徐希俊

【摘 要】甲苯歧化和烷基转移是芳烃生产工艺活动中的关键技术，其对于原料的构成比例具有严格的要求。选择不同的原材料配合不同的工艺，在甲苯歧化和烷基转移控制方面也会取得不同的技术效果。文章首先分析了甲苯歧化和烷基转移的反应机理，其次分析了原料组成对甲苯歧化、烷基转移反应的测试途径进行了探讨，并在最后对甲苯歧化和烷基转移中不同原材料的影响情况进行了解析，希望可以进一步提升甲苯歧化和烷基转移工艺水平，确保产品品质。

【关键词】原料组成；甲苯歧化；烷基转移

引言

甲苯歧化和烷基转移是化工生产合成过程中芳烃联合装置最关键的技术单元之一。其通过C9和甲苯作为基础原料，通过化学反应来获取苯以及C8芳烃。从反应的效果上来看，该技术属于物流转换的环节，相当于增产了50%的苯、甲苯。实际上，甲苯歧化以及烷基转移都属于比较复杂的过程，其中包括有副反应的歧化，同时还包括脱烷基的反应等等。除此之外，反应的温度变化对于化学平衡具有不同程度的影响，所以原料中的组分变化也会成为产品分离的重要原因，这也在一定程度上影响了催化剂的活性，对于催化剂的使用寿命产生不利的影响。为了进一步探讨不同的原材料比例对于甲苯歧化和烷基转移反应的影响，现就反应机理介绍如下。

一、甲苯歧化和烷基转移反应机理

甲苯歧化和烷基转移属于一个多反映的复杂反应，在这个反应过程中，芳烃歧化是从烷基的侧脸两个相同的部分代替分子间转移的，随后会生成两个不同的芳烃分子。相似的，烷基的转移反应也是通过烷基的侧链在不同的芳烃分子中间迁移，所以可以生产不同的芳烃分子。对于甲苯歧化和烷基转移反应，借助于甲基的转移，能够生产多种二甲苯产物，其中甲基、苯环的物质的量比例也直接决定了二甲苯产物的收益，原料单一的情况下发生歧化时，生成二甲苯、苯，在选择甲苯、C9A作为原料时，整个反应的过程就会变得更加复杂，这是因为其重组分中存在大量的同分异构体。结合物理性质来看，这些芳烃的沸点更高，同时也具有较高的分子尺寸，所以覆盖催化剂的酸性中心时会使得催化剂失活。如果从化学性质上来看，甲基的转移会选择性的出现升高，包括产物中混合的二甲苯产量的上升，同时乙基、丁基等侧链烷基反应时，都可以通过优化该环节来提升产品的质量。

二、原料组成对甲苯歧化和烷基转移反应的测试途径

通过工业手段来测试甲苯歧化和烷基转移的反应与原料组成的关系，需要选择合适的催化剂，并根据催化剂装填后的状态经过置换、气密性测试以及脱水等环节的准备。在装置方面采取了纯甲苯投料的方式，转入工业化的环节。在正常情况下，甲苯、C9以及重质芳烃混合物，其中的C9與重质芳烃的质量分数分别为0%～50%，而热力学的平衡则主要与T、甲乙苯和丙苯等有关。在反应的进料方面，采用HP5890气相色谱仪进行分析整理，并借助于PEG毛细柱进行分析检测。

三、原料组成对甲苯歧化和烷基转移反应的影响

1.苯的含量对甲苯歧化和烷基转移反应的影响

苯与C9A的反应时在酸性条件下进行的，所以在这个过程中，如果苯的含量足够高，那么苯与C9A的烷基转移反应也更容易完成。除此之外，随着原料中苯的含量的持续增加，苯、三甲苯的转移量也会相应的增加，同时原料中苯含量增加会受到影响而衰减。为了简化讨论这个问题，在不考虑加氢脱烷基的前提下，需要适当的反应掉一部分苯，否则就会影响具体的生产环节。

2.C8A含量、非芳烃含量对甲苯歧化和烷基转移反应的影响

C8A以及非芳烃含量对甲苯歧化和烷基转移反应也会具有一定的影响。通过歧化进料的环节来看，虽然其本身不属于催化剂的毒物，但是如果C8A的含量过高，依然会抑制正反应的转化率。非芳烃的含量则主要由于组分复杂，所以在反应的过程中产生较为复杂的影响，一般主要涉及到影响催化剂的催化能力进而缩短催化剂的使用效率与寿命。

3.T/C9含量对甲苯歧化和烷基转移反应的影响

在选择甲苯作为原材料的时候，主反应的甲苯为歧化反应，其中产物分别为中苯以及二甲苯，量比为1。在原材料中添加C9芳烃后，甲苯自身会发生歧化，同时甲乙苯发生转移，随后苯的产率会下降，同时二甲苯的收率会适当上升。结合这个原理对产物中的二甲苯与苯的比例，可以很好的适应市场的需求。在C9芳烃组成较为复杂的情况下，可以考虑到不同的异构体的影响，当T含量增加时，二甲苯的产量也会相应增高，相反当T的含量降低，其同样也会降低。

4.C10A含量对甲苯歧化和烷基转移反应的影响

C10芳烃包括四甲基苯异构体以及二乙基苯异构体，C10芳烃的歧化与烷基的转移反应基本原理为烷基的转移以及加氢脱去烷基两个主要环节。在C10A的同分异构体当中，四甲基苯的贡献率较高，可以生产较多的目标产物，但是由于其甲基的数量过多，所以容易使得苯环、甲基的键能变得更加稳定，所以反应起来难度也更高。在提升四甲苯的转化率之后，也可以需要提高反应的温度以此来抑制副反应的发生。

总结

综上所述，在研究原材料组成对于甲苯歧化和烷基转移反应的影响结果中不难发现，随着C9A的添加，可以获得更高的C8A生产率，而随着T/C9A的量不断增加，B/C8A的变换率会受到影响，甚至会存在一定程度的减少。在C10A中添加一部分混合二甲苯，可以有效提升整体产量，同时在原料的含量中能够实现一定比例的通知。C10A的异构体当中，丙基苯的同分异构体能够获得较多的生产目标产物。所以，需要严格控制好苯在原料中的含量，从而实现烷基转移与反应中更多的甲苯、二甲苯的产量，这也是实现增产的新途径。

参考文献：

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（作者单位：中石油辽阳石化分公司）