对二甲苯(PX)生产工艺技术进展

张立科

(东营联合石化有限责任公司，山东 东营 257000)

石油炼制过程中的中间产品石脑油经过催化重整或者乙烯裂解得到重整汽油、裂解汽油，再经过二甲苯分馏得到混合二甲苯，然后经过吸附分离或结晶分离制取得到对二甲苯(PX)。PX的下游主要用来生产精对苯二甲酸(PTA)，PTA再和乙二醇反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，就是我们说的聚酯，聚酯用来进一步生产涤纶纤维，还可以生产聚酯瓶、聚酯膜等[1]，不仅如此，PX还在涂料、医药、香料、杀虫剂以及油墨等的生产行业也有广泛的应用，具有很好的应用前景。2020年对二甲苯需求量预计可达3275万t/a，充分了解PX生产工艺术发展现状及趋势，进而选择合适的 PX 生产工艺，则能更好地满足逐步增长的PX市场需求。

1 吸附分离生产工艺

1.1 美国UOP公司的Parex工艺

20世纪60年代，Parex工艺被提出，其采用模拟移动床技术，吸附剂为八面沸石型分子筛，利用吸附剂内部不同大小的微孔通道对PX各异构体进行吸附。脱附剂为对二乙苯，可以与原料中不同组分互溶，对PX各异构体进行分离，同时由于对二乙苯与各组分沸点存在明显差异，可以实现回收利用。Parex 工艺具有生产成本低、产品纯度高、流程简单等优点，因此在全球范围内得到了广泛应用[2]，在已开工投产的PX生产装置中占有较大的比例，其使用的是旋转阀实现物料分配和步进切换。

2015年开发出了LD Parex解吸剂轻质化PX工艺，吸附剂为ADS-50。其创新之处主要有三个方面。一是换成轻质解吸剂甲苯以后，就不再需要解吸剂系统，甲苯本身就成为了装置生产的产品。二是甲苯替代对二乙苯，消除了解吸剂损失。而在分离过程必然损失的甲苯，可以通过抽提装置和歧化装置回收回来。三是甲苯对于C9限制不多，分离塔体积可以缩小，分离工艺更简单。

1.2 法国IFP的Eluxyl工艺

1986年，IFP开发完成了Eluxyl工艺，可以生产出较高纯度的PX，其使用的是144套程控阀实现物料分配和步进切换。

IFPAxens公司开发的ParamaX技术最新创新成果有：一是推出了1台吸附器15个床层的吸附分离工段布置，操作灵活性大大提高，大大降低投资和操作费用；二是通过工艺路线优化并与甲苯甲基化技术一体化，以石脑油为原料生产PX，产品选择性提高30%并使苯的产率最小化；三是强化节能效率，通过降低下游分馏塔压力强化工艺热联合设计，最大限度节省燃料并回收低压低温热量，使芳烃联合装置综合能耗降低45%。

1.3 中国石化高效环保芳烃成套技术

2011年我国拥有了自主知识产权的对二甲苯整套生产技术。应用的第一个项目为2011年的扬子石化芳烃工业化示范装置，2013年则应用于海南炼化芳烃联合装置上。该套技术通过技术创新，实现了95%的设备自主设计与建造，多项单元技术已经实现国内广泛应用。

2 结晶分离生产工艺

美国BP-CB&ILummus开发的PX结晶分离工艺，能耗低、投资低、排放低、安全环保，能耗远低于吸附分离技术。该工艺技术不需任何吸附剂和解吸剂，进一步降低了PX的生产成本，其燃料消耗也大幅降低，具有排放低的环保优势。其优势还表现在无贵金属催化剂和减小了二甲苯分馏塔尺寸。

盛虹炼化(连云港)有限公司选用了BP两段重浆化回收PX结晶工艺技术。其工艺流程为：来自连续重整装置的脱戊烷塔底油经过重整油分离塔分离后，塔顶轻重整油进入芳烃抽提装置，塔底重重整油部分进入二甲苯汽提塔，另一部分和来自歧化单元、二甲苯异构化单元的混合二甲苯分别从不同的位置进入二甲苯回收塔，二甲苯回收塔顶富苯馏分和塔底重质馏分进歧化装置，二甲苯回收塔侧线抽出的混合二甲苯，再经过一系列换热后，进入结晶单元原料罐，混合二甲苯原料在冷却降温后进入结晶罐，经过冷却结晶后，结晶罐底浆料经罐底泵送入沉降式离心机，经过离心分离后，母液进入异构化单元作为原料，湿滤饼进入重浆化罐进行重浆化提纯，重浆化罐底浆料经过推料式离心机分离后，分离出的PX晶体在产品熔融罐熔融后，作为合格的PX产品送至界区外产品罐，废滤液返回前端进行回收[3]。

3 吸附-结晶组合工艺

低浓度的PX原料先经简化的吸附分离工艺进行第一步分离，获得较高浓度的PX物料,再经过结晶分离的方法获得高纯度的PX产品。采用组合工艺一方面能降低吸附剂、解吸剂用量,另一方面装置能耗要低于常规吸附分离装置，尤其是在对全装置进行热联合和热集成优化后,能耗可以进一步大幅下降。

吸附-结晶组合工艺是吸附分离工艺和结晶分离工艺的耦合，结合了吸附分离工艺PX收率高(>97%)、结晶分离工艺PX纯度高(～99.9%)的优点。C8芳烃原料进入简化吸附塔进行PX的吸附分离，分离后的抽出液经抽出液塔分离出其中的解吸剂，得到PX质量浓度约80%～97%的物料送至结晶分离单元生产高纯度PX产品。结晶母液仍含有较高浓度(40%～82%)的PX，经结晶母液分离塔分离出其中的甲苯后作二甲苯塔进料。吸附分离后的抽余液进抽余液塔，塔顶得到贫PX的C8芳烃，送至异构化单元进行二甲苯异构化反应，生成近似平衡的二甲苯混合物，再经脱庚烷塔脱除轻烃后进入二甲苯塔。抽出液塔塔底和抽余液塔塔底物料为解吸剂对二乙苯，循环回吸附塔使用[4]。

4 结束语

结晶法生产PX工艺技术早期的时候，能耗较高、设备投资高、维护成本高，逐渐被吸附分离技术取代。随着机械制造水平的提高和结晶工艺技术的改进，国外目前已经有多套两段重浆化PX结晶工艺技术装置在运行，经过多年的发展，该工艺技术又重新受到人们的青睐。目前国内生产PX的主要工艺技术是吸附分离法，其中采用UOP技术的占比较大，并且向着热联合程度越来越高的低能耗、设备集成度高的低占地低设备投资方向发展。