对二甲苯生产工艺总结
对二甲苯(PX)生产工艺及其危险性
对二甲苯(PX)生产工艺及其危险性对二甲苯是一种重要的基础有机化工原料。
以混合二甲苯为原料,选取美国环球油品公司(UOP)生产技术,简单介绍了对二甲苯的主要生产工艺技术流程。
从对二甲苯生产工艺各阶段、开停车、检维修等方面对对二甲苯生产中的危险性进行了分析,有助于提高工艺安全生产水平和企业安全管理,促进企业安全生产。
标签:对二甲苯;生产工艺;危险性;安全生产对二甲苯(PX)是现代工业生产中的一种重要的基础有机化工原料,主要作为对二甲苯(PTA)、对苯二甲酸二甲酯(DMT)等的原料使用,从而用来生产聚酯材料。
不仅如此,对二甲苯还在涂料、医药、香料、杀虫剂以及油墨等的生产行业也有广泛的应用,具有很好的应用前景。
由此可见,对二甲苯在已成为化工生产中不可或缺的原料,与我们的生活息息相关。
但近年来,随着我国下游产品(比如PTA)的生产量快速增产,对其的需求量也大幅提高,而由于种种原因,我国的PX产量已远不能满足于现有需求量,只能依靠进口来维持生产。
1对二甲苯生产工艺技术现在全球美国环球油品公司(UOP)和法国Axens公司拥有整套且比较成熟的对二甲苯生产工艺技术,2011年我国拥有了自主知识产权的对二甲苯整套生产技术。
其中UOP是世界领先的芳烃生产工艺技术供应商,截至2014年,UOP 已经为100多套联合成套装置和700多套单独芳烃生产工艺装置发布了许可。
本文主要以混合二甲苯为原料,装置采用无歧化流程,即由二甲苯精馏、异构化、产品分离三个单元组成。
其中二甲苯精馏是通过精馏除去混合二甲苯原料中除二甲苯之外的其它组分;异构化是将精馏后二甲苯中的1,2-二甲苯(邻二甲苯)、1,3-二甲苯(间二甲苯)和乙苯转化为1,4-二甲苯(对二甲苯),最大限度地生产需要的PTA原料;PTA原料分离是将异构化产物中的1,4-二甲苯与反应后还存在的1,2-二甲苯和1,3-二甲苯等进一步分离,从而得到纯度符合要求的1,4-二甲苯。
对二甲苯的生产方法与用途
对二甲苯的生产方法与用途
生产方法:对二甲苯来源有三:(1)煤干馏副产煤焦油,经分馏可得混合二甲苯,再经精制吸收分馏得对二甲苯;(2)直馏汽油经加氢、重整抽提得混合
馏二甲苯。
再经歧化、异构化和吸附分离,制得对二甲苯;(3)裂解汽油的C
8分,经吸附分离、异构反应、精馏分离得对二甲苯。
石油企业对二甲苯均从重整和裂解汽油中制得对二甲苯。
.
PX的源头是石油, 主要从混二甲苯(MX)中分离出来, 混二甲苯主要由对二甲苯、邻二甲苯及间二甲苯组成, 产业链如图所示。
用途:PX(对二甲苯)用它可生产精对苯二甲酸(PTA)或对苯二
甲酸二甲醋(DMT), PTA或DMT再和乙二醇(EG)反应生成聚对苯二甲酸乙二醇醋。
聚醋进一步加工纺丝生产涤纶纤维、聚醋树脂以及轮胎工业用聚醋帘布。
聚醋树脂还可制成聚酷瓶、聚醋膜、塑料合金及其它工业组件等。
芳烃转化制备对二甲苯的生产工艺
间二甲苯 间二甲苯
结论:二甲苯在该催化剂上的异构化反应历程是串联式异构化反应历程。
催化作用机理:间二甲苯非均相催化异构化反应属表面反应控制,动力学 规律与单分子层吸附反应机理相符合。
b) 乙苯的异构化过程
表4-35 反应温度对乙苯异构化的影响
反应温度/(K) 700 726 756 782
乙苯转化率(质量分数)/(%) 40.9 28.6 24.0 21.1
2)C8混合芳烃异构化工艺流程建立
工艺思想 流程安排
打破旧的平衡(即先分离出对二甲苯) 再通过反应建立新的平衡(继续转化对二甲苯)
平衡
分离 反应
非平衡
C8芳烃转化生产对二甲苯工艺过程描述 ① 在进行C8芳烃异构化之前,先从平衡态C8混合芳烃中分离出对、邻二甲苯;
平衡发生移动,至非平衡态; ② 非平衡C8混合芳烃进行异构化反应,转化为邻、间和对位的平衡二甲苯混合物;
目前,甲苯、间二甲苯及C9芳烃产量过剩且尚未得到直接利用。
如何解决对二甲苯的需求?
4.11 C8芳烃转化制备对二甲苯的生产工艺
4)工业生产对二甲苯的路线
主要是以混合二甲苯或甲苯为原料的生产路线。 ① 以C8混合芳烃为原料,通过异构化反应使邻和间位二甲苯和乙苯转化成
对二甲苯; ② 以甲苯为原料,通过歧化反应生成对二甲苯。
③ 分离出平衡混合物中的对、邻二甲苯;(重复过程1); ④ 多次过程循环
二甲苯收率(质量分数)/(%) 32.0 24.2 19.2 11.8
实验结果 乙苯异构化速率比二甲苯慢,且受温度影响较大; 温度越高,乙苯转化率愈小,二甲苯收率越小; 但有利于中间的异构化和最后的脱氢。
因此,需对温度综合考虑,以获得较高收率的二甲苯产品。
对二甲苯生产工艺简介
性质:无色透明液体,具有芳香气味。比重0.861,熔 点13.2℃,沸点138.5℃,闪点25℃,能与乙醇、乙醚、 丙酮等有机溶剂混溶。可燃,低毒化合物,毒性略高于 乙醇,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,爆炸极限 1.1%~7.0%。
优点:
1.原料来源广泛。基本不含或含少量PX的混合C8芳烃均可为原料 2.裂化非芳香介质的这种性能取消了混合二甲苯萃取的要求,它 大大的减少了环丁砜装置的规模。 3.PX产率较高,催化剂稳定性好。
缺点:
1.异构化设备多为进口,成本高。 2.贵金属催化剂比较昂贵,稳定性的要求导致对进料要求高
以上有不当之处,请大家给与批评指正, 谢谢大家!
冷却来自脱庚烷塔的C7-塔顶物,并分离成气体和液体产品,把脱庚烷塔塔顶 气体排到燃料气体系统。重新循环回到铂重整装置脱丁烷塔,以使在这个物 流中的苯可以在环丁塔顶液体砜中回收,来自脱庚烷塔的C8+•分馏物经过白 土处理,同新鲜混合二甲苯进料混合,然后再循环回到二甲苯塔装置。
2.主要设备
1)进料加热炉 2)反应器 3)产品分离器 4)循环气压缩机 5)脱庚烷塔 6)换热器
来自抽提液塔塔底和提余液塔塔底的脱附剂通过旋转阀或程序控制系统循环回 到吸附室,进料中任何污染物将聚在脱附剂上。为防止污染聚积,要制订措 施,以便使循环脱附的一部分流进到一个小型的脱附剂再蒸馏塔,在此除去 任何污染物。在正常运转期间,混合二甲苯在被送入吸附分离装置之前要以 汽提、白土处理和再蒸馏。
对二甲苯生产工艺总结
对二甲苯生产工艺总结二甲苯,也叫木脑油,是一种无色、具有芳香气味的有机化合物。
它是许多化学物质的重要原料,广泛应用于溶剂、添加剂、染料、塑料等领域。
下面将对二甲苯的生产工艺进行总结,包括生产原料、反应过程以及设备用途等方面。
二甲苯的生产工艺主要有等温氧化、反应烘干和分馏等步骤。
首先,苯和甲苯被混合在一定的比例下进入反应器。
在反应器中,催化剂通常是由多孔氧化铝和钼酸盐组成,用于加速反应速率。
催化剂的添加使得反应能够在相对较低的温度和压力下进行。
反应过程中,苯和甲苯被氧化为二甲苯。
该反应是一个等温性反应,需要维持较为恒定的温度和压力条件。
接下来,反应产生的混合物进入反应烘干器中。
反应烘干旨在除去混合物中的水分,以及通过高温和压力条件进一步增加二甲苯的产率。
经过反应烘干,混合物中的水分减少,并且产物中的二甲苯浓度增加。
最后,反应产物通过分馏的过程进行蒸馏。
在分馏过程中,通过逐渐加热混合物,不同的化合物成分随着温度的改变而分离出来。
由于二甲苯的沸点相对较高,因此它会在分馏器中以液体形式收集。
随着温度的升高,其他成分如苯和甲苯会被分离出来,并在不同的位置进行收集。
通过这种方式,最终可以得到纯度较高的二甲苯产物。
而对于产生的副产物和废料,可以进行进一步的处理和回收,以实现资源循环利用和环境保护。
在二甲苯生产工艺中,一些常用的设备包括反应器、烘干器、分馏塔等。
反应器用于混合原料并进行氧化反应,烘干器用于去除水分和增加产率,分馏塔用于分离不同成分。
这些设备需要具备一定的耐高温、耐腐蚀和安全可靠等特性,以确保生产过程的顺利进行。
总的来说,二甲苯的生产工艺是一个复杂的过程,涉及到多个步骤和设备的协同作用。
在实际生产中,需要注意选择合适的原料和催化剂,并对反应条件进行严格控制,以提高产率和纯度。
此外,加强资源回收和废物处理也是工艺改进的重要方向,以减少环境污染和资源浪费。
国内外对二甲苯生产工艺
国外对二甲苯生产工艺摘要:对二甲苯PX是重要的芳烃产品之一,是二甲苯中用量最大的产品。
它主要用于制备对苯二甲酸PTA以及对苯二甲酸二甲酯DMT,进而生产聚对苯二甲酸乙二醇酯PET。
对二甲苯还可用作溶剂以及作为医药、香料、油墨等的生产原料,用途十分广泛。
我将浅谈从国内外PX生产工艺。
石油二甲苯、煤焦油二甲苯中,都含有相当量的对二甲苯。
由于对、间二甲苯的沸点差只有0.75℃,故不能采用精馏分离法,目前国内外研究发展的方法是低温结晶分离法;吸附分离法和络合分离法。
低温结晶分离法利用二甲苯异构体的熔点差异进行分离,主要方法为深冷分步结晶,工艺技术成熟,在二甲苯分离中占优势。
但此法设备庞大,对二甲苯受共熔点的限制,回收率低,只有60-70%。
吸附分离法是70年代发展的新方法,此法比深冷结晶法投资少,生产总成本低,对二甲苯收率高,纯度也高,有可能取代深冷结晶法。
然而单纯的从石油和煤焦油中提取二甲苯已满足不了使用需求。
因此甲苯烷基化生产对二甲苯,成为工业生产的一个新方向。
原料甲苯在烷基转移反应器中,进行烷基转移反应,生成二甲苯和苯。
混合二甲苯在异构化反应器中,使部分间二甲苯异构化生成对二甲苯,反应物在稳定塔中除去轻馏分后与烷基转移工段来的二甲苯混合进入脱C9馏分塔,在塔顶获得对二甲苯含量较高的混合二甲苯,塔釜为C9以上组分。
从稳定塔塔顶得到的混合二甲苯进入吸附分离工段,采用非分子筛型固体吸附剂吸附对二甲苯,解吸得纯度高达99.9%的对二甲苯产品,同时副产间二甲苯。
此外,还有氟化氢-三氟化硼抽提法。
一、国外深冷结晶法工艺传统的生产PX 的原料来源主要有催化重整生成油和裂解加氢汽油以及煤焦油副产物, 由于受热力学平衡的限制, 这些原料中的PX 质量分数均不大于24%。
为了达到较高的PX 回收率, 结晶过程需要在很低的温度下进行, 深冷结晶工艺便是针对这种低浓度PX 原料所开发的。
深冷结晶法通常都采用两级结晶过程, 第1级结晶温度为-62到68℃,分离出85%到90% 的粗对二甲苯, 再通过第2 级重结晶分离出高纯度的对二甲苯。
对二甲苯工艺流程
对二甲苯工艺流程
《二甲苯工艺流程》
二甲苯是一种重要的有机化合物,广泛用于各种领域,如化工、印刷油墨、颜料、塑料和医药等。
在二甲苯的生产工艺中,工艺流程的设计和优化对产品的质量和产量有着重要影响。
一般而言,二甲苯的生产工艺主要包括甲苯的甲基化和甲基化产物的分离纯化两个主要步骤。
在甲苯的甲基化过程中,一般采用甲醇和甲苯在催化剂的作用下进行反应,生成对二甲苯和间二甲苯。
而对二甲苯和间二甲苯的分离纯化则需要采用物理、化学或结晶分离技术,以得到高纯度的二甲苯产品。
在二甲苯生产工艺中,有几点需要特别关注。
首先是催化剂的选择和反应条件的控制。
催化剂的种类和活性对反应的选择和产率有着重要影响,因此需要精心选择和优化。
同时,反应温度、压力和物料比等条件的合理调控也是确保产物质量的关键。
其次是产品的分离纯化技术。
由于对二甲苯和间二甲苯在物理性质上的相似性较大,因此在分离纯化过程中需要采用高效、低能耗、环保的技术,以确保产品的高纯度和高产率。
总的来说,二甲苯的生产工艺流程需要综合考虑反应条件、催化剂选择和产品分离纯化技术等多个方面的因素,以达到经济、高效、环保的生产目标。
随着工艺技术的不断进步和创新,相信二甲苯的生产工艺也将不断得到优化和提升。
对二甲苯(PX)生产工艺技术
对二甲苯(PX)生产工艺技术1.主要的技术是轻烃制芳烃工艺、甲苯歧化和烷基转移技术以及芳烃的分离技术。
2.对二甲苯抽提法生产工艺技术有美国UOP(环球油品公司)的ISOMAR和PAREX工艺;法国AXENS(艾克森斯)的ELUXYL工艺;美国EXXONMOBIL(埃克森美孚)化学的XYMAX工艺。
PX通常由一体化重整装置/混合二甲苯回收路线以及甲苯的选择性歧化来生产。
甲苯的甲基化路线是有望增加PX产量的第三种工艺路线,目前世界上还没有大规模的商业生产装置问世,主要是这类装置的经济效益要取决于是否与大规模的甲醇装置配套。
这种方法的吸引力是收率要比传统的甲苯歧化工艺高一倍。
3.采用沸石分子筛,可从其他二甲苯单体中分离出对二甲苯(PX)。
对二甲苯(PX)、间二甲苯(MX)、邻二甲苯(OX)的分子大小不同,因此可以采取措施,将较小的PX分子从MX和OX中分离出来。
在目前的PX生产工艺中,主要采用吸附/分离的方法得到PX,但这种方法工艺复杂,投资较大。
沸石分子筛工艺路线较为简单,而且有可能显著降低PX的生产成本。
NGK采用孔径为0.5~0.6nm的 I(沸石)型膜,这一尺寸与二甲苯的分子尺寸大致相同。
这种膜很薄,但避免了有沸石结晶体这一缺陷,并已证明,采用这种膜可以将PX从其他同分异构体中分离出来。
4.法国石油科学研究院(IFP)的ELUXYL吸附分离工艺技的核心是IFP 的"ELUXYL"PX吸附分离工艺和SPX3000吸附剂。
ELUXYL吸附分离工艺是根据模拟移动床逆流选择性吸附原理,将含有四种C8芳烃同分异构体的混合进料从不同位置引入装有吸附剂的24个床层的吸附塔,由于吸附剂对四种C8芳烃同分异构体吸附能力强弱的差异,吸附能力较弱的乙苯(EB)、间二甲苯(MX)和邻二甲苯(OX)很快随脱附剂从吸附剂中脱附出来,称为抽余液;而吸附能力较强的PX则缓慢地随脱附剂从吸附剂中脱附出来,称为抽出液,从而达到分离出PX的目的。
对二甲苯的生产工艺
对二甲苯的生产工艺
二甲苯是一种重要的有机化学原料,广泛用于涂料、塑料、纺织品、印刷油墨、橡胶、染料等行业。
下面介绍二甲苯的生产工艺。
1. 工艺流程:
二甲苯的生产主要采用甲苯和甲醇经过氧化反应生成二甲苯。
具体工艺流程如下:
甲苯 + 甲醇 --(空气氧化)--> 二甲苯 + 水
2. 反应原理:
该反应过程是通过催化剂的存在,在高温和高压下,将甲苯和甲醇与空气中的氧气进行氧化反应,生成二甲苯和水。
3. 催化剂的选择:
在甲苯催化氧化反应中,常用的催化剂有氧化锌、氯化锌等。
这些催化剂能提高反应速率、改善产物纯度和减少副产物生成。
4. 温度和压力控制:
温度和压力是反应过程中的重要操作参数。
一般情况下,反应温度控制在300-400摄氏度之间,反应压力约为1-3兆帕。
5. 反应物质的纯度:
甲苯和甲醇作为反应物质的纯度对反应结果有很大影响。
因此,在生产中要求提前对其进行纯化处理,以保证反应物质的高纯度。
6. 产品分离和净化:
反应后得到的产物是液体混合物,其中包括了二甲苯、未反应的甲苯和甲醇、水等。
需要通过分离和净化过程来获得高纯度的二甲苯。
常用的方法包括蒸汽蒸馏、萃取、连续晶体化等。
7. 环保措施:
在生产过程中,需要采取一系列的环保措施,以减少废气、废水和固体废弃物的排放。
常见的措施包括焚烧处理、蒸汽回收、废水处理等。
通过以上工艺流程,可以高效、环保地生产出高纯度的二甲苯。
但需要注意的是,在实际生产中还需根据具体情况进行优化和改进,以提高产率和降低生产成本。
对二甲苯工艺汇总.
2017/9/19
工艺之二
甲苯歧化和甲苯/碳九烷基转移制对二甲苯。 所用原料:甲苯/碳九芳烃。
2017/9/19
主要化学反应
歧化反应:两个相同的芳烃分子,在催化剂作用下,一 个分子的侧链发生烷基转移。
主要化学方程式: 2C7 H8 C6 H6 C8 H12
烷基转移反应:两个不同的芳烃分子,在催化剂作用下, 一个分子侧链烷基转移到另一个分子上。 主要化学方程式: C H C H 2C H 7 8 9 12 8 12
2017/9/19
LTD 技术由美国 Mobil Chem Co 公司开发。 所用原料:甲苯。 工艺特点:操作条件一般、用ZSM-系列催化剂。
2017/9/19
沸石催化剂介绍
沸石催化剂:内部具有独特的交叉孔道结构,具有大的外表面积, 有较强的吸附和转化分子的能力,表面原子周围缺少相邻的原子, 从而能够使反应物分子易于扩散并与活性中心接触引发催化反应, 化学活性强。
UOP(美国全球石油公司)简介
UOP是Honeywell公司旗下的一家子公司,是一个在研究开发、 技术许可、工艺工程、设备设计、技术服务以及在生产先进材料、 专用催化剂和吸附剂等方面拥有自主技术的跨国公司。 UOP官网
2017/9/19
2017/9/19
UOP涉及领域
1.提供工艺解决方案。具体项目包括:炼油技术、石油化工、气 体处理和生物燃料。
辽阳石化
洛阳石化 齐鲁石化 乌石化 福建石化
辽宁
洛阳 山东 乌鲁木齐 泉州
70
21.5 8 106.5 70
2005年
对二甲苯生产技术
1对二甲苯生产技术进展对二甲苯通常来自于重整油或热裂解汽油中的C8及以上芳烃,通过异构化和分离的方法可以得到高纯度的对二甲苯。
对二甲苯的技术进步主要包括开辟C8及以上芳烃新来源以及芳烃的转化和对二甲苯分离工艺革新。
1.1轻烃制芳烃工艺低分子烃类经过裂解和脱氢、烯烃的齐聚和环化、环烷烃脱氢等反应可选择性的生成芳烃。
许多公司开发出了轻烃制芳烃工艺,如表1所示[1]。
1.2甲苯歧化和烷基转移技术a)MSTDP及MTPX甲苯歧化工艺:由美国Mobil公司开发,其特点是PX的选择性较高,在甲苯转化率20%~25%的条件下,选择性大于80%,MTPX是MSTDP的改进,主要是催化剂的改进,采用氧化硅对HZSM-5进行改性,可使对二甲苯的选择性达到98%以上。
b)PX Plus甲苯歧化工艺:由UOP公司开发,将该工艺与一段结晶技术结合使用,是一项可扩大现有芳烃联合生产装置的具有吸引力的方法。
c)GT-TOLALK甲苯烷基化工艺:甲苯与甲醇在高硅沸石催化剂上进行烷基化反应,其优点是:首先,与甲苯歧化工艺(TDP)相比,生产1t对二甲苯,甲苯的消耗量从2.5t减少到1t;甲醇可最大限度地提高芳烃生成对二甲苯转化率,且十分便宜。
另外,该工艺几乎不联产苯。
其次,用甲苯和甲醇替代混合二甲苯为原料的装置,在采用新工艺后,可生产出低成本的对二甲苯,这是因为混合二甲苯消耗量可以减少1/2。
第三,由于对二甲苯回收装置的费用较低,芳烃联合装置的起始投资费用可相应下降。
另外,该工艺使用比较传统的设备,项目从规划到开车所需要的时间可大大缩短。
d)Mobil Oil高效甲苯制对二甲苯流化床工艺:该工艺可以比较容易的控制反应中放出的热量,改善反应选择性和催化剂寿命,还可实现催化剂连续再生。
e)ZA-95催化剂:由中国石化集团公司上海石油化工研究院开发的甲苯歧化催化剂,在天津石化公司引进装置上应用1年多,操作平稳。
各项技术指标达到国外同类催化剂水平。
对二甲苯的生产工艺
对二甲苯的生产工艺
二甲苯是一种重要的有机化工原料,广泛应用于化工、医药、农药、香料等领域。
一般来讲,二甲苯的生产工艺主要包括以下三步:
1. 碳氢化合物的选择性氧化反应,得到二甲苯的前驱体苯甲醛。
2. 苯甲醛在氢气存在下加氢还原成为二甲苯。
3. 二甲苯经过加热蒸馏、精制等过程,得到高纯度的二甲苯成品。
其中,碳氢化合物的选择性氧化反应,一般采用乙酸法、甲酸法、气相氧化法等,其中甲酸法是目前应用最广泛的方法。
这种方法可以通过加热经过氧化反应后生成的甲酸分解而释放出氧气,从而实现循环反应,节约原料。
关于二甲苯的还原反应,主要采用高压氢气催化还原法,即在氧化钴或氧化铁的催化下,在高压氢气的作用下将苯甲醛还原为二甲苯。
该方法还具有高效、催化剂寿命长等优点。
至于二甲苯的加工和精制,主要包括蒸馏、减压蒸馏、萃取等工艺,以确保成品的高纯度和稳定性。
对二甲苯工艺技术与生产
对二甲苯工艺技术与生产对二甲苯(PX)是一种重要的化工原料,广泛应用于聚酯、染料、涂料、医药等领域。
随着化工行业的快速发展,对二甲苯的需求量不断增加。
因此,了解对二甲苯的工艺技术与生产对于企业和投资者具有重要意义。
本文将对二甲苯的工艺技术与生产进行详细介绍。
对二甲苯工艺技术对二甲苯的合成工艺主要有两种:一种是通过对二甲苯氧化制得,另一种是通过甲苯氯化反应制得。
以下是两种工艺技术的特点及流程。
对二甲苯氧化工艺(1)氧化反应为放热反应,反应温度和压力较高;(2)需要使用催化剂,且催化剂中毒现象较为严重;(3)产品中可能含有杂质,需要进行精制提纯。
(1)将甲苯和氧气作为原料加入到反应器中;(2)在催化剂的作用下,甲苯和氧气发生氧化反应生成中间产物苯甲酸;(3)苯甲酸进一步与甲醇发生酯化反应生成对二甲苯。
对二甲苯氯化工艺(1)氯化反应为放热反应,反应温度和压力较高;(2)氯化反应中会生成多种氯代芳烃,需要严格控制反应条件;(3)需要对生成的氯化物进行分离和提纯。
(1)将甲苯和氯气作为原料加入到反应器中;(2)在催化剂的作用下,甲苯和氯气发生氯化反应生成一氯甲苯、二氯甲苯、三氯甲苯等多种氯代芳烃;(3)根据需要,通过精馏、结晶等工艺手段进行分离和提纯,得到目标产物对二甲。
对二甲苯(p-xylene)是一种重要的化工原料,主要用于聚酯、染料、涂料、医药等领域。
随着国内外聚酯产业的快速发展,对二甲苯的需求量不断增加。
因此,对二甲苯生产技术的进步和发展趋势受到了广泛。
技术概述目前对二甲苯的生产主要采用两种方法:一种是通过对二甲苯直接氧化生产,另一种是通过甲苯选择性氯化生产。
直接氧化法是将二甲苯在催化剂作用下与氧气反应生成对二甲酸,再经过水解生成对二甲苯。
选择性氯化法是甲苯在氯化催化剂作用下,选择性氯化生成对二氯甲苯,再经过水解生成对二甲苯。
技术进展近年来,随着环保和能源效率要求的不断提高,新型高效、环保的对二甲苯生产技术成为研究热点。
对二甲苯
三、对二甲苯的分离工艺(1)UOP公司的Parex工艺。
对对二甲苯有强亲合力,而对与其他C8芳烃异构体有弱吸附性的分子筛吸附剂的开发使从C8芳烃中回收对二甲苯的吸附工艺成为可能。
Parex 工艺是UOP公司20世纪60年代开发的,可从液相混合C8馏分中连续吸附对二甲苯。
该公司已出售了多套Parex装置的技术许可证,目前世界范围内有58套装置在运转。
该工艺通常与异构化工艺结合,高收率地生产对二甲苯。
原料是具有平衡组成的C8芳烃。
来自异构化部分脱庚烷塔塔底的C8芳烃和混合二甲苯物流进二甲苯分离塔,二甲苯和更轻的组分从塔顶采出,C9+芳烃从重组分塔塔底采出,用作汽油原料。
塔顶物料被送到Parex装置。
该装置是使用分子筛的固定床。
通过分子筛优选吸附对二甲苯,实现对二甲苯的分离。
这是一种与液相色谱相似的工艺。
为从分子筛中回收对二甲苯,需要一种对分子筛亲合力比对二甲苯更强的液体解吸对二甲苯。
分离在120-170℃,适中的压力下进行。
解吸剂和对二甲苯的沸点差值足够大,可以用分馏法使它们分离。
单程对二甲苯的回收率为90%-97%(而结晶法只有60%-70%)。
吸附剂通常是ADS-27,是钡离子和钾离子交换的沸石,吸附剂可以允许主要的原料成分进入其孔结构。
Parex工艺的吸附室使用了模拟移动床的连续固定床吸附技术。
这是通过移动吸附床的原料和解吸剂入口和产品出口实现的。
多条进料管线被联结在一座独特的有专利权的分配阀和吸附床内的分配器上。
4条附加的管线联在阀上,将4种工艺流体(即混合二甲苯原料、解吸剂、抽余液和抽提液)送到吸附剂塔和分馏塔(抽余液和抽出液)。
所有4种物流都被适当控制,使其流速保持恒定。
这4种物流都通过旋转阀,旋转阀按预定的时间将物流转向与床层下一部分相联的另一个管线进口或出口。
这4种物流的切换是以同样的方向连续进行,在规定的时间间隔内,从一套管线转到下面邻近的另一套管线,切换速度要与这些物流的流速保持协调。
1对二甲苯
1对二甲苯1 对二甲苯(PX)及生产工艺简介1.1 对二甲苯简介对二甲苯,英文名称为1,4-xylene;p-xylene,别名:1,4-二甲苯,分子结构式如图1所示。
分子式:C 8H10;C6H4(CH3)2,分子量为106.17,属于易燃类液体,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。
与氧化剂能发生强烈反应。
流速过快,容易产生和积聚静电。
其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。
对二甲苯常温常压下为无色透明液体,有类似甲苯的气味。
熔点为13.3℃,沸点为138.4℃。
相对密度(水=1)为0.86相对蒸气密度(空气=1)为3.66。
蒸气压(kPa)为1.16(25℃),闪点为25℃。
爆炸上限%(V/V)为7.0,爆炸下限%(V/V):1.1。
不溶于水,可混溶于乙醇、乙醚、氯仿等多数有机溶剂。
常用的包装方法为:小开口钢桶;螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶(罐)外普通木箱;螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶(罐)外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱等。
1.2对二甲苯的生产工艺简介甲苯歧化工艺主要有两类,即包含烷基转移反应的甲苯与C9芳烃的歧化工艺和只处理甲苯的甲苯歧化工艺。
1.2.1甲苯歧化工艺目前,世界上传统的甲苯歧化与烷基转移技术共有6种,即Xylene-Plus法、T atoray法、LTD法、MTDP法、T2BX法以及MSTDP法。
(1)Xylene-Plus技术。
Xylene-Plus技术由美国Arco-IFP公司开发研究,于1968年实现工业化。
其简要的工艺流程为原料甲苯和C9芳烃经换热器与反应器流出物料换热后,再经原料加热炉加热到预定温度,进入反应器与来自催化剂分离罐的催化剂并流而下发生歧化与烷基转移反应,反应气体在反应器下部与催图1 对二甲苯分子图示化剂分离出来,经热交换器冷却、冷凝和气-液分离,而后送往稳定塔和分馏工段。
该工艺的优点是:(1)采用连续再生的移动床反应器,因而不必临氢操作,不消耗氢气;(2)反应压力接近于常压,表压一般在0.08 MPa,反应温度在500℃左右操作,由于是常压、不临氢、反应温度又不太高,因此对反应器材质无特殊要求;(3)催化剂为含稀土金属的Y-沸石分子筛,价格便宜并可循环使用;(4)由于采用具有十二元环结构的大孔分子筛为催化剂,反应原料可以为纯甲苯,也可以为甲苯和C9芳烃混合物。
对二甲苯生产
对二甲苯生产方法典型的对二甲苯生产方法是从石脑油催化重整生成的热力学平衡的混二甲苯(C8A)中通过多级深冷结晶分离或分子筛模拟移动床吸附分离(简称吸附分离)技术,将对二甲苯从沸点与之相近的异构体混合物中分离出来,再对其进行下一步利用。
下面介绍一下结晶分离。
混合二甲苯的凝固点区别很大,分别是:PX13.3℃,邻二甲苯-25.2℃、间二甲苯-47.9℃,乙苯-95.0℃。
分离工艺的一段结晶在-62℃~-68℃形成低共熔结晶体,二段结晶温度-20℃~-10℃,由此深冷结晶除去PX异构体,多次反复,使PX的产品纯度达到98%以上,但收率最高只有70%左右。
结晶法因其能耗低,产品纯度高,生产工艺及设备简单等优点而被较早应用于工业生产。
其工艺包括深冷结晶工艺,熔融结晶工艺(GT2CrystPx工艺、Mobil工艺、BP 工艺、MWP工艺、PROABD工艺与PXPlusXP工艺),其中的GT2CrystPx工艺因其突出的优点早期就得以广泛应用。
GT2CrystPx结晶工艺的原理是:PX在13.2℃时发生凝固,而其异构体(间二甲苯、邻二甲苯和乙苯)的凝固点小于-25℃,可由结晶法分离C8芳香族异构体。
GT2CrystPX工艺即可以在对二甲苯含量较低或较高的进料下操作。
对于前者进料,结果可得到含有80%~90%PX的固体,滤液则循环利用,使再结晶得到高纯度的PX结晶。
而对于富含PX的进料,结晶比吸附具有更大的优势,即第一步的结晶就形成高纯度的PX。
而且系统与操作费用都较低,操作示意见图3。
图3从富含PX的进料中回收PX的GT2CrystPX工艺[wiki]石油[/wiki][wiki]化工[/wiki]生产二甲苯的工艺竞争路线:1)煤焦油路线生产BTX(通过粗苯催化精制)2)甲醇和甲苯生产对二甲苯(美国GTC和大连理工大学)3)甲醇催化转化生产BTX路线(中国科学院山西[wiki]煤炭[/wiki]化学研究所)第一路线和第二路线目前已经工业化,煤化所的技术则正在开发之中。
对二甲苯安全生产要点
对二甲苯安全生产要点1工艺简述对二甲苯是芳烃工艺的最终目的产品。
采用吸附分离法生产对二甲苯的工艺由吸附、解析、分离、精制等工序组成。
其简要工艺过程是将脱去碳九的混合二甲苯送入进料加热器,用蒸汽预热至177℃,经过滤后进旋转阀,然后进入两台串联吸附塔的吸附室,在0.88MPa压力下,吸附剂ADS-7与液体组分逆流接触,被吸附的对二甲苯再用解析剂对二乙基苯进解析,旋转阀用来周期性地转换吸附塔的进料口,模拟吸附剂的移动作用,达到移动床吸附分离的目的。
在吸附塔内经过吸附分离后分成抽余液和抽出液。
抽余液是含少量对二甲苯的混合二甲苯和解析剂的混合物,经抽余液塔蒸出水份后送异构化单元;抽出液是对二甲苯和解析剂的混合物,从吸附塔抽出,经旋转阀控制流量换热后进抽出液塔。
从该塔顶抽出粗对二甲苯到成品塔,其塔顶的轻馏分主要是甲苯,塔底则是精制的对二甲苯产品。
本工艺接触的物料甲苯、混合二甲苯、对二甲苯均为易燃、易爆、有毒物质。
对二乙基苯、燃料油等为易燃品。
2重点部位2.1旋转阀是一台多通道液流分配装置。
通过旋转阀周期性地步进,改变吸附塔内的七股工艺物料进出床层的位置,达到吸附中的移动床效果。
该阀的关键部位是密封垫片,它有可能窜漏物料而造成污染产品,严重的情况下有着火危险。
2.2吸附塔装置每一系列为两台吸附塔,用两个循环泵维持吸附剂的液流循环。
在吸附塔进行对二甲苯的吸附和解析操作,将抽余液和抽出液分开。
本岗位的操作直接决定了产品的收率和质量,同时又易泄漏发生毒害事故。
3安全要点3.1旋转阀3.1.1经常监视拱顶压力是否达到1.25MPa,防止压力太小,密封垫片起不到密封作用和损坏垫片造成物料相互渗漏,产品不合格;还应检查每个旋转阀拱顶解吸剂流量是否达到2.9m3/h,防止因流量过小造成旋转阀拱顶压力难以控制和防止流量太大造成拱顶解吸剂层流受到破坏,使拱顶受压不均匀而损坏密封垫片。
3.1.2应注意检查信号选择器是否有效投用。
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2.4 国内外工业制备方法
对二甲苯工业化的生产工艺主要有芳烃联合生产以及甲苯甲醇烷基化法。
其中芳烃联合生产法通常包括甲苯歧化及烷基转移、二甲苯异构化、二甲苯吸附分离和二甲苯分离等专利技术
2.4.1芳烃联合生产法
目前拥有全套PX工艺生产技术的专利商有美国UOP公司和法国Axens公司两家,国内外其他公司只拥有单项工艺技术,如日本东丽公司Isolenede的异构化技术和Aromax吸附分离技术、ARCO公司的深冷结晶分离PX技术。
其中UOP 公司拥有生产芳烃的全套专利技术,各项工艺技术指标先进,尤其是吸附分离技术核心的模拟移动床旋转阀技术,成熟可靠,PX回收率高,纯度高(大于99.8% ),工艺操作简便,安全可靠,安装方便。
而芳烃联合生产中常用的甲苯歧化及烷基转移方法的典型工艺主要是美国环球油品(UOP )和日本东丽公司联合开发的“Tatoray " 工艺、ExxonMobil公司开发的“MTDP-3”工艺、Arco公司开发的“Xylene-Plus" 工艺、UOP公司开发的"Px-Plus"工艺、Mobile Oil公司开发的MTDP工艺和Mobile公司开发的MSTDP工艺等。
在异构化单元中,常用的工艺有:UOP公司的Isomer工艺、东丽公司的Isolene工艺、Engelhard公司的Octafining工艺等。
目前国内各炼油石化企业、科研院校也陆续开发出了自己的异构化催化剂,比如中石化股份公司天津分公司采用SKI-400沸石铂金属催化剂得到了很好的生产效益,并在国内得到广泛使用;再如调整ZSM-5催化剂与丝光沸石催化剂的配比后开发出了乙苯转化型二甲苯异构化催化剂,其性能可与IFP公司的EU-I媲美。
这些催化剂的共同点都是,在尽可能减小对二甲苯损失的同时,通过使乙苯发生异构化甚至脱烷基化和歧化反应,提高乙苯转化率,降低乙苯含量,提升二甲苯收率。
2.4.2甲苯甲醇烷基化
该技术是在高温低压条件下,使一分子甲苯和一分子甲醇发生反应,择型生成二甲苯和水,大大提高了甲苯利用率;而甲醇是煤化工的中间产物,在很长一段时间内甲醇非常廉价,从而降低甲苯甲醇烷基化工艺的原料成本,同时甲醇作为典型的C1化合物,其利用空间有限。
随着C1化学的发展,甲醇的产量增加,成本降低,若能使甲苯与廉价易得的甲醇进行烷基化反应,直接合成高浓度的对二甲苯,可减少分离和异构化的工艺,经济效益非常可观,所以利用甲苯甲醇烷基化反应选择性合成对二甲苯的研究引起了人们的极大兴趣。
目前就甲苯甲醇烷基化的催化剂的研究与开发已经成为热点。
例如:美国Mobil公司最早发明了MFI结构的ZSM-5分子筛催化剂,从而较早地开展了以之为催化剂材料的甲苯甲醇烷基化反应研究;GTC技术公司,以高硅分子筛为催化剂,开发了GT-TolAlk工艺。
反应在固定床反应器中进行反应,反应温度为400~4500℃,反应压力为0.1 ~0.5 MPa对二甲苯选择性大于85%。