108-38-3 / 間二甲苯的應(yīng)用

背景及概述^[1][2]

間二甲苯化學(xué)式C₆H₄(CH₃)₂。分子量106.17。無色液體。密度0.86104。熔點(diǎn)13～14℃。沸點(diǎn)139.0。不溶于水，能和乙醇、乙醚及其他有機(jī)溶劑混溶。間二甲苯是 C。芳烴的一種組分?；旌隙妆街泻朽彾妆剑∣X ）、對(duì)二甲苯（PX）和間二甲苯（MX）三種二甲苯的同分異構(gòu)體。

其中，MX所占的比例最大，約45%。但由于這三種異構(gòu)體相較起來，性質(zhì)比較相似，特別是MX與PX沸點(diǎn)差很小，分離MX的高效且經(jīng)濟(jì)的方法還未被發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致它在工業(yè)上的應(yīng)用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上OX和PX?，F(xiàn)MX在工業(yè)上大多用來生產(chǎn)PX和OX，或用作溶劑，未得到十分合理的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代化工工業(yè)的不斷發(fā)展，分離技術(shù)不斷被提高，分離高純度MX的方法也越來越多地被人們發(fā)現(xiàn)。由高純度的MX來生產(chǎn)其多種衍生物，再生產(chǎn)其他相關(guān)的化工產(chǎn)品，這就帶動(dòng)了MX工業(yè)的發(fā)展。

對(duì)MX的生產(chǎn)和應(yīng)用需要不斷地研究開發(fā)，這樣才能充分利用間二甲苯的價(jià)值。我國(guó)在間二甲苯分離和應(yīng)用方面起步較晚，直到 2000 年 9 月中國(guó)石油化工股份有限公司北京燕山分公司(以下簡(jiǎn)稱燕山石化) 35 klf a 間二甲苯裝置正式投產(chǎn)，間二甲苯工業(yè)才進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展階段。

燕山石化高品質(zhì)的間二甲苯進(jìn)入市場(chǎng)，極大地促進(jìn) 了我國(guó)間二甲苯下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展：起初間二甲苯產(chǎn)品供過于求，但是短短幾年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)供求關(guān) 系就發(fā)生了巨大變化，至 2006 年市場(chǎng) 已顯現(xiàn)出供不應(yīng)求的跡象。間二甲苯的主要用途：作為異構(gòu)化的原料來生產(chǎn)PX和OX；作溶劑或作調(diào)和汽油的組分；生產(chǎn)樹脂、油墨和聚酯纖維染色改性劑等產(chǎn)品。以MX為原料生產(chǎn)其衍生物具有廣闊的發(fā)展前景。

結(jié)構(gòu)

應(yīng)用^[2][3]

間二甲苯主要有以下用途：一是用作異構(gòu)化的原料，生產(chǎn)對(duì)二甲苯和鄰二甲苯；二是用作溶劑或調(diào)和汽油的組分；三是用于生產(chǎn)樹脂和精細(xì)化工產(chǎn)品。以下重點(diǎn)介紹間二甲苯在樹脂和精細(xì)化工產(chǎn)品中的應(yīng)用。

1. 用作樹脂材料的改性中間體

1）間二甲苯通過液相氧化反應(yīng)可以制取間苯二甲酸。間苯二甲酸可以提高樹脂材料的強(qiáng)度、韌性、抗疲勞和抗腐蝕性，其最大用途是生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂，這種樹脂 可以應(yīng)用在建筑、交通等領(lǐng)域。少量間苯二甲酸也用 于制取一些特殊產(chǎn)品，如聚酰胺纖維、液體結(jié)晶聚合物、聚芳酯以及其他需求量較少的產(chǎn)品。

2）間二甲苯先經(jīng)氧化再與光氣反應(yīng)即可制得間苯二酰氯，用間苯二酰氯與間苯二胺合成的聚間苯二甲酰間苯二胺樹脂可制成纖維、薄膜和涂料。用這種樹脂制成的芳族聚酰胺纖維 (即芳綸 ) 具有優(yōu)異的耐熱性、尺寸穩(wěn)定性和電絕緣性。

3）以間二甲苯為原料，與一氧化碳反應(yīng)合成間二甲基苯甲醛，然后經(jīng)氧化、脫水制得偏苯三酸酐。偏苯三酸酐是開發(fā)新型材料的重要原料，主要用于生產(chǎn)聚氯乙烯耐熱增塑劑偏苯三酸三辛酯、聚酰亞胺工程塑料、水溶性醇酸樹脂料和環(huán)氧樹脂固化劑等精細(xì)化學(xué)品。

2. 用作農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料等精細(xì)化工原料中間體

間二甲苯經(jīng)氨氧化可制取間苯二腈，它是高效、廣譜、低毒、低殘留的殺菌劑“ 百菌清”的中間原料，也是生產(chǎn)胍基樹脂和間苯二甲基二胺的中間體，并用 于生產(chǎn)環(huán) 氧樹脂固化劑。間二甲苯經(jīng)空氣氧化可制取間甲基苯甲酸，主要用作藥物甲苯二乙胺的中間體，也可用于衛(wèi)生殺蟲劑“ 避蚊胺”的原料，此外也可用于生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂用穩(wěn)定劑和聚合物單體的原料。

制備^[3]

1. 吸附分離法

吸附分離法是 70 年代工業(yè)化并迅速處于領(lǐng)先地位的二甲苯分離方法。吸附劑選擇吸附對(duì)二甲苯，接近平衡時(shí)用經(jīng)蒸發(fā)、加熱的甲苯作脫附劑進(jìn)行脫附，脫附液經(jīng)冷卻后進(jìn)入脫附液罐。置換過程是用脫附下來的對(duì)二甲苯作置換劑，經(jīng)蒸發(fā)、加熱進(jìn)入吸附柱。置換出吸附劑中殘留的間二甲苯，置換區(qū)出料隨吸附進(jìn)料一起進(jìn)入吸附區(qū)。脫附液經(jīng)中間罐進(jìn)入脫附液塔，塔頂蒸出脫附劑甲苯，塔釜高濃度對(duì)二甲苯一部分去吸附作置換劑，其余的返回原料罐作異構(gòu)化原料。吸余液經(jīng)吸余液罐進(jìn)入吸余塔，塔頂蒸出甲苯作脫附荊，塔釜得到合格的高純度間二甲苯產(chǎn)品。

2. 磺化法

磺化法是較早的間二甲苯分離法，國(guó)外已淘汰這種方法，但國(guó)內(nèi)仍有磺化法生產(chǎn)裝置。磺化法是將混二甲苯經(jīng)硫酸磺化。得到間二甲苯磺酸水解間二甲苯磺酸以后，蒸餾切取餾份，得到成品間二甲苯。

3. 反應(yīng)蒸餾法

反應(yīng)蒸餾法利用二甲苯異構(gòu)體在反應(yīng)選擇性上的差，加人一種添加劑，與間：甲苯生成難揮發(fā)產(chǎn)物，經(jīng)蒸餾將間二甲苯與其它二甲苯異構(gòu)體分離。

4. 共沸精餾法

共沸精餾法通過加人共沸劑，改變了二甲苯之間的相對(duì)揮發(fā)度，達(dá)到精餾分離二甲苯的目的。間二甲苯與對(duì)二甲苯的相對(duì)揮發(fā)度為 1.02，鄰二甲苯與間二甲苯的相對(duì)揮發(fā)度為 1.12，戊酸甲醋可使間二甲苯與對(duì)二甲苯的相對(duì)揮發(fā)度提高到 1.3 以上，丁酸丙醋、甲酸己酷可使間二甲苯與鄰二甲苯的相對(duì)揮發(fā)度達(dá)到 1.4 以上。

5. 回收間二甲苯的新工藝

新工藝采用熱聯(lián)合及蒸餾與結(jié)晶設(shè)備優(yōu)化聯(lián)合，降低了裝置的操作費(fèi)用。回收的間二甲苯產(chǎn)品純度為 99.5 ％，次產(chǎn)品乙苯 ( EB ) 純度為 99.6 ％。

主要參考資料

[1] 柴浚源. "間二甲苯的生產(chǎn)及其發(fā)展前景."石化技術(shù)24.3 (2017): 43-44.

[2] 胡翔; 李濤. 間二甲苯的生產(chǎn)技術(shù)及應(yīng)用.石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì), 2014, 30.3: 22-26.

[3] 哈迎德. "對(duì)間二甲苯及其生產(chǎn)技術(shù)的探討."中國(guó)化工貿(mào)易4.4 (2012): 275-275.