2
新疆化工2014年第3期
甲醇制芳烃新技术
路守彦
（上海华谊工程有限公司，上海200000）
芳烃生产的主要原料来自于石脑油，由于世
界石脑油资源相对匮乏且价格不断上涨，世界各国在不断地寻找生产芳烃的新原料和新工艺。本
这种工文介绍采用廉价的甲醇生产芳烃新工艺，
且已经投人工业应用，值得我们艺技术已经成熟，
进一步推广。
1甲醇制取芳烃
芳烃中的苯、甲苯和二甲苯是有机化工的主
广泛应用于合成纤维、合成橡胶、合要基础原料，
成树脂等领域。目前芳烃的来源主要有催化重整
石脑油裂解工艺、芳构化工艺等；只有很少工艺、
部分来自煤焦油，对石油依赖非常大。近年来为了降低对石油的依存，以煤基甲醇、二甲醚制芳烃工艺引起大家的关注。
我国石油资源短缺。2012年我国生产原油2．07亿t，进口原油2．71亿t，出口原油244万t，原油表观消耗量4．76亿t，石油对外依存度
我国煤炭资源丰富，近高达56．4%。另一方面，
几年，我国煤化工发展迅速。作为成熟的煤化工
煤制甲醇、二甲醚成为多数煤化工企业的首技术，
选项目。对于我国甲醇、二甲醚项目的规划和建设情况，尽管各种统计资料存在差异，但一致的结
甲醇、二甲醚的产能将大沦是在未来较短时问内，
一批大型甲醇、二甲醚装置投大超过实际的需求，
产后、甲醇、二甲醚产能过剩局面的出现将不可避免。考虑到目前我国日益增长的芳烃需求，积极开展采用甲醇、二甲醚制取芳烃的技术研究。不
为我国仅为煤转化制芳烃开辟了一条技术路线，
二甲醚找到一条现实可行的出路；而且满足甲醇、
市场对芳烃的需求，减少芳烃生产对石油的依赖度。
由甲醇，二甲醚制取芳烃，是最初美国Mobil公司开发的MTG技术。20世纪70年代Mobil公
可以使甲醇、二甲司开发了ZSM－5沸石催化剂，
醚转化成高辛烷值汽油组分，产品组成中含有
30%左右的芳烃。1985年，Mobil公司在其专利
USP4590321中，首次公布了甲醇、二甲醚转化制
该研究采用含磷为2．7%的ZSM芳烃的研究结果，
－5分子筛为催化剂，反应温度为400℃～450℃、
－1
甲醇、二甲醚重量空速1．3h。
结果表明，含磷的ZSM－5催化剂在C5－C9烃的选择性、芳烃的选择性等多个指标方面都优于普通的ZSM－5催化剂。但是其主要产物仍为C1－C4的低碳烃类、总芳烃含量不高。1986年，Mobil公司公布了一种将低碳含氧化合物转化为富含芳烃的产品的多段反应工艺：在第一段反应器中甲醇、二甲醚首先转化为以低碳烃类为主的产物，这些产物在二段反应器中在催化剂的作用下进一步发生芳构化反应，从而获得富含苯、甲苯、二甲苯以及重质芳烃的产物。2002年ChevronPhillips公司公市了一种采用两种分子筛催化剂，由甲醇、二甲醚联合生产芳烃的技术；其中第一种催化剂是硅铝磷分子筛、第二种催化剂为含有金属锌的分子筛催化剂。采用上述两种分子筛催化剂，并以一定方式进行组合，该发明实现了甲醇、二甲醚转化制取芳烃的一种工艺路线。
甲醇、二甲醚芳构化技术在国内主要有中国
二甲科学院山西煤炭化学研究所的固定床甲酚、
醚制芳烃（MTA）技术和清华大学的甲醇、二甲醚制芳烃（FMTA）技术。山西煤化所的专利CN1880288A中采用甲醇、二甲醚为原料，改性ZSM－5为催化剂，将甲醇、二甲醚转化为以芳烃
经冷却分离将气相和液相分开，液相为主的产物，
产品经抽提分离，得到芳烃和非芳烃，气相低碳烃类返回后进一步芳构化，但是在烷烃芳构化过程
氢气对芳构化产率与选择性影响很大，因此将中，
气相产品直接返回进行芳构化反应，并非最优。华大学专利CN101244969A中公开了一种甲醇、二甲醚芳构化过程催化剂连续反应再生的装置及其
采用流化床技术将甲醇、二甲醚或C1－C2方法，
的烃类转化为芳烃，但是只考虑了甲醇、二甲醚芳
2014年第3期新疆化工
3
构化的主反应、没有考虑循环物料的利用，因此芳烃收率比较低。
到2010年，甲醇、二甲醚芳构化的研究主要集中在对催化剂的改进，除山西煤化所对甲醇、二甲醚芳构化过程的产物进行了简单的气液分离
尚没有考虑甲醇、二甲醚芳构化过程产物分离外，
及副产物如低碳烃类等的循环利用方式，也没有
二甲醚芳构化的系统与适合工业化生产的甲醇、
工艺的报道。
2012年2月16日，内蒙庆华集团10万t/a甲醇芳烃装置一次试车成功，项目顺利建成投产。赛鼎工程有限公司设计的这套装置，运用与中科院山西煤化所合作开发的“一种甲醇一步法制取
专利技术，是我国第一套甲醇制烃类产品的工艺”
芳烃装置。
该技术以甲醇为原料，目标产物是是以BTX（苯、甲苯、二甲苯）为主的芳烃、在温度380℃～
LHSV=1h－1条件下、420℃、常压、甲醇转化率大于
99%，液相产物选择性大于33%（甲醇质量基），气相产物选择性小于10%、液相产物中芳烃含量大于60%。
芳烃是重要的基础石油化工产品之一，由于
我国芳烃短缺已成定局，目前仅原油资源的短缺，
PX（对二甲苯）的市场缺口就达到500万t/a以2010年芳烃总的缺口超过1000万t。以甲醇上，
可以为3000万为原料来生产芳烃的技术成熟后，
t/a左右的甲醇提供出路。
3000元/t；
（3）苯的产生可以忽略，根据甲苯甲基化的工
补充的甲苯和甲醇蒸发，并与循环甲苯、艺设计，
氢气结合，用反应器流出物预热，再用加热炉进一步加热到400℃。将这种进料送入甲基化反应器，生成二甲苯和各种副产物。由于是放热反应，反应温度升至450℃。反应器流出物通过与反应器
再通过一台部分冷凝器，部分进料的换热冷却后，
有机产品，如苯，乙苯、甲苯和二甲苯冷凝下来。剩余的气相产物在一分离罐中与有机液体分离，一部分气体返回循环使用，多余气体排至燃料气系统。
液体产品经过苯塔和甲苯回收塔分离出副产
甲苯塔塔底产品含的少量苯和没有反应的甲苯，
有混合二甲苯和乙苯，送到结晶装置回收对二甲
80%～90%是对二苯。含混合二甲苯的物流中，
另外含小量的乙苯。甲苯，
采用吸附分离工艺或者两段结晶工艺，获得高纯度的对二甲苯。剩余不含对二甲苯的物料循环回去，作为二甲苯异构化装置的原料。
扬子石化甲苯甲醇甲基化（MTX）装置是在原来20万t/a甲苯择形歧化装置的基础上实施的技术改造。扬子芳烃厂甲苯甲醇甲基化装置改造于2011年3月份开始实施，于2012年1月15日建成中交。
2012年12月5日，扬子石化芳烃厂甲苯甲醇
各项工艺技甲基化装置实现投料开车一次成功，
术参数指标均达到了工艺要求。
甲苯甲醇甲基化（MTX）是一种新型的由甲苯
它利用了煤化工产制取二甲苯的工艺路线，
——甲醇作为烷基化试剂，品—拓展了煤化工产品的应用，实现了煤化工与石油化工的有机结合，其推广能有效缓解国内甲醇产能过剩的问题。
2甲苯用甲醇烷基化生产二甲苯
甲苯用甲醇烷基化生产二甲苯，长期以来是
例许多公司投入大量人力物力研究开发的课题，
如BP、杜邦、陶氏、埃克森美孚、联合油和UOP。近来GTC技术公司开始出售由印度石化公司开发的甲苯甲基化工艺（GT－TolAkl）。
GTC指出，采用高硅分子筛催化剂，对二甲苯（PX）选择性高达85%以上。反应在氢和水存在下、在固定床反应器中进行。主要操作条件：温度400～450℃，压力100～500kpa，重时空速1～2h－1，对二甲苯选择性80%～90%。和选择性甲苯歧化（STDP）工艺相比，甲苯甲基化路线的优点是：
（1）每t对二甲苯所需的甲苯数量可由约2．8t降到1．0t；
（2）甲醇容易得到，价格便宜，目前2800～
3结论
采用廉价的甲醇生产芳烃新工艺，不仅可以
降低生产成本，提高企业的经济效益和市场竟争力，而且解决了我国甲醇生产过剩的矛盾。从而
可以有效推实现煤化工与石油化工的有机结合，
动煤化工与石油化工的平衡发展。
收稿日期：2014－06－25。
作者简介：路守彦，男，硕士，注册化工工程师，教授级高级工程师，现任上海华谊工程有限公司副总工程师。