[发明专利]生产对二甲苯的结晶方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产对二甲苯的结晶方法。

背景技术

对二甲苯是聚酯工业的重要原料，主要用于生产精对苯二甲酸(PTA)或精对苯二甲酸二甲酯(DMT)，进而由PTA和DMT去生产聚酯(PET)，分离混合二甲苯是对二甲苯的主要生产方法。混合二甲苯主要由对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯和乙苯组成，各组分间的沸点相差很小，但是熔点相差较大，可采用结晶法分离对二甲苯。

专利US5448005公开了一种由富含对二甲苯的混合二甲苯原料生产对二甲苯的结晶方法，该方法通过第一级结晶过程分离得到高纯度的对二甲苯产品，并通过第二级结晶过程回收结晶母液中剩余的对二甲苯。由于对二甲苯晶体产品的纯度取决于固液分离效率，而第二级结晶过程的操作温度较低，所得晶浆温度也较低，不利于固液分离，因而难获得高纯度的对二甲苯晶体，因此，在该专利中，第二级结晶过程所得的对二甲苯晶体全部熔化，然后再返回到第一级结晶过程进行重结晶以提高对二甲苯产品的纯度。从能量利用的角度来看，先制冷获得晶体，然后熔化晶体再制冷进行重结晶，使得该专利的结晶分离过程能耗增大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的生产对二甲苯的结晶方法中存在的能耗大的问题，提供一种新颖的生产对二甲苯的结晶方法。该方法节约了结晶分离过程能耗。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种生产对二甲苯的结晶方法，包括以下步骤：

a)混合二甲苯在第一级结晶器中进行结晶，结晶器上部的结晶清母液溢流后进入浆化槽中，结晶器中的晶浆经第一固液分离器分离后得到对二甲苯晶体I和结晶过滤母液I；

b)对二甲苯晶体I经换热后熔化，5～30％重量的对二甲苯返回第一固液分离器作为洗涤液，70～95％重量的对二甲苯作为产品排出；

c)结晶过滤母液I分为两股，第一股占5～95％重量的结晶过滤母液I进入浆化槽中，第二股占5～95％重量的结晶过滤母液I进入第二级结晶器中进行结晶；

d)第二级结晶器中的晶浆经第二固液分离器分离得到对二甲苯晶体II和结晶过滤母液II；

e)对二甲苯晶体II进入浆化槽中，浆化槽内的物料混合后返回到第一级结晶器中；

f)结晶过滤母液II分为两股，第一股占5～95％重量的结晶过滤母液II返回到第二级结晶器中，第二股占5～95％重量的结晶过滤母液II与混合二甲苯原料换热后排出；

其中，混合二甲苯原料与第二股结晶过滤母液II换热后进入浆化槽中，结晶清母液与第二股结晶过滤母液I的重量之比为0.1∶1～10∶1。

上述技术方案中，第一级结晶器的操作温度高于第二级结晶器的操作温度；第一级结晶器的操作温度为-65～13℃；第二级结晶器的操作温度为-65～13℃；浆化槽的操作温度高于第一级结晶器的操作温度；固液分离器为离心分离器或晶体洗涤塔；混合二甲苯中对二甲苯浓度大于20％；对二甲苯产品的纯度至少为99.5％。

上述技术方案中，设置浆化槽的目的是通过调节浆化槽的操作温度和晶浆在其中的停留时间，使对二甲苯晶体在其中经历晶体熟化和晶体发汗过程以提高晶体纯度。晶体熟化过程中，大的晶体继续长大，小的晶体则熔化，得到的大颗粒晶体将有利于后续固液分离过程，晶体纯度会更高。晶体发汗过程中，晶体内部的杂质将熔化后流出从而提高晶体纯度。由于浆化后的晶浆将返回到第一级结晶器，因而，浆化槽中已熔化的细小晶体将会在第一级结晶器中重结晶，因而不会造成晶体产品的损失，反而晶体纯度会因重结晶而得到提高。设置浆化槽后，第二级结晶过程所得对二甲苯晶体就不需要全部熔化，而是浆化后进入第一级结晶器中，从而大大节约了分离过程的能耗。结晶器中不可避免地有一部分细晶存在，过饱和度是结晶过程的推动力，细晶在生长的过程中将会消耗掉一部分过饱和度，从而使其它较大的晶体难以生长成更大的晶体，因而会降低整个晶体产品的平均粒度，不利于后续的固液分离过程。由于第一级结晶器中的晶浆经固液分离后得到晶体产品，因此需要对第一级结晶器中的细晶进行消除。第一级结晶器中的部分晶浆在结晶器中经澄清后，会在结晶器上部形成结晶清母液，这些结晶清母液并不是真正的清母液，其中必然含有大量的细晶，将这部分结晶清母液溢流出结晶器，即将细晶移出了结晶器，从而使结晶器中其它较大的晶体能长的更大。含细晶的结晶清母液进入浆化槽，与温度较高的混合二甲苯原料混合后温度升高，所含细晶将熔化，熔化后的对二甲苯在返回到第一级结晶器时将重结晶析出，不会造成对二甲苯的损失。