[发明专利]多级悬浮结晶生产对二甲苯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多级悬浮结晶生产对二甲苯的方法。

背景技术

对二甲苯（PX）是一种重要的有机化工原料，主要用作制取精对苯二甲酸（PTA）和对苯二甲酸二甲酯（DMT）的原料，PTA则用来制造聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）等聚酯产品。目前，中国已经成为全球PX生产第一大国，总产量占全球产量的10%以上，截至2011年底，我国已拥有13套PX生产装置，总产能达到811万t/a。近年来，我国聚酯工业持续高速发展，受聚酯行业的推动，国内PTA生产能力也迅速扩张，PX供应远不能满足PTA产能扩张的需求，未来几年我国PX消费将保持良好的增长势头，PX供应的短缺局面一直会存在，从而不得不增加进口，2011年我国进口PX已达到498.2万t，预计到2015年将超过700万t。

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，各组分之间的沸点相差很小，使用精馏方法几乎不能得到高纯度的PX产品，但是这些组分之间熔点相差却较大，可采用结晶法分离得到高纯度对二甲苯。

专利US5498822公开了一种生产对二甲苯的结晶方法，该方法先通过预冷器对混合二甲苯原料进行预冷却，然后通过单级结晶得到对二甲苯晶体，对二甲苯晶体经洗涤后熔化得到高纯度的对二甲苯产品，洗涤液为纯的液态对二甲苯产品。单级结晶过程中，为获得较高的回收率，结晶温度通常较低，所得对二甲苯晶体温度也较低，使用纯的液态对二甲苯产品洗涤晶体时，纯对二甲苯容易在洗涤过程中重结晶析出，进而堵塞过滤通道，使洗涤过程难以进行，难以取得良好的洗涤效果，从而影响产品纯度。对二甲苯结晶过程中为保障结晶器的换热效果，需要使用刮刀不间断地将换热面上的晶体刮下，从而不可避免地会产生大量的细晶，在进行后续固液分离时，细晶的存在会降低固液分离效果，并且也会有部分细晶进入到母液中，从而造成对二甲苯产品的损失。

中国专利“对二甲苯的生产方法”（专利申请号：201210325110.6）对单级结晶过程进行了改进，通过采用老化釜，利用温度较高的原料对低温晶体进行浆化洗涤和升温老化，使升温后的对二甲苯晶体便于洗涤和过滤分离，从而保障了产品纯度。但是该技术方案也存在一些不足：1）高温的原料全部进入老化釜中，由于老化釜为绝热操作，当进入老化釜中的低温晶体量发生波动时，即原料量与低温晶体量不匹配时，老化釜的温度会发生较大的波动，而老化釜温度的不稳定，直接影响后续洗涤效果是否稳定，即影响最终产品纯度的稳定性。当进入老化釜的低温晶体量低于设计值时，原料会将部分低温晶体熔化，老化釜温度会因为熔化吸热而出现降低，且熔化的晶体无法重结晶析出，从而造成产品产量的下降。当进入老化釜的低温晶体量高于设计值时，原料会被低温晶体所冷却，导致一部分对二甲苯结晶析出，老化釜温度会因为结晶放热而出现升高，此时产品产量会有所增加，但是也会给后续固液输送带来困难。不论是低温晶体发生熔化还是原料中部分对二甲苯结晶析出，均导致老化釜中的晶浆固含量出现波动，即产品产量出现波动。2）该方案采用固液增稠设备，对结晶后的晶浆进行增稠，使晶浆预分离出一部分母液，提高的后续固液分离设备的处理能力。但是增稠过程中，溢流的母液中容易携带细小的对二甲苯晶体，这些被携带出来的细晶未经回收会造成产品的损失，细晶量增多时还会损坏后续的母液输送泵。3）能耗较大，结晶过程的对二甲苯晶体都需要经过两次固液分离，从而增加了固液分离设备的个数，增加了能耗。

中国专利“由混合二甲苯结晶分离对二甲苯的方法”（专利申请号： 200910057546.X）通过结晶母液溢流将一级结晶器中的细晶移出，从而延长晶体在结晶器中的停留时间以促进晶体长大。这种方法虽然能够生产大粒度的对二甲苯晶体，但是溢流的母液中非常容易携带细晶，这些细晶会进入浆化槽中，由于浆化槽没有进行细晶消除，因此从一级结晶器和二级结晶器中带入的细晶并不能保证完全消除，这些细晶的存在会影响到后续的固液分离。第二级结晶器同样采用母液溢流，溢流液直接离开结晶单元，溢流液将会携带部分细晶，从而造成产品的损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有对二甲苯结晶生产中存在的能耗大、晶体洗涤困难、产品质量和产量不稳定的问题，提供一种新颖的多级悬浮结晶生产对二甲苯的方法。