中国报告大厅网讯,对二甲苯(PX)作为重要的基础有机化工原料,其生产工艺的发展直接关系到下游精对苯二甲酸(PTA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等产业的供给。从生产流程来看,石油炼制中间产品石脑油经催化重整或乙烯裂解得到重整汽油、裂解汽油,再经二甲苯分馏获取混合二甲苯,最终通过吸附分离或结晶分离等工艺制取 PX。PX 下游应用广泛,除了用于生产涤纶纤维、聚酯瓶、聚酯膜外,还在涂料、医药、香料、杀虫剂及油墨等行业发挥重要作用。2020 年 PX 需求量预计可达 3275 万 t/a,随着市场需求的持续增长,了解 PX 生产工艺的发展现状与趋势,选择适配的生产技术,成为满足市场需求、推动行业发展的关键。以下是2025年PX行业技术分析。
《2025-2030年全球及中国PX行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出,PX 吸附分离生产工艺是当前工业生产中应用广泛的技术之一,凭借生产成本低、产品纯度高、流程简单等优势,在已开工投产的 PX 生产装置中占据较大比例,且不断经历技术优化以提升性能。
20 世纪 60 年代提出的 PX 吸附分离工艺,采用模拟移动床技术,以八面沸石型分子筛为吸附剂,利用吸附剂内部不同大小的微孔通道对 PX 各异构体进行吸附。该工艺以对二乙苯为脱附剂,由于对二乙苯可与原料中不同组分互溶,能有效实现 PX 各异构体的分离,同时因对二乙苯与各组分沸点存在明显差异,可实现回收利用,进一步降低生产损耗。
后续开发的 PX 吸附分离工艺创新,首先体现在解吸剂的优化上。某轻质解吸剂 PX 工艺将吸附剂更新为特定类型后,用甲苯替代传统对二乙苯作为解吸剂,带来多方面提升:一是不再需要单独的解吸剂系统,甲苯直接成为装置生产的产品;二是消除了解吸剂损失,分离过程中必然损失的甲苯,可通过抽提装置和歧化装置回收;三是甲苯对 C9 限制较少,使得分离塔体积缩小,分离工艺更简单。此外,我国自主研发的高效环保芳烃成套技术,实现了 95% 的设备自主设计与建造,多项单元技术已在国内广泛应用,推动 PX 吸附分离工艺的国产化进程。
在 PX 吸附分离工艺的进一步优化中,吸附器床层布置与工艺路线优化成为重点。采用 1 台吸附器 15 个床层的吸附分离工段布置,大幅提高操作灵活性,同时显著降低投资和操作费用。通过工艺路线优化并与甲苯甲基化技术一体化,以石脑油为原料生产 PX 时,产品选择性提高 30%,且能使苯的产率最小化。此外,通过降低下游分馏塔压力强化工艺热联合设计,可最大限度节省燃料并回收低压低温热量,使芳烃联合装置综合能耗降低 45%,进一步提升 PX 生产的能效水平。
PX 结晶分离生产工艺凭借能耗低、投资低、排放低、安全环保的优势,在机械制造水平提升和工艺改进的推动下,重新受到行业关注,成为 PX 生产的重要技术选择之一。
某 PX 结晶分离工艺无需任何吸附剂和解吸剂,直接降低 PX 生产成本,同时大幅减少燃料消耗,具备显著的环保优势。该工艺还不存在贵金属催化剂的使用需求,且能减小二甲苯分馏塔尺寸,在设备投资和运行维护成本上展现出明显优势,其能耗远低于传统吸附分离技术,为 PX 生产提供更经济环保的方案。
在 PX 结晶分离工艺的实际应用中,两段重浆化回收工艺展现出完善的流程设计。来自连续重整装置的脱戊烷塔底油经重整油分离塔分离后,塔顶轻重整油进入芳烃抽提装置,塔底重重整油部分进入二甲苯汽提塔,另一部分和来自歧化单元、二甲苯异构化单元的混合二甲苯分别从不同位置进入二甲苯回收塔。二甲苯回收塔顶富苯馏分和塔底重质馏分进歧化装置,侧线抽出的混合二甲苯经一系列换热后进入结晶单元原料罐,冷却降温后进入结晶罐。冷却结晶后,结晶罐底浆料经罐底泵送入沉降式离心机,离心分离后母液进入异构化单元作为原料,湿滤饼进入重浆化罐提纯,重浆化罐底浆料经推料式离心机分离后,PX行业晶体在产品熔融罐熔融后作为合格 PX 产品送至界区外产品罐,废滤液返回前端回收,实现资源的高效利用。
PX 吸附 - 结晶组合工艺结合了吸附分离与结晶分离的各自优势,在降低能耗、提高产品收率和纯度方面表现突出,成为应对 PX 市场需求增长的重要技术方向。
针对低浓度 PX 原料,组合工艺采用分步分离方式:先经简化的吸附分离工艺进行第一步分离,获得较高浓度的 PX 物料,再通过结晶分离方法制取高纯度 PX 产品。这种方式一方面减少吸附剂、解吸剂的用量,降低原料消耗;另一方面使装置能耗低于常规吸附分离装置,尤其在全装置热联合和热集成优化后,能耗可进一步大幅下降,提升 PX 生产的经济性。
PX 吸附 - 结晶组合工艺充分发挥两种工艺的优势,吸附分离工艺收率可达 97% 以上,结晶分离工艺能使 PX 纯度达到 99.9% 左右,实现高收率与高纯度的双重目标。具体流程中,C8 芳烃原料进入简化吸附塔进行 PX 吸附分离,分离后的抽出液经抽出液塔分离出解吸剂,得到 PX 质量浓度约 80%~97% 的物料,送至结晶分离单元生产高纯度 PX 产品。结晶母液仍含有 40%~82% 的 PX,经结晶母液分离塔分离出甲苯后作二甲苯塔进料;吸附分离后的抽余液进抽余液塔,塔顶得到贫 PX 的 C8 芳烃,送至异构化单元进行二甲苯异构化反应,生成近似平衡的二甲苯混合物,经脱庚烷塔脱除轻烃后进入二甲苯塔;抽出液塔塔底和抽余液塔塔底物料为解吸剂对二乙苯,循环回吸附塔使用,形成完整的物料循环体系。
从PX行业生产工艺的发展历程来看,吸附分离工艺经历了从经典模拟移动床技术到解吸剂优化、设备自主化、能效提升的持续创新,在全球 PX 生产装置中占据重要地位;结晶分离工艺则凭借低耗环保的优势,在技术改进后重新获得青睐,两段重浆化工艺的应用进一步完善了流程设计;吸附 - 结晶组合工艺则通过耦合两种工艺的优势,实现了能耗降低、收率与纯度提升的目标。2020 年 PX 需求量预计达 3275 万 t/a,随着市场需求的增长,PX 生产工艺将继续朝着低能耗、高集成度、环保化的方向发展。当前国内 PX 生产以吸附分离法为主,未来在自主技术进一步推广、组合工艺优化应用的推动下,PX 行业将更高效地满足下游产业需求,为有机化工领域的稳定发展提供支撑。同时,各工艺中设备自主化率的提升(如 95% 设备自主设计建造)、能耗的显著降低(如芳烃联合装置综合能耗降低 45%)、产品选择性的提高(如选择性提升 30%)等数据,也印证了 PX 生产技术在性能与经济性上的持续进步,为行业未来发展奠定坚实基础。