專利名稱：生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法。
背景技術：
對二甲苯是聚酯工業(yè)的重要原料，主要用于生產(chǎn)精對苯二甲酸(PTA)或精對苯二甲酸二甲酯(DMT)，進而由PTA和DMT去生產(chǎn)聚酯(PET)，分離混合二甲苯是對二甲苯的主要生產(chǎn)方法?；旌隙妆街饕蓪Χ妆?、間二甲苯、鄰二甲苯和乙苯組成，各組分間的沸點相差很小，但是熔點相差較大，可采用結(jié)晶法分離對二甲苯。專利US5448005公開了一種由富含對二甲苯的混合二甲苯原料生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法，該方法通過第一級結(jié)晶過程分離得到高純度的對二甲苯產(chǎn)品，并通過第二級結(jié)晶過程回收結(jié)晶母液中剩余的對二甲苯。由于對二甲苯晶體產(chǎn)品的純度取決于固液分離效率，而第二級結(jié)晶過程的操作溫度較低，所得晶漿溫度也較低，不利于固液分離，因而難獲得高純度的對二甲苯晶體，因此，在該專利中，第二級結(jié)晶過程所得的對二甲苯晶體全部熔化，然后再返回到第一級結(jié)晶過程進行重結(jié)晶以提高對二甲苯產(chǎn)品的純度。從能量利用的角度來看，先制冷獲得晶體，然后熔化晶體再制冷進行重結(jié)晶，使得該專利的結(jié)晶分離過程能耗增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法中存在的能耗大的問題，提供一種新穎的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法。該方法節(jié)約了結(jié)晶分離過程能耗。為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下一種生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法，包括以下步驟a)混合二甲苯在第一級結(jié)晶器中進行結(jié)晶，結(jié)晶器上部的結(jié)晶清母液溢流后進入漿化槽中，結(jié)晶器中的晶漿經(jīng)第一固液分離器分離后得到對二甲苯晶體I和結(jié)晶過濾母液 I ；b)對二甲苯晶體I經(jīng)換熱后熔化，5 30%重量的對二甲苯返回第一固液分離器作為洗滌液，70 95%重量的對二甲苯作為產(chǎn)品排出；c)結(jié)晶過濾母液I分為兩股，第一股占5 95%重量的結(jié)晶過濾母液I進入漿化槽中，第二股占5 95%重量的結(jié)晶過濾母液I進入第二級結(jié)晶器中進行結(jié)晶；d)第二級結(jié)晶器中的晶漿經(jīng)第二固液分離器分離得到對二甲苯晶體II和結(jié)晶過濾母液II ；e)對二甲苯晶體II進入漿化槽中，漿化槽內(nèi)的物料混合后返回到第一級結(jié)晶器中；f)結(jié)晶過濾母液II分為兩股，第一股占5 95%重量的結(jié)晶過濾母液II返回到第二級結(jié)晶器中，第二股占5 95%重量的結(jié)晶過濾母液II與混合二甲苯原料換熱后排出；
其中，混合二甲苯原料與第二股結(jié)晶過濾母液II換熱后進入漿化槽中，結(jié)晶清母液與第二股結(jié)晶過濾母液I的重量之比為0.1 1 10 1。上述技術方案中，第一級結(jié)晶器的操作溫度高于第二級結(jié)晶器的操作溫度；第一級結(jié)晶器的操作溫度為-65 13°C ；第二級結(jié)晶器的操作溫度為-65 13°C ；漿化槽的操作溫度高于第一級結(jié)晶器的操作溫度；固液分離器為離心分離器或晶體洗滌塔；混合二甲苯中對二甲苯濃度大于20% ；對二甲苯產(chǎn)品的純度至少為99. 5%。上述技術方案中，設置漿化槽的目的是通過調(diào)節(jié)漿化槽的操作溫度和晶漿在其中的停留時間，使對二甲苯晶體在其中經(jīng)歷晶體熟化和晶體發(fā)汗過程以提高晶體純度。晶體熟化過程中，大的晶體繼續(xù)長大，小的晶體則熔化，得到的大顆粒晶體將有利于后續(xù)固液分離過程，晶體純度會更高。晶體發(fā)汗過程中，晶體內(nèi)部的雜質(zhì)將熔化后流出從而提高晶體純度。由于漿化后的晶漿將返回到第一級結(jié)晶器，因而，漿化槽中已熔化的細小晶體將會在第一級結(jié)晶器中重結(jié)晶，因而不會造成晶體產(chǎn)品的損失，反而晶體純度會因重結(jié)晶而得到提高。設置漿化槽后，第二級結(jié)晶過程所得對二甲苯晶體就不需要全部熔化，而是漿化后進入第一級結(jié)晶器中，從而大大節(jié)約了分離過程的能耗。結(jié)晶器中不可避免地有一部分細晶存在，過飽和度是結(jié)晶過程的推動力，細晶在生長的過程中將會消耗掉一部分過飽和度，從而使其它較大的晶體難以生長成更大的晶體，因而會降低整個晶體產(chǎn)品的平均粒度，不利于后續(xù)的固液分離過程。由于第一級結(jié)晶器中的晶漿經(jīng)固液分離后得到晶體產(chǎn)品，因此需要對第一級結(jié)晶器中的細晶進行消除。第一級結(jié)晶器中的部分晶漿在結(jié)晶器中經(jīng)澄清后，會在結(jié)晶器上部形成結(jié)晶清母液，這些結(jié)晶清母液并不是真正的清母液，其中必然含有大量的細晶，將這部分結(jié)晶清母液溢流出結(jié)晶器，即將細晶移出了結(jié)晶器，從而使結(jié)晶器中其它較大的晶體能長的更大。含細晶的結(jié)晶清母液進入漿化槽，與溫度較高的混合二甲苯原料混合后溫度升高，所含細晶將熔化，熔化后的對二甲苯在返回到第一級結(jié)晶器時將重結(jié)晶析出，不會造成對二甲苯的損失。使用本發(fā)明的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法生產(chǎn)對二甲苯，與現(xiàn)有技術相比，分離過程的制冷能耗降低了 19%以上，對二甲苯產(chǎn)品的純度達到99.9%，取得了較好的技術效^ ο


圖1是現(xiàn)有的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法的流程示意圖。其中，1-原料；2-換熱器；3-第一級結(jié)晶器；4- 一級結(jié)晶晶漿I ；5- —級固液分離器；6-對二甲苯晶體I ；7-—級結(jié)晶過濾母液I ；8-熔融罐；9-洗滌液；10-對二甲苯產(chǎn)品；11-第二級結(jié)晶器；12-二級結(jié)晶晶漿II ；13-二級固液分離器；14-對二甲苯晶體II ； 15- 二級結(jié)晶過濾母液II ；16-熔融罐。圖2是本發(fā)明所述的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法的流程示意圖。其中，1-原料；2-換熱器；3-第一級結(jié)晶器；4- 一級結(jié)晶晶漿I ；5- —級固液分離器；6-對二甲苯晶體I ；7-—級結(jié)晶過濾母液I ；8-熔融罐；9-洗滌液；10-對二甲苯產(chǎn)品；11-第二級結(jié)晶器；12-二級結(jié)晶晶漿II ；13-二級固液分離器；14-對二甲苯晶體II ； 15-二級結(jié)晶過濾母液II ；16-漿化槽；17—第一股一級結(jié)晶過濾母液I ;18_第二股一級結(jié)晶過濾母液I ；19-第一股二級結(jié)晶過濾母液II ；20-第二股二級結(jié)晶過濾母液II ；21-漿化槽晶漿；22-結(jié)晶清母液。如圖1所述，混合二甲苯1經(jīng)換熱器2冷卻后，在第一級結(jié)晶器3中進行結(jié)晶，結(jié)晶器3中的晶漿4通過第一固液分離器5進行固液分離，得到高純度的對二甲苯晶體6和結(jié)晶過濾母液7。對二甲苯晶體6在熔融罐8中熔化，一部分作為洗滌液9對第一固液分離器5中的晶體進行洗滌，一部分作為對二甲苯產(chǎn)品10排出。結(jié)晶過濾母液7進入第二級結(jié)晶器11中進行結(jié)晶，第二級結(jié)晶器11中的晶漿12經(jīng)第二固液分離器13分離得到對二甲苯晶體14和結(jié)晶過濾母液15。對二甲苯晶體14在熔融罐16中熔化后進入第一級結(jié)晶器 3中，結(jié)晶過濾母液15通過換熱器2對混合二甲苯1進行冷卻后排出。如圖2所述，混合二甲苯1經(jīng)換熱器2冷卻后進入漿化槽16中。結(jié)晶器3中的結(jié)晶清母液22從結(jié)晶器上部流出后進入漿化槽16中，結(jié)晶器3中的晶漿4通過第一固液分離器5進行固液分離，得到高純度的對二甲苯晶體6和結(jié)晶過濾母液7。對二甲苯晶體6在熔融罐8中熔化，一部作為洗滌液9對第一固液分離器5中的晶體進行洗滌，一部分作為對二甲苯產(chǎn)品10排出。結(jié)晶過濾母液7分為兩股，一股結(jié)晶過濾母液17進入漿化槽16中， 一股結(jié)晶過濾母液18進入第二級結(jié)晶器11中進行結(jié)晶。第二級結(jié)晶器11中的晶漿12經(jīng)第二固液分離器13分離得到對二甲苯晶體14和結(jié)晶過濾母液15。對二甲苯晶體14進入漿化槽16中，漿化槽16中的晶漿21返回第一級結(jié)晶器3中。結(jié)晶過濾母液15分為兩股， 一股結(jié)晶過濾母液19返回到第二級結(jié)晶器11中，一股結(jié)晶過濾母液20過換熱器2對混合二甲苯1進行冷卻后排出。下面通過實施例對本發(fā)明作進一步闡述。
具體實施例方式比較例1現(xiàn)有的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法如圖1所述，混合二甲苯1中含90%對二甲苯，流量為14864kg/h，經(jīng)換熱器2冷卻后，在第一級結(jié)晶器3中進行結(jié)晶，結(jié)晶溫度為3°C。結(jié)晶器3中的晶漿4通過第一固液分離器5進行固液分離，得到高純度的對二甲苯晶體6和結(jié)晶過濾母液7。對二甲苯晶體6 在熔融罐8中熔化，熔化溫度為20°C，20%重量的對二甲苯作為洗滌液9對第一固液分離器 5中的晶體進行洗滌，80%重量的對二甲苯作為對二甲苯產(chǎn)品10排出。結(jié)晶過濾母液7進入第二級結(jié)晶器11中進行結(jié)晶，結(jié)晶溫度為-14°C。第二級結(jié)晶器11中的晶漿12經(jīng)第二固液分離器13分離得到對二甲苯晶體14和結(jié)晶過濾母液15。對二甲苯晶體14在熔融罐 16中熔化后進入第一級結(jié)晶器3中，熔化溫度為20°C。結(jié)晶過濾母液15通過換熱器2對混合二甲苯1進行冷卻后排出。其結(jié)果列于表1中。實施例1本發(fā)明所述的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法如圖2所述，混合二甲苯1中含90%對二甲苯，流量為14864kg/h，經(jīng)換熱器2冷卻后進入漿化槽16中?；旌隙妆皆诘谝患壗Y(jié)晶器3中進行結(jié)晶，結(jié)晶溫度為；TC。結(jié)晶器3中的結(jié)晶清母液22從結(jié)晶器上部流出后進入漿化槽16中，結(jié)晶器3中的晶漿4通過第一固液分離器5進行固液分離，得到高純度的對二甲苯晶體6和結(jié)晶過濾母液7。對二甲苯晶體6在熔融罐8中熔化，熔化溫度為20°C，20%重量的對二甲苯作為洗滌液9對第一固液分離器5中的晶體進行洗滌，80%重量的對二甲苯作為對二甲苯產(chǎn)品10排出。結(jié)晶過濾母液7分為兩股，第一股占68%重量的結(jié)晶過濾母液17進入漿化槽16中，第二股占32% 重量的結(jié)晶過濾母液18進入第二級結(jié)晶器11中進行結(jié)晶，結(jié)晶溫度為_14°C。第二級結(jié)晶器11中的晶漿12經(jīng)第二固液分離器13分離得到對二甲苯晶體14和結(jié)晶過濾母液15。對二甲苯晶體14進入漿化槽16中，漿化槽16中的晶漿21返回第一級結(jié)晶器3中，漿化槽的操作溫度為6. 1°C。結(jié)晶過濾母液15分為兩股，第一股占63%重量的結(jié)晶過濾母液19返回到第二級結(jié)晶器11中，第二股占37%重量的結(jié)晶過濾母液20通過換熱器2對混合二甲苯1進行冷卻后排出。其中，結(jié)晶清母液22與結(jié)晶過濾母液18的重量之比為0.67 1。 其結(jié)果列于表1中。實施例2本發(fā)明所述的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法采用如圖2所述的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法，其中，結(jié)晶清母液22與結(jié)晶過濾母液18的重量之比為0.5 1，其余操作條件與實施例1相同，其結(jié)果列于表1中。實施例3 本發(fā)明所述的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法采用如圖2所述的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法，其中，結(jié)晶清母液22與結(jié)晶過濾母液18的重量之比為0.33 1，其余操作條件與實施例1相同，其結(jié)果列于表1中。表 權利要求
1.一種生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法，包括以下步驟a)混合二甲苯在第一級結(jié)晶器中進行結(jié)晶，結(jié)晶器上部的結(jié)晶清母液溢流后進入漿化槽中，結(jié)晶器中的晶漿經(jīng)第一固液分離器分離后得到對二甲苯晶體I和結(jié)晶過濾母液I ；b)對二甲苯晶體I經(jīng)換熱后熔化，5 30%重量的對二甲苯返回第一固液分離器作為洗滌液，70 95%重量的對二甲苯作為產(chǎn)品排出；c)結(jié)晶過濾母液I分為兩股，第一股占5 95%重量的結(jié)晶過濾母液I進入漿化槽中， 第二股占5 95%重量的結(jié)晶過濾母液I進入第二級結(jié)晶器中進行結(jié)晶；d)第二級結(jié)晶器中的晶漿經(jīng)第二固液分離器分離得到對二甲苯晶體II和結(jié)晶過濾母液II ；e)對二甲苯晶體II進入漿化槽中，漿化槽內(nèi)的物料混合后返回到第一級結(jié)晶器中；f)結(jié)晶過濾母液II分為兩股，第一股占5 95%重量的結(jié)晶過濾母液II返回到第二級結(jié)晶器中，第二股占5 95%重量的結(jié)晶過濾母液II與混合二甲苯原料換熱后排出；其中，混合二甲苯原料與第二股結(jié)晶過濾母液II換熱后進入漿化槽中，結(jié)晶清母液與第二股結(jié)晶過濾母液I的重量之比為0. 1 1 10 1。
2.根據(jù)權利要求1所述的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法，其特征在于第一級結(jié)晶器的操作溫度高于第二級結(jié)晶器的操作溫度。
3.根據(jù)權利要求1所述的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法，其特征在于第一級結(jié)晶器的操作溫度為-65 13°C。
4.根據(jù)權利要求1所述的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法，其特征在于第二級結(jié)晶器的操作溫度為-65 13°C。
5.根據(jù)權利要求1所述的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法，其特征在于漿化槽的操作溫度高于第一級結(jié)晶器的操作溫度。
6.根據(jù)權利要求1所述的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法，其特征在于固液分離器為離心分離器或晶體洗滌塔。
7.根據(jù)權利要求1所述的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法，其特征在于混合二甲苯原料中對二甲苯濃度大于20%。
8.根據(jù)權利要求1所述的生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法，其特征在于對二甲苯產(chǎn)品的純度至少為99. 5%0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)對二甲苯的結(jié)晶方法，主要解決現(xiàn)有技術中存在的結(jié)晶分離過程能耗大的問題，本發(fā)明通過采用設置漿化槽，第二級結(jié)晶過程所得對二甲苯晶體漿化后進入第一級結(jié)晶器，第一級結(jié)晶器中的結(jié)晶清母液進入漿化槽的技術方案較好地解決了該問題，可用于對二甲苯工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號C07C7/14GK102372591SQ20101026204
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權日2010年8月23日
發(fā)明者肖劍, 陳亮, 顧軍民 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院