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二甲苯是重要的重要有機化工原料，有鄰、間、對三種異構體，鄰二甲苯主要用于制取鄰苯二甲酸酐，它是制造多種染料和指示劑(如酚酞)的重要原料。

間二甲苯經硝化和還原后生成的4，6-二甲基-1，3-苯二胺是合成染料的中間體，間二甲苯還可以用做合成香料的原料(如二甲苯麝香)。

對二甲苯主要用于制造對苯二甲酸，它是合成聚酯纖維(滌綸)的重要原料。

二甲苯存在于煤焦油和某些石油中。

工業上主要用石腦油重整產物中的C8餾分提取。

工業二甲苯Chemicalbook中含間二甲苯50%～60%，鄰和對二甲苯各占20%～25%(體積)。

二甲苯不經分離可以直接用做溶劑，加入汽油中可以提高抗爆性，它們是航空汽油的組分。

鄰二甲苯的沸點相對較高，可以利用精餾方法分出，對二甲苯熔點較高，利用分步結晶法提純。二甲苯也存在于焦化粗苯和石油裂化油中。粗苯經初步蒸餾、硫酸洗滌和精餾，分離出苯和甲苯之后，再經精餾可以得到二甲苯，又稱焦化二甲苯。

焦化二甲苯的質量取決于精餾塔的分離能力、塔頂溫度和回流比。

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