统计学角度看歧化新鲜进料比对产物收率影响的意义

统计学角度看歧化新鲜进料比对产物收率影响的意义

王芳

（中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司芳烃部 辽宁 辽阳 111003）

摘要：歧化反应是可逆反应，在特定的条件下，改变进料量中甲苯及碳九进料比例所得到的产品苯和二甲苯收率不同，且甲苯、碳九的转化率不同，可根据市场行情调整产品结构、产品产量及原材料供应量。而统计学可收集所观察系统的数据，进行量化的分析和总结，进而进行推断和预测。统计角度看歧化新鲜进料中甲苯碳九比例对所得到的苯和二甲苯收率是很有必要的。

关键词：统计学角度；歧化反应；新鲜进料比；产物收率

1装置介绍和名词解析

歧化装置以重整装置生产的C8+重整油、芳烃抽出油（C6-C7芳烃）为原料，目的产品是苯（B）、混合二甲苯（C8A），苯作为产品直接外销，而混合二甲苯则作为后续PX装置的原料继续生产产品对二甲苯，对二甲苯作为产品外销。歧化装置所采用的是甲苯歧化及烷基转移技术，原料为碳九芳烃（含碳十芳烃）和甲苯，选用的催化剂为配套的催化剂。收率是指在化学反应或相关的化学工业生产中，投入单位数量原料获得的实际生产的产品产量与理论计算的产品产量的比值。同一个化学反应在不同的压力、温度下会有不同的收率。产物收率：本文所指产物收率是相对于甲苯、碳九新鲜进料量的产物收率，如：苯产品收率=苯产品产量/歧化反应（甲苯+碳九）新鲜进料量*100%产物收率：本文所指产物收率是相对于甲苯、碳九新鲜进料量的产物收率，如：苯产品收率=苯产品产量/歧化反应（甲苯+碳九）新鲜进料量*100%。新鲜进料比：甲苯歧化反应是可逆反应，新鲜进料即为装置生产中实际发生反应的物料，与循环进料相对，是刨除反应中不参加反应的循环物料，则甲苯、碳九新鲜进料比即为实际发生反应的甲苯与碳九的比例。

2工艺原理

在歧化工艺中，主要反应有两种类型，即歧化反应和烷基转移反应，这两种反应都可以看作甲基基团的转移，是可逆反应。芳烃歧化与烷基转移反应的实质是芳烃侧链烷基基团在芳环之间的移动和重排。一般而言，芳烃歧化反应则是烷基侧链从一个烷基取代的芳烃化合物的芳环上转移到另一个相同的化合物的芳环上，生成两个不同的芳烃分子；与此类似，烷基转移反应是指一个烷基侧链在两个不同的芳烃分子之间迁移，产生两个新的芳烃化合物分子。芳烃歧化反应是烷基转移反应的一种特殊形式。

在本工艺中，如果原料是单一的甲苯，则反应比较简单，主要发生歧化反应，两分子甲苯生成一分子苯和一分子二甲苯。如果用甲苯和C9A /C10A 为原料，由于C9A /C10A 包括甲基、乙基、丙基取代的多种芳烃异构体，因而甲苯和C9A /C10A 之间的烷基转移反应也较为复杂，但其主要反应产物仍是苯和C8A。除上述两类主反应外，另外还有其它的副反应，包括歧化、烷基转移、脱烷基、加氢裂解、芳环加氢、缩合等。总体而言可以通过改变原料中甲苯／C9+A的比例来调整产物中X/B的比例，以适应市场的需求。

3研究现状

然而从工艺生产角度研究的是歧化进料中甲苯／C9+A的循环进料比例，而在实际排产、统计过程看则研究的是歧化反应实际消耗的原料及产品产出量的关系，所以宏观角度看歧化新鲜进料中甲苯与碳九比例大小与产物苯与混合二甲苯收率的关系对于公司排产原料的采购及产品销售量的关系就显得尤为重要，对公司统筹安排、优化配置原料采购与产品销售的意义就更为重要。

为研究歧化装置甲苯、碳九新鲜进料比例与产物件收率的关系，作者收集了2021年1月份到2024年6月份的数据，这些数据都是正常生产条件下数据，排除进料量大小、反应温度、反应转化率等的影响，循环氢纯度均不小于80%。从2021年1月起每月统计折算一次，形成一组数据用于宏观观察，截止2024年6月份共获得40组数据（2023年4月5月停车大检修），依据这些数据进行统计分析，研究歧化装置甲苯、碳九新鲜进料比例与产物苯与混合二甲苯收率的关系，将统计数据更好服务于公司的计划排产和经济效益的测算。

从2021年1月份-2024年6月份甲苯、碳九新鲜进料比例与苯产品收率关系图中可以看出，苯产品收率与新鲜进料中甲苯、碳九比例成明显的正相关关系，当新鲜进料中甲苯、碳九比例增大时，苯产品收率相应提高。依据这种新鲜进料比例关系与目的产品收率关系图可根据当时市场行情测算，若苯效益较好，可适当提高歧化进料中甲苯的比例，所以在月计划、季度计划排产时可根据苯市场需求量来采购甲苯原料；亦可根据曲线图查找推算固定甲苯、碳九新鲜进料比例时的苯收率数据，为公司排产提供参考值。

从2021年1月份-2024年6月份甲苯、碳九新鲜进料比例与混合二甲苯产品收率关系图中可以看出，混合二甲苯产品收率与新鲜进料中甲苯、碳九比例成明显的反相关关系，当新鲜进料中甲苯、碳九比例增大时，混合二甲苯产品收率相应降低。依据这种新鲜进料比例关系与目的产品收率关系图可根据市场行情测算，若苯效益较差，并且对二甲苯效益较好的情况下，可提高歧化进料中碳九的比例，减产苯、增产混合二甲苯为PX装置作原料，从而减少混合二甲苯的外部采购量来节约原料成本。所以在月计划、季度计划排产时可根据市场行情采购装置原料；亦可根据曲线图查找推算固定甲苯碳九新鲜进料比例时的混合二甲苯收率数据，为排产提供参考值。

从2021年1月份-2024年6月份甲苯、碳九新鲜进料比例与苯+混合二甲苯产品收率关系图中可以看出，苯+混合二甲苯产品收率与新鲜进料中甲苯、碳九比例成明显的正相关关系，当新鲜进料中甲苯、碳九比例增大时，苯+混合二甲苯产品收率相应提高。从中不难推测出，歧化新鲜进料中碳九比例越高则副反应越多，主要产品苯、混合二甲苯产出率就越少。依据这种新鲜进料比例关系与目的产品收率关系图可根据市场行情测算，测算出当前价格体系下哪种配比原材料采购量对本单位的效益较好，则能在月计划、季度计划排产时可根据市场行情配置采购装置原料；亦可根据曲线图查找推算当时价格体系下哪种甲苯碳九新鲜进料比例时的效益最好，为排产提供参考值。

当然，甲苯、碳九既能作为歧化装置原料，同时又是汽油调和所需组分，所以要想统筹兼顾好公司整体效益，在研究新鲜进料甲苯、碳九进料比例与产品收率的关系同时，还应兼顾考虑歧化装置的负荷。当苯和混合二甲苯产品边际效益较好时，应尽可能提高歧化装置运行负荷，在高负荷状态下排产歧化运行负荷，根据苯和混合二甲苯边际效益情况调整歧化进料中甲苯和碳九进料比例，根据统计数据经验值计算原料采购量，用研究成果来排产能大大提高排产的精确度，为公司整体效益的提升有很大的帮助。

4结论

从统计研究成果来看，歧化新鲜进料中甲苯、碳九比例与产物苯、混合二甲苯收率的关系和工艺生产中甲苯、碳九循环进料比例与产物苯、混合二甲苯收率的关系基本一致，都是当甲苯、碳九比例增大时，苯收率上升、混合二甲苯收率下降、苯+混合二甲苯收率上升，只是由于各原料转化率的影响，在对产物收率影响程度上有一些差距。

由于甲苯歧化反应为可逆反应，所以装置循环进料不能作为计划排产、统计的直接数据，所以提出研究甲苯、碳九新鲜进料比与产品收率的数据关系。在本文中出现的40组数据可作为数据支持，我们发现，当甲苯、碳九新鲜进料比例增加时，苯收率上涨，混合二甲苯收率下降、苯+混合二甲苯收率上涨，可依据排产当时的市场行情查阅数据、测算效益，来确定装置生产负荷、原料采购量及产品销售量 ，为排产提供数据支持，提高计划排产与实际生产的贴合度，为企业带来更大的经济效益。

参考文献：

[1] 李晓霞.歧化反应的应用及进展 [J].工业.2021（16） :12-15.