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二甲苯工艺简述及邻间对二甲苯用途简述

2021年04月28日09:39 [作者:PEC 施晨阳]
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本文笔者主要来介绍下二甲苯、混二甲苯(MX)、邻二甲苯(ox)、间二甲苯(mx)、对二甲苯(px)这几种产品的工艺由来以及用途。第一部分是简述这几种产品的区别和联系;第二部分是简述混二甲苯的工艺由来。

一、关于二甲苯的故事

二甲苯和混合二甲苯傻傻分不清楚、MX和mx又有什么区别?、混二甲苯又可以细分为哪些类型?、邻二甲苯间二甲苯这两个又可以制作什么?,看来二甲苯的关系真的不简单,就让笔者来慢慢解释吧。

首先,二甲苯它本身就是一个混合物,里面有邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯,简单的说,二甲苯就是上述三个的混合物,是由45%~70%的间二甲苯、15%~25%的对二甲苯和10%~15%邻二甲苯三种异构体所组成的混合物。

而混二甲苯呢,则是二甲苯与乙基苯的混合物,和二甲苯相比,则是多了乙基苯这一个元素。然后混二甲苯呢,可以根据二甲苯和乙基苯的含量占比又细分为异构级混二甲苯、粗二甲苯、溶剂级混二甲苯这三种类型。异构级混二甲苯中二甲苯的含量最多,所以一般异构级混二甲苯用来去生产PX和OX。溶剂级混二甲苯中二甲苯的含量最少,一般用作溶剂、汽油添加剂、染料以及农药。而粗二甲苯中二甲苯的含量居于异构和溶剂之间。

混合二甲苯,也叫做Mixed Xylenes。邻二甲苯: o-xylene;间二甲苯:m-xylene;对二甲苯:p-xylene混二甲苯(MX)中的M是指mix的简写,而间二甲苯(mx)中的m小写表示间位目前我们市场上所说的MX都是指混二甲苯。

邻二甲苯,它是生产苯酐(邻苯二甲酸酐,PA)、染料、杀虫剂等的化工原料。邻二甲苯衍生物是邻苯二甲醛,可用于制备邻苯二甲酸酯增塑剂。其中邻二甲苯90%左右用于生产苯酐。邻二甲苯与苯酐之间的关系可谓息息相关,相互依存。邻二甲苯是从炼厂或烯烃装置生产芳烃中C6~C8物流转化生产的几种二甲苯异构体之一。

间二甲苯,用于医药、香料和染料中间体原料及彩色电影油溶性成色剂。还用作制造间苯二甲酸的原料。但和邻、对位的异构体相比,需要量较少,因此,常将其通过异构化转变成其他异构体。

笔者用下面一张表格来表述这种关系,二甲苯是邻间对的混合物,混二甲苯则是二甲苯和乙基苯的混合物,异构二甲苯溶剂二甲苯粗二甲苯则是因为含有的二甲苯的占比不一样而被区分开。


二甲苯 混二甲苯 异构二甲苯 溶剂二甲苯 粗二甲苯
邻二甲苯 10%-15%



间二甲苯 45%-70%



对二甲苯 15%-25%



二甲苯
 80% 50% 50-80%
乙基苯
20% 50% 20-50%

二、混二甲苯工艺简述

笔者重点介绍混二甲苯的工艺。目前制取混二甲苯的工艺主要是石脑油催化重整,裂解汽油加氢,煤焦化,甲苯歧化反应这四种方式。这四种方式的工艺笔者在之前的评论中已经重点描写了石脑油催化重整和煤焦化这两种工艺,因为裂解汽油和甲苯歧化工艺也是相当复杂,所以笔者在这里只是简要的概述下这四种工艺的过程,至于裂解汽油和甲苯歧化工艺具体研究将会在之后的评论中描写。

(一)石脑油催化重整

催化重整是指在有催化剂作用的条件下,对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程叫催化重整。 石油炼制过程之一,加热、氢压和催化剂存在的条件下,使原油蒸馏所得的轻汽油馏分(或石脑油)转变成富含芳烃的高辛烷值汽油(重整汽油),并副产液化石油气和氢气的过程。重整汽油可直接用作汽油的调合组分,也可经芳烃抽提制取苯、甲苯和二甲苯。副产的氢气是石油炼厂加氢装置(如加氢精制、加氢裂化)用氢的重要来源。

催化重整用于生产高辛烷值汽油时,进料为宽馏分,沸点范围一般为80~180℃;用于生产芳烃时,进料为窄馏分,沸点范围一般为60~165℃,且在以生产芳烃为目的时,还包括芳烃抽提和芳烃精馏这两个步骤。因为以生产芳烃的步骤比较多,所以笔者就以生产芳烃为列,来介绍催化重整工艺,至于以生产高辛烷值汽油自然就简单明了了。催化重整主要步骤是四步,原料预处理—催化重整—芳烃抽提—芳烃分离。

催化重整过程.jpg

(二)裂解汽油加氢

先来解释下什么是裂解汽油,以轻烃、石脑油、柴油甚至减压蜡油为原料,在水蒸汽存在下高温裂解制取乙烯的过程中,生成含碳五烃类以上的液体副产品,经分馏出干点为205℃的液体称为裂解汽油。

裂解汽油主要成分为C6~C9烃类,有时也包含C5烃以及C9以上重质烃类。其组成及产率与裂解原料、裂解方法和裂解条件有关。在用乙烷、丙烷及丁烷等气态烃为原料时,产率只有原料的2%~5%(质量);若用石脑油、轻柴油等液态烃为原料时,则为15%~20%(质量)。裂解汽油二段加氢的过程如下图所示。

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(三)煤焦化

粗苯加氢精制技术是通过催化加氢,脱除粗苯中含硫化合物及非芳香烃等物质,制取高质量苯族烃的技术。催化加氢通常分为高温高压、低温低压两种工艺。高温加氢的产品只有苯,没有甲苯和二甲苯。这样生产出来的产品又叫作精苯。低温加氢的产品除苯外还有甲苯、二甲苯(分离产物)。笔者从网上找了一张粗苯加氢工艺流程图:

image.png

(四)甲苯歧化制二甲苯

甲苯歧化又分为一般性歧化和选择性歧化,前者是制取二甲苯和纯苯,后者主要是为了制取对二甲苯和纯苯。

传统的甲苯歧化工艺以甲苯或甲苯与C9A为原料,生产苯和二甲苯,副产物为轻烃(主要是C5及其以下的饱和烃)和重芳烃(主要是C10A及其以上的重组分),也就是C10A是传统甲苯歧化工艺的副产物。

甲苯择形歧化技术(MSTDP)由Mobil在80年代开发成功,并于1988年首次在意大利Enichem炼油厂工业化 1995年Mobile推出了新一代PxMax择形歧化工艺,与MSTDP工艺的主要区别是催化剂由原位结焦处理改为了异位结焦处理,PX浓度提高以及B/X下降。 约有10套左右装置正在运转,包括ExxonMobil、LG、BP、Reliance等。 UOP甲苯择形歧化技术(PX-Plus)于1996年工业化。


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