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碳八芳烃分离separation of C<sub>8</sub> aromatics

时间：2020-03-01 来源：网络 浏览：
即C8芳烃分离，根据工业需要将碳八芳烃分离成单一组分或馏分的过程。目前，C8芳烃分离的主要目的是获得经济价值较高的对二甲苯和邻二甲苯。因此，C8芳烃分离又常常与碳八芳烃异构化结合在一起，以获得更多的对、邻二甲苯。在个别情况下，也要求分离出高纯度的乙苯、苯乙烯。
　　各种C8芳烃间沸点很接近(表1)，难以用一般的精馏方法分离。乙苯和邻二甲苯沸点与对、间二甲苯的相差较大，可以通过精馏的方法分离。C8芳烃的分离顺序(图1)是：

图1

经白土精制脱除不饱和化合物后，首先蒸馏出沸点较低的乙苯，再蒸馏分出沸点较高的邻二甲苯。所余对二甲苯和间二甲苯混合物，可因熔点不同，采用低温结晶或吸附法分离。分离出的乙苯，邻、间二甲苯可单独进行化工利用，也可异构化（见碳八芳烃异构化）。根据对产品种类要求的不同，还可采用其他分离程序。裂解汽油的C8芳烃中尚含一定量的苯乙烯，可经萃取精馏分出。

表1

　　乙苯分离 　仅在苯乙烯生产需要原料乙苯，或在C8芳烃异构化过程，为防止乙苯会在异构化过程中使氧化铝-氧化硅催化剂积炭，需要分离乙苯。近年来因苯烷基化技术的发展，由C8芳烃分离乙苯在经济上已无法与合成乙苯竞争，并且新一代贵金属异构化催化剂能有效地将乙苯转化成二甲苯，从而使乙苯分离的重要性大大下降。
　　由C8芳烃中分出乙苯，工业上有三种方法：①精馏，需用300～400块塔板，回流比为75；②吸附分离，该法操作费用比精馏法低 1/3；③色层分离，在分离对二甲苯的同时，也联产乙苯。
　　邻二甲苯分离 　将邻二甲苯与其他两种异构体分离约需100块塔板。如果C8芳烃中含有少量的碳九芳烃，则尚需另设30块板的精馏塔以分离C9芳烃，才能得到较高纯度的邻二甲苯。
　　对二甲苯分离 　分离间二甲苯和对二甲苯可采用低温结晶、吸附分离或络合萃取等方法（表2）。

表2

　　低温结晶分离 　20世纪50年代已工业化的方法，技术比较成熟，使用比较广泛。间二甲苯和对二甲苯虽凝固点相差很大，但在一定的低温下形成最低共熔物，且对二甲苯结晶也不可避免地夹带了富含间二甲苯的母液。为了提高对二甲苯的纯度及收率，都采用两级结晶过程（图2），即在最低共熔物形成之前，第一级结晶，分离出60％～70％的粗对二甲苯。再通过第二级重结晶，分离出高纯度的对二甲苯。

图2

　　低温结晶分离法的对二甲苯单程收率较低，二甲苯损失量和物料循环量都较大。必须采用低温，以及相应操作条件的离心机、回旋过滤器等设备。因此投资及能耗、操作费用较高，难以和近年开发的吸附法抗衡。为了克服这些缺点，工业上已开发了各种不同工艺，对低温传热、两级结晶过程、母液循环、粗对二甲苯的精制等加以改进。
　　吸附分离 　因分子的极性或分子间的力不同，二甲苯各异构体在吸附剂表面上被吸附的能力各不相同。工业上采用以分子筛为吸附剂，通过模拟移动床进行分离。分离工艺有美国环球油品公司的 Parex法及日本东丽公司的Aromax法（表3）。在世界范围内，采用前者的装置远多于后者。此外，色层分离的方法正处在研究阶段，据称该法具有能耗较低、设备简单的优点。

表3

　　络合萃取法 　是由日本瓦斯化学工业公司（现合并为三菱瓦斯化学公司）提出的。该法的原理是基于C8芳烃的碱性不同，用溶剂HF·BF3选择性地与间二甲苯生成络合物，从而使间二甲苯全部从C8芳烃混合物中分出，然后再将含有乙苯和邻、对二甲苯的萃余液进行精馏。如需得到纯间二甲苯，可将间二甲苯-HF·BF3络合物重新解离。如不需要，则可将络合物送去异构化。因HF·BF3本身也是异构化的催化剂，所以只需加温即可将间二甲苯异构化为对二甲苯。此法采用氟化物，有一定腐蚀性，在工业上应用较少。
　　  
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