對第二甲苯分離技術進展
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摘 要：本文回顧了國產化對二甲苯吸附分離技術的發展歷程，著重介紹了不同分離工藝的研究思路、技術特點，以及不同吸附劑的吸附性能比對，并進行了分析和評價。
關鍵詞：對二甲苯；吸附分離；進展
對二甲苯（PX）是重要的有機原料，主要為對苯二甲酸（PTA）及其下游聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）裝置提供原料生產瓶片、膜片和聚酯纖維。瓶片主要用于飲料瓶的生產，聚酯纖維主要用于服裝的生產，隨著人們生活水平的提高，聚酯原料需求量越來越大，帶動了對二甲苯的需求與發展。對二甲苯主要通過芳烴聯合裝置獲得C8芳烴混合物，將PX從C8芳烴混合物中分離出來得到。由于C8芳烴包含對二甲苯（PX）、間二甲苯（MX）、鄰二甲苯（Ox）以及乙苯（EB），四個同分異構體。之間沸點和相對揮發度都很接近，因此用精餾方法不能得到高純度的PX。各國科學家根據幾種同分異構體的物性差異，從不同角度開發了分離技術，主要有結晶（深冷）分離、萃取分離、洛合分離以及吸附分離技術。
1 結晶（深冷）分離技術
結晶（深冷）分離技術是利用C8同分異構體間冰點的不同而開發的。通過將混合原料深冷降溫進行結晶，分離出PX組分。產品純度能夠達到98%以上，但收率只有70%。因能耗低，產品純度高，工藝設備簡單而在早期運用于工業生產。
2 萃取分離技術
科研人員開發了一種按α-1，4鍵連接起來的7個葡萄糖分子環狀化合物。利用該化合物的內孔大小，可分離出不同C8芳烴異構體。該化合物分離PX的純度為83%，目前未見工業應用報道。
3 洛合分離技術
絡合分離技術是利用C8異構體的堿性和絡合劑的酸性形成酸堿絡合物而進行分離的方法。萃取劑一般采用BF3-HF，其中BF3為路易斯酸類，C8芳烴為路易斯堿類。這一分離技術可以將Ox有效的分離出來，但是PX分離效果不好。該技術被日本三菱公司完全壟斷，其開發的MGCC工藝是分離Ox最有效的也是唯一的工業方法。
4 吸附分離技術
吸附分離技術采用固體吸附劑對四中C8同分異構體具有不同的吸附能力而實現分離的方法。優于具有產品純度高、收率高、能耗低和易操作等特點。目前絕大多數企業采用模擬移動床吸附分離技術生產PX，主流的工藝為美國UOP公司開發的Parex工藝、法國IFP開發的Eluxyl工藝以及我國自主研發的SorPX工藝。以上三種工藝均需模擬移動床與吸附劑共同作用生產PX，因而吸附劑的研發與吸附床層的控制便成為了對二甲苯吸附分離技術的核心。
4.1 Parex工藝
1969年美國UOP公司成功開發吸附分離工藝—Parex工藝和ADS-3型吸附劑。其工藝技術由具有高選擇性的吸附劑，脫附劑（解吸劑）和模擬移動床組成。采用沸石分子篩作吸附劑，用對二乙苯（PDEB）或甲苯（TOL）作為解吸劑。吸附劑對四中C8同分異構體具有不同的吸附能力，當PX吸附在吸附劑上后，用解吸劑將PX從吸附劑中置換出來。解吸劑與C8各個同分異構體互溶且沸點和相對揮發度差異較大，因此將解吸出來的PX和PDEB混合物可通過精餾方法進行分離。從而達到PX與其他C8同分異構體相分離的目的。模擬移動床采用機械轉閥控制各股物料進出吸附塔。1992年Parex工藝生產的PX純度可達到99.9%。
1970年日本東麗株式會社成功開發類似Parex的工藝，稱為Aromax工藝。不同點是采用臥式吸附塔。與此同時，日本旭化成株式會社成功開發了Asahi法，采用新的吸附劑和解吸劑，可同時分離出對二甲苯和乙苯，并成功中試。
4.2 Eluxyl工藝
1986年法國石油研究院（IFP）成功開發出Eluxyl工藝和SPX-3000型吸附劑。Eluxyl工藝采用的是程控閥模擬移動床，配合程序控制系統，實現各股物料在吸附塔床層間的切換。PX產品純度可達到99.8%，收率96%。1995年工業示范裝置成功投產。1997年12月5000t/a的對二甲苯裝置在韓國雙龍（Ssang Yong）公司投產。2003年0.45Mt/a對二甲苯吸附分離裝置在中石化鎮海煉化投入運行，其工藝采用IFP改進后的Eluxyl工藝和SPX-3000型吸附劑，2013年裝置更換SPX-3003型吸附劑。中海油惠州煉油80萬噸/年芳烴裝置同樣采用的Eluxyl工藝。
5 總結
世界石油化學工業的迅速發展，加速了芳烴生產工藝的改進和新技術的開發。國內學者經過多年努力，突破了國外公司的技術壟斷，成功開發了具有自主知識產權的芳烴生產技術和配套工藝，實現了從0到1的突破。但跟其他兩家技術相比，技術儲備時間較短，工藝還有許多需要改進的地方。相信經過大家的不斷努力和改進后后，在不遠的將來，我國對二甲苯分離技術能夠達到世界最高水平。
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