满足市场需求，石脑油原料供应不足。
乙烯裂解汽油加氢抽提和碳四、碳五芳构化技术也是生产芳烃的重要技术手段，乙烯裂解芳烃是乙烯装置的副产品，但乙烯裂解原料主要是石脑油，而且芳烃分离的技术也和重整芳烃分离技术相同，所以可以认为绝大部分芳烃来自石脑油制芳烃技术，随着石油资源的日趋枯竭，石脑油不能满足需求。
为此，开发轻烃原料生产芳烃的工艺，将轻烃作为生产原料，通过对轻烃芳构化处理，得到芳烃产品，对于提升芳烃产品产量，降低生产成本具有重要意义。
2 催化重整技术原理对于重整技术而言，现在一般指的是催化重整，是石油炼制和石油化工主要过程之一。
它是在一定温度、压力、临氢和催化剂存在的条件下，使石脑油转变成富含芳烃的重整生成油，并副产氢气的过程。
催化重整包括环烷烃脱氢、烷烃环化脱氢、异构化、加氢裂化及积碳等反应。
轻烃芳构化工艺技术进展
轻烃芳构化工艺技术进展作者：刘为来源：《商情》2013年第33期【摘要】本文将在对于国内外比较典型的轻烃芳构化工艺技术进行分析介绍的基础上，通过进行不同分子筛催化剂金属改性与反应条件对于催化剂芳烃构化性能的影响，以及轻烃芳构化反应机理的分析，实现对于轻烃芳构化工艺技术中沸石分子筛芳烃构化催化剂的改进发展与优化方向的分析论述。
【关键词】轻烃芳生产构化工艺技术沸石分子筛发展方向在化工行业生产中，芳烃是一种生产产量以及生产规模仅仅落后于乙烯、丙烯的重要的有机化工原料。
芳烃生产以及芳烃衍生物在实际化工生产中的应用非常广泛和普遍，比如塑料以及化纤、橡胶等化工产品以及一些精细化学品生产中，都有对于芳烃及其衍生物的应用实现。
随着石油化工行业的不断发展以及炼油技术的提升，目前，芳烃构化生产中以石油作为原料的芳烃生产，不仅国外以达到98%的水平，并且国内芳烃构化生产中以石油作为原料的情况也达到了85%以上，规模速度发展非常快。
轻烃是一种以C5为主的烷烃或者是单烯烃化合物，它是石油开采以及炼制过程出现的副产品。
通常情况下，轻烃主要来源于石化生产以及天然气田、油田开采生产与炼油实现过程中。
轻烃芳构化是在社会经济技术进步以及石油资源短缺情况下，发展起来的一种芳烃生产新工艺。
本文将对于轻烃芳的构化工艺技术以及进展进行分析论述。
一、轻烃芳构化以及主要工艺技术介绍（一）轻烃芳构化分析轻烃芳构化是在社会经济以及生产技术发展推动下，同时加上石油资源紧缺状况严重，在近几年逐渐发展起来的一种芳烃生产的新工艺，在实际化工生产中主要是用来进行芳烃或者是高辛烷值汽油调和组成的生产实现。
轻烃芳构化主要是指通过使用HZSM-5沸石分子筛作为构化生产的催化剂活性组分，实现对于重整抽余油以及重整拔头油、焦化汽油、直馏汽油、热裂解C5馏分、热裂解汽油液化石油气、油田凝析油等轻烃，转化成芳烃的一个工艺过程。
（二）轻烃芳构化主要工艺技术介绍轻烃芳构化实现最早是由英国的Cyclar芳烃构化工艺，在建立示范装置并在工业生产应用实现为标志的。
轻烃芳构化生产芳烃
6
纯利润
2043.15
六、结论
1、轻烃经改质后，改质后液体收率为51％，液 化气产率为30％。 2、轻烃经改质后，芳烃中三苯含量大于95％。 3 、芳构化改质装置总投资约为 4050 万元，每 年可实现利税1413.01万元，每年可实现利润约 2043.15万元。
换 热 器 稳 定 塔
稳定塔 回流罐
芳构化汽油
图2吸收稳定系统
非芳 产品 排气 抽 提 塔 进 料 缓 冲 罐 水 过 滤 器 真空 系统 非芳 水洗 塔 抽 提 产 抽提 品 中间 罐
汽 提 塔
回 收 塔
溶剂再生 再沸器
水汽提
图3芳烃抽提系统
蒸汽发 生器
蒸汽
甲苯 拔顶苯 苯 混合芳烃 二甲苯
脱氧水
4934.22
3904.62 1029.6 369.72 ――
3 4 5
增值税 消费税 城建及教 育附加 10％ 369.72
36.97
税金合计
406.69
表7芳构化改质损益计算
序号 项目 金额（万元）
1
2
销售收入
流转税及附加
30888.36
406.69
3
4 5
总成本
销售利润 所得税
27432.2
表6芳构化装置流转税及附加计算
序号 1 项目 进项税 原料 催化剂 修理费 17％ 17％ 17％ 17％ 13％ 税率 金额（万元） 26828 26400 288 162 税额（万元） 4564.50 4488.00 48.96 27.54
2
销项税
芳烃 液化气
30888.36
22968.36 7920
轻烃芳构化-炼油
并为大芳烃提供原料。
四、关键技术和技术研究路线
1．关键技术 通过芳构化技术可将一些不宜作重整原料的液化石油气（LPG） 馏分、轻石脑油馏分、轻烯烃及天然气等轻烷烃原化催化剂是
烃的裂化速率的大小顺序为：直链烷烃﹥单侧链烷烃﹥双侧链烷烃。 碳数相同的烃类转化为芳烃时，芳构化反应所需要的强度按下列顺
序增加：双烯<<烯烃<<环烷烃<<烷烃，烷烃原料的芳构化是高度吸
热的反应，而烯烃原料的芳构化过程，依据非芳构化物的组成，可 能是放热反应，反应中产生的氢气愈多则吸热性愈强，将原料掺合 到一定氢含量的水平，可使芳构化在近于热平衡(吸、放热相等)的情 况下进行。
乌石化炼油厂轻烃芳构化研究
一、立项背景
十二五期间，随着乌石化公司大芳烃项目、炼油升级改造项目建
成投产，乌石化公司作为炼化一体化企业;按160万吨重整加工能力， 即使重整生成油中的甲苯、二甲苯全部用于 PX 装置原料，也只能保
证 PX装置约 73%的负荷，同时高辛烷值调合组分将大幅减少，出厂
汽油辛烷值将存在严重不足，届时我厂车用汽油的主要组分是催化汽 油存在辛烷值不足问题。
而目前乌石化公司正在实施的炼油升级改造项目，在该项目实施
后预计轻烃产量将达到 59万吨/年，其中，加氢裂化轻石脑油 11.08万
吨 /年，重整拔头油 19.19 万吨 /年，重整戊烷油 3.35 万吨 /年，抽余油 18.08万吨/年（设计值）28.5万吨/年（实际值）。该组份辛烷值较低，
大约只有60～65，饱和蒸汽压较高而附加值不高，也无法调合到汽油
轻烃芳构化及投资分析
轻烃芳构化及投资分析摘要：综述了国内外典型的液化气芳构化工艺技术及其工业应用情况，展望了液化气芳构化技术的发展趋势，分析测算了某芳构化装置的经济效益，进行投资分析，提出具体建议。
关键词：轻烃，芳构化，液化气，投资分析目前，我国炼厂气中的大部分液化石油气都作为民用燃料使用，未得到有效利用，这在一定程度上对石油资源造成了浪费，其利用率只有16%左右，远低于发达国家的C4烃综合利用率(美国为80%～90%，日本为64%，西欧为60%)。
九十年代以来，新开发的多产烯烃和液化气的催化裂化工艺（MGG）和重油催化裂解制取低碳烯烃工艺（DCC）的应用，使液化气产量进一步增加，其中烯烃含量高达70%左右，作为民用液化气不仅影响其质量，而且是很大的浪费。
随着城市煤气和管输天然气工业的发展，城市民用液化气的市场也会逐渐缩小，价格逐渐走低，这种趋势在我国北部和西北部一些地区已经体现得十分明显了。
因此开发适合我国国情的液化石油气芳构化生产芳烃技术具备重要意义。
1 芳构化的反应机理轻烃在分子筛上的芳构化反应是由反应条件所决定的。
其中，对芳构化影响较大的是空速和反应温度。
首先，低碳烷烃的惰性较高，当芳构化反应温度低于450 ℃时，原料的转化率也较低，在较高的温度下低碳烷烃芳构化才能进行。
但是，裂解的深度随温度的升高而增加，所以会有一定量的燃料气（甲烷和乙烷）产生。
从反应角度来看，烯烃比烷烃活泼很多，所以在较低的温度下烯烃芳构化反应就能进行。
当反映温度为300 ℃时，在HZSM-5 上丙烯和丁烯有一定的芳构化活性，芳构化活性随着温度的升高而增大。
然后，空速对芳构化反应产物的选择性的影响各不相同。
对于甲烷、乙烯、丙烷和C5～C6链烃来说，随着空速的增加，选择性变化不大。
但是随着空速的增大，C5烃的选择性缓慢增加，芳烃的选择性却逐渐减小。
这可能是因为丙烷发生裂解或脱氢反应后，由于空速过大，反应产品之间接触时间过短，还没有进行芳构化反应就离开了反应器的原因，最终导致缩短了催化剂的寿命。
轻烃芳构化技术进展
生 成芳 烃 。 ，芳 构 化原 理 如 图 １。
临氢芳构化生产高辛烷值汽油组分技术 、洛阳石化
工程 公 司 开发 的 ＧＴＡ碳 四芳 构化 生 产 ＢＴＸ 同定 床
收 稿 日期 ： ２０１８－０１ ０４ 作 者 简 介 ： 王 小 强 （１ ９７５ ）， 男 ， 陕 西 蓝 田 人 ， 高 级 工 程 师 ， 硕 士 学 位 ， 研 究 方 向 ： 主 要 从 事 炼 油 化 工 工 艺 研 究 工 作 。 Ｅ－ｍａｉ］
第 ４７卷 第 ９期 ２０１８年 ９月
当 代 化 工 Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏ１．４７，Ｎｏ．９ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，２０１ ８
轻 烃 芳构 化 技 术 进 展
王 小 强
（中国石 油 兰州 化 工研 究 中心 ，甘肃 兰４１，ｌ ７３００６０）
ｗａｎｇｘ１ａ０ｑ１ａｎｇ２＠ｐｅｔｒＯｃｈ１ｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ。
第 ４７卷第 ９期
王小 强 ：轻烃芳构 化技 术进 展
反 应工 艺技 术 、中石 化石 科 院移 动床 芳构 化 反应 工
艺 技术 、大 连理 工大 学开 发 的 Ｎａｎｏ—ｆｏｒｍｉｎｇ工 艺 等 。
此 外 ，华东 化 工学 院 、山西煤 化 研究 所 、大 连化 物
化 、氢 转 移及 烷基 化 等反 应生 成芳 构 化产 物 ，反 应 原 理 如 图 ２。
２ 国内轻烃芳构 化技术
发 生脱 氢反 应 ，生 成 甲烷 等 副产 干气 的同 时 ，生 成
我 国轻 烃芳 构 化技 术 ，典 型 的有 中 同石 油 兰 州
的烯 烃 进一 步 经 聚合 、裂 解 、脱 氢环 化 、氢 转移 等 化 工研 究 中心 与连 理 工大 学 联合 开 发 的 ＬＡＧ 碳 四
轻烃芳构化技术介绍
M2-forming CYCLAR工艺 （未有工业报 （工业示范装置） 道）
UOP与BP公司 移动床连续循环再 生 Mobil公司 循环式操作 裂解汽油，催化 裂化不饱和气， 焦化汽油、LPG
Aroforming工艺
IFP and Salutec 多个等温固定床管 式反应器
石科院轻烃芳构化技术
石油化工科学研究院
内容
• 背景 • 技术特点
• 技术开发和工业应用
2
技术背景
• 我国碳四、碳五等轻烃资源丰富，利用率 较低。
• 芳烃紧缺，价格走高。
3
技术特点
• 原料：
轻烯烃和碳3以上烷烃，括炼厂气、 液化气、混合C4、裂解C5、油田轻烃 等。
4
技术特点 • 产品:
液相产品芳烃含量98%以上， 其中苯、甲苯、二甲苯占90%以上， 副产为氢气、优质液化气、燃料气。
轻石脑油，LPG
反应条件
两种方案 低压、高压
425-575 ℃
催化剂特 点 干气产率
含Ga沸石催化剂
C3：5.9％H2+ 31％C1-C2 C4： 5.2％H2+28.9 ％C1-C2 C3—63.1％ C4—65.9％
Zn、Ga改性 ZSM-5
金属氧化物改性沸 石分子筛催化剂 轻石脑油－ 2.9％H2+27.4％C1C2+14.8％C3
Ⅷ、ⅡB、ⅢB族 金属（Zn）改性 ZSM-5
－－
C1-C2-- 24.1
C3--42.7，C4--36.8， LN--34.1
芳烃收率
－－
轻石脑油－54.9％ B-12.2％；T-21.9％； X-12.5％；其他-8.3 ％