二甲苯精馏过程
二甲苯精馏过程主要是将混合二甲苯中的二甲苯/乙苯分离出来。二甲苯精馏装置虽是常规精馏分离操作,但却是比较高的温度下对易燃易爆介质进行分馏操作,若操作不当,发生设备故障或泄漏,就会形成火灾爆炸事故。
异构化反应过程
异构化反应压力0.75~1.43MPa(G),温度370~420℃。异构化过程为临氢加压反应过程,反应压力和温度都较高,物料一旦泄漏,就可能引发火灾爆炸事故。
氢气采用离心式氢压机进行循环使用,氢压机轴封密封不好,容易发生氢气泄漏。异构化工艺流程中的加热炉要把原料和氢气混合物加热至反应温度。该环节若原料泄漏与空气混合将可能发生着*炸。加热炉使用气态燃料,如果一次点火失败后未吹扫炉膛直接二次点火,可能发生爆炸。
吸附分离过程
吸附分离装置旋转阀容易出现物料间的相互渗透、流量控制不均匀等问题,在运转过程中如果旋转阀发生故障,则装置就无法运转。
吸附塔的操作是装置的关键,在吸附塔内进行对二甲苯的吸附和解吸操作,将抽余液和抽出液分开,一旦泄漏还可能会发生人员中毒事故。且吸附剂价格昂贵,一旦操作不当而中毒失效,会造成较大损失。该类事故已在国内多个企业发生。
分离技术
受沸点影响,对二甲苯很难采用精馏方法从其同分异构体中分离出来,目前世界上实现对二甲苯分离的主流技术有两种,分别为吸附分离和结晶分离。
BP结晶分离技术
近年来,以结晶器和离心机设备设计制造水平的发展为依托,BP公司采用一次结晶加两段重浆化工艺代替了两次结晶加两次熔融的传统工艺。 通过结晶-分离-一次重浆化-分离-二次重浆化-分离过程,实现对二甲苯分离。 该技术主要特点有:
(1) 对进入结晶系统的杂质容忍度较高,C9及以上芳烃含量可控制在不大于2.0(m)%,可有效降低二甲苯分馏单元的能耗和设备投资。
(2) 受多元共熔体的平衡限制,对于混合进料中对二甲苯浓度在22%左右时,其单程回收率约65%。其配套异构化单元规模相对较大。
(3) 其核心设备结晶器和离心分离机采用多台并联方式,可实现单套装置较大的处理规模。
(4) 工艺流程相对较为简单,但转动设备相对较多,用能结构中电耗比例较高。
(5) 采用低温结晶分离,相对安全性较高,事故排放量较小。
(6) 结晶单元设备可采用立体布置,减小占地面积。
在职业.3µg/(cm3·min))被吸收,二甲苯蒸气的经皮吸收与直接接触液体相比是微不足道的。二甲苯的残留和蓄积并不严重,上面我们已经说过进入人体的二甲苯,可以在人体的NADP(转酶II)和NAD(转酶I)存在下生成甲基苯甲酸,然后与甘氨酸结合形成甲基马尿酸在18小时内几乎全部排出体外。即使是吸入后残留在肺部的3%-6%的二甲苯,也在接触后的3小时内(半衰期为0.5~1小时)全部被呼出体外。评价接触二甲苯的残留试验,主要是测定尿内甲基马尿酸的含量,也有人建议测定呼出气体中或血液中二甲苯的含量,但后者的结果往往并不准确。由于甲基马尿酸并不**存在于尿中,又由于它几乎是全部滞留的二甲苯代谢物,因而测定它的存在是的二甲苯接触试验的确证。二甲苯能相当持久地存在于饮水中。自来水中二甲苯的浓度为5mg/L时,其气味强度相当于5级,二甲苯的特有气味则要过7至8天才能消失;气味强度为3级时则需4至5天。河水中二甲苯的气味保持的时间较短,这与起始浓度的高低有关,一般可保留3至5天。
防护措施
呼吸系统防护:空气中浓度较高时,佩戴过滤式防毒面具(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴空气呼吸器。
眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。
身体防护:穿防毒物渗透工作服。
手防护:戴橡胶手套。
工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作毕,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。
急救措施
皮肤接触:脱去被污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:饮足量水,催吐。就医。
四、治理装修污染中的二甲苯的方法有:竹炭吸附法和化学剂反应法(如:KMnO4(H+)aq)!前者为物理作用,后者为化学作用!
灭火方法
喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。
危险特性
易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。流速过快,容易产生和积聚静电。其蒸气比空气重,能在较低处扩散至相当远的地方,遇明火会引着回燃。
燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。
包装及贮运
采用镀锌铁桶包装,每桶180kg。亦可用槽车装运。
环境危害
污染来源
二甲苯是重要的化工原料,**合成、合成橡胶、油漆和染料、合成纤维、石油加工、制药、纤维素等生产工厂的废水废气,以及生产设备不密封和车间通风换气,是环境中二甲苯的主要来源。运输、贮存过程中的翻车、泄漏,火灾也会造成意外污染事故。
环境标准
中国(TJ36-79) 车间空气中有害物质的容许浓度 100mg/m3(二甲苯)
中国(TJ36-79) 居住区大气中有害物质的容许浓度 0.30mg/m3(一次值、二甲苯)
中国(GB16297-1996) 大气污染物综合排放标准(二甲苯)
①允许排放浓度(mg/m3):
70(表2);90(表1)
②允许排放速率(kg/h):
二级1.0~10(表2);1.2~12(表1)
三级1.5~15(表2);1.8~18(表1)
③无组织排放监控浓度限值:
1.2mg/m3(表2);1.5mg/m3(表1)
中国(待颁布) 饮用水源中有害物质的容许浓度 0.5mg/L(二甲苯)
中国(GHZB1-1999) 地表水环境质量标准(I、II、III类水域特定值) 0.5mg/L(二甲苯)
中国(GB8978-1996) 污水综合排放标准 一级:0.4mg/L
二级:0.6mg/L
三级:1.0mg/L
二甲苯混合物
xylene是邻、间、对二甲苯的混合物。这是一种常用的**溶剂。
二甲苯异构体
异构体有三种,
为对位二甲苯para-, p-xylene,简称PX,沸点138.35℃
为邻位二甲苯ortho-,o-xylene,简称OX,沸点144.42℃
为间位二甲苯meta-,m-xylene,简称MX,沸点139.10℃
三种异构体的分离可以用MFI沸石膜来进行分离,b-orientation的MFI膜可以达到500的分离度。
此外,一般混合二甲苯中还会含有一定量的乙基苯(ethyl-benzene,简称EB,沸点136.19℃)
二甲苯中毒
致病原因
1.制造、使用、贮存、运送甲苯、二甲苯的石油化工业,油漆涂料、染料、塑料、橡胶、皮革、糖精、人造和合成纤维等生产中,发生管道、贮制度意外损坏、阀门漏气等情况下,较长时间大量吸入高浓度甲苯、二甲苯蒸气可以引起急性中毒。
2.在密闭型的贮罐糟内涂刷以甲苯、二甲苯为溶剂的防腐涂料,因无良好通风,大量甲苯、二甲苯蒸气积聚,可使作业工发生急性中毒。曾见报道针织厂窗紧完备的印花车间用含甲苯的洗液水清洗印花强桌面而引起7名女工发生急性甲苯中毒。
一般甲苯、二甲苯空气浓度200~300 mg/立方米吸入8h即可产生轻度中毒症状,3.76g/立方米浓度吸入1h即发生急性中毒,71.4g/立方米浓度下数分钟可使吸入者迅速昏迷、死亡。
3.经皮或误服致急性中毒者,**报道。
急救处理
1.立即移至空气新鲜处,必要时给予吸氧。除去沾染衣物及皮肤上毒物。
2.剂可用葡萄糖醛酸内脂(参见急性苯中毒)。
3.对症处理:口服维生素B族、防治脑水肿等。
预防
1.加强车间通风、排气和生产设备的密闭、检修。
2.经常监测空气中甲苯浓度。
3.注意个人防护,必要时戴防护用品。
4.定期体检,严格掌握禁忌证。
预后
一般愈后良好,即使是重度中毒昏迷者,只要及时获得积极抢救,也多能恢复神志,逐渐康复,不留后遗症,仅个别患者有头部胀痛,并可持续较长时间。 经**病情恢复后,一般休息3~7d,仍可从事原工作;病情较重者,休息时间可适当延长,出现精神异常或昏迷者,痊愈后可考虑调离苯类作业。
AXENS单塔芳烃分离技术
AXENS在提升单位体积吸附剂的吸附容量的基础上,开发了单塔吸附分离技术,使吸附分离单元的模拟床层数由24床层变成15床层。 与传统技术相比,具有明显优势:两台吸附分离塔变为一台塔,投资进一步降低。 同时,单塔操作时可以避免因液压波动造成对吸附床层的扰动,提高生产稳定性。经初步工程模拟核算:吸附单元投资降低约35%,单位能耗降低约15%。
UOP轻解析剂技术
采用对二乙基苯作为解析剂时,为尽可能减少C9及以上芳烃随着混合二甲苯进入吸附分离系统对操作造成影响,故对二甲苯精馏塔的操作条件较为苛刻,必须严格控制C9及以上芳烃的含量,直接导致二甲苯精馏塔底再沸炉负荷大、能耗高。UOP公司在其上一代吸附分离技术的基础上,成功开发采用甲苯作为解析剂的吸附分离技术。 该技术主要特点有:
(1)降低进入吸附分离系统的混二甲苯中C9及以上含量。使二甲苯精馏塔底再沸炉负荷大大降低。
(2)因大幅缩小解析剂与工艺介质之间的沸点差,使抽余液和抽出液等塔的热负荷需求较上一代技术有了较大的增加。
(3)因装置的热集成中心由二甲苯精馏塔转移至抽余液塔,经初步核算,采用轻解析剂技术后芳烃联合装置的总能耗降低约15%~20%。
(4)解析剂可由上游抽提装置提供,不需要单独外购且可减少解析剂的精馏系统,从而降低了工程建设投资。
二甲苯异构化工业技术
二甲苯异构化工艺技术是以来自催化重整或裂解汽油中基本不含或含少量PX的混合C8芳烃来作为原料,在催化剂作用下发生异构化反应使混合C8芳烃(OX、MX、PX和乙苯)中的对二甲苯浓度达到平衡浓度,从而提高对二甲苯产量,是C8芳烃4种异构体之间的转化技术。
目前该技术实现工业化的大概有十几种,而比较有市场竞争力的则是Mobil公司的MHAL技术、UOP公司的 Isomer技术和Axens公司的Octafining技术。
这三种技术由于将乙苯与二甲苯分离十分困难且不经济,因此在二甲苯异构化过程中必须将乙苯转化。根据乙苯转化途径的不同,二甲苯异构化的催化剂可分为两类: ①乙苯转化为二甲苯型异构化催化剂; ②乙苯脱烷基转化为苯型异构化催化剂。二甲苯异构化评价C8芳烃异构化催化剂的优劣应从其活性、选择性和稳定性三个方面来综合考虑,一种好的异构化催化剂应在二甲苯的损失尽可能少的情况下使反应产物限度接近热力学平衡组成,在维持较高乙苯转化率的同时,应该使得催化剂具有较好的稳定性。
甲苯甲醇烷基化法