甲苯的生产工艺技术及技术进展

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甲苯的生产工艺技术及技术进展

2023-09-30 23:38| 来源: 网络整理| 查看: 265

具体而言,芳烃分离包括精馏、共沸蒸馏、溶剂抽提、抽提蒸馏、吸附分离、渗滤分离、结晶分离和络合分离等技术。工业上广泛应用的是溶剂抽提法,按所用溶剂的不同可分为Udex法、环丁砜(Sulfolane)法、N-甲基吡咯烷酮(Arosolvan)法、二甲基亚砜(DMSO)法、IFP法以及N-甲酰基吗啉(Formex)法等。世界上已建成的芳烃装置基本采用前两种方法。国内早期建设的装置大多采用Udex法,所用溶剂已逐步改为四乙二醇醚,近年来新建的装置多采用Sulfolane法。

(1)Udex法。以二甘醇(DEG)和二乙二醇胺(DGA)为溶剂,抽提塔为筛板塔。操作条件为:120-140℃,溶剂比(相对进料而言,下同)为10-17,回流比(相对进料而言,下同)为1;0-1.4,溶剂含水质量分数为8%-10%,芳烃回收率为:苯99.5%,甲苯98.0%,二甲苯95.0%。消耗指标(以每吨芳烃计,下同)为蒸汽1.4-1.9t,电12-36kW.h,水41-100t,溶剂0.55kg。此法的特点为:溶剂除上述2种外,还可用三乙二醇醚等,汽提塔采用正压操作。用DEG和DGA做溶剂时,抽提产品能耗为3.193X106J/t。采用三乙二醇醚作溶剂时,产品能耗降至2.129X106J/t,产能提高20%-30%。用四乙二醇醚作溶剂时,产品能耗降至1.916x106J/t,产能提高10%-20%。美国UOP公司与美国联合碳化物公司联含开发了Udex改进工艺-Carom芳烃抽提工艺。此工艺采用一种混合溶剂,即四甘醇与三乙二醇醚的混合物,这样不仅可以提高产品质量和回收率,而且处理量可提高40%-100%,同时能耗降低30%以上。

(2)Sulfolane法。Sulfolane法是以环丁砜为溶剂,抽提塔采用筛板塔或转盘塔。操作条件为:70-99℃,溶剂比为2.0-3.5,回流比为0.4-0.6,溶剂含水质量分数为0.6%-0.7%。芳烃回收率为:苯99.9%,甲苯99.0%,二甲苯96.5%。消耗指标为:蒸汽0.8t,电6.3kW.h,水31t,溶剂0.13kg。此法的特点为:流程简单,无芳烃水洗塔及水分馏塔,投资和消耗低,芳烃回收率高;原料范围宽,可抽提C6-C11的芳烃;成品塔需负压操作;对碳钢不腐蚀;溶剂为环丁砜。

(3)Arosolvan法。Arosolvan法是以N-甲基吡咯烷酮为溶剂,抽提塔为混合沉降槽。操作条件为:30-60℃,溶剂比为7.7,回流比为0.8-1.2,溶剂中含二甘醇质量分数为45%。芳烃回收率为:苯99.9%,甲苯99,0%,二甲苯96.0%。消耗指标为蒸汽0.8t,电11kW.h,水30t,溶剂0.18kg。此法的特点为:选用N-甲基吡咯烷酮与二甘醇二元溶剂,烯烃由残油层去除,不必白土吸附;抽提蒸馏塔负压操作,溶剂无需经常再生;流程较复杂。

(4)IFP法。IFP法是以DMSO为溶剂,抽提塔为转盘塔。操作条件为:30℃,溶剂比为7-8,回流比为0.32,溶剂含水质量分数为9.0%。芳烃回收率为:苯99.9%,甲苯98.0%,二甲苯90.0%。消耗指标为:蒸汽2.25t,电9.43 kW.h,水26t,溶剂0.14kg。此法的特点:可抽提重芳烃(如煤油芳烃),采用高烯烃质量分数的原料,不必加氢处理;采用丁烷反抽提法,流程复杂;溶剂较便宜,但热稳定性差;溶剂为二甲基亚砜。

(5)Formex法。Formex法是以N-甲酰基吗啉为溶剂,抽提塔为搅拌填料筛板塔。操作条件为:40-70℃,溶剂比为6.0。芳烃回收率为:苯99.9%,甲苯99.0%,二甲苯97.0%。消耗指标为:蒸汽0.65-0.85t,电10-13 kW.h,水8-10t,溶剂0.1kg。此法的特点为:利用芳烃和水回流的方法抽提,抽提物中芳烃用与水共沸蒸馏的方法回收。 摘自六鉴投资网(6chem.com)《甲苯技术与市场调研报告》《甲苯投资分析报告》

分析这5种芳烃抽提工艺,可以看到以环丁砜为溶剂的Sulfolane法抽提操作条件比较缓和,溶剂比只有2.0-3.5;溶剂含水质量分数低;回流比略高于IFP法,而低于其他方法。Sulfolane法和Formex法能耗较低,而芳烃回收率较高,产品纯度也高,但后者溶剂来源相对困难,且工业经验少,所以没有前者应用广泛。Sulfolane法和Udex法装置投资较低。

溶剂对芳烃的溶解能力决定着溶剂的流率,因此也就决定着装置投资和操作费用;同时它又决定着分离效果和芳烃产品的纯度。溶剂对芳烃的溶解能力由高至低依次为:N-甲基吡咯烷酮,四乙二醇醚,环丁砜,N-甲酰基吗啉,二甲基亚砜,三乙二醇醚,二乙二醇醚。而选择性以环丁砜和二甲基亚砜为最好,三乙二醇醚和N-甲酰基吗啉次之,N-甲基吡咯烷酮较次。

因为原料与溶剂在抽提塔内进行液-液逆流连续操作,两相应有较大的密度差,所以要求溶剂的密度比芳烃的高,差值越大越有利于分离。而溶剂相与芳烃相间的界面张力越小,黏度越小,越有利于传质和传热。在常用的芳烃抽提溶剂中,环丁砜的密度较大。溶剂的沸点越高,与所抽提芳烃的沸点差越大,越便于用分馏的方法分离。环丁砜、三乙二醇醚和N-甲酰基吗啉的沸点比催化重整或加氢裂解汽油原料的干点高60-80℃。化学稳定性以环丁砜、四乙二醇醚和N-甲酰基吗啉为较佳。它们的起始分解温度大于220℃,在正常操作温度下不会产生分解。溶剂的比热容小,回收时消耗的热量就少。芳烃抽提常用溶剂中环丁砜的比热容较小。

综上所述,常用的芳烃抽提溶剂以环丁砜为最好,其次是N-甲酰基吗啉,而后者却越来越受到关注。这是由于:(1)其沸点只有244℃,较环丁砜(285℃)低,且其分解温度大于230℃,溶剂消耗量少,回收简便;(2)使用过程中不需添加pH值调节剂和氮气保护;(3)与其他芳烃抽提工艺相比,其能耗可以降低20%-40%;(4)无毒、无腐蚀,且化学稳定性好。用N-甲酰基吗啉为溶剂,采用液-液抽提、抽提精馏或者两法配合使用,有利于芳烃精制。

摘自六鉴投资网(6chem.com)《甲苯技术与市场调研报告》《甲苯投资分析报告》

技术分类:化工

技术成熟度:工业化

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