Otključavanje proizvodnje miješanog ksilena: procesi i aplikacije

Proizvodnja i odvajanje miješanog ksilena

Mješovita proizvodnja ksilena prvenstveno koristi benzin{0}}izvedenu iz nafte kao sirovinu i kombinuje katalitičko reformiranje, ekstrakciju aromata i frakcionisanje da se dobije C8 aromatična smjesa. Mješoviti ksilen, koji se naziva i miješani ksileni ili ksilol, sadrži različite proporcije m-ksilena, o-ksilena, p-ksilena i etilbenzola, i obično se identificira prema CAS br.. 1330-20-7.

Miješani ksilenproizvodi se kao dio šireg lanca vrijednosti BTX aromatika, a ne kroz jednu hemijsku reakciju. U integriranoj rafineriji ili kompleksu aromatika, put proizvodnje može uključivati ​​predtretman nafte, katalitičko reformiranje, ekstrakciju aromata, frakcioniranje BTX, obnavljanje aromata C8 i, kada su potrebni pojedinačni izomeri, dodatno odvajanje ili izomerizaciju.

Pojednostavljena industrijska ruta je:

Nafta → Hidroobrada → Katalitička reforma → Aromati-Bogati Reformat → Ekstrakcija aromatika → BTX frakcioniranje → Miješani ksilen

Konačna konfiguracija procesa ovisi o sastavu sirovine, integraciji postrojenja, zahtjevima proizvoda i da li je cilj proizvodnja komercijalnog miješanog ksilena ili oporavak pojedinačnih izomera ksilena.

Za komercijalne primjene, proces proizvodnje uzvodno u konačnici utječe na sastav i kvalitet proizvoda miješanog ksilena. Kupci stoga obično procjenjuju konačnu specifikaciju, uključujući čistoću, sastav izomera, raspon ključanja, boju, vlagu i druge relevantne parametre.

Proces katalitičkog reformisanja

Katalitička reforma je primarni proces koji se koristi za pretvaranje odgovarajuće naftne nafte u reformat bogat aromatima-koji sadrži benzen, toluen, ksilene i vodonik.

Sirovina je općenito hidrotretirana benzina jer spojevi sumpora i dušika mogu negativno utjecati na katalizatore reformiranja.

Nekoliko reakcija se dešava tokom katalitičkog reformisanja, uključujući:

• Dehidrogenacija naftena
• Dehidrociklizacija parafina
• Izomerizacija
• Hidrokreking i srodne sekundarne reakcije

Ove reakcije povećavaju aromatični sadržaj struje ugljikovodika.

Rezultirajući reformat sadrži vrijedna aromatična jedinjenja koja se mogu povratiti u daljnjoj preradi.

Uloga katalitičkog reformiranja u mješovitoj proizvodnji ksilena

Katalitička reforma je važna za mješovitu proizvodnju ksilena jer stvara hranu bogatu aromatima-iz koje se naknadno mogu dobiti benzen, toluen i aromati C8.

Ekonomija sektora za reformu zavisi od nekoliko faktora, uključujući:

• Sastav nafte
• Prinos aromatika
• Aktivnost katalizatora
• Operativna ozbiljnost
• Proizvodnja vodonika
• Potrošnja energije
• Nizvodna integracija

Kontinuirana regeneracija katalizatora (CCR) reforming se široko koristi u modernim aromatičnim kompleksima velikog-kapaciteta jer omogućava regeneraciju katalizatora tokom kontinuiranog rada.

Na primjer, Honeywell UOP-ova CCR Platforming tehnologija je dizajnirana za pretvaranje hidrotretirane nafte u visoko-oktanski reformat i BTX aromatike uz proizvodnju vodonika. UOP je također prijavio komercijalne primjene svoje tehnologije reformiranja u integriranim aromatičnim kompleksima.

Reformator stoga služi kao važna uzvodna jedinica za proizvodnju miješanog ksilena i drugih aromatičnih proizvoda.

Aromatična ekstrakcija

Aromatična ekstrakcija odvaja aromatične ugljovodonike od ne-aromatičnih ugljovodonika u reformatu kako bi se proizveo aromatični-tok bogat za nizvodnu obradu BTX.

Reformat koji izlazi iz katalitičkog reformatora sadrži i aromatične i nearomatične ugljovodonike. Budući da ove komponente imaju fizička svojstva koja se preklapaju, direktna destilacija nije uvijek najefikasnija metoda za dobivanje aromata visoke -čistoće.

Ekstrakcija rastvaračem pruža alternativni mehanizam razdvajanja iskorištavanjem razlika u afinitetu aromatičnih i nearomatskih ugljovodonika za selektivni rastvarač.

Sulfolanska aromatična ekstrakcija

Aromatična ekstrakcija zasnovana na sulfolanu- koristi selektivni rastvarač za preferencijalno apsorpciju aromatičnih ugljovodonika dok odbacuje značajan dio ne-aromatičnih komponenti.

Pojednostavljeni proces se može predstaviti kao:

Reformiranje → Ekstrakcija → Aromatični-bogati ekstrakt → Oporavak rastvaračem → BTX frakcioniranje

Otapalo se zatim odvaja i reciklira unutar procesa.

Sulfolanska tehnologija se komercijalno koristi za oporavak aromata. Honeywell UOP opisuje ekstrakciju sulfolana kao tehnologiju za dobijanje benzena i toluena visoke{1}}čistoće iz reformata i drugih tokova ugljovodonika.

Tačni uslovi rada i raspored opreme zavise od:

• Sastav hrane
• Koncentracija aromatika
• Potreban oporavak
• Čistoća proizvoda
• Sistem rastvarača
• Kapacitet postrojenja

Zašto je aromatična ekstrakcija važna

Aromatična ekstrakcija poboljšava kvalitet sirovine koja ulazi nizvodno od BTX separacije smanjenjem količine nearomatskih ugljovodonika u aromatičnom toku.

Ovo može uticati na:

• Oporavak aromatika
• Učitavanje kolone
• Potrošnja energije
• Čistoća proizvoda
• Cirkulacija rastvarača
• Ukupna efikasnost procesa

Za proizvodnju mješovitog ksilena, faza ekstrakcije je stoga važna veza između katalitičkog reformiranja i nizvodnog frakcioniranja.

Destilacija i separacija miješanog ksilena

Destilacija miješanog ksilena odvaja aromatične frakcije prema razlikama u isparljivosti, ali bliske tačke ključanja C8 aromatičnih jedinjenja čine neke odvajanja tehnički teškim.

Nakon ekstrakcije aromata, aromatični tok se može frakcionirati u različite frakcije{0}}opseg ključanja.

Pojednostavljeni dijagram toka destilacije miješanog ksilena BTX je:

Aromatična hrana → Odvajanje benzena → Odvajanje toluena → C8 Aromati → Miješani ksilen / Dalje odvajanje

Stvarni industrijski tok može sadržavati dodatne kolone i reciklažne tokove ovisno o željenim proizvodima.

Tabela toka destilacije miješanog ksilena

Shema toka destilacije mješovitog ksilena obično koristi višestruke korake frakcioniranja za obnavljanje benzena, toluena, C8 aromata i težih aromatičnih frakcija prema njihovoj relativnoj isparljivosti.

Pojednostavljeni redoslijed razdvajanja je:

• Regeneracija benzena
• Oporavak toluena
• C8 aromatični oporavak
• Mješoviti oporavak ksilena
• Teško{0}}aromatično odvajanje

Ne mora svaka aromatična biljka razdvajati miješani ksilen u pojedinačne izomere.

Ako je konačni proizvod komercijalni Miješani ksilen za primjenu otapala, C8 aromatična mješavina se može oporaviti i kontrolirati kako bi se ispunila tražena specifikacija proizvoda.

Ako je cilj proizvodnja p-ksilena visoke{0}}čistoće, m-ksilena ili o-ksilena, potrebne su dodatne tehnologije odvajanja.

Tabela toka odvajanja miješanog ksilena

Shema toka odvajanja miješanog ksilena mora uzeti u obzir slična fizička svojstva etilbenzena i tri izomera ksilena, što ograničava efikasnost jednostavne konvencionalne destilacije za neke odvajanja visoke -čistoće.

Glavne aromatične komponente C8 su:

• Etilbenzen
• o-Ksilen
• m-Ksilen
• p{0}}Ksilen

Njihove tačke ključanja su relativno blizu.

Na primjer, etilbenzen ima normalnu tačku ključanja od približno136,2 stepena, dok p-ksilen ključa pri približno138,3 stepena. Ova mala razlika ilustruje zašto odvajanje ovih komponenti običnom destilacijom može zahtijevati značajne faze odvajanja i refluks.

Izazov razdvajanja etilbenzena

Odvajanje etilbenzola i miješanog ksilena je izazovno jer etilbenzol i izomeri ksilena imaju blisko povezane tačke ključanja i ravnotežno ponašanje pare{0}}tečnosti.

Etilbenzen i p-ksilen daju koristan primjer ovog izazova:

Relativno male razlike u tački ključanja{0}} znače da konvencionalna kolona za destilaciju može zahtijevati značajan refluks i veliki broj efektivnih faza odvajanja kako bi se postigla visoka čistoća proizvoda.

Ovisno o ciljnom proizvodu i ekonomiji procesa, industrijsko odvajanje može koristiti:

• Visoko{0}}efikasno frakcioniranje
• Ekstrakciona destilacija
• Adsorptivno odvajanje
• Kristalizacija
• Izomerizacija
• Hibridni procesi razdvajanja

Odvajanje etilbenzena i miješanog ksilena

Etilbenzen se može odvojiti od miješanog ksilena korištenjem frakcioniranja visoke-efikasne ili alternativnih tehnologija separacije kada je potrebna pojedinačna komponenta visoke -čistoće.

Odabrana tehnologija ovisi o:

• Sastav hrane
• Potrebna čistoća
• Oporavak proizvoda
• Kapacitet postrojenja
• Trošak energije
• Kapitalni trošak
• Nizvodna integracija

Međutim, nije uvijek potrebno potpuno odvajanje.

Komercijalni miješani ksilen se namjerno prodaje kao mješavina, tako da proizvod - klase rastvarača može sadržavati kontrolirane količine etilbenzola i različitih izomera ksilena.

To znači da cilj procesa uvijek treba definirati prije odabira tehnologije odvajanja.

Miješano odvajanje ksilena Aspen Simulacija

Odvajanje miješanog ksilena Aspen simulacija se može koristiti za procjenu bilansa materijala, ponašanja faza, performansi destilacije, energetskih zahtjeva i alternativnih konfiguracija toka toka prije detaljnog inženjeringa.

Aspen Plus i slični alati za simulaciju procesa se obično koriste u razvoju hemijskih procesa jer omogućavaju inženjerima da modeliraju proces u različitim radnim uslovima bez modifikacije fizičkog postrojenja.

Konceptualni tok rada simulacije je:

Karakterizacija hrane → Termodinamički model → Jedinice za odvajanje → Specifikacije proizvoda → Balans materijala → Energetski balans → Optimizacija

Miješano odvajanje ksilena Aspen: ključni ulazi

Ključni inputi za Aspen model mješovitog odvajanja ksilena su sastav sirovine, brzina protoka, temperatura, tlak, čistoća proizvoda, cilj povrata i termodinamički model.

Tipične komponente hrane mogu uključivati:

• Etilbenzen
• o-Ksilen
• m-Ksilen
• p{0}}Ksilen
• Toluen
• C{0}} aromatike
• Ostali ugljovodonici
• Voda, gdje je primjenjivo

Točnost simulacije uvelike ovisi o kvaliteti karakterizacije hrane i prikladnosti odabranog termodinamičkog modela.

Šta Aspen simulacija može procijeniti?

Aspen simulacija može pomoći inženjerima da uporede konfiguracije odvajanja procjenom oporavka proizvoda, potrošnje energije, rada kolone, zahtjeva faza i radnih uslova.

Na primjer, simulacija se može koristiti za istraživanje učinka:

• Refluksni odnos
• Pritisak u koloni
• Broj faza
• Lokacija faze hranjenja
• Temperatura hrane
• Dužnost reboiler-a
• Dužnost kondenzatora
• Integracija topline

Rezultati tada mogu podržati preliminarni dizajn i optimizaciju procesa.

Međutim, simulacija procesa nije zamjena za detaljni inženjering, pilot testiranje, licencirani tehnološki dizajn ili validaciju postrojenja.

Analiza troškova postrojenja za proizvodnju miješanog ksilena

Cijena postrojenja za proizvodnju miješanog ksilena značajno varira u zavisnosti od kapaciteta postrojenja, sirovine, konfiguracije procesa, lokacije, komunalnih usluga, obima opreme i stepena integracije sa rafinerijom ili nizvodnim kompleksom aromatika.

Postrojenje za proizvodnju komercijalnog miješanog ksilena iz postojeće aromatične struje ima vrlo različite zahtjeve ulaganja od grinfild postrojenja koje uključuje:

• Hidrotretiranje nafte
• Katalitičko reformiranje
• Ekstrakcija aromatika
• BTX frakcionisanje
• Odvajanje ksilena
• Izomerizacija
• p-Oporavak ksilena
• Objekti za skladištenje i utovar

Glavne kategorije CAPEX-a mogu uključivati:

Šta određuje ekonomičnost biljaka?

Ekonomičnost postrojenja za proizvodnju mješovitog ksilena prvenstveno je određena troškovima sirovine, prinosom aromatika, povratom proizvoda, potrošnjom energije, korištenjem postrojenja, vrijednošću proizvoda i integracijom nizvodno.

Veći proizvodni kapacitet ne znači automatski niže ukupne troškove projekta jer konačna investicija zavisi i od složenosti i obima procesnih jedinica.

Iz tog razloga, generičke tvrdnje kao što je "100.000–200.000 t/godišnje postrojenje za miješani ksilen košta 200-500 miliona dolara" ne bi se trebale tretirati kao univerzalno mjerilo osim ako su jasno definirani opseg projekta, lokacija, tehnologija, komunalne usluge i uključene nizvodne jedinice.

Značajna evaluacija projekta obično zahtijeva:

• Bilans mase
• Energetski bilans
• Spisak opreme
• Potrošnja komunalnih usluga
• CAPEX procjena
• OPEX procjena
• Pretpostavke{0}}vrijednosti proizvoda
• Trošak sirovine
• Analiza osjetljivosti

Retrofit & Optimizacija

Nadogradnja sistema destilacije u mješovitom-procesu odvajanja ksilena može povećati kapacitet, poboljšati performanse separacije, smanjiti potrošnju energije ili riješiti uska grla u radu postojećeg postrojenja.

Retrofit ne zahtijeva nužno zamjenu kompletnog sistema destilacije.

Potencijalne modifikacije uključuju:

• Zamjena ležišta
• Visoko{0}}pakovanje
• Nadogradnje distributera hrane
• Nadogradnja kondenzatora
• Nadogradnja bojlera
• Poboljšanja{0}}integracije grijanja
• Optimizacija pritiska
• Proces{0}}nadogradnje kontrole

Retrofit sistema destilacije u mješovitom- procesu odvajanja ksilena

Uspješna rekonstrukcija sistema za destilaciju u mješovitom-procesu odvajanja ksilena treba prvo identificirati stvarno ograničenje procesa prije odabira modifikacija opreme.

Različiti problemi zahtijevaju različita rješenja:

Simulacija procesa može biti posebno korisna tokom projekata retrofitiranja jer se različiti operativni scenariji mogu procijeniti prije implementacije modifikacija postrojenja.

Miješane primjene ksilena

Mješoviti ksilen se prvenstveno koristi kao industrijski rastvarač i kao sirovina za proizvodnju ili obnavljanje pojedinačnih izomera ksilena i drugih aromatičnih hemikalija.

Njegove primjene zavise od specifikacije proizvoda i zahtjeva daljnjeg procesa.

Boje i premazi

Mješoviti ksilen se široko koristi kao aromatično otapalo u odabranim bojama, premazima, lakovima i industrijskim formulacijama.

Njegova svojstva rastvarača čine ga korisnim u formulacijama koje sadrže smole i druge organske komponente.

Tipične primjene uključuju:

• Industrijski premazi
• Zaštitni premazi
• Automobilski premazi
• Metalni premazi
• Premazi{0}}u vezi sa konstrukcijom
• Formulacije razrjeđivača boja

Odgovarajuća specifikacija miješanog ksilena ovisi o formulaciji i proizvodnom procesu.

Ljepila i tiskarske boje

Mješoviti ksilen se može koristiti kao komponenta rastvarača u odabranim ljepilima, tiskarskim bojama i srodnim industrijskim formulacijama.

Potrebna čistoća, opseg destilacije i sastav zavise od konačne formulacije.

Proizvođači bi trebali procijeniti kompatibilnost sa sistemom smole i drugim komponentama formulacije prije nego što izaberu razred rastvarača.

Chemical Manufacturing

Mješoviti ksilen se također koristi kao sirovina za proizvodnju i oporavak pojedinačnih izomera ksilena i nizvodnih aromatičnih kemikalija.

Tri izomera ksilena imaju različite industrijske namjene.

na primjer:

• p{0}}Ksilenje važna sirovina za proizvodnju PTA i poliestera.
• o-Ksilenkoristi se u proizvodnji ftalnog anhidrida.
• m-Ksilenkoristi se u odabranim hemijskim intermedijerima i specijalnim aplikacijama.

Mješoviti ksilen stoga povezuje rafinerijsku proizvodnju aromatika s nekoliko nizvodnih hemijskih lanaca vrijednosti.

Šta kupci treba da znaju o mešovitoj proizvodnji ksilena

Za komercijalnu nabavku miješanog ksilena, konačna specifikacija proizvoda je općenito važnija od specifične tehnologije uzvodne proizvodnje koju koristi dobavljač.

Glavni parametri koji bi kupci možda trebali pregledati uključuju:

• CAS broj. 1330-20-7
• Čistoća
• Sastav izomera ksilena
• Sadržaj etilbenzena
• Opseg ključanja
• Gustina
• Vlaga
• Boja
• Tačka paljenja
• COA
• SDS

Budući da je miješani ksilen mješavina, proizvodi iz različitih izvora proizvodnje mogu imati različite omjere komponenti, a da pritom ispunjavaju svoje komercijalne specifikacije.

Certifikat analize (COA) je stoga koristan za provjeru kvaliteta određene serije, dok SDS pruža informacije o opasnostima, rukovanju, skladištenju i transportu.

Često postavljana pitanja

Kako se proizvodi miješani ksilen?

Mješoviti ksilen se prvenstveno proizvodi iz nafte- dobivene katalitičkim reformiranjem, nakon čega slijedi ekstrakcija i frakcionisanje aromata. Rezultirajuća C8 aromatična struja se može dobiti kao komercijalni miješani ksilen ili dalje obraditi za odvajanje pojedinačnih izomera ksilena.

Koji je CAS broj miješanog ksilena?

Uobičajeni CAS broj za miješani ksilen je 1330-20-7. Mješoviti ksilen je mješavina izomera ksilena i obično sadrži etilbenzen.

Za šta se koristi miješani ksilen?

Mješoviti ksilen se uglavnom koristi kao industrijsko otapalo i kao sirovina za nizvodne aromatične kemikalije. Glavne primjene uključuju boje, premaze, ljepila, tiskarske boje i proizvodnju ili obnavljanje pojedinačnih izomera ksilena.

Šta je miješana destilacija ksilena?

Destilacija miješanog ksilena je proces frakcioniranja koji razdvaja aromatične komponente prema razlikama u isparljivosti. Budući da aromatične komponente C8 imaju slične tačke ključanja, neke odvajanja visoke-čistoće zahtijevaju specijalizirane tehnologije.

Šta je tok za odvajanje miješanog ksilena?

Tabela toka odvajanja miješanog ksilena opisuje slijed jediničnih operacija koje se koriste za obnavljanje i odvajanje C8 aromatičnih komponenti iz ugljovodonične sirovine. Ovisno o cilju, može uključivati ​​destilaciju, adsorpciju, kristalizaciju, ekstrakcijsku destilaciju, izomerizaciju i reciklažne tokove.

Kako se etilbenzol odvaja od miješanog ksilena?

Etilbenzen se može odvojiti od miješanog ksilena putem frakcionisanja visoke-efikasne ili druge specijalizovane tehnologije odvajanja kada je potreban etilbenzol ili ksilen visoke -čistoće. Bliske tačke ključanja etilbenzena i nekoliko izomera ksilena čine razdvajanje tehnički zahtjevnim.

Može li Aspen simulirati miješano odvajanje ksilena?

Aspen Plus se može koristiti za simulaciju konceptualnog procesa odvajanja miješanog ksilena i procjenu bilansa materijala, energetskih zahtjeva, performansi kolone i alternativnih konfiguracija toka. Pouzdan sastav hrane i odgovarajući termodinamički model su neophodni za značajne rezultate.

Šta je BTX mješovita destilacija ksilena?

BTX protočna shema destilacije miješanog ksilena razdvaja aromatičnu hranu na benzen, toluen, C8 aromatične i teže aromatične frakcije. Točna konfiguracija ovisi o sastavu hrane, specifikacijama proizvoda, kapacitetu postrojenja i daljnjoj preradi.

Koliko košta postrojenje za proizvodnju miješanog ksilena?

Troškovi postrojenja za proizvodnju miješanog ksilena uvelike variraju ovisno o kapacitetu, sirovini, tehnologiji procesa, lokaciji, komunalnim uslugama i obimu projekta. Samostalna jedinica za odvajanje i potpuno integrirani rafinejski-aromatični kompleks ne bi se trebali upoređivati ​​koristeći istu CAPEX referentnu vrijednost.

Zaključak

Mješovita proizvodnja ksilena je integrirani petrokemijski proces koji uključuje katalitičku reformu, ekstrakciju aromata, frakcioniranje i, gdje je potrebno, specijaliziranu C8 aromatičnu separaciju.

Glavni tehnički izazov je odvajanje blisko povezanih aromatičnih jedinjenja, posebno kada su potrebni pojedinačni izomeri ksilena visoke -čistoće. Destilacija ostaje važan dio procesa, dok se adsorpcija, kristalizacija, ekstrakcijska destilacija i izomerizacija mogu uključiti ovisno o proizvodnom cilju.

Za procesne inženjere, ključna razmatranja su sastav hrane, oporavak aromata, efikasnost odvajanja, potrošnja energije i integracija procesa.

Za komercijalne korisnike, najrelevantniji faktori su specifikacija proizvoda, sastav, konzistentnost, COA, SDS i prikladnost aplikacije.

Tianjin Gnee Biotech Co., Ltd.isporučuje miješani ksilen za industrijsku primjenu i može pružiti specifikacije proizvoda, COA i SDS prema zahtjevima kupaca.