生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的能耗大、預(yù)冷器結(jié)垢嚴(yán)重、晶體洗滌困難的問題，本發(fā)明通過采用混合二甲苯原料進(jìn)入原料中間罐中；晶漿罐中的溢流母液從上部流出進(jìn)入一級(jí)結(jié)晶器中進(jìn)行結(jié)晶，濃縮晶漿從下部流出后經(jīng)固液分離器分離得到過濾母液和對(duì)二甲苯晶體，過濾母液進(jìn)入一級(jí)結(jié)晶器中進(jìn)行結(jié)晶，一級(jí)結(jié)晶器中的晶漿經(jīng)固液分離器分離得到對(duì)二甲苯晶體和一級(jí)結(jié)晶過濾母液，對(duì)二甲苯晶體在熔融罐中經(jīng)加熱后熔化；一級(jí)結(jié)晶過濾母液分為兩股，二級(jí)結(jié)晶器中的晶漿經(jīng)固液分離器分離得到對(duì)二甲苯晶體和二級(jí)結(jié)晶過濾母液，對(duì)二甲苯晶體返回到晶漿罐中的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于對(duì)二甲苯結(jié)晶生產(chǎn)中。
【專利說明】生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)二甲苯是聚酯工業(yè)的重要原料，主要用于生產(chǎn)精對(duì)苯二甲酸(PTA)或精對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT )，進(jìn)而由PTA和DMT去生產(chǎn)聚酯(PET )，分離混合二甲苯是對(duì)二甲苯的主要生產(chǎn)方法。混合二甲苯主要由對(duì)二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯和乙苯組成，各組分間的沸點(diǎn)相差很小，但是熔點(diǎn)相差較大，可采用結(jié)晶法分離對(duì)二甲苯。
[0003]專利US5498822公開了一種分離對(duì)二甲苯的結(jié)晶方法，該方法先通過預(yù)冷器對(duì)混合二甲苯原料進(jìn)行預(yù)冷卻，然后通過單級(jí)結(jié)晶過程分離得到高純度的對(duì)二甲苯產(chǎn)品。在實(shí)際的結(jié)晶生產(chǎn)過程中，制冷劑溫度與混合二甲苯原料的溫度相差很大，原料中的對(duì)二甲苯容易在預(yù)冷器的換熱面結(jié)晶析出，從而降低預(yù)冷器的換熱效果，嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞預(yù)冷器，使后續(xù)結(jié)晶過程無法正常進(jìn)行，因而需要經(jīng)常對(duì)預(yù)冷器進(jìn)行清洗。頻繁的進(jìn)行預(yù)冷器清洗將會(huì)增加結(jié)晶生產(chǎn)過程的操作成本，也不利于后續(xù)結(jié)晶過程的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
[0004]單級(jí)結(jié)晶過程中，為獲得較高的回收率，結(jié)晶溫度通常較低，所得對(duì)二甲苯晶體溫度也較低，因此，在使用純對(duì)二甲苯液體產(chǎn)品進(jìn)行洗滌時(shí)，純對(duì)二甲苯容易在洗滌過程中重結(jié)晶析出，進(jìn)而堵塞過濾通道，使洗滌過程難以進(jìn)行，難以取得良好的洗滌效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有生產(chǎn)對(duì)二甲苯的結(jié)晶方法中存在的能耗大、預(yù)冷器結(jié)垢嚴(yán)重、晶體洗滌困難的問題，提供一種新的生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法，該方法具有能耗低、預(yù)冷器結(jié)垢輕、`晶體洗滌容易的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用技術(shù)方案如下:一種生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法，包括以下幾個(gè)步驟:
a)混合二甲苯原料進(jìn)入原料中間罐中，一部分原料I經(jīng)母液換熱器與預(yù)冷器冷卻后返回到原料中間罐中，一部分原料II進(jìn)入晶漿罐中，其中原料I與原料II的重量之比為I ~100:1 ;
b)晶漿罐中的溢流母液從上部流出進(jìn)入一級(jí)結(jié)晶器中進(jìn)行結(jié)晶，濃縮晶漿從下部流出后，經(jīng)固液分離器分離，得到過濾母液和對(duì)二甲苯晶體，過濾母液進(jìn)入一級(jí)結(jié)晶器中進(jìn)行結(jié)晶，其中，溢流母液與過濾母液的重量之比為0.1~10:1 ;
C) 一級(jí)結(jié)晶器中的晶漿經(jīng)固液分離器分離，得到對(duì)二甲苯晶體和一級(jí)結(jié)晶過濾母液，所述的對(duì)二甲苯晶體在熔融罐中經(jīng)加熱后熔化，其中，5~30%重量的所述的對(duì)二甲苯返回固液分離器作為洗滌液，70~95%重量的所述的對(duì)二甲苯作為產(chǎn)品進(jìn)入產(chǎn)品罐；
d)一級(jí)結(jié)晶過濾母液分為兩股，第一股占5~95%重量的一級(jí)結(jié)晶過濾母液I返回一級(jí)結(jié)晶器中，第二股占5~95%重量的一級(jí)結(jié)晶過濾母液II進(jìn)入二級(jí)結(jié)晶器中進(jìn)行結(jié)晶；
e)二級(jí)結(jié)晶器中的晶漿經(jīng)固液分離器分離得到對(duì)二甲苯晶體和二級(jí)結(jié)晶過濾母液，對(duì)二甲苯晶體返回到晶漿罐中；
f)二級(jí)結(jié)晶過濾母液分為兩股，第一股占5~95%重量的二級(jí)結(jié)晶過濾母液I返回二級(jí)結(jié)晶器中，第二股占5~95%重量的二級(jí)結(jié)晶過濾母液II經(jīng)母液換熱器對(duì)混合二甲苯原料I進(jìn)行冷卻后進(jìn)入母液罐。
[0007]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的技術(shù)方案，晶漿罐為絕熱操作；一級(jí)結(jié)晶器和二級(jí)結(jié)晶器為立式刮壁結(jié)晶器，其底部為錐形；第一股占5~95%重量的一級(jí)結(jié)晶過濾母液I返回到立式刮壁結(jié)晶器的錐形部分；第一股占5~95%重量的二級(jí)結(jié)晶過濾母液I返回到立式刮壁結(jié)晶器的錐形部分；固液分離器為離心機(jī)、過濾機(jī)或晶體洗滌塔。
[0008]上述技術(shù)方案中，混合二甲苯原料進(jìn)入結(jié)晶器之前，利用結(jié)晶過濾母液對(duì)混合二甲苯原料進(jìn)行冷卻，回收了結(jié)晶過濾母液的冷量，減少了預(yù)冷過程的能耗。預(yù)冷后的混合二甲苯原料不直接進(jìn)入結(jié)晶器中，而是返回到原料中間罐中，再?gòu)脑现虚g罐中單獨(dú)引一股原料進(jìn)入結(jié)晶器中進(jìn)行結(jié)晶，其好處在于:進(jìn)入預(yù)冷器的混合二甲苯原料的流量可以很大，不受后續(xù)結(jié)晶器的進(jìn)料流量限制，從而可以提高原料在預(yù)冷器中的流速，以強(qiáng)化預(yù)冷器的換熱效果，同時(shí)能防止對(duì)二甲苯在預(yù)冷過程中結(jié)晶析出形成晶垢。設(shè)置晶漿罐的好處在于:利用溫度較高的原料對(duì)晶體進(jìn)行升溫，既回收了晶體的冷量，又熔化了部分細(xì)小晶體，升溫后的晶漿便于固液分離，且得到的晶體溫度較高，能防止洗滌液在洗滌過程中的重結(jié)晶現(xiàn)象；熔化部分細(xì)小晶體能提高晶漿罐中的晶體平均粒度，便于后續(xù)的固液分離，熔化后的對(duì)二甲苯會(huì)進(jìn)入后續(xù)結(jié)晶器中進(jìn)行結(jié)晶，不會(huì)造成產(chǎn)品損失；晶漿罐中的晶漿固含量較低，不能滿足后續(xù)離心機(jī)的進(jìn)料要求，因此將晶漿罐中的部分母液通過溢流移出，從而對(duì)晶漿進(jìn)行濃縮。
[0009]立式刮壁結(jié)晶器能有效防止晶體的結(jié)壁現(xiàn)象，且錐形底部能對(duì)晶漿進(jìn)行部分濃縮，使晶漿中的固含量能滿足后續(xù)離心機(jī)的進(jìn)料要求，保證離心機(jī)在最佳工況下運(yùn)行。為防止?jié)饪s后的晶漿堵塞下料口，部分結(jié)晶過濾母液從結(jié)晶器的錐形部分返回到結(jié)晶器中用來沖刷下料口，并調(diào)節(jié)結(jié)晶器中的晶漿固含量，以確保結(jié)晶過程連續(xù)進(jìn)行。
[0010]使用多級(jí)結(jié)晶過程的好處在于:第一級(jí)結(jié)晶過程在較高溫度下進(jìn)行，由于晶體溫度較高，因此晶體洗滌較好，所得晶體可直接作為產(chǎn)品；通過第一級(jí)結(jié)晶過程分離出大部分對(duì)二甲苯產(chǎn)品，從而減少了后續(xù)深冷結(jié)晶過程的制冷能耗。使用本發(fā)明的生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法進(jìn)行對(duì)二甲苯的結(jié)晶生產(chǎn)，原料預(yù)冷過程的制冷能耗節(jié)約了 7%，預(yù)冷器的清洗周期由90天最大能延長(zhǎng)到240天，有效解決了預(yù)冷換熱器結(jié)垢嚴(yán)重的問題，在晶漿罐中利用原料對(duì)晶體進(jìn)行升溫，提高了后續(xù)的固液分離和晶體洗滌效果，對(duì)二甲苯產(chǎn)品的純度達(dá)到了 99.9%，取得了較好的技術(shù)效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明所述生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法的流程示意圖。
[0012]圖2是現(xiàn)有的生產(chǎn)對(duì)二甲苯的結(jié)晶方法的流程示意圖。
[0013]圖1中，I為原料中間罐,2為換熱器,3為預(yù)冷器,4為晶衆(zhòng)罐,5為固液分離器,6為熔融罐，7為產(chǎn)品罐,8為一級(jí)結(jié)晶器,9為固液分離器，10為熔融罐,11為產(chǎn)品罐,12為二級(jí)結(jié)晶器，13為固液分離器，14為母液罐。
[0014]圖2中，I為原料罐,2為預(yù)冷器,3為結(jié)晶器,4為固液分離器,5為熔融罐,6為產(chǎn)品te，7為母液iip。
[0015]如圖1所述，混合二甲苯原料a進(jìn)入原料中間罐I中，一部分原料b經(jīng)母液換熱器2與預(yù)冷器3冷卻后返回到原料中間罐I中，一部分原料c進(jìn)入晶漿罐4中。晶漿罐4中的溢流母液d從上部流出進(jìn)入一級(jí)結(jié)晶器8中進(jìn)行結(jié)晶，濃縮晶漿e從下部流出后經(jīng)固液分離器5分離得到過濾母液f和對(duì)二甲苯晶體g，過濾母液f進(jìn)入一級(jí)結(jié)晶器8中進(jìn)行結(jié)晶。對(duì)二甲苯晶體g在熔融罐6中經(jīng)加熱后熔化，一部分作為洗滌液h對(duì)固液分離器5中的晶體進(jìn)行洗滌，一部分作為產(chǎn)品i進(jìn)入產(chǎn)品罐7。一級(jí)結(jié)晶器8中的晶漿j經(jīng)固液分離器9分離得到結(jié)晶過濾母液k和對(duì)二甲苯晶體1，對(duì)二甲苯晶體I在熔融罐10中經(jīng)加熱后熔化，一部分作為洗滌液m對(duì)固液分離器9中的晶體進(jìn)行洗滌，一部分作為產(chǎn)品η進(jìn)入產(chǎn)品罐
11。一級(jí)結(jié)晶過濾母液k分為兩股，第一股一級(jí)結(jié)晶過濾母液0返回一級(jí)結(jié)晶器8中，第二股一級(jí)結(jié)晶過濾母液P進(jìn)入二級(jí)結(jié)晶器12中進(jìn)行結(jié)晶。二級(jí)結(jié)晶器12中的晶漿q經(jīng)固液分離器13分離得到對(duì)二甲苯晶體r和二級(jí)結(jié)晶過濾母液S，對(duì)二甲苯晶體r返回到晶漿罐4中。二級(jí)結(jié)晶過濾母液s分為兩股，第一股二級(jí)結(jié)晶過濾母液t返回二級(jí)結(jié)晶器12中，第二股二級(jí)結(jié)晶過濾母液u經(jīng)母液換熱器2對(duì)混合二甲苯原料b進(jìn)行冷卻后進(jìn)入母液罐14。 [0016]如圖2所述，來自原料罐I的混合二甲苯原料a經(jīng)預(yù)冷器2預(yù)冷卻后，在結(jié)晶器3中進(jìn)行結(jié)晶，結(jié)晶器3中的晶漿b經(jīng)固液分離器4固液分離后得到對(duì)二甲苯晶體c和結(jié)晶過濾母液d。對(duì)二甲苯晶體c在熔融罐5中熔化，一部作為洗滌液e對(duì)固液分離器4中的晶體進(jìn)行洗滌，一部分作為產(chǎn)品f進(jìn)入產(chǎn)品罐6。結(jié)晶過濾母液d分為兩股，第一股結(jié)晶過濾母液g返回結(jié)晶器3中，第二股結(jié)晶過濾母液h進(jìn)入母液罐7。
[0017]下面通過實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0018]
【具體實(shí)施方式】
[0019]【實(shí)施例1】
本發(fā)明所述的分離對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法。
[0020]如圖1所述，混合二甲苯原料a進(jìn)入原料中間罐I中，溫度為30°C，流量為1075kg/h，對(duì)二甲苯含量為95wt%，一部分原料b經(jīng)母液換熱器2和預(yù)冷器3預(yù)冷卻后返回到原料中間罐I中，其流量為5375 kg/h，一部分原料c進(jìn)入晶漿罐4中對(duì)晶體進(jìn)行升溫，其流量為1075kg/h，溫度為15°C。晶漿罐4的操作溫度為11 °C，溢流母液d從上部流出進(jìn)入一級(jí)結(jié)晶器8中進(jìn)行結(jié)晶，濃縮晶漿e經(jīng)固液分離器5分離得到過濾母液f和對(duì)二甲苯晶體g，過濾母液f進(jìn)入一級(jí)結(jié)晶器8中進(jìn)行結(jié)晶，結(jié)晶溫度為4°C，其中，溢流母液d與過濾母液f的重量之比為4:1。對(duì)二甲苯晶體g在熔融罐6中經(jīng)加熱后熔化，熔化溫度為20°C，20%重量的對(duì)二甲苯作為洗滌液h對(duì)固液分離器5中的晶體進(jìn)行洗滌，80%重量的對(duì)二甲苯作為產(chǎn)品i進(jìn)入產(chǎn)品罐7。一級(jí)結(jié)晶器8中的晶漿j經(jīng)固液分離器9分離得到結(jié)晶過濾母液k和對(duì)二甲苯晶體1，對(duì)二甲苯晶體I在熔融罐10中經(jīng)加熱后熔化，熔化溫度為20°C，20%重量的對(duì)二甲苯作為洗滌液m對(duì)固液分離器9中的晶體進(jìn)行洗滌，80%重量的對(duì)二甲苯作為產(chǎn)品η進(jìn)入產(chǎn)品罐11。一級(jí)結(jié)晶過濾母液k分為兩股，第一股占60%重量的一級(jí)結(jié)晶過濾母液ο返回一級(jí)結(jié)晶器8中，第二股占40%重量的一級(jí)結(jié)晶過濾母液P進(jìn)入二級(jí)結(jié)晶器12中進(jìn)行結(jié)晶，結(jié)晶溫度為_13°C。二級(jí)結(jié)晶器12中的晶漿q經(jīng)固液分離器13分離得到對(duì)二甲苯晶體r和二級(jí)結(jié)晶過濾母液S，對(duì)二甲苯晶體r返回到晶漿罐4中。二級(jí)結(jié)晶過濾母液S分為兩股，第一股占44%重量的二級(jí)結(jié)晶過濾母液t返回二級(jí)結(jié)晶器12中，第二股占56%重量的二級(jí)結(jié)晶過濾母液u經(jīng)母液換熱器2對(duì)混合二甲苯原料b進(jìn)行冷卻后進(jìn)入母液罐14。
[0021]
【實(shí)施例2】
本發(fā)明所述的生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法。
[0022]按照實(shí)施例1的操作條件，采用如圖1所述的生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法，其中，混合二甲苯原料b的流量為10750kg/h。
[0023]
【實(shí)施例3】
本發(fā)明所述的生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法。
[0024]按照實(shí)施例1的操作條件，采用如圖1所述的生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法，其中，混合二甲苯原料b的流量為16125kg/h。
[0025]
【比較例I】
現(xiàn)有的生產(chǎn)對(duì)二甲苯的結(jié)晶方法。
[0026]按照實(shí)施例1的操作條件，采用如圖2所述的生產(chǎn)對(duì)二甲苯的結(jié)晶方法，其結(jié)果列于表1中。
[0027]表1
【權(quán)利要求】
1.一種生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法，包括以下幾個(gè)步驟: a)混合二甲苯原料進(jìn)入原料中間罐中，一部分原料I經(jīng)母液換熱器與預(yù)冷器冷卻后返回到原料中間罐中，一部分原料II進(jìn)入晶漿罐中，其中原料I與原料II的重量之比為I~100:1 ; b)晶漿罐中的溢流母液從上部流出進(jìn)入一級(jí)結(jié)晶器中進(jìn)行結(jié)晶，濃縮晶漿從下部流出后，經(jīng)固液分離器分離，得到過濾母液和對(duì)二甲苯晶體，過濾母液進(jìn)入一級(jí)結(jié)晶器中進(jìn)行結(jié)晶，其中，溢流母液與過濾母液的重量之比為0.1~10:1 ; C) 一級(jí)結(jié)晶器中的晶漿經(jīng)固液分離器分離，得到對(duì)二甲苯晶體和一級(jí)結(jié)晶過濾母液，所述的對(duì)二甲苯晶體在熔融罐中經(jīng)加熱后熔化，其中，5~30%重量的所述的對(duì)二甲苯返回固液分離器作為洗滌液，70~95%重量的所述的對(duì)二甲苯作為產(chǎn)品進(jìn)入產(chǎn)品罐； d)一級(jí)結(jié)晶過濾母液分為兩股，第一股占5~95%重量的一級(jí)結(jié)晶過濾母液I返回一級(jí)結(jié)晶器中，第二股占5~95%重量的一級(jí)結(jié)晶過濾母液II進(jìn)入二級(jí)結(jié)晶器中進(jìn)行結(jié)晶； e)二級(jí)結(jié)晶器中的晶漿經(jīng)固液分離器分離得到對(duì)二甲苯晶體和二級(jí)結(jié)晶過濾母液，對(duì)二甲苯晶體返回到晶漿罐中； f)二級(jí)結(jié)晶過濾母液分為兩股，第一股占5~95%重量的二級(jí)結(jié)晶過濾母液I返回二級(jí)結(jié)晶器中，第二股占5~95%重量的二級(jí)結(jié)晶過濾母液II經(jīng)母液換熱器對(duì)混合二甲苯原料I進(jìn)行冷卻后進(jìn)入母液罐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法，其特征在于晶漿罐為絕熱操作。`
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法，其特征在于一級(jí)結(jié)晶器和二級(jí)結(jié)晶器為立式刮壁結(jié)晶器，其底部為錐形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法，其特征在于步驟d)中，第一股占5~95%重量的一級(jí)結(jié)晶過濾母液I返回到立式刮壁結(jié)晶器的錐形部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法，其特征在于步驟f)中，第一股占5~95%重量的二級(jí)結(jié)晶過濾母液I返回到立式刮壁結(jié)晶器的錐形部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)對(duì)二甲苯的多級(jí)結(jié)晶方法，其特征在于固液分離器為離心機(jī)、過濾機(jī)或晶體洗滌塔。
【文檔編號(hào)】C07C15/08GK103772131SQ201210412573
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月25日
【發(fā)明者】陳亮, 肖劍, 顧軍民, 鐘思青, 張鴻翔 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院