CN101125793A - 一种高纯度石油间二甲苯的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高纯度石油间二甲苯的制备工艺，采用异构体的混合二甲苯为原料，该工艺主要包括预分馏、吸附分离、超精馏三个步骤，将原料通过脱非芳烃塔和脱乙苯塔，脱尽其中的非芳烃和乙苯后，将剩余的混合二甲苯送入吸附分离系统，其中的对二甲苯和余量乙苯被吸附剂所吸附，所得的吸余液通过间二甲苯塔，将间二甲苯与邻二甲苯进行分离，塔顶馏出物为间二甲苯产品，塔底物料主要为邻二甲苯。本发明与现有技术相比不仅生产出高纯度(≥99.5％)的石油间二甲苯，并且回收率高、工艺路线简单、成本低、经济、无污染。

Description

一种高纯度石油间二甲苯的制备工艺

技术领域

本发明涉及石油间二甲苯，尤其涉及一种高纯度石油间二甲苯的制备工艺，属于石油化工领域。

背景技术

目前工业上常用的高纯度石油间二甲苯制备方法主要为吸附分离法。

吸附分离法主要是利用固体吸附剂(通常是具有一定形状和孔径的分子筛)对C8芳烃各种同分异构体的吸附能力的不同来分离各组分。

最具代表性的就是美国UOP公司采用的Parex工艺，利用固体吸附剂来吸附高纯度间二甲苯。该工艺具有无腐蚀、无污染、产品纯度高、回收率高，但投资大、设备复杂、自控程度高、工艺流程长。

中石化石油化工科学研究院于95年申请的发明专利(专利名称：高纯度间二甲苯的制备工艺，专利号：95103051.5)中提出的高纯度间二甲苯的制备工艺路线主要采用邻二甲苯进行异构化成为混合二甲苯，再进行吸附分离，然后再精馏。这种工艺路线太长、且原料价格高供应难度大、不仅不经济，并且只能得到纯度只能小于99％的间二甲苯，收率也低。目前这个工艺也没有正式应用。

中石化金陵石油化工公司和复旦大学申请的发明专利(专利名称：一种从混二甲苯和乙苯中分离间二甲苯与邻二甲苯的方法，专利号：95112773.X)中提出从混合二甲苯和乙苯中分离间二甲苯与邻二甲苯的方法，它采用的工艺路线是将混合二甲苯和乙苯通过吸附分离系统，其中的吸附剂选择吸附对二甲苯和乙苯，吸余油为间二甲苯和邻二甲苯，再用常规精馏方法将吸余油分离制取纯度大于99.5％的间二甲苯和邻二甲苯，而这种工艺风险很大，因为混合二甲苯中多少都会含有非芳烃和重芳烃，而这种吸附剂只能选择性地吸对二甲苯和乙苯，如果没有在吸附前进行预分馏及脱乙苯的话，非芳烃与重芳烃永远留在吸余油中间，而且用常规的精馏方法分离间二甲苯与邻二甲苯，间二甲苯与邻二甲苯的纯度都很难达到很高，所以虽然看起来工艺路线简单，但实际上操作起来风险很大。

发明内容

针对上述的问题，本发明的目的是提供一种纯度更高、收率更好、更经济、更适合工业化生产的石油间二甲苯制备方法。

本发明的技术方案是：一种高纯度石油间二甲苯的制备工艺，采用异构体的混合二甲苯为原料，该工艺主要包括预分馏、吸附分离、超精馏三个步骤，具体如下：

(1)原料通过脱非芳烃塔进行预分馏，脱尽其中的非芳烃后，再送入脱乙苯塔，脱除其中的乙苯，取剩余的混合二甲苯；

(2)将步骤(1)所得剩余的混合二甲苯送入吸附分离系统，其中的对二甲苯和余量乙苯被吸附剂所吸附，所得的吸余液主要为间二甲苯和邻二甲苯的混合液；

(3)步骤(2)所得吸余液通过间二甲苯塔，将间二甲苯与邻二甲苯进行超精馏分离，塔顶馏出物为间二甲苯产品，塔底物料主要为邻二甲苯；所述的间二甲苯塔为超精馏塔。

采用上述技术方案，一方面对原料进行了预分馏，脱尽了原料中的非芳烃并且脱除了少量的乙苯，简化了后续操作，同时也保证了最后间二甲苯产品的纯度；另一方面，通过吸附分离系统将混合二甲苯中的对二甲苯和余量乙苯吸附，再对所得的吸余液再进行超精馏，分离出来的间二甲苯的纯度能达到≥99.5％。

步骤(1)中所述的脱非芳烃塔的塔顶温度控制在133℃±1℃，塔底温度控制在144℃±2℃，回流比控制在18～20；所述的脱乙苯塔的塔顶温度控制在136℃±1℃，塔底温度控制在144℃±2℃，回流比控制在83～90。

作为本发明的进一步改进，步骤(2)中所述的吸附剂采用无粘结剂疏水硅沸石分子筛吸附剂。所述的吸附剂所在的吸附床层的吸附压力为常压，所述的吸附床层的平均吸附温度为168℃。吸附剂由于吸附了大量的对二甲苯和乙苯，逐渐达到饱和，将该吸附剂的动态吸附容量控制在2.4％～2.8％，吸附时间为18～21分钟，之后停止吸附操作。

完成吸附操作后，对吸附分离系统中的吸附床进行中吹操作，所述的中吹操作是指将温度为184℃～189℃的水蒸汽从吸附床的底部进入，由下而上从吸附床顶流出，吸附床顶流出的液体送入步骤(2)中的吸附分离系统；中吹空速控制在0.6～1.05时^-1，吹扫时间为2.5～3.3分钟。

完成中吹操作之后，对吸附床进行脱附操作，采用的脱附剂为水蒸汽；所述的脱附操作是指向所述的吸附床的底部顶进大量的水蒸汽，脱除吸附床中所吸附的物质；脱附空速控制在0.6～1.05时^-1。

上述改进方案中，采用只吸附对二甲苯和乙苯的无粘结剂疏水硅沸石分子筛吸附剂，完成吸附后，采用水蒸汽对吸附剂层进行中吹和脱附操作。一方面中吹操作顶出了吸附剂层中的原料气(其中含有少量的间二甲苯)，并再进入步骤(2)中的吸附分离系统，从而大大提高了间二甲苯的回收率；另一方面采用水蒸汽进行脱附剂，整个过程无“三废”排放，操作更环保。

作为本发明的更进一步改进，步骤(3)中所述的间二甲苯塔由两组超精馏间二甲苯塔组成，所述的间二甲苯塔的塔顶温度控制在：139℃±0.2℃，塔底温度控制在：148℃±1℃，回流比控制在：38～43。

还包括步骤(4)：将步骤(3)所得的塔底物料送入邻二甲苯塔再次进行超精馏分离；所述的邻二甲苯塔为超精馏塔，邻二甲苯塔的塔顶温度控制在：140℃±0.5℃，塔底温度控制在：156℃±2℃，回流比控制在38～43；经邻二甲苯塔超精馏分离后，塔底物料中的邻二甲苯含量≥98％，塔顶馏出物送入步骤(3)中的间二甲苯塔。

上述改进方案中，一方面采用了两组超精馏间二甲苯塔，进一步确保馏出的间二甲苯纯度在95％以上；另一方面，将间二甲苯塔的塔底物料进行再次超精馏分离，不仅得到了纯度超过98％的邻二甲苯，还将馏出物再送入间二甲苯塔，进一步提高了间二甲苯的回收率。

总的来说，本发明与现有技术相比的优点是：产品纯度高、回收率高、工艺路线简单、成本低、经济、无污染。这个方法目前还属于国内外首创。

附图说明

图1为本发明高纯度石油间二甲苯的制备工艺的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例来进一步阐述本发明高纯度石油间二甲苯的制备工艺。

实施例

一种高纯度石油间二甲苯的制备工艺，采用异构体的混合二甲苯为原料，该工艺步骤如下：

(1)原料经预热器预热至90℃～100℃送入脱非芳烃塔进行预分馏，脱尽其中的非芳烃后，再送入脱乙苯塔，脱除其中的乙苯，取剩余的混合二甲苯；

脱非芳烃塔的塔底用重沸热器加热，加热后塔顶馏出部分经冷凝后进该塔的回流罐，经过塔顶回流泵部分强制回流送至塔顶。脱非芳烃塔的塔顶温度控制在133℃±1℃，塔底温度控制在144℃±2℃，回流比控制在18～20。

脱非芳烃塔的塔底物料冷却后进入塔底产品中间罐，经检验若非芳烃含量≤2‰时，将塔底物料送进脱乙苯塔；若非芳烃含量超标则经泵返回原料罐。

脱乙苯塔塔底用重沸器加热后，加热后塔顶馏出部分经冷凝后进该塔的回流罐，经塔顶回流泵的部分强制回流送至塔顶。脱乙苯塔的塔顶温度控制在136℃±1℃，塔底温度控制在144℃±2℃，回流比控制在83～90。

塔顶馏出部分的乙苯含量经检验达到98％以上算合格，之后脱乙苯塔的塔底物料冷却后进入塔底产品中间罐，经检验合格的塔底物料送入吸附分离系统原料罐。

(2)将步骤(1)所得剩余的混合二甲苯送入吸附分离系统，其中的对二甲苯和余量乙苯被吸附剂所吸附，所得的吸余液主要为间二甲苯和邻二甲苯的混合液；

吸附分离系统主要由三个固定的吸附床组成，吸附床中的吸附剂采用采用无粘结剂疏水硅沸石分子筛吸附剂，并选用程控阀组DCS自动控制吸附，进料温度控制在192℃～197℃，吸附床层的吸附压力为常压，床层的平均吸附温度为168℃。剩余的混合二甲苯从吸附床底部进入，由下而上通过吸附层，其中的对二甲苯和乙苯逐渐被吸附，从吸附床顶部流出的主要是间二甲苯和邻二甲苯，从吸附床顶部流出的吸余液经换热、冷却后进入吸余液受槽。

吸附剂由于吸附了大量的对二甲苯和乙苯，逐渐达到饱和，将该吸附剂的动态吸附容量控制在2.4％～2.8％，吸附18～21分钟后停止吸附操作。

完成吸附操作后，对吸附分离系统中的吸附床进行中吹操作，所述的中吹操作是指将温度为184℃～189℃的水蒸汽从吸附床的底部进入，由下而上从吸附床顶流出(中吹空速控制在0.6～1.05时^-1，吹扫时间为2.5～3.3分钟)，从吸附床顶流出的液体经冷却后进入中吹油受槽，经分析合格后返回吸附分离系统原料罐，从而来增加间二甲苯的回收率。

完成中吹操作之后，对吸附床进行脱附操作，采用的脱附剂为水蒸汽；所述的脱附操作是指向所述的吸附床顶进大量的水蒸汽，脱除吸附床中所吸附的物质(脱附空速控制在0.6～1.05时^-1)，脱附油经空冷器冷凝及冷却器冷却后，进入抽出物受槽，油水分离后经泵送入产品罐贮存。脱附后的吸附剂还可以循环使用。

(3)步骤(2)所得吸余液通过间二甲苯塔，将间二甲苯与邻二甲苯进行分离，塔顶馏出物为间二甲苯产品，塔底物料主要为邻二甲苯；所述的间二甲苯塔为超精馏塔。

吸余液经间二甲苯塔进料泵，在流量控制下进入二组间二甲苯塔，塔底经重沸器加热，加热后塔顶馏出部分经冷凝后进入回流罐，经回流泵的部分强制回流送至塔顶。间二甲苯塔的塔顶温度控制在：139℃±0.2℃，塔底温度控制在：148℃±1℃，回流比控制在：38～43。回流罐中馏出部分进入间二甲苯产品中间罐，经分析合格后(间二甲苯纯度≥99.5％)经泵送入成品罐贮存，不合格则返回至吸余液受槽。

还可以进行步骤(4)：将步骤(3)所得的两组间二甲苯塔的塔底物料经冷却后进入塔底中间罐，经邻二甲苯塔进料泵，在流量控制下送入邻二甲苯塔再次进行超精馏分离；塔底经重沸器加热，加热后塔顶馏出部分经冷凝后进入回流罐，经回流泵部分强制回流送至塔顶；邻二甲苯塔的塔顶温度控制在：140℃±0.5℃，塔底温度控制在：156℃±2℃，回流比控制在38～43；经邻二甲苯塔超精馏分离后，塔底物料中的邻二甲苯含量≥98％，塔顶馏出物送入步骤(3)中的间二甲苯进料罐，塔底物料中邻二甲苯的含量≥98％。

另外，邻二甲苯塔的塔底物料主要是邻二甲苯，还可以对邻二甲苯进行进一步脱色。邻二甲苯塔的塔底物料经冷却后进入塔底中间罐，并送入脱色塔进料泵，在流量控制下进入脱色塔，来进一步改善邻二甲苯的色度以及脱除剩余的少量C9等重组分。

上述的脱非芳烃塔、脱乙苯塔、间二甲苯塔、邻二甲苯塔，这些精馏塔均采用上海化工研究院设计的不锈钢高效丝网填料及特殊托盘式收集分布器。

Claims (9)

1.一种高纯度石油间二甲苯的制备工艺，采用异构体的混合二甲苯为原料，其特征在于该工艺主要包括预分馏、吸附分离、超精馏三个步骤，具体如下：

(1)原料通过脱非芳烃塔进行预分馏，脱尽其中的非芳烃后，再送入脱乙苯塔，脱除其中的乙苯，取剩余的混合二甲苯；

(2)将步骤(1)所得剩余的混合二甲苯送入吸附分离系统，其中的对二甲苯和余量乙苯被吸附剂所吸附，所得的吸余液主要为间二甲苯和邻二甲苯的混合液；

(3)步骤(2)所得吸余液通过间二甲苯塔，将间二甲苯与邻二甲苯进行超精馏分离，塔顶馏出物为间二甲苯产品，塔底物料主要为邻二甲苯；所述的间二甲苯塔为超精馏塔。

2.根据权利要求1所述的一种高纯度石油间二甲苯的制备工艺，其特征在于：步骤(1)中所述的脱非芳烃塔的塔顶温度控制在133℃±1℃，塔底温度控制在144℃±2℃，回流比控制在18～20；所述的脱乙苯塔的塔顶温度控制在136℃±1℃，塔底温度控制在144℃±2℃，回流比控制在83～90。

3.根据权利要求1所述的一种高纯度石油间二甲苯的制备工艺，其特征在于：步骤(2)中所述的吸附剂是无粘结剂疏水硅沸石分子筛吸附剂。

4.根据权利要求3所述的一种高纯度石油间二甲苯的制备工艺，其特征在于：所述的吸附剂所在的吸附床层的吸附压力为常压，所述的吸附床层的平均吸附温度为168℃。

5.根据权利要求4所述的一种高纯度石油间二甲苯的制备工艺，其特征在于：所述的无粘结剂疏水硅沸石分子筛吸附剂的动态吸附容量控制在2.4％～2.8％，吸附时间为18～21分钟，之后停止吸附操作。

6.根据权利要求5所述的一种高纯度石油间二甲苯的制备工艺，其特征在于：完成吸附操作后，对吸附分离系统中的吸附床进行中吹操作，所述的中吹操作是指将温度为184℃～189℃的水蒸汽从吸附床的底部进入，由下而上从吸附床顶流出，吸附床顶流出的液体送入步骤(2)中的吸附分离系统；中吹空速控制在0.6～1.05时^-1，吹扫时间为2.5～3.3分钟。

7.根据权利要求6所述的一种高纯度石油间二甲苯的制备工艺，其特征在于：完成中吹操作之后，对吸附床进行脱附操作，采用的脱附剂为水蒸汽；所述的脱附操作是指向所述的吸附床的底部顶进大量的水蒸汽，脱除吸附床中所吸附的物质；脱附空速控制在0.6～1.05时^-1。

8.根据权利要求1所述的一种高纯度石油间二甲苯的制备工艺，其特征在于：步骤(3)中所述的间二甲苯塔由两组超精馏间二甲苯塔组成，所述的间二甲苯塔的塔顶温度控制在：139℃±0.2℃，塔底温度控制在：148℃±1℃，回流比控制在：38～43。

9.根据权利要求1所述的一种高纯度石油间二甲苯的制备工艺，其特征在于：还包括步骤(4)：将步骤(3)所得的塔底物料送入邻二甲苯塔再次进行超精馏分离；所述的邻二甲苯塔为超精馏塔，邻二甲苯塔的塔顶温度控制在：140℃±0.5℃，塔底温度控制在：156℃±2℃，回流比控制在38～43；经邻二甲苯塔超精馏分离后，塔底物料中的邻二甲苯含量≥98％，塔顶馏出物送入步骤(3)中的间二甲苯塔。

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