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芳烃转化制备对二甲苯的生产工艺

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。

PTA装置及工艺PPT优秀课件

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甲酸(PTA)生产单元;辅助设施和公共设施。
5
1.TA单元流程
6
氧化工艺简介
TA单元生成PTA的原料粗TA(CTA),采用MPC专有的液相
催化氧化对二甲苯的工艺。TA单元主要由进料准备、氧化、
分离和干燥、溶剂和催化剂回收四部分组成。基础工艺流程
为对二甲苯(PX)、醋酸溶剂(Q)和醋酸钴、醋酸锰催化剂、
料仓PTK-810或不合格料仓TTK-401或界区外PET车间。
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离心和干燥部分流程图
30
离心和干燥部分流程图
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离心和干燥部分流程图
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常见问题
离心机碱洗频繁 现象:现场离心机主体躁声大;DCS震动、扭矩指示值增大,VI-2400
超过120UM;油泵躁声大 原因:主体皮带松;设备内部组件损坏;离心机超负荷运转;油泵出现
及四溴乙烷(TBE)助催化剂一起进入氧化反应器TD-201,空
气(空气与纯氧的混合气)在流量控制下进入反应器底部,三
台在线氧分析仪检测尾气中氧气的浓度。
氧化主反应
PX+O2==TA+2H2O(催化剂,醋酸溶剂) 氧化副反应
PX+O2==4CBA+H2O
7
反应温度通过改变压力来调节。底进轴锚 式搅拌器TJ-201使空气和液体有效的接触,防 止氧化反应器的内壁结垢,并保持固体为悬浮 状态。氧化反应放出的热量通过蒸发溶剂来带 走,反应器的顶部有一个脱水塔用来除去氧化 反应中生成的水。
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结晶部分流程图
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常见问题
产品质量中粒径偏大或偏小 处理:改变PD-301的液位控制,由35%提至38%或由35%降至32%;
改变PD-301的压力控制,由4.21MPA提至4.3MPA或由4.21MPA降至 4.1MPA;检查现场工艺管线的保温情况;改变PV-2201的阀开度 排料线出现堵塞 现象:前面的结晶罐液位升高;排料线上的液位调节阀异常开大 原因:液位调节阀卡料 处理:活动液位调节阀(0%~100%);投用MPW冲洗程序进行冲洗

1对二甲苯

1对二甲苯

1对二甲苯1 对二甲苯(PX)及生产工艺简介1.1 对二甲苯简介对二甲苯,英文名称为1,4-xylene;p-xylene,别名:1,4-二甲苯,分子结构式如图1所示。

分子式:C 8H10;C6H4(CH3)2,分子量为106.17,属于易燃类液体,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。

与氧化剂能发生强烈反应。

流速过快,容易产生和积聚静电。

其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。

对二甲苯常温常压下为无色透明液体,有类似甲苯的气味。

熔点为13.3℃,沸点为138.4℃。

相对密度(水=1)为0.86相对蒸气密度(空气=1)为3.66。

蒸气压(kPa)为1.16(25℃),闪点为25℃。

爆炸上限%(V/V)为7.0,爆炸下限%(V/V):1.1。

不溶于水,可混溶于乙醇、乙醚、氯仿等多数有机溶剂。

常用的包装方法为:小开口钢桶;螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶(罐)外普通木箱;螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶(罐)外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱等。

1.2对二甲苯的生产工艺简介甲苯歧化工艺主要有两类,即包含烷基转移反应的甲苯与C9芳烃的歧化工艺和只处理甲苯的甲苯歧化工艺。

1.2.1甲苯歧化工艺目前,世界上传统的甲苯歧化与烷基转移技术共有6种,即Xylene-Plus法、T atoray法、LTD法、MTDP法、T2BX法以及MSTDP法。

(1)Xylene-Plus技术。

Xylene-Plus技术由美国Arco-IFP公司开发研究,于1968年实现工业化。

其简要的工艺流程为原料甲苯和C9芳烃经换热器与反应器流出物料换热后,再经原料加热炉加热到预定温度,进入反应器与来自催化剂分离罐的催化剂并流而下发生歧化与烷基转移反应,反应气体在反应器下部与催图1 对二甲苯分子图示化剂分离出来,经热交换器冷却、冷凝和气-液分离,而后送往稳定塔和分馏工段。

该工艺的优点是:(1)采用连续再生的移动床反应器,因而不必临氢操作,不消耗氢气;(2)反应压力接近于常压,表压一般在0.08 MPa,反应温度在500℃左右操作,由于是常压、不临氢、反应温度又不太高,因此对反应器材质无特殊要求;(3)催化剂为含稀土金属的Y-沸石分子筛,价格便宜并可循环使用;(4)由于采用具有十二元环结构的大孔分子筛为催化剂,反应原料可以为纯甲苯,也可以为甲苯和C9芳烃混合物。

石油芳烃的生产—对二甲苯的生产

石油芳烃的生产—对二甲苯的生产

C8芳烃的分离
3、对二甲苯、间二甲苯的分离
对、间二甲苯二者 沸点相差仅0.75℃
深冷结晶分离法 络合萃取分离法 模拟移动床吸附分离法
C8芳烃的分离
3、对二甲苯、间二甲苯的分离
模拟移动床吸附分离法
定义:利用某种固体吸附剂,有选择地吸附混合物中某一组分,随后使之从吸附剂 上解吸出来,从而达到分离的目的。吸附分离C8混合芳烃是采用液相操作。 分离原理:选择分子筛作为吸附剂,它对于对二甲苯吸附能力较强,而对其它的二 甲苯异构体吸附能力较弱,从而使对二甲苯可以从混合二甲苯中被分子筛吸附;然 后用一种液体脱附剂冲洗,使对二甲苯从分子筛吸附剂上脱附;最后用精馏的方法 分离对二甲苯和脱附剂,从而达到分离对二甲苯与其它异构体的目的。
C8芳烃的分离
3、对二甲苯、间二甲苯的分离
模拟移动床吸附分离法 ➢ 吸附分离首先由美国UOP公司解决了三个问题而实现了工业化。
一、成功研制了对各种二甲苯异构体有较高选择性吸附的固体吸附剂。 二、研制成功以24通道旋转阀进行切换操作的模拟移动床技术。 三、找到了一种与对二甲苯有相同吸附亲和力的脱附剂。 ➢ 工艺过程简单,单程回收率高达98%,生产成本低,已取代深冷结晶, 成为一种广泛采用的二甲苯分离技术。
例,增加二甲
数 10
C8 /
100
芳 50 烃 苯 10 ( 摩5 尔 比 )1
/%
苯的产量.
0
0.5
20 40 60 80 100
原料中三甲苯摩尔分数/%
原料中三甲苯 浓度为50%左 右时,产物中C8 芳烃浓度最高
对二甲苯的生产
3、甲苯歧化的工艺条件
C9芳烃中除了三甲苯外还有三个甲乙苯异构体和丙苯 除了发生甲基转移反应外,主要发生氢解反应

芳烃的异构化生产对二甲苯的工艺流程

芳烃的异构化生产对二甲苯的工艺流程

一段
二段
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。
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
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?
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

对二甲苯简介演示

对二甲苯简介演示
熔点与沸点:对二甲苯的熔点较低, 通常为无色透明液体,沸点较高,易 于分离和提纯。
密度与折射率:对二甲苯的密度和折 射率与温度、压力等因素相关,可作 为其纯度检测的参考指标。醇、乙醚等。
通过以上介绍,我们可以看出对二甲 苯作为一种重要的有机化工原料,在 化学工业和相关领域具有广泛的应用 前景。
全球对二甲苯市场现状
生产与消费
目前,全球对二甲苯的生产与消 费均保持稳步增长,尤其在亚洲 地区,其增长速度更是领先于全 球其他区域。
竞争格局
在全球范围内,对二甲苯的生产 商众多,但高端、高纯度对二甲 苯的生产技术仍掌握在少数几家 大型化工企业手中。
中国对二甲苯市场现状
生产能力
中国是对二甲苯的生产大国,其生产能力逐年提升,不仅能满足国内需求,还 有部分产品出口至海外。
致癌性
长期暴露于高浓度的对二甲苯环境中,可能增加 某些癌症(如肺癌)的风险。
对二甲苯的安全操作规范
个人防护
操作人员应佩戴合适的防护服、护目镜和防毒面具,以防止对二 甲苯与皮肤接触和吸入。
通风措施
工作场所应保持良好的通风,减少空气中对二甲苯的浓度。
储存与运输
对二甲苯应存放在干燥、通风良好的地方,远离火源和氧化剂,运 输过程中应防止泄漏和碰撞。
对二甲苯的环保处理与处置
1 2 3
废气处理
对二甲苯生产过程中产生的废气应经过活性炭吸 附、催化燃烧等处理方式,以降低挥发性有机物 的排放。
废水处理
对二甲苯生产废水应采用生物处理、化学氧化等 方法,确保废水中的对二甲苯含量达到排放标准 。
废弃物处置
对二甲苯废弃物应采用符合环保要求的焚烧、填 埋等处置方式,避免对环境和人体造成危害。
THANKS

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(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。

对二甲苯生产

对二甲苯生产

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PXPlusXP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GT2CrystPX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。

对二甲苯-PX生产工艺简介

对二甲苯-PX生产工艺简介
作业
2014年4月28日
PX生产方法和工艺流程的选择
学生:小轩 学号:8888888
School of chemistry and chemical engineering
1
一、PX概况
2007年
2009年
2010年
2011年
2012年
2013年
2014年
厦门腾龙 海沧PX项 目爆发群 体性事件
厦门海 沧PX迁 址漳州 青岛 PX2008 年投产
甲苯的甲醇甲基化
甲苯的甲醇甲基化是有望增加对二甲苯产量的一种新工艺路线这类装置的 是深吸经其孚问绍3的苯再0一冷附济收以世在专~平通个结分效率及。得利从3衡目过将将5物晶离益要G到和重物前%吸C不T理法法主比的工7整,过国C附A含过、最要传大二业混是及程际分或程络为取统公甲装合一C,上离低9。合先决的司苯置二个其A还技含分分进于甲等均混,甲很中有术P离离。是苯非在合国苯好途使X进混 法 否 歧二的进物内中的径用行二、与化甲混行中正通P二甲分X甲吸大工苯合研处P过和苯离生X苯附规艺组二究在吸三进的。产四分模高份甲开研附是行浓途种离的出通苯发究分化择度径异法甲近过通,试离学形可。构,醇一歧过但验等过催达目体其生倍化二目阶物程化到前的次产,与甲前段理。来9世工还装B烷苯0世。过生界~P业有置基异界程、产上9方共配转构上5将杜对M%法晶套移化还其邦二OW中、。转反没B中、甲t。I,磺该化应有L的陶苯公单其化方成转大P氏和司程X物等法含化规化苯组有转理方的有成模学的份甲化过法吸PP的、途分X苯X率程,引生的埃平径离择可主其力产混克衡,出形达要中在装二森物据来歧到有以于置甲美后介,化
茂名市政 府承诺达 成共识后 才启动项 目
2
一、PX概况
聚酯瓶片

强化甲苯甲醇烷基化生产对二甲苯工艺

强化甲苯甲醇烷基化生产对二甲苯工艺

摘要对二甲苯(PX)作为重要的有机化工原料被广泛用于合成树脂、医药、化纤和农药等化工领域。

工业上常用的生产工艺是芳烃联合装置和甲苯择形歧化,但目前甲苯烷基化工艺具有高甲苯利用率、高对二甲苯选择性的特点,被认为更有前景。

现有的甲苯烷基化制对二甲苯工艺可实现高的对二甲苯选择性,但甲醇转化率仍低至70.0 %,需要甲醇回收循环系统,并且下游分离轻组分(甲醇、甲苯)时甲苯的损失量较多。

针对传统工艺中存在的问题,本课题提出强化甲苯烷基化合成对二甲苯工艺,解决工艺中因反应不完全而存在甲醇、甲苯双组份分离循环的现状,开发出一个基于甲醇完全转化省略甲醇分离回收系统的对二甲苯生产新工艺流程来增加过程竞争力。

使用Aspen Plus中自带的灵敏度分析工具和序列二次规划(SQP)优化方法得到了高甲醇转化率和高对二甲苯选择性的最佳反应条件。

结果发现甲醇转化率可以达到98.0 %,对二甲苯的选择性为92.0 %,与现有工艺相比,反应温度和反应压力稍微有所提高,分别为442.5 ᵒC和4.0 bar,但去除了甲醇回收循环系统并减少了下游甲苯损失,所改进的工艺显著降低11.7 %的投资成本和13.4 %的运营成本。

在此基础上,本课题采用Aspen Energy Analyzer中的夹点分析技术对流程进行换热网络优化,以提高能量效率。

结果发现热集成后流程操作成本进一步降低了22.3 %。

在过程强化的情况下,相比现有工艺,总的年投资成本(Total Annual Cost,TAC)减少了27.8 %,二氧化碳排放量减少了40.2 %。

关键词:过程强化,对二甲苯,甲苯烷基化,热集成,TACABSTRACTp-Xylene (PX) is an important organic chemical material that can be widely used in chemical synthetic resins, pharmaceutical, chemical fiber, and pesticides industries. The p-xylene production through toluene alkylation is considered to be more promising due to high conversion of toluene and high selectivity of p-xylene, compared to aromatics combination unit and toluene disproportion. Nowadays the existing p-xylene production process through toluene alkylation could achieve high selectivity of p-xylene, the methanol conversion is still as low as 70.0 %, requiring methanol recovery and recycle system and resulting in additional loss of toluene in the downstream separation of light component, methanol and toluene.Aiming at the existing problems in the traditional process, the study proposes an intensified p-xylene production process through toluene alkylation to solve the present situation of methanol and toluene two-component separation cycle due to incomplete reaction in the process. A new process for the production of p-xylene based on complete methanol conversion and omitting methanol separation and recovery system is developed to increase process competitiveness. The optimal reaction conditions for the alkylation reactor are generated using the sensitivity analysis tool and sequential quadratic programming (SQP) optimization solver in Aspen Plus. It is found that the methanol conversion could reach 98.0 % with p-xylene selectivity of 92.0 % through slightly increasing reaction temperature to 442.5 ᵒC and pressure to 4.0 bar compared to the existing process, resulting in the removal of methanol recovery and recycle system and less Toluene loss in the downstream separation. The results demonstrate that the ameliorated process could achieve significant reduction of 11.7 % in capital cost and 13.4 % in operating cost.On this basis, heat integration is conducted using pinch analysis tool implemented in Aspen Energy Analyzer to improve energy efficiency. It is found that the operation cost is reduced by 22.3 % after heat integration. Under the circumstance of process intensified, the overall total annualized cost (TAC) is reduced by 27.8 % and CO2 emissions are decreased by 40.2 % compared to the existing process.Keywords:Process Intensified,p-Xylene, Toluene Alkylation, Heat Integration, TAC目录中文摘要 (I)英文摘要..................................................................................................................................... I I 1 绪论. (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究的目的和意义 (1)1.3 研究的主要内容 (2)1.4 研究的主要思路 (2)1.5 创新点 (3)2 文献综述 (5)2.1 对二甲苯性质及应用简介 (5)2.2 烷基化工艺技术进展 (5)2.2.1 烷基化工艺技术国外进展 (5)2.2.2 烷基化工艺技术国内进展 (6)2.3 换热网络优化 (7)2.4 化工模拟和强化 (9)2.4.1 化工过程模拟和强化简介 (9)2.4.2 烷基化工艺强化研究现状 (9)2.5 本章小结 (10)3 对二甲苯生产现有工艺 (11)3.1 烷基化反应机理 (11)3.2 烷基化反应热力学 (11)3.3 烷基化反应动力学 (12)3.4 反应精馏工艺 (13)3.5 物性方法 (14)3.6 工艺全流程模拟 (15)3.7 现有工艺存在的问题 (18)3.8 本章小结 (18)4 基于改进的甲醇完全转化工艺 (19)4.1 可行性分析 (19)4.1.1 动力学角度 (19)4.1.2 热力学角度 (21)4.1.3 小结 (22)4.2 反应过程工艺优化 (22)4.2.1 目标函数 (23)4.2.2 约束条件 (23)4.2.3 优化结果 (24)4.3 精馏过程工艺优化 (25)4.3.1 脱苯塔的严格计算及灵敏度分析 (25)4.3.2 脱甲苯塔的严格计算和灵敏度分析 (29)4.3.3 对二甲苯塔严格计算及参数优化 (31)4.4 基于改进的甲醇完全转化工艺全流程模拟 (32)4.5 本章小结 (36)5 换热网络优化 (37)5.1 现有工艺换热网络优化 (37)5.1.1 工艺物流信息 (37)5.1.2 夹点分析 (38)5.1.3 用能分析 (39)5.1.4 换热网络设计 (39)5.2 改进工艺换热网络优化 (41)5.2.1 工艺物流信息 (41)5.2.2 夹点分析 (42)5.2.3 用能分析 (43)5.2.4 换热网络设计 (43)5.3 本章小结 (45)6 经济与环境可行性分析 (46)6.1经济可行性分析 (46)6.1.1 经济核算依据 (46)6.1.2 经济分析 (47)6.2环境可行性分析 (49)6.2.1 环境核算依据 (49)6.2.2 环境分析 (49)6.3 本章小结 (50)7 结论与展望 (51)7.1结论 (51)7.2展望 (52)致谢 (53)参考文献 (54)附录 (58)A. Capital cost formulas (58)1 绪论1.1 研究背景对二甲苯(PX)作为一种重要的大宗有机化工原料,在合成树脂、医药、农药、塑料和化学纤维等生产领域被广泛应用[1-2]。

对二甲苯(PX)生产工艺技术

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。

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对二甲苯(PX)简介
性质:无色透明液体,具有芳香气味。比重0.861,熔 点13.2℃,沸点138.5℃,闪点25℃,能与乙醇、乙醚、 丙酮等有机溶剂混溶。可燃,低毒化合物,毒性略高于 乙醇,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,爆炸极限 1.1%~7.0%。
用途:用于生产对苯二甲酸,进而生产对苯二甲酸乙二 醇酯、丁二醇酯等聚酯树脂,也用作涂料、染料和农药 等的原料。
冷却来自脱庚烷塔的C7-塔顶物,并分离成气体和液体产品,把脱庚烷塔塔顶 气体排到燃料气体系统。重新循环回到铂重整装置脱丁烷塔,以使在这个物 流中的苯可以在环丁塔顶液体砜中回收,来自脱庚烷塔的C8+•分馏物经过白 土处理,同新鲜混合二甲苯进料混合,然后再循环回到二甲苯塔装置。
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二甲苯的异构化工艺图
生产前景:我国是世界上最大的PX生产和消费大国, 但国内自给能力存在巨大的缺口,为我国化工企业提供 了非常可观的市场发展空间和机遇。
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常见生产工艺流程
一、甲苯歧化工艺
1. 工艺流程简介
甲苯歧化工艺采用一种非常简单的流程,它包括一个固定床反应器和一个产 品分离器,如下图所示。
新鲜进料(纯甲苯或甲苯与C9芳烃(A9)的混合物)先与富含氢气的循环气混合, 与热反应器的排出物换热后进入加热炉,在加热炉内汽化,达到到反应温度 时,热的蒸汽进料送至反应器,然后向下流过固定床催化剂。反应器的排出 物通过与混合进料换热器换热,进行冷却。混合进料包括进料与氢气补充气, 然后送至一个产品分离器。氢气富气从分离器顶部抽出,再返回反应器,一 小部分循环气用来吹扫,清除循环线路中积累的轻质轻。分离器底部的液体 送至汽提塔,汽提塔塔顶的C5冷却后分离出气、液相产品。汽提塔塔顶气送至 燃料气系统,塔顶液打回铂重整装置脱丁烷塔,而物流中的苯可以在环丁砜 装置中回收,苯和二甲苯产品,伴随未反应的苯和A9,从汽提塔底部抽出, 再回到芳烃装置的苯、甲苯分馏进行循环。
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2.主要设备
1.旋转阀 2.吸附室内件或“栅板” 3.旋转阀的控制系统 4.循环回流泵 5. net flonss
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3.吸附分离工艺的特点
优点:
1)产品纯度高 2)回收率高 3)异构化的最佳使用 4) 吸附剂寿命长 5)公用工程消耗低
缺点:
1.分离过程较复杂,成本较高。 2.循环回流泵必须在四种不同的流量情况下进行运转,对泵的 性能要求
来自抽提液塔塔底和提余液塔塔底的脱附剂通过旋转阀或程序控制系统循环
回到吸附室,进料中任何污染物将聚在脱附剂上。为防止污染聚积,要制订
措施,以便使循环脱附的一部分流进到一个小型的脱附剂再蒸馏塔,在此除
去任何污染物。在正常运转期间,混合二甲苯在被送入吸附分离装置之前要
以汽提、白土程图
缺点:
1.甲基歧化工艺要求在一定的氢气气压下进行,以尽量防 止催化剂结焦。 2.对歧化原料杂质含量要求高。如总氮含量不能超过 0.1PPm,总氯和总硫含量均不能超过1PPm。
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二.吸附分离工艺技术
1.工艺流程简介
在吸附分离工艺中,有4股物流,通过旋转阀或控制阀系统将这些物流分配到
吸附室。这些物流包括:进料输入——混合二甲苯进料,抽出液——对二甲 苯与脱附剂,抽余液——乙苯、间二甲苯、邻二甲苯与脱附剂,脱附剂送 入——循环来自馏份工段的脱附剂。
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2.主要设备
1)进料加热炉 2)反应器 3)产品分离器 4)循环气压缩机 5)脱庚烷塔 6)换热器
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3.甲苯的异构化工艺的特点
优点:
1.原料来源广泛。基本不含或含少量PX的混合C8芳烃均可为原料 2.裂化非芳香介质的这种性能取消了混合二甲苯萃取的要求,它 大大的减少了环丁砜装置的规模。 3.PX产率较高,催化剂稳定性好。
缺点:
1.异构化设备多为进口,成本高。 2.贵金属催化剂比较昂贵,稳定性的要求导致对进料要求高
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将来自旋转阀的稀释抽提液送入到抽提液塔,以便分离来自脱附剂的抽提液。
将来自抽提液塔塔顶的馏出物送到成品精制塔,在这里,进料带来的少量甲 苯都能分离出来而及到高纯度的对二甲苯产品。
将来自旋转阀的稀释提余液送到提余液塔,以便分离来自脱附剂的提余液。 提余液塔出来的塔顶馏出含有“尚未萃取”的C8芳烃:乙苯加的对二甲苯, 最后循环到吸附分离装置。、间二甲苯、邻二甲苯。然后,将提余液产品送 到异构化装置,在此生成附的对二甲苯,最后循环到吸附分离装置。
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歧化与烷基转移流程图
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2.主要设备
1)进料加热炉 2)反应器 3)产品分离器 4)循环气压缩机 5)汽提塔 6)换热器
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甲苯歧化工艺的特点
优点:
1.可以同时加工C9A•和甲苯:加工C9A•使得二甲苯生产的进 料增加,并且改变装置的选择性,产物由苯变为二甲苯。 2.单程转化率比较高:假定进料为50:•50的甲苯和C9芳烃, 甲苯歧化过程单程转化率约为50%。 3.甲苯歧化工艺得到石化级的苯和二甲苯产物。
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三.二甲苯的异构化工艺
1.工艺简介:异构化装置总是和一种或更多种二甲苯异构物回收联合一起的, 大多数情况下,异构化和对二甲苯吸附分离过程联合在一起以回收对二甲苯。
为符合对二甲苯装置的进料规格,把去对二甲苯吸附分离异构化环路的新 鲜混合二甲苯进料先送到二甲苯塔,该塔可以设计为底回收邻二甲苯或者简 易地从塔底排放C9+•芳香化合物,然后,把含有不到500ppm的C9+•芳香烃的 二甲苯塔顶物送入对二甲苯塔顶吸附分离装置,该装置中,在单程回收率97 %(重)情况下,产生99.9%(重)纯度的对二甲苯。去异构化装置的进料 最先与富氢循环气和补充因在异构化反应器中所消耗的少量氢气混合,混合 进料同反应器流出物换热后预热,然后在升高到反应器操作温度的加热炉中 蒸发,把热进料蒸汽送入反应器。在这里,蒸汽径向地通过催化剂固定床, 反应后的物料同混合进料换热冷却,然后到产品分离器,在产品分离器的顶 端取出富氢气体,并循环回到反应器,少部分循环气进行吹扫以除去来自循 环气回路中累积的轻质烃。把来自产品分离器底的液体送到脱庚烷塔。
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