对二甲苯生产新工艺及其组合应用探讨

李保军

(中国石油化工股份有限公司天津分公司，天津 300271)

对二甲苯(PX)是一种极其重要的基本有机原料，主要用于生产精对苯二甲酸(PTA)，PTA再和乙二醇(EG)反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，即聚酯[1]。除此之外，PX还可用来做溶剂以及生产医药、香料的原料。中国是全球PX生产和消费的第一大国，随着聚酯工业的迅速发展，产能也在不断增长。在可预见的未来，全球PX产能将会逐步出现过剩，因此加快技术进步，研发新工艺，不断提高装置的生产效率，淘汰落后产能，是今后PX产业发展的主要方向[2-3]。

目前，PX的大规模工业生产是通过芳烃联合装置实现的，典型的PX生产流程包括催化重整、芳烃抽提、歧化与烷基转移、二甲苯异构化、PX分离(吸附分离或结晶分离)、二甲苯分馏等单元[4]。近几年二甲苯液相异构化、单塔吸附分离、轻质解析剂吸附分离、结晶分离等新工艺逐步取代了传统的二甲苯生产工艺，上述新工艺的应用极大地降低了PX的生产成本、能耗和物耗，但大多数情况下这些工艺是单独进行应用的。文章从工艺组合的角度出发，提出了用于PX生产的轻质解析剂吸附分离-结晶分离组合工艺、结晶分离-液相异构化组合工艺，进一步提高装置和产品的市场竞争力。

1 芳烃新工艺简介

1.1 单塔吸附分离技术

单塔吸附分离技术以AXENS公司的Eluxyl技术为主要代表，在提升单位体积吸附剂吸附容量的基础上，将模拟移动床层数由24变成15，实现了PX单塔吸附分离。与传统两塔吸附技术相比，单塔吸附分离技术具有以下明显优势：(1)两台吸附塔变为一台，投资进一步降低；(2)单塔操作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%。目前该技术已在恒力石化(大连)有限公司两套产能为2 250 kt/a PX芳烃装置上投产应用[5]。

1.2 轻质解析剂吸附分离技术

1.3 结晶分离技术

1.4 液相异构化技术

液相异构化技术以ExxonMobil公司的LPI技术为主要代表，其特点是：(1)操作温度降低，没有相变，设备投资和生产能耗降低；(2)二甲苯单程损失少。不足之处在于乙苯(EB)转化率低，但是可以与气相异构化进行组合使用[11]。目前，该技术已在ExxonMobil公司位于荷兰鹿特丹和新加坡的工厂以及印度信诚工业公司实现工业化应用[12]。

2 PX组合工艺技术

2.1 轻质解析剂吸附分离-结晶分离组合工艺技术

图1 轻质解析剂吸附分离-结晶分离组合工艺流程示意

此组合工艺不仅能用于现有吸附生产装置改造，也能用于新装置的建设。用于现有吸附装置改造时，原来二甲苯回路的改造工作量会比较大；用于新装置建设时，最好是开发专门用于吸附提浓用的吸附剂，这样才能更好地体现组合工艺在投资和节能方面的优势。另外，采用轻质解析剂时，由于甲苯与PX的沸点更加接近，抽出液塔的分离能耗会相应增加，因此该组合工艺总的节能效果还取决于整个生产流程的优化。

2.2 结晶分离-液相异构化组合工艺技术

图2 结晶分离-液相异构化组合工艺流程示意

由于结晶单元和液相异构化单元都是新建单元，不会影响原来吸附生产装置的生产，因此该组合工艺特别适合对现有吸附装置进行扩能改造。另外，PX生产的实际原料来源有多种，可以继续保留原来装置中的液相异构化单元，专门处理EB含量高的原料，进而让组合工艺中的每个单元技术都充分发挥其主要优势，以达到总的节能效果。

3 结论

(1)PX生产的各单元技术进步显著，且各有优缺点，采用组合工艺能扬长避短，进一步降低PX生产成本和能耗。