C10重芳烴二乙苯的分離研究

杜建衛(wèi)，劉鍵，黃奮生

（中石油烏魯木齊石化公司研究院，新疆 烏魯木齊 830019）

C10重芳烴二乙苯的分離研究

杜建衛(wèi)，劉鍵，黃奮生

（中石油烏魯木齊石化公司研究院，新疆 烏魯木齊 830019）

本文以C10重芳烴為原料,先采用精餾的方法獲得間二乙苯、對二乙苯的富液，然后采用萃取精餾的方法，選擇一種有效的萃取劑，將間二乙苯和對二乙苯的分離系數(shù)增大，以提高分離效率，減少能耗，獲得較高的純度和收率。

萃取精餾；鄰苯二甲酸甲酯；二乙苯；重芳烴

C10重芳烴主要來源于滌綸原料廠寬餾分催化重整裝置，另有部分來源于乙烯裝置[1]。C10重芳烴中二乙苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約占12%。目前混合二乙苯的主要用途是高溫下脫氫，分餾后得二乙烯苯。二乙烯苯是重要的交聯(lián)劑，可用作離子交換樹脂、聚酯樹脂和聚合單體組分，也可用作聚乙烯、丁苯橡膠的改進(jìn)劑等。混合二乙苯經(jīng)分離可分出對二乙苯、間二乙苯和對二乙苯。其中，對二乙苯是重要的化工原料，在聚酯纖維工業(yè)中作為對二甲苯吸附分離過程必不可少的解吸劑，純的對二乙苯、間二乙苯可作為高純度交聯(lián)劑的原料。間二乙苯又可氧化為間二酮基二羧酸苯和間單酮基二羧酸苯等[2]。

二乙苯三種異構(gòu)體的沸點(diǎn)差在3℃以內(nèi)，采用普通的精餾方法是難以將它們分開。因此，采用一些不太常見的分離法。例如精密精餾法、絡(luò)合法、結(jié)晶法和吸附法[3]，另外還有膜分離法、萃取精餾法等，后兩種方法還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，未達(dá)到工業(yè)化的程度[4、5]。

本文在C10重芳烴初步分離的基礎(chǔ)上以對-間二乙苯為模擬體系，選擇合適的萃取劑，進(jìn)行萃取精餾，以期獲得較好的分離效果。

1 萃取劑篩選

在樣品瓶中稱量一定量的所選萃取劑和一定比例的對二乙苯和間二乙苯，密封后振蕩及靜置2h以上，采用氣相色譜法測定氣相中對二乙苯和間二乙苯的含量比值，和液相中的配比進(jìn)行比較，從而得到兩者的相對揮發(fā)度。

我們選用了鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二丁酯、1，2-丙二醇碳酸酯作為候選萃取劑[1]是由于他們對二甲苯同分異構(gòu)體的分離效果不錯。

實(shí)驗(yàn)中，在常溫下，對3種對二乙苯/間二乙苯濃度比例（1∶1，5∶1，1∶5）分別作了實(shí)驗(yàn)。鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二丁酯、1，2-丙二醇碳酸酯的氣相色譜分析結(jié)果分別見表1、表2和表3。

表1 鄰苯二甲酸二甲酯作萃取劑時的色譜結(jié)果

表2 鄰苯二甲酸二丁酯作萃取劑時的色譜結(jié)果

表3 1，2-丙二醇碳酸酯作萃取劑時的色譜結(jié)果

從上述嘗試過的萃取劑中，以鄰苯二甲酸二甲酯的分離效果最好，對/間為3∶5左右，相對揮發(fā)度為1．2以上，可望通過萃取精餾的方法獲得較純的對二乙苯。下面的工作就這一體系做進(jìn)一步分離效果驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

2 二乙苯分離精制實(shí)驗(yàn)

2.1 混合二乙苯的分離實(shí)驗(yàn)

對C10重芳烴進(jìn)行初分餾分離出二乙苯組分。精餾實(shí)驗(yàn)裝置主要參數(shù)：精餾柱類型：填料柱；30個理論塔板；采用間歇精餾的方式，常壓操作。對塔釜中的原料加熱蒸餾，塔頂設(shè)冷凝器，回流比用回流比控制器控制。剛開始用全回流，快速加熱，使得塔釜液體快速沸騰，待塔頂有回流液之后，調(diào)小塔釜加熱功率，使得塔頂溫度和回流穩(wěn)定后，收集178～182℃范圍的餾分，其中混二乙苯含量≥90%（間二乙苯約45%；對二乙苯約25%（質(zhì)量））。

2.2 萃取精餾實(shí)驗(yàn)

精餾柱填料高度為2．2m，共三個塔節(jié)，具有外熱式保溫套。萃取劑鄰苯二甲酸二甲酯：進(jìn)料位置為塔的上半部；原料濃度：混二乙苯90%重量（間二乙苯約45%；對二乙苯約25%（重量）），進(jìn)料位置為萃取精餾柱下半部。

萃取劑與對二乙苯、少量間二乙苯的混合物從柱底流出。間二乙苯經(jīng)冷凝器冷凝從柱頂排出。柱頂回流比（回流量/流出量）設(shè)置為20。通過上述過程，可以從催化重整裝置C10重芳烴中分離出含量≥95%（質(zhì)量）的間二乙苯和≥90%（質(zhì)量）的對二乙苯。

3 結(jié)論

3.1 間二乙苯、對二乙苯集中在C10芳烴176～182℃之間的餾分，間歇精餾裝置不能將間、對二乙苯完全分開，只是達(dá)到將原料初步分離。采用連續(xù)精餾及萃取精餾裝置可達(dá)分離的目的。

3.2 在選擇合適的萃取劑的方面，鄰苯二甲酸二甲酯的效果較好，在對二乙苯含量大于間二乙苯時，兩者的相對揮發(fā)度在1．1～1．5之間，可用萃取精餾的方法獲得較純的間二乙苯和對二乙苯。

［1］ 張洪濤，黃明凱．重整C10重芳烴的綜合利用．當(dāng)代化工，2001，30(3)：145-148．

［2］ 肖國民．混合二乙苯的綜合利用．精細(xì)石油化工，1997，（5）：36～37．

［3］ 肖國民，鄒曉民，吳平東．改性ZSM-5分子篩吸附分離混合二乙苯．石油化工，2002，31（8）：616-618．

［4］ Berg L．Separation of ethylbenzene from m-xylene from o-xylene by extractive distillation,United States Patent，4488937，1984-12-18．

［5］ Isamu U．Method for separating and purifying xylene isomer and/or ethylbenzene and chemical for separating clathrate used for the same method．Japan Patent，3184925，1991-08-12．

［6］ HIBe rg L．Separation of m-xylene from p-xylene or o-xylene by azeotropic distillation,[P]．United States Patent,5039380,1991-08-13．

Study on the separation of diethenyl-benzene from C10heavy aromatics by extractive distillation

DU Jian-wei,LIU Jian,HUANG Fen-sheng
(Urumqi Petrochemical Company Institute,830019)

In this paper,taking the separation of m-diethenyl-benzene and p-die thenyl-benzene from C10heavy Aromatics as background for study.The o-dimethyl-phthatate was selected as the solvent for the separation of diethenyl-benzene preconcentrated from C10heavy Aromatics,by extractive ditillation,and the effect of the solvent was investigated by continuous distillation experiment.

extractive ditillation diethenyl-benzene o-dimethyl-phthatate C10heavy Aromatics

book=2010,ebook=162

10.3969/j.issn.1008-1267.2010.04.013

TQ028.3

A

1008-1267（2010）04-036-02

2010-02-08