重整C_9芳烃中均三甲苯制取的方法

3江苏省333工程资助课题、金陵石油化工总公司资助课题
・技术开发・
重整C 9芳烃中均三甲苯制取的方法
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METH OD FOR PRODUCI NG SY M -TRI METHY BE NZE NE BY SEPARATI NG MIXE D C 9ARE NE
顾正桂　林军
Method for producing sym -trimethy benzene are analysed and compared both at home and abroad The process plan of extractire distillation of C 9arene has been put forward and analogue calculated and it provide feasibilitry basis for further reasearch.
分析比较国内外从重整C 9芳烃中制取均三甲苯的方法,提出了从C 9芳烃中萃取抽提均三甲苯的工艺方案,并进行模拟计算,为进一步研究提供可行依据。

1　前言
重芳烃是发展精细化工的宝贵资源,具有较高的附加值。

目前,全国共有重整装置三十多套,年加工能力近1279万t 左右,年可得50万t 左右的C 9芳烃。

经过几十年的开发研究,C 9芳烃已得到较好的开发,目前普遍采用四塔分离流程生产C 9系列产品,C 9应用亦已形成完整的体系,成为发展精细化工的重要资源。

本文分析比较国内外制取均三甲苯的方法,提出萃取抽提均三甲苯的工艺路线,并进行模拟计算,为进一步开发提供可靠保证。

图1　重整C 9芳烃四塔分离流程
2　合成法制取均三甲苯
目前国内外普遍采用偏三甲苯异构化方法生
产均三甲苯,图2即为南京炼油厂异构化装置流程图。

图2　南京炼油厂均三甲苯装置流程
该法可获得纯度为98%的均三甲苯,但由于
反应收率较低,约10t 偏三甲苯才能生产1t 均三甲苯,导致生产成本居高不下,影响产品的进一步开发利用。

与合成法相比,采用分离法从C 9芳烃中提取均三甲苯显然具有较大的经济价值,但必须首先解决均三甲苯与邻甲乙苯的分离问题,针对这一问题,近年来国内外研究人员提出了反应精馏及萃取精馏等工艺路线。

3　反应精馏法分离制取均三甲苯
反应精馏法是在一定的外界条件下,促使C 9芳烃中的甲乙苯反应转化为其它物质,从而增大与均三甲苯的沸点差,然后再进行精馏分离得到高纯度的均三甲苯产品。

国外研究人员提出[1],可以在高温、中压和异相催化剂存在下,向C 9芳
烃蒸汽中加入苯,实现芳烃中甲乙苯的反应转化,生成二甲苯及甲苯,从而增大与均三甲苯的沸点差,再通过精馏得到高纯度的均三甲苯:我国天津大学白鹏[2]
提出将含有均三甲苯、偏三甲苯以及邻、对、间甲乙苯的混合物作为反应原料,加入叔丁醇、浓硫酸、三氧化铝和盐酸作为反应添加剂,在常温常压下经过2～3次反应和沉降处理,可将甲乙苯转化为高沸物,然后再将反应物进行精馏分离,可获得纯度高于98%的均三甲苯产品。

反应精馏虽可获得高纯度的均三甲苯,但也存在明显不足:反应添加剂或有毒性,或有腐蚀性,即污染环境,又对人体十分有害,且耗量较高,难以回收利用;在转化反应中,有一定量的均三甲苯、相当数量的偏三甲苯、绝大多数的甲乙苯被损失掉,使用经济效益下降;反应前后,均需要精馏过程,能耗颇大。

与反应精馏相比,
笔者认为用萃取精馏法生产高纯度均三甲苯将具有更广泛的工业应用前景。

4　萃取精馏法分离制取均三甲苯
萃取精馏是向被分离的系统中加入萃取剂,
增大均三甲苯与邻甲乙苯的相对挥发度,再用精馏方法直接从重芳烃中分离均三甲苯。

美国ES 2S O 公司最早提出了这种方法
[3]
,但未有进一步报
道。

80年代末,南京化工大学赵维彭、郑英峨等进
行了萃取精馏分离均三甲苯的研究工作[4],结果认为采用邻苯二甲酯作为溶剂萃取分离C 9芳烃中的均三甲苯效果是令人满意的。

北京服装学院田树盛等也认为邻苯二甲酸二甲酯是良好的萃取溶剂[5]。

图3　萃取精馏法工艺路线
根据以上研究成果,按图3所示的萃取工艺路线,以Wils on 方程为模型,根据文献[6]
提供的程
序进行了萃取精馏(塔204)的分离计算,见表1。

表1　萃取精馏模拟计算结果
组成原料
塔204顶塔204底
芳烃0153苯0104甲苯0104对二甲苯0128间二甲苯1122邻二甲苯
+异丙苯
6139正丙苯4155对甲乙苯7164间甲乙苯19133邻甲乙苯818914173112120172均三2318835117981713144偏三
27121
50109
0108
75185
3原料来自南京炼油厂201塔顶;表中单位为摩尔百分含量
204塔工艺条件:回流比=11,溶剂/原料进料摩尔比=4/1、理论板数=169
由表1可知,该工艺不仅可得到高纯度的均三甲苯,同时也不影响偏三甲苯、邻甲乙苯等组分的进一步分离,与反应精馏路线相比,具有明显的优点。

我国重整芳烃的开发利用较晚,80年代后才开始C 9芳烃的研究开发,致使其利用率很低,造成严重的资源浪费。

与此同时,随着重整装置的不断更新,我国重芳烃产量逐年上升,目前仅南京炼油厂年产量即达14万t ,开发潜力巨大。

萃取抽提C 9芳烃中的均三甲苯,这一工艺路线的成功开发将为我国重芳烃的综合利用工作开辟一条新的道路。

参　考　文　献
[1]　E.Patent 0422727A11
[2]　中国专利申请公开说明书C N11390501[3]　U.S.Patent 3,220,9331
[4]　郑英峨,等1石油学报,1991(7):141[5]　田树盛1色谱,1998(4):231[6]　顾正桂1化学工程,1992,10(1):251
作者单位:南京化工大学动力学院(210042)。