对二甲苯分离技术进展

2018-02-02李忠才范能全郭振宇

浙江化工 2018年7期

李忠才，范能全，郭振宇

（1.中海石油宁波大榭石化有限公司，浙江宁波 315812；2.宁波金海晨光化学股份有限公司，浙江宁波 315207）

0 前言

对二甲苯是芳烃产业链的基础化工原料，是二甲苯下属分离产物邻、间、对三种同分异构体中用量最大的产品。目前，下游应用中约97%用于生产精对苯二甲酸，剩余3%主要用于医药中间体（DMT）、涂料及其他。据统计，2017年中国对二甲苯总需求量为2413万t，2017年全国产能维持在1383万t，自给率为57%，近一半需要通过进口获得。

受沸点影响，对二甲苯很难采用精馏方法从其同分异构体中分离出来，目前世界上实现对二甲苯分离的主流技术有两种，分别为吸附分离和结晶分离。本文对吸附分离技术进行总结，并对当前新一代吸附分离及结晶分离技术进行概述。

1 吸附分离技术

1.1 传统对二甲苯分离技术

对二甲苯分离技术从上个世纪70年代开始工业应用，其应用最为广泛的为吸附分离法，并在近40年的应用过程不断改进。生产装置主要包含歧化、异构化、二甲苯精馏和吸附分离等四个单元，其中吸附分离单元为核心单元。吸附单元是通过吸附-解吸过程，将对二甲苯与其他三种同分异构体分离出来，得到对二甲苯产品。传统工艺中该技术均采用双塔24床层模拟移动床，用对二乙基苯为解析剂。在保证单程高达97%的回收率和99.8%高纯产品的同时，具有明显缺点：（1）对进入吸附分离系统的杂质含量要求较高，一般要求进料中C9+芳烃的含量不超过500 mg/kg；（2）燃料消耗大，能耗高，伴随着大量的低温热需要回收利用；（3）受制于吸附剂性能和设备制造水平，单套装置处理规模相对较小。

1.2 AXENS单塔芳烃分离技术

AXENS在提升单位体积吸附剂的吸附容量的基础上，开发了单塔吸附分离技术，使吸附分离单元的模拟床层数由24床层变成15床层。与传统技术相比，具有明显优势：两台吸附分离塔变为一台塔，投资进一步降低。同时，单塔操作时可以避免因液压波动造成对吸附床层的扰动，提高生产稳定性。经初步工程模拟核算：吸附单元投资降低约35%，单位能耗降低约15%。目前该技术在国内具有代表性应用业绩为大连恒力新建的两套225万t/a芳烃装置，预计2018年投产。

1.3 UOP轻解析剂技术

采用对二乙基苯作为解析剂时，为尽可能减少C9+芳烃随着混合二甲苯进入吸附分离系统对操作造成影响，故对二甲苯精馏塔的操作条件较为苛刻，必须严格控制C9+芳烃的含量，直接导致二甲苯精馏塔底再沸炉负荷大、能耗高[1-2]。UOP公司在其上一代吸附分离技术的基础上，成功开发采用甲苯作为解析剂的吸附分离技术。该技术主要特点有：

（1）降低进入吸附分离系统的混二甲苯中C9+含量，可控制在不大于1.5（m）%。使二甲苯精馏塔底再沸炉负荷大大降低。

（2）因大幅缩小解析剂与工艺介质之间的沸点差，使抽余液和抽出液等塔的热负荷需求较上一代技术有了较大的增加。

（3）因装置的热集成中心由二甲苯精馏塔转移至抽余液塔，经初步核算，采用轻解析剂技术后芳烃联合装置的总能耗降低约15%～20%。

（4）解析剂可由上游抽提装置提供，不需要单独外购且可减少解析剂的精馏系统，从而降低了工程建设投资。

目前该技术在国内具有代表性应用业绩为浙江石化新建的两套200万t/a芳烃装置，预计2019年投产。