烷基芳香族烃的分离方法和分离装置制造方法
【专利摘要】一种烷基芳香族烃的分离方法，该方法包括下述工序：在含有1种以上前述烷基芳香族烃及其异构体的混合物中添加第1稀释剂和由超强酸形成的提取剂，进行酸碱提取，由此形成前述烷基芳香族烃与前述超强酸的络合物，然后从所述混合物中分离所述络合物的工序；在前述络合物中添加相对于前述烷基芳香族烃的相对碱度在0.06～10的范围的解吸剂和第2稀释剂，进行前述烷基芳香族烃与前述解吸剂的络合物交换，由此将前述烷基芳香族烃从前述络合物中分离的工序。
【专利说明】烷基芳香族烃的分离方法和分离装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及烷基芳香族烃的分离方法，更具体而言，涉及从含有多种异构体的烷 基芳香族烃的混合物中仅分离出特定的烷基芳香族烃并以高纯度得到所期望的烷基芳香 族烃的方法及用于实施该方法的分离装置。
【背景技术】
[0002] 二甲苯、均三甲苯等聚烷基芳香族烃中存在多种异构体。例如，在由石油改性油 或者裂解汽油得到的混合二甲苯中含有对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、和乙苯这4种异构 体。对于上述多种异构体，例如，对二甲苯（以下有时简称为"PX"）的沸点为138°C，间二 甲苯（以下有时简称为"MX"）的沸点为139°C，邻二甲苯（以下有时简称为"0X"）的沸点 为144°C，彼此的沸点相近，因此通过利用沸点差进行分离的通常的蒸馏方法难以从异构体 混合物中得到所期望的化合物。
[0003] 截止到目前，正在研发从含有多种异构体的芳香族烃的混合物中仅分离出特定的 芳香族烃的方法。例如，作为工业上从混合二甲苯中分离出MX的方法，已知有两种方法。
[0004] 方法之一是使用对MX具有亲和性的吸附剂从混合二甲苯中仅将MX吸附分离的方 法，例如已知有如下方法：利用液相色谱的原理，将对沸石等吸附剂的亲和性强的MX从混 合二甲苯中选择性吸附分离来得到MX(参见专利文献1)。
[0005] 此外，作为另一方法，是使用超强酸的氟化氢和三氟化硼作为提取剂的方法，该方 法是利用MX的碱性比其他C8芳香族烃化合物（PX、OX和乙苯）强这一点而从混合二甲苯 中仅将MX选择性提取分离的方法。该方法与上述使用吸附剂的方法相比具有MX的选择性 高的优点。例如已知：从C8芳香族烃混合物中分离MX时，在使用吸附剂的方法中，MX相对 于作为分离界限成分的OX的选择性为2 (参见专利文献1的0037段），而使用属于超强酸 的氟化氢和三氟化硼进行MX的分离提取的方法中，选择性为10。此外，在使用超强酸作为 提取剂的方法中，只要异构体混合物之间碱性存在差异即可利用，因此除了混合二甲苯以 夕卜，还能够从C9的烷基芳香族烃的异构体混合物中仅提取分离出碱性特别高的均三甲苯。
[0006] 作为使用氟化氢和三氟化硼作为提取剂从混合二甲苯中提取分离MX的方法，专 利文献2中提出了如下方法：从提取塔的中央部供给混合二甲苯，从塔顶部供给液态氟化 氢和三氟化硼，从塔底部供给稀释剂，在-20°C?+30°C的温度条件下连续进行对流提取， 将MX-HF-BF 3络合物提取到过量的氟化氢中来从混合二甲苯中分离MX。
[0007] 此外，专利文献3提出了在分解塔中对MX-HF-BF3络合物进行加热分解，单独分离 出氟化氢和三氟化硼进行循环利用的方法。该文献中记载了：作为分解助剂对己烷进行蒸 发回流，在压力2?10个气压、塔底温度131?217°C下使络合物分解，由此从分解塔的塔 底取出MX，从塔顶回收作为提取剂的氟化氢和三氟化硼进行循环利用。
[0008] 进而，已知在MX-HF-BF3络合物等芳香族烃-HF-BF3络合物中添加特定的碱时，在 芳香族烃与碱之间会发生交换络合物状态的平衡反应，因此可以利用此测定各种芳香族烃 相对于二甲苯的相对碱度（参见非专利文献1)。非专利文献1中，作为络合物形成反应，记 载了下述所示的反应。
[0009] A+HF+BF3 - A · H++BF，
[0010] 上述式中，"A"表示芳香族烃，"A · H++BF4-"表示芳香族烃-HF-BF3络合物。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1 :日本特开平8-143485号公报
[0014] 专利文献2 :日本特公昭47-19256号公报
[0015] 专利文献3 :日本特公昭47-37408号公报
[0016] 非专利文献
[0017] 非专利文献 I :McCaulay, D. A.，and A. P. Lien, Tetrahedron, 1959, vol. 5, p p.186-193
【发明内容】
[0018] 发明要解决的问是页
[0019] 在上述专利文献2记载的提取分离方法中，在形成MX-HF-BFjS合物时，为了不 使络合物变质，需要预先将提取塔冷却至_20°C?+30°C的低温。而在添加分解助剂、通过 MX-HF-BF3络合物的热分解来单独分离氟化氢和三氟化硼时，MX-HF-BF3络合物也会因热而 发生变质，因此为了一边抑制络合物的变质一边快速进行热分解，需要预先使分解塔的塔 底为KKTC以上的高温。然而，考虑到氟化氢的潜热、分解助剂的潜热等，要想将塔底维持在 高温，存在会需要大量的能量的问题。
[0020] 因此，本发明的课题在于提供一种能够在使用氟化氢和三氟化硼等超强酸从含有 1种以上烷基芳香族烃及其异构体的混合物中提取分离烷基芳香族烃而分离出所期望的烷 基芳香族烃的方法中大幅度减少分离所需的能量的方法。
[0021] 此外，本发明的另一课题在于提供实施上述分离方法的分离装置。
[0022] 用于解决问题的方案
[0023] 本发明人等为了解决上述问题而进行了深入研究，结果发现，在使用氟化氢和三 氟化硼等特定的超强酸从混合二甲苯等含有多种异构体的烷基芳香族烃中提取分离特定 的烷基芳香族烃时，通过使用特定的解吸剂分解烷基芳香族烃与超强酸的络合物，可以基 本不需要将前述烷基芳香族烃与超强酸分离时的加热，结果能够大幅度减少在工业上分离 MX等前述烷基芳香族烃时的能量。并且发现，根据该特定的解吸剂，即使不单独分离超强酸 (例如，氟化氢和三氟化硼），也可以以解吸剂与超强酸的络合物的超强酸溶液的形式回收 超强酸，并维持络合物状态再次作为提取剂循环利用。本发明是基于该认识而完成的。
[0024] SP，本发明如下。
[0025] [1]
[0026] -种烷基芳香族烃的分离方法，该方法包括下述工序：
[0027] 在含有1种以上前述烷基芳香族烃及其异构体的混合物中添加第1稀释剂和由超 强酸形成的提取剂，进行酸碱提取，由此形成前述烷基芳香族烃与前述超强酸的络合物，然 后从前述混合物中分离前述络合物的工序；
[0028] 在前述络合物中添加相对于前述烷基芳香族烃的相对碱度在0. 06?10的范围的 解吸剂和第2稀释剂，进行前述烷基芳香族烃与前述解吸剂的络合物交换，由此将前述烷 基芳香族烃从前述络合物中分离的工序。
[0029] [2]
[0030] 根据上述[1]所述的烷基芳香族烃的分离方法，其还包括如下工序：将通过前述 络合物交换而形成的解吸剂与超强酸的络合物与前述第2稀释剂一同作为提取剂添加到 前述混合物中进行循环利用的工序。
[0031] [3]
[0032] 根据上述[1]或[2]所述的方法，其包括如下工序：在前述络合物中添加相对于 前述烷基芳香族烃的相对碱度在〇. 1?2. 0的范围的解吸剂和第2稀释剂，进行前述烷基 芳香族烃与前述解吸剂的络合物交换，由此将前述烷基芳香族烃从前述络合物中分离的工 序。
[0033] [4]
[0034] 根据上述[1]?[3]中的任一项所述的方法，其中，含有1种以上前述烷基芳香族 烃及其异构体的混合物为C8的烷基苯、C9的烷基苯或ClO的烷基苯。
[0035] [5]
[0036] 根据上述[4]所述的方法，其中，含有1种以上前述烷基芳香族烃及其异构体的混 合物为C8的烷基苯，并且前述烷基芳香族烃为间二甲苯。
[0037] [6]
[0038] 根据上述[1]?[5]中的任一项所述的方法，其中，前述超强酸为布朗斯特酸与路 易斯酸的混合型超强酸。
[0039] [7]
[0040] 根据上述[6]所述的方法，其中，以前述混合物中的烷基芳香族烃的摩尔数/前述 络合物中的路易斯酸的摩尔数为〇. 5?1. 5的范围的量添加前述解吸剂与超强酸的络合 物。
[0041] [8]
[0042] 根据上述[6]或[7]所述的方法，其中，以前述第1稀释剂的容量/前述超强酸中 的路易斯酸的摩尔数为50mL/mol?500mL/mol的范围的量添加前述第1稀释剂。
[0043] [9]
[0044] 根据上述[6]?[8]中的任一项所述的方法，其中，以按摩尔比计相对于前述烷基 芳香族烃与超强酸的络合物中的路易斯酸为1?15的范围的量添加前述解吸剂。
[0045] [10]
[0046] 根据上述[1]?[9]中的任一项所述的方法，其中，按质量基准计，前述第2稀释 剂相对于前述解吸剂的量为〇. 001?1的范围。
[0047] [11]
[0048] 根据上述[1]?[10]中的任一项所述的方法，其中，前述解吸剂的沸点为145°C? 400°C的范围。
[0049] [12]
[0050] 根据上述[6]?[11]中的任一项所述的方法，其中，前述路易斯酸为选自由三氟 化硼、五氟化钽、五氟化铌、四氟化钛、五氟化磷、五氟化锑和六氟化钨组成的组中的至少1 种路易斯酸。
[0051] [13]
[0052] 根据上述[6]?[12]中的任一项所述的方法,其中，前述布朗斯特酸为氟化氢,前 述路易斯酸为三氟化硼。
[0053] [14]
[0054] 根据上述[1]?[13]中的任一项所述的方法，其中，前述第1稀释剂和/或第2 稀释剂为饱和脂肪族烃和/或饱和脂环式烃。
[0055] [15]
[0056] 根据上述[1]?[14]中的任一项所述的方法，其中，前述第1稀释剂和/或第2稀 释剂为选自由异己烷、3-甲基戊烷、2-甲基己烷、2-乙基己烷、十氢化萘、四氢二环戊二烯、 乙基环己烷、甲基环己烷和甲基环戊烷组成的组中的1种以上稀释剂。
[0057] [16]
[0058] 根据上述[6]?[15]中的任一项所述的方法，其中，前述超强酸的前述布朗斯特 酸相对于前述路易斯酸的比例按摩尔比计为5?20的范围。
[0059] [17]
[0060] 一种具备酸碱提取塔和络合物交换塔的烷基芳香族烃的分离装置，其中，
[0061] 前述酸碱提取塔具备：供给含有1种以上烷基芳香族烃及其异构体的混合物的 管；供给第1稀释剂的管；供给从前述络合物交换塔的塔底提取的解吸剂与超强酸的络合 物溶液的管；将前述烷基芳香族烃以烷基芳香族烃与超强酸的络合物溶液的形式从前述酸 碱提取塔的塔底排出的管；以及，将由通过络合物交换而分离的解吸剂、未提取的提取残留 异构体和稀释剂形成的混合液从前述酸碱提取塔的塔顶排出的管，
[0062] 前述络合物交换塔具备：供给从前述酸碱提取塔的塔底排出的前述烷基芳香族烃 与超强酸的络合物溶液的管；供给第2稀释剂和解吸剂的管；将由所提取的前述烷基芳香 族烃、前述解吸剂和前述稀释剂形成的混合液从前述络合物交换塔的塔顶排出的管；以及， 将进行络合物交换后的解吸剂与超强酸的络合物溶液从前述络合物交换塔的塔底排出的 管。
[0063] [18]
[0064] 根据上述[17]所述的装置，其中，前述供给第2稀释剂和解吸剂的管分为供给第 2稀释剂的管和供给解吸剂的管。
[0065] [19]
[0066] 根据上述[17]或[18]所述的装置，在前述络合物交换塔中，使所供给的前述烷基 芳香族烃与超强酸的络合物溶液与所供给的前述第2稀释剂和解吸剂的混合溶液逆流接 触。
[0067] [20]
[0068] 根据上述[17]?[19]中的任一项所述的装置，其还具备：对从前述络合物交换塔 排出的由前述烷基芳香族烃、解吸剂和稀释剂形成的混合液进行蒸馏来将前述烷基芳香族 烃、解吸剂和稀释剂分别分离的蒸馏塔。
[0069] [21]
[0070] 根据上述[17]?[20]中的任一项所述的装置，其还具备：对从前述酸碱提取塔 排出的由前述解吸剂、未提取的提取残留异构体和稀释剂形成的混合液进行蒸馏来将解吸 齐IJ、提取残留异构体和稀释剂分别分离的蒸馏塔。
[0071] 发明的效果
[0072] 根据本发明，在从含有1种以上烷基芳香族烃及其异构体的混合物中提取分离烷 基芳香族烃来分离所期望的烷基芳香族烃的方法中，能够大幅度减少分离所需的能量。
【专利附图】
【附图说明】
[0073] 图1给出示出用于实施本发明的分离方法的分离装置的一个实施方式的示意图。
【具体实施方式】
[0074] 以下对用于实施本发明的实施方式（以下称为"本实施方式"）进行详细说明。需 要说明的是，本发明并不限定于以下的本实施方式，可以在其构思的范围内实施各种变形。 另外，附图中，相同要素标以相同的附图标记，省略重复说明。此外，上下左右等位置关系在 没有特别声明的情况下以附图所示的位置关系为基准。装置、构件的尺寸比率并不限于图 示的比率。
[0075]〈烷基芳香族烃的分离方法〉
[0076] 本实施方式的烷基芳香族烃的分离方法包括下述工序：
[0077] 在含有1种以上烷基芳香族烃及其异构体的混合物中添加第1稀释剂和由超强酸 形成的提取剂，进行酸碱提取，由此形成前述烷基芳香族烃与前述超强酸的络合物，然后从 前述混合物中分离前述络合物的工序；
[0078] 在前述络合物中添加相对于前述烷基芳香族烃的相对碱度在0. 06?10的范围的 解吸剂和第2稀释剂，进行前述烷基芳香族烃与前述解吸剂的络合物交换，由此将前述烷 基芳香族烃从前述络合物中分离的工序。
[0079] 本实施方式的烷基芳香族烃的分离方法通过从含有1种以上烷基芳香族烃及其 异构体的混合物中选择性提取并分离烷基芳香族烃，从而以高纯度分离特定的烷基芳香族 烃。要想通过蒸馏操作从含有2种以上沸点差在20°C以内的烷基芳香族烃的异构体的混合 物中以高纯度高效地分离特定的烷基芳香族烃，需要高度的精密蒸馏，因此从制造成本、装 置规模等工业的角度来看并不现实。本实施方式的分离方法特别适合从这种含有沸点相近 的多种异构体的烷基芳香族烃类中分离特定的烷基芳香族烃。
[0080] 根据本实施方式的分离方法，在含有1种以上烷基芳香族烃及其异构体的混合物 中添加稀释剂和作为提取剂的超强酸，进行酸碱提取，由此从前述混合物中得到以高纯度 含有烷基芳香族烃与超强酸的络合物的提取液。然后，在该提取液中添加相对碱度在特定 范围的解吸剂，进行络合物交换，由此能够从前述提取液中分离高纯度的烷基芳香族烃。并 且，由于使通过络合物交换而形成的解吸剂与超强酸的络合物再次返回前述混合物而形成 烷基芳香族烃与超强酸的络合物，因此能够对超强酸进行循环利用而无需单独分离。进而， 根据上述方法，能够将解吸剂与超强酸的络合物作为提取剂进行循环利用而无需进行热分 解，因此不像以往那样需要热量用于分解烷基芳香族烃与超强酸的络合物并单独分离超强 酸。结果，能够大幅度减少分离烷基芳香族烃时的能量。
[0081] [含有1种以上烷基芳香族烃及其异构体的混合物]
[0082] 作为本实施方式中使用的含有1种以上烷基芳香族烃及其异构体的混合物，没有 特别限定，从沸点相近的异构体的数量的角度来看，优选C8的烷基苯、C9的烷基苯或ClO的 烷基苯。C8的烷基苯是指含有选自由对二甲苯（PX)、间二甲苯（MX)、邻二甲苯（OX)和乙苯 组成的组中的2种以上的混合物，C9的烧基苯是指含有选自由异丙基苯、正丙基苯、乙基甲 苯异构体（2-异构体、3-异构体、4-异构体）和三甲苯异构体（1,2, 4-异构体、1,2, 3-异 构体）组成的组中的2种以上的混合物，ClO的烷基苯是指含有选自由异杜烯（isodurene， 1，2, 3, 5-异构体）和除此之外的四甲苯（1，2, 4, 5-异构体、1，2, 3, 4-异构体）、以及二甲基 乙苯（1，3_二甲基-5-乙基异构体、1，4_二甲基-2-乙基异构体、1，3_二甲基-4-乙基异 构体、1，2 - _甲基-4-乙基异构体、1，3- _甲基-2-乙基异构体、1，2- _甲基-3-乙基异构 体）组成的组中的2种以上的混合物。在本实施方式中，作为原料，使用上述烷基芳香族烃 类的异构体的混合物，但也可以含有异构体以外的化合物，相对于全部混合物，烷基芳香族 烃类按质量基准计优选含有90%以上。
[0083] 本实施方式的分离方法从上述这种含有沸点差小的异构体的烷基芳香族烃类的 混合物中选择性提取并分离出混合物中碱性最强的烷基芳香族烃（以下也称为"特定烷基 芳香族烃"。）。上述C8的烷基苯类当中碱性最强的是MX，C9的烷基苯类当中碱性最强的 是均三甲苯，ClO的烷基苯类当中碱性最强的是异杜烯。因此，在本实施方式的方法中，使 用C8的烷基苯类作为原料时提取分离的是MX，使用C9的烷基苯类作为原料时提取分离的 是均三甲苯，使用ClO的烷基苯类作为原料时提取分离的是异杜烯。
[0084] [酸碱提取工序]
[0085] 本实施方式的烷基芳香族烃的分离方法包括下述工序：
[0086] 在含有1种以上烷基芳香族烃及其异构体的混合物中添加第1稀释剂和由超强酸 形成的提取剂，进行酸碱提取，由此形成前述烷基芳香族烃与前述超强酸的络合物，然后从 前述混合物中分离前述络合物的工序（酸碱提取工序）。
[0087](用作提取剂的超强酸）
[0088] 在本实施方式的分离方法中，首先，在至少含有1种以上上述特定烷基芳香族烃 及其异构体的混合物中添加作为提取剂的超强酸。在此，"超强酸"是指显示比哈米特的酸 度函数H°为-11. 93的100%硫酸还要强的酸强度的酸。此外，"超强酸"不仅包括单独的 酸，也包括酸的溶液。超强酸与混合物当中碱性最强的烷基芳香族烃形成络合物。在含有 该络合物（以下也称为"烷基芳香族烃-超强酸络合物"）的混合物中添加稀释剂，对混合 物中除特定烷基芳香族烃以外的成分进行汽提，由此能够以络合物的状态从混合物中提取 特定烷基芳香族烃。
[0089] 作为用作提取剂的超强酸，没有特别限定，对于布朗斯特酸，例如可列举出：氟硫 酸（FSO 3H)、三氟甲磺酸（CF3SO3H)。此外，也可以使用布朗斯特酸与路易斯酸组合而成的混 合型的超强酸。作为混合型超强酸，例如可列举出作为布朗斯特酸的选自由氟化氢（HF)、盐 酸（HCl)、氟硫酸（FSO 3H)、三氟甲磺酸（CF3SO3H)和硫酸（H2SO 4)组成的组中的至少一种以 上的酸与作为路易斯酸的选自由五氟化锑（SbF5)、三氟化硼（BF 3)、氯化铝（AlCl3)、五氟化 钽（TaF5)、五氟化铌（NbF 5)、四氟化钛（TiF4)和五氟化磷（PF5)组成的组中的至少一种以上 的酸组合而成的超强酸。
[0090] 上述超强酸当中，从超强酸的循环利用的观点来看，优选烷基芳香族烃-超强酸 络合物在-50°C?+20°C的温度范围内以液态存在这样的超强酸。例如，优选使用氟化氢与 上述路易斯酸的混合物，更优选氟化氢（HF)与三氟化硼（BF3)的混合物、氟化氢（HF)与五 氟化钽（TaF 5)的混合物、氟化氢（HF)与五氟化铌（NbF5)的混合物、氟化氢（HF)与四氟化钛 (TiF 4)的混合物、氟化氢（HF)与五氟化磷（PF5)的混合物、氟化氢（HF)与五氟化锑（SbF5) 的混合物、氟化氢（HF)与六氟化钨（WF 6)的混合物，这些当中，特别优选工业上有实际使用 的超强酸即氟化氢（HF)与三氟化硼（BF3)的混合物。
[0091] 需要说明的是，在-50°c?+20°C的温度范围内以液态存在是指，在该温度范围所 涵盖的任一温度下为液态即可，不需要在整个温度范围内为液态。
[0092] 使用上述布朗斯特酸与路易斯酸的混合物作为超强酸时，优选以烷基芳香族 烃-超强酸络合物、后述的络合物交换反应后的解吸剂-超强酸络合物能够维持络合物状 态而不会释放路易斯酸（气体）的量添加。具体而言，优选超强酸中的布朗斯特酸相对于 路易斯酸的摩尔比（布朗斯特酸的摩尔数/路易斯酸的摩尔数）为5?50的范围，更优选 为5?20的范围。超强酸中的布朗斯特酸相对于路易斯酸的摩尔比在上述范围内时，存在 能够一边维持形成络合物的反应容器的容积效率一边稳定维持烷基芳香族烃-超强酸络 合物和/或解吸剂-超强酸络合物的倾向。此外，由于能够有效抑制路易斯酸以气体形式 从超强酸络合物溶液中释放，因此存在能够减少烷基芳香族烃、解吸剂向含有稀释剂、提取 残留物的油相侧移动的量的倾向。此外，以上述比例使用氟化氢作为布朗斯特酸时，能够容 易地将解吸剂-超强酸络合物控制为液态，因此特别优选。
[0093](酸碱提取工序中使用的第1稀释剂）
[0094] 在本说明书中，将酸碱提取工序中使用的稀释剂称为"第1稀释剂"，将络合物交 换工序中的稀释剂称为"第2稀释剂"。需要说明的是，单纯记为"稀释剂"时，或者表示各 个单独的稀释剂，或者表示第1稀释剂与第2稀释剂的混合物。
[0095] 酸碱提取工序中添加的第1稀释剂优选以足以对通过提取剂所提取的成分中除 络合物以外的成分、即通过络合物所物理溶解的除特定烷基芳香族烃以外的烷基芳香族烃 类进行汽提的量添加。此外，如后所述对解吸剂-超强酸络合物行循环利用时，第1稀释剂 优选以足以使解吸剂-超强酸络合物进行络合物交换形成特定烷基芳香族烃-超强酸络合 物的量添加。
[0096] 作为第1稀释剂，只要溶解烷基芳香族烃类就可以没有特别限制地使用，但从抑 制烷基芳香族烃在超强酸的存在下发生的歧化反应、聚合等副反应的观点来看，优选使用 脂肪族或脂环式的饱和烃。作为脂肪族或脂环式的饱和烃，例如可列举出：正己烷、正庚烷、 正癸烷、异己烷、3-甲基戊烷、2-甲基己烷、2-乙基己烷、顺-十氢化萘、四氢二环戊二烯、 乙基环己烷、甲基环己烷、甲基环戊烷、顺-1，2-二甲基环己烷、1，3-二甲基金刚烷、十氢苊 等，这些可以单独使用或混合使用2种以上。
[0097] 可以在上述饱和烃的基础上组合使用不含季碳原子的其他饱和烃，该情况下，有 时装置的容积效率会降低。此外，上述第1稀释剂中优选不含具有不饱和键的杂质，含有 碳、氢以外的原子的杂质。
[0098] 此外，上述饱和烃当中，从抑制歧化反应的角度来看，更优选异己烷、3-甲基戊烷、 2-甲基己烷、2-乙基己烷、顺-十氢化萘、四氢二环戊二烯、乙基环己烷、甲基环己烷、甲基 环戊烷、顺-1，2-二甲基环己烷、1，3-二甲基金刚烷、十氢苊，特别优选甲基环戊烷、顺-十 氢化萘、十氢苊、顺-1，2-二甲基环己烷、1，3-二甲基金刚烷、十氢苊。
[0099][络合物交换工序]
[0100] 本实施方式的烷基芳香族烃的分离方法包括下述工序：
[0101] 在前述络合物中添加相对于前述烷基芳香族烃的相对碱度在〇. 06?10的范围的 解吸剂和第2稀释剂，进行前述烷基芳香族烃与前述解吸剂的络合物交换，由此将前述烷 基芳香族烃从前述络合物中分离的工序（络合物交换工序）。
[0102](解吸剂）
[0103] 通过酸碱提取工序以烷基芳香族烃-超强酸络合物的形式提取分离的烷基芳香 族烃通过在络合物中添加特定的解吸剂而进行络合物状态的交换（络合物交换），所期望 的烷基芳香族烃被分离。即，在烷基芳香族烃-超强酸络合物与络合物交换的后的解吸 剂-超强酸络合物之间，以下这种平衡反应成立。
[0104] [化学式1]
[0105]
【权利要求】
1. 一种烷基芳香族烃的分离方法，该方法包括下述工序： 在含有1种以上所述烷基芳香族烃及其异构体的混合物中添加第1稀释剂和由超强酸 形成的提取剂，进行酸碱提取，由此形成所述烷基芳香族烃与所述超强酸的络合物，然后从 所述混合物中分离所述络合物的工序； 在所述络合物中添加相对于所述烷基芳香族烃的相对碱度在0. 06?10的范围的解吸 剂和第2稀释剂，进行所述烷基芳香族烃与所述解吸剂的络合物交换，由此将所述烷基芳 香族烃从所述络合物中分离的工序。
2. 根据权利要求1所述的方法，其还包括如下工序：将通过所述络合物交换而形成的 解吸剂与超强酸的络合物与所述第2稀释剂一同作为提取剂添加到所述混合物中进行循 环利用的工序。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其包括如下工序：在所述络合物中添加相对于所 述烷基芳香族烃的相对碱度在〇. 1?2. 0的范围的解吸剂和第2稀释剂，进行所述烷基芳 香族烃与所述解吸剂的络合物交换，由此将所述烷基芳香族烃从所述络合物中分离的工 序。
4. 根据权利要求1?3中的任一项所述的方法，其中，含有1种以上所述烷基芳香族烃 及其异构体的混合物为C8的烷基苯、C9的烷基苯或C10的烷基苯。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中，含有1种以上所述烷基芳香族烃及其异构体的混 合物为C8的烷基苯，并且所述烷基芳香族烃为间二甲苯。
6. 根据权利要求1?5中的任一项所述的方法，其中，所述超强酸为布朗斯特酸与路易 斯酸的混合型超强酸。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中，以所述混合物中的烷基芳香族烃的摩尔数/所 述络合物中的路易斯酸的摩尔数为〇. 5?1. 5的范围的量添加所述解吸剂与超强酸的络合 物。
8. 根据权利要求6或7所述的方法，其中，以所述第1稀释剂的容量/所述超强酸中的 路易斯酸的摩尔数为50mL/mol?500mL/mol的范围的量添加所述第1稀释剂。
9. 根据权利要求6?8中的任一项所述的方法，其中，以按摩尔比计相对于所述烷基芳 香族烃与超强酸的络合物中的路易斯酸为1?15的范围的量添加所述解吸剂。
10. 根据权利要求1?9中的任一项所述的方法，其中，按质量基准计，所述第2稀释剂 相对于所述解吸剂的量为〇. 001?1的范围。
11. 根据权利要求1?10中的任一项所述的方法，其中，所述解吸剂的沸点为145°c? 400°C的范围。
12. 根据权利要求6?11中的任一项所述的方法，其中，所述路易斯酸为选自由三氟化 硼、五氟化钽、五氟化铌、四氟化钛、五氟化磷、五氟化锑和六氟化钨组成的组中的至少1种 路易斯酸。
13. 根据权利要求6?12中的任一项所述的方法，其中，所述布朗斯特酸为氟化氢，所 述路易斯酸为三氟化硼。
14. 根据权利要求1?13中的任一项所述的方法，其中，所述第1稀释剂和/或第2稀 释剂为饱和脂肪族烃和/或饱和脂环式烃。
15. 根据权利要求1?14中的任一项所述的方法，其中，所述第1稀释剂和/或第2稀 释剂为选自由异己烷、3-甲基戊烷、2-甲基己烷、2-乙基己烷、十氢化萘、四氢二环戊二烯、 乙基环己烷、甲基环己烷和甲基环戊烷组成的组中的1种以上稀释剂。
16. 根据权利要求6?15中的任一项所述的方法，其中，所述超强酸的所述布朗斯特酸 相对于所述路易斯酸的比例按摩尔比计为5?20的范围。
17. -种具备酸碱提取塔和络合物交换塔的烷基芳香族烃的分离装置，其中， 所述酸碱提取塔具备：供给含有1种以上烷基芳香族烃及其异构体的混合物的管；供 给第1稀释剂的管；供给从所述络合物交换塔的塔底提取的解吸剂与超强酸的络合物溶液 的管；将所述烷基芳香族烃以烷基芳香族烃与超强酸的络合物溶液的形式从所述酸碱提取 塔的塔底排出的管；以及，将由通过络合物交换而分离的解吸剂、未提取的提取残留异构体 和稀释剂形成的混合液从所述酸碱提取塔的塔顶排出的管， 所述络合物交换塔具备：供给从所述酸碱提取塔的塔底排出的所述烷基芳香族烃与超 强酸的络合物溶液的管；供给第2稀释剂和解吸剂的管；将由所提取的所述烷基芳香族烃、 所述解吸剂和所述稀释剂形成的混合液从所述络合物交换塔的塔顶排出的管；以及，将进 行络合物交换后的解吸剂与超强酸的络合物溶液从所述络合物交换塔的塔底排出的管。
18. 根据权利要求17所述的装置，其中，所述供给第2稀释剂和解吸剂的管分为供给第 2稀释剂的管和供给解吸剂的管。
19. 根据权利要求17或18所述的装置，在所述络合物交换塔中，使所供给的所述烷基 芳香族烃与超强酸的络合物溶液与所供给的所述第2稀释剂和解吸剂的混合溶液逆流接 触。
20. 根据权利要求17?19中的任一项所述的装置，其还具备：对从所述络合物交换塔 排出的由所述烷基芳香族烃、解吸剂和稀释剂形成的混合液进行蒸馏来将所述烷基芳香族 烃、解吸剂和稀释剂分别分离的蒸馏塔。
21. 根据权利要求17?20中的任一项所述的装置，其还具备：对从所述酸碱提取塔 排出的由所述解吸剂、未提取的提取残留异构体和稀释剂形成的混合液进行蒸馏来将解吸 齐U、提取残留异构体和稀释剂分别分离的蒸馏塔。
【文档编号】C07C25/13GK104411666SQ201380034869
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2013年6月25日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】西内润也, 长尾伸一, 田中義孝, 北村光晴, 冈弘明 申请人:三菱瓦斯化学株式会社