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第36卷第3期
能源化工
Vol 36 No. 3
2015年6月
Energy Chemieal industry
Jun.,2015
对二甲苯吸附分离工艺技术进展
卢秀荣,劳国瑞,孙富伟
(中国昆仓工程公司,北京100037
摘要:概述了对二甲苯液相吸附分离的基础原理及技术局限,重点综述了近年来气相吸附分离、吸
时一结晶组合工艺、新型模拟移动床结构设计等新型分离工艺的研究思路和技术特点,并进行了分析和
评价。
关键词:对二甲苯模拟移动床吸附分离气相吸附组合技术
中图分类号:TQ241
文献标识码:A
文章编号:2095-9834(2015)03-0015-04
Progress in adsorption technology for separation of paraxylene
LU Xiurong, LAO Guorui, SU Fuwei
( China Kunlun Contracting Engineering Company, Beijing100037, China)
Abstract: The principle and technical limitation of liquid phase adsorption for separation of paraxylene are reviewed. The study
deas and technical feature of new separation technologies in recent years are summarized including gas phase adsorption process, ad
sorption-crystallization combined proeess and new type simulated moving bed structure design. The analysis and evaluation are made on
those mentioned teehnologies
Key words: paraxylene; simulated moving bed; adsorption separation technolog; gas phase adsorption; combined technolog
对二甲苯(PX)是重要的基础有机化工原料,一最先析出特性的结晶分离技术;另一种即为吸附分
般用于生产精对萃二甲酸(PTA)或精对苯二甲酸二离技术,是目前工业上的主流分离工艺。上述2种
甲酯(DMT),主要是通过芳烃联合装置获得C芳烃分离方法是工业上先后开发的获取高纯度PX的技
混合物并将PX从其4种异构体中分离得到。C2芳术,但在工业应用过程中均受到一定程度的限
烃主要来源于重整生成油、乙烯裂解副产汽油、煤制。如畋附分离受限于吸附剂的容量和选择性,仅
焦油、甲苯歧化及烷基转移生成油,或轻烃芳构化能够获得1种高纯产品;结晶分离受限于单程收率
汽油,除甲苯择型歧化工艺PX含量较高外,不同来低,且后需分离需昂贵的大型固液分离设备。因
源的二甲苯异构体都接近于热力学平衡。4种异构此,国内外众多研究者进行了持续深入的研究,旨
体物理性质表1。
在克服现有技术缺点,发挥各工艺自身的优势与长
表C芳烃4种异构体物理性质
处,开发了多种新型组合技术
C芳烃沸点/相对冰点溶解
1模拟移动床吸附分离PX技术
1.1吸附分离PX技术基础
对二甲苯(PX)138.35
13.2617.12
采用吸附-解吸的方法将PX从C3芳烃混合物
间二甲苯(MX)139.10
0.98-47.87
邻二甲苯(OX)144.410.86-25.1713.60
中分离出来,其技术基础为研制出高性能吸附剂和
乙苯(EB)
136.19
94.98
解吸剂。当前PX吸附剂一般采用X型或Y型
C3芳烃4种异构体除冰点外,其他物理性质都收稿日期:2014-12-0
作者简介:卢秀荣(1978-),女,满族,河北庙山人,硕士研究生,高
极为相近,采用一般精馏方法难以分离,因此工业级工程师,注册化工工程师,现从事石油化工、娘化工工程/工艺设
上主要有2种分离方法:-种是利用高冰点差和PX计、开发及咨询工作。E-ml: bjsunfuwci@163.cm
万方数括
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能源化工
2015年第36卷第3期
分子筛类的合成八面沸石,具有如下特征:①高吸进出物流的位置取决于吸附质对吸附剂的吸附相
附选择性差异,即分离PX与其余异构体的能力;平衡和吸附动力学,即受吸附容量、选择性和传质
②大吸附容量,尤其是对PX的吸附容量较其他C速率等因素的影响。
芳烃更高;③高吸附一解吸传质速率,这是规模工业
总体上,液相SMB吸附分离作为工业大型化
化生产的必要条件
连续、高效分离芳烃的成熟工艺,是几卜年来获取
解吸剂应与PX之间具有相近且略小的吸附选对二甲萃的主流技术,但其自身有着吸附剂容量
择性系数,即在吸附完成后较易于将PX冲洗解吸和选择性有限,以及存在吸附速率低、脱附剂再分
出来,且解吸剂能够完全再生;同时需与C3异构体离、塔内大量循环等因素而致的能耗高等问题,业
之间有较大沸点差,以便利用较低代价完成后续内研究机构积极致力于新型吸附分离技术的研究
分离。
和开发。
1.2模拟移动床吸附分离技术
2新型吸附技术研究进展
变温吸附和变压吸附是工业上常用的吸附分2.1组合工艺技术
离方法,但由于固体吸附剂的热阻较大,且设备庞
传统结晶法在处理平衡组成的低浓度PX进料
大,操作难以控制;而采用液体解吸剂进行冲洗解时,深冷条件下结晶过程低共融物的形成限制了PX
吸,则使规模大型化成为可能。美国UOP公司最早的单程收率最高在65%左右,且后续分离需通过离
于1973年开发了液相模拟移动床吸附分离PX技心机、旋转过滤机等固液分离设备,因此该工艺经
术,较好地解决了吸附剂颗粒在真实移动床中造成济性不高,一度被吸附法取代。近年来,随着甲苯
床层装填性能的劣化,以及吸附剂颗粒损的问择型歧化技术的应用、高效设备的开发及热集成技
题,实现了色谱分离的连续操作到。法国IFP公术的应用,使得结晶工艺在处理高浓度PX进料时
司和中国石化石油化工科学研究院也相继开发成无需进行深冷,从而发挥了自身优势。英国BP、美
功了此类技术[6。
国 Mobil等公司相继开发了适应不同工况的结晶分
PⅩ吸附分离装置一般包含24个吸附床层,离技术。鉴于吸附分离法单程转化率高,但受
4区操作,分别为吸附区、精制区、解吸区和缓冲限于吸附剂的容量,更适合处理低浓度PX进料的
区,各区分别占用数目不等的床层。首先在吸附特点,世界各国研究者将吸附、结晶、变压吸附等过
区,吸附剂优先吸附进料中的PX及微量其余组程进行了综合利用,研究开发了各种组合工艺,利
分;然后在精制区,吸附剂内杂质组分被回流的用各工艺特点发挥综合优势。
PX和解吸剂置换、提纯;在解吸区内,解吸剂将2.1.1气相变压吸附一结晶SMB组合工艺
吸附剂内的PX解吸出来,得到高纯度PX产品;
BP北美公司发明了一种从C8芳烃中变压吸附
贫PX的拙余液从吸附区底部抽出,送往异构化(PSA)分离PX和EB的方法。该方法使用MFI
单元进行异构,得到接近平衡