李忠才，范能全，郭振宇

（1.中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江 寧波 315812；2.寧波金海晨光化學股份有限公司，浙江 寧波 315207）

0 前言

對二甲苯是芳烴產業(yè)鏈的基礎化工原料，是二甲苯下屬分離產物鄰、間、對三種同分異構體中用量最大的產品。目前，下游應用中約97%用于生產精對苯二甲酸，剩余3%主要用于醫(yī)藥中間體（DMT）、涂料及其他。據(jù)統(tǒng)計，2017年中國對二甲苯總需求量為2413萬t，2017年全國產能維持在1383萬t，自給率為57%，近一半需要通過進口獲得。

受沸點影響，對二甲苯很難采用精餾方法從其同分異構體中分離出來，目前世界上實現(xiàn)對二甲苯分離的主流技術有兩種，分別為吸附分離和結晶分離。本文對吸附分離技術進行總結，并對當前新一代吸附分離及結晶分離技術進行概述。

1 吸附分離技術

1.1 傳統(tǒng)對二甲苯分離技術

對二甲苯分離技術從上個世紀70年代開始工業(yè)應用，其應用最為廣泛的為吸附分離法，并在近40年的應用過程不斷改進。生產裝置主要包含歧化、異構化、二甲苯精餾和吸附分離等四個單元，其中吸附分離單元為核心單元。吸附單元是通過吸附-解吸過程，將對二甲苯與其他三種同分異構體分離出來，得到對二甲苯產品。傳統(tǒng)工藝中該技術均采用雙塔24床層模擬移動床，用對二乙基苯為解析劑。在保證單程高達97%的回收率和99.8%高純產品的同時，具有明顯缺點：（1）對進入吸附分離系統(tǒng)的雜質含量要求較高，一般要求進料中C9+芳烴的含量不超過500 mg/kg；（2）燃料消耗大，能耗高，伴隨著大量的低溫熱需要回收利用；（3）受制于吸附劑性能和設備制造水平，單套裝置處理規(guī)模相對較小。

1.2 AXENS單塔芳烴分離技術

AXENS在提升單位體積吸附劑的吸附容量的基礎上，開發(fā)了單塔吸附分離技術，使吸附分離單元的模擬床層數(shù)由24床層變成15床層。與傳統(tǒng)技術相比，具有明顯優(yōu)勢：兩臺吸附分離塔變?yōu)橐慌_塔，投資進一步降低。同時，單塔操作時可以避免因液壓波動造成對吸附床層的擾動，提高生產穩(wěn)定性。經(jīng)初步工程模擬核算：吸附單元投資降低約35%，單位能耗降低約15%。目前該技術在國內具有代表性應用業(yè)績?yōu)榇筮B恒力新建的兩套225萬t/a芳烴裝置，預計2018年投產。

1.3 UOP輕解析劑技術

采用對二乙基苯作為解析劑時，為盡可能減少C9+芳烴隨著混合二甲苯進入吸附分離系統(tǒng)對操作造成影響，故對二甲苯精餾塔的操作條件較為苛刻，必須嚴格控制C9+芳烴的含量，直接導致二甲苯精餾塔底再沸爐負荷大、能耗高[1-2]。UOP公司在其上一代吸附分離技術的基礎上，成功開發(fā)采用甲苯作為解析劑的吸附分離技術。該技術主要特點有：

（1）降低進入吸附分離系統(tǒng)的混二甲苯中C9+含量，可控制在不大于1.5（m）%。使二甲苯精餾塔底再沸爐負荷大大降低。

（2）因大幅縮小解析劑與工藝介質之間的沸點差，使抽余液和抽出液等塔的熱負荷需求較上一代技術有了較大的增加。

（3）因裝置的熱集成中心由二甲苯精餾塔轉移至抽余液塔，經(jīng)初步核算，采用輕解析劑技術后芳烴聯(lián)合裝置的總能耗降低約15%～20%。

（4）解析劑可由上游抽提裝置提供，不需要單獨外購且可減少解析劑的精餾系統(tǒng)，從而降低了工程建設投資。

目前該技術在國內具有代表性應用業(yè)績?yōu)檎憬陆ǖ膬商?00萬t/a芳烴裝置，預計2019年投產。

2 BP結晶分離技術

近年來，以結晶器和離心機設備設計制造水平的發(fā)展為依托，BP公司采用一次結晶加兩段重漿化工藝代替了兩次結晶加兩次熔融的傳統(tǒng)工藝。通過結晶-分離-一次重漿化-分離-二次重漿化-分離過程，實現(xiàn)對二甲苯分離。該技術主要特點有：

（1）對進入結晶系統(tǒng)的雜質容忍度較高，C9+芳烴含量可控制在不大于2.0（m）%，可有效降低二甲苯分餾單元的能耗和設備投資。

（2）受多元共熔體的平衡限制，對于混合進料中對二甲苯濃度在22%左右時，其單程回收率約65%[3]。其配套異構化單元規(guī)模相對較大。

（3）其核心設備結晶器和離心分離機采用多臺并聯(lián)方式，可實現(xiàn)單套裝置較大的處理規(guī)模。

（4）工藝流程相對較為簡單，但轉動設備相對較多，用能結構中電耗比例較高。

（5）采用低溫結晶分離，相對安全性較高，事故排放量較小。

（6）結晶單元設備可采用立體布置，減小占地面積。

目前，該技術在國內具有代表性應用業(yè)績?yōu)榻K盛虹石化新建的280萬t/a芳烴裝置，預計2019年投產。

3 結論

（1）與傳統(tǒng)吸附分離技術相比，新型吸附分離技術的工程投資和生產成本均有大幅降低。

（2）與吸附分離技術相比，結晶技術具有其自身特點。如安全性高、對原料組成要求低、項目用地少等。

（3）在選擇對二甲苯分離技術時，各廠家可根據(jù)各專利技術的特點，與現(xiàn)場的實際結合起來，從原料組成、低溫熱聯(lián)合回收、各種能源價格、其他配套資源等多方面入手，選擇適合自身特點的工藝，進一步降低生產成本。