說明書
本發明涉及一種用于通過萃取蒸餾從包含乙苯和至少一種其他的c8芳香族化合物的混合物中分離乙苯的方法。
背景技術：
乙苯是具有高商業利用和價值的烴化合物。它主要用于生產用于聚苯乙烯生產的中間體的苯乙烯。乙苯商業生產自苯與乙烯的烷基化。然而，乙烯和苯的成本和競爭性需求促進了從已經含有乙苯的各種c8芳香族進料流中回收乙苯的新努力。這種進料流通常作為來自多個石油化工過程的副產物流產生，并且它們通常含有乙苯和一種或多種沸點接近乙苯沸點的烴化合物，特別是c8芳香族異構體。
從其它沸點接近的c8芳香族化合物，特別是二甲苯異構體中分離乙苯的方法是已知的。
例如，us3,917,734公開了一種用于從包含乙苯和至少一種二甲苯異構體的進料混合物中分離乙苯的吸附分離方法，該方法包括使進料混合物與結晶硅鋁酸鹽吸附劑接觸以選擇性吸附二甲苯異構體而基本上排除乙苯，并且此后回收純化的乙苯作為產物。該方法的分離效率主要依賴于吸附劑的吸附能力，并且因此優選逆流移動床系統的復雜操作。此外，需要仔細控制進料流中的雜質含量，以防止干擾選擇性吸附過程。
當然，乙苯可以通過分餾從二甲苯異構體中分離，但是因為彼此的沸點非常接近，所以只有使用更復雜且能量密集的系統才能實現分餾。
gb1,198,592公開了一種用于使用單個多功能蒸餾塔分離c8芳香族異構體的方法。在具有至少250個塔板和優選365個塔板以及100至250:1的回流比的多層塔中進行蒸餾，以達到乙苯的商業上可接受的純度。
萃取蒸餾是通過在添加的溶劑或所謂的萃取劑的存在下進行蒸餾來分離彼此沸點接近的化合物的方法。在蒸餾系統中所述萃取劑的存在改變了相對揮發性，并且因此使得可以更大程度地分離沸點接近的化合物。
us3,105,017公開了一種用于在含有在環的至少兩個位置處被氯基取代的單個苯環的化合物的存在下，在分離富含乙苯的餾分的條件下，通過萃取蒸餾從二甲苯異構體分離乙苯的方法。
技術實現要素：
本發明包括用于通過從烴混合物的流回收乙苯而生產乙苯的可替換的和改善的方法。該方法包括在萃取溶劑的存在下并且在亞大氣壓下操作下，在蒸餾塔中蒸餾包含乙苯和c8芳香族化合物的混合物。
具體實施方式
本發明涉及用于乙苯分離的萃取蒸餾方法，該方法包括在萃取溶劑存在下并且在亞大氣壓下操作下，在蒸餾塔中蒸餾包含乙苯和c8芳香族化合物的混合物。
乙苯通常包含在主要含有c8烴化合物的烴流中。根據本發明的方法能夠有效地從接近其沸點的化合物，特別是c8芳香族化合物中分離乙苯。在本發明的一個實施方式中，至少一種其它c8芳香族化合物包括選自對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯及它們的混合物的化合物。該混合物可以進一步地含有其它組分，特別是在c5至c10范圍內烴的，均為芳香族和非芳香族類型。例如，混合物可以含有少量的苯、甲苯、苯乙烯和c5至c10的鏈烷烴、烯烴或環烷烴。混合物中這些其它組分的總和優選地小于20wt％、更優選小于15wt％、甚至更優選小于10wt％且最優選小于5wt％。
能夠用作萃取溶劑的溶劑必須能夠改變在感興趣的體系中的組分的相對揮發性。此外，它應該與進料流中的組分具有適當的沸點差，以便方便地將其回收和再循環。適用于本發明的萃取溶劑具有高于150℃、優選151-290℃的沸點。許多有機化合物適于作為本發明的萃取溶劑。在一個實施方式中，萃取溶劑包括選自含cl化合物、含s化合物、含n化合物、含o化合物及它們的混合物的有機化合物。
含cl化合物可以選自2,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,4,5-四氯苯、多氯苯、六氯化苯、2,3,4,6-四氯苯酚、1,2,3-三氯丙烷及它們的混合物，優選1,2,3-三氯苯和1,2,4-三氯苯。
含s化合物可以選自二甲基亞砜、環丁砜、甲基環丁砜及它們的混合物。
含n化合物可以選自n-甲酰基嗎啉、苯胺、2-吡咯烷酮、喹諾酮、n-甲基-2-吡咯烷酮、n-甲基苯胺、芐腈、硝基苯及它們的混合物。
含o化合物可以選自水楊酸甲酯、苯甲酸甲酯、n-甲基-2-吡咯酮、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、苯甲醛、苯酚、四氫糠醇、馬來酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯、4-甲氧基苯乙酮、異佛爾酮、5-甲基-2-己酮、2-庚酮、環己酮、2-辛酮、2-壬酮、3-庚酮、二異丁基酮、5-壬酮、芐醇及它們的混合物。
優選地，萃取溶劑包括含cl化合物。更優選地，萃取溶劑包含選自1,2,3-三氯苯和1,2,4-三氯苯的含cl化合物，最優選1,2,4-三氯苯。
令人驚訝地發現，將根據本發明的蒸餾塔的操作壓力降低至亞大氣壓水平可以顯著提高乙苯分離的效率。特別地，已經令人驚訝地發現，在亞大氣壓下操作蒸餾塔實現了乙苯從包含乙苯和至少一種其它c8芳香族化合物的混合物中的高分離效率。然而，過低的真空壓力能夠導致極高的蒸氣流速，并因此降低塔的填充或塔板效率。在一個實施方式中，亞大氣壓是在10至900毫巴(mbar)、優選50至500毫巴、更優選100至300毫巴的范圍內。
蒸餾塔在從塔的頂部到底部的分布的溫度下操作，這允許將更易揮發的餾分(在這種情況下為乙苯)蒸餾，并且較少將揮發性的餾分蒸餾出塔，并導致期望的分離。在優選的實施方式中，蒸餾塔在50至250℃、優選60至200℃、仍更優選70至180℃范圍內的溫度下操作。
在蒸餾塔中萃取溶劑與包含乙苯和至少一種其它c8芳香族化合物的混合物的質量比優選地是在1:1至10:1的范圍內、優選2:1至8:1的范圍內且最優選3:1至7:1的范圍內。
優選地，本發明的方法可以在水合環境中操作。為了產生水合環境，可以向蒸餾塔中添加水和/或蒸汽，優選以基于所用萃取溶劑的質量流量的為0.1至25wt％的量。
在某些實施方式中，可以通過引入至蒸餾塔中而使用額外的溶劑，以進一步改善乙苯和待分離的與其沸點接近組分的相對揮發性。額外的溶劑可以選自含cl化合物、含s化合物、含n化合物和含o化合物或它們的混合物。優選地，額外的溶劑選自由以下項組成的組：氯仿、四氯化碳、二甲胺、二乙胺、乙腈、乙醛、1-丙醛、甲基異丙基酮、3-甲基-2-戊酮、3,3-二甲基-2-丁酮、2-戊酮、2-甲基丙醛、1-丁醛、環戊酮、丙酮、乙醇及它們的混合物。通常，將額外的溶劑與包含乙苯和至少一種其它c8芳香族化合物的混合物同時地引入至蒸餾塔中。
本發明的一個實施方式可以進一步包括相對于進入蒸餾塔的混合物，從蒸餾塔的上部取出富含乙苯的塔頂流。這種富乙苯流可以直接輸送至需要乙苯作為原材料的下游工藝。在更具體的情況下，在進入需要更純凈的乙苯的一些下游工業過程之前，可以對富乙苯流進行進一步處理，如進一步的純化。在優選的實施方式中，將富含乙苯的塔頂流的至少一部分冷凝并作為回流返回到蒸餾塔。塔頂流中乙苯的濃度可根據使用的操作條件而廣泛變化。
本發明的方法還可以進一步包括從蒸餾塔的下部取出底部流。該底部流優選地是貧乙苯的，并且主要包含萃取溶劑和比乙苯重的c8芳香族化合物。優選地，使底部流經受后續分離單元以回收萃取溶劑并從該流中產生c8芳香族產物。然后將回收的萃取溶劑循環至蒸餾塔。在其中當應用優化的操作條件時c8芳香族化合物包含顯著部分的對二甲苯的具體實施方式中，c8芳香族產物可以含有小于20wt％的乙苯，并且可以進一步用作混合的二甲苯異構體等級。
本發明還涉及蒸餾塔中的亞大氣壓在從包含乙苯和至少一種其它c8芳香族化合物的混合物中蒸餾分離乙苯的方法中的用途，以用于提高分離效率，從而可以降低例如回流比。
在下面的實施例中進一步舉例說明了本發明的實施方式，而不限制所要求保護的本發明。
實施例
實施例1
使用模擬軟件“aspen
在表1中可以看出，蒸餾塔中的壓力從1000毫巴降低至200毫巴，即降低至亞大氣壓，該方法的分離效率得以改善。特別地，在降低塔中的壓力的情況下，即使不使用溶劑，塔頂流中的乙苯的濃度也顯著增加。
在下表1中，tcb是1,2,4-三氯苯，nmp是n-甲基-2-吡咯烷酮，并且nfm是n-甲酰基嗎啉。
表1