중국 경제의 급속한 발전에 따라 가장 중요한 기초 유기화공 원료 중 하나로, 크실렌에 대한 수요는 지난 5 년 동안 강한 성장 추세를 보이고 있다. 하류 제품 (주로 PTA 산업) 의 급속한 발전으로 향후 몇 년 동안 PX 시장 수요가 급속히 증가할 것이다. 수요는 평균 24.9%, 연간 소비 증가율은 22.4% 에 이를 것으로 예상된다. 20 10 년, 우리나라 PTA 장치 PX 소비량은 54-6 1Mt 에 이를 것으로 예상되며, 설비 생산능력 건설은 수요 증가보다 훨씬 뒤처져 우리나라 PX 수요와 생산량의 격차가 더욱 커질 것으로 예상된다.
P-크실렌의 전형적인 생산 방법은 다단 극저온 결정화 분리 또는 분 자체 시뮬레이션 이동 층 흡착 분리 (흡착 분리) 를 통해 석뇌유 촉매 개질에 의해 생성된 열역학 평형 혼합 크실렌 (C8A) 에서 p-크실렌을 분리하는 것이다. O, m-크실렌 및 에틸 벤젠 처리의 경우 혼합 크실렌 이성질체 화 (이성체 화) 기술을 사용하여 p-크실렌으로 이성질화한다. 톨루엔 불균등 화 및 알킬 전이 기술은 업계에서 값싼 톨루엔과 C9 방향족 /C 10 방향족 (C9A/C 10A) 을 혼합 크실렌과 벤젠으로 전환시키는 효과적인 방법입니다. 방향연합장치의 경우, 이 기술은 50% 이상의 혼합크실렌을 생산하는데, 공업상 대크실렌을 증산하는 주요 수단이다. 톨루엔의 선택적 불균등 화는 p-크실렌을 생산하는 새로운 방법입니다. 최근 몇 년 동안 촉매 성능이 지속적으로 향상됨에 따라 이 공정은 큰 진전을 이루었다. 에틸렌 생산능력이 지속적으로 향상됨에 따라, 톨루엔의 총량은 상승세를 보일 것이며, 이로 인해 이 공예는 좋은 시장 전망을 갖게 될 것이다.
이 글은 최근 몇 년 동안 이 두 가지 증산 p-크실렌 기술 노선의 진전을 종합하여 설명하고, 이 분야의 기술 발전 추세를 제시하였다.
1 톨루엔 불균등 화 및 알킬 전이 기술
1..1일반적인 생산 프로세스
톨루엔 불균등 화의 전통적인 생산 공정은 고정층 임수소 Tatoray 공예로 미국 UOP 사와 일본 동리사가 60 년대 말 공동 개발한 것이다. 상하이 석유화학연구원 (SRIPT) 은 이 기술 분야에서 30 년 이상 개발되었으며, 개발된 S-TDT 공예는 이미 1997 에서 산업화를 실현하였다. Tatoray 공정에 비해 S-TDT 공정은 원료에 C 10/
S-TDT 톨루엔 불균등 화 공정의 간단한 과정은 다음과 같습니다: 톨루엔과 C 10 중 방향족 탄화수소를 함유 한 C9A 원료는 순환 수소와 혼합되어 반응기의 수출입 및 열 전달 후 가열로에서 원하는 반응 온도로 가열되고 고정층 단열 반응기로 들어가 촉매 작용에 벤젠과 혼합 크실렌을 생성합니다. 반응 유출물은 리액터 수출입 열교환기를 통해 냉각 후 고압 분리통에 들어가 분리되는 방향액체가 하류 분별 장치로 들어간다. 분리 된 가스의 일부는 배출되며, 대부분 보충 수소와 혼합 된 후 순환 수소 압축기로 들어가고 가압 후 순환 수소로 사용됩니다.
1.2 톨루엔 불균등 화 및 알킬 전이 기술 연구 개발
1.2. 1 TA 톨루엔 불균등 화 촉매 및 Tatoray 기술
미국 UOP 는 일본 동리사와 공동으로 Tatoray 톨루엔 불균등 화 및 알킬 이동 기술을 개발했습니다. 이 기술은 1969 산업화 이후 안정적이고, 운영주기가 길고, 기술경제지표가 선진화해 전 세계 50 여 개 공장에서 사용되어 이 분야의 주요 기술이다. TA-4 촉매제는 90 년대에 이 공정에 사용되었고, TA-5 촉매제는 1997 부터 산업응용을 시작했다. 현재 해외 합성공예는 주로 TA-4 와 TA-5 촉매제를 사용하고 있다.
UOP 는 최근 금속 수소 탈알킬화를 위한 차세대 TA-20 촉매제를 개발했다. 금속수소분열의 작용으로 촉매제의 중방향처리능력이 향상되어 톨루엔 질량점수가 30% 인 혼합사료를 가공할 수 있어 원료에 질량점수가 65438 0% 인 알칸이 함유되어 있다. TA-20 촉매의 장기 안정성도 원래 TA-4 및 TA-5 촉매에 비해 향상되었습니다.
1.2.2 HAT 시리즈 톨루엔 불균등 화 촉매 및 S-TDT 기술.
방향연합장치의 확장 개조의 필요성을 충족시키기 위해, 반응기와 압축기를 교체하지 않고 상하이 립은 톨루엔 불균등 화와 메탄기 전이를 위한 일련의 HAT 촉매제를 개발했으며, 그 중 HAT-095, HAT-096, HAT-097 촉매제는 국내1.3-에 성공적으로 적용되었다.
TDT 톨루엔 불균등 화 기술과 촉매제가 이란에 수출되었다. 표 1 에는 산업화 HAT 촉매의 주요 성능 지표가 나와 있습니다. 표 1 에서 알 수 있듯이 촉매제 HAT-095 부터 촉매제 HAT-097 까지 촉매제의 처리 능력이 크게 향상되었고 수소탄화수소비는 점점 낮아지고 있다. 압축기를 교체하지 않고 기존 장치는 촉매제만 교체하면 확장 목적을 달성할 수 있다. 이와 함께 반응 공급 중 C 10A 의 증가로 인해 타화장치가 가공할 수 있는 중방향량도 증가하여 벤젠과 혼합 크실렌의 생산량을 효과적으로 증가시켜 설비의 경제적 효과를 높였다.
HAT 촉매의 방향족 처리 능력은 외국의 유사 산업 촉매제에 비해 크게 향상되었으며, 산업 운영 결과는 종합 성능이 국제 선진 수준에 도달했다는 것을 보여준다. 개발된 HAT-099 촉매제는 C 10A 를 제 3 반응 원료로 사용하여 C9A 원료의 질량 점수를 25%-30% 에 달한다. HAT-099 촉매제의 연구 개발에 성공하면 중방향족 활용을 효과적으로 증가시켜 혼합 크실렌과 p-크실렌의 생산량을 크게 증가시킬 것이다.
최근 몇 년 동안, 톨루엔 불균등 화 장치는 p-크실렌 생산 능력 확장의 요구를 충족시키기 위해 고 함량 C9A 원료를 가공하고 더 많은 C8A 를 생산해야합니다. SRIPT 는 거대 다공성 비석 촉매 톨루엔과 C9A 의 불균등 화와 메탄기 이동 반응을 연구했다. MXT-0 1 촉매제의 실험 결과 고공률과 저수소 비율 조건 하에서 반응 공급 중 C9A 의 질량점수가 50%, 총 몰화율이 46% 를 초과하고, C8A 방향률과 벤젠의 몰비가 3.7 보다 큰 것으로 나타났다. MXT-0 1 촉매제는 HAT 모르 데 나이트 촉매보다 혼합 크실렌 수율이 높으며 불균등 생산 설비의 산업용 측선 시험을 완료했습니다.
1.2.3 MTDP-3 톨루엔 불균등 화 및 알킬 전이 기술
MTDP-3 톨루엔 불균등 화 및 알킬 이동 기술은 특정 양의 C9A 를 처리 할 수있는 모빌 회사가 개발 한 기술입니다. 이 공정은 ZSM-5 분 자체를 사용하기 때문에 반응 공급 중 C9A 의 질량 점수는 25% 를 초과해서는 안 된다. 이 기술의 경쟁 우위는 저수소 무어비 (3 미만 또는 같음) 조건에서 작동할 수 있다는 것이다.
MTDP-3 기술을 바탕으로 C9A 와 일부 C 10A 원료의 가공능력을 높이기 위해 모빌과 대만성 중국석유회사 (CPC) 가 TransPlus 공예를 공동으로 개발했으며 1997 은 대만에 있다. 이 공정은 중방향족 경량 기능이 좋은 촉매제를 사용하여 일정량의 C 10A 와 C9A 를 함유한 원료를 가공할 수 있다. C9 원료 중 C 10A 의 최대 허용 질량 점수는 25% 이상이며, 반응 혼합원료 중 C9A 의 질량점수는 40% 이상에 달할 수 있다고 하는데, 지금까지 산업데이터보도는 없었다고 합니다. 일반적인 작동 조건은 반응 온도 385-500 C, 반응 압력 2. 1-2.8MPa, 방향족 질량 공속 2.5-3.6h- 1, 수소 몰비가 3 보다 크지 않아 총 회전이다
1.2.4 기타 공정 기술
Arco-IFP 회사 크실렌+법은 1968 에서 산업화되어 희토 Y 비석을 사용하며 활성이 낮고 선택성이 각각 28%-30%, 92.5% 입니다. 이동층 반응기를 사용하기 때문에 촉매제는 끊임없이 재생해야 하며 대량의 에너지를 소모해야 한다. 톨루엔과 C9A 는 원료로 사용할 수 있습니다. C 원자재에 사용할 수 있습니까? 9A 함량이 낮아 지금까지 세계에는 4 세트의 공업화 장치만 있었다.
코스덴의 T2BX 공예 1985 산업화, 운영압력 (4. 1MPa), 전환율 44% 입니다. 모르 데 나이트는 촉매제로, 톨루엔과 C9 방향족 탄화수소는 반응 원료로 사용될 수 있습니다. 최근 몇 년 동안 새로운 보도는 없다.
톨루엔 선택적 불균등 화에 의한 고농도 p-크실렌 기술
2. 1 개요
선택형 촉매는 부작용을 효과적으로 억제하고, 목표산물의 선택성을 크게 높이고, 분리 과정을 단순화하고, 에너지 소비와 투자를 크게 줄임으로써 장치의 경제적 효과를 크게 높일 수 있다. 하지만 톨루엔의 선택형 불균등 반응은 순수 톨루엔 원료에만 사용할 수 있다.
톨루엔 선택 불균등 화 반응에서 높은 정렬 선택성을 얻기 위해서는 적절한 분 자체 조리개와 외부 표면 패시베이션이 매우 중요합니다. 분자 체 결정체 외부 표면이 둔화되는 목적은 p-크실렌을 분 자체 구멍으로 빠르게 확산시켜 분 자체 외부 표면에 이성체 화 반응이 더 이상 발생하지 않도록 열역학적으로 균형 잡힌 혼합 크실렌을 생성하는 것입니다.
지금까지, ZSM-5 분 자체 톨루엔의 선택적 불균등 화에 대 한 특허 보고서는 대부분 모빌 회사에서, 그리고 몇 가지 ZSM- 1 1 분 자체의 구조와 비슷한 zsm-/Kloc-5 분 자체 구멍 구조를 포함 하 고 있습니다.
2.2 해외에서 개발된 기술
2.2. 1 MSTDP 및 PXMAX 톨루엔 선택형 불균등 화 기술.
최초의 산업화 된 톨루엔 선택적 불균등 화 기술은 1988 에서 모빌이 도입 한 현장 변형 기술을 갖춘 Mobil 공정입니다. MSTDP 장치는 이탈리아 제라시의 EniChem 정유 공장에서 성공적으로 운영되었다. 산업화 된 기술 지표는 톨루엔 전환율 25%-30%, 정렬 선택적 85%-90%, 반응 생성물에서 벤젠과 크실렌의 몰비 1.44 입니다.
1996, 회사는 쉽게 개조할 수 있는 PX-MAX 기술을 도입했다. P-크실렌의 선택성은 90% 이상이며 톨루엔의 전환율은 약 30% 입니다. MSTDP 기술에 비해 PXMAX 기술반응산물 중 벤젠과 크실렌의 몰비가 낮아져 더 많은 크실렌을 얻을 수 있다.
2.2.2 PX-PLUS 톨루엔 선택적 불균등 화 기술
1997, UOP 는 PX-PLUS 공정을 출시하여 MSTDP 공정보다 낫다고 합니다. 주요 지표는 톨루엔 전환율 30%, 정렬 선택적 90%, 반응산물 중 벤젠과 크실렌의 무어비 1.37, 대크실렌의 수율은 약 4 1% (톨루엔계 변환) 이다. 1998 첫 번째 설비 산업화.
UOP 는 이 기술이 분자 분 자체 흡착분리 굵은 대크실렌의 방향연합장치와 함께 사용되어 상호 보완적인 효과가 있다고 보고 있다. PX-PLUS 공정에서 생산되는 고농도 p-크실렌 혼합 크실렌은 간단한 결정화에 의해 분리되면 고순도 p-크실렌 제품을 얻을 수 있다. 잔액 중 p-크실렌의 질량 점수는 여전히 40% 이상이며 일반 혼합 크실렌보다 훨씬 높으며 흡착 분리 장치에 직접 들어갈 수 있습니다.
2.3 국내에서 개발된 기술
국내 이 방면의 연구는 90 년대 초에 시작되었고, RIPP 는 1999 촉매제의 공업측선 실험을 마쳤다. 주요 결과는 다음과 같습니다: 톨루엔 전환율은 30% 보다 크고 정렬 선택성은 90% 보다 크지만 벤젠과 크실렌의 무어는 비교적 높습니다. 약 1.6 입니다.
SRIPT 는 1997 에서 p-크실렌 수율이 높은 톨루엔 선택적 불균등 화 촉매를 연구하여 현재 좋은 결과를 얻었다. 실험실 연구에 따르면 톨루엔 전환율과 정렬 선택성은 각각 30% 와 90% 로 반응산물 중 벤젠과 크실렌의 몰비가 1.4 에 달하는 것으로 나타났다. 현재 촉매제의 확대 실험이 이미 완료되어 공업측선 실험을 준비하고 있다.
3 중 방향족 탈 알킬 기술
정유 능력이 증가함에 따라 연속 재조정 등 방향생산 설비의 규모와 수량도 증가하면서 중방향탈탄기 공예의 발전을 가속화하고 있다. C9A 이상 방향수소화탈탄기 생산혼합 크실렌은 장치 규모를 줄이고 모든 중방향자원을 최대한 활용할 수 있다. 외국이 이 분야에서 보도한 기술은 UOP 의 TAC9 기술, ZEOLYST 의 ATA 기술, GTC 의 GT-TransAlk 기술이다.
동리 TAC9 중 방향족 탄화수소 생산 혼합 크실렌 기술
동리TAC9 공정은 C9-C 10 방향도를 혼합크실렌으로 선택적으로 변환하는 데 사용됩니다. C 10A 도 혼합 크실렌을 생산하는 데 완전히 사용되기 때문에 이 기술은 중방향족 탄화수소로부터 추가 혼합 크실렌 제품을 얻을 수 있다. Tatoray 기술과 마찬가지로, TorayTAC9 공예도 수소의 존재 하에서 고정층 반응 기술을 사용하여 코킹을 방지한다. 수소의 소비는 주로 키랄 방향족 탄화수소의 탈 알킬 및 비 방향족 탄화수소의 분해에서 비롯됩니다. 혼합 크실렌의 높은 수율을 보장하기 위해 반응에 의해 생성 된 벤젠과 톨루엔은 탈 헵탄 탑에 의해 분리되고 반응기 사료로 돌아왔다.
이 기술의 혼합 크실렌 수율은 메틸과 벤젠의 총 비율, C9A 및 C 10A 이성질체의 분포, 공급에서 C9/C 10A 의 세 가지 측면에 의해 영향을 받습니다. 순수 C9A 원료의 경우 혼합 크실렌 수율은 약 75%, 경류분수율은 약 2 1% 입니다. 원료에서 C 10A 함량이 증가함에 따라 혼합 크실렌의 수율이 감소한다.
이 기술은 1996 에서 처음으로 산업적으로 응용되어 촉매제의 안정성이 좋다. 첫 번째 운영 기간은 2 년이 넘었고, 1998 까지 이 기술은 이미 두 대의 장치에서 사용되었으며, 설비 규모는 연간 85 만 톤에 달한다.
3.2 제올리스트 /sk 중방향족 탈 알킬 및 알킬 전이 기술
이 기술은 ZEOLYST 와 한국 SK 사가 공동으로 개발하고 산업화하여 1999 에서 처음으로 SK 회사 방향연합장치에 적용되었습니다.
귀금속을 채택한 ATA- 1 1 촉매제는 안정성이 좋아 첫 운행시간 3 년 이상, 수소 탈알킬화 기능이 우수합니다. 생산된 C8A 중 에틸렌은 질량 점수가 매우 낮아 (약 2%) 이질화 원료가 매우 좋다. 그러나 분열작용이 너무 강하여 방향환의 손실이 크며, 발열 반응이 강렬하여 반응상 온도 상승이 너무 높기 때문에, 자재와 촉매제의 접촉 시간이 길어지지 않고 고공속도에서 작동해야 한다. 과도한 수소 소비와 열 방출로 인해 공급 난로와 하류 스트리퍼가 작동하기 어려우므로 이 기술을 사용하기 전에 기존 장치를 개조해야 합니다. 이 기술은 C9+A 수소화 탈 알킬화에 적합합니다.
3.3 gt- 알킬 전이 중 방향족 탈 알킬 및 알킬 전이 기술
미국 GTC 의 GT-TransAlk 기술은 C9A/C 10A 중방향처리를 위한 경량 기술입니다. 이 기술은 원료에 톨루엔이 함유되어 있지 않고, 톨루엔 메틸화 및 결정화 분리 기술과 함께 완전한 방향기술을 형성하는 것이 특징이다.
4 크실렌 생산 기술의 미래 발전 추세
P-크실렌의 좋은 시장 전망으로 인해 향후 몇 년 동안 관련 기업들은 주로 기존 설비의 개조와 확장을 추구할 것이며, 일부 기업들도 새로운 설비를 추가할 필요가 있다. 신기술의 연구와 기존 기술의 개선은 끊임없이 향상되어 이미 석유화학 분야 연구 개발의 초점이 되었다.
4. 1 전통적인 톨루엔 불균등 화 및 알킬 전이 기술
기존 톨루엔 불균등 화 및 알킬 전달 장치의 경우 향후 개발 방향은 주로 새로운 촉매제를 개발하여 목표 제품의 선택성을 높이고, 장치의 물질 소비를 효과적으로 줄이며, 공속도를 더욱 높이고, 수소 탄화수소 비율을 줄여 장치의 지속적인 확장 요구 사항을 충족시키는 것입니다.
혼합 크실렌의 수율을 높이기 위해, 적절한 거대 다공성 촉매 물질을 선택하여 표면의 산성을 조절하고, 알킬 전이 반응을 적절히 강화하고, 톨루엔 불균등 반응을 억제하여 혼합 크실렌의 수율을 높이고, 벤젠 생성을 줄임으로써 p-크실렌 수율을 높이는 목적을 달성했다. 현재 SRIPT 가 성공적으로 개발한 비모르 데 나이트 MXT-0 1 촉매제는 공업측 시험을 완료했다. 그 결과 공속도가 2.5h- 1, 반응온도가 400 C 미만일 때 촉매제의 총 전환율은 46%, 선택성은 89% 이상, 벤젠과 크실렌의 몰비는 3.5 보다 크고, 산물 중 혼합크실렌의 선택성은 73% 에 달하는 것으로 나타났다.
방향연합장치의 대형화에 따라 중방향량의 양은 이미 매우 상당하다. 중방향족 탄화수소를 최대한 활용하는 방법은 전체 연합장치의 경제적 이익에 큰 영향을 미친다. 현재 산업설비 작업에서 C 1 1 이상의 무거운 탄화수소가 리액터 공급에 반입되는 것을 막기 위해 일부 C 10A 는 C1/KLOC 와 함께 사용해야 합니다. 따라서 C 10A 를 더 많이 처리할 수 있는 촉매제와 그 기술을 개발하는 것이 향후 연구 개발의 초점이 될 것입니다.
비 방향족 함량이 높은 톨루엔 원료는 방향족 추출을 거치지 않고 직접 가공되는 것도 미래 발전 추세 중 하나이다. 이 기술은 추출 장치의 부하를 효과적으로 줄여 에너지 소비를 확대하는 목적을 달성할 수 있다. 그러나 공장 전체의 벤젠 제품 중 비 방향족 함량이 증가했다. 따라서 연구와 개발은 합격한 벤젠의 품질을 보장하고, 비방향족 함량이 높은 톨루엔 원료를 가공하는 촉매제를 개발하는 것도 중요하다.
4.2 p-크실렌 기술의 톨루엔 선택적 불균등 화 및 메틸화 생산
4.2. 1 톨루엔 선택적 불균등 화 기술
정렬 선택성과 p-크실렌 수율을 더욱 높이는 것이 이 기술의 향후 중점이다. 정렬 선택성을 높이면 분리 에너지 소비가 크게 줄어 p-크실렌의 생산 비용이 절감됩니다.
4.2.2 톨루엔 선택적 불균등 화 및 벤젠 /C9 알킬 전이 결합 공정
톨루엔의 선택적 불균등 화는 p-크실렌 함량이 높은 혼합 크실렌을 생산할 수 있지만, 이 기술은 순수 톨루엔만 사용할 수 있습니다. 방향연합장치의 경우 대량의 값싼 C9 이상 방향자원을 충분히 이용할 수 없다. 이에 따라 SRIPT 는 방향연합장치에 톨루엔 선택성 불균등 화 기술과 벤젠 /C9 메탄기 이동 기술의 조합공예를 제시했다.
SRIPT 는 2003 년 3 월 벤젠과 C9A 알킬 전송 기술 개발을 완료했습니다. 실험 결과 벤젠과 C9A 의 질량비가 60/40 이고 질량공속도가 1.5h- 1.5h 인 경우 벤젠과 C9A 의 총 변환률이 50% 를 초과하고 벤조와 혼합 크실렌의 선택성이 90 보다 큰 것으로 나타났다.
이 조합공예에서 톨루엔 선택형 불균등 화에 의해 생성된 벤젠은 벤젠 /C9A 알킬 이동 단위의 원료로 사용할 수 있고, 벤젠 /C9A 알킬 이동 단위에서 생성된 톨루엔은 전자의 원료로, 톨루엔 선택형 불균등 화 기술을 충분히 적용했으며, C9A 를 최대한 활용해 p-크실렌 함량이 높은 혼합 크실렌을 생산한다.
최근 몇 년 동안 결정화 메커니즘에 대한 충분한 연구로 냉동 결정화 분리 기술이 크게 진전되어 경제 지표가 날로 높아지고 있다. 연합공예와 함께 생산된 p-크실렌 함량이 높은 혼합크실렌은 결정분리기술을 채택하면 분리비용을 크게 낮출 수 있는데, 이 기술은 이미 분 자체 흡착분리 기술과 견줄 만하다. 결정분리 기술은 대크실렌 생산 기술에 응용하여 좋은 시장 전망을 가질 것이다.
4.2.3 톨루엔과 메탄올 메틸화에 의한 고농도 p-크실렌 생산 기술
톨루엔과 메탄올의 알킬화에 의한 p-크실렌의 합성은 p-크실렌의 생산을 증가시키는 새로운 경로이며 톨루엔의 전환과 값싼 메탄올의 이용을위한 새로운 방법을 제공한다. 1970 년대 이후 국내외에서 Y 비석과 ZSM-5 비석 촉매제, 특히 ZSM-5 비석의 구조, 산성, 촉매 성능 사이의 관계 (예: 실리콘 알루미늄비, 입도, Pt, Mg, Sb/ 알칼리 (토양) 금속의 개성 모빌 회사의 경우 P/HZSM-5 촉매제는 분 자체 Si/Al 무어비 450, 970 C 증기 처리 45M 인, 반응온도는 600 C, 반응압력은 0.28MPa, WHSV4h- 1 입니다. 반응에는 벤젠 생산이 없고 부산물은 매우 적으며, 주로 질량 점수가 1% 미만인 C5 이하의 탄화수소이다.
현재 이 공예공업화에 대한 보도는 아직 없다. 안정성이 좋고 수명이 긴 공업촉매의 연구 개발과 기술경제에 장점이 있는지 여부가 관건이다. 최근 인도석화회사 (IPCC) 와 GTC 는 개발된 GT-To-lAlkSM 메틸알코올 알킬화 공정의 새로운 발전을 공동으로 보도하고 200kt/aPX 생산장치에 대한 기술경제평가를 실시했다. 톨루엔 알킬화는 고정층 반응기와 독점적인 고 실리콘 비석 촉매제를 사용한다. 반응 온도가 400-450 C 이고 반응 압력이 0. 1-0.5MPa 이고 메틸렌과 메탄올의 질량비가 1.35/ 1 인 경우 이 기술의 주요 특징은 톨루엔을 재구성하면 모두 톨루엔 알킬화 장치로 직접 보내져 저비용 메탄올과 함께 원료로 높은 PX 농도의 방향족 탄화수소를 생산할 수 있다는 것이다. 크실렌 분획은 저가의 단순한 결정단위를 통해 효율적으로 회수되어 고순도 PX 를 얻을 수 있으며, 결정분리단위의 건설투자는 기존의 흡착분리단위보다 훨씬 낮다. 또한 부산물 벤젠은 무시할 수 있습니다. 각 생산 1tPX 는 1t 톨루엔만 있으면 됩니다 (톨루엔 선택 불균등 화 공정에서는 1t PX 를 생산하는 데 약 2.5t 톨루엔이 필요하며 부산물이 많고 B 와 PX 의 질량비/KLOC) 200kt/aPX 장치의 기술경제평가에 따르면 2.34Mt/a 톨루엔과 1.73 mt/a 메탄올을 사용하면 2.33 mt/a PX 정광을 얻을 수 있다. 톨루엔과 메탄올의 가격은 각각 260 달러/톤과 1 10 달러/톤입니다. 연간 순이익은 약 19 만 달러, 총 투자비용은 약 7 천만 달러입니다.
이 기술을 다른 방향족 처리 장치와 결합하면 GA-toalk 톨루엔 메틸화 기술, GT-TransAlk 중방향족 알킬 이동 기술, GT-IsomPX 이성체 화 기술, CrystPX 결정화 기술 4 개 단위로 구성된 현대화 PX 생산 연합장치가 더 큰 우월성과 유연성을 보여 줄 것이다. 400kt/a PX 장치의 PX 재활용 방식은 기존 (흡착 분리) 혼합 크실렌 단독 공급 장치에 비해 현대연합 PX 회수 투자 비용을 10%, 톤 PX 현금 비용을 2.6%, 석뇌유 원료 수요를 약 53.8% 절감할 수 있습니다.
현재, 이 기술의 산업화 전망은 메탄올 가격, 폐수 생산량이 너무 많고 장시간 운행하는 등의 요인에 의해 더 검토되어야 한다. 그러나 천연가스화학의 발전과 촉매제 기술의 발전으로 이 기술은 좋은 응용 전망을 가지고 있다.
4.3 엔지니어링 연구
방향연합장치의 촉매 기술이 발달하면서 장치 규모가 날로 커지고 제품 생산 비용이 점점 낮아지면서 공예와 분리가 모두 더 많은 엔지니어링 기술 연구가 필요하다. 반응 기술 방면에서 주요 핵심은 리액터 연구, 대형 열교환 설비, 장치 열 공동 연구 등의 과제이다. 장치가 대형화되면서 적절한 리액터 유형을 선택하고 가스 흐름의 균일 분포를 보장하는 방법이 리액터 연구의 주요 내용입니다. SRIPT 는 축 고정 침대 내 공기 흐름의 균일한 분포에 대해 심도 있는 연구를 하여 산업 설계에 사용할 수 있습니다. 대형 열 교환기의 열 교환 효율은 전체 장치의 에너지 소비를 크게 결정한다. 프랑스 PAKINNOX 의 판형 열 교환기는 현재 가장 선진적인 수준을 대표한다. SRIPT 는 연간 처리량이 각각 870kt 와 1Mt 인 톨루엔 불균등 장치에서 이 열 교환기를 사용하여 리액터 난로의 부하를 크게 줄일 것으로 예상된다.
제품 분리에서는 주로 결정분리기술에 초점을 맞추고 있으며, Niro/TNO 냉동결정분리순화 기술은 이 분야의 선진 수준을 대표한다. 이 기술은 브레멘 대학과 Niro 공예 기술 및 TNO 환경과학, 에너지 기술 및 공예 혁신 연구소가 공동으로 개발한 것으로, 번호는 1993 입니다. 기존의 계층화 된 냉동 결정화 과정을 기반으로 한 냉동 결정화 분리 및 정제 기술과 달리, Niro/TNO 냉동 결정화 분리 및 정제 기술은 현탁 동결 결정화 과정을 기반으로 하며 전체 에너지 소비는 기존의 동결 결정화 공정의 10% 정도로 감소한다.
현재, 이 방면에 대한 국내 연구는 아직 보도되지 않았다.
5 p-크실렌 합성 신기술 전향 적 연구 개발
새로운 공예 노선에서 Exxon-Mobil 은 최근 C4+ 디엔 (예: 시클로 펜타 디엔, 부타디엔, 펜타 디엔, 헥타디엔 및 메틸 시클로 펜타 디엔) 과 c 65438+o-C3 산소 화합물 (예: 메탄올, 디메틸 에테르, 에탄올) 을 선택적으로 전환했다고 보도했다. ) 증기 분해의 부산물인 열해기에서 크실렌, 에틸렌, 아크릴을 생성합니다. 촉매제는 인 4.5% 인 ZSM-5 분 자체 (이산화 실리콘과 삼산화 알루미늄의 무어비 450), 반응온도는 430 C, 반응압력은 0. 1-MPa, 질량공률은 0.5H-/KLOC-; 원료 m (이소프렌) /m (톨루엔) /m (메탄올) /m (물) 은1.25/1.25/22.5 입니다 시클로 펜타 디엔은 메탄올과 반응하여 p-크실렌으로 고선택적으로 전환된다. 메탄올은 또한 비닐, 아크릴, p-크실렌으로 선택적으로 변환할 수 있다. 제품의 품질 구성은 p-크실렌 30%, 에틸렌 25%, 프로필렌 22%, p-크실렌을 제외한 나머지는 C4+ 올레핀과 C8+/ 방향족 탄화수소입니다.
Exxon-Mobil 은 합성가스와 톨루엔이 메틸화를 촉매하여 대삼메틸벤젠을 합성하는 새로운 공예도 보도했다. Cr-Zn-Mg-O 부하 MgO/HZSM-5 를 촉매로, 반응 온도는 460℃, 반응 압력은 0. 1.7 MPa, 질량 공속은1입니다 금속 산화물을 첨가하는 역할은 비석 외부 표면의 산성 중심 형성을 억제하고 비석 좁은 구멍 내 이웃, 간 크실렌의 형성을 줄이는 것이다. 즉, 톨루엔의 비정렬 알킬화를 줄이고, p-크실렌의 이성체 화를 억제하여, p-크실렌의 선택성을 높인다.
UOP 는 최근 개선된 액상 비수소 벤조화와 C9A 메탄기 이전 공정을 보도했다. 스프레이 함침법으로 준비한 황산산소 텅스텐을 촉매제로 사용했다. 톨루엔 원료에 1, 2,4-트리메틸 벤젠이 30% 포함되어 있을 때 반응 온도160 C 에서 반응 압력 900kPa, 유공속도 2.0H-/KLOC-; 이때 반응산물 온라인 분석 결과 크실렌 질량 점수는 17%, 트리톨루엔 질량 점수는 20% 로 나타났다. 불 활성화 촉매제는 재생될 수 있다.
톨루엔과 메탄올이 부산물 중 올레핀과 합성 가스 합성 p-크실렌을 선택적으로 전환시키는 새로운 기술의 개발은 주목할만한 연구 추세입니다.
6 결론
하류 제품 시장의 영향으로 p-크실렌 시장은 공급자 시장 상태를 나타낼 것이다. 새 디바이스나 기존 디바이스의 확장은 불가피한 추세가 될 것입니다. 석뇌유의 총량에 따라 기존 규모를 바탕으로 신기술을 채택하여 혼합크실렌을 증가시켜 대크실렌 생산량을 늘리는 것이 주요 기술 수단이다. 에틸 벤젠 전환율이 높은 이성체 화 촉매제를 사용하여 흡착 분리 공급에서 p-크실렌의 농도를 최대한 높이는 것이 방향족 결합 장치의 확장을위한 주요 방법이다. 톨루엔의 선택적 불균등 화제 p-크실렌은 새로운 기술 노선이다. 톨루엔 선택형 불균등 화 및 벤젠 /C9 알킬 이동 조합 공정은 p-크실렌의 생산 비용을 효과적으로 줄이고 p-크실렌의 생산량을 크게 증가시키며 가능한 한 빨리 산업화를 실현할 것으로 기대된다. 중방향족 이용도 앞으로의 중점 연구 기술이 될 것이며, 가까운 장래에 새로운 돌파구를 쟁취할 것이다.