间二甲苯的用途论

1、.间二甲苯的用途目 录前 言1第1章 间二甲苯的用途及国内发展概况2第1节 间二甲苯的结构及用途 21.1间苯二甲酸（IPA）31.2 间苯二腈 31.3 间苯二酰 4 1.4 偏苯三酸酐3 1.5 间甲基苯甲酸 3 1.6 间2二甲基苯胺 3 1.7 酚类产品 3第2节 国内间二甲苯的发展概况 62.1 国内区域分布62.2 生产现状6 2.3 我国间二甲苯工业生产的主要产品 5第2章 间二甲苯的生产技术 5 第1节 二甲苯的来源 5 第2节 间二甲苯的合成技术 6 2.1 络合法 6 2.2 吸附分离法 6 2.3 磺化法 6 2.4 反应蒸馏法 7 2.5 共沸精馏法 7第3章 间二甲苯

2、的市场展望 7 第1节 间二甲苯具有市场潜力的下游产品 8 1.1 间苯二甲酸8 1.2 间甲苯甲酸8 1.3 间苯二腈9 1.4 偏苯三酸醉 9 1.5 3，5二甲基叔丁苯10 第2节 市场需求及展望 10 2.1 间二甲苯的国内市场的预测 1结 论（必须另起一页） 7参考文献（必须另起一页） 8致 谢（必须另起一页）13前 言本文概述了间二甲苯的用途，对国内的生产现状进行了比较详细的描述，着重介绍了间二甲苯的结构、用途及一些生产技术，包括络合法、吸附分离法、磺化法、反应蒸馏法，并略微提及了间二甲苯的回收技术。间二甲苯就国内通过市场进行分析，对其市场前景进行了预测与展望。关键词：间二甲苯：络

3、合；吸附分离；磺化；蒸馏*; 第1章 间二甲苯的发展现状 间二甲苯（MX）是混合二甲苯和C8芳烃的组分。混合二甲苯含邻二甲苯（OX），对二甲苯（PX）和MX 3种二甲苯异构体；C8芳烃除含有以上3种二甲苯异构体之外，一般含有乙苯。在混合二甲苯中，MX的含量最大，但是目前它在工业上的用量却远不及其它两种异构体，这主要是MX的性质与其它异构体的性质接近，特别是MX和PX的沸点相差很小，长期以来人们找不到用比较经济的方法从异构体中分离出高纯度MX的方法，经分离和氧化MX生成的间苯二甲酸（IPA）及其衍生物是生产改性不饱和树脂、醇酸树脂、油墨、聚酯纤维染色改性剂、农药和染料中间体的重要的有机化工原料，

4、因此也就带动了MX工业的发展。我国MX在分离和应用方面都起步较晚，直到2000年9月燕山石化公司正式投产35Kt/a的MX装置，我国才出现规模较大的MX装置。之前有上海新联公司8Kt/a的MX装置，其它厂家的规模都很小，大多不足1Kt/a我国MX的应用也在研究开发之中，仅有少数厂家将MX应用到IPA、香料和农药等工业中。第一节 间二甲苯的用途MX主要有以下应用：第一做异构化的原料，生产PX和OX;第二溶剂或调和汽油的组分；第三生产树脂和精细化工产品。其中利用MX生产其衍生物是新兴开发的用途，具有广阔的发展前景。利用MX可以生产下述产品。1.1 间苯二甲酸（IPA）MX通过氧化反应可以制取IPA

5、。IPA的最大应用是生产不饱和聚酯树脂，这种树脂可以应用在建筑、交通和海洋领域，IPA可以提高树脂材料的强度、韧性、抗疲劳和抗腐蚀性。IPA第二大应用是作为表面涂料，它可以和多羟基醇反应生成聚酯树脂，用在聚酯和氨基甲酸乙酯表面涂料上，少量也可以用作醇酸树脂。使用IPA而不用低成本的邻苯二甲酸，可以提高表面涂料的水解稳定性，具有更高的耐久性和抗气候性，这些产品典型地用于高耐久性、高固含量或粉末状涂料中，这些应用在近些年中会有所增加，因为它们比传统的溶液涂料在环境问题上更容易让人们接受，IPA另一个主要应用是作为生产改性PET树脂而与PIA共聚的单体，它可以降低树脂的熔化点，减缓结晶速率，因此可以

6、扩大树脂的加工参数；此外还可以提高颜料的着色性。这种IPA改性的PET广泛地应用到包装行业。IPA还可以用来生产磺化间苯二甲酸酯，这种酯类化合物用于制造聚酯纤维，更少量的IPA也用于制取一些特殊产品，如聚酰胺纤维、液体结晶聚合物、聚芳酯以及其它需求量较少的产品。1.2 间苯二腈MX经氨氧化可制取间苯二腈，它是高效、广谱、低毒、低残留的杀菌剂百菌清的中间原料，也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。1.3 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甲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胺纤维（即芳

7、纶）具有优异的耐热性、尺寸稳定性和电绝缘性。1.4 偏苯三酸酐 偏苯三酸酐制备工艺有两种，一种以偏三甲苯为原料，另一种以MX为原料。后者是以MX先与CO反应合成间二甲基苯甲醛，然后经氧化、脱水制得偏苯三酸酐。偏苯三酸酐是发展新型材料的重要原料，主要用于生产聚氯乙烯耐热增塑剂、聚酰亚胺工程塑料、水溶性醇酸树脂涂料、环氧树脂固化剂等价值很高的精细化工品。特别是在机电工业方面，由偏苯三酸酐与芳香二胺合成制备的聚酰胺2酰亚胺，具有很高的耐热性能及良好的绝缘性能，用于耐热电线绝缘漆，可在220oC条件下长期使用。1.5 间甲基苯甲酸MX经空气氧化可制取甲苯甲酸，该品可作药物二乙胺的中间体，也可用于农药的

8、生产。1.6 间2二甲基苯胺间2二甲基苯胺别名2，42二甲基胺和2，62二甲基苯胺。该产品是以MX为原料，进行硝化、异构体分离、镍催化剂液相加氢制得。间二甲基苯胺是合成农药、兽药、医药和染料等的重要中间体。1.7 酚类产品MX经过磺化、碱溶可得到酚类产品，作为多种农药的原料，以及生产偶氮染料、增塑剂、橡胶防老剂、环氧树脂固化剂等。第二节 国内间二甲苯的发展概况2.1 区域分布表1-1 我国邻二甲苯产能的区域分布 单位：千吨/年地 区华 东华 南山 东华 北东北及西北 产 能3380350180 比 例%61.1206.33032.552.2 生产现状 到目前为止，国内较大的间二甲苯生产装置主要

9、有两套，见表1-1.以前上海新联化工厂的MX产品由江苏正丹集团经销，另外还有一些小厂，因规模太小，有的已经停产。目前，我国邻二甲苯的消费量为71.9万吨，进口量为24.2万吨，产品严重短缺，我国的邻二甲苯主要用于生产苯酐，苯酐是一种重要的有机原料，用途十分广泛，主要用于增塑剂和醇酸树脂、不饱和树脂、聚酯多元醇、涤纶树脂的生产，还可用于糖精，颜料、染料、医药、农药生产的中间体。随着苯酐下游产品应用的不断扩大，特别是随着我国建造业和交通、电子、航空业的发展防腐材料的广泛应用,不饱和聚酯树脂和醇酸树脂的大量使用，市场出现了产品供不应求和激烈竞争的局面。2004年我国邻二甲苯市场价格从年初开始振荡攀升

10、，10-11月保持平稳，年末有所回落。2004年我国邻二甲苯市场价格从年初的5950元/吨逐步上升到11月中旬的年内最高价格8900元/吨，年平均价格为7400元/吨。国内邻二甲苯价格变化主要受以下原因的影响：（1）国际原油和石脑油价格不断上涨；（2）国际市场行情变化；（3）国内市场供需状况的影响。四季度后期随着国际原油价格的振荡下滑及下游一些产品价格的回落，国内邻二甲苯价格也有所下滑。表1-2国内主要间二甲苯生产能力生产能力北京燕山石化公司350上海新联化工厂80 目前，我国邻二甲苯的总生产能力为53.4万吨/年，2004年产量为47.7万吨。我国邻二甲苯生产商一般采用上下游加工一体化的生产

11、模式，即生产的邻二甲苯大都供自己下游生产线作原料将其作为商品的流通量不大。这样保证了大部分产品都能够及时用于下游生产，不会因为库存或者其它什么原因而导致大量耗费。我国高纯度间二甲苯的消费还比较落后，不足万吨，主要用于生产间苯二腈、二甲基苯胺等，需求量最大的间苯二甲酸国内尚无供应，因此生产间二甲苯有着广阔的市场前景。我国各大石化企业都有较丰富的资源，国内生产厂家要加强生产工艺的研究，降低成本并形成规模生产，淘汰工艺落后的磺化法，提高产品质量，同时加大下游产品的技术开发，以满足国内实际生产的需要。第二章 间二甲苯的生产技术第一节 二甲苯的来源工业上间二甲苯的来源有4种，即催化重整油、蒸汽裂解汽油、

12、甲苯歧化和煤焦油，前种来自石油，后一种来自煤。这4者也是混二甲苯的来源。1993年全世界混二甲苯生产能力为1952.2万t/a，1998年将达2365.3万t/a.表2-1不同来源混二甲苯异构体的组成组成 来源重整油热裂解油甲苯歧化煤焦化对二甲苯20152620间二甲苯45405050邻二甲苯20152420乙苯1530催化重整过程包括了加氢处理和催化重整两大部分，可以处理多种原料。经过催化重整过程，原料中的环烷烃转化成为芳烃，烷烃转化为芳烃或燃料气。原料类型对产品结构有很大影响，轻馏份原料有利于生成苯，重馏份原料有利于生成苯，重馏份有利于生成二甲苯。以石脑油为原料重整油，芳烃含量一般在50到

13、60，其中C8芳烃占22%左右。裂解汽油是生产乙烯的副产品。也是芳烃的来源之一。典型的裂解汽油含有质量分数0.5到0.8的芳烃成份。由于裂解汽油中含有二烯烃等易聚合成肢状物的极活泼化合物，在裂解汽油进一步加工前必须先加氢处理。甲苯歧化生成苯和二甲苯。歧化过程不生成乙苯，分离二甲苯比较容易，但二甲苯的生产成本比催化重整或裂解汽油高。煤焦化的主要产品是焦炭，收率为65%到75%，同时放出25%到35%的煤焦气。煤焦气由煤气，焦油和水组成，其中焦油中含有甲苯和二甲苯。80年代以前我国的芳烃原料中，焦油芳烃所占比例较高，年代中期以后，随着石化总公司系统4套乙烯生产装置（大庆石化总厂、齐鲁石化公司、扬子

14、石化公司和上海石化总厂）的投产，芳烃原料开始转向催化重整、甲苯歧化和裂解加氢汽油，国内最大的芳烃生产装置扬子石化公司芳烃联合装置采用的是催化重整油。第二节 间二甲苯的一些合成技术1.1 络合法络合法是利用一些化合物与二甲苯异构体形成络合物的特性来达到分离各异构体的目的。络合分离法中最成功的是三菱瓦斯化学公司开发的工艺。三菱瓦斯化学公司利用HF-BF3，从混二甲苯中络合萃取分离间二甲苯称MGCC法。MGCC法认为三甲苯是路易斯碱，能与路易斯酸（比如HF-BF）形成极性络合物，如二甲苯-HBF4(1:1)络合物，EB、PX、MX和OX的相对碱度是0.14、1、100/和3MX的碱度最强，优先与HF

15、/BF生成络合物，络合反应的速度最快，形成的络合物最稳定，在不加入BF3时，烃和酸的互溶度1加入BF后，间二甲苯选择性地溶于HF3相，搅拌后迅速分层，加入稀释剂（一般为烷烃）后，间二甲苯分离的选择性加大。MGCC法分出的间二甲苯纯度99，只有1的间二甲苯留在抽余相中。在比较低的温度压力下加热，MK-HBF络合物分解成原始组份，副反应的损失少。在较高的温度下（100）下加热，络合物异构生成3种二甲苯异构体的平衡混合物。络合分离的间二甲苯可以单独作为产品，也可异构化制取对二甲苯。在异构化时，络合剂HF-BF3，可用作异构化催化剂。MGCC工艺离的间二甲苯纯度为99%。工艺流程示意图见图2-1 图2

16、-1 MGCC络合分离法工艺流程 1.萃取塔 2.分解塔 3.分离器 4.异构反应器5.脱重塔 6.抽余液塔 7.分离器 8.脱氢塔 9.乙苯精馏塔 10.邻二甲苯分离塔 11.对二甲苯结晶槽C8芳烃进入萃取塔与HF-BF3及稀释，剂接触。间二甲苯-HF-BF3络合物送往分解塔或者异构反应器。在分解塔中，从塔顶分出，塔底物流送往脱重塔脱除重组分得到间二甲苯产品。提余液送往提余液塔分离出HF、BF3并作进一步处理。1.2 吸附分离法国内江苏省丹阳市东联化工有限公司8000ta间二甲苯装置采用“异构吸附分离法”工艺，以邻二甲苯为原料，采用气相分子筛PAXL吸附间二甲苯。组合工艺流程见图2-2. 图

17、2-2 异构-吸附分离构造图由图 2-2可见，组合工艺由异构化、吸附分离和精密分馏三个单元组成，各种化工单元设备70余台。原料邻二甲苯或含低乙苯的混合二甲苯与返回的邻、对二甲苯经与反映产物换热，一起进加热炉，加热到反应温度后进异构化反应器，反应物料经换热冷却后进脱轻芳烃塔，塔顶脱除轻组份，塔底流出物进脱邻二甲苯塔，塔顶蒸出间、对二甲苯，塔釜物料送入脱重芳烃塔，塔顶蒸出邻二甲苯返回作异构化原料，塔釡出重芳烃。脱邻二甲苯塔顶蒸出间、对二甲苯经蒸发器蒸发并加热进入吸附柱，吸余液为间二甲苯，经冷却后进入吸余液罐。吸附剂选择吸附对二甲苯，接近平衡时用经蒸发、加热的甲苯作脱附剂进行脱附，脱附液经冷却后进入

18、脱附液罐。置换过程是用脱附下来的对二甲苯作置换剂，经蒸发、加热进入吸附柱，置换出吸附剂中残留的间二甲苯，置换区出料随吸附进料一起进入吸附区。脱附液经中间罐进入脱附液塔，塔顶蒸出脱附剂甲苯，塔釜高浓度对二甲苯一部分去吸附作置换剂、其余的返回原料罐作异构化原料。吸余液经吸余液罐进入吸余塔，塔顶蒸出甲苯作脱附剂，塔釜得到合格的高纯度间二甲苯产品。1.3 磺化法磺化法是较早的间二甲苯分离法，磺化法是将混合二甲苯经硫酸磺化。得到间二甲苯磺酸水解间二甲苯磺酸以后，蒸馏切取馏份，得到成品间二甲苯。磺化法的主要缺点是生产过程产生大量废酸，造成环保问题。我国采用磺化法生产间二甲苯的生产装置有江苏吴江市三友化工厂

19、1000ta装置，江苏江阴市利港精细化工厂2000ta.1.4 反应蒸馏法反映蒸馏法利用二甲苯异构体在反应选择性上的差别，加入一种添加剂，与间二甲苯生成难挥发产物，经蒸馏将间二甲苯与其它二甲苯异构体分离。 例如：以有机金属化合物异丙苯钠添加剂，四甲基1，2环己胺为鳌合剂进行反应蒸馏。其中异丙苯钠分别与间二甲苯和对二甲苯达到反应平衡，鳌合剂与对二甲苯的反应常数K1等于125，与间二甲苯的反应平衡常数K2等于1160，从反应平衡常数可以看出，体系达到平衡时，添加剂几乎全部与间二甲苯反应。1.5 共沸精馏法 共沸精馏法通过加入共沸剂，改变了二甲苯之间的相对挥发度，达到精馏分离二甲苯的目的。表2-3二

20、甲苯相对挥发度与理论塔板数、实际塔板数相对挥发度理论塔板数（全回流，95%纯度）实际塔板数（塔板效率75%）1.1252701.2033441.2527361.3023311.3520271.401824表2-3列出二甲苯相对挥发度与分离塔塔板数的关系。间二甲苯与对二甲苯的相对挥发度为1.02，邻二甲苯与间二甲苯的相对挥发度为1.12，从表中可以看出，前两者之间用蒸馏法难以分离，后两者之间也较难分离。戊酸甲醋可使间二甲苯与邻二甲苯的相对挥发度提高到1.3以上，丁酸丙醋可使用间二甲苯与邻二甲苯的相对挥发度达到1.4以上。第三章 间二甲苯的市场展望第一节 间二甲苯极具市场潜力的下游产品1.1 间苯

21、二甲酸间苯二甲酸用于合成耐疲劳强度优于纤维的特种纤维以及生产醇酸树脂、印刷油墨树脂、绝缘清漆、涤纶改性染色剂，涂料等产品。 间苯二甲酸的生产一般采用间二甲苯液相氧化，以醋酸钻为催化剂，四澳乙烷或甲乙酮或乙醛为促进剂，醋酸为溶剂，反应温度低温法100-200，高温法225-250，压力一般为2MPa-3MPa，时间2-3h。间二甲苯单耗1吨。我国湖南化工研究院曾对此工艺进行了吨年规模的连续氧化实验，获得了与国外质量相当的产品。大连理工大学也对该工艺进行过研究。目前国内高纯度间苯二甲酸完全依赖进口，燕山石化即将建成的4万吨年生产装置将填补国内空白。1.2 间甲苯甲酸间甲苯甲酸主要用作卫生杀虫剂避蚊

22、胺的原料和医药中间体，此外也用于生产PVC树脂稳定剂和作为聚合物单体的原料，由间二甲苯空气氧化，以环烷酸钻为催化剂，反应温度125-135，压力为0.25MPa。间二甲苯单耗0.87吨。江苏省的南京护国化工厂、泰兴市沃尔特化工厂、姜堰市扬子化工厂均有生产，其中护国化工厂规模最大为1000吨年。1.3 间苯二腈间苯二腈是广谱高效杀菌剂百菌清的中间体，也是生产间苯二甲胺的中间体。由于百菌清需要量增加合成纤维、塑料领域对间苯二腈需求量的增加，国际市场间苯二腈处于供不应求的状态。国内“七五”期间由上海石油化工研究院、浙江大学和云南化工厂联合攻关建设的1000吨年间苯二腈生产装置已于1995年通过有关部

23、门的验收，生产的间苯二腈基本上供云南化工厂生产百菌清。另外湖南农药厂也有少量生产。工业上生产间苯二腈均采用间二甲苯氨氧化法，以为V205催化，反应温度400-500，压力0.03MPa-0.2MPa.间二甲苯单耗0.1吨。1.4 偏苯三酸醉偏苯三酸醉主要用于生产PVC树脂增塑剂偏苯三酸三壬醋，环氧树脂固化剂，水溶性醇酸树脂，聚酞亚胺树脂漆等，市场前景较为广阔。目前国内采用偏三甲苯液相空气氧化技术，主要生产厂有江阴长径醋醉厂和哈尔滨石油化工厂。由于偏三甲苯来源的限制，生产规模受到一定的限制，每年都从国外进口一定量的偏三甲苯和偏苯三酸醉。国内有CO的企业，可考虑开发此项技术。第二节 市场需求及展望国内对MX的需求主要分为两类：一是用于生产IPA；二是用于生产百菌清、苯胺、间苯二甲胺、间甲基苯甲酸和香料等。从目前看，国内只有燕山石化进行IPA的生产，而且用量大，约占总消费量的一半。近几年随着燕山石化供应充足、品质优良的MX投放市场，用于第二类产品生产的用量迅速增加，旺盛的需求使国内的MX市场从2006年起就出现了供不应求的局面，一直延续至今。2.间二甲苯国内市场的预测根据目前市场对IPA的强劲需求，燕山石化公司正在推进IPA装置扩