用于制备高纯度对二甲苯和高纯度甲苯的方法

文档序号:834885 发布日期:2021-03-30 浏览:33次 >En<

阅读说明:本技术 用于制备高纯度对二甲苯和高纯度甲苯的方法 (Process for producing high-purity p-xylene and high-purity toluene ) 是由 詹森·T·科拉迪 瑞恩·D·米勒 于 2019-08-12 设计创作,主要内容包括:本发明描述了一种用于制备高纯度甲苯和对二甲苯的方法。更具体地讲,该方法涉及通过用于对二甲苯制备的光解吸选择性吸附方法制备来制备高纯度甲苯,诸如光解吸对二甲苯萃取,而无需专用的溶剂萃取或从甲苯料流中去除烯烃。(A process for producing high purity toluene and para-xylene is described. More particularly, the process relates to the production of high purity toluene by a photolytic selective adsorption process for para-xylene production, such as photolytic para-xylene extraction, without the need for dedicated solvent extraction or removal of olefins from the toluene stream.)

用于制备高纯度对二甲苯和高纯度甲苯的方法

技术领域

本发明涉及用于制备高纯度甲苯的方法。更具体地讲,本发明涉及用于制备高纯度甲苯的方法,其中高纯度甲苯可通过用于对二甲苯制备的轻解吸选择性吸附方法(诸如轻解吸对二甲苯提取)制备,而无需专用溶剂提取或从甲苯料流中去除烯烃。

背景技术

用于对二甲苯制备的芳族化合物络合物还产生有价值的副产物,包括苯和汽油共混组分。有时还可能需要即用型高纯度甲苯副产物。然而,当甲苯转化成较高价值的对二甲苯或苯产物时,其一般在络合物内再循环以消光,因此其在络合物内不易于以合适的纯度获得。为了实现可销售的甲苯产物所需的高纯度,必须纯化整个再循环甲苯料流,或者必须使用专用的处理途径,包括芳族化合物的溶剂提取、烯烃去除和单独的产物蒸馏。有利的是,在不需要这些附加单元操作中的一些或全部的情况下制备高纯度甲苯产物。

发明内容

本公开描述了用于制备高纯度甲苯的方法,其中高纯度甲苯可通过用于对二甲苯制备的轻解吸选择性吸附方法(诸如轻解吸对二甲苯提取)制备,而无需专用溶剂提取或从甲苯料流中去除烯烃。所谓高纯度甲苯是指最少99.9重量%的甲苯。

在前述内容中,所有温度均以摄氏度示出,并且所有份数和百分比均按重量计,除非另外指明。通过以下

具体实施方式

和附图,本发明的其他目的、优点和应用对于本领域的技术人员将变得显而易见。示例的附加的目的、优点和新颖特征将在后面的具体实施方式中部分地阐述,并且部分地对于本领域的技术人员而言在检查了以下具体实施方式和附图之后将变得显而易见,或可通过示例的生产或操作来了解。可通过在所附权利要求书中所特别指出的方法、工具以及组合来实现和获得概念的目的和优点。

附图说明

图1示出具有轻解吸的选择性吸附方法的概览。

图2示出了图1的选择性吸附方法的一部分,其示出了具有甲苯产物回收的对二甲苯回收方法。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅为示例性的,并且不旨在限制所描述实施方案的应用和使用。另外,不意图受前述背景技术或以下详细描述中呈现的任何理论的束缚。

参照图1和图2提出了对本发明的方法的描述。图1和图2为本发明的一个实施方案的简化图,并且不旨在对本文所提供的描述和所附的权利要求书的一般广泛范围作出不当限制。已省略了某些硬件,诸如阀门、泵、压缩机、换热器、仪器和控件,因为该硬件对于清楚地理解本发明不是必需的。该硬件的使用和应用完全在本领域的技术范围内。

高纯度甲苯可通过用于对二甲苯制备的轻解吸选择性吸附方法(诸如轻解吸对二甲苯提取)制备,而无需专用溶剂提取或从甲苯料流中去除烯烃。解决方案是从轻解吸对二甲苯提取单元内抽出产物甲苯。更具体地讲,如果甲苯产物来源于已经与对二甲苯提取料流分离的再循环甲苯解吸剂,则其将不包含不可取的烯烃和非芳族化合物物质,因为这些物质在选择性吸附期间从提取组分中被去除。因此,不需要附加的甲苯提取。此外,使用两塔板提取塔分馏允许从甲苯产物中有效去除更易挥发的甲苯杂质。还考虑专用的甲苯产物塔,因为预计甲苯产物料流流速比芳族化合物络合物内的典型甲苯再循环料流低一个数量级或两个数量级。即,经济上有利的是加工满足产品目标所需的最少量的甲苯。

本文所述的各种实施方案涉及用于制备高纯度甲苯的方法。图1示出了使用具有轻解吸或结晶的选择性吸附进行的对二甲苯制备的简单流程框图。将重整产物原料12进料至重整产物分离器14以从包含二甲苯和较重质烃的塔底料流18中分离包含苯、甲苯和共沸非芳族化合物的轻质塔顶料流16。

塔顶料流16被引导至芳族化合物提取单元20(ED)以去除包含非芳族化合物的萃余液料流22。来自芳族化合物提取单元20的包含苯和甲苯的提取的芳族化合物料流24被送至苯/甲苯分馏塔26中,在该分馏塔中其被进一步分离以产生包含C8+芳族化合物的塔底料流28、苯产物料流42、以及包含甲苯、二甲苯和痕量苯的低纯度甲苯料流30。所谓低纯度甲苯是指小于99重量%的甲苯。

塔底料流28被送至对二甲苯分离和二甲苯异构化区50,从该对二甲苯分离和二甲苯异构化区通过选择性吸附或结晶回收高纯度对二甲苯产物料流52。

将低纯度甲苯料流30送至转烷基化(TA)单元32以与包含C9和C10芳族化合物的料流33反应以产生二甲苯。来自转烷基化单元32的包含二甲苯、较重质芳族化合物和未反应的甲苯和较重质芳族化合物(以及较轻质的产物,诸如苯和燃料)的流出物34再循环至苯/甲苯分馏塔26。

另选的流动方案包括作为侧馏分料流40从重整产物分离器14中去除的第三馏分。该侧馏分料流40为基本上不含苯的低纯度甲苯料流。它被直接送至TA单元32,绕过芳族化合物提取单元(ED)20。

来自苯/甲苯分馏塔26的低纯度甲苯料流30和来自重整产物分离器14的低纯度甲苯料流40不符合高纯度甲苯标准。为了获得高纯度甲苯料流,这些料流将需要附加的处理。由于它们是大体积料流,因此此类附加处理将是极其昂贵的。

图2示出了作为对二甲苯分离和二甲苯异构化区50的一部分的解吸剂和对二甲苯的分离。在对二甲苯分离和二甲苯异构化区50内,存在满足高纯度甲苯要求而无需进一步处理的纯化甲苯料流。这是由于容易获得高纯度甲苯解吸剂的轻解吸系统的性质。

来自苯/甲苯分馏塔26的包含C8+芳族化合物的塔底料流28被送至二甲苯分馏塔80,在二甲苯分馏塔中其被分离成包含混合的二甲苯的塔顶料流82和包含C9+芳族化合物的塔底料流84。来自重整产物分离器14的塔底料流18也可被送至二甲苯分馏塔80。

塔底料流84可被送至重质芳族化合物塔(未示出),以分离成包含C9和C10芳族化合物的塔顶料流和包含C11+芳族化合物的塔底料流。来自重质芳族化合物的塔顶料流可作为料流33被送至TA单元32。来自重质芳族化合物塔的塔底料流可被送出以用作燃料油。

来自二甲苯分馏塔的塔顶料流82和甲苯料流83被送至包含对二甲苯选择性吸附剂的吸附室86。从吸附室86中抽出包含50重量%的邻二甲苯、间二甲苯和50重量%的低纯度甲苯的料流88。料流88中还可存在一些乙苯和A9芳族化合物。

将料流88和提供用于解吸吸附室86中的对二甲苯的补给甲苯的低纯度甲苯料流30的部分38送至萃余液塔90。另选地,部分38可来自低纯度甲苯料流40。在该布置方式中,其将绕过ED单元20,从而避免昂贵且不必要的提取。

包含甲苯的萃余液塔顶料流92作为甲苯料流83的至少一部分再循环至吸附室86。

从吸附室86中去除包含对二甲苯和甲苯解吸剂的提取料流94并将其送至第一对二甲苯分馏塔96,在此处将其分离成包含C6化合物的塔顶料流98和包含对二甲苯和甲苯的塔底料流100。塔顶料流98还可包含水。

来自第一对二甲苯分馏塔96的塔底料流100被送至第二对二甲苯分馏塔102,在该第二对二甲苯分馏塔中其被分离成包含高纯度对二甲苯产物的侧馏分料流52、包含高纯度甲苯的塔顶料流104、以及包含C9+芳族化合物的塔底料流106。

来自第二对二甲苯分馏塔102的塔顶料流104的部分108可作为高纯度甲苯料流回收。因此,已经产生了高纯度甲苯料流,并且一部分可作为产物转移以销售而无需进一步分离。

来自第二对二甲苯分馏塔102的塔顶料流104的第二部分110和来自第一对二甲苯分馏塔96的包含甲苯的侧馏分料流112中的一个或多个可与萃余液塔顶料流92一起再循环至吸附室86,从而形成用于解吸对二甲苯的甲苯料流83。来自萃余液塔90的包含邻二甲苯和间二甲苯的塔底料流114和氢气116可被送至异构化单元118用于异构化。异构化物120可被送至二甲苯分馏塔80。

另选地,可安装专用甲苯塔122用于即用型甲苯生产,从而允许一定程度的自由度,以使得能够最大程度地生产对二甲苯,而不受高纯度甲苯产物的约束。在不必直接从第二对二甲苯分馏塔102共生产高纯度甲苯的情况下生产对二甲苯可能更具成本效益。即,第二对二甲苯分馏塔102的塔顶料流104中的一些对二甲苯可能是经济上有益的。在这种情况下,包含甲苯和少量对二甲苯的塔顶料流104的部分108被送至甲苯塔122,在该甲苯塔中该部分被分离成包含高纯度甲苯的塔顶料流124和包含对二甲苯的塔底料流126。

虽然用目前被认为是优选的实施方案描述了本发明,但应当理解本发明不限于所公开的实施方案,而是旨在涵盖所附权利要求的范围内所包括的各种修改和等效布置。

具体的实施方案

虽然结合具体的实施方案描述了以下内容,但应当理解,该描述旨在说明而不是限制前述描述和所附权利要求书的范围。

本发明的第一实施方案是用于在对二甲苯络合物中制备高纯度甲苯和对二甲苯的方法,该方法包括:在第一对二甲苯分馏塔中将来自吸附室的包含对二甲苯和甲苯的提取料流分离成包含C6化合物的塔顶料流和包含对二甲苯和甲苯的塔底料流;在第二对二甲苯分馏塔中将来自所述第一对二甲苯分馏塔的所述塔底料流分离成包含高纯度对二甲苯的侧馏分料流、包含甲苯的塔顶料流以及包含C9+芳族化合物的塔底料流;回收所述侧馏分料流作为高纯度对二甲苯料流;以及从所述第二对二甲苯分馏塔回收所述塔顶料流的至少一部分作为高纯度甲苯产物料流。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,其中来自所述第二对二甲苯分馏塔的所述塔顶料流包含高纯度甲苯。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,还包括:在甲苯分馏塔中将来自所述第二对二甲苯分馏塔的所述塔顶料流分离成包含高纯度甲苯的塔顶料流和包含二甲苯的塔底料流,并且其中所述高纯度甲苯产物料流包含来自所述甲苯分馏塔的所述塔顶料流。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,还包括将混合的二甲苯料流和甲苯料流引入含有对二甲苯选择性吸附剂的所述吸附室中;以及将所述混合的二甲苯料流和甲苯料流分离成提取料流和包含邻二甲苯、间二甲苯和甲苯的料流。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,还包括在二甲苯分馏塔中分离包含C8+芳族化合物的料流以形成混合的二甲苯料流和包含C9+芳族化合物的塔底料流。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,还包括在萃余液塔中将包含邻二甲苯、间二甲苯和甲苯的所述料流和低纯度甲苯料流分离成包含甲苯的萃余液塔顶料流和包含邻二甲苯和间二甲苯的萃余液塔底料流,其中所述萃余液塔顶料流包含所述甲苯料流的至少一部分。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,还包括异构化所述萃余液塔底料流以形成异构化物;以及在所述二甲苯分馏塔中分离所述异构化物。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,还包括从所述第一对二甲苯分馏塔中去除包含甲苯的侧馏分料流,其中所述侧馏分料流包含引入所述吸附室中的所述甲苯料流的至少一部分。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,其中来自所述第二分馏塔的所述塔顶料流的至少一部分包含进入所述吸附室中的所述甲苯料流的至少一部分。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,还包括在重整产物分离器中将重整产物原料分离成包含苯、甲苯和共沸非芳族化合物的塔顶料流和包含二甲苯和较重质烃的塔底料流;将来自所述重整产物分离器的所述塔顶料流分离成包含苯和甲苯的提取的芳族化合物料流和包含非芳族化合物的萃余液料流;在苯/甲苯分馏塔中将所述提取的芳族化合物料流分离成苯产物料流、低纯度甲苯料流和包含C8+芳族化合物的塔底料流,其中来自所述苯/甲苯塔的所述塔底料流形成在所述二甲苯分馏塔中分离的所述料流的至少一部分;其中所述低纯度甲苯料流的第一部分是引入所述萃余液塔中的所述低纯度甲苯料流;在转烷基化反应器中将所述低纯度甲苯料流的第二部分转烷基化以产生包含二甲苯、较重质芳族化合物和未反应的甲苯的转烷基化流出物;以及将所述转烷基化流出物再循环至所述苯/甲苯分馏塔。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,其中来自所述重整产物分离器的所述塔底料流包含在所述二甲苯分馏塔中分离的所述料流的至少一部分。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,还包括从所述重整产物分离器中抽出包含低纯度甲苯的侧馏分;以及将来自所述重整产物分离器的所述侧馏分引入所述转烷基化反应器中。

本发明的第二实施方案是用于在对二甲苯络合物中制备高纯度甲苯和对二甲苯的方法,该方法包括:在二甲苯分馏塔中将来自苯/甲苯分馏塔的包含C8+芳族化合物的塔底料流分离成包含混合的二甲苯的塔顶料流和包含C9+芳族化合物的塔底料流;将来自所述二甲苯分馏塔的所述塔顶料流引入含有对二甲苯选择性吸附剂的吸附室中;在萃余液塔中将来自所述吸附室的包含邻二甲苯、间二甲苯和低纯度甲苯的料流以及来自所述苯/甲苯分馏塔的低纯度甲苯料流的一部分分离成包含甲苯的萃余液塔顶料流和包含邻二甲苯和间二甲苯的萃余液塔底料流;将所述萃余液塔顶料流引入所述吸附室中;从所述吸附室中去除包含对二甲苯和甲苯的提取料流;在第一对二甲苯分馏塔中将提取料流分离成包含C6化合物的塔顶料流和包含对二甲苯和甲苯的塔底料流;在第二对二甲苯分馏塔中将来自所述第一对二甲苯分馏塔的所述塔底料流分离成包含高纯度对二甲苯的侧馏分料流、包含甲苯的塔顶料流以及包含C9+芳族化合物的塔底料流;回收所述侧馏分料流作为高纯度对二甲苯料流;以及从所述第二对二甲苯分馏塔回收所述塔顶料流的至少一部分作为高纯度甲苯产物料流。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,还包括从所述第一对二甲苯分馏塔中去除包含甲苯的侧馏分料流;以及将来自所述第一对二甲苯分馏塔的所述侧馏分料流与所述萃余液塔顶料流混合。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,还包括将来自所述第二对二甲苯分馏塔的所述塔顶料流的至少第二部分与所述萃余液塔顶料流混合。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,还包括异构化所述萃余液塔底料流以形成异构化物;以及将所述异构化物引入所述二甲苯分馏塔中。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,还包括在重整产物分离器中将重整产物原料分离成包含苯、甲苯和共沸非芳族化合物的塔顶料流和包含二甲苯和较重质烃的塔底料流、以及任选的包含低纯度甲苯的侧馏分;将来自所述重整产物分离器的所述塔底料流进料至所述二甲苯分馏塔;以及任选地将来自所述重整产物分离器的侧馏分引入所述转烷基化反应器中。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,还包括将所述塔顶料流分离成包含苯和甲苯的提取的芳族化合物料流和包含非芳族化合物的萃余液料流;在所述苯/甲苯分馏塔中将所述提取的芳族化合物料流分离成苯产物料流、低纯度甲苯料流和塔底料流;在转烷基化反应器中将所述低纯度甲苯料流的第二部分转烷基化以产生包含二甲苯、较重质芳族化合物和未反应的甲苯的转烷基化流出物;以及将所述转烷基化流出物再循环至所述苯/甲苯分馏塔。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,其中来自所述第二对二甲苯分馏塔的所述塔顶料流包含高纯度甲苯。本发明的一个实施方案为本段的先前实施方案至本段的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案,还包括:在甲苯分馏塔中将来自所述第二对二甲苯分馏塔的所述塔顶料流分离成包含高纯度甲苯的塔顶料流和包含二甲苯的塔底料流,并且其中所述高纯度甲苯产物料流包含来自所述甲苯分馏塔的所述塔顶料流。

尽管没有进一步的详细说明,但据信,本领域的技术人员通过使用前面的描述可最大程度利用本发明并且可容易地确定本发明的基本特征而不脱离本发明的实质和范围以作出本发明的各种变化和修改,并且使其适合各种使用和状况。因此,前述优选的具体的实施方案应理解为仅例示性的,而不以无论任何方式限制本公开的其余部分,并且旨在涵盖包括在所附权利要求书的范围内的各种修改和等效布置。

在前述内容中,所有温度均以摄氏度示出,并且所有份数和百分比均按重量计,除非另外指明。

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