间二甲苯看好下游产品提升工艺技术□宋夕平 间二甲苯是混合二甲苯中数量最多的组分,约占45%~50%。工
间二甲苯是混合二甲苯中数量最多的组分,约占45%~50%。工业上混合二甲苯资源非常丰富,但由于间二甲苯和对二甲苯沸点相差不足1℃,难以找到比较经济的方法从混合二甲苯中分离出高纯度间二甲苯。近几年,间二甲苯下游产品的发展很快,带动了间二甲苯的生产。国内由于下游产品的开发应用起步较晚,虽然间二甲苯的工业来源丰富,但生产进展缓慢,2000年才在燕山石化公司出现规模较大的间二甲苯生产装置。随着间苯二甲酸(IPA)产品的不断开发,预计2004年仅IPA消耗量将达39万t,世界市场IPA年增长率约为7.8%。据韩国三星化学公司预测,2005年IPA将出现短缺现象,这必将刺激间二甲苯生产技术的发展和生产能力的提高。 1.吸附分离 Sorbex工艺是UOP开发的吸附分离间二甲苯的工艺。此工艺采用八面沸石吸附剂,以甲苯作脱附剂,在模拟移动床上实现液相吸附、逆流连续操作,是目前最先进、最经济的从C8芳烃混合物中分离间二甲苯的工业化方法。间二甲苯的产品纯度大于99.5%,单程收率95%。目前新建的间二甲苯生产装置大多采用UOP的Sorbex工艺技术。RAX工艺是中国石化石油化工科学研究院开发的气相吸附分离和非临氢异构化工艺专利技术,采用与UOP完全不同的吸附剂,选择性吸附对二甲苯或其中含有的少量乙苯,通过多柱串联,在低压和气相条件下,从吸余液中分离出的间二甲苯纯度达99%以上,总收率90%以上。 2.络合分离 络合分离工艺是利用一些化合物与二甲苯异构体形成络合物的特性来分离各异构体。MGCC 是日本三菱瓦斯化学公司研究开发的。此工艺以BF3-HF作络合剂,利用不同酸碱度的4种C8芳烃异构体与BF3-HF生成稳定性不同的络合物而达到分离目的。BF3-HF可循环使用,而进行异构化时,它又是催化剂。络合法的优点是可同时得到4种C8芳烃异构体的高纯度产品,而且可以根据需要调整不同产品的产量,并且物料损失少。但因HF对设备腐蚀严重而未得到较大发展。在日本、美国和西班牙均有MGCC工业装置,总生产能力为16.4万t/a。我国还没有络合法生产装置。 3.反应精馏 反应精馏工艺是利用混合二甲苯反应选择性的差别,加入一种添
反应精馏工艺是利用混合二甲苯反应选择性的差别,加入一种添加剂,与间二甲苯生成难挥发的产物,经蒸馏,使间二甲苯从混合二甲苯中分离出来。反应精馏技术的关键是选择好夹带剂。美国麻省理工学院选择对二甲苯钠作夹带剂,优先与间二甲苯反应,在塔顶获得对二甲苯,塔釜回收间二甲苯。 4.共沸精馏 向混合二甲苯中加入一种共沸剂,使不同二甲苯之间的相对挥发度不同,再通过精馏分离的方法获得纯度为95%的间二甲苯产品。常用共沸剂有戊酸甲酯、丁酸甲酯、甲酸己酯。 5.冷冻分离 冷冻分离法(也称结晶分离法)是利用二甲苯异构体结晶的熔点
冷冻分离法(也称结晶分离法)是利用二甲苯异构体结晶的熔点差来进行分离的技术,主要是分步结晶:第一步着眼于提高收率;第二步着眼于提高纯度。但由于存在三元共晶现象,产品纯度不高,且设备多、对材质要求高。现在有一种四氯化碳结晶工艺,据称能制取高纯度的间二甲苯。 6.蒸馏-结晶 蒸馏-结晶工艺由瑞士Sulzer Chemtech AG公司开发。在一蒸馏
蒸馏-结晶工艺由瑞士Sulzer Chemtech AG公司开发。在一蒸馏工序中将含 60%~70%间二甲苯的混合二甲苯(例如对二甲苯装置的抽余油)蒸馏,分离出乙苯;另一蒸馏工序则分离出轻质烃和邻二甲苯,浓缩间二甲苯含量达85%;再用静态熔体结晶管对产品进行提纯。由第一蒸馏工序冷凝器回收的热量用于另一蒸馏工序的蒸发。这可使水、电、汽等的费用比传统技术少20%~40%,得到的间二甲苯纯度为99.5%。其中副产的乙苯纯度为99.6%,适用于生产聚苯乙烯。 7.渗透汽化 渗透汽化技术是一种利用液体混合物中各组分在膜内的溶解扩散
渗透汽化技术是一种利用液体混合物中各组分在膜内的溶解扩散性能不同而实现分离的新型膜分离过程。已有人研究了二甲苯异构体在聚乙烯膜中的渗透汽化。渗透法被认为是取代“精馏”最有效的一种方法,但新型膜材料制膜技术的开发是关键。从文献报道看,目前难有突破性进展。 此外还有磺化分离,这是较早的间二甲苯分离方法。但此法得到
此外还有磺化分离,这是较早的间二甲苯分离方法。但此法得到的间二甲苯纯度低、成本高、废酸产生量大。国外此法已淘汰,国内仍有部分装置。 ●Sorbex 工艺与芳烃联合装置结合,即同时拥有对二甲
●Sorbex 工艺与芳烃联合装置结合,即同时拥有对二甲苯吸附工艺、甲苯歧化工艺、二甲苯异构化工艺,可节省大量投资,产品结构合理,经济效益明显,最具竞争力。此法显然非常适合已有二甲苯异构化的芳烃装置。 ●反应精馏技术分离效率高,是一种节能效果好又经济的工艺,
●反应精馏技术分离效率高,是一种节能效果好又经济的工艺,但目前还存在一些技术难题,尚不能进行大规模工业化生产。 ●间二甲苯下游产品很多,如IPA及其衍生物,可用于生产不
●间二甲苯下游产品很多,如IPA及其衍生物,可用于生产不饱和聚酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯瓶用树脂和改性聚酯特种纤维等高技术含量、高附加值产品。国内市场开发较晚,目前只有一套IPA装置,但这些产品在世界特别是中国的市场前景都十分看好,消费增长将会非常迅猛。
