Producció i separació de xilè mixt
La producció de xilè mixt utilitza principalment nafta derivada del petroli{0}}com a matèria primera i combina el reformat catalític, l'extracció d'aromàtics i el fraccionament per recuperar una barreja aromàtica C8. El xileno mixt, també anomenat xilen mixt o xilol, conté diferents proporcions de m-xilè, o-xilè, p-xilè i etilbenzè, i s'identifica habitualment pel número CAS. 1330-20-7.
Xilè mixtes produeix com a part de la cadena de valor més àmplia dels aromàtics BTX en lloc d'una única reacció química. En una refineria integrada o complex d'aromàtics, la ruta de producció pot incloure el pretractament de nafta, el reformat catalític, l'extracció d'aromàtics, el fraccionament de BTX, la recuperació d'aromàtics C8 i, quan es requereixin isòmers individuals, la separació o isomerització addicional.
Una ruta industrial simplificada és:
Nafta → Hidrotractament → Reformat catalític → Aromàtics-Reformat ric → Extracció d'aromàtics → Fraccionament BTX → Xilè mixt
La configuració final del procés depèn de la composició de la matèria primera, la integració de la planta, els requisits del producte i si l'objectiu és produir xilè mixt comercial o recuperar isòmers de xilè individuals.
Per a aplicacions comercials, el procés de producció aigües amunt afecta finalment la composició i la qualitat del producte de xilè mixt. Per tant, els compradors solen avaluar l'especificació final, incloent puresa, composició d'isòmers, rang d'ebullició, color, humitat i altres paràmetres rellevants.
Procés de reforma catalítica
El reformat catalític és el procés principal aigües amunt que s'utilitza per convertir la nafta de petroli adequada en un reformat-ric en aromàtics que conté benzè, toluè, xilens i hidrogen.
L'alimentació és generalment nafta hidrotractada perquè els compostos de sofre i nitrogen poden afectar negativament els catalitzadors de reforma.
Durant el reformat catalític es produeixen diverses reaccions, com ara:
- Deshidrogenació de naftens
- Deshidrociclització de parafines
- Isomerització
- Hidrocracking i reaccions secundàries relacionades
Aquestes reaccions augmenten el contingut aromàtic del corrent d'hidrocarburs.
El reformat resultant conté compostos aromàtics valuosos que es poden recuperar en el processament posterior.
Paper de la reforma catalítica en la producció de xilè mixt
El reformat catalític és important per a la producció de xilè mixt perquè genera l'alimentació rica en aromàtics-del qual es poden recuperar posteriorment el benzè, el toluè i els aromàtics C8.
L'economia de la secció de reforma depèn de diversos factors, entre ells:
- Composició de nafta
- Rendiment aromàtic
- Activitat catalitzadora
- Severitat operativa
- Producció d'hidrogen
- Consum d'energia
- Integració aigües avall
El reformat de regeneració contínua del catalitzador (CCR) s'utilitza àmpliament en els complexos aromàtics moderns d'alta{0}}capacitat perquè permet la regeneració del catalitzador durant el funcionament continu.
Per exemple, la tecnologia CCR Platforming d'Honeywell UOP està dissenyada per convertir la nafta hidrotractada en reformat d'alt-octà i aromàtics BTX alhora que produeix hidrogen. UOP també ha informat d'aplicacions comercials de la seva tecnologia de reforma en complexos aromàtics integrats.
Per tant, el reformador serveix com a unitat important per a la producció de xilè mixt i altres productes aromàtics.
Extracció aromàtica
L'extracció aromàtica separa els hidrocarburs aromàtics dels no-hidrocarburs aromàtics en un reformat per produir un flux ric-aromàtic per al processament de BTX aigües avall.
El reformat que surt del reformador catalític conté hidrocarburs aromàtics i no{0}}aromàtics. Com que aquests components tenen propietats físiques superposades, la destil·lació directa no sempre és el mètode més eficient per recuperar aromàtics d'alta-puresa.
L'extracció amb dissolvents proporciona un mecanisme de separació alternatiu aprofitant les diferències en l'afinitat dels hidrocarburs aromàtics i no -aromàtics per un dissolvent selectiu.
Extracció aromàtica de sulfolà
L'extracció aromàtica a base de sulfolà-utilitza un dissolvent selectiu per absorbir preferentment hidrocarburs aromàtics alhora que rebutja una part substancial dels components no-aromàtics.
Un procés simplificat es pot representar com:
Reformat → Extracció → Aromàtic-Extracte ric → Recuperació de dissolvents → Fraccionament BTX
El dissolvent es separa posteriorment i es recicla dins del procés.
La tecnologia sulfolà s'utilitza comercialment per a la recuperació d'aromàtics. Honeywell UOP descriu l'extracció de sulfolà com una tecnologia per recuperar benzè i toluè d'alta puresa-del reformat i altres corrents d'hidrocarburs.
Les condicions de funcionament exactes i la disposició dels equips depenen de:
- Composició del pinso
- Concentració d'aromes
- Recuperació obligatòria
- Puresa del producte
- Sistema dissolvent
- Capacitat de la planta
Per què és important l'extracció aromàtica
L'extracció aromàtica millora la qualitat de l'alimentació que entra a la separació de BTX aigües avall reduint la quantitat d'hidrocarburs no-aromàtics al corrent aromàtic.
Això pot afectar:
- Recuperació d'aromes
- Càrrega de la columna
- Consum d'energia
- Puresa del producte
- Circulació de dissolvents
- Eficiència global del procés
Per a la producció de xilè mixt, l'etapa d'extracció és, per tant, un enllaç important entre el reformat catalític i el fraccionament aigües avall.
Destil·lació i separació de xilè mixt
La destil·lació mixta de xileno separa les fraccions aromàtiques segons les diferències de volatilitat, però els punts d'ebullició propers dels compostos aromàtics C8 dificulten tècnicament algunes separacions.
Després de l'extracció dels aromàtics, el corrent aromàtic es pot fraccionar en diferents fraccions d'interval d'ebullició-.
Un full de flux de destil·lació de xileno mixt BTX simplificat és:
Alimentació aromàtica → Separació de benzè → Separació de toluè → Aromàtics C8 → Xilè mixt / Separació addicional
El full de flux industrial real pot contenir columnes addicionals i fluxos de reciclatge en funció dels productes desitjats.
Full de flux de destil·lació mixta de xilè
Un full de flux de destil·lació mixta de xilè normalment utilitza múltiples passos de fraccionament per recuperar benzè, toluè, aromàtics C8 i fraccions aromàtiques més pesades segons la seva volatilitat relativa.
Una seqüència de separació simplificada és:
- Recuperació de benzè
- Recuperació de toluè
- C8 recuperació aromàtica
- Recuperació de xilè mixt
- Separació-aromàtica intensa
No totes les plantes aromàtiques necessiten separar el xilè mixt en isòmers individuals.
Si el producte final és xilè mixt comercial per a aplicacions de dissolvents, la mescla aromàtica C8 es pot recuperar i controlar per complir l'especificació del producte requerida.
Si l'objectiu és fabricar p-xilè, m-xilè o o-xilè d'alta puresa, calen tecnologies de separació addicionals.
Fitxa de flux de separació de xilè mixt
Un full de flux de separació de xilè mixt ha de tenir en compte les propietats físiques similars de l'etilbenzè i els tres isòmers de xilè, la qual cosa limita l'eficàcia de la destil·lació convencional simple per a algunes separacions d'alta -puresa.
Els principals components aromàtics C8 són:
- Etilbenzè
- o-Xilè
- m-Xil·lè
- p-Xil·lè
Els seus punts d'ebullició són relativament propers.
Per exemple, l'etilbenzè té un punt d'ebullició normal d'aproximadament136,2 graus, mentre que el p-xilè bull a aproximadament138,3 graus. Aquesta petita diferència il·lustra per què separar aquests components per destil·lació ordinària pot requerir etapes de separació i reflux importants.
Repte de separació d'etilbenzè
La separació de l'etilbenzè i el xilè mixt és un repte perquè l'etilbenzè i els isòmers del xilè tenen punts d'ebullició i un comportament d'equilibri líquid de vapor-estretament relacionats.
L'etilbenzè i el p-xilè són un exemple útil d'aquest repte:
| Component | Aprox. Punt d'ebullició normal |
|---|---|
| Etilbenzè | 136,2 graus |
| p-Xil·lè | 138,3 graus |
| m-Xil·lè | 139,1 graus |
| o-Xilè | 144,4 graus |
Les diferències de punt d'ebullició relativament petites-significan que una columna de destil·lació convencional pot requerir un reflux substancial i un gran nombre d'etapes de separació efectives per aconseguir una puresa elevada del producte.
Depenent del producte objectiu i de l'economia del procés, la separació industrial pot utilitzar:
- Fraccionament -alta eficiència
- Destil·lació extractiva
- Separació adsortiva
- Cristal·lització
- Isomerització
- Processos de separació híbrids
Separació d'etilbenzè i xilè mixt
L'etilbenzè es pot separar del xileno mixt mitjançant un fraccionament d'alta{0}}eficiència o tecnologies de separació alternatives quan es requereix un component individual d'alta-puresa.
La tecnologia seleccionada depèn de:
- Composició del pinso
- Puresa requerida
- Recuperació de productes
- Capacitat de la planta
- Cost energètic
- Cost de capital
- Integració aigües avall
Tanmateix, la separació completa no sempre és necessària.
El xilè mixt comercial es ven intencionadament com una barreja, de manera que un producte de qualitat-dissolvent pot contenir quantitats controlades d'etilbenzè i diferents isòmers de xilè.
Això significa que l'objectiu del procés sempre s'ha de definir abans de seleccionar una tecnologia de separació.
Simulació d'Aspen de separació de xilè mixt
Separació mixta de xilè La simulació d'Aspen es pot utilitzar per avaluar els equilibris de materials, el comportament de fase, el rendiment de la destil·lació, els requisits energètics i les configuracions alternatives del full de flux abans de l'enginyeria detallada.
Aspen Plus i eines de simulació de processos similars s'utilitzen habitualment en el desenvolupament de processos químics perquè permeten als enginyers modelar un procés en diferents condicions operatives sense modificar la planta física.
Un flux de treball de simulació conceptual és:
Caracterització de l'alimentació → Model termodinàmic → Unitats de separació → Especificacions del producte → Balanç de materials → Balanç energètic → Optimització
Aspen de separació de xilè mixt: entrades clau
Les entrades clau per a un model Aspen de separació mixta de xilè són la composició de l'alimentació, el cabal, la temperatura, la pressió, la puresa del producte, l'objectiu de recuperació i el model termodinàmic.
Els components típics de l'alimentació poden incloure:
- Etilbenzè
- o-Xilè
- m-Xil·lè
- p-Xil·lè
- Toluè
- C9+ aromàtics
- Altres hidrocarburs
- Aigua, si escau
La precisió de la simulació depèn fortament de la qualitat de la caracterització de l'alimentació i de la idoneïtat del model termodinàmic seleccionat.
Què pot avaluar Aspen Simulation?
La simulació d'Aspen pot ajudar els enginyers a comparar configuracions de separació estimant la recuperació del producte, el consum d'energia, els deures de la columna, els requisits de l'etapa i les condicions de funcionament.
Per exemple, es pot utilitzar una simulació per investigar l'efecte de:
- Relació de reflux
- Pressió de la columna
- Nombre d'etapes
- Ubicació de l'etapa d'alimentació
- Temperatura d'alimentació
- Servei de reboiler
- Servei del condensador
- Integració de calor
Aleshores, els resultats poden donar suport al disseny i optimització del procés preliminar.
Tanmateix, una simulació de procés no substitueix l'enginyeria detallada, les proves pilot, el disseny de tecnologia amb llicència o la validació de la planta.
Anàlisi de costos de planta de producció de xilè mixt
El cost de la planta de producció de xileno mixt varia significativament amb la capacitat de la planta, la matèria primera, la configuració del procés, la ubicació, els serveis públics, l'abast de l'equip i el grau d'integració amb una refineria o un complex aromàtic aigües avall.
Una planta que produeix xilè mixt comercial a partir d'un corrent aromàtic existent té un requisit d'inversió molt diferent d'una instal·lació de planta nova que inclou:
- Hidrotractament de nafta
- Reforma catalítica
- Extracció d'aromes
- Fraccionament de BTX
- Separació de xilè
- Isomerització
- p-Recuperació de xilè
- Instal·lacions d'emmagatzematge i càrrega
Les principals categories de CAPEX poden incloure:
| Categoria de costos | Factors principals |
|---|---|
| Preparació del pinso | Requisits de qualitat i tractament dels pinsos |
| Reforma catalítica | Reactor, catalitzador i sistema de regeneració |
| Extracció d'aromes | Extracció i recuperació de dissolvents |
| Destil·lació | Mida de la columna, interiors i requeriments energètics |
| Separació de xilè | Tecnologia de separació seleccionada |
| Utilitats | Vapor, aigua de refrigeració, electricitat i combustible |
| Emmagatzematge | Capacitat del dipòsit i requisits de seguretat |
| Sistemes ambientals | Controls d'emissions i aigües residuals |
| Instrumentació | Automatització i control de processos |
| Infraestructura | Terrenys, edificis i instal·lacions auxiliars |
Què determina l'economia vegetal?
L'economia d'una planta de producció de xileno mixta està determinada principalment pel cost de la matèria primera, el rendiment d'aromàtics, la recuperació del producte, el consum d'energia, la utilització de la planta, el valor del producte i la integració aigües avall.
Una major capacitat de producció no significa automàticament un cost total del projecte més baix perquè la inversió final també depèn de la complexitat i l'abast de les unitats de procés.
Per aquest motiu, afirmacions genèriques com ara "una planta de xilè mixt de 100.000 a 200.000 t/any costa entre 200 i 500 milions de dòlars" no s'han de tractar com un punt de referència universal tret que l'abast del projecte, la ubicació, la tecnologia, els serveis públics i les unitats aigües avall incloses estiguin clarament definits.
Una avaluació significativa del projecte normalment requereix:
- Balanç de masses
- Balanç energètic
- Llista d'equips
- Consum d'utilitat
- Estimació de CAPEX
- Estimació OPEX
- Hipòtesis del-valor del producte
- Cost de la matèria primera
- Anàlisi de sensibilitat
Retrofit i optimització
La modificació d'un sistema de destil·lació en un procés de separació de-xilè mixt pot augmentar la capacitat, millorar el rendiment de la separació, reduir el consum d'energia o solucionar els colls d'ampolla d'una planta existent.
Una modificació no requereix necessàriament la substitució del sistema de destil·lació complet.
Les possibles modificacions inclouen:
- Substitució de la safata
- Embalatge d'alta{0}}eficiència
- Actualitzacions del distribuïdor de pinsos
- Actualitzacions del condensador
- Actualitzacions de reboiler
- Millores en la-integració de calor
- Optimització de la pressió
- Actualitzacions de-control del procés
Readaptació del sistema de destil·lació en procés de separació de-xilè mixt
Una adaptació correcta d'un sistema de destil·lació en un procés de separació de-xilè mixt hauria d'identificar primer la limitació real del procés abans de seleccionar les modificacions de l'equip.
Els diferents problemes requereixen diferents solucions:
| Problema existent | Possible Enfocament |
|---|---|
| Inundació de la columna | Millorar el rendiment hidràulic |
| Alt consum energètic | Optimitzar la integració de la calor |
| Mala separació | Repàs etapes, reflux i pressió operativa |
| Recuperació baixa | Analitzar les pèrdues de producte i les condicions de funcionament |
| Limitació de capacitat | Actualitzeu els elements interns de la columna |
| Problemes d'especificació del producte | Revisar la qualitat de l'alimentació i les condicions de separació |
La simulació de processos pot ser especialment útil durant els projectes de modernització perquè es poden avaluar diferents escenaris operatius abans d'implementar les modificacions de la planta.
Aplicacions mixtes de xilè
El xilè mixt s'utilitza principalment com a dissolvent industrial i com a matèria primera per produir o recuperar isòmers individuals de xilè i altres productes químics aromàtics.
Les seves aplicacions depenen de les especificacions del producte i dels requisits del procés posterior.
Pintures i recobriments
El xilè mixt s'utilitza àmpliament com a dissolvent aromàtic en pintures, recobriments, laques i formulacions industrials seleccionades.
Les seves propietats dissolvents el fan útil en formulacions que contenen resines i altres components orgànics.
Les aplicacions típiques inclouen:
- Recobriments industrials
- Recobriments protectors
- Recobriments d'automoció
- Revestiments metàl·lics
- Recobriments-relacionats amb la construcció
- Pinta formulacions més fines
L'especificació adequada de xilè mixt depèn de la formulació i del procés de fabricació.
Adhesius i tintes d'impressió
El xilè mixt es pot utilitzar com a component dissolvent en adhesius seleccionats, tintes d'impressió i formulacions industrials relacionades.
La puresa, el rang de destil·lació i la composició requerits depenen de la formulació final.
Els fabricants haurien d'avaluar la compatibilitat amb el sistema de resina i altres components de la formulació abans de seleccionar un grau de dissolvent.
Fabricació Química
El xilè mixt també s'utilitza com a matèria primera per a la producció i recuperació d'isòmers de xilè individuals i productes químics aromàtics aigües avall.
Els tres isòmers de xilè tenen diferents usos industrials.
Per exemple:
- p-Xil·lèés una matèria primera important per a la producció de PTA i polièster.
- o-Xilès'utilitza en la producció d'anhídrid ftàlic.
- m-Xil·lès'utilitza en intermedis químics seleccionats i aplicacions especials.
Per tant, el xilè mixt connecta la producció d'aromàtics de la refineria amb diverses cadenes de valor químiques aigües avall.
Què haurien de saber els compradors sobre la producció mixta de xilè
Per a l'adquisició comercial de xilè mixt, l'especificació del producte final és generalment més important que la tecnologia de producció específica utilitzada pel proveïdor.
Els principals paràmetres que els compradors poden haver de revisar inclouen:
- Núm. CAS. 1330-20-7
- Puresa
- Composició d'isòmers de xilè
- Contingut d'etilbenzè
- Interval d'ebullició
- Densitat
- Humitat
- Color
- Punt d'inflamació
- COA
- SDS
Com que el xilè mixt és una barreja, els productes de diferents fonts de producció poden tenir diferents proporcions de components tot i complir les seves respectives especificacions comercials.
Per tant, un certificat d'anàlisi (COA) és útil per verificar la qualitat d'un lot específic, mentre que una SDS proporciona informació sobre els perills, la manipulació, l'emmagatzematge i el transport.
Preguntes freqüents
Com es produeix el xilè mixt?
El xilè mixt es produeix principalment a partir de nafta derivada del petroli-a través del reformat catalític, seguit de l'extracció i el fraccionament d'aromàtics. El corrent aromàtic C8 resultant es pot recuperar com a xilè mixt comercial o processar-se posteriorment per separar isòmers de xilè individuals.
Quin és el número CAS del xilè mixt?
El número CAS que s'utilitza habitualment per a xilè mixt és 1330-20-7. El xilè mixt és una barreja d'isòmers de xilè i normalment conté etilbenzè.
Per a què serveix el xilè mixt?
El xilè mixt s'utilitza principalment com a dissolvent industrial i com a matèria primera per a productes químics aromàtics aigües avall. Les principals aplicacions inclouen pintures, recobriments, adhesius, tintes d'impressió i la producció o recuperació d'isòmers de xilè individuals.
Què és la destil·lació mixta de xilè?
La destil·lació mixta de xilè és un procés de fraccionament que separa els components aromàtics segons les diferències de volatilitat. Com que els components aromàtics C8 tenen punts d'ebullició similars, algunes separacions d'alta -puresa requereixen tecnologies especialitzades.
Què és un full de flux de separació de xilè mixt?
Un full de flux de separació de xilè mixt descriu la seqüència d'operacions unitàries utilitzades per recuperar i separar components aromàtics C8 d'una alimentació d'hidrocarburs. Depenent de l'objectiu, pot incloure destil·lació, adsorció, cristal·lització, destil·lació extractiva, isomerització i corrents de reciclatge.
Com es separa l'etilbenzè del xilè mixt?
L'etilbenzè es pot separar del xilè mixt mitjançant un fraccionament d'alta{0}}eficiència o altres tecnologies de separació especialitzades quan es requereix etilbenzè o xilè d'alta-puresa. Els propers punts d'ebullició de l'etilbenzè i diversos isòmers de xilè fan que la separació sigui tècnicament exigent.
Aspen pot simular la separació de xilè mixt?
Aspen Plus es pot utilitzar per simular un procés conceptual de separació de xilè mixt i avaluar els balanços de materials, els requisits energètics, el rendiment de la columna i les configuracions alternatives del full de flux. La composició de l'alimentació fiable i un model termodinàmic adequat són essencials per obtenir resultats significatius.
Què és un full de flux de destil·lació de xilè mixt BTX?
Un full de flux de destil·lació de xilè mixt BTX separa l'alimentació aromàtica en benzè, toluè, aromàtics C8 i fraccions aromàtiques més pesades. La configuració exacta depèn de la composició de l'alimentació, les especificacions del producte, la capacitat de la planta i el processament posterior.
Quant costa una planta de producció de xilè mixt?
El cost d'una planta de producció de xilè mixt varia àmpliament segons la capacitat, la matèria primera, la tecnologia de procés, la ubicació, els serveis públics i l'abast del projecte. No s'han de comparar una unitat de separació autònoma i un complex-aromàtic de refineria totalment integrat mitjançant el mateix punt de referència de CAPEX.
Conclusió
La producció mixta de xilè és un procés petroquímic integrat que implica reformat catalític, extracció d'aromàtics, fraccionament i, si cal, separació especialitzada d'aromàtics C8.
El principal repte tècnic és la separació de compostos aromàtics estretament relacionats, especialment quan es requereixen isòmers individuals de xilè d'alta{0}}puresa. La destil·lació continua sent una part important del procés, mentre que l'adsorció, la cristal·lització, la destil·lació extractiva i la isomerització es poden incorporar en funció de l'objectiu de producció.
Per als enginyers de processos, les consideracions clau són la composició de l'alimentació, la recuperació d'aromàtics, l'eficiència de la separació, el consum d'energia i la integració del procés.
Per als usuaris comercials, els factors més rellevants són l'especificació del producte, la composició, la consistència, el COA, la SDS i la idoneïtat de l'aplicació.
Tianjin Gnee Biotech Co., Ltd.subministra xilè mixt per a aplicacions industrials i pot proporcionar especificacions de producte, COA i SDS segons els requisits del client.
