CN103772127B

CN103772127B - 生产对二甲苯的方法

Info

Publication number: CN103772127B
Application number: CN201210412542.0A
Authority: CN
Inventors: 陈亮; 肖剑; 张鸿翔
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2032-10-25
Also published as: CN103772127A

Abstract

本发明涉及一种生产对二甲苯的方法，主要解决现有技术中存在的能耗大、预冷器结垢严重、晶体洗涤困难的问题，本发明通过采用混合二甲苯原料进入原料中间罐中，一部分原料I经母液换热器与预冷器冷却后返回到原料中间罐中，一部分原料II进入晶浆罐中；晶浆罐中的溢流母液从上部流出进入结晶器中进行结晶，浓缩晶浆从下部流出后经固液分离器分离得到过滤母液和对二甲苯晶体，过滤母液进入结晶器中进行结晶；对二甲苯晶体在熔融罐中经加热后熔化；结晶器中的晶浆经固液分离器分离后得到对二甲苯晶体和结晶过滤母液，对二甲苯晶体返回到晶浆罐中；结晶过滤母液分为两股，第一股返回结晶器中，第二股经母液换热器对混合二甲苯原料I进行冷却后进入母液罐的技术方案较好地解决了该问题，可用于对二甲苯结晶生产中。

Description

生产对二甲苯的方法

技术领域

本发明涉及一种生产对二甲苯的方法。

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US5498822公开了一种分离对二甲苯的结晶方法，该方法先通过预冷器对混合二甲苯原料进行预冷却，然后通过单级结晶过程分离得到高纯度的对二甲苯产品。在实际的结晶生产过程中，制冷剂温度与混合二甲苯原料的温度相差很大，原料中的对二甲苯容易在预冷器的换热面结晶析出，从而降低预冷器的换热效果，严重时会堵塞预冷器，使后续结晶过程无法正常进行，因而需要经常对预冷器进行清洗。频繁的进行预冷器清洗将会增加结晶生产过程的操作成本，也不利于后续结晶过程的连续稳定运行。

单级结晶过程中，为获得较高的回收率，结晶温度通常较低，所得对二甲苯晶体温度也较低，因此，在使用纯对二甲苯液体产品进行洗涤时，纯对二甲苯容易在洗涤过程中重结晶析出，进而堵塞过滤通道，使洗涤过程难以进行，难以取得良好的洗涤效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有生产对二甲苯的结晶方法中存在的能耗大、预冷器结垢严重、晶体洗涤困难的问题，提供一种新的生产对二甲苯的结晶方法。该方法具有能耗低、预冷器结垢轻、晶体洗涤方便的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案如下：一种生产对二甲苯的结晶方法混合，二甲苯原料进入原料中间罐中，一部分原料I经母液换热器与预冷器冷却后返回到原料中间罐中，一部分原料II进入晶浆罐中，其中原料I与原料II的重量之比为1～100:1；晶浆罐中的溢流母液从上部流出进入结晶器中进行结晶，浓缩晶浆从下部流出后经固液分离器分离得到过滤母液和对二甲苯晶体，过滤母液进入结晶器中进行结晶，其中，溢流母液与过滤母液的重量之比为0.1～10:1；对二甲苯晶体在熔融罐中经加热后熔化，5～30%重量的对二甲苯返回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；结晶器中的晶浆经固液分离器分离后得到对二甲苯晶体和结晶过滤母液，对二甲苯晶体返回到晶浆罐中；结晶过滤母液分为两股，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II经母液换热器对混合二甲苯原料I进行冷却后进入母液罐。

上述技术方案中，晶浆罐为绝热操作；结晶器为立式刮壁结晶器，其底部为锥形；第一股占5～95%重量的结晶过滤母I液返回到立式刮壁结晶器的锥形部分；固液分离器为离心机、过滤机或晶体洗涤塔。步骤a）中原料I与原料II的重量之比为10～50:1。步骤e）中第一股占20～80%重量的结晶过滤母液I返回结晶器中，第二股占20～80%重量的结晶过滤母液II经母液换热器对混合二甲苯原料I进行冷却后进入母液罐。

上述技术方案中，混合二甲苯原料进入结晶器之前，利用结晶过滤母液对混合二甲苯原料进行冷却，回收了结晶过滤母液的冷量，减少了预冷过程的能耗。预冷后的混合二甲苯原料不直接进入结晶器中，而是返回到原料中间罐中，再从原料中间罐中单独引一股原料进入结晶器中进行结晶，其好处在于：进入预冷器的混合二甲苯原料的流量可以很大，不受后续结晶器的进料流量限制，从而可以提高原料在预冷器中的流速，以强化预冷器的换热效果，同时能防止对二甲苯在预冷过程中结晶析出形成晶垢。设置晶浆罐的好处在于：利用温度较高的原料对晶体进行升温，既回收了晶体的冷量，又熔化了部分细小晶体，升温后的晶浆便于固液分离，且得到的晶体温度较高，能防止洗涤液在洗涤过程中的重结晶现象；熔化部分细小晶体能提高晶浆罐中的晶体平均粒度，便于后续的固液分离，熔化后的对二甲苯会进入后续结晶器中进行结晶，不会造成产品损失；晶浆罐中的晶浆固含量较低，不能满足后续离心机的进料要求，因此将晶浆罐中的部分母液通过溢流移出，从而对晶浆进行浓缩。立式刮壁结晶器能有效防止晶体的结壁现象，且锥形底部能对晶浆进行部分浓缩，使晶浆中的固含量能满足后续离心机的进料要求，保证离心机在最佳工况下运行。为防止浓缩后的晶浆堵塞下料口，部分结晶过滤母液从结晶器的锥形部分返回到结晶器中用来冲刷下料口，并调节结晶器中的晶浆固含量，以确保结晶过程连续进行。

使用本发明的生产对二甲苯的结晶方法进行对二甲苯的结晶生产，原料预冷过程的制冷能耗节约了31.8%，预冷器的清洗周期由90天最大能延长到240天，有效解决了预冷换热器结垢严重的问题，在晶浆罐中利用原料对晶体进行升温，提高了后续的固液分离和晶体洗涤效果，对二甲苯产品的纯度达到了99.9%，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1是本发明所述生产对二甲苯的结晶方法的流程示意图。

图2是现有的生产对二甲苯的结晶方法的流程示意图。

如图1所述，混合二甲苯原料a进入原料中间罐1中，一部分原料b经母液换热器2和预冷器3预冷却后返回到原料中间罐1中，一部分原料c进入晶浆罐4中对晶体进行升温。晶浆罐4中的溢流母液d从上部流出进入结晶器8中进行结晶，浓缩后的晶浆e经固液分离器5分离得到过滤母液f和对二甲苯晶体g，过滤母液f进入结晶器8中进行结晶。对二甲苯晶体g在熔融罐6中经加热后熔化，一部分作为洗涤液h对固液分离器5中的晶体进行洗涤，一部分作为对二甲苯产品i进入产品罐7。结晶器8中的晶浆j经固液分离器9分离得到对二甲苯晶体k和结晶过滤母液l。对二甲苯晶体k返回到晶浆罐4中，结晶过滤母液l分为两股，第一股结晶过滤母液m返回结晶器8中，第二股结晶过滤母液n通过母液换热器2对混合二甲苯原料b进行冷却后进入母液罐10中。

如图2所述，来自原料罐1的混合二甲苯原料a经预冷器2预冷却后，在结晶器3中进行结晶，结晶器3中的晶浆b经固液分离器4固液分离后得到对二甲苯晶体c和结晶过滤母液d。对二甲苯晶体c在熔融罐5中熔化，一部作为洗涤液e对固液分离器4中的晶体进行洗涤，一部分作为产品f进入产品罐6。结晶过滤母液d分为两股，第一股结晶过滤母液g返回结晶器3中，第二股结晶过滤母液h进入母液罐7。

下面通过实施例来对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

【实施例1】

本发明所述的生产对二甲苯的结晶方法。

如图1所述，混合二甲苯原料a进入原料中间罐1中，温度为30℃，流量为1075kg/h，对二甲苯含量为80wt%，一部分原料b经母液换热器2和预冷器3预冷却后返回到原料中间罐1中，其流量为5375 kg/h，一部分原料c进入晶浆罐4中对晶体进行升温，其流量为1075kg/h，温度为15℃。晶浆罐4的操作温度为3.5℃，溢流母液d从上部流出进入结晶器8中进行结晶，浓缩后的晶浆e经固液分离器5分离得到过滤母液f和对二甲苯晶体g，过滤母液f进入结晶器8中进行结晶，结晶温度为-17℃，其中，溢流母液d与过滤母液f的重量之比为0.6:1。对二甲苯晶体g在熔融罐6中经加热后熔化，熔化温度为20℃，20%重量的对二甲苯作为洗涤液h对固液分离器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i进入产品罐7。结晶器8中的晶浆j经固液分离器9分离得到对二甲苯晶体k和结晶过滤母液l。对二甲苯晶体k返回到晶浆罐4中，结晶过滤母液l分为两股，第一股占40%重量的结晶过滤母液m返回结晶器8中，第二股占60%重量的结晶过滤母液n通过母液换热器2对混合二甲苯原料b进行冷却后进入母液罐10中。

【实施例2】

本发明所述的生产对二甲苯的结晶方法。

按照实施例1的操作条件，采用如图1所述的生产对二甲苯的结晶方法，其中，混合二甲苯原料b的流量为10750kg/h。

【实施例3】

本发明所述的生产对二甲苯的结晶方法。

按照实施例1的操作条件，采用如图1所述的生产对二甲苯的结晶方法，其中，混合二甲苯原料b的流量为16125kg/h。

【比较例1】

现有的生产对二甲苯的结晶方法。

按照实施例1的操作条件，采用如图2所述的生产对二甲苯的结晶方法，其结果列于表1中。

表1

对比项	实施例1	实施例2	实施例3	比较例1
					对二甲苯回收率（%）	83	83	83	83
对二甲苯纯度（%）	99.9	99.9	99.9	99.7
					母液换热所节约的预冷制冷能耗（%）	31.8	31.8	31.8	0
预冷器清洗周期（天）	120	180	240	90

通过对比例可以看出，本发明所述的生产对二甲苯的结晶方法有效地降低了分离过程的能耗，回收的母液冷量占预冷所需能量的1/3左右；利用原料在预冷器中的大流量循环有效地防止了预冷器中的结垢现象，延长了预冷器的清洗周期；利用原料对晶体进行升温，提高了固液分离和晶体洗涤效果，产品纯度也得到了提高。

Claims

1.一种生产对二甲苯的方法，包括以下步骤：

a)混合二甲苯原料进入原料中间罐中，一部分原料I经母液换热器与预冷器冷却后返回到原料中间罐中，一部分原料II进入晶浆罐中，其中原料I与原料II的重量之比为1～100:1；

b)晶浆罐中的溢流母液从上部流出进入结晶器中进行结晶，浓缩晶浆从下部流出后经固液分离器分离得到过滤母液和对二甲苯晶体，过滤母液进入结晶器中进行结晶，其中，溢流母液与过滤母液的重量之比为0.1～10:1；

c)对二甲苯晶体在熔融罐中经加热后熔化，5～30％重量的对二甲苯返回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；

d)结晶器中的晶浆经固液分离器分离后得到对二甲苯晶体和结晶过滤母液，对二甲苯晶体返回到晶浆罐中；

e)结晶过滤母液分为两股，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II经母液换热器对混合二甲苯原料I进行冷却后进入母液罐。

2.根据权利要求1所述的生产对二甲苯的方法，其特征在于晶浆罐为绝热操作。

3.根据权利要求1所述的生产对二甲苯的方法，其特征在于结晶器为立式刮壁结晶器，其底部为锥形。

4.根据权利要求3所述的生产对二甲苯的方法，其特征在于第一股占5～95％重量的结晶过滤母液I返回到立式刮壁结晶器的锥形部分。

5.根据权利要求1所述的生产对二甲苯的方法，其特征在于固液分离器为离心机、过滤机或晶体洗涤塔。

6.根据权利要求1所述的生产对二甲苯的方法，其特征在于步骤a)中原料I与原料II的重量之比为10～50:1。

7.根据权利要求1所述的生产对二甲苯的方法，其特征在于步骤e)中第一股占20～80％重量的结晶过滤母液I返回结晶器中，第二股占20～80％重量的结晶过滤母液II经母液换热器对混合二甲苯原料I进行冷却后进入母液罐。