[发明专利]生产对二甲苯的装置及工艺

说明书

本发明公开了一种生产对二甲苯的装置及工艺。本发明的生产对二甲苯的装置，包括二甲苯分馏单元，吸附分离单元和异构化反应单元；所述的吸附分离单元，包括吸附分离塔、抽出液分馏塔、抽余液塔和换热器II；所述的异构化反应单元，包括异构化反应器、异构化产物分馏塔、白土塔、异构化反应加热炉、换热器III、换热器IV、换热器V和压缩机。本发明同时提供了生产对二甲苯工艺。本发明减少了设备投资和占地面积，降低了二甲苯塔操作负荷，节约了二甲苯再沸炉和异构化反应加热炉燃料气用量，同时优化换热网络，大幅降低能耗，提高经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及生产对二甲苯的装置及工艺。

背景技术

对二甲苯是石化工业重要的基本有机原料之一，主要用于制取对苯二甲酸（PTA）及对苯二甲酸二甲酯（DMT），被广泛应用于化纤、合成树脂、农药、医药、塑料等生产领域。2017 年我国对二甲苯表观消费量将达到2400×10⁴t，对二甲苯装置产能达816×10⁴t，占全球产能约为20%，我国已是世界上最大的对二甲苯生产国。

C₈芳烃包括邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯和，乙苯四种同分异构体，其中对二甲苯的市场最大，所以工业上通常更希望提高由特定C₈芳烃原料源生产对二甲苯甚至使之最大化。由于它们的化学结构和物性相似且分子量相同，一般通过异构化反应把贫对二甲苯C₈芳烃转化成平衡浓度的C₈芳烃混合物，然后再通过精馏和吸附分离等技术手段获得高纯度的对二甲苯产品，贫对二甲苯C₈芳烃在系统循环重新进行异构化反应。

对二甲苯的分离在工业上一般采用结晶法和吸附分离法，其中吸附分离法应用较多。吸附分离的原料是混合C₈芳烃，利用对C₈芳烃的四种异构体的选择性不同，优先吸附对二甲苯，然后再用解吸剂将吸附剂上的对二甲苯解吸下来。抽出液为富对二甲苯物料，通过精馏得到高纯度的对二甲苯产品；抽余液为贫对二甲苯物料，经抽余液塔分离出解吸剂后，通过异构化反应得到平衡浓度的C₈芳烃混合物，然后循环回二甲苯进行分馏。此工艺过程中，抽出液精馏为抽出液塔和成品塔双塔流程，能耗较大，且异构化产物经脱庚烷塔除去C₇以下轻烃后，大部分循环回二甲苯塔，增大二甲苯塔的操作负荷，二甲苯再沸炉燃料用量增加。同时，异构化产物与进料换热后全部冷却，分离出氢气后再重新加热，存在能量利用不合理现象。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供生产对二甲苯的装置及工艺，本发明减少了设备投资和占地面积，降低了二甲苯塔操作负荷，节约了二甲苯再沸炉和异构化反应加热炉燃料气用量，同时优化换热网络，大幅降低能耗，提高经济效益和社会效益。

本发明的生产对二甲苯的装置，包括二甲苯分馏单元，吸附分离单元和异构化反应单元；

所述的二甲苯分馏单元，包括二甲苯塔、换热器I和二甲苯再沸炉。

所述的二甲苯塔用于分离C₈组分与C₉⁺组分，一般为板式精馏塔。

所述的换热器I用于将二甲苯塔顶物流作为抽余液塔再沸器和抽出液分馏塔再沸器的热源，换热后的冷凝液一部分作为回流返回二甲苯塔，另一部分作为吸附分离进料。

所述的二甲苯再沸炉用于加热循环回塔底的物料，为二甲苯塔提供再沸热量。