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對二甲苯分離提純進展

文章作者:二甲苯發布時間:2018-12-23 10:06浏覽次數:

       對二甲苯是一種重要的有機化工原料,主要用于合成對苯二甲酸或對苯二甲酸二甲酯;對苯二甲酸與乙二醇反應得到的聚酯性能優異,廣泛應用于纖維、膠片和樹脂的制備,是一種十分重要的合成纖維和塑料的原料。随着全球聚酯需求的猛增,對二甲苯的生産将迅速增長,根據英國Tecnon咨詢公司1999年12月的預測結果,在2001~2007年期間全球對二甲苯需求量的絕對增長值為704.2萬t,預計年增長率在5.6%左右。分離混合二甲苯是制備對二甲苯的主要方法。混合二甲苯是由對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯等二甲苯異構體和乙苯組成的混合物(簡稱C8餾分),各組份密度接近且沸點差較小,如對二甲苯與乙苯的沸點差是2.18℃,對二甲苯與間二甲苯的沸點差隻有0.75℃,難以用傳統精餾的辦法分離。目前分離C8餾分的方法主要有吸附法、絡合萃取法、冷凍結晶法和新開發的吸附-結晶集成分離法等。
二甲苯
吸附分離法
 
      美國環球油品公司(UOP)于20世紀60年代推出了Parex工藝,該工藝由高選擇性的吸附劑、脫附劑和模拟移動床分離技術組成。吸附劑采用八面沸石型分子篩,利用分子篩内1nm左右的微孔通道對C8各異構體進行吸附,而微孔對于對二甲苯的吸附能力最強;脫附劑一般采用對二乙苯或甲苯,它們不僅與原料中各個組份互溶,而且與C8芳烴中各組份的沸點相差較大,易于回收利用;模拟移動床技術是Parex工藝的核心,吸附塔進出物料的周期性分配全部通過UOP的專利技術即24通旋轉分配閥實現。Aromax吸附分離法由日本東麗(Toray)公司開發,與Parex法極為相似,唯一不同的是吸附器為卧式,由許多分割的小室組成,每個小室都設計有進出口閥門,操作過程中物料與吸附劑在各個小室陸續接觸,從而實現了連續的吸附分離。此外,日本的旭化成公司利用置換色譜原理,用改進的沸石固體吸附劑和特殊的脫附劑開發出能同時分離對二甲苯和乙苯的Asahi法[9~10],并已經應用于中試裝置。我國從20世紀70年代開始從C8餾分中吸附分離對二甲苯的研究,石油化工科學研究院采用多柱串聯流程進行氣相吸附分離,已完成中試。

絡合萃取法
二甲苯
      絡合萃取法是利用烴類的堿性與絡合萃取劑的酸性形成酸堿絡合物而進行分離的方法。絡合萃取劑一般采用BF3-HF,其中BF3為路易斯酸,芳烴為路易斯堿。C8餾分中4種異構體的相對堿度迥然不同,若以對二甲苯為1,則乙苯為0.14,鄰二甲苯為2,而間二甲苯則高達100,因此相對堿度最大的間二甲苯與BF3-HF形成穩定的絡合物,從而可從混合二甲苯中有效地分離。絡合萃取法的另一特點是分離過程中,BF3-HF不僅充當絡合萃取劑,而且也是液相異構化反應的催化劑,液相異構化反應的溫度遠低于氣相反應溫度,有利于對二甲苯的生成和減小高溫歧化、烷基化等副反應而造成混合二甲苯的損失。應用絡合萃取法分離混合二甲苯被日本三菱瓦斯化學公司完全壟斷,三菱公司開發的MGCC法是目前有效分離間二甲苯的唯一工業化方法,此技術大大簡化了其它C8芳烴的分離過程,降低了操作費用。MGCC法分離得到的間二甲苯的純度≥99%,隻有<1%的間二甲苯留在抽餘相中。