重芳烃利用研究

刘忠卫

(中国石油化工股份有限公司安庆分公司,安徽 安庆 246002)

高沸点芳烃溶剂是一种由C9和C10重芳烃的同分异构体组成的系列溶剂，与相应的烷烃溶剂相比，高沸点芳烃溶剂油具有溶解性强、气味小、化学物理性质稳定、乳化性能好、挥发速度适中等优点[1]。

在石油化工企业中，乙烯裂解装置、催化重整装置和对二甲苯装置都副产大量的重芳烃。这些重芳烃中包含多烷基苯等单环芳烃，以及萘、联苯甚至三环四环的稠环芳烃，是极其宝贵的芳烃资源。我国对重芳烃的利用起步较晚，同时受国内工艺技术开发程度的影响，企业普遍存在加工深度不够、经济效益不太理想的状况，大部分重芳烃作为汽柴油调合组分烧掉，这是一种极大的浪费[2-4]。

1 试验部分

1.1 主要原料及试剂

试验所用的试剂如表1所示，所用试剂均为分析纯。

表1 试验试剂

1.2 试验仪器

试验所用到的主要实验仪器如表2所示。

表2 实验仪器

1.3 分析方法

2 结果与讨论

2.1 原料重芳烃组成

2.2 烷基化试剂和催化剂选择

以对苯二甲醇、苯乙烯和乙二醇为烷基化试剂，考察在反应时间8 h，反应温度80 ℃的条件下不同酸性催化剂的催化效果(见表3)。

由表3的实验结果可知：以对苯二甲醇为烷基化试剂时，对甲苯磺酸的催化效果较好；以苯乙烯做烷基化试剂时，对甲苯磺酸、硫酸、三氯化铝以及三氯化铁等酸性催化剂均有一定的催化效果，其中硫酸的催化效果较好；以乙二醇做烷基化试剂时，各种酸性催化剂的催化效果均不理想。

表3 催化剂对收率的影响 %

2.3 工艺条件考察

2.3.1 不同反应温度对收率的影响

以对苯二甲醇为烷基化试剂、对甲苯磺酸为催化剂，以苯乙烯为烷基化试剂、硫酸为催化剂，考察原料芳烃与对苯二甲醇物质的量比为2∶1时，在不同温度下反应8 h的反应结果(见表4)。

表4 不同反应温度对收率的影响

由表4考察结果可知：在原料芳烃与对苯二甲醇物质的量为2∶1，反应时间为8 h条件下，以对苯二甲醇为烷基化试剂、对甲苯磺酸为催化剂，反应温度为80 ℃时，240 ℃以上馏分收率较高；以苯乙烯为烷基化试剂、硫酸为催化剂，反应温度为100 ℃时，得到的240 ℃以上馏分收率最佳。

2.3.2 不同反应时间对收率的影响

以对苯二甲醇为烷基化试剂、对甲苯磺酸为催化剂，以苯乙烯为烷基化试剂、硫酸为催化剂，考察原料芳烃与对苯二甲醇物质的量比为2∶1，反应温度固定在80 ℃的条件下，反应时间对试验的影响(见表5)。

表5 不同反应时间对收率的影响

由表5考察结果可知：在原料芳烃与对苯二甲醇的比值、温度相同的条件下，以对苯二甲醇为烷基化试剂、对甲苯磺酸为催化剂，以苯乙烯为烷基化试剂、硫酸为催化剂，反应8 h后，反应时间对240 ℃以上馏分收率影响均不大。

2.3.3 原料比例对收率的影响

以对苯二甲醇为烷基化试剂、对甲苯磺酸为催化剂，以苯乙烯为烷基化试剂、硫酸为催化剂，考察反应温度80 ℃，反应时间8 h条件下，原料芳烃与对苯二甲醇物质的量比对试验结果的影响(见表6)。

由表6考察结果可知：以对苯二甲醇为烷基化试剂、对甲苯磺酸为催化剂，以苯乙烯为烷基化试剂、硫酸为催化剂，两者均是在原料芳烃与对苯二甲醇物质的量比2∶1，反应温度80 ℃，反应时间8 h的条件下，240 ℃以上馏分收率最佳。

表6 原料比例对收率的影响

综上所述，以对苯二甲醇为烷基化试剂，最佳工艺条件为：对甲苯磺酸为催化剂，原料芳烃与对苯二甲醇物质的量比为2∶1，反应时间为8 h，反应温度为80 ℃。以苯乙烯为烷基化试剂，最佳工艺条件为：硫酸为催化剂，原料芳烃与苯乙烯物质的量比为2∶1，反应温度100 ℃，反应时间8 h。

2.4 导热油及芳烃溶剂油指标

在上述两个条件下分别合成液体芳烃树脂，经蒸馏得到≤215 ℃、215～240 ℃和≥240 ℃馏分。

参照标准GB/T 29497—2013，对切割得到的两个≤215℃馏分的各项指标进行测试，结果见表7。

通过对溶剂油各项指标的测试，从合成的芳烃树脂中分离出的≤215 ℃馏分符合SA-1500型号溶剂油的各项指标。

参照《热传导液》标准(SHT 0677—1999)，对两个240 ℃以上馏分的各项指标进行测试，结果见表8。

表7 高沸点芳烃溶剂油检测结果

表8 导热油检测结果

通过测试，从合成的芳烃树脂中分离出的240 ℃以上的馏分符合L-QB 240型号导热油的各项指标。

2.5 利用方案

图1 综合利用方案

3 结论

(2)以对苯二甲醇为烷基化试剂，最佳工艺条件为：对甲苯磺酸为催化剂，原料芳烃与对苯二甲醇物质的量比为2∶1，反应时间为8 h，反应温度为80 ℃。以苯乙烯为烷基化试剂，最佳工艺条件为：硫酸为催化剂，原料芳烃与苯乙烯物质的量比为2∶1，反应温度为100 ℃，反应时间为8 h。从合成的芳烃树脂中分离出的≤215 ℃馏分符合GB/T 29497—2013中SA-1500型号溶剂油的各项指标，≥240 ℃馏分符合SHT 0677—1999中L-QB240型号导热油的各项指标。