对二甲苯分离技术进展

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。

2 BP结晶分离技术

近年来，以结晶器和离心机设备设计制造水平的发展为依托，BP公司采用一次结晶加两段重浆化工艺代替了两次结晶加两次熔融的传统工艺。通过结晶-分离-一次重浆化-分离-二次重浆化-分离过程，实现对二甲苯分离。该技术主要特点有：

（1）对进入结晶系统的杂质容忍度较高，C9+芳烃含量可控制在不大于2.0（m）%，可有效降低二甲苯分馏单元的能耗和设备投资。

（2）受多元共熔体的平衡限制，对于混合进料中对二甲苯浓度在22%左右时，其单程回收率约65%[3]。其配套异构化单元规模相对较大。

（3）其核心设备结晶器和离心分离机采用多台并联方式，可实现单套装置较大的处理规模。

（4）工艺流程相对较为简单，但转动设备相对较多，用能结构中电耗比例较高。

（5）采用低温结晶分离，相对安全性较高，事故排放量较小。

（6）结晶单元设备可采用立体布置，减小占地面积。

目前，该技术在国内具有代表性应用业绩为江苏盛虹石化新建的280万t/a芳烃装置，预计2019年投产。

3 结论

（1）与传统吸附分离技术相比，新型吸附分离技术的工程投资和生产成本均有大幅降低。

（2）与吸附分离技术相比，结晶技术具有其自身特点。如安全性高、对原料组成要求低、项目用地少等。

（3）在选择对二甲苯分离技术时，各厂家可根据各专利技术的特点，与现场的实际结合起来，从原料组成、低温热联合回收、各种能源价格、其他配套资源等多方面入手，选择适合自身特点的工艺，进一步降低生产成本。