1330-20-7 / 二甲苯的聯產方法

背景及概述^[1-3]

二甲苯是一種常見的芳香烴系列的化工產品，具有中等毒性。芳香烴類化合物在已知的800萬種有機物中大約占據30％，是石油化工行業(yè)的重要基礎原料。其中，BTX芳香烴(苯、甲苯和二甲苯)被稱為一級有機基本原料，產量僅次于乙烯和丙烯，其衍生物可以用來生產橡膠、化纖和塑料等多種化工產品，在我國國民經濟中占據非常重要的地位。在BTX芳香烴中，PX(對二甲苯)的需求量最大，主要作為生產聚酯樹脂和滌綸纖維等的原料；OX(鄰二甲苯)是生產苯酐、染料和殺蟲劑等的化工原料；MX(間二甲苯)在工業(yè)上的用量遠不如前兩者，目前多借助于異構化方式生產PX(對二甲苯)和 OX(鄰二甲苯)，或者作為有機溶劑。

聯產方法^[1]

使用預先除去含有9-10個碳原子的烴，而含有二甲苯和乙苯混合物的物料，采用逆流模擬移動床生產對二甲苯，該物料具有下述重量組成：

EB：乙苯5.6％

PX：對二甲苯22.6％

MX：間二甲苯49.9％

OX：鄰二甲苯21.9％。

這個實施例使用的中試設備由24個長1.1米、直徑0.021米的床組成。每個塔裝344克用鋇交換的X沸石，以在900℃燒失表示的水分含量為5.5％。操作溫度是175℃，循環(huán)泵的吸入壓力保持在10巴，所有物流都是在流量控制下連續(xù)注入或排出，只是中間提余液是在壓力控制下連續(xù)排出，注入和排出的流量都是在環(huán)境壓力條件和20℃下表示的。連續(xù)排出提余液(R2)和中間餾分R1(中間提余液)。床總數是24。在解吸劑注入與提余液排出之間有5個床，提取物排出與物料注入之間有9個床，物料注入與中間提余液排出之間有5個床，中間提余液排出與提余液排出之間有3個床，提余液排出與解吸劑注入之間有2個床。

操作條件如下：

物料：3.24升/小時

溶劑：5.52升/小時解吸劑(99.06％對二乙基苯和0.94％其他C10芳族烴)

提取物：3.27升/小時

中間提余液(R1)：4.29升/小時

提余液(R2)：1.2升/小時

循環(huán)流量(在段1)：16.4升/小時

R2/R1比是0.28。

閥的變換時間(周期)是70.8秒。

在蒸餾對二乙基苯后，連續(xù)排出的所得提取物得到0.71升/小時純度99.7％對二甲苯物流。

1.2升/小時提余液進行蒸餾，得到流體流量0.13升/小時，其重量組成如下：

EB：乙苯0.1％

PX：對二甲苯1.7％

MX：間二甲苯73.9％

OX：鄰二甲苯24.2％。

結晶段包括在生成晶體時冷卻期和加熱期交替操作的兩個靜態(tài)結晶器。致冷單元用于在-60℃生成間二甲苯晶體。在結晶后，排出母液。間二甲苯晶體用非常高純度的熔化間二甲苯洗滌，同時通過在-45℃部分熔化進行純化。

間二甲苯結晶產率是29％。

由全部單元生成的對二甲苯量是間二甲苯量的25倍，即分別為0.71升/小時和純度99.7％的對二甲苯以及0.028升/小時和純度99.0％的間二甲苯。

分離方法^[2]

報道一、

在混合器1中加入二甲苯原料D和2％體積比催促劑H，常溫下攪拌均勻，相互溶解；混合后以7L/h進入裝有不銹鋼絲波紋填料的鄰-二甲苯分離塔2，塔釜溫度149℃，塔釜壓力≤0.02Mpa，塔頂回流比15.3，塔釜分離出鄰-二甲苯產品E，部分E經塔釜再沸器6再沸后，返回鄰-二甲苯分離塔2，塔頂餾出蒸汽A含催促劑、乙苯、對二甲苯、間二甲苯；塔頂餾出蒸汽A經冷卻器3冷卻后進入塔頂回流中間罐4，一部分經泵5作為回流打入鄰-二甲苯分離塔2的塔頂，一部分作為餾出物A；餾出物A以4L/h進入乙苯分離塔7，控制塔釜溫度149℃，塔釜壓力≤0.02Mpa，塔頂回流比161，塔釜分離出對-二甲苯和間-二甲苯F，部分F經塔釜再沸器11再沸后，返回乙苯分離塔7，塔頂蒸餾出蒸汽B；塔頂蒸餾出蒸汽B經冷卻器8冷卻成液體進入塔頂回流中間罐9，一部份用泵10打回乙苯分離塔7頂部，一部份作為塔頂餾出物B；塔頂餾出物B進入催促劑回收塔12，控制塔釜溫度136℃，塔釜壓力≤0.01Mpa，塔頂回流比8，塔釜分離出乙苯產品G，部分G經塔釜再沸器15再沸后，返回催促劑回收塔12，塔頂餾出蒸汽C經冷卻器13冷卻成液體，進入中間罐14，一部份用泵16打回催促劑回收塔12的塔頂，一部份作為塔頂餾出物C，C為不含二甲苯和乙苯的回收催促劑，可再次使用。

報道二、

一種從二甲苯混合物中分離對二甲苯的方法，包括以下步驟：

a）催化加氫：將混合二甲苯原料與循環(huán)氫氣同時進入反應器一，控制反應器一內的反應壓力6.0MPa，反應溫度為250℃，氫烴的體積比為500，在加氫催化劑的作用下，混合二甲苯原料在臨氫條件下進行選擇性異構化-加氫反應，反應后生成含1，4-二甲基環(huán)己烷的物流；加氫催化劑為以Cr改性的Y型分子篩，其中Cr含量為5wt％；

b）精餾分離：將步驟a)中生成的含1，4-二甲基環(huán)己烷的物流送入精餾分離單元進行精餾，精餾分離單元采用板式精餾塔，物流從精餾塔中部進入，1，4-二甲基環(huán)己烷從塔頂流出，未反應的二甲苯從釜底排出后回到反應器中作為原料，在精餾塔塔頂設置冷凝器，塔底設置再沸器，塔頂操作溫度為90℃，操作壓力為0.1MPa，塔釜操作溫度為120℃；

c）脫氫反應：精餾分離后的，1，4-二甲基環(huán)己烷進入反應器二，控制反應器二內反應壓力1.0MPa，反應溫度為400℃，氫/烴摩爾比為5，在脫氫催化劑的作用下，1，4-二甲基環(huán)己烷通過脫氫反應生產對二甲苯，脫氫反應所用催化劑為含過渡金屬Ni的負載型催化劑；

d）分離提純：將步驟c）得到的對二甲苯進行精餾，分離出未反應的1，4-二甲基環(huán)己烷，得到對二甲苯成品，分離出的未反應的1，4-二甲基環(huán)己烷送回反應器二。

經測定，對二甲苯產品的純度為99.8%。