偏三甲苯技术情况简介

偏三甲苯技术情况简介 1.产品简介 偏三甲苯是无色液体，不溶于水，溶于乙醇，乙醚和苯，熔点-44℃ ，沸点168℃ 。偏三甲苯在精细化工中的应用较为广泛，主要用来生产偏苯三酸酐(简称偏酐，是生产增塑剂、涂料、聚酰胺的主要原料之一)，也可以异构化和烷基化反应生产高纯均三甲苯和均四甲苯，用作维生素E中间体一三甲基氢醌和活性染料等产品的生产。国内主要生产企业见表1。 表1  国内偏三甲苯主要生产企业        万吨/年 企业名称 处理能力 偏三甲苯能力 金陵石化 10 2.0 辽阳英华 1.2 0.4 锦州石化 4.0 1.0 九江石化 5.0 1.0 岳阳石化 5.0 1.0 抚顺石化 4.0 0.7 新疆天利 4.0 1.0 兰州石化 10.0 2.7 其他 2.0 0.5       2.原料来源 偏三甲苯是C9芳烃的重要组成成分，主要来源于炼油铂催化重整塔底油、二甲苯异构化副产油、催化裂化油和裂解石脑油等，其中以铂催化重整塔底油含量最高，目前国内主要生产企业如金陵石化、九江石化、抚顺石化、新疆天利、兰州石化均是依托自己的大型炼油装置副产重整塔底油进行加工分离的。 在生产聚酯纤维时候需要从混合二甲苯中用深冷结晶的方式，把对二甲苯分离出来，但是混合二甲苯中对二甲苯含量不足20%，为了大量的得到对二甲苯就需要把二甲苯的其他异构体转化为对二甲苯，在异构化反应中，由于脱烷基和歧化等反应就会生成二甲苯异构化副产油，其中含有38%左右的偏三甲苯。 裂解石脑油法生产乙烯时候会产生少量的偏三甲苯；催化裂化油是由重质石油馏分的催化裂化得到，这种两种路线分别含有11.2%和20.8%的偏三甲苯。 近年来由于国内偏三甲苯需求量较大，炼油催化重整装置二甲塔底油有时当地无法满足装置需求，于是部分企业开始进口国外C9+C10混合宽馏分作为原料进行加工分离偏三甲苯。 由于国内主要原料来自炼油铂催化重整塔底油，不同原油来源可能塔底油成分也不尽相同，以下介绍兰化炼油厂的催化重整装置副产的重芳烃的大致组成。 表2      催化重整副产重芳烃组分 组分 含量/wt% 常压沸点/℃ 较轻组分 22.6   邻甲乙苯 4.27 165.2 均三甲苯 5.92 164.7 偏三甲苯 30.0 169.4 连三甲苯 7.11 176.1 较重组分 30.1 -       较轻组分中主要包括间甲乙苯、对甲乙苯、正丙苯等；较重组分主要是C10等其他组分。 3．合成工艺 由于原料中几个主要组分邻甲乙苯、均三甲苯、连三甲苯、偏三甲苯沸点比较接近，相对挥发度小，因此必须采用精密精馏的才能分离出高纯度的偏三甲苯，因此如何设计精馏装置成为偏三甲苯工艺的关键。以下介绍国内不同企业的偏三甲苯的分离与提纯工艺过程，仅供参考。 3.1金陵石化 原料来源：其炼油装置连续重整车间提供的重芳烃。 装置设计：装置提取纯度不小98%的偏三甲苯，同时副产C9芳烃溶剂油及柴油调和组分。 工艺流程：原料自连续重整装置进入本装置原料罐(V401／1、2)，由重芳烃泵(P401／1、2)抽出经进料重芳烃换热器(E405壳程)换热后打入邻甲乙苯塔((；401，150层双溢流塔盘)，进料位置为第80层(从下向上数有三个进料口：76、80、84层)。CA01由重沸器E403／1、2供热，C401顶轻馏分经邻甲乙苯塔顶空冷器(E401／1、2)冷却后流入邻甲乙苯塔顶回流罐(I)401)，再经邻甲乙苯塔顶回流泵(P402／1、2)部分作为邻甲乙苯塔顶回流，部分经邻甲乙苯产品冷却器(E407)冷却后送往邻甲乙苯储罐(V404／1、2、3)作C9芳烃溶剂油出厂，还可根据需要作为汽油调和组分出装置。C401底重馏分由邻甲乙苯塔底泵(P403／1、2)打入偏三甲苯塔(C402，100层单溢流塔盘)，进料位置为第52层(从下向上数有三个进料口：48、52、56层)。C402由重拂器E404供热，C402顶馏出偏三甲苯经偏三甲苯塔顶空冷器(F402／1、2)冷却后，进入C402顶回流罐(I)402)，再经偏三甲苯塔顶回流泵(P404／1、2)一部分作为回流，另一部分经偏三甲苯产品冷却器(E406)冷却后作为产品迟到偏三甲苯产品储罐(V402／1、2、3)。偏三甲苯不合格时，可返回原料罐(V401／1、2)以待回炼；C402底C9+芳烃馏分由偏三甲苯塔底泵(P405／1、2)进出经进料重芳烃换热器(E405管程)与原料换热后，再经重芳烃冷却器(E408)冷却后作为柴油凋和组分送柴油线。 工艺流程图： 生产过程主要参数： 3.2兰州石化 原料来源：兰州炼油厂连续重整装置副产的重芳烃。 装置设计：生产出纯度不小99%的偏三甲苯，同时副产C9芳烃溶剂油及柴油调和组分。 工艺流程：原料经预热后进人脱轻塔，塔顶分离出挥发度比偏三甲苯小的轻汽油组分，塔底富含偏三甲苯的物料进入偏三甲苯塔。根据PRO／II软件进行模拟优化计算，为了达到特级品偏三甲苯的质量指标，脱轻塔塔顶物料中偏三甲苯的含量应小于5％ ，塔底物料中轻组分的总含量应不大于1％ 。偏三甲苯塔塔顶分出高纯度的偏三甲苯产品，塔底物料进入脱重塔。偏三甲苯塔塔顶物料中偏三甲苯的含量大于99％ ，塔底物料中偏三甲苯的含量小于4％。装置比国内其他同类装置多一个脱重塔，其目的是分离出汽油组分中的柴油组分，保证塔顶汽油组分的干点不大于204 oC，塔底物料是柴油组分。 工艺流程图： 关键设备： 本装置关键设备是脱轻塔和偏三甲苯塔。根据模拟计算，分离出纯度为99％ 的偏三甲苯，脱轻塔需要120块理论塔板，偏三甲苯塔需要9O块理论塔板。工程设计中，脱轻塔和偏三甲苯塔都选用了填料塔，塔内安装CY型金属丝网波纹填料。脱轻塔安装了40m高的填料，每5m高为一段，共8段填料；偏三甲苯塔安装了30m高的填料，每5m高为一段，共6段填料。填料富裕量较大，确保分离效果。每段填料下部设填料支撑栅，上部设填料压栅及液体收集分布器。塔设备主体材质为碳钢，塔内件及填料为不锈钢材质 J。此种填料的主要优点是：每米相当的理论塔板多，达4-7块／米，传质效率高；通量大，液体负荷为0．2-20 m3 ／(m hr)；填料压降小，仅为0．4-0．6kPa／m3；比表面积高达700m2／m3 。密度仅为180 kg／m3 。尤其是填料的低负荷性能好，随着气体负荷的降低，填料相当的理论塔板数较大增加。该填料已在同类装置上使用，实践证明具有良好的分离效果。 主要操作参数： 3.3锦州石化 原料来源：一部分是锦州石化分公司的重整装置副产C9重芳烃，另外一部分是从国外进口C9+C10混合宽馏分原料。 装置设计：主要生产偏三甲苯，在原有国产C9重芳烃工艺流程稍加改动。副产溶剂油和均三甲苯。 工艺流程：第一步加工流程为原料先进入T-l03分离，经T-l03的精馏加工后，塔顶产出比偏三轻的组分冷却后到罐区储存，塔底产品进入T-l01分离；在T-10l塔顶得到大于98．5％的偏三甲苯，塔底为比偏三重的组分向T-l02进料；经过T-l02的分离，塔顶产出较轻的汽油馏分(190 ℃)，塔底产出较重的柴油馏分。第二步富集均三加工流程为原料向T-103’进料，经T-103’的精馏加工后，塔顶产出轻组分，塔底产出富集均三甲苯。 工艺流程图： 工艺模拟计算： 工艺计算采用PRO II软件进行模拟。在建立模型后，按T-l03、 T-101 、T-l03’依次以各塔的不同进料层和分离要求进行计算，经过多组条件的优化计算，最后确定了一组能耗最小的数据。得出较佳进料位置的回流比和热负荷，再将其与原装置能力相比是完全可以达到的， 以此组中较佳的条件进一步确定了工艺参数、馏出口质量。工艺模拟计算最优状态下各塔顶底物料组成见下表： 天津大学工艺： 偏三甲苯生产过程一般采用超精馏分离法与诱导结晶分离法，用作原料的重芳烃液各组分问沸点差很小，所以在用蒸馏法实现分离时理论塔板数必须在85块以上，在南京炼油厂重芳烃分离装置中，两塔均为100块塔盘的浮阀塔，分离出的偏三甲苯纯度达到98 %以上。天津大学多年从事C9混合芳烃分离技术的研究，有着成功的技术和经验，主要是利用双塔精馏法分离出重芳烃中的偏三甲苯， 国内大都采用其技术。 天津大学分离偏三甲苯的流程为原料混合C9 芳烃经泵进人脱轻塔中部，塔顶馏出沸点小于偏三甲苯的轻芳烃馏分，作为轻溶剂油出售或返回炼厂。塔底得到偏三甲苯富集液由泵打入偏三甲苯塔中部，重沸后塔顶馏出纯度大于98% 的偏三甲苯产品，塔底得到沸点大于偏三甲苯的重芳烃馏分外送或进一步开发利用生产连三甲苯和S-100溶剂油。精馏热源由脱轻塔底重沸器与偏三甲苯塔底重沸器提供。 工艺流程图： 工艺操作参数： 天津大学根据胜利油田的C9芳烃组成，模拟计算出的操作参数：