用于分離料流以提供芳族化合物聯合裝置中的烷基交換進料流的方法和系統的制作方法
【專利說明】用于分離料流以提供芳族化合物聯合裝置中的烷基交換進料流的方法和系統
[0001 ] 優先權聲明
[0002]本申請要求2013年7月31日提交的美國臨時申請61/860，563和61/860，571的優先權，通過引用將其內容全部結合到本文中。
[0003]發明背景
[0004]二甲苯異構體以大的量由石油制備作為多種重要工業化學品的原料。二甲苯異構體中最重要的是對二甲苯，聚酯的主要原料，其由于大的基礎需求，持續享受高增長率。鄰二甲苯用于制備鄰苯二甲酸酐，其供給大量但相對成熟的市場。間二甲苯以較小但增長中的量用于這類產品如增塑劑、偶氮染料和木材防腐劑中。乙苯通常存在于二甲苯混合物中，并且有時回收用于苯乙烯制備，但通常認為是C8芳族化合物的較不理想的組分。
[0005]在芳烴中，二甲苯作為工業化學品的原料的總體重要性與苯相匹敵。二甲苯和苯通過將石腦油重整而由石油制備，但不是足以滿足需求的量，因此，需要其它烴的轉化以提高二甲苯和苯的產率。通常，將甲苯脫烷基化以產生苯或者選擇性歧化以得到苯和C8芳族化合物，從中回收各二甲苯異構體。
[0006]芳族化合物聯合裝置流程圖由Meyers公開于the Handbook of PetroleumRefining Processes，第2版，1997，McGraw_Hill中，并通過引用將其結合到本文中。
[0007]傳統的芳族化合物聯合裝置將甲苯送入烷基交換區中以借助將甲苯用A9組分烷基交換而產生所需二甲苯異構體。A9組分存在于重整物底部產物和烷基交換流出物中。A9組分也可一定程度地存在于異構化流出物中。目前沒有努力基于其來源或特定結構分離A9組分。
[0008]發明概述
[0009]根據一方面，制備一種或多種二甲苯的方法包括使包含第一甲基_:C2+烷基取代C9芳族化合物比的二甲苯和C9芳族化合物的第一料流進入分殼分餾塔的一側中，所述分殼分餾塔包括將一側與另一側分開的垂直隔板。方法進一步包括使包含比第一比更低的第二甲基_:C2+烷基取代C9芳族化合物比的二甲苯和C9芳族化合物的第二料流進入分殼分餾塔的另一側中。方法包括分離來自分殼分餾塔的包含二甲苯的共同頂部料流。方法還包括分離來自分殼分餾塔的一側的第一底部料流和分離來自分殼分餾塔的另一側的第二底部料流。
[0010]根據一方面，制備一種或多種二甲苯的方法包括使包含含有C9芳族化合物的至少一部分烷基交換區流出物流的第一料流進入分殼分餾塔的烷基交換流出物側中，所述分殼分餾塔包括將烷基交換流出物側與重整物側分開的垂直隔板。方法還包括使包含含有C9芳族化合物的至少一部分重整物料流的第二料流進入分殼分餾塔的重整物側中。方法包括分離來自分殼分餾塔的包含二甲苯的共同頂部料流。方法進一步包括分離來自分殼分餾塔的烷基交換流出物側的包含C9芳族化合物的烷基交換流出物側底部料流和分離來自分殼分餾塔的重整物側的包含C9芳族化合物的重整物側底部料流。
[0011]附圖簡述
[0012]圖1示意性地闡述芳族化合物聯合裝置;
[0013]圖2闡述能量有效芳族化合物聯合裝置；
[0014]圖3闡述根據各實施方案的芳族化合物聯合裝置；
[0015]圖4闡述根據各實施方案的能量有效芳族化合物聯合裝置。
[0016]在附圖的幾個視圖中，相應的附圖標記表示相應的組件。技術人員理解圖中的元件為了簡化和清晰而闡述，并且未必按比例繪出。例如，圖中一些元件的尺寸可相對于其它元件夸大以幫助改進對本發明各個實施方案的理解。另外，通常沒有描述商業上可行實施方案中有用或需要的常見但很好理解的元件以便于對本發明這些各個實施方案的較不受阻視圖。
[0017]發明詳述
[0018]以下描述不認為限定性含義，而是僅用于描述示例方面的一般原理。本發明的范圍應參考權利要求書確定。
[0019]在現有芳族化合物聯合裝置中，將不同的A9組分來源結合并進入烷基交換區中，而不考慮A9物種的烷基且不進行基于烷基分離A9物種的努力。已確定用作烷基交換區的進料的甲基取代A9物種提高所需AS組分的產率，因為乙基和較高級烷基從芳族化合物環上裂化以形成較小價值的苯和燃料氣體。就這點而言，提供用于制備一種或多種二甲苯的設備和方法，其包括從具有較高量的C2+乙基取代芳族化合物的料流中分離具有較高量的甲基取代C9芳族化合物的分離料流或保持為分離料流。方法和設備使用分殼分餾塔，使得可分離這些料流而不明顯提高資本或能量要求。有利地，當芳族化合物聯合裝置與專用汽油生產組合時，可將具有C2+烷基的C9芳族化合物送入汽油池中而不進一步加工，限制副產物苯和燃料氣體的量，同時提高對二甲苯的產量。
[0020]本發明方法的進料流通常包含任何組合的具有通式C6H(6-n)Rn的烷基芳烴，其中η為0-5，且各個R可以為CH3、C2H5、C3H7或C4H9。本發明方法的富芳族化合物進料流可衍生自多種來源，包括但不限于催化重整，石腦油、蒸餾物或其它烴的蒸汽熱解以得到輕烯烴和富較重芳族化合物的副產物(包括稱為“裂解汽油”的汽油范圍材料)，以及蒸餾物和重油的催化或熱裂化以得到汽油范圍的產物。在裝入聯合裝置中以前通常將來自熱解或其它裂化操作的產物根據工業中熟知的方法加氫處理以除去可能影響產物質量和/或損害其中所用催化劑或吸附劑的硫、烯烴和其它化合物。也可有利地根據已知技術將來自催化裂化的輕循環油加氫處理和/或加氫裂化以得到汽油范圍的產物;加氫處理優選還包括催化重整以得到富芳族化合物進料流。如果進料流為催化重整物，則重整器優選以高嚴苛性操作以實現產物中具有低非芳族化合物濃度的高芳族化合物產率。
[0021]圖1為涉及制備至少一種二甲苯異構體的已知技術的示例芳族化合物加工聯合裝置的簡化流程圖。聯合設備可加工例如衍生自在重整區6中催化重整的富芳族化合物進料。重整區通常包括借助導管2接收進料的重整裝置4 ο重整裝置通常包含重整催化劑。通常，也將該料流處理以除去烯烴化合物和輕餾分，例如丁烷和較輕烴以及優選戊烷;然而，該脫除對本發明寬方面的實踐而言不是必要的，并且未顯示。含芳族化合物進料流包含苯、甲苯和C8芳族化合物，并且通常包含較高級芳族化合物和脂族烴，包括環烷烴。
[0022]進料流經由導管10經由換熱器12進入重整物分離器14中并蒸餾以分離包含C8和較重芳族化合物的料流，作為底部料流在導管16中經由底部產物出口 15取出，經由導管18在頂部回收的甲苯和較輕烴。將甲苯和較輕烴送入萃取蒸餾工藝裝置20中，所述裝置將導管21中的主要脂族萃余液與導管22中的苯-甲苯芳族化合物料流分離。將導管22中的芳族化合物料流連同導管45中的汽提烷基交換產物以及導管57中的對二甲苯精整塔頂部產物在苯塔23中分離成導管24中的苯料流和導管25中的甲苯-和-較重芳族化合物料流，將所述甲苯-和-較重芳族化合物料流送入甲苯塔26中。甲苯在導管27中在頂部從該塔中回收，并且可部分或全部送入所示和如下文討論的烷基交換裝置40中。
[0023]來自甲苯塔26的底部料流經由導管28，連同導管16中的重整物分離器底部產物在借助粘土處理器17處理以后輸送，并且導管65中的C8芳族化合物再循環至分餾器30中。分餾器30將導管31中的作為頂部產物的濃縮C8芳族化合物與導管32中的作為底部料流的包含C9、C1Q和較重芳族化合物的高沸點料流分離。該底部料流在導管32中進入重質物塔70中。重芳族化合物塔提供在導管71中的包含C9和至少一些Ciq芳族化合物的頂部料流，而較高沸點化合物，主要是C11和較高級烷基芳族化合物作為底部料流經由導管72取出。
[0024]導管71中的來自重質物塔的C9+芳族化合物與作為烷基交換反應器40的進料的導管27中所含含甲苯頂部產物結合，所述烷基交換反應器40包含如本領域中所知的烷基交換催化劑，以產生包含苯至Cu+芳族化合物的烷基交換產物，其中二甲苯是焦點。將導管41中的烷基交換產物在汽提器42中汽提以除去導管43中的氣體，且C6和較輕烴經由導管44返回萃取蒸餾20中以回收芳族化合物和提純苯。來自汽提器的底部產物在導管45中送入苯塔23中以回收苯產物和未轉化甲苯。
[0025]由分餾器30提供的C8芳族化合物頂部產物包含對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯和乙苯并經由導管31進入對二甲苯分離方法50中。分離方法優選借助使用解吸劑的吸附操作以經由導管51將對二甲苯和解吸劑的混合物供入萃取塔52中，所述萃取塔52將經由導管53的對二甲苯與導管54中的返回解吸劑分離；將對二甲苯在精整塔55中提純，得到經由導管56的對二甲苯產物和經由導管57返回苯塔23中的輕材料。將來自分離方法50的C8芳族化合物萃余液和解吸劑的非平衡混合物經由導管58進入