芳烃分离工艺

芳烃分离工艺

芳烃是指具有芳香性的碳氢化合物，如苯、甲苯、二甲苯等。由于其具有广泛的工业应用价值，分离纯化芳烃一直是石油化工行业关注的焦点之一。本文将介绍常见的芳烃分离工艺。

一、蒸馏法

蒸馏法是最常见的分离纯化芳烃的工艺。其基本原理是利用不同组分的沸点差异，使其在一定的温度范围内分别挥发出来，再通过冷却、凝结等方式进行分离纯化。

（1）精馏

精馏是一种适用于分离芳烃的基本方法。其主要流程为：经预处理后的混合物首先进入精馏塔，塔内通过加热，使不同组分按照行程（即距离塔底的高度）逐渐挥发出来，再通过不同高度的冷凝器进行冷却和凝华，从而得到不同纯度的芳烃。

常见的精馏工艺包括汽油精馏、苯精馏、二甲苯精馏等。其中，苯精馏是最常见的芳烃分离工艺之一。

（2）蒸汽裂解

蒸汽裂解是一种通过蒸汽作用将复杂碳氢化合物分解为较简单的组分，从而实现分离的工艺。其主要流程为：经预处理后的混合物首先进入蒸汽裂解炉，炉内通过高温蒸汽作用，将混合物分解为较简单的碳氢化合物，然后通过冷却、凝结等方式进行分离纯化。

蒸汽裂解工艺适用于分离相对简单的芳烃，如苯、甲苯等。近年来，随着科技的发展，基于蒸汽裂解的工艺也在不断改进和拓展，如采用纳米、微米等颗粒进行蒸汽裂解，能够获得更高的效率和更纯的产品。

二、萃取法

（1）溶剂萃取

溶剂萃取是一种采用溶剂与混合物反复振荡、分离的方法。其主要流程为：经预处理后的混合物首先与一个成分具有亲和性的溶剂进行混合，然后通过反复振荡、分离等步骤，将要分离的组分从混合物中萃取出来，再通过蒸馏等方式进一步提纯。

溶剂萃取工艺适用于有机化学品的分离和提纯，如苯、甲苯等芳烃。

（2）结晶分离 结晶分离是一种通过控制温度、溶剂浓度等参数实现分离的工艺。其主要流程为：将混合物溶解在适当的溶剂中，然后通过控制温度、溶剂浓度等参数，使其中某一种组分逐渐结晶出来，从而实现分离纯化。

芳烃抽提工艺技术的分析与对比　赵妍（大庆石化公司化工一厂芳烃抽提车间，黑龙江大庆１６３０００）　摘要：芳烃抽提技术在石油化工纺织企业等部门占据重要　地位，为了解决化合物之间沸点差较小或者形成共沸这一难　题，在工业中采用了抽提这一技术。本文主要通过对溶剂性　质、芳烃抽提工艺技术的分析和比较，着重突出溶剂抽提技术　和抽屉蒸馏技术的介绍，强调在生产过程中要注重低消耗高效　率的技术应用。　关键词：芳烃；蒸馏抽提；分析对比　伴随着世界经济的飞速发展，石油化工产业对芳烃产品的　需求在日益增加，对芳烃抽提工艺技术的要求也不断提升。目　前’：　业上对芳烃分离的方法主要分为液液抽提、共沸抽提和抽　提　瑶，在实际操作中要根据原料的性质来决定抽提工艺，最　大５｝　度上减少能源消耗和工业成本，提高芳烃抽提的效率。　１芳烃抽提溶剂性能的比较　１．１溶剂的溶解能力和选择性　芳烃抽提技术中对溶剂的选择至关重要，而溶剂对芳烃的　溶解能力与溶剂对芳烃的选择性这两项之间是相互制约，共同　作用的。二者在抽提过程中担当不同方面功能，溶剂的流率是　由溶解能力所控制的，同时也控制着操作设备的性能和条件，　也就是成本；溶剂的选择性对分离效果有影响，换句话说就是　芳烃的纯度和收率。在各种资料中显示，环丁砜和ＮＦＭ在综合　性能上都是优良的溶剂，但是前者的选择性要好于后者，溶解　能力却不足。　１＿２溶剂的其他性质　除了以上介绍的两种主要性能外，芳烃抽提溶剂的沸点、　密度、粘度等各项也是重要性质。在实际操作中，各种溶剂的　使用都有化学物理性的风险，在抽提过程中应格外注意。　２芳烃抽提工艺技术　２．１溶剂抽提工艺技术　所谓溶剂抽提技术，其中关键就是溶剂的选用，采用适合　的溶剂对相应的烃类进行溶解，进而分离出纯芳烃，而选择不　同的溶剂其抽提过程也各有区别。简单介绍五种方法：第一是　Ｕｄｅｘ法，这种最早实现工业化的方法在刚开始使用的是二甘醇　作为抽提溶剂，在不断改进后简化了流程，从而降低了能耗、节　省了投资费用和成本，同时提高了芳烃收率；第二是Ｓｕｌ￣ｌａｎｅ　法，这种方法在世界上被广泛采用，一般将环丁砜作为溶剂，因　其有较强的溶解能力和优良的选择性，可以尽可能的从芳烃原　材料中分离纯度较高的芳烃；第三是Ａｒｏｓｏｉｖａｎ法，这种方法最　常用的溶剂是Ｎ一甲基吡络烷酮，优点是苯生产的纯度最高；第　四是Ｆｏｒｍｅｘ法，最常用溶剂为Ｎ一甲酰基吗啉，抽提方法是利用　芳烃以及水回流，与水共沸蒸馏来回收；还有一种是ＩＦＰ法，是　以二甲亚砜为溶剂的，由于工艺流程较为复杂，在世界上使用　此法的比较少。　２．２抽提蒸馏工艺技术　在一些精密性抽提过程中，将芳烃和某些烃类分离开是很　困难的，采用抽提蒸馏方法，可通过降低烃类蒸气压加大不同　烃类的沸点差来将芳烃分离。当前主要的抽提蒸馏技术有　ＧＴ—ＢＴＸ法、ＳＥＤ法两种，其抽提工艺极具代表性。　２．２．１　ＧＴ—ＢＴＸ抽提蒸馏技术　这种方法是以其创始公司美国ＧＴＣ公司命名的，因为之前　常规的溶剂分解过程中难以将芳烃及其他烃类完全分离开来，　为了打破这种局限性，ＧＴＣ公司开发创造了具有更　选择性的　溶剂材料，可以提高其他非芳烃类物质的相对挥发度。这种溶　解材料的效果十分好，降低了抽提装置的能耗和投资，但是不　足之处是回收率比较低。　２．２．２　ＳＥＤ抽提蒸馏技术　采用ＳＥＤ抽提蒸馏技术有很大的优势，这种方法操作流程　比较简单、成本不高、消耗的能源比较少，有负压、汽提的再生　形式，不需要进行抽余油处理，主要装置组成包括预分馏单元、　抽提蒸馏单元、芳烃精馏单元，使用的设备台数较少，溶剂的价　格也不高，相对节省了成本。　３芳烃抽提工艺流程的分析与对比　总体来看，在芳烃抽提工艺中的每一个过程都可以用三步　来完成：抽提、溶剂回收、溶剂再生。根据其在最关键部分的分　离方法的区别，主要有以下几种工艺流程。　３．１抽提与抽提蒸馏相结合的工艺流程　此种抽提与抽提蒸馏相结合的工艺在萃取过程中，主要是　选择合适的溶剂，使其溶解能力和选择性对芳烃起及时溶解的　作用，另外在抽提蒸馏的过程中降低化合物的蒸气压，这样就　很容易将烷烃从富溶剂中分离。　３．２抽提一反抽提的工艺流程　在采用抽提＿＿反抽提的工艺中与上面提到的另一种靠抽　提蒸馏的有所区别，这是一种采用液相反抽提的方法。这样的　原因在于抽提中选用的溶剂在分解时的温度低，承受不了蒸馏　过程中的高温。另外，这种抽提工艺相对来说较为复杂，工序　繁多。　３．３两者的分析与对比　工艺流程　特点　优点　缺点　结构过程简单、　高含量的芳烃在抽　抽提和抽提蒸馏　抽提蒸馏的塔顶产物　能耗较低，芳烃　提蒸馏塔和抽提塔　相结合　中芳烃含量在６－５０％　回收率及产品　之间循环，消耗不必　纯度较高　要的能量　抽提一～反抽提技　可以抽提分离原料中　操作简单，可同　装置比较复杂，为了　时回收全部三　提高溶剂的选择性，　未　的芳烃　水和反抽提剂有多　菜　次循环，能耗较高　４结语　当今社会化学工业产品随处可见，在这种强烈的需求下芳　烃抽提工艺技术的改进和完善不容忽视，如何最大限度的降低　能源消耗和生产成本，从而提高工程的效率和收益是有关部门　应关注的重点。要想达到脱苯生产和无苯清洁生产的理想技　术，还需要不断地进行新技术的研发。　参考文献：　［１］丛敏．几种芳烃抽提工艺的比较［Ｊ］．当代化工，２００９一ｌｌ一１２．　【２】喻朝善．芳烃抽提蒸馏工艺运行中存在的问题及对策【Ｊ］．　石油化工应用，２００８—０９—０６．　１７２　ｆ托，　理

C8芳烃分离技术

C8芳烃异构体就是指一个分子中有8个碳原子的各芳烃异构体。这些异构体包括:邻二甲苯(ortho—xylene,简称ox)、间二甲苯(metaxylene,简称ox)、对二甲苯(para—xylene,简称PX)与乙基苯(ethyl—benzene,简称EB)。 C8芳烃主要来源于石油馏分的催化重整生成油与裂解汽油以及炼焦副产粗苯。

1、C8芳烃分离理论基础

表l中列举了各C8芳烃异构体的分离特性数据,其物 化性质相近,采用一般的精馏技术难以分离出高纯度的产品。

表2 C8芳烃各组分物理性质

表2可知C8芳烃各组分凝固点差别较大,且对二甲苯分子形状就是狭长形的,间二

甲苯则接近于圆形.囤此可用低温结晶法分离C8芳烃。

C8芳烃各组分的分子形状及偶极矩,极化度均有差别,各异构体与某些溶剂的接合

能力也有差异。因此可用溶剂萃取法、分子筛吸附法,反应蒸馏法及膜渗透法(全蒸发过

程)等进行分离。

表2中间二甲苯性质与其它组分还有一 明显差别——相对碱度。因此可用加强酸的

化学方法将间二甲苯与其它组分分离。

表3 C8芳烃各组分挥发度

表4 C8芳烃各组分相对于邻二甲苯的挥发度

2、C8的分离技术

2、1 精密精馏法

该方法的基本工艺为多塔流程。先在第一塔中从塔釜分离出相对挥发度较低的邻二甲苯,纯度约为98%。该塔需110～120块塔板,回流比为R=14~18。塔顶馏出物对、间二甲苯等进入第二塔,第二塔塔顶馏出物为95%上的甲苯。当甲苯在混合二甲苯中浓度低于某一值时塔顶馏出物为99%以上的乙苯,塔釜分出对、间二甲苯。该塔共需360块塔板,回流比R=90~100。精密精馏法的优点就是技术成熟,缺点就是能耗高,设备庞大。

2、2 结晶分离法

结晶分离就是利用原料中不同组分之间凝固点的差异,或者说利用各组分在液一固两相平衡时的浓度差,使一部分组分凝固成固相结晶,而实现分离的。在操作时还可重复运用“部分熔融-部分结晶”来提高分离效果与产品纯度。由表1可见,OX、MX、PX与乙苯的熔点差别很大,特别就是PX熔点较高,可以利用深冷结晶方法把PX从Cs芳烃中分离开。在分子筛吸附分离技术出现之前,结晶分离就是工业上唯一使用的分离PX的方法。

C10重芳烃加工工艺推介

天津大学石油化工技术开发中心开发出完整的C10重芳烃综合利用工业化技术，并在洛阳石化总厂应用。洛阳石化总厂C10芳烃综合利用装置原料处理能力4万吨/年，主要生产重芳烃熔剂油和均四甲苯等产品。整套装置由精馏单元、结晶分离单元（冷冻结晶、分步结晶）两个工艺生产单元和冷冻站、分步结晶水系统、真空系统等辅助单元构成，该工艺具有技术水平高、工艺流程短，主要产品均四甲苯收率高达70%以上，纯度高于98%等特点。

重芳烃装置重芳烃溶剂油最大用户是油漆、涂料行业，它具有无色、不含氯和重金属，耐热、化学性能稳定等优点，是涂料、轿车、家电产品的高档喷漆、烤漆以及优质油墨的稀释剂。还可作为农药的乳化剂，橡胶的填充油，导热油和增塑剂等。

均四甲苯是生产均酐（均苯四甲酸二酐）的原料，均酐又是昂贵的化工中间体，其主要用途如下：①与芳香族二胺反应制聚酰亚胺用于制造耐高温绝缘漆、电绝缘薄膜等；②作环氧树脂的电绝缘性固化剂；③作聚脂粉末涂料的胶连剂。

重芳烃中许多组分能与甲醛反应生成带有活性基团的低分子聚合物，该低聚物再与其他物质反应，得到一系列的高性能聚合物产品。

重芳烃回收和综合利用技术路线先进可靠、市场好、经济效益显著。据油漆行业的统计，油漆生产中溶剂的用量约为油漆产量的50%，而芳烃溶剂的用量占总溶剂用量的30%~40%，我国目前油漆生产厂超过400家，生产能力超过120万吨/年，照此估算芳烃溶剂油的需求量在20万吨/年以上。

过去，芳烃溶剂的市场完全依赖二甲苯，自20世纪90年代前后，国内重芳烃溶剂油的开发和面世，逐步由混合二甲苯和重芳烃溶剂油共同占领市场。国内油漆、涂料市场逐步扩大，一方面混合二甲苯是聚酯的主要原料，另一方面由于重芳烃溶剂油较二甲苯低廉，且重芳烃溶剂油沸点比二甲苯高，挥发速度慢，生产出的油漆、涂料流平性和光亮度都比较好，尤其是用于高档烘漆效果明显，同时重芳烃溶剂油还可以生产多牌号的产品，因此重芳烃溶剂油取代二甲苯已成为必然趋势。目前国内重芳烃溶剂油的生产厂有10余家，总生产能力不超过10万吨/年，受原料供应量的限制，年产量在6万吨左右，且主要集中于江浙地区。在洛阳石化总厂建设重芳烃回收装置，已取得良好的经济效益。