Rohstoffe für die Produktion von Paraxylol (P-Xylol, CAS 106-42-3).

Was ist Paraxylol (P-Xylol, CAS 106-42-3)?

Paraxylol, auch p-xylol oder PX geschrieben, ist ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit der Summenformel C8H10 und einem Molekulargewicht von 106,17 g/mol. Es ist eines der drei Dimethylbenzol-Isomere, die anderen sind ortho-Xylol (CAS 95-47-6) und meta-Xylol (CAS 108-38-3). In para-Xylol nehmen die beiden Methylgruppen entgegengesetzte Positionen am Benzolring ein, die 1,4- oder para-Konfiguration. Die Verbindung ist eine farblose, transparente Flüssigkeit mit einem süßen aromatischen Geruch, einer Dichte von etwa 0,861 g/cm3, einem Schmelzpunkt von etwa 13 Grad und einem Siedepunkt von etwa 138,4 Grad. Da es sich etwas über der normalen Raumtemperatur verfestigt, müssen Lager- und Transferleitungen in kalten Klimazonen beheizt werden.

Was sind die Rohstoffe für Paraxylol?

Die Hauptrohstoffe für Paraxylol sind Naphtha, das aus Rohöl gewonnen wird, und Pyrolysebenzin, ein Nebenprodukt der Ethylenproduktion. Beide Ausgangsstoffe müssen zunächst in einen aromatischen C8-Strom umgewandelt werden, der gemischte Xylole enthält. Anschließend wird die p-Xylol-Fraktion abgetrennt und gereinigt.

Naphtha und katalytische Reformierung

Naphtha wird in einem katalytischen Reformer verarbeitet, um Reformat zu erzeugen, einen Strom, der reich an BTX-Aromaten ist, was die Abkürzung für Benzol, Toluol und Xylole ist. Die C8-Fraktion des Reformats enthält Ethylbenzol und alle drei Xylol-Isomere, einschließlich Paraxylol.

Pyrolysebenzin

Pyrolysebenzin, manchmal auch Pygas genannt, ist ein flüssiges Nebenprodukt von Steamcrackern, die Ethylen und Propylen produzieren. Es enthält einen erheblichen aromatischen C6-C8-Anteil. Nach der Hydrierung zur Entfernung von Diolefinen und anderen reaktiven Komponenten kann der C8-Schnitt Xylol-Rückgewinnungsanlagen zugeführt werden.

Wie wird Paraxylol abgetrennt und gereinigt?

Da die Siedepunkte der Xylol-Isomere sehr nahe beieinander liegen, können sie durch einfache Destillation nicht effizient getrennt werden. In der industriellen Praxis kommen Verfahren wie fraktionierte Kristallisation, selektive Adsorption an Zeolith-Molekularsieben oder eine Kombination aus Adsorption und Isomerisierung zum Einsatz. In einer Isomerisierungseinheit werden die weniger wertvollen Isomere wieder in die Gleichgewichtsmischung umgewandelt, sodass jeder Durchgang die Gesamtausbeute an Paraxylol erhöht. Das abgetrennte Produkt wird dann destilliert, um die für die anschließende Oxidation erforderliche Reinheit zu erreichen, typischerweise 99 % oder mehr.

Physikalische Eigenschaften und die PTA-PET-Wertschöpfungskette

Mehr als 95 % des weltweiten Paraxylols werden zur Herstellung gereinigter Terephthalsäure (PTA) durch katalytische Oxidation verbraucht. Anschließend wird PTA mit Monoethylenglykol polymerisiert, um Polyethylenterephthalat (PET) herzustellen, das Material für Getränkeflaschen, Polyesterfasern und Verpackungsfolien. Da die PET- und Polyestermärkte zu den größten Polymermärkten der Welt gehören, ist Paraxylol das kommerziell wertvollste Xylol-Isomer. Der Rest des P--Xylolbedarfs stammt aus Lösungsmitteln, Herbiziden und Spezialchemikalien-Zwischenprodukten.

Überlegungen zu Qualität, Spezifikation und Handhabung

Kommerzielles Paraxylol wird typischerweise durch Reinheit (99 % oder höher), Gefrierpunkt oder Schmelzpunkt, Farbe auf der Pt-Co-Skala gemäß ASTM D1209 und Dichte spezifiziert. Der Wassergehalt wird durch Karl-Fischer-Titration gemessen und Spurenverunreinigungen wie Toluol und die anderen Xylol-Isomere werden durch Gaschromatographie bestimmt. Käufer sollten ein Analysezertifikat anfordern und bestätigen, dass das Produkt die für den nachgeschalteten PTA-Prozess vereinbarten Spezifikationen erfüllt, da selbst kleine Abweichungen bei der Verunreinigung die Leistung des Oxidationskatalysators beeinträchtigen können.

Paraxylol ist eine brennbare Flüssigkeit und eine flüchtige organische Verbindung. Halten Sie es von Zündquellen fern, erden Sie alle Transfergeräte, um statische Entladungen zu verhindern, und lagern Sie es in geschlossenen Behältern an einem kühlen, belüfteten Ort. Das Einatmen von Dämpfen kann Schwindelgefühle und Reizungen hervorrufen. Daher müssen die Handhabungsbereiche ausreichend belüftet werden und das Personal sollte chemikalienbeständige Handschuhe und Augenschutz tragen.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Hauptrohstoff für Paraxylol?Die Hauptrohstoffe sind Naphtha, das durch katalytische Reformierung in aromatenreiches Reformat umgewandelt wird, und Pyrolysebenzin aus Ethylencrackern, die beide die aromatische C8-Fraktion liefern, die gemischte Xylole enthält.

Ist Paraxylol dasselbe wie Xylol?Nein. Xylol ist der Handelsname für die Mischung aus drei Dimethylbenzol-Isomeren. Paraxylol ist das einzelne Isomer mit Methylgruppen an den 1,4-Positionen, das durch Kristallisations- oder Adsorptionsprozesse aus der Mischung abgetrennt wird.

Warum ist p-Xylol wertvoller als o-Xylol und m-Xylol?Denn p-Xylol ist der Ausgangsstoff für PTA und PET, die die riesigen Polyesterfaser- und Verpackungsmärkte beliefern, wodurch seine Nachfrage und sein Wert viel höher sind als die der anderen Isomere.

Kann Paraxylol aus erneuerbaren Quellen hergestellt werden?Bio-basiertes Paraxylol kann aus Biomasse-abgeleiteten Zwischenprodukten wie Bio-Isobutanol oder Bio-Ethanol über Dehydratisierungs-, Aromatisierungs- und Alkylierungswege hergestellt werden und ist chemisch identisch mit fossil-abgeleitetem Paraxylol.

Welche Reinheit von Paraxylol ist für die PTA-Herstellung erforderlich?PTA-Anlagen benötigen normalerweise Paraxylol mit einer Reinheit von 99 % oder höher, da Verunreinigungen den Oxidationskatalysator deaktivieren und die Produktqualität beeinträchtigen.

Wie wird Paraxylol in großen Mengen transportiert?Paraxylol wird in speziellen Tankwagen, Eisenbahnwaggons und Ozeantankern transportiert, normalerweise mit Heizsystemen, da das Produkt bei etwa 13 Grad erstarrt, und am Bestimmungsort wird es in beheizten Tanks gelagert.