PX特性与生产工艺

PX特性与生产工艺

一、定义

对二甲苯是1，4-二甲苯(1,4-dimethylbenzene)的简称，其英文名又可以写为para-xylene(PX)。对二甲苯是一种重要的有机化工合成原料，对发展合成纤维具有重要作用。

二、PX的产品特性与用途

1.PX的产品物性

对二甲苯(PX)是片状或棱柱体结晶，具有芳香气味，熔点为13.26℃，沸点138.5℃，相对密度0.8611(20℃)，0.8541(28℃)，折射率1.4598(20℃),闪点23℃。蒸汽压799Pa(20℃)。不溶于水，可与乙醇、乙醚、丙酮和苯混溶。与稀硝酸作用生成甲苯酸，与三氧化铬作用生成对酞酸。爆炸极限1％～6％。具有毒性，在空气中对二甲苯含量达到0.17×10-6便能闻到臭味，高浓度度的对二甲苯蒸汽，可损伤粘膜刺激呼吸道，还呈现兴奋和麻醉作用。甚至可能造成血性肺气肿。若不甚口服对二甲苯溶液，会引起呕吐，最好的处理办法是立即饮液体石蜡。

2.PX的产品用途

对二甲苯主要用于精对苯二甲酸（PTA）生产，PTA是生产聚酯纤维、树脂、薄膜等产品的主要原料。用于制备对苯二甲酸二甲酯（DMT）是对二甲苯的另一个应用领域。也有少量对二甲苯在除草剂和联对二甲苯中用作溶剂。对二甲苯主要是从含有邻二甲苯(OX)和间二甲苯(MX)和混合二甲苯中分离出来，其系列产品如图所示：

三、PX产品生产工艺

生产对二甲苯(PX)已经有多种不同的工艺，以石油为原料的主要有抽提法和甲苯歧化法。抽提法有UOP的Isomar和Parex工艺、Axens的Eluxyl工艺、ExxonMobil 化学的XyMax工艺；甲苯歧化法有UOP的Px-Plus法、ExxonMobil化学的PxMax法。以液化石油气为原料生产PX的工艺有由BP和UOP合作开发的Cyclar工艺，首套工业化装置已在沙特阿拉伯Yanbu的IbnRushd厂建成，并于1999年投产。

1.甲苯歧化和烷基转移法

此方法可制得混合二甲苯，从中可以分出需求量最大的对二甲苯，由两分子甲苯反应可以生成一分子苯合一分子混合二甲苯；由甲苯合三烷基苯进行烷基转移可生成二甲苯。目前，已工业化的有ARCO公司的二甲苯增量法、Tataray公司开发的方法合Mobil公司开发的TDP方法。

2.甲苯甲醇烷基化制对二甲苯法

近年来，Mobil公司采用甲苯甲醇烷基化，直接生成对二甲苯的新工艺。该公司使用了改性ZSM-5新型分子筛催化剂(烷基铵型沸石分子筛)，反应温度为400~600℃，甲苯与甲醇之比为1:1(摩尔比)，重量空速为1-5，甲苯转化率为37％，二甲苯理论收率为100％，对二甲苯在混合二甲苯中约占97％。

3.对二甲苯分离

对二甲苯通常从石油催化重整、裂解汽油和炼焦副产汽油中含有的二甲苯经过分离得到，不同来源二甲苯异构体的分布也不同，如表1所示：

表1 各种来源C8芳烃的组成

组成,%(w) 催化重整蒸汽裂解媒焦油甲苯歧化

对二甲苯20 15 10 26

间二甲苯45 40 20 50

邻二甲苯20 15 50 24

乙苯15 30 20 0

由于对、间二甲苯之间的沸点差只有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。

3.1低温结晶分离法

主要指深冷分布结晶，即利用二甲苯异构体的熔点差异进行分离。国外发展的丸善法、菲利普法、Standard法、Chevron法和埃索(Esso)法等，即是该类方法。

3.2吸附分离法

吸附分离法主要有美国环球油品公司发展的Parex法和日本东丽工业公司发展的Aromax法。所用分子筛为K-Ba-X和K-Ba-Y型，解吸剂为甲苯、混合二乙苯、对二乙苯和正构烷烃的混合物。燕山引进美国Isomar-Parex技术，从C8芳烃和非芳烃混合料中分离对二甲苯，含量达99.48%，收率96.7％；上海引进日本的Aromax技术，采用Y型分子筛吸附对二甲苯，单程收率达90％以上。

3.3氟化氢－三氟化硼抽提法

该方法生产过程是：先使氟化氢－三氟化硼与混合二甲苯中的间二甲苯形成络合物，然后于0-10℃经过连续多级萃取后，间二甲苯便与其它芳烃分离，得到的络合物经过加热到40-70℃分解，可得到含量99.5%以上的间二甲苯。氟化氢－三氟化硼循环使用，它也是一种异构化催化剂，在常压情况和100℃的条件下，能使间二甲苯异构化。从抽余油中再用一般精馏方法分离乙苯、对二甲苯和邻二甲苯。国内正在进一步研究中。

三、2005-2010年期间中国PX生产能力一直在演变之中

根据查阅资料获悉，2005年我国PX生产能力达到297万吨/年，2005年我国对二甲苯产量约230万吨，进口量达160.8万吨。而2006年国家发改委出台了《PX“十一五”建设项目布局规划》。这个《规划》是我国“十一五”时期内PX项目建设的指导性文件，也是核准审批有关项目的依据。《规划》提出的项目建设安排原则重要内容有鼓励投资多元化，支持国有与民营企业合资合作。根据这一原则，“十一五”期间，安排天津石化、扬子石化、上海石化、乌鲁木齐石化等4个改扩建项目，新增产能183万吨/年；还有金陵石化、茂名石化、福建炼化一体化项目、大化集团搬迁配套项目、中海油海南炼油项目、厦门腾龙芳烃等6个新增项目，新增产能415万吨/年。而到了2007-2009年期间，由于下游PTA产品增设项目计划非常多，也让上游PX原料投资商对未来PX前景依然看好，之所以说在这个阶段仍然有部分原料商继续投资扩建PX项目，虽然2007年国内地区PX产能没出现什么大的增长态势，但是2008年底期间由于南京金陵石化公司60万吨PX装置成功投产，使2008年国内地区PX总产能发生了很明显的变化，2008年底国内地区PX总产能达到了446万吨/年，预计2009年将达到将近710万吨/年，2010年以后PX总产能将达到980万吨以上，我国PX进口依存度将从出现明显下降趋势，2009年以后PX市场竞争将出现激烈现象，对于今后，PX行业发展的道路将更加坎坷，一些想再继续扩建该项目的企业就要针对该行业的市场风险做更加周密细致的调研了，机遇已经与风险同在了。

下表2为2010年前后中国国内主要对二甲苯生产厂家生产能力情况！

表2 2010年前后国内主要对二甲苯生产厂家总产能概况单位：万吨/年厂商地点生产能力

洛阳石化洛阳21.5

天津石化天津大港39

上海石化上海金山40

齐鲁石化淄博40

大连石化大连45

金山石化上海60

茂名石化广东60

金陵石化南京60

镇海炼化镇海65

辽阳石化辽阳70

福建炼化福建70

福佳大化大连70

中金石化宁波70

扬子石化南京90