毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1.1碳八芳烃简介

我国的碳八芳烃主要用于生产对二甲苯、调和汽油还有溶剂^[1]。碳八芳烃有四种同分异构体：乙苯（EB）、对二甲苯(PX)、间二甲苯(MX)、邻二甲苯(OX)，一般它们是以混合物的方式同时存在^[2]。在工业上，碳八芳烃主要通过催化重整、蒸汽裂解、甲苯歧化和烷基转移生成油获得的^[3]。在碳八芳烃的混合物中（混合二甲苯），间二甲苯的含量是最高的，占混合物的40%～50%^[4]。在工业上，混合二甲苯主要用于溶剂和汽油的掺合组分，但是资源的利用率很低。四种二甲苯在混合二甲苯中的含量都很高，而且运用广泛。如对二甲苯（PX）、邻二甲苯（OX）可以作为聚酯和苯酐的原料，聚酯和苯酐是用途十分广泛的化工产品，间二甲苯（MX）可以制间苯二苯（MBN）,间二甲苯是合成树脂、农药、燃料和增塑剂的重要中间体，乙苯主要用于生产苯乙烯，进而生产苯乙烯均聚物以及以苯乙烯为主要成分的共聚物（ABS，AS等）^[5]。邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯是碳八芳烃的主要成分，是重要的有机化工原料。

如果能够低成本的从混合二甲苯中分离出这四种同分异构体，那么具有很大的经济效益。由于这四种物质是同分异构体，它们的沸点相近，分子偶极矩及极化度方面的差距很小，因此分离混合二甲苯是一个公认的难题^[6]。找到一种有效的、低成本的分离方法提纯混合二甲苯，提高资源利用率具有很大的意义。这是大型石化工业中有研究价值的领域，其分离技术的开发是一个重要的课题。传统的精密精馏法能耗太大，化工行业对碳八芳烃的新型分离剂和分离技术需求迫切。

1.2 碳八芳烃分离方法讨论

目前，工业上已经应用的分离碳八芳烃的方法有：精密精馏、络合分离、吸附分离、结晶法等方法。下面是对各种方法的介绍：

1.2.1精密精馏法^[7]

精密精馏法是工业上使用最多的方法，其基本工艺是两塔精馏，混合二甲苯先进入脱邻二甲苯塔，塔底流出浓度为98%的邻二甲苯，塔顶分出物为乙苯，对、间二甲苯。脱邻二甲苯塔一般有100~120块塔板，R=14~18.塔顶产物进入乙苯塔，该塔的塔顶产物为99.5%的乙苯，塔釜分出对、间二甲苯。乙苯塔是三段安装的，每段120块塔板，R=90~100。精密精馏法的优点是技术成熟，在国内使用广泛。但是缺点是能耗高，分离一吨乙苯的成本高于合成一吨乙苯的成本。

1.2.2络合分离法^[8]

络合分离法是利用二甲苯的四种异构体酸碱度不同，与氟化硼形成的络合物的稳定性不同，然后将几种二甲苯的异构体分离开。发生如下的几个反应：X HF BF₃→XHBF₄，MX PXHBF₄ →PX MXHBF₄，MX OXHBF₄ →OX MXHBF_4。

这个方法的特点是先将间二甲苯分离出来，然后再用精馏法分离出乙苯和邻二甲苯。络合分离法的缺点是有腐蚀性，对设备的要求太高。

1.2.3吸附分离法^[9]

吸附分离法的原理是固体吸附剂对四种二甲苯异构体不同的吸附能力来完成的。吸附分离法使用的设备是多柱串联吸附柱和模拟移动床。吸附分离法的优点是可以获得高纯度的对二甲苯和间二甲苯，并且处理量大，适合大规模的工业生产，吸附剂可以多次使用，比较节约。缺点是控制方法复杂，吸附剂的价格贵。

1.2.4常压低温结晶法^[10]

常压低温结晶法技术已经非常成熟了，原理是利用二甲苯的异构体具有不用的熔点，并且晶体在溶剂中的溶解度的不同来分离的。工业上采用的是二段结晶的工艺，分别采用乙烯和丙烷作为制冷剂。优点产物纯度高，能耗比较小。缺点是工艺比较复杂，设备贵。

1.2.5深冷结晶法和加压结晶法^[11]