用于形成具有经选择量的c9芳族化合物的c8芳族化合物料流的装置和方法
【专利说明】用于形成具有经选择量的C9芳族化合物的CS芳族化合物料流的装置和方法
[0001 ]优先权声明
[0002]本申请要求2013年9月27日提交的美国申请N0.14/040，341的优先权，将其全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003]本发明的公开内容总体上涉及在生产所需二甲苯异构体期间用于处理烃的装置和方法，更特别地，涉及用于形成具有经选择量的C9芳族化合物的CS芳族化合物料流的装置和方法。
[0004]背景
[0005]可处理芳烃以形成经选择的二甲苯异构体的产物料流。二甲苯为一种包含一个苯环和两个甲基取代基的芳烃。基于甲基取代基的结构位置，可形成三种二甲苯异构体:对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯。对二甲苯为对苯二甲酸的原料，对苯二甲酸用于合成纤维和树脂的制造。间二甲苯用于某些增塑剂、偶氮染料和木材防腐剂的制造。邻二甲苯为邻苯二甲酸酐的原料，邻苯二甲酸酐用于某些增塑剂、染料和医药产物的制造。
[0006]为生产所需的二甲苯异构体，通常在所需的二甲苯异构体分离之前生产三种二甲苯异构体的混合料流。换言之，所需的二甲苯并非选择性生产而是选择性分离。所需的二甲苯异构体可通过使用对所需的异构体有选择性的吸附剂从混合二甲苯料流中分离。从混合二甲苯料流中吸附所需的异构体后，其余的异构体从混合的提余料流中排出。典型地，解吸剂从吸附剂中解吸所需的二甲苯异构体，并收集和通过分馏分离解吸剂和经选择的二甲苯异构体。
[0007]在对二甲苯的生产中，常规使用重解吸剂以从吸附剂中解吸对二甲苯。重解吸剂定义为具有比二甲苯更高的分子量和更高的沸点。相应地，轻解吸剂定义为具有比二甲苯更低的分子量和更低的沸点。迄今为止，使用重解吸剂的二甲苯异构体回收系统通常需要比轻解吸剂的系统更少的能量，这是因为重解吸剂在分馏过程中并不需要重复的蒸发和抬升。然而，重解吸剂系统通常需要严格的进料纯度以控制非所需化合物在再循环解吸剂中积聚，例如减少解吸剂效力和产物纯度的杂质。此外，需要额外的设备以在解吸剂再循环过程中保持重解吸剂的纯度。此外，使用重解吸剂的系统具有具有相对较高再沸器温度的分馏塔。较高的再沸器温度导致更高操作压力，这要求所涉及的设备具有较高的压力等级，因此增加设备的资金成本。
[0008]轻解吸剂(例如相对便宜的轻解吸剂甲苯)的使用，相对于使用重解吸剂的系统放宽进料的规格。放宽进料规格的成本节约可弥补与回收轻解吸剂作为分馏塔顶馏分相关的能量成本增加。使用轻解吸剂的二甲苯回收装置还提供总体设备数的节约，这是因为解吸剂纯化和储存单元不必需。此外，使用轻解吸剂的二甲苯回收装置具有较低的分馏塔操作压力，从而允许具有较低压力等级的较便宜、较薄的塔壳。
[0009]为使用轻解吸剂从烃料流中有效地生产经选择的二甲苯异构体产物，通常需要在处理过程中从烃料流和该烃料流的再循环部分中分离基本所有具有8个碳原子(CS)的芳烃，包括二甲苯和乙苯，以形成用于分离出经选择的二甲苯异构体料流的混合二甲苯料流。常规方法已尝试从混合二甲苯料流中移除C9芳族化合物。常规重解吸剂系统尤其如此，这是因为在二甲苯异构体分离过程中，重解吸剂被C9芳族化合物污染。此外，当进料至分离单元的混合二甲苯料流中的CS芳族化合物较为不纯时，影响二甲苯异构体的适当分离所需要的能量减少。尽管节省能量，但仍需要相对纯净的CS芳族化合物进料料流用于分离单元以生产经选择的二甲苯异构体产物。
[0010]因此，需要提供用于形成具有经选择量的C9芳族化合物的CS芳族化合物料流的方法和装置。此外，需要开发从烃料流中有效生产经选择的二甲苯异构体产物的方法和装置。此外，由随后的详细说明和所附的权利要求书，结合附图和此背景，将使本发明实施方案的其他所需特征和特性变得清晰。
[0011]简述
[0012]提供用于形成具有经选择量的C9芳族化合物的CS芳族化合物料流的装置和方法。在一个示例性实施方案中，一种用于形成具有经选择量的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芳族化合物的烃料流分馏成侧馏分和底馏分。该侧馏分包含一部分C8芳族化合物和一部分C9芳族化合物。该底馏分包含其余C8芳族化合物和C8+烃。该方法进一步包括使该底馏分分馏并形成包含所述其余CS芳族化合物的重顶馏分。该方法还包括使该侧馏分与该重顶馏分合并以形成具有C9芳族化合物组分的合并料流，该C9芳族化合物组分占该合并料流总重量的0.1重量％至5重量％。
[0013]在另一实施方案中，提供一种用于形成经选择的二甲苯异构体产物的方法。用于形成经选择的二甲苯异构体产物的方法包括将包含C8芳族化合物和C9芳族化合物的烃料流进料至分馏单元。该方法从烃料流中形成侧馏分。该侧馏分包含C8芳族化合物和至少I重量％的C9芳族化合物。该方法从烃料流中形成底馏分。该底馏分包含来自烃料流的C8+烃和至少5%的CS芳族化合物。该方法进一步包括使该底馏分进料至重芳族化合物分馏单元并从该底馏分中形成重顶馏分。重顶馏分基本包含底馏分中的所有CS芳族化合物。该方法进一步从侧馏分和重顶馏分中分离经选择的二甲苯异构体以形成经选择的二甲苯异构体产物。
[0014]另一实施方案提供一种用于形成具有经选择量的C9芳族化合物的CS芳族化合物料流的装置。该装置包括第一分馏单元，该第一分馏单元经构造以接收烃料流并形成包含C7—烃的顶馏分、包含该烃料流的80%至95%的C8芳族化合物的侧馏分和包含该烃料流的5 %至20 %的C8芳族化合物的底馏分。形成的侧馏分具有占该侧馏分总重量的I重量％至2重量％的09芳族化合物组分。该装置进一步包括第二分馏单元，该第二分馏单元经构造以接收底馏分并形成基本包含该底馏分的全部CS芳族化合物的重顶馏分。
[0015]附图简述
[0016]在下文中将结合以下附图描述本发明实施方案，其中类似数字表示类似组件，和其中:
[0017]图1为用于形成具有经选择量的C9芳族化合物的CS芳族化合物料流的方法和装置的不例性实施方案的不意图；和
[0018]图2为在生产经选择的二甲苯异构体产物的流程中使用图1的方法和装置的示意图。
[0019]详细说明
[0020]以下详细说明本质上仅仅为示例性，并不意欲限制本申请和所述实施方案的用途。此外，还不意欲被前述背景或以下详细说明所展示的任何理论束缚。
[0021]本文描述的多种实施方案涉及用于形成具有经选择的非零量C9芳族化合物的C8芳族化合物料流的装置和方法。这些料流可作为混合二甲苯进料用于使用轻解吸剂例如甲苯的二甲苯异构体分离过程。已发现虽然二甲苯异构体分离过程中的二甲苯异构体回收的效率因混合二甲苯进料中包含非零量C9芳族化合物而降低，但形成混合的二甲苯料流的成本节约远远抵消该低效率的成本增加。具体而言，如下所述，使烃料流分馏以产生具有包含8个碳原子的芳烃(CS芳族化合物)和包含9个碳原子的芳烃(C9芳族化合物)的混合二甲苯料流的侧馏分。此外，该分馏过程形成包含其余部分的CS芳族化合物的底馏分。使该底馏分分馏以形成包含其余C8芳族化合物的重顶馏分。以此方式，可从烃料流中有效分离C8芳族化合物。此外，由侧馏分和重顶馏分形成的合并料流具有足量的CS芳族化合物组分和足够低的C9芳族化合物组分以允许在进一步的下游处理中有效分离经选择的二甲苯异构体。如本文使用，词组“顶馏分”和术语“顶部”不限于分馏过程或装置的最上部馏分，但可包括在侧馏分和底馏分上方形成的最上部馏分和/或任何馏分。此外，如本文使用，词组“底馏分”和“底部”不限于分馏过程或装置的最底部馏分，但可包括在侧馏分和顶馏分下方形成的最底部馏分和/或任何馏分。
[0022]现参考图1中用于形成具有经选择量的C9芳族化合物的CS芳族化合物料流的装置10的示例性实施方案。在进料点16，烃料流12进料至分馏单元14，例如汽提塔。示例性烃料流12具有相对高浓度的芳族化合物，例如40至100质量百分数。合适的烃料流12可从多种来源获得。例如，于高苛刻度模式下运行的流体催化裂解(FCC)单元和分馏器可产生具有7至10个碳原子(C7-10)的烃馏分，其中60质量％的烃为芳族化合物。某些煤液化过程产生富含芳族化合物的烃料流，且这些烃料流适合用作烃料流12。其他可能来源包括多种石油精炼过程、烃的热或催化裂解或石化转化过程，包括在重整装置中使用经设计以产生芳族化合物的催化剂处理的烃料流。在一些实施方案中，可使用额外的处理步骤(未示于图1)从烃料流12中移除非芳族化合物，例如液液