用于形成具有經(jīng)選擇量的c9芳族化合物的c8芳族化合物料流的裝置和方法
【專利說明】用于形成具有經(jīng)選擇量的C9芳族化合物的CS芳族化合物料流的裝置和方法
[0001 ]優(yōu)先權(quán)聲明
[0002]本申請(qǐng)要求2013年9月27日提交的美國(guó)申請(qǐng)N0.14/040，341的優(yōu)先權(quán)，將其全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的公開內(nèi)容總體上涉及在生產(chǎn)所需二甲苯異構(gòu)體期間用于處理烴的裝置和方法，更特別地，涉及用于形成具有經(jīng)選擇量的C9芳族化合物的CS芳族化合物料流的裝置和方法。
[0004]背景
[0005]可處理芳烴以形成經(jīng)選擇的二甲苯異構(gòu)體的產(chǎn)物料流。二甲苯為一種包含一個(gè)苯環(huán)和兩個(gè)甲基取代基的芳烴。基于甲基取代基的結(jié)構(gòu)位置，可形成三種二甲苯異構(gòu)體:對(duì)二甲苯、間二甲苯和鄰二甲苯。對(duì)二甲苯為對(duì)苯二甲酸的原料，對(duì)苯二甲酸用于合成纖維和樹脂的制造。間二甲苯用于某些增塑劑、偶氮染料和木材防腐劑的制造。鄰二甲苯為鄰苯二甲酸酐的原料，鄰苯二甲酸酐用于某些增塑劑、染料和醫(yī)藥產(chǎn)物的制造。
[0006]為生產(chǎn)所需的二甲苯異構(gòu)體，通常在所需的二甲苯異構(gòu)體分離之前生產(chǎn)三種二甲苯異構(gòu)體的混合料流。換言之，所需的二甲苯并非選擇性生產(chǎn)而是選擇性分離。所需的二甲苯異構(gòu)體可通過使用對(duì)所需的異構(gòu)體有選擇性的吸附劑從混合二甲苯料流中分離。從混合二甲苯料流中吸附所需的異構(gòu)體后，其余的異構(gòu)體從混合的提余料流中排出。典型地，解吸劑從吸附劑中解吸所需的二甲苯異構(gòu)體，并收集和通過分餾分離解吸劑和經(jīng)選擇的二甲苯異構(gòu)體。
[0007]在對(duì)二甲苯的生產(chǎn)中，常規(guī)使用重解吸劑以從吸附劑中解吸對(duì)二甲苯。重解吸劑定義為具有比二甲苯更高的分子量和更高的沸點(diǎn)。相應(yīng)地，輕解吸劑定義為具有比二甲苯更低的分子量和更低的沸點(diǎn)。迄今為止，使用重解吸劑的二甲苯異構(gòu)體回收系統(tǒng)通常需要比輕解吸劑的系統(tǒng)更少的能量，這是因?yàn)橹亟馕鼊┰诜逐s過程中并不需要重復(fù)的蒸發(fā)和抬升。然而，重解吸劑系統(tǒng)通常需要嚴(yán)格的進(jìn)料純度以控制非所需化合物在再循環(huán)解吸劑中積聚，例如減少解吸劑效力和產(chǎn)物純度的雜質(zhì)。此外，需要額外的設(shè)備以在解吸劑再循環(huán)過程中保持重解吸劑的純度。此外，使用重解吸劑的系統(tǒng)具有具有相對(duì)較高再沸器溫度的分餾塔。較高的再沸器溫度導(dǎo)致更高操作壓力，這要求所涉及的設(shè)備具有較高的壓力等級(jí)，因此增加設(shè)備的資金成本。
[0008]輕解吸劑(例如相對(duì)便宜的輕解吸劑甲苯)的使用，相對(duì)于使用重解吸劑的系統(tǒng)放寬進(jìn)料的規(guī)格。放寬進(jìn)料規(guī)格的成本節(jié)約可彌補(bǔ)與回收輕解吸劑作為分餾塔頂餾分相關(guān)的能量成本增加。使用輕解吸劑的二甲苯回收裝置還提供總體設(shè)備數(shù)的節(jié)約，這是因?yàn)榻馕鼊┘兓蛢?chǔ)存單元不必需。此外，使用輕解吸劑的二甲苯回收裝置具有較低的分餾塔操作壓力，從而允許具有較低壓力等級(jí)的較便宜、較薄的塔殼。
[0009]為使用輕解吸劑從烴料流中有效地生產(chǎn)經(jīng)選擇的二甲苯異構(gòu)體產(chǎn)物，通常需要在處理過程中從烴料流和該烴料流的再循環(huán)部分中分離基本所有具有8個(gè)碳原子(CS)的芳烴，包括二甲苯和乙苯，以形成用于分離出經(jīng)選擇的二甲苯異構(gòu)體料流的混合二甲苯料流。常規(guī)方法已嘗試從混合二甲苯料流中移除C9芳族化合物。常規(guī)重解吸劑系統(tǒng)尤其如此，這是因?yàn)樵诙妆疆悩?gòu)體分離過程中，重解吸劑被C9芳族化合物污染。此外，當(dāng)進(jìn)料至分離單元的混合二甲苯料流中的CS芳族化合物較為不純時(shí)，影響二甲苯異構(gòu)體的適當(dāng)分離所需要的能量減少。盡管節(jié)省能量，但仍需要相對(duì)純凈的CS芳族化合物進(jìn)料料流用于分離單元以生產(chǎn)經(jīng)選擇的二甲苯異構(gòu)體產(chǎn)物。
[0010]因此，需要提供用于形成具有經(jīng)選擇量的C9芳族化合物的CS芳族化合物料流的方法和裝置。此外，需要開發(fā)從烴料流中有效生產(chǎn)經(jīng)選擇的二甲苯異構(gòu)體產(chǎn)物的方法和裝置。此外，由隨后的詳細(xì)說明和所附的權(quán)利要求書，結(jié)合附圖和此背景，將使本發(fā)明實(shí)施方案的其他所需特征和特性變得清晰。
[0011]簡(jiǎn)述
[0012]提供用于形成具有經(jīng)選擇量的C9芳族化合物的CS芳族化合物料流的裝置和方法。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，一種用于形成具有經(jīng)選擇量的C9芳族化合物的CS芳族化合物料流的方法包括使包含C8和C9芳族化合物的烴料流分餾成側(cè)餾分和底餾分。該側(cè)餾分包含一部分C8芳族化合物和一部分C9芳族化合物。該底餾分包含其余C8芳族化合物和C8+烴。該方法進(jìn)一步包括使該底餾分分餾并形成包含所述其余CS芳族化合物的重頂餾分。該方法還包括使該側(cè)餾分與該重頂餾分合并以形成具有C9芳族化合物組分的合并料流，該C9芳族化合物組分占該合并料流總重量的0.1重量％至5重量％。
[0013]在另一實(shí)施方案中，提供一種用于形成經(jīng)選擇的二甲苯異構(gòu)體產(chǎn)物的方法。用于形成經(jīng)選擇的二甲苯異構(gòu)體產(chǎn)物的方法包括將包含C8芳族化合物和C9芳族化合物的烴料流進(jìn)料至分餾單元。該方法從烴料流中形成側(cè)餾分。該側(cè)餾分包含C8芳族化合物和至少I重量％的C9芳族化合物。該方法從烴料流中形成底餾分。該底餾分包含來自烴料流的C8+烴和至少5%的CS芳族化合物。該方法進(jìn)一步包括使該底餾分進(jìn)料至重芳族化合物分餾單元并從該底餾分中形成重頂餾分。重頂餾分基本包含底餾分中的所有CS芳族化合物。該方法進(jìn)一步從側(cè)餾分和重頂餾分中分離經(jīng)選擇的二甲苯異構(gòu)體以形成經(jīng)選擇的二甲苯異構(gòu)體產(chǎn)物。
[0014]另一實(shí)施方案提供一種用于形成具有經(jīng)選擇量的C9芳族化合物的CS芳族化合物料流的裝置。該裝置包括第一分餾單元，該第一分餾單元經(jīng)構(gòu)造以接收烴料流并形成包含C7—烴的頂餾分、包含該烴料流的80%至95%的C8芳族化合物的側(cè)餾分和包含該烴料流的5 %至20 %的C8芳族化合物的底餾分。形成的側(cè)餾分具有占該側(cè)餾分總重量的I重量％至2重量％的09芳族化合物組分。該裝置進(jìn)一步包括第二分餾單元，該第二分餾單元經(jīng)構(gòu)造以接收底餾分并形成基本包含該底餾分的全部CS芳族化合物的重頂餾分。
[0015]附圖簡(jiǎn)述
[0016]在下文中將結(jié)合以下附圖描述本發(fā)明實(shí)施方案，其中類似數(shù)字表示類似組件，和其中:
[0017]圖1為用于形成具有經(jīng)選擇量的C9芳族化合物的CS芳族化合物料流的方法和裝置的不例性實(shí)施方案的不意圖；和
[0018]圖2為在生產(chǎn)經(jīng)選擇的二甲苯異構(gòu)體產(chǎn)物的流程中使用圖1的方法和裝置的示意圖。
[0019]詳細(xì)說明
[0020]以下詳細(xì)說明本質(zhì)上僅僅為示例性，并不意欲限制本申請(qǐng)和所述實(shí)施方案的用途。此外，還不意欲被前述背景或以下詳細(xì)說明所展示的任何理論束縛。
[0021]本文描述的多種實(shí)施方案涉及用于形成具有經(jīng)選擇的非零量C9芳族化合物的C8芳族化合物料流的裝置和方法。這些料流可作為混合二甲苯進(jìn)料用于使用輕解吸劑例如甲苯的二甲苯異構(gòu)體分離過程。已發(fā)現(xiàn)雖然二甲苯異構(gòu)體分離過程中的二甲苯異構(gòu)體回收的效率因混合二甲苯進(jìn)料中包含非零量C9芳族化合物而降低，但形成混合的二甲苯料流的成本節(jié)約遠(yuǎn)遠(yuǎn)抵消該低效率的成本增加。具體而言，如下所述，使烴料流分餾以產(chǎn)生具有包含8個(gè)碳原子的芳烴(CS芳族化合物)和包含9個(gè)碳原子的芳烴(C9芳族化合物)的混合二甲苯料流的側(cè)餾分。此外，該分餾過程形成包含其余部分的CS芳族化合物的底餾分。使該底餾分分餾以形成包含其余C8芳族化合物的重頂餾分。以此方式，可從烴料流中有效分離C8芳族化合物。此外，由側(cè)餾分和重頂餾分形成的合并料流具有足量的CS芳族化合物組分和足夠低的C9芳族化合物組分以允許在進(jìn)一步的下游處理中有效分離經(jīng)選擇的二甲苯異構(gòu)體。如本文使用，詞組“頂餾分”和術(shù)語“頂部”不限于分餾過程或裝置的最上部餾分，但可包括在側(cè)餾分和底餾分上方形成的最上部餾分和/或任何餾分。此外，如本文使用，詞組“底餾分”和“底部”不限于分餾過程或裝置的最底部餾分，但可包括在側(cè)餾分和頂餾分下方形成的最底部餾分和/或任何餾分。
[0022]現(xiàn)參考圖1中用于形成具有經(jīng)選擇量的C9芳族化合物的CS芳族化合物料流的裝置10的示例性實(shí)施方案。在進(jìn)料點(diǎn)16，烴料流12進(jìn)料至分餾單元14，例如汽提塔。示例性烴料流12具有相對(duì)高濃度的芳族化合物，例如40至100質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。合適的烴料流12可從多種來源獲得。例如，于高苛刻度模式下運(yùn)行的流體催化裂解(FCC)單元和分餾器可產(chǎn)生具有7至10個(gè)碳原子(C7-10)的烴餾分，其中60質(zhì)量％的烴為芳族化合物。某些煤液化過程產(chǎn)生富含芳族化合物的烴料流，且這些烴料流適合用作烴料流12。其他可能來源包括多種石油精煉過程、烴的熱或催化裂解或石化轉(zhuǎn)化過程，包括在重整裝置中使用經(jīng)設(shè)計(jì)以產(chǎn)生芳族化合物的催化劑處理的烴料流。在一些實(shí)施方案中，可使用額外的處理步驟(未示于圖1)從烴料流12中移除非芳族化合物，例如液液