萃取蒸馏方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种萃取蒸馏方法及其装置;并且更具体来说，涉及一种用于从乙基 乙烯基芳烃移除二乙烯基芳烃或使二乙烯基芳烃与乙基乙烯基芳烃分离的萃取蒸馏方法 及其装置。
【背景技术】
[0002] 诸如二乙烯基苯(DVB)的二乙烯基芳烃是用于生产其它重要下游产品的重要原 料。由例如二乙烯基芳烃(诸如DVB)制得的下游产品有益地用于包括例如涂料、复合物、层 压制品和粘附剂的许多应用中。
[0003] 如下文进一步所讨论，通常在生产DVB期间，粗制DVB材料必须经受分离过程，当前 常规蒸馏过程在本领域中被实施为分离过程，以使所需DVB产物与可能存在于所述粗制DVB 材料中的非所需副产物或杂质(诸如乙基乙烯基苯(EVB)和二乙基苯(DEB))分离。分离过程 优选用以生产大致上不含以上非所需副产物和杂质的DVB原料，即纯的DVB原料。
[0004] 通过增加 DVB的纯度，产生较少废物，从而使过程更高效。此外，通过分离和离析诸 如EVB的非所需副产物，EVB可被再循环回DVB反应器，由此提高DVB过程的产率。此外，纯的 DVB产物合乎在下游产品中使用的需要。
[0005] -种用以生产DVB的已知方法是使二乙基苯(DEB)催化脱氢。使用当前催化剂和约 550°C_600°C以及350mmHg绝对压力的反应条件，一部分(约2/3)的DEB仅被部分(约75 % )脱 氢，从而导致在残余DEB和反应副产物中共同产生大致等量的DVB和EVB。通常，使用以上已 知方法，约1.0的DVB/EVB比率见于脱氢反应器流出物(被称为"粗制DVB"）中。通常在最终产 物中需要更纯的DVB，即具有约1.22-4.0的0￥8/^￥8比率的产物以获得具有更好性质的0￥8 产物。因此，通过已知方法生产的先前技术粗制DVB要求DVB纯化步骤以获得更纯的DVB产 物。
[0006] 当前，通过在真空下分馏来进行DVB纯化以保持低温(例如低于110°C)以及使DVB 和EVB的聚合损失最小，即约5%或低于5%。然而，EVB(轻质）与DVB(重质）之间的相对挥发 度在典型蒸馏温度下较低，在1.3-1.5的范围内。这要求蒸馏塔具有许多（例如>30个)理论 塔板和大量回流(例如>3:1回流比），此导致用于实现给定生产量的相对较大以及昂贵的蒸 馏塔关于每镑产物具有高能耗(例如>1.51b蒸汽/lb成品）。此外，大型蒸馏塔倾向于导致高 的再沸器温度和长的保留时间(超过约1小时），此促成过度聚合物形成率。
[0007] 常规分馏是用于进行DVB-EVB分离的主要已知方法。然而，液-液萃取被视为一种 进行分离的较低成本、较低能量方法。
[0008] 已进行实验室分级萃取实验，其中使用三乙二醇(TEG)和正庚烷作为双重溶剂，在 51mm直径填充脉冲萃取器中使DVB从粗制DVB中分离出。以上实验显示在4.6m高的塔中，基 于EVB-DVB，在萃取物中实现90重量百分比（wt%)DVB纯度，其中从萃余物回收80百分比 (% )的DVB。然而，以上实验室结果在仅0.57m3/h/m2的总通过量下获得，因此相接触时间相 当长久。在所述低通过量下将实验室方法按比例扩大成商业液-液萃取器在经济上不可行。 用TEG和正辛烷进行的对汽提粗制DVB的新近小型装置塔液-液萃取实验显示24m3/h/m2的更 合理的通过量。然而，小型装置实验的结果显示分离效率较低，此要求许多商业规模的液-液萃取器串联以实现分离的所需理论塔板数。
[0009] 迄今为止，用DMS0(二甲亚砜)和正庚烧从EVB液-液萃取DVB也已被先前技术所考 虑，其中分离因数(本质上是萃取的平衡驱动力)如此之低以致分离需要极其大量的理论塔 板，从而也致使该选择不可行。
[0010] 萃取蒸馏已用于若干其它应用中，特别是在轻质烃工厂中用于芳族物/脂族物分 离，其中对于新建烃工厂来说，萃取蒸馏已基本上替代使用液-液萃取。举例来说，萃取蒸馏 在轻质烃工厂中用于芳族物/脂族物分离。萃取蒸馏也已持续数十年用于分离丁烷、丁烯和 丁二烯，并且通常是一种用于使烯烃与石蜡分离的已知方法。对萃取蒸馏的充分综述在文 章"Disti1lation，Azeotropic and Extractive"，Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (第8卷）以及Perry ' sChemical Engineers ' Handbook第8版，Don W.Green(2008),第13-87至93页中。它也在Handbook of Separation Techniques for Chemical Engineers,Philip A.Schweitzer(1979),第1-135至 143页中被讨论。
[0011] 先前技术中有充足参考文献教导萃取蒸馏的使用。然而，未见先前技术公开二乙 烯基芳烃的萃取蒸馏，特别是使用萃取蒸馏来使DVB与EVB分离。举例来说，美国专利号5， 523,502公开灵活的轻质烯烃生产，并且描述从源于蒸汽裂化和催化裂化过程的石蜡萃取 蒸馏烯烃。然而，以上专利的方法未阐明萃取蒸馏芳族化合物或二乙烯基芳烃化合物。以上 专利也未公开对于萃取蒸馏芳族化合物或二乙烯基芳烃化合物切实可行的萃取剂，诸如环 丁砜。
[0012] 美国专利号5,750,798公开一种用于从石蜡原料制备醚的方法，并且描述从石蜡 萃取蒸馏烯烃，特别是使用多种可能的萃取剂使丁烯与丁烷分离。然而，以上专利未公开使 用萃取蒸馏分离芳族或二乙烯基芳烃化合物。
[0013] 美国专利号7，69,9962公开一种利用萃取蒸馏来分离反应器流出物的组分的方 法。以上专利提及DVB作为与氢氟烃一起用于聚合反应器中的许多可能的单体中的一个。然 而，以上专利的方法限于从氢氟烃萃取蒸馏C4-C7异烯烃。以上专利未公开或教导萃取蒸馏 用以使二乙烯基芳烃与乙基乙烯基芳烃分离的用途。
[0014] DVB和EVB化合物是芳族的，并且具有烯属特性。并且，DVB和EVB在化学结构和性质 方面比例如丁烷和丁烯类似得多。举例来说，DVB与EVB之间的唯一差异是EVB缺乏存在于 DVB中的两个C-C双键中的一个。因此，为熟练技术人员显而易知的是适用于使丁烯与丁烷 分离的萃取剂在使DVB与EVB分离方面并不有效，因为DVB和EVB在结构方面极其类似;并且 这个类似性使得难以分离这两种化合物。
【发明内容】
[0015] 本发明涉及萃取蒸馏方法用以使二乙烯基芳烃与乙基乙烯基芳烃分离的用途。本 发明萃取蒸馏方法增强EVB与DVB(以及DEB与DVB)之间的相对挥发度，其中萃取剂对于DVB 的相对挥发度小于1. 〇，并且其对DVB具有超过EVB的优先亲和力。因此，可使用本发明的方 法使在化学结构和性质方面类似的DVB和EVB化合物彼此有效分离。
[0016] 在一个实施方案中，本发明包括一种用于使二乙烯基芳烃与乙基乙烯基芳烃分离 的方法，其包括以下步骤：
[0017] (a)使含有二乙烯基芳烃的乙基乙烯基芳烃流与液体萃取剂接触以使存在于所述 乙基乙烯基芳烃流中的至少一部分二乙烯基芳烃被萃取至所述液体萃取剂中；以及
[0018] (b)回收从乙基乙烯基芳烃萃取的二乙烯基芳烃。
[0019] 在另一实施方案中，本发明包括一种用于从乙基乙烯基芳烃萃取二乙烯基芳烃的 装置，其包括：
[0020] (a)用于使含有二乙烯基芳烃的乙基乙烯基芳烃流与液体萃取剂接触的部件，例 如像蒸馏容器;和
[0021] (b)连接于(a)的接触部件的用于回收从乙基乙烯基芳烃萃取的二乙烯基芳烃的 部件，诸如回收容器。
[0022]本发明的一个目标在于增强EVB与DVB之间的相对挥发度，以足以显