GTC称,用专有高硅分子筛催化剂,对二甲苯选择性可达85%以上。反应是在氢和水存在的条件下,在固定床反应器中进行的。对二甲苯的回收一般在结晶系统中进行。GT-TolAkl系统的操作条件如下:温度400-450℃,压力100-500kPa,重时空速1-2时-1,对二甲苯选择性80%-90%(质量)。与STDP装置比较,甲苯甲基化路线的优点是:①每吨对二甲苯所需的甲苯数量可由约2.8吨降到1.0吨;②甲醇容易得到,比较便宜(如2001年l季度为79美分/加仑,是5年中的最高价);③苯的产生可以忽略(每磅对二甲苯产生0.006加仑苯)。根据甲苯甲基化工艺的概念设计,补充的甲苯和甲醇被蒸发,并与循环甲苯、氢结合,用反应器流出物预热,用加热炉进一步加热到400~C。将这种进料送入甲基化反应器,生成二甲苯和各种副产物(如苯、乙苯、一氧化碳、二氧化碳和氢)。由于放热,反应温度升至450℃。反应器流出物通过与反应器进料的换热冷却,然后再通过一台部分冷凝器,在这里一些有机产品,如苯、乙苯、甲苯和二甲苯被冷凝。剩余的气相产物(一氧化碳、二氧化碳和氢)在一台分离罐中与有机液体分离,部分气体循环,提供反应所需要的氢,其余的气体被排放,用作副产物燃料。
液体产物被送到苯塔,苯在塔顶作为副产物回收。苯塔塔底产品再送至甲苯回收塔。由于反应器中甲苯单程转化率低,反应器流出物的液体中含有较多甲苯,因而较大的甲苯回收塔和较多的蒸汽消耗是必要的。两段甲苯蒸馏模式中,其中第一段的操作压力高于第二段,与一段操作模式相比,两段模式蒸汽耗量可明显减少。通过定制蒸馏的段数有可能进一步减少蒸汽消耗。
高压甲苯蒸馏塔塔顶产品可用作低压塔再沸器的能源。通过在低压塔再沸器的冷凝, 甲苯与低压塔塔顶产品结合,循环回甲基化反应器。低压塔塔底产品含有混合二甲苯和乙苯,被送到结晶装置。含混合二甲苯的物流中,80%-90%是对二甲苯,此外包含小量的乙苯。
在结晶工艺中,混合二甲苯被冷却,然后进入第一段结晶,包括一段或两段串联的结晶器,主要取决于进料组成。一段结晶的浆液流入连续离心部分,80%-90%的对二甲苯结晶与滤液分开。第一段滤液与新鲜原料交换后,离开本装置,用作二甲苯异构化装置的原料。
第一段结晶被熔融,再送到一套两段结晶器,来自结晶器的汇合的晶体浆液进入第二段连续离心操作,将结晶与液体分开。液体滤液中含有高浓度的对二甲苯,被循环回第一段。晶体用离心操作中的甲苯洗涤,从离心机中排出,并被熔融。对二甲苯物料再进入最后的结晶段,制得高纯度的对二甲苯。
三、对二甲苯的分离工艺
(1)UOP公司的Parex工艺。对对二甲苯有强亲合力,而对与其他C8芳烃异构体有弱吸附性的分子筛吸附剂的开发使从C8芳烃中回收对二甲苯的吸附工艺成为可能。Parex工艺是UOP公司20世纪60年代开发的,可从液相混合C8馏分中连续吸附对二甲苯。该公司已出售了多套Parex装置的技术许可证,目前世界范围内有58套装置在运转。该工艺通常与异构化工艺结合,高收率地生产对二甲苯。原料是具有平衡组成的C8芳烃。
来自异构化部分脱庚烷塔塔底的C8芳烃和混合二甲苯物流进二甲苯分离塔,二甲苯和更轻的组分从塔顶采出,C9+芳烃从重组分塔塔底采出,用作汽油原料。塔顶物料被送到Parex装置。该装置是使用分子筛的固定床。通过分子筛优选吸附对二甲苯,实现对二甲苯的分离。这是一种与液相色谱相似的工艺。为从分子筛中回收对二甲苯,需要一种对分子筛亲合力比对二甲苯更强的液体解吸对二甲苯。分离在120-170℃,适中的压力下进行。解吸剂和对二甲苯的沸点差值足够大,可以用分馏法使它们分离。单程对二甲苯的回收率为90%-97%(而结晶法只有60%-70%)。