二甲苯吸咐分离乙苯

二甲苯与乙苯吸附分离工艺进展调研

在炼油和石化工业中，催化重整以及乙烯装置会副产大量的C8混合芳烃｡C8混合芳烃的主要组分为间二甲苯､邻二甲苯､对二甲苯即二甲苯和乙苯四种同分异构体｡由于乙苯与相邻组分的沸点仅差2℃左右，造成C8混合芳烃中含有的大量乙苯无法工业分离，使其只能在油漆等行业用作附加值较低的溶剂｡而乙苯主要用于生产苯乙烯，用量巨大，2017年，我国苯乙烯的表观消费量达到[【1】8 100 kt左右，而生产能力将达到7 100 kt，缺口将达900 kt左右｡

公司年产混合二甲苯10万t以上，现都只能做二甲苯低价出售或掺入汽油中，产品的附加值不高，影响到企业效益的提升。目前公司混合二甲苯中乙苯含量在15%以上，乙苯与二甲苯的价差达到2000元/t｡如果能从混合二甲苯中直接分离乙苯，不仅能为市场急需的苯乙烯提供乙苯原料，还能使混合二甲苯得到高附加值利用，提升企业效益｡为此，对C8混合芳烃分离出乙苯的工艺技术进行了初步调研，探索二甲苯与乙苯分离的可行性与经济性。1.乙苯与二甲苯分离技术

1.1精馏法

早期，欧美､日本等国采用精馏法对乙苯与二甲苯进行分离，由于该方法用的塔板数量太多，回流比较大，能耗巨大，目前这种技术已经逐渐被淘汰｡2005年辽宁中科石化建成的国内首套精馏法分离二甲苯和乙苯装置生产的乙苯纯度只有98%｡能耗也比较高，目前该装置已经被迫停运｡

1.2吸附分离法

吸附分离法是指借助吸附剂的作用，通过吸附分离工艺从C8混合芳烃中分离出乙苯的方法｡目前最主要的方法有一步吸附分离法和分层吸附分离法｡

1.2.1 一步吸附分离法

一步吸附分离法就是指通过一次吸附就可分离乙苯和二甲苯的方法｡

（1）优先吸附二甲苯法

美国UOP公司的Ebex吸附工艺【2】采用以Sr2+，K+交换的X型分了筛｡该分子筛可增加对二甲苯､邻二甲苯和间二甲苯异构体在吸附剂上的吸着力，从而提高二甲苯异构体与乙苯的分离系数｡此工艺要求原料中乙苯的质量分数为50%，产品乙苯的纯度可达99.5%，收率为99.7%｡按此工艺计算，其能耗约为精馏法的40%｡由于该工艺的目的产物乙苯集中于抽余液中，二甲苯却集中于抽出液中，在原料中乙苯的含量较低时，就需要把原料中占绝大部

分的二甲苯集中到抽出液中，这将耗用大量吸附剂，装置的投资及操作费用会很高｡目前，该工艺尚未见到工业化的报道｡

（2）优先吸附乙苯法

由于优先吸附二甲苯异构体技术在经济上的劣势，因此开发优先吸附乙苯及相应解吸剂的技术成为研发的主要方向｡目前开发的用于优先吸附乙苯的吸附剂由于选择性较低，导致由吸附分离获得乙苯的费用仍然高于直接由苯和乙烯烷基化制备乙苯的费用｡

2001 年法国石油研究院公开了采用钛硅分子筛优先吸附乙苯的技术，与其他吸附剂相比使用量和操作能耗有所下降｡但钛硅分子筛价格昂贵，对其工业应用产生了限制｡

日本旭化成株式会社开发了一种运用置换色谱原理从C8芳烃中的分离乙苯和对二甲苯的工艺，并已完成中试工作｡该工艺在技术经济上较传统吸附分离方法有很大改进，目前该工艺尚无工业装置运转，其经济性有待实践验证｡

1.2.2 多段吸附分离法

多段吸附分离法是指先分离出只含两个(或多个)组分的混合物，再从两组分(或多组分)混合物中分离出乙苯的方法｡目前最普遍的方法是先分出对二甲苯/乙苯组分，然后再吸附分离出乙苯｡该方法虽然比较工艺流程复杂，但分离所用吸附剂数量少，投资及成本都较低｡

日本东丽株式会社1970年研究出Aromax吸附工艺｡吸附器为卧式，由许多分割的小室组成，每个小室都设计有进出阀门，操作过程中物料与吸附剂在各个小室陆续接触，从而实现了连续的吸附分离｡此外，日本的旭化成(Asahi)株式会社利用置换色谱原理，用改进的沸石固体吸附剂和特殊的脱附剂开发出能同时分离对二甲苯和乙苯的Asahi法，并己经应用于中试装置｡

2.吸附法分离乙苯技术进展

虽然用于分离二甲苯和乙苯，与蒸馏法相比，吸附分离工艺具有流程简单､产品纯度和收率高､生产成本低､设备材质要求低等优点，目前主要用于生产对二甲苯，约占其总产量的70%｡一步吸附分离法虽然流程简单，但吸附剂的用量较大，所用高选择性吸附剂的价格也较高，操作和投资都不划算，因此目前最主要的发展方向仍然是多段吸附分离法来生产乙苯，但基本技术仍然停留在专利公布状态，进入商业化运营的基本没有｡

2.1国外吸附分离乙苯与二甲苯专利介绍

国外的吸附分离技术主要是掌握在一些大公司的手中，比如UOP､BP等，主要采用吸附固定床工艺或吸附固定床+模拟移动从床工艺，吸附剂为分子筛｡

2.1.1美国BP公司PSA变压分离二甲苯/乙苯技术

美国BP公司在2005年公布了专利号为CN1441759A的专利技术，名称为从【3】混合C8芳烃中变压吸附分离对二甲苯和乙苯的方法，吸附剂为MFI结构类型的对位选择的非酸性的中孔分子筛，原料乙苯含量约为0~50%，该过程在等温高温高压气相条件下操作｡工艺过程如下:

（1）含有二甲苯和乙苯的气态混合物在高温､高压状态下进入饱和吸附剂固定床，进行PSA(变压吸附)过程，对二甲苯和乙苯优选被吸附下来;

（2）停止进料，降低分压脱附对二甲苯和乙苯｡富含对二甲苯和乙苯的工艺流出物通过结晶或模拟移动床吸附进行精制以得到对二甲苯产品，剩下的为乙苯组分｡

该工艺的主要优点是在结晶精制之前，PSA单元进行初始的对二甲苯/乙苯与邻二甲苯/间二甲苯整理分离，从而使对二甲苯单程回收率和产率更高;由于采用了非酸性吸附剂，脱附速度快，吸附剂用量更少，操作费用更低;由于对二甲苯浓度高，结晶部分能耗更低，甚至可以去除而节约设备费用;这些优势为获得高纯度乙苯提供了参考条件｡

2.1.2法国石油公司分级分离二甲苯/乙苯技术

法国石油公司在2003年公布了专利号为CN1408690A的专利技术，名称为【4】对二甲苯､间二甲苯和/或邻二甲苯的联产方法，该工艺使用了多个模拟移动床，分为PX解吸区､PX 吸附区､乙苯吸附区，主要工艺如下:

(1)含有二甲苯和乙苯的液态混合物进入一个色谱柱，该色谱柱有以封闭回路相互连接的多个吸附剂床，首先分为含有对二甲苯的提取物､含有乙苯的中间馏分､含有邻二甲苯和间二甲苯的提余液三个部分｡

(2) 对二甲苯物流经过分馏塔得到高纯度对二甲苯;

(3) 富含乙苯的中间馏分油进入蒸馏塔蒸馏后得到二甲苯和乙苯混合物进入异构化单元;

2.1.3法国石油公司分离二甲苯/乙苯技术

法国石油研究院IFP在2012年公布了专利号为FR2922547(A1)的专利技术，名称为【5】利用模拟移动床从C8混合芳烃分离PX的方法，该工艺使用了经过钡交换的X型沸石做吸附剂，通过使用膜分离技术分离出高浓度的乙苯，并进行提纯｡该工艺流程如下:

(1)首先在模拟移动床内（模拟移动床单元包括四个区：第一个区是在注入的脱附剂和抽出的PX抽出物之间进行解吸；第二个区是在抽出的PX和原料之间脱附MX/OX/EB。第三个区是在原料和抽出的吸余油（MX/OX/EB)吸附出PX;第四个区是在抽出的吸余油和脱附剂