间二甲苯的利用

化学工艺大作业1120142394喻昌杰查阅文献，综述间二甲苯化工利用的研究进展情况。（1）间二甲苯间二甲苯（英文名缩写MX）分子式为C8HI0,相对分子质量为106.17,外观为无色透明液体，沸点139°C,熔点一48吧，相对密度为0.86，蒸气压（20C）0.8kPa,（闭杯）闪点27吧，自燃温度527吃，爆炸极限为空气中1.1%〜7.0%（与空气体积比），不溶于水，可混溶于乙醇、乙酷、氯仿等多数有机溶剂。MX是混合C8芳烃的一种组分，在四种异构体中含量高达40%，由于MX与其它两种同分异构体（PX、OX）的性质接近，以致使长期以来未能找到从异构体中分离出高纯度MX的经济和适宜方法，工业中多采用异构化工艺转变成PX和ox，作为聚脂和苯酶的原料或用作调和汽油的组分。20世纪70年代以后，间二甲苯的直接化工利用逐渐得到发展，近十年来随着近代石油化工工业的发展，其下游产品的开发与应用逐年扩增，从而带动了MX分离技术研究和工业生产的快速发展。（2）间二甲苯的主要用途1•间苯二甲酸（IPA）是一种重要的化工原料，在生产瓶级PET切片时加入质量分数为2.5%的IPA，可以改善切片的性能，使它具有很好的耐撕拉强度、抗冲击性、熔融蒙古度及可染性，在做瓶子时增加透明度、降低醛含量、提高阻隔性。由IPA与丁烯二酸酐等制造的不饱和聚酯树脂具有更好的水解稳定性、更高的硬度、较高的热分解温度和更好的耐化学品性，广泛用于建筑、交通运输、电子电器和日用消费品领域。由IPA制造的醇酸树脂等涂料具有很好的水稳定性、耐化学性、户外耐候性和黏附性，并且干燥快、硬度高、光泽好、寿命长，可广泛应用于建筑、家具、汽车等领域。2•间苯二腈（MPDN）是合成特种树脂、高效低毒农药、染料和增塑剂的重要中间体它是高效、广谱、低毒、低残留的农药杀菌剂和防霉剂百菌清的中间原料，还是生产胍基树脂和间苯二甲基二胺的中间体，并用于生产环氧树脂固化剂。3•间甲基苯甲酸（MTA）的制备是以MX为原料，在环烧酸钻催化剂的作用下，于125135C、0.25MPa,经空气氧化制得。间甲苯甲酸主要用作药物甲苯二乙胺的中间体，以及农药及其它化工产品的生产。4•间苯二甲胺（MXDA）的制备方法是以MX为原料，经空气和氨氧化反应生成间苯二甲腈，再经水挠、烘干后，于90C、4.5MPa的条件下在乙醇和KOH溶剂中，进行催化加氢制得oMXDA主要用于环氧树脂固化剂、光敏塑料、橡胶助剂、聚氨脂树脂及涂料。5•间苯二酰氯（MX）先经氧化再与光气反应即可制得间苯二酰氯，由间苯二酰氯与间苯二胺合成的聚间苯二甲酰间苯二胺树脂可制成纤维、薄膜和涂料，这种树脂制成的芳族聚酰胶纤维（即芳纶）具有优异的耐热性、尺寸稳定性和电绝缘性。二、以间二甲苯为原料生产一种“化工产品”的工艺路线，并考虑环境、安全、法律等因素。间苯二甲酸制备工艺MX氧化制IPA工艺流程图3開hMX氧化制IPA工艺流程图3開h13—；ax—*1璃冰1.配料槽(Dispenser);2.氧化反应器(Oxidationreactor);3.结晶器(Crystallizer);4过滤器(Filter)；5干燥器(drier)；6.粗酸淤浆槽(CrudeIPAslurrytank);7.粗酸溶解槽(CrudeIPAdissolver);8.溶剂、催化剂回收塔(Solventandcatalystrecoverycolumn);9.氢化反应器(Hydrogenationreactor);1O.结晶器(Crystallizer);11.加压过滤器(Pressurefilter)；12.常压过滤器(Atmosphericfilter);13.分离器(Separator);14打包机(Packager)（1）MX的一步催化氧化在催化剂溶解槽中加入一定配比的钴/镁醋酸盐催化剂、促进剂溴和溶剂醋酸，混合后泵入钛质氧化反应器中，氧化器中溶剂与MX的质量比2~4，催化剂为溶剂量的1%~2%，促进剂溴与催化剂量的比例在1：1O~10：1.MX中的第一个甲基被氧化后，因苯环上电子钝化，第二个甲基氧化要慢得多。催化剂中的溴和镁可阻止醋酸钴在高温下对醋酸和芳香酸的脱羧基反应。将提供氧气的空气喷射入正在连续搅拌的氧化剂中，反应热通过溶剂、MX和水蒸汽的冷凝回流导出，反应器内温度压力204°C，压力2.46MPa，反应停留时间约1h，IPA收率为98%（mol）。空气以大于反应比量通入到反应器中，反应区域上的气相保持1%~1.5%（mol）氧气量。因氧化会使一定量的醋酸遭到分解破坏。（2）初产物结晶、离心和干燥氧化完成后反应器中的产物以淤浆形态连续地输送至三个结晶器里，在结晶器里将部分醋酸、未反应的MX和反应水进行闪蒸处理;体系温度降低，粗酸结晶出来,。进入脱溶剂塔回收醋酸。结晶粗IPA经旋转真空过滤器过滤从母液中回收的催化剂返回到氧化反应器，分离出催化剂的母液进入脱溶剂塔回收醋酸，滤饼用醋酸洗涤，洗涤液返回至最后一个结晶器里。之后滤饼进入旋转管干燥器干燥用循环的惰性气体带走滤饼中残存的醋酸。（3））粗间苯二甲酸制浆、溶解和加氢精制MX氧化得到的IPA粗产品中含有杂质，如3-醛基苯甲酸等会使共聚PET产品变色，UOP公司采用加氢除去这些杂质。粗IPA送入淤浆槽中加入热水搅拌制成浆料，浆料经加热后送入溶解槽。含有杂质的IPA水溶液在氢化反应器中（高压和280~290C）发生氢化反应，在活性炭为固定床的钯催化剂作用下，使3-醛基苯甲酸氢化成易与IPA分离的间甲苯甲酸。生产规模按10.89万t/a开工率为100%以1996年3季度海湾价格估算,Amoco公司