二甲苯（C?H??）是重要的化工原料，其生产过程中的关键原理涉及多种化学反应和分离技术，主要包括催化重整、歧化与烷基转移、异构化反应、吸附分离等。以下是各环节的核心原理及技术要点：

　　一、催化重整：芳烃的生成基础

　　反应原理

　　通过石脑油在高温（480–520℃）、高压（1–3MPa）及铂/铼等催化剂作用下，发生脱氢、环化、异构化等反应，将链烷烃和环烷烃转化为苯、甲苯、二甲苯等芳烃。

　　主要反应类型：

　　六元环烷烃脱氢：快速生成芳烃（如环己烷→苯）。

　　五元环烷烃异构脱氢：生成间二甲苯等。

　　产物中二甲苯含量受原料中C?芳烃潜含量和催化剂氯含量（1.15–1.16%）影响。

　　工艺优化

　　分段控制反应温度（如提高第三反应器温度1℃以增强环化脱氢）可提升C?芳烃产率。

　　采用连续重整技术（如UOP工艺）提高芳烃选择性和催化剂寿命。

　　二、歧化与烷基转移：甲苯转化为二甲苯

　　反应机理

　　甲苯歧化：两分子甲苯在沸石催化剂（如ZSM-5）作用下，一分子失去甲基生成苯，另一分子获得甲基生成二甲苯。

　　烷基转移：甲苯与C?芳烃（如三甲苯）反应生成两分子二甲苯，提高C?芳烃总量。

　　催化剂改进

　　通过改性ZSM-5催化剂（如表面涂覆SiO?或负载Pt），可显著提升对二甲苯选择性（>90%）并抑制副产物生成。

　　反应温度需控制在400–500℃，过高会导致甲苯转化率下降。

　　三、异构化反应：平衡二甲苯异构体

　　热力学平衡

　　混合二甲苯中通常含邻、间、对二甲苯及乙苯，其中对二甲苯（PX）仅占约25%。异构化反应通过催化剂（如沸石）打破平衡，促使间二甲苯和邻二甲苯转化为PX。

　　乙苯处理：

　　转化型催化剂：将乙苯加氢为C?环烷再脱氢生成二甲苯。

　　脱烷基型催化剂：直接脱乙基生成苯。

　　工艺条件

　　温度（300–400℃）和氢分压需协同调控，高温促进吸热异构化，高压抑制催化剂结焦。

　　空速和氢烃比影响反应速率和选择性，需根据催化剂活性动态调整。

　　四、吸附分离：高纯度对二甲苯的提取

　　分离技术

　　吸附分离法（主流）：利用分子筛吸附剂（如PAREX工艺）选择性吸附PX，再用解吸剂（如对二乙苯）脱附，纯度可达99.9%。

　　低温结晶法：基于二甲苯异构体熔点差异（PX熔点较高），但回收率较低（60–70%）。

　　工业应用

　　中石化SORPX工艺等国产技术已实现吸附剂和全流程自主化，降低对UOP技术的依赖。

　　五、其他关键工艺

　　芳烃抽提：利用溶剂（如环丁砜）从重整生成油中分离芳烃与非芳烃。

　　煤基路线：以甲醇为原料通过MTA工艺制芳烃，但需解决选择性低和甲苯供给限制问题。

　　总结

　　二甲苯生产的核心原理围绕芳烃生成、异构体转化与高纯分离展开，各环节依赖催化剂设计（如ZSM-5改性）和工艺优化（如温度/压力调控）。未来趋势包括煤基芳烃技术开发及反应-分离一体化装置的升级。