浅谈间二甲苯的生产技术与应用_谢世英

空轴颈与内套之间配合要求严密，并加以必 侧壁上有一个圆孔，恰与球磨机的中空轴颈 钢球落下时，受矿浆阻力使打击效果减弱的
要的密封。为了使球磨机内矿浆面有一定的 的孔对齐，矿石经侧壁孔和中空轴颈进人球 作用也较轻，这些原因使它的生产率和效率
倾斜度，排料端中空轴颈的内直径稍大于给 磨机内。
比溢流型球磨机高(大约高 10%-25%),产品
轴瓦的长度，从而防止发生轴向运动。另一个 品送人球磨机进行磨碎。它由筒体、盖子和带 排料端矿浆面有高差，矿浆通过磨机的速度
中空轴颈不带凸肩，其长度大于轴瓦长度约 有扇形孔的隔板组成，三者用螺钉固定联接。 加快，使已磨细的矿粒能及时排出。因此，密
5-25mm，当筒体受热而伸长或由于载荷使筒
蜗式给矿器是一个螺旋形的勺子，在随 度较大的矿物不致在球磨机内集中，“过粉
中国新技术新产品 -147-
中国新技术新产品 2012 NO.13 China New Technologies and Products 球磨机选型研究
工业技术
徐琴实 尹婷婷 （北方重工集团有限公司，辽宁 Biblioteka Baidu阳 110141）
摘 要：磨矿是在磨矿机中进行，在金属选矿厂一般采用球磨机和棒磨机。球磨机按排矿方式不同分为格子型球磨机和溢流型球磨
在筒体的两端焊有铸钢制的法兰盘，用螺栓 轴颈的延长部分上，定子固定于地基上，构成 及时排出而继续遭到钢球的冲击、研磨作用，
将端盖与法兰盘连接在一起，二者须精密加 所谓“无齿轮传动”。此时，采用超低速同步电 导致磨矿机生产率不高和产品出现“过粉碎”
工和配合，因为承载磨矿机质量的中空轴颈 动机，其转速等于球磨机的转速，适用于传动 现象。但溢流型球磨机的构造简单，操作维护
格子型球磨机的磨碎产物是由排矿格子
轴向伸缩，另一个是固定的。由于球磨机的齿 给矿器三种。
板排出，具有强迫排矿作用，排矿速度快.排
轮传动会产生向力，在设计时使一个中空轴
鼓式给矿器只用于给料位置高于球磨机 矿端的矿浆面水平低于排矿轴颈的最低母线
颈带有两个凸肩，凸肩之间的距离恰好等于 轴线的场合。它一般用于开路磨矿，将破碎产 水平故称为低水平排矿。磨机内从给料端到
甲苯，但目前还未见工业化报道。 2.1 络合法 络合法是利用一些化合物与二甲苯异构
体形成络合物的特性来达到分离各异构体的 目的。络合分离法中最成功的是三菱瓦斯化 学公司开发的工艺。三菱瓦斯化学公司利用 HF-BF3，从混二甲苯中络合萃取分离间二甲 苯，称为 MGCC 法。
MGCC 法认为二甲苯是路易斯碱，能与 路易斯酸(比如 HF－BF)形成极性络合物，如 二甲苯-HBF4 （1:1） 络合物，EB、PX、MX 和 OX 的相对碱度是 0.14、1、100/和 2，MX 的碱 度最强，优先与 HF/BF 生成络合物，络合反应 的速度最快，形成的络合物最稳定，在不加入 BF3 时，烃和酸的互溶度<1 加入 BF 后，间二 甲苯选择性地溶于 HF3 相，搅拌后迅速分 层，加人稀释剂(一般为烷烃)后，间二甲苯分 离的选择性加大。MGCC 法分出的间二甲苯 纯度>99，只有<1 的间二甲苯留在抽余相中。 在比较低的温度压力下加热，MK-HBF 络合 物分解成原始组份，副反应的损失少。在较高 的温度下(>100℃)下加热，络合物异构生成 3 种二甲苯异构体的平衡混合物。
国外生产的球磨机传动方式有下述三
3 格子型球磨机与溢流型球磨机的性能
式不同分为格子型球磨机和溢流型球磨机。 种：断油自动报警装置，以保证润滑的可靠 和用途比较
1 溢流型球磨机
性。
溢流型球磨机的磨碎产物是经排矿中空
溢流型球磨机的构造主要由筒体、端盖、
1.4 电动机通过小齿轮和大齿圈传动。 轴颈自由溢出。为此，筒体内矿浆的水平必须
机。球磨机按照排矿方式不同而分为格子型球磨机和溢流型球磨机，是目前选矿厂采用最普遍的磨矿机。
关 键 词 ：球磨机；选型；研究
中 图 分 类 号 ：TU96+3
文 献 标 识 码 ：A
磨矿是在磨矿机中进行，在金属选矿厂 低，占地面积大，维修复杂。
子板排矿装排出，因此称为格子型球磨机。
一般采用球磨机和棒磨机。球磨机按排矿方
1 二甲苯的来源 工业上间二甲苯的来源有 4 种，即催化 重整油、蒸汽裂解汽油、甲苯歧化和煤焦油， 前一种来自石油，后一种来自煤。这 4 者也是 混二甲苯的来源。 表 1 不同来源混二甲苯异构体的组成
催化重整过程包括了加氢处理和催化重 整两大部分，可以处理多种原料。经过催化重 整过程，原料中的环烷烃转化成为芳烃，烷烃 转化为芳烃或燃料气。裂解汽油是生产乙烯 的副产品。典型的裂解汽油含有质量分数 0.5 到 0.8 的芳烃成份。由于裂解汽油中含有二 烯烃等易聚合成胶状物的极活泼化合物，在 裂解汽油进一步加工前必须先加氢处理。甲 苯歧化生成苯和二甲苯。煤焦化的主要产品 是焦炭，收率为 65%到 75%，同时放出 25%到 35%的煤焦气。煤焦气由煤气、焦油和水组 成，其中焦油中含有甲苯和二甲苯。以前我国 的芳烃原料中，焦油芳烃所占比例较高。
主轴承、中空轴颈、传动齿轮和给矿器等部分
1.5 中心传动，即电动机通过减速器带 高于排矿轴颈最低母线的水平，故有时又称
组成。
动中空轴颈的延长部分。
为高矿浆液面磨矿机。排料不如格子型球磨
筒体用厚约 15-36mm 的钢板焊接而成，
1.6 电动机的转子直接装在筒体或中空 顺畅. 有时造成已达到磨矿细度的矿粒不能
DOI:10.13612/j.cnki.cntp.2012.13.013
工业技术
中国新技术新产品 2012 NO.13
China New Technologies and Products
浅谈间二甲苯的生产技术与应用
谢世英 （吉林石化工程设计有限公司，吉林 吉林 132013）
摘 要：间二甲苯通过有机合成，其用途主要是：测定矿物的折光率，气相色谱分析标准，清洗剂等。主要由石油催化重整料、裂解汽
料端中空轴颈的内径。中空轴颈的内表面可
联合给矿器是鼓式给矿器和蜗式给矿器 粒度粗，不易产生过粉碎。但格子型球磨机构
以是平滑的表面或带有螺旋叶片，给矿端中 联合起来的给矿器，筒体和盖子与鼓式给矿 造复杂，质量较大，功率消耗大，由于生产率
空轴颈内的顺向螺旋叶片用以运输物料；排 器相似，而勺子和勺头又与蜗式给矿器相似。 高，故按单位电耗的比生产率仍比溢流型高。
2 间二甲苯的合成技术 一种二甲苯异构体和乙苯由于结构相似 而具有相似的物理性质。
表 2 C8 芳烃的物理性质
对二甲苯与间二甲苯的沸点差小，传统 精馏方法不能分离这两种异构体。目前采用 的方法有络合分离法、吸附分离法、深冷结晶 法、反应蒸馏法、共沸蒸馏法、磺化法等。其中 络合法、吸附法和磺化法是可以直接生产间 二甲苯的工亚化方法磺化法是比较落后的工 艺，但我国目前仍在沿用深冷结晶法和吸附 法是可以直接生产对二甲苯的工业化方法反 应蒸馏法、共沸蒸馏法可以直接分离出间二
体挠曲时，可以在一定范围内自由伸缩。一般 同球磨机一起转动时，从下面的矿槽中将矿 碎”比溢流型球磨机轻.磨矿速度加快。同时，
选择靠近传动齿圈的轴颈为固定的中空轴 石舀人勺内，由于勺子的螺旋形状，转动时使 由于格子型球磨机内储存的矿浆较少，且有
颈。中空轴颈内装有锥形衬套和轴承衬套，中 物料沿勺子内壁逐渐向勺底滑动。勺底处的 格子板阻拦，因此，可多装球，便于装小球。当
表 3 二甲苯相对挥发度与理论 塔板数、实际塔板数
2.6 回收间二甲苯的新工艺 苏尔寿公司的子公司— ——苏尔寿化学技 术有限公司开发了一项从混合二甲苯中回收 间二甲苯的新工艺，它与苏尔寿公司的对二 甲苯分离工艺十分相似，均采用对环境无害 的溶解结晶方法。[7]新工艺采用热联合及蒸馏 与结晶设备优化联合，降低了装置的操作费 用。回收的间二甲苯产品纯度为 99.5%，次产 品乙苯(EB)纯度为 99.6%。 根据 对一 个 40kt/a 装 置 的技 术经 济 论 证，新工艺的投资回收期在 16 个月之内。间 二甲苯用于生产间苯二甲酸(IPA)—— —一种生 产 聚 对 苯 二 甲 酸 乙 醇 酯 (PET) 树 脂 的 共 聚 单 体)。由于 PET 用量较大，IPA 的需求量以每
络合分离的间二甲苯可以单独作为产 品，也可异构化制取对二甲苯。在异构化时， 络合剂 HF 一 BF3。可用作异构化催化剂。 MGCC 工艺分离的间二甲苯纯度为 99%。
2.2 吸附分离法 吸附分离法是 70 年代工业化并迅速处 于领先地位的二甲苯分离方法。吸附分离法 先用于分离对二甲苯，代表性的技术是 UOP 公司的工艺和日本 Toray 公司的 Aromax 工 艺。以后，UOP 公司又开发了吸附分离二甲苯 的 Sorbex 工艺。 Sorbex 工艺为液相吸附工艺，吸附塔采 用 Sorbex 模拟移动床，分子筛吸附剂，甲苯脱 附剂。在模拟移动床中，分子筛固定不动，塔 上开多个进出料口，依次改变进出料口位置， 形成相对移动。在一特定时间，只有 4 个口作 进出料进料、提取相、提余相和脱附剂，其它 料口关闭。利用模拟移动床生产间二甲苯达 到生产高纯度的间二甲苯，现简述如下：用独 立的吸附柱串联，按照物料进出口位置分为 3 个区，即脱附区、提纯区、吸附区。 采用微机控制阀门的自动切换来改变物 料的进出口顺序，实现连续操作。全部吸附柱 彼此串联，内装固体吸附剂，室与室之间用自 动控制阀连接，每室有 6 个阀门，利用这些阀 门自动依次切换，不断改变进料液、脱附剂、 提纯油、吸余液的进出口顺序，使固体吸附剂 与物料能连续逆向流动。这样，虽然每个室从 吸附到脱附，以及精馏是间歇的，而对整个吸 收塔而言，料液和解吸剂却不断地进入，提纯
油、吸余液也不断地流出，达到连续操作的目 的。
2.3 磺化法 磺化法是较早的间二甲苯分离法，国外 已淘汰这种方法，但国内仍有磺化法生产装 置。磺化法是将混二甲苯经硫酸磺化。得到间 二甲苯磺酸水解间二甲苯磺酸以后，蒸馏切 取馏份，得到成品间二甲苯。磺化法的主要缺 点是生产过程产生大量废酸，造成环保问题。 我国采用磺化法生产间二甲苯的生产装置有 江苏吴江市三友化工厂 1000t/a 装置，江苏江 阴市利港精细化工厂 2000t/a 装置。 2.4 反应蒸馏法 反应蒸馏法利用二甲苯异构体在反应选 择性上的差别，加人一种添加剂，与间二甲苯 生成难挥发产物，经蒸馏将间二甲苯与其它 二甲苯异构体分离。 例如，以有机金属化合物异丙苯钠为添 加剂，四甲基 1，2－环己胺为鳌合剂进行反应 蔫馏。其中异丙苯钠分别与间二甲苯和对二 甲苯达到反应平衡。鳌合剂与对二甲苯的反 应常数 K1 等于 125，与间二甲苯的反应平衡 常数 K2 等于 1160，从反应平衡常数可以看 出，体系达到平衡时，添加剂几乎全部与间二 甲苯反应。 2.5 共沸精馏法 共沸精馏法通过加人共沸剂，改变了二 甲苯之间的相对挥发度，达到精馏分离二甲 苯的目的。
焊在端盖上。在筒体上开有 1-2 个人孔，供检 功率 7500kW 以上。
方便，而且产品较细，常用于细磨矿，即磨矿
修和更换衬板用。
球磨机的给料是由给矿器完成的。给矿 细度小于 0.2mm 的情况或者两段连续磨矿的
球磨机通过两端的中空轴支承在主轴承 器固定于球磨机的中空轴颈上并随中空轴颈 第二段。
上，两个中空轴颈中，有一个可以在主轴承上 一起转动。常用的给矿器有鼓形、蜗形和联合
油、焦炉副产汽油经分离而得，还可由甲苯歧化生成苯和二甲苯而得；或由甲苯与三甲苯进行甲基转移而得。本文分析间二甲苯的生
产技术特点，并提出改进措施，拓宽其在各个领域的应用。
关 键 词 ：间二甲苯；合成技术；吸附分离法
中 图 分 类 号 ：Q949.97
文 献 标 识 码;A
间二甲苯是混合二甲苯的成分之一。在 混合二甲苯的 3 种异构体中，间二甲苯的含 量最高。70 年代以后，日本三菱瓦斯化学公 司开发了络合法分离高纯度间二甲苯的生产 工艺。高纯度间二甲苯分离工艺的开发，为间 二甲苯的工业应用提供了前提条件。目前，间 二甲苯生产间苯二甲酸的工业应用已具有一 定的规模，1996 年全球间苯二甲酸生产能力 达 34.1 万 t/a。除了用于生产间苯二甲酸用于 制造树脂，间二甲苯还用于医药、染料、农药、 化纤、香料等行业。