CN101941883A - 由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法，主要解决现有技术中存在的结晶分离过程能耗大的问题，本发明通过采用混合二甲苯经第一级结晶器中结晶后晶浆分离后得到对二甲苯晶体I和结晶过滤母液I，晶体I经换热后熔化，部分返回第一固液分离器，部分进入产品罐，结晶过滤母液I分为两股，第一股占返回结晶器中，第二股进入浆化槽，第一级结晶器中一部分晶浆经澄清后得到结晶清母液I，进入浆化槽，第二级结晶器中的晶浆经第二固液分离器分离得到对二甲苯晶体II和结晶过滤母液II，晶体II进入浆化槽，经混合换热后，分离后得到对二甲苯晶体III和结晶过滤母液III，晶体III经换热后熔化，部分返回第三固液分离器作为洗涤液，部分进入产品罐，结晶过滤母液III分为两股，第一股返回第二级结晶器中，第二股进入浆化槽，结晶过滤母液II与混合二甲苯换热后进入母液罐，结晶清母液II与混合二甲苯换热后进入母液罐的由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的技术方案较好地解决了该问题，可用于对二甲苯工业生产中。

Description

由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法

技术领域

本发明涉及一种由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法。

背景技术

对二甲苯是聚酯工业的重要原料，主要用于生产精对苯二甲酸(PTA)或精对苯二甲酸二甲酯(DMT)，进而由PTA和DMT去生产聚酯(PET)，分离混合二甲苯是对二甲苯的主要生产方法。混合二甲苯主要由对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯和乙苯组成，各组分间的沸点相差很小，但是熔点相差较大，可采用结晶法分离对二甲苯。

专利US 6565653公开了一种制备高纯度对二甲苯的结晶方法，原料至少含50％或60％的对二甲苯，该方法使用结晶法生产对二甲苯时，一部分对二甲苯通过单级结晶获得，另一部分对二甲苯通过重结晶和重浆化而获得。在该专利中，第一级结晶器中的结晶母液全部要通过第一固液分离器进行分离，然后一部分进入第二级结晶器进行重结晶，一部分进入浆化槽中对来自第二级结晶器的对二甲苯晶体进行重浆化，最后浆化槽中晶浆经第二固液分离器分离得到对二甲苯晶体。对进入浆化槽的这部分结晶母液而言，先通过第一固液分离器与对二甲苯晶体进行分离，然后在浆化槽中与重结晶的对二甲苯晶体重新混合，最后又要与重结晶的对二甲苯晶体通过第二固液分离器进行分离，因而整个结晶分离过程的能耗较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有由混合二甲苯结晶分离对二甲苯方法中存在的能耗大的问题，提供一种新的由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法。该方法在分离对二甲苯过程中具有能耗低的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法，包括以下步骤：a)混合二甲苯经第一级结晶器中结晶后晶浆从结晶器底部流出，经第一固液分离器分离后得到对二甲苯晶体I和结晶过滤母液I；b)对二甲苯晶体I经换热后熔化，5～30％重量的对二甲苯返回第一固液分离器作为洗涤液，70～95％重量的对二甲苯作为产品进入产品罐；c)结晶过滤母液I分为两股，第一股占5～95％重量的结晶过滤母液I返回结晶器中，第二股占5～95％重量的结晶过滤母液I进入浆化槽；d)第一级结晶器中一部分晶浆在结晶器中经澄清后得到结晶清母液I，结晶清母液I从第一级结晶器侧面流出，进入浆化槽；e)第二级结晶器中的晶浆经第二固液分离器分离得到对二甲苯晶体II和结晶过滤母液II；f)对二甲苯晶体II进入浆化槽，浆化槽内的物料经混合换热后，进入第三固液分离器，经分离后得到对二甲苯晶体III和结晶过滤母液III；g)对二甲苯晶体III经换热后熔化，5～30％重量的对二甲苯返回第三固液分离器作为洗涤液，70～95％重量的对二甲苯作为产品进入产品罐；h)结晶过滤母液III分为两股，第一股占5～95％重量的结晶过滤母液III返回第二级结晶器中，第二股占5～95％重量的结晶过滤母液III进入浆化槽；i)结晶过滤母液II与混合二甲苯换热后进入母液罐；j)结晶清母液II与混合二甲苯换热后进入母液罐。

上述技术方案中，结晶清母液I与第二股结晶过滤母液I的重量之比优选范围为0.1～10∶1，结晶清母液II与结晶过滤母液II的重量之比优选范围为0.1～10∶1，浆化槽的操作温度优选范围为3～6℃，浆化槽中的固含量优选范围为30～65％，固液分离器优选方案为离心分离器或晶体洗涤塔，混合二甲苯的温度优选范围为高于13℃，混合二甲苯中对二甲苯浓度优选范围为大于20％，结晶器的操作温度优选范围为13～-65℃，对二甲苯产品的纯度优选范围为至少99.8％。

上述技术方案中，混合二甲苯进入结晶器之前，利用结晶母液和结晶清母液对混合二甲苯进行冷却，回收了结晶母液和结晶清母液的冷量，减少了结晶分离过程的能耗。结晶器中的一部分晶浆在结晶器中经澄清后移出清母液，形成结晶器的清母液溢流，此部分溢流的结晶清母液不需要经过固液分离器分离，从而减少了固液分离器的处理量，降低了能耗。结晶器的清母液溢流还能延长晶体在结晶器中的停留时间，从而促进对二甲苯晶体长大，大颗粒的对二甲苯晶体能提高固液分离效率，减少晶体表面的母液粘附，从而提高对二甲苯晶体的纯度。另外，结晶器形成清母液溢流时，原料连续进入，清母液连续移出，而晶浆则可以利用位差间歇地排放到位于结晶器下方的固液分离器中进行固液分离，从而还能解决晶浆输送困难的问题。为了进一步提高对二甲苯的回收率，利用第二级结晶器在更低温度下进行结晶。第一级结晶器中溢流的结晶清母液不需要经过固液分离器分离而是直接进入浆化槽与来自第二级结晶器中的对二甲苯晶体进行混合，从而减少了第一固液分离器的处理量，降低了能耗，同时还回收了来自第二级结晶器中的对二甲苯晶体的冷量，降低了第二级结晶器的制冷量，节约了能耗。

使用本发明的由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法进行混合二甲苯的分离，对二甲苯晶体平均直径由200μm增大到400μm，分离过程的制冷能耗降低了5.4％，固液分离器的能耗最大降低了23％，对二甲苯产品的纯度达到99.9％，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1是本发明所述由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的流程示意图。

图2是现有的由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的流程示意图。

如图1所述，来自原料罐1的混合二甲苯a经换热器2和换热器3冷却后，在第一级结晶器4中进行结晶，结晶器4中的晶浆b通过第一固液分离器5进行固液分离，得到高纯度的对二甲苯晶体c和结晶过滤母液f。对二甲苯晶体c在换热器6中熔化，一部作为洗涤液e对第一固液分离器5中的晶体进行洗涤，一部分作为对二甲苯产品d进入产品罐7。结晶过滤母液f分为两股，第一股结晶过滤母液g返回第一级结晶器4，第二股结晶过滤母液h进入浆化槽11，一部分晶浆在第一级结晶器4中经澄清后移出结晶清母液s，结晶清母液s进入浆化槽11，第二级结晶器9中的晶浆i经第二固液分离器10分离得到对二甲苯晶体j和结晶过滤母液r，对二甲苯晶体j进入浆化槽11，浆化槽11内的物料经混合换热后，进入第三固液分离器12，经分离后得到对二甲苯晶体1和结晶过滤母液o，对二甲苯晶体1在换热器13中熔化，一部作为洗涤液n对第三固液分离器12中的晶体进行洗涤，一部分作为对二甲苯产品m进入产品罐7。结晶过滤母液o分为两股，第一股结晶过滤母液q返回第二级结晶器9，第二股结晶过滤母液p进入浆化槽11，一部分晶浆在第二级结晶器9中经澄清后移出结晶清母液t，结晶清母液t通过换热器2对混合二甲苯a进行冷却后进入母液罐8，结晶过滤母液r通过换热器2对混合二甲苯a进行冷却后进入母液罐8。

如图2所述，来自原料罐1的混合二甲苯a经换热器2冷却后，在第一级结晶器3中进行结晶，结晶器3中的晶浆b通过第一固液分离器4进行固液分离，得到高纯度的对二甲苯晶体c和结晶过滤母液f。对二甲苯晶体c在换热器5中熔化，一部作为洗涤液e对第一固液分离器4中的晶体进行洗涤，一部分作为对二甲苯产品d进入产品罐6。结晶过滤母液f分为两股，第一股结晶过滤母液g返回第一级结晶器3，第二股结晶过滤母液h进入浆化槽10，第二级结晶器8中的晶浆i经第二固液分离器9分离得到对二甲苯晶体j和结晶过滤母液r，对二甲苯晶体j进入浆化槽10，浆化槽10内的物料经混合换热后，进入第三固液分离器11，经分离后得到对二甲苯晶体1和结晶过滤母液o，对二甲苯晶体1在换热器12中熔化，一部作为洗涤液n对第三固液分离器11中的晶体进行洗涤，一部分作为对二甲苯产品m进入产品罐6。结晶过滤母液o分为两股，第一股结晶过滤母液q返回第二级结晶器8，第二股结晶过滤母液p进入浆化槽10。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

【实施例1】

本发明所述的由混合二甲苯分离对二甲苯的方法。

如图1所述，来自原料罐1的混合二甲苯a含90％对二甲苯，温度为25℃，流量为1116kg/h，经换热器2和换热器3冷却后，在第一级结晶器4中进行结晶，操作温度为4℃，结晶器4中的晶浆b通过第一固液分离器5进行固液分离，得到高纯度的对二甲苯晶体c和结晶过滤母液f。对二甲苯晶体c在换热器6中熔化，20％重量的对二甲苯作为洗涤液e对第一固液分离器5中的晶体进行洗涤，80％重量的对二甲苯作为对二甲苯产品d进入产品罐7，结晶过滤母液f分为两股，第一股占15％重量的结晶过滤母液g返回第一级结晶器中，第二股占85％重量的结晶过滤母液h进入浆化槽11中，一部分晶浆在第一级结晶器4中经澄清后移出结晶清母液s，结晶清母液s与第二股结晶过滤母液h的重量之比为0.46∶1，结晶清母液s进入浆化槽11，第二级结晶器9中的晶浆i经第二固液分离器10分离得到对二甲苯晶体j和结晶过滤母液r，第二级结晶器的操作温度为-15℃，对二甲苯晶体j进入浆化槽11，浆化槽11的操作温度为3.55℃，浆化槽中的固含量为35％，浆化槽11内的物料经混合换热后，进入第三固液分离器12，经分离后得到对二甲苯晶体1和结晶过滤母液o，对二甲苯晶体1在换热器13中熔化，20％重量的对二甲苯作为洗涤液n对第三固液分离器12中的晶体进行洗涤，80％重量的对二甲苯作为对二甲苯产品m进入产品罐7，结晶过滤母液o分为两股，第一股占51％重量的结晶过滤母液q返回第二级结晶器9，第二股占49％重量的结晶过滤母液p进入浆化槽11，一部分晶浆在第二级结晶器9中经澄清后移出结晶清母液t，结晶清母液t与结晶过滤母液r的重量之比为0.11∶1，结晶清母液t通过换热器2对混合二甲苯a进行冷却后进入母液罐8，结晶过滤母液r通过换热器2对混合二甲苯a进行冷却后进入母液罐8，换热器6和换热器13的操作温度均为20℃，固液分离器采用离心过滤机。

【实施例2】

现有的由混合二甲苯分离对二甲苯的方法

按照实施例1的操作条件，采用如图2所述的由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法，其结果列于表1中。

通过对比例可以看出，本发明的由混合二甲苯分离对二甲苯的方法有效地降低了结晶分离过程的能耗，回收的冷量来自第二级结晶器的结晶清母液和结晶过滤母液，其中结晶清母液又无需固液分离，因此降低了固液分离器的能耗，结晶清母液的溢流还延长了对二甲苯晶体在结晶器中的停留时间，促进了对二甲苯晶体长大，有利于提高对二甲苯的纯度。

Claims (9)

1.一种由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法，包括以下步骤：

a)混合二甲苯经第一级结晶器中结晶后晶浆从结晶器底部流出，经第一固液分离器分离后得到对二甲苯晶体I和结晶过滤母液I；

b)对二甲苯晶体I经换热后熔化，5～30％重量的对二甲苯返回第一固液分离器作为洗涤液，70～95％重量的对二甲苯作为产品进入产品罐；

c)结晶过滤母液I分为两股，第一股占5～95％重量的结晶过滤母液I返回结晶器中，第二股占5～95％重量的结晶过滤母液I进入浆化槽；

d)第一级结晶器中一部分晶浆在结晶器中经澄清后得到结晶清母液I，结晶清母液I从第一级结晶器侧面流出，进入浆化槽；

e)第二级结晶器中的晶浆经第二固液分离器分离得到对二甲苯晶体II和结晶过滤母液II；

f)对二甲苯晶体II进入浆化槽，浆化槽内的物料经混合换热后，进入第三固液分离器，经分离后得到对二甲苯晶体III和结晶过滤母液III；

g)对二甲苯晶体III经换热后熔化，5～30％重量的对二甲苯返回第三固液分离器作为洗涤液，70～95％重量的对二甲苯作为产品进入产品罐；

h)结晶过滤母液III分为两股，第一股占5～95％重量的结晶过滤母液III返回第二级结晶器中，第二股占5～95％重量的结晶过滤母液III进入浆化槽；

i)结晶过滤母液II与混合二甲苯换热后进入母液罐；

j)结晶清母液II与混合二甲苯换热后进入母液罐。

2.根据权利要求1所述的由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法，其特征在于结晶清母液I与第二股结晶过滤母液I的重量之比为0.1～10∶1，结晶清母液II与结晶过滤母液II的重量之比为0.1～10∶1。

3.根据权利要求1所述的由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法，其特征在于浆化槽的操作温度为3～6℃。

4.根据权利要求1所述的由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法，其特征在于浆化槽中的固含量为30～65％。

5.根据权利要求1所述的由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法，其特征在于固液分离器为离心分离器或晶体洗涤塔。

6.根据权利要求1所述的由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法，其特征在混合二甲苯的温度高于13℃。

7.根据权利要求1所述的由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法，其特征在于混合二甲苯中对二甲苯浓度大于20％。

8.根据权利要求1所述的由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法，其特征在于结晶器的操作温度为13～-65℃。

9.根据权利要求1所述的由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法，其特征在于对二甲苯产品的纯度至少为99.8％。

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