对二甲苯生产
大连理工大学科技成果——甲苯-甲醇合成对二甲苯
大连理工大学科技成果——甲苯-甲醇合成对二甲苯一、产品和技术简介:对二甲苯是聚脂纤维的重要原料,也是石油化工的重要原料,对它的需求量日益增长,供不应求。
目前工业上采用甲苯、C9芳烃及混合二甲苯为原料通过歧化、异构化、吸附分离或深冷分离来制取对二甲苯,物料循环量大,设备庞大,操作费用高。
甲苯-甲醇在自制的稀土改性的分子筛催化剂上择形催化直接合成对二甲苯。
主要工艺条件:原料摩尔比甲苯/甲醇=2∶1混合原料质量空速2h-1反应温度460℃反应压力常压载气N2与混合原料摩尔比10此技术与现有生产对二甲苯工艺比较,它取消了二甲苯吸附分离和异构化等复杂工艺过程。
该技术流程简单、污染轻、催化剂综合性能优异、居世界先进水平。
二、应用范围:以甲苯-甲醇合成高纯度对二甲苯是一条新的工艺路线,本技术特点是采用在稀土改性的ZSM-5沸石分子筛催化剂上进行甲苯的选择烃化反应,由于其择形催化作用,可直接得到高纯度的对二甲苯,其含量在混合二甲苯中达98%,甲苯转化率达28%,催化剂单程连续运转300小时,性能稳定,且具有良好的再生性和制备重复性。
三、生产条件:工业可选用两台多段,段间设有激冷的绝热固定床反应器,反应与再生交换进行。
需循环气压缩机,精馏塔(稳定塔、甲苯塔、对二甲苯塔)。
四、成本估算:建设投资比现有甲苯歧化法大大减少。
五、规模与投资:根据实验结果提出工艺流程。
取消二甲苯吸附分离和异构化过程,据西南化工研究院估算,得出甲苯烷基化法建设投资仅为现有甲苯歧化法的40%左右。
六、市场与效益:供不应求。
七、提供技术的程度和合作方式:合作开发,经中试后推广生产。
八、知识产权:自主知识产权。
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。
对二甲苯生产工艺设计方案
张加干
-1-
化学工程学院 2014 年化工设计竞赛(2012 级)
2014 年 3 月 13 日
第一章 总论.............................................7
1.1 项目名称及性质........................................................... 7 1.2 可行性研究报告编制的依据、指导思想和原则..... 7
第五章 项目选择与工艺方案.............. 32
5.1 项目工艺确定............................................................ 32 5.2 原料生产流程方案.................................................... 33
5.2.1 石脑油与加氢精制........................................................................34 5.2.2 重整与分馏........................................................................................35 5.2.3 歧化装置的设置.............................................................................35 5.2.4 二甲苯分馏塔.................................................................................. 36 5.2.5 尾部分离收集装置........................................................................36
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。
国内外对二甲苯生产工艺
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,也是二甲苯的最大来源。
它主要用于制造业备对苯二甲酸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。
石油二甲苯和煤焦油二甲苯含有大量对二甲苯。
由于对二甲苯和间二甲苯的沸点差仅为0.75℃,因此不能使用蒸馏分离法。
目前,国内外研究开发的方法是低温结晶分离法;吸附分离和络合分离。
低温结晶分离法利用二甲苯异构体的熔点差进行分离。
主要方法是低温分步结晶。
该工艺技术成熟,在二甲苯分离中占主导地位。
然而,这种方法的设备是巨大的。
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20世纪70年代发展起来的一种新方法。
与低温结晶法相比,该法投资少,总生产成本低,对二甲苯收率高,纯度高,有望取代低温结晶法。
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、国外低温结晶工艺传统的生产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。
对二甲苯
对二甲苯1、概述对二甲苯(PX)是一种重要的有机化工原料,主要用它可生产精对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT),PTA或DMT再和乙二醇反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),即聚酯,进一步加工纺丝生产涤纶纤维和轮胎工业用聚酯帘布,PET树脂还可制成聚酯瓶、聚酯膜、塑料合金及其它工业元件等,除此之外,PX还用来做溶剂及生产医药、香料。
基本的行业产业链为:原油→石脑油→混二甲苯(MX)→对二甲苯(PX)→对苯二甲酸(PTA)→聚脂→纺织品等。
2、我国PX生产现状和发展前景近几年,国内PX的生产能力保持快速稳步的增长,但由于下游以PX为原料的对苯二甲酸(PTA)产业的发展速度更为迅猛,所以国内PX的需求量一直攀升,进口量逐年上升。
据统计,我国聚酯产能已由2000年的594. 5万吨/年增加到2010年的2900万吨/年,受聚酯行业的推动,国内PTA生产能力也迅速扩张,也使得2010年的表观消费量接近1685万吨。
PTA的巨大需求带动了PX产业的发展。
2002年后,中国的PX工业开始步入快速发展阶段,到2008年底生产能力从167.6万吨/年增至428.1万吨/年,年均增速达16.9%;表观消费量则从172.4万吨猛增至612.5万吨,年均增速达23.53%,远高于供应增长速度,到2015年PX的缺口预测将扩大到320万吨,PX供应紧张的矛盾将更加突出。
3、生产对二甲苯的原料对二甲苯的原料主要是混二甲苯(MX),混二甲苯是由对二甲苯、邻二甲苯及间二甲苯组成,而混二甲苯过去主要来自于炼焦工业,现在主要来自石脑油的催化重整,或炼油的C6+重整生成油。
其次,苯、甲苯等芳烃可以通过烷基化反应,歧化反应生成对二甲苯。
由于石油产业链上原料的限制,以煤炭为原料,通过煤制甲醇,甲醇制芳烃,芳烃分离提取对二甲苯,煤炭或者甲醇也将成为生产对二甲苯的原始原料之一。
4、石化工业生产对二甲苯的主要工艺路线重整油和裂解加氢汽油中抽提一直以来是生产PX的主要工艺路线,由于PX需求量日益增长,用此工艺来生产PX已远不能满足需求。
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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PX PlusXP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GT2Cryst PX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。
目前,在国外出现了一种新的甲醇和甲苯反应制取苯乙烯的中试技术,其经济性将大大好于目前的乙苯脱[wiki]氢[/wiki]技术,希望引起研究界和工业界的高度重视。
1. 选择性甲苯歧化工艺20世纪80年代中到末期美孚公司(现在的埃克森美孚公司)开发了一种选择性甲苯歧化工艺(MSTDP),使用择形[wiki]催化剂[/wiki]生产富对二甲苯的二甲苯产品。
埃克森美孚已向世界的一些生产装置(如科克和信任公司)出售了该技术的专利许可证,近来它停止提供MSTDP工艺许可证,但继续提供其普通甲苯歧化工+艺的技术许可证。
埃克森美孚开发了一种更新的甲苯歧化工艺,称为PxMax,近来向韩国LG-加德士出售了该项技术的专利许可证。
UOP公司从1997年就提供自己的选择性甲苯歧化技术专利许可,该技术称为PXPlus。
更晚些时候,GTC公司(福斯特惠勒的子公司)得到了出售印度石化公司选择性甲苯歧化工艺GT-STDP的排他权力。
在选择性甲苯歧化(STDP)工艺中得到的富二甲苯产物可直接送到单段结晶或一套小型的Parex装置回收高纯度对二甲苯产品。
但这套装置也产生不需要的混合二甲苯,此外还产生大量的苯,苯与二甲苯的质量比接近1.0。
每种工艺都有自己的优势。
STDP工艺可从甲苯原料提供高浓度对二甲苯物料(大于80[wiki]%[/wiki])和大量的苯副产物;普通甲苯歧化技术C9芳烃可以和甲苯一起加工,得到二甲苯的平衡混合物(对二甲苯含量大约为20%~25%),但苯副产物较少。
普通甲苯歧化技术既应用了甲苯歧化反应,又利用了烷基转移反应。
究竟选择何种工艺取决于用户的特殊需要。
(1)埃克森美孚的PxMax工艺。
使用MTPX催化剂的PxMax工艺于1996年首次在美国路易斯安那州的一家炼油厂实现工业化,另一套装置在埃克森美孚位于得州贝汤和博芒特的化工厂投产。
工艺流程与MSTDP相似,只是催化剂不同。
埃克森美孚申请了许多关于其HZSM-5催化剂的专利。
最有希望的分子筛催化剂似乎要用沉积的二氧化硅活化,并在转化条件下用含二氧化硅的对二甲苯高效选择性试剂处理。
硅胶改性的HZSM-5催化剂(含5%-10%Si02/HZSM-5),在甲苯转化率为20%--25%时,对二甲苯的选择性大约为98%。
沉积在沸石表面的硅酸盐涂层降低了表面活性,而提高了择形性。
一般认为MTPX的优点是反应物基本无法接近外表面的酸性中心。
催化剂外表面的酸性中心可以将催化剂孔中的对二甲苯重新异构化为与其他两种异构体的平衡混合物,从而将二甲苯中对二甲苯的含量减少到24%。
通过减少催化剂孔中对二甲苯与这些酸性中心的接近,就可以得到相对高含量的对二甲苯。
MTPX催化剂通过用对二甲苯高效选择性试剂对表面酸性中心进行化学改性,阻碍了对二甲苯与这些外部酸性中心的接触。
埃克森美孚公司的专利数据表明,随温度升高,对二甲苯的选择性降低,甲苯转化率提高;随重时空速(WHSV)提高,甲苯转化率降低,对二甲苯的选择性提高;随氢/烃比提高,甲苯转化率降低,而对二甲苯选择性提高。
进一步改进的MTPX催化剂可以降低不需要的副产物,主要是降低乙苯生成量。
这是通过增加催化剂加氢或脱氢功能实现的,例如可以加入铂(0.01%-2%)等金属化合物。
专利表明,当每10%的Si02/HZSM-5加入0.25%铂时,乙苯生成量可减少3-4倍,而对二甲苯的选择性仍保持在98%以上。
此外C9芳烃的生成量也可减少3倍。
这种PxMax工艺可提供高效转化,减少了邻位和问位异构体的生成,有利于生成更多的对二甲苯产品。
专利中大部分例子表明,PxMax工艺反应器温度稍高于MSTDP工艺(440-443℃),WHSV和氢/烃比都非常相似。
甲苯的转化率明显低于MSTDP工艺,但对二甲苯的选择性较高。
预计PxMax的流程与MSTDP工艺相近,老的MSTDP装置可以改造使用MTPX催化剂。
(2)UOP的PXPlus工艺。
UOP的PXPlus工艺在1998年末实现工业化。
该工艺与美孚的MSTDP无论在操作上、还是在流程上都很相似。
这种PX工艺也是用于同时需要大量苯与对二甲苯的情况。
与UOP的Tatory工艺不同,PX Plus和MSTDP工艺不支持会降低苯收率的甲苯和C9芳烃之间的烷基转移反应。
当与Raytheon/Niro结晶技术一起应用时,这项技术被称为PXPlusXP工艺。
UOP称该工艺可制得对二甲苯含量高于80%,甚至高到90%的混合二甲苯,而普通甲苯歧化的平衡值对二甲苯只有25%。
在甲苯转化率为30%时,该工艺单程轻组分产率小于2%。
一套独立的PXPlus装置包括苯、甲苯塔和一套单段的结晶回收装置。
与UOP的Tatoray 工艺相比,PX Plus的工艺流程相对简单。
新鲜的甲苯与来自甲苯塔的循环甲苯和循环富氢物流混合,进料用反应器流出物预热,然后通过固定床加热器,升高至所要求的反应温度。
热进料进入一台固定床反应器,该反应器可以是下流式,也可以是径流式设计。
出自进料/产物换热器的反应产物被冷却和冷凝,并送到气液分离器。
来自分离器的气体含有循环氢,需排放一部分气体物料,以阻止惰性物质的积累,补充一部分新鲜氢气,以保持氢气的高纯度。
分离器液体被送到汽提塔,通过汽提副产轻组分使产品稳定。
被稳定的塔底产品送至苯和甲苯分馏塔。
从苯塔塔顶回收高纯度苯。
第二塔的塔顶产品含有甲苯,循环至装置的前端:甲苯塔塔底含有二甲苯(对二甲苯含量高达90%),被送到二甲苯再处理塔。
该塔塔顶产物直接进入单段结晶器,在一套独立的装置中回收对二甲苯产品。
如果PX Plus是一套大型的芳烃联合企业的一部分,浓缩的对二甲苯可以由二甲苯再处理塔与新鲜的混合二甲苯及循环的异构物一起送到Parex吸附分离装置。
(3)埃克森美孚的MSTDP工艺。
埃克森美孚的第一代甲苯歧化工艺是美孚的选择性甲苯歧化(MSTDP)工艺,该工艺生产的二甲苯一般含对二甲苯90%左右。
高选择性的关键是一种经结焦预处理的ZSM-5催化剂。
分子筛是一种择形催化剂,凭借表面孔大小、发生反应的内腔体积来控制化学反应。
这些催化剂晶体结构的重要特点是,可以提供有选择性、有约束的入口和出口,通过规定孔体积和孔窗口提供结晶内的自由空间。
与空间体积更大的间位和邻位异构体相比,对二甲苯更容易从经过预处理的催化剂孔中逃逸,其他两种异构体在催化剂孔内重新平衡,生成更多的对二甲苯。
这种选择性的甲苯歧化工艺从1988年就在位于意大利杰拉的埃尼化学公司的装置进行工业化操作。
其他MSTDP装置由埃克森(现在的埃克森美孚)和科克公司建设。
当使用选择甲苯歧化工艺时,甲苯转化率只有30%,增加了BTX装置的物料处理量,但因为二甲苯物料中对二甲苯含量高,可以明显减少吸附或结晶装置的分离处理量。
此外,从经济上考虑,没有必要再将少量的二甲苯其他异构体循环回异构化单元。
工艺流程与选择性和非选择性甲苯歧化工艺相似。
干燥的甲苯进料与循环气体一起用反应器流出物通过间接换热预热,然后用火焰加热器加热,再进入固定床反应器。
反应器产物被冷却,再通过相分离器。
大部分富氢气体循环,排放一小部分维持适当的氢分压。
分离器的液体被稳定,除去小量的轻组分,并用白土处理除去小量烯烃。
反应器条件因具体工艺不同而不同。
普通甲苯歧化工艺的压力一般为4-4.5MPa,温度为320-500℃。
MSTDP技术的操作压力一般为2.2-3.5MPa,温度为400-470℃。
最初的预处理是在较高的温度和较低的压力下进行。
(4)从选择性甲苯歧化工艺产品回收对二甲苯。
几种工业化的结晶技术都可用来从选择性甲苯歧化工艺的产品中回收对二甲苯。
如上所述,这些产物的二甲苯含量较高,二甲苯含量高于70%的进料对于许多尚存在问题的分离技术都具有吸引力。
①BEFSPROKEM的熔融静态结晶工艺。
约翰布朗公司的一个部门BEFSPROKEM,开发了熔融静态结晶(MSC)一步法间歇操作工艺。
重要的MSC设备是一台专为对二甲苯回收设计的结晶器。
该结晶器包含用于加热和冷却的传热表面和促使结晶固相和液相更好分离的专用内部构件。
温度要降低到现有控制条件以下,以便形成大的结晶,最后形成一种结晶网或结晶床。
取决于结晶器的设计和静态操作,液体部分没有机会发展,形成结晶的对二甲苯纯度接近100%。
含杂质的母液靠重力排出。
这种母液可以在现有的吸附装置或结晶装置加工,或者直接作为混合二甲苯出售。
当排放完成后,结晶器内的结晶网就好像传质塔中的[wiki]填料[/wiki]。
工艺的其他部分包括清除粘附在结晶上的杂质。
排出的晶体用熔融的纯产品洗涤,稀释了包围晶体的液体膜内的杂质。
这种结晶饼的纯度可以提高到规定值,并可以高达99.9%以上。