摘录自石化缘

对二甲苯（PX）是用于生产精对苯二甲酸（PTA）的基本原材料。目前芳烃主要来自石油化工工业中的催化重整、石脑油裂解、低碳烃类芳构化和芳烃类转化工艺，仅有少部分来自煤化工中的煤焦油。利用替代原料，如甲醇、液化气（LPG）和生物质，生产包括PX在内的芳烃新技术正在脱颖而出。

甲醇制芳烃

甲苯甲醇甲基化合成PX（简称MTX）是一条新工艺路线。与传统的甲苯歧化工艺相比，该工艺技术的最大优势是以甲苯和低成本的甲醇作为原料，生产出高浓度的PX，而仅有很少量的副产物苯和C9。新工艺中，甲醇的引入提高了甲苯利用率，理论上每生产1吨PX只需要耗用1吨的甲苯，而传统的甲苯歧化工艺，每生产1吨PX需要耗用约2．5吨的甲苯，且副产物较多。因此新工艺收率高，成本低。

由于国内煤资源丰富，煤制甲醇产能过剩。目前市场上甲醇价格约2800元/吨，而甲苯则高达1万元/吨。因此，甲苯甲醇甲基化合成PX技术的开发和应用，实现了煤化工与石油化工的有机结合，将有效缓解国内甲醇产能过剩的问题。

2012年12月27日，国内首套甲苯甲醇甲基化工业装置在扬子石化完成工业运行试验。运行结果表明，装置满负荷运行平稳，各项技术指标优于设计值，工艺技术方案可行。这标志着中国石化成为拥有甲苯甲醇甲基化专有技术的公司，而且为今后芳烃装置的增产扩能和芳烃生产过程中原料和产品结构调整，实现芳烃生产原料的多元化，提供了强有力的技术支撑，具有较好的经济效益和重要的战略意义。

甲醇制芳烃（简称MTA）是指甲醇在催化剂的作用下，经过一系列反应，最终转化为芳烃的过程。产品以苯、甲苯、二甲苯混合物（BTX）为主，副产品主要是LPG。MTA的芳烃理论收率为40．6％，理论上约2．5吨甲醇就可以生产1吨BTX；但实际上由于副产物的存在，通常3吨以上甲醇才能获得1吨BTX。

在我国甲醇产能过剩已成为现实，进口甲醇具有低成本优势的市场现状下，MTA技术的开发和工业化示范对于开拓有竞争力的甲醇下游衍生物产品具有重要意义，将为我国甲醇行业提供新的产品方向。

采用清华大学自主开发的甲醇多级流化床羰基化反应生产PX技术（FMTA）建设的华电榆林3万吨/年工业化试验装置，已经建成并开始试运行。届时，3吨甲醇即可生产1吨芳烃。与石脑油催化重整多级深冷结晶分离制取芳烃相比，FMTA技术的副反应少（其中80％为国内紧缺的PX）、催化剂选择性高、芳烃单程收率高、原料来源广泛、生产成本低。

目前，PX售价较烯烃高出30％左右，而单位产品消耗的原料甲醇相近，表明MTA比石脑油制芳烃更具竞争力。

未来几年内，在沿海地区和内陆区域中心城市附近，建设炼油一体化配套的PX项目难度很大。在此情况下，发展煤（经甲醇）制芳烃成为战略选择。

LPG制取芳烃技术是在ZSM－5分子筛催化技术基础上发展起来的。随着ZSM－5分子筛催化剂的改进，国外LPG制取芳烃技术从催化剂连续再生工艺发展到固定床工艺，主要包括Cyclar、Aroforming等工艺。

UOP公司和BP公司共同开发了将富含丙烷和丁烷的LPG转化为芳烃的Cyclar工艺，该工艺采由反应器、催化剂再生单元和产物分离装置三部分组成。以LPG为原料，采用Ga改性的ZSM－5分子筛催化剂，同时采用绝热移动床芳构化反应器和催化剂再生器，LPG的选择性和转化率明显提高。

Aroforming工艺是IFP公司和Salutec公司共同开发的，适用于轻石脑油和LPG等原料的芳构化。催化剂为金属氧化物改性的择形分子筛，芳构化反应在多个等温固定床管式反应器上进行，产物组成与Cyclar工艺相近。由于采用固定床管式反应器，Aroforming工艺较Cyclar工艺简单，但催化剂单程运转周期仅12小时，需频繁再生处理。当催化剂失活时，需将反应切换到另一反应器，对原反应器中的催化剂进行再生处理。

在国内，LPG等轻烃芳构化技术取得了显著进步，数项技术实现了工业化，主要有洛阳石化工程公司开发的GTA工艺和大连理工大学开发的Nano－forming工艺。

GTA工艺以富含烯烃的催化裂化混合C4馏分为原料。GTA工艺首先用金属硝酸盐溶液浸渍HZSM－5分子筛，采用科学的催化剂装填方式和合理的取热方式，使芳构化反应平稳进行。反应产物由富气和液体产物组成，在吸收稳定系统内富气和液体逆向接触后在稳定塔内使气液分离。在反应温度530℃、进料空速0．25h－1、反应压力0．10MPa的条件下，GTA芳构化得到的产物组成为：干气19．96％，LPG24．17％，液体产物46．4％。液体产物中苯、甲苯、二甲苯的含量分别为16．69％、43．71％和24．76％。

近年来，大连理工大学利用纳米级ZSM－5分子筛催化剂优异的抗积炭失活能力，开发出Nano－forming轻烃芳构化工艺。该工艺采用固定床反应器，反应温度为500～600℃，原料预精制后进行反应，主产品为BTX，同时副产氢气和C9＋重芳烃。同已有的芳构化工艺相比，Nano－forming工艺催化剂的抗积炭能力显著增强，使用寿命可延长至2年。

轻质芳烃苯、甲苯和二甲苯是石化工业的基本有机化工原料，也可作为高辛烷值汽油的调合组分。目前，我国乃至世界范围生产芳烃的主要途径是催化重整，另一种方法是从裂解汽油或炼焦副产品中回收芳烃。我国油田轻烃（低碳烷烃）和炼油厂副产的LPG资源丰富，轻质烃芳构化可以利用廉价的烃类资源制备价值较高的苯、甲苯和二甲苯等化工原料，扩大了芳烃的来源。因此，开发LPG制芳烃等新工艺对我国石化工业的发展具有十分重要的意义。

生物质制芳烃

随着石油资源的耗竭和石油价格的上涨，生物质制芳烃技术的开发正处方兴未艾之势。在寻找化学中间体替代方面，美国Anellotech公司确认，可以采用生物质生产上游大批量芳烃如BTX，甚至可利用纤维素生物质通过催化热解来生产烯烃。

Anellotech公司专利的工艺和催化剂技术业已由马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校开发成功。与气化不同，它可得到称之合成气的一氧化碳和氢混合物，热解可在很大的规模内使生物质在一个单一步骤的过程中转化成液体燃料。其加工为非生物学方法，采用单一步骤的流化床反应器，从而可无需生产BTX时各种化学步骤之间的集成。产品与石油基BTX相同。该公司采用廉价和可再生的沸石催化剂也与石油炼制工业广泛使用的催化剂类似。目前该专利方法每吨生物质可生产50加仑BTX芳烃。Anellotech公司目标是在将来每吨生物质生产85加仑BTX芳烃。

据Anellotech公司估算，全球BTX市场为320亿加仑，为1100亿美元。该市场预计将以年率4％～4．5％的速度增长，即以12亿加仑/年速度增长。该公司预计能力为800万加仑/年的小规模的商业化装置将于2014年年底建成。

美国Virent公司2011年6月宣布，从100％可再生的植物基糖类中成功制取PX，采用现有的PET工艺可以制造100％天然可再生的植物基PET和包装。植物基原料多种多样，包括玉米、甘蔗和木质生物质等。公司采用拥有专利的催化工艺过程，将植物基糖转化成PX与从石油基制取的PX是一样的。植物基PX还可以利用现有的工艺装备根据客户的需要以任何比例与其他原料混合。Virent公司正在与潜在的合作伙伴和客户探讨扩大现有1万加仑/年验证装置能力，实现大规模商品化生产。

美国研究人员开发出从生物质制取PX生产塑料的方法。马萨诸塞州阿默斯特（Amherst）大学和特拉华大学的化学工程师团队已经发现了一种新的方式，使从生物质而不是石油来制取塑料瓶，可用于生产PX，而PX是制造某些塑料容器所必需的。这项研究已在美国化学学会杂志“催化（Catalysis）”上发表。

特拉华大学能源创新催化中心（CCEI）主任DionVlachos表示：“我们的发现为绿色塑料，特别是用于分销软饮料和水使用的绿色塑料具有显着潜力，这项技术来自可再生能源，可望显著降低塑料制造商的生产成本。新工艺成功的关键是使用了专门设计的一种催化剂，用于推动该PX的反应，可超越其他不太理想的反应。该研究小组认为，进一步改进该过程，有望会提高产率和更具经济吸引力。这一发现是特拉华大学能源创新催化中心用于从植物生物质生产生物燃料和化学取得突破的技术作出很大努力的一部分。