芳烃的异构化生产对二甲苯的工艺流程

1）二甲苯的深冷结晶分离工艺（单一产品分离）
对二甲苯熔点最高，13.2℃ 分离原理 利用熔点差异，冷冻结晶分离。
分离过程 将C8混合芳烃冷凝，对二甲苯首 先结晶，过滤使其与液态的邻二 甲苯、间二甲苯和乙苯分离。
C8芳烃各组分熔点
组分
熔点/(oC)
邻二甲苯
-25.5
间二甲苯
-47.9
对二甲苯
13.2
乙苯
丙烷制冷剂，结晶温0~20oC 分离过程
1) 来自一段结晶的融化浆液 在二段冷却结晶(再结晶);
2) 一部分母液(结晶器下部滤 液)返回二段结晶器调节液 固比；
3) 离心后的母液(含有PX和 其它二甲苯)送入一段结晶 器(重复利用)；
4) 离心分离的PX结晶加热 融化后得到液体PX产品。
该工艺的PX回收率为71%
4.12 C8芳烃的异构化生产对二甲苯的工艺流程
1. C8芳烃的异构化生产对二甲苯工艺流程
20世纪50年代二甲苯异构化装置实现工业化。
1）反应原料及反应过程，催化剂及反应器
① 原料：C8混合芳烃 来自催化重整油、乙烯装置裂解汽油、甲苯歧化等产品。其中，对二甲苯(PX)含量 仅为混合二甲苯总量的约1/4；同时用于异构化的原料不需分离乙苯。
3）各单元的目的、任务、原理及操作过程等
① 原料预处理单元
目的
异构化原料的脱水处理。
脱水方法 利用二甲苯与水易形成共沸混合物的特点，进行共沸，蒸馏达到脱
水目的。水含量控制在10ppm以下
② 异构化反应单元
反应器 绝热式径向反应器，C8收率>96%，产物中对二甲苯18~20wt% 操作条件 390~440℃，1.26~2.06MPa；原料液空1.5~2.0h-1，循环H2:原
2）母液(过滤后的，含10~15%PX)， 经(与原料)热交换后返回二甲苯异构 化工段；(一段离心后浆液返回第一 台结晶器)
3）加热熔化结晶(滤饼)后，进入二段 结晶（再结晶，保证纯度）。
去异 构化
微孔 过滤器
图4-40 Amoco结晶分离工艺流程
1-结晶器；2-离心机；3-滤液罐；4-熔化槽
二段结晶
4.12 C8芳烃的异构化生产对二甲苯的工艺流程
吸附技术 模拟移动床的连续固定床吸附技术 通过移动吸附床的原料和解吸剂入口以及产品出口实现了PX的连续吸
附和脱附。 重要意义 模拟移动床的使用，实现了由间歇到连续的PX生产，从根本
上解决了间歇操作的问题。
图4-39 UOP Praex 模拟移动吸附分离工艺流程
-94.97
工业上采用二段结晶法，保证对二甲苯的纯度和收率。
4.12 C8芳烃的异构化生产对二甲苯的工艺流程
工艺组成单元元 一段结晶和二段结晶
一段结晶
乙烯制冷剂，两台结晶器串联
分离过程
1）混合二甲苯在-60~-80oC冷却，尽 量使PX结晶出来，结晶中的PX纯度 小于90%(邻、间位二甲苯部分同时 析出)；
4.12 C8芳烃的异构化生产对二甲苯的工艺流程
2）模拟移动床吸附工艺
称为Parex工艺，1971年开发使用以来，一直是国际上生产PX的领先技 术。1987年后设计的所有Parex新装置，生产的PX纯度达99.9%。 工艺原理 利用分子筛吸附剂对PX具有强亲和力而对其他C8芳烃异构体
具有弱吸附性的特性，分离回收PX。 吸附剂 钡离子和钾离子交换的沸石，ADS-27 脱附剂 甲苯、对二乙基苯等溶剂
补充 氢气
循环H2
H2
H2
轻组分（H2、乙基环己 烷庚烷、少量苯、甲苯）
干燥 芳烃
——干燥C8原料 ——C8+H2混合物料 ——H2，循环H2 ——反应产物混合物 ——轻组分
图4-38 典型二甲苯异构化工艺流程
1-加热炉；2-异构化反应器；3-分离罐；4-H2压缩机；5-脱轻组分塔
4.12 C8芳烃的异构化生产对二甲苯的工艺流程
一段
二段ห้องสมุดไป่ตู้
去异 构化
图4-40 Amoco结晶分离工艺流程
1-结晶器；2-离心机；3-滤液罐；4-熔化槽
4.12 C8芳烃的异构化生产对二甲苯的工艺流程
说明 PX的熔点是零上13.2℃，而一段结晶是在-60~-80oC冷却。 因为，第一要保证PX尽可能冷却，第二PX与其它芳烃能形成最低共熔 物，导致熔点降低。 因此，一段结晶的冷却温度低于PX的熔点。
精馏、过滤（冷却）、吸附等
C8芳烃组分各异构体的沸点和熔点
组分
沸点/(oC)
熔点/(oC)
邻二甲苯
144.4
-25.5
间二甲苯
139.1
-47.9
对二甲苯
138.35
13.2
乙苯
136.2
-94.97
各组分沸点相差较小熔点相差较大，不易采用精馏法，可采用的分离方式？
4.12 C8芳烃的异构化生产对二甲苯的工艺流程
1-吸附塔；2-旋转阀；3-抽提塔；4-抽余液蒸馏塔；5-精制塔；6-再处理塔
② 邻氢异构：在异构化过程中需加入氢气。当乙苯不参加芳烃转化反应时，采用非 临氢异构化工艺。
③ 催化剂：采用贵金属，如Pt/Al2O3。虽成本高，但活性好，对原料适应性强。 ④ 反应器：临氢(加氢)或非临氢固定床催化反应器。
2）C8芳烃临氢气相异构化生产对二甲苯的工艺流程
① 流程组成单元 原料预处理、异构化反应和分离单元 ② 工艺流程简述
料液=6:1(mole比) ③ 分离混合二甲苯产品单元（预分馏单元）
气液分离
气相 液相
H2 返回系统
轻组分 (少量H2、乙基环己烷、庚烷和少量苯、甲苯等杂质等）
混合二甲苯
重组分 C9+
二甲苯分离
2. 对二甲苯和其它二甲苯的分离工艺
混合二甲苯：邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯
问题： 如何分离？ 利用何种性质？