用于对二甲苯的模拟逆流生产的高柔性方法和装置的制作方法

专利名称：用于对二甲苯的模拟逆流生产的高柔性方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及从其它芳族CS异构体中分离对ニ甲苯的领域。为了实现这样的分离，使用了一系列的方法和相关的设备，其已知称为模拟移动床分离方法或模拟逆流分离，或VARIC0L方法；在下文中我们将使用SCC (模拟逆流的縮写)分离方法的通用术语。
背景技术：
SCC分离在本领域中是众所周知的。作为一般规则，在模拟逆流模式中运行的(functioning)对ニ甲苯分离方法包括至少四个区域,也许五个或六个，那些区域的姆ー个由若干连续的床构成，且每个区域由它在供应点和抽出点之间的位置所限定。通常，用于生产对ニ甲苯的SCC单元供应有至少ー待分馏的进料F (包含对ニ甲苯和其它芳族C8异构体)和脱附剂(desorbant)D,有时称为洗脱液(eluent)(通常对ニこ苯或甲苯)，且从所述 单元中，抽出至少ー包含对ニ甲苯的异构体和脱附剂的萃余物(raffinate)R和包含对ニ甲苯和脱附剂的萃取物(eXtract)E。蒸馏塔可用于从萃余物中分离脱附剂和从萃取物中分离脱附剂，脱附剂被再次引入SCC単元。可以增加其它注入-抽出点来冲洗分布回路(distribution circuit),如专利US7 208 651中所记载的。増加这样的辅助冲洗物流没有以任何方式改变SCC的运行原理；为了简短起见，我们将不会在本发明方法的说明中増加这些辅助的注入和抽出点。供应和抽出点随着时间而改变(modified)，通过对应于ー个床的值在相同方向转换(shift)。各注入或抽出点可以同时地或非同时地转换，如专利US 6 136 198中所公开的。依照该第二运行模式(functional mode)的方法称为〃Varicol〃方法。通常，在SCC单元中限定四个不同的色谱区域(chromatographic zone)
区域I :用于脱附(desorbant)萃取物化合物的区域，包括在脱附剂D注入和萃取物E取出之间；
区域2 :用于脱附萃余物化合物的区域，包括在萃取物E取出和待分馏的进料F注入之间；
区域3 :用于吸附萃取物化合物的区域，包括在进料注入和萃余物R抽出之间；
区域4 :位于萃余物抽出和脱附剂注入之间的区域。先有技术详细记载了在SCC中用于进行进料分离的各种设备和方法。可以引用的特别的专利是US 2 985 589,US 3 214 247,US 3 268 605,US 3 592612，US 4 614 204，US 4 378 292，US 5 200 075 和 US 5 316 821。这些专利也详细记载了 SCC的运行。如Lim et al (2010, Ind Eng Chem Res, vol 49, p 3316-3327)所记载的，用于通过SCC分离对ニ甲苯的方法通常由24个床组成，其分布于各自包含12个床的两个吸附器之间。两个吸附器串联连接，因此SCC循环包括24步，在其期间每个物流(D，E，F，R)被注入或在24个床的每ー个的下游被抽出。用于两个12个床的吸附器的术语〃串联连接〃是指以下三个特征 第一个吸附器的第12个床通过包含至少一个循环泵和可能的其它装备例如流量计，压力传感器等的管线与第二个吸附器的第I个床相连；
第二个吸附器的第12个床通过包含至少一个循环泵和可能的其他装备例如流量计，压力传感器等的管线与第一个吸附器的第I个床相连；
两个吸附器的集合具有一个用于引入进料的点，一个用于引入脱附剂的点，一个用于抽出萃余物的点和一个用于抽出萃取物的点。SCC方法中出现的压降直接与吸附剂床中流体相的间隙速率(interstitialvelocity)相关。 术语"间隙速率"是指在构成固体吸附剂的颗粒之间的流体的实际速率。压降在一个或多个循环泵的尺寸选择(Sizing)，吸附器壁的厚度，用于分布器板的载体系统的尺寸，吸附剂颗粒的机械性能等方面起着重要的作用。间隙速率也可能在吸附剂颗粒的机械性能方面起着非常重要的作用，并且甚至可以成为操作SCC单元的限制因素。从先有技术(特别从专利US 7 649 124和US 7 635 795)中已知，通过SCC生产对二甲苯的方法具有有限的生产力(productivity)。在先有技术中已经建议解决方案来改进该方法
专利FR 2 743 068和US 7 635 795介绍了采用若干吸附步骤的方法。第一步用来产生其纯度不足以使其商业运用的富集对二甲苯的物流(少于99wt%)。第二步可用于获得非常高纯度的对二甲苯。特别地，US 7 635 795的图5举例说明了通过24-床SCC通过增加吸附器用于预处理进料来将先前存在的单元的瓶颈去除(debottlenecking)；
专利FR 2 693 186，FR 2 757 507和US 7 649 124介绍了运用SCC吸附步骤结合结晶的方法。第一步用来通过SCC产生其纯度不足以使其商业运用的富集对二甲苯的物流(通常约为90wt%)。第二步可用于通过结晶获得非常高纯度的对二甲苯。特别地，US7 649 124的图5举例说明了通过24-床SCC(由两个12-床吸附器组成)通过使用并联的两个吸附器和增加结晶步骤来后处理萃取物对吸附方法进行改进来将先前存在的单元的瓶颈去除(debottlenecking)。先有技术中推荐的用于解决限制使用24-床模拟移动床生产对二甲苯的单元的生产的所有解决方案因此在于(consists of)增加分离工序(吸附器来预处理进料和/或通过结晶后处理萃取物)，这引起非常显著的成本。通过SCC生产对二甲苯的方法在待处理的进料的最低数量方面也有限制。实际上，当单元中的流速非常低时，用于分布器板和相关网络良好操作的流体动力学条件不再满足，导致纯度和/或收率的损失。因此，通过SCC生产对二甲苯的先有技术方法在面对待处理的进料的流速变化方面具有低的柔性。在一些情况中，例如如果在进料供应中存在问题，重整单元的维护或使用包含至少9个碳原子的芳族化合物的甲苯烷基转移单元的维护，通过SCC生产对二甲苯的方法必须能够处理低进料流速。而且，对通过SCC生产对二甲苯的方法的构成组件之一的维护操作需要完全中断该方法。本发明方法意图解决在待处理的进料流速变化方面的问题，这是通过提供SCC方法的吸附剂床的全部或者部分的最佳运用来直接生产高纯度(即大于99. 7%纯)对二甲苯。本发明的进一步的目的是能够在吸附器的某些维护操作期间维持高纯度(即大于99. 7%纯)对二甲苯的生产，意味着吸附剂床的一部分的运用被优化。

发明内容
本发明可以被定义为用于二甲苯SCC(模拟逆流)分离的高柔性方法，因为相对于相当于100%的参考运行值，被处理的进料的流速扩至任一侧，从50%至100%的〃中等生产力〃运行值直至100%至150%的称为〃高生产力〃的运行值。此外，〃维护〃运行可用于使用单个吸附器来处理参考进料流速的50%至75%范围内的进料流速，从而实现第二吸附 器的〃维护"。本发明方法从二甲苯混合物构成的进料中产生萃取物和萃余物，其使用一组以a)和b)表示的两个吸附器，每个吸附器包括12个固体吸附剂床，这两个吸附器能够根据进料流速和对吸附器之一的任何维护操作而以3种不同的方式相联(associated)。· 〃高生产力〃模式可用于处理参考进料流速的100%至150%范围内的进料流速。两个吸附器a)和b)并联相联，即来自两个吸附器底部的物流定向向它们源自的吸附器的头部移动，来自吸附器a)底部的物流循环至所述吸附器a)的头部，且来自吸附器b)底部的物流循环至所述吸附器b)的头部。阀门开放或关闭以实现依照该运行的操作；该顺序在参照图3的详细说明中给出；
〃中等生产力〃模式可用于处理参考进料流速的50%至100%范围内的进料流速。吸附器a)和b)串联相联，即主要的物流从第一个吸附器a)的底部向第二个吸附器的头部移动并且从第二个吸附器b)的底部向第一个吸附器a)的头部移动。阀门开放或关闭以实现依照该运行的操作；该运行在参照图2的详细说明中给出；
〃维护〃模式可用于处理50%至75%的参考进料流速范围内的进料流速。两个吸附器是分离的，该过程运行单个吸附器，a)或b)(〃或〃是唯一的)。来自所使用的吸附器(a)或b)的底部的物流定向向所述吸附器的头部移动。阀门开放或关闭以实现依照该运行的操作；该运行在参照图4的详细说明中给出。参考进料流速(100%)定义为可以在本发明的单元中以"中等生产力"模式(即以相当于单个24-床循环的模式)处理的进料的最大流速，使得相对于空吸附器在24个床的集合上的平均线速度等于I. 4cm/s。每个吸附器分为定义如下的4个区域
区域I :对二甲苯解吸区域，包括在脱附剂D注入和萃取物E取出之间；
区域2 :用于对二甲苯的异构体的解吸区域，包括在萃取物E取出和待分馏的进料F注入之间；
区域3 :对二甲苯吸附区域，包括在进料注入和萃余物R抽出之间；
区域4 :位于萃余物R抽出和脱附剂D注入之间的区域。在称为〃并联〃的吸附器a)和b)的相联中，相应于〃高生产力〃运行，所有的进料和脱附剂供应物流及萃取物和萃余物抽出物流是加倍的(doubled-up)。在称为〃串联〃的吸附器a)和b)的相联中，相应于〃中等生产力〃运行值，具有ー个进料供应物流，ー个脱附剂引入物流，一个萃取物抽出物流和一个萃余物抽出物流。在称为〃维护〃的运行中，两个吸附器是完全分离的(decoupled);它们不再相联且两个吸附器中仅仅ー个被使用。本发明的SCC分离方法可以适应对应在各个区域中吸附剂床的不同分布的多种衍化或变化。术语"同步循环"是指其中所有注入点(进料和脱附剂)和抽出点(萃取物和萃余物)同时且以相同值转换的循环。每个区域床的数目因此是恒定的且等于整数。术语〃非同步〃(或"Varicol"类型)循环是指其中某些注入和抽出点没有在与其它相同的时间转换的循环。因此，每一区域床的数目不是恒定的且一个循环得到非整数的平均床数。
在本发明方法的第一个变化中，在〃中等生产カ〃模式，每ー区域的床的数目为
区域1:5;
区域2:9;
区域3:7;
区域4 3 ；
这缩写为5/9/7/3 ;在下文中，将按照区域1、2、3然后4的顺序给出床的数目。在本发明方法的第二个变化中，在〃中等生产カ〃模式，每ー区域的床的数目为4/10/7/3。在本发明方法的第一个变化中，在〃高生产カ〃模式，每个吸附器遵循这样的循环，其中注入和抽出点的转换是同步的；每个吸附器的每一区域的床的数目是2/5/3/2。在本发明方法的第二个变化中，在〃高生产カ〃模式，每个吸附器遵循这样的循环，其中注入和抽出点的转换是非同步的(Varicol循环)，一个循环中每个吸附器的每ー区域的床的平均数目为
区域I中2. 5 (+或-0. 5)个床；
区域2中4. 5 (+或-0. 5)个床；
区域3中3. 5 (+或-0. 5)个床；
区域4中I. 5 (+或-0. 5)个床。在本发明方法的第三个变化中，在〃高生产カ〃模式，吸附器中的一个遵循其中注入和抽出点的转换是同步的循环，且另一个吸附器遵循其中注入和抽出点的转换是非同步的循环，遵循同步循环的吸附器的每一区域的床的数目为2/5/3/2，且遵循"Varicol"循环的吸附器在一个循环内的每ー区域的床的平均数目为；
区域I中2. 5 (+或-0. 5)个床；
区域2中4.5(+或-0.5)个床；
区域3中3. 5 (+或-0. 5)个床；
区域4中I. 5 (+或-0. 5)个床。在本发明方法的第一个变化中，在〃维护〃模式，所用的吸附器遵循这样的循环，其中注入和抽出点的转换是同步的，每ー区域的床的数目为2/5/3/2。在本发明方法的第二个变化中，在〃维护〃模式，所用的吸附器遵循这样的循环，其中注入和抽出点的转换是非同步的，ー个循环的每一区域的床的平均数目为 区域I中2. 5 (+或-O. 5)个床；
区域2中4.5 (+或-O. 5)个床；
区域3中3.5 (+或-O. 5)个床；
区域4中I. 5 (+或-O. 5)个床。本发明的模拟逆流分离方法通常在吸附步骤中运用以下操作条件
温度100°c至 250°C，优选 120°C至 180°C ；
压力从该方法温度下二甲苯的气泡压力(bubble pressure)至30X 105Pa;
脱附剂流速与进料流速的比例0. 7至2. 5 ;
循环比2. 5至12，优选3. 5至6 ;循环比定义为在吸附器的各个床中流动的平均流速与注入该吸附器的进料的流速的比例；
吸附器遵循的循环持续时间为14至30分钟，优选18至23分钟；
相对于空反应器的液体物流的平均线速度为0. 7cm/s至I. 4cm/s,优选O. 85cm/s 至 L I cm/ s ；
液相水含量保持在50至140ppm(以重量计)的数量,优选80至120ppm(以重量计)。本发明的二甲苯分离方法原则上可以应用于二甲苯异构体中的任一种的分离，但最特别适用于生产纯度大于99. 7wt%的对二甲苯。


图I表示包括两个各自串联相联的十二床吸附器的先有技术方法。具有一个进料注入点(F)，一个脱附剂引入点(D)，一个萃取物抽出点(E)和一个萃余物抽出点(R)。图2表示本发明的设备，由各自具有12个床的两个吸附器，即总共24个床(LI至L24)构成，以〃中等生产力〃模式运行。两个吸附器串联相联，使得该设备以单个24-步循环的方式运行。具有一个进料注入点(F)，一个脱附剂引入点(D)，一个萃取物抽出点(E)和一个萃余物抽出点(R)。图3表示本发明的设备，由两个吸附器a)和b)构成，各自具有12个床，对于吸附器a)，Lla至L12a，对于吸附器b)，Llb至L12b，以〃高生产力〃模式运行。两个吸附器分离并且进行平行的两个12步的循环。对于每个吸附器，具有注入进料物流(对于吸附器a)，Fa，和对于吸附器b)，Fb)，脱附剂物流(对于吸附器a)，Da，和对于吸附器b)，Db)，抽出萃取物物流(对于吸附器a)，Ea，和对于吸附器b)，Eb)以及萃余物物流(对于吸附器a)，Ra，和对于吸附器b)，Rb)。吸附器a)的循环泵表示为Pa，吸附器b)的循环泵表示为Pb。循环泵的单个替代泵表示为Pc。成套的阀(Vcl至Vc4)和虚线(对应于当未使用替代泵Pc时未使用的管线)是指泵Pc可以代替吸附器a)的泵Pa或代替吸附器b)的泵Pb使用。图4表示本发明的设备，由两个吸附器a)和b)构成，各自具有12个床，对于吸附器a)，Lla至L12a，对于吸附器b)，Llb至L12b，以〃维护〃模式运行。两个吸附器是分离的且只有吸附器a)遵循12-步循环。
具体实施例方式本发明涉及从基本包含对二甲苯和它的芳族CS异构体的进料F中分离对二甲苯的方法，由两个吸附器构成，其特征为它可以以称为"高生产カ〃，"中等生产カ"和"维护〃模式的三个运行模式运行，本发明方法的特征还在于从ー个运行模式变换(swing)到另ー个的标准，这些变换取决于待处理的进料的进料流速和一个吸附器之上的任何〃维护〃操作。三个运行模式如下
〃中等生产カ〃模式可用于处理该单元的參考进料流速的50%至100%范围内的进料流速。该模式在于在单个SCC循环中一起操作两个吸附器的床(串联配置)。特别地，该模式是指SCC的操作可以不管固体吸附剂的部分降解(降解可能是操作不当或固体吸附剂老化的结果)而继续；
"高生产カ"模式可用于处理大于该単元的參考进料流速的100%的进料流速。在该模式中，两个吸附器彼此独立地各自遵循SCC循环(称为平行配置)，各种物流(进料，脱附剂，萃取物和萃余物)全部分为两个来同时供应两个吸附器和从两个吸附器中抽出(每个吸附器一个进料物流，ー个脱附剂物流，一个萃余物物流和一个萃取物物流)；"维护"模式可用于处理该单元的參考进料流速的50%至75%范围内的进料流速。该模式在于操作两个吸附器中的仅仅ー个，由此允许维护第二个吸附器而没有必要完全停产，而只是减少生产力。參考进料流速定义为可以在本发明的ー个单元中以〃中等生产カ〃模式，即以相当于单个24-床循环的模式，处理的最大进料流速，使得相对于空吸附器，在吸附器内部的液体物流的平均线速度等于I. 4cm/so吸附器各自包含12个通过板Pi分开的床，以及用于在吸附剂的各床中或从吸附剂的各床分布和/或萃取流体的室及用于顺序分布和萃取流体的程序化工具(progra_edmeans)。优选地，在本发明的方法中，提供用于供应或抽出流体的多个程序化的开-关阀，这些阀通常位于相应板邻近，并且对于每个板Pi，包括至少4个程序化的双向开-关阀分别用于流体F和D的2个供应和流体E和R的2个抽出。本发明方法更具体地说由以下构成一或两个进料泵和两个进料流速调节工具(每个吸附器ー个)，一或两个脱附剂泵和两个脱附剂流速调节工具(每个吸附器ー个)，两个萃取物流速调节工具(每个吸附器ー个)，两个萃余物流速调节工具(每个吸附器ー个)，和两个循环泵(每个吸附器ー个)。SCC的下游，单个脱附剂循环回路是必需的。它主要由至少ー个萃取物蒸馏塔，优选两个萃取物蒸馏塔，和至少ー个萃余物蒸馏塔组成。由两个吸附器组成的本发明方法，可以通过可以独立处理两个吸附器的两个循环的单个自动化工具来控制。该方法进ー步具有
代替进料供应泵的单个泵(single pump)和代替脱附剂供应泵的单个泵；
单个替代循环泵(Pc)，该单个替代泵具有替代用于第一个吸附器a)的循环泵(Pa)或替代用于第二吸附器b)的循环泵(Pb)的能力。当泵Pc用于替代泵Pa吋，关闭阀门Val和Va2，并且开放阀门Vcl和Vc3 (阀门Vc2和Vc4被关闭)。当泵Pc用于替代泵Pb时，关闭阀门Vbl和Vb2，并且开放阀门Vc2和Vc4(阀门Vcl和Vc3被关闭)；
用于两个吸附器的单个自动化控制设备； 用于分析吸附器中浓度的单个在线设备。该设备特别记载于专利FR 2 942 879中。在〃中等生产力〃模式，主要的物流从第一个吸附器的底部向第二个吸附器的头部移动且从第二个吸附器的底部向第一个吸附器的头部移动，如图2中可见。为此，开放阀门 Val, Va2, Va4, Vbl, Vb2 和 Vb4,同时关闭阀门 Va3 和 Vb3。在"高生产力"模式，来自两个吸附器的底部的物流是定向的以便它们向它们源自的吸附器的头部移动，如图3中可见。来自吸附器a)的底部物流向所述吸附器a)的头部循环且来自吸附器b)的底部物流向所述吸附器b)的头部循环。为此，开放阀门Val，Va2，Va3, Vbl, Vb2和Vb3,同时关闭阀门Va4和Vb4。在〃维护〃模式，来自所用吸附器底部的物流是定向的从而向它刚离开的吸附器 的头部移动。当使用吸附器a)时，来自吸附器a)的底部物流向所述吸附a)的头部循环，如图4中所可见。为此，开放阀门Val，Va2和Va3，同时关闭阀门Va4和整套阀门Vbl至Vb4。类似地，当使用吸附器b)时，来自吸附器b)的底部物流向所述吸附器b)的头部循环。为此，开放阀门Vbl, Vb2和Vb3，同时关闭阀门Va4和整套的阀门Val至Va4。四个色谱区域定义如下
区域I :对二甲苯解吸区域，包括在脱附剂D注入和萃取物E取出之间；
区域2 :用于对二甲苯的异构体的解吸区域，包括在萃取物E取出和待分馏的进料F注入之间；
区域3 :对二甲苯吸附区域，包括在进料注入和萃余物R抽出之间；
区域4 :位于萃余物R抽出和脱附剂D注入之间的区域。当以〃中等生产力〃模式运行时，本发明方法中存在有两个变化用于在不同的色谱区域中分布吸附剂床。在本发明方法的〃中等生产力〃模式的第一个变化中，不同注入或抽出点的转换是同时的，且两个吸附器集合的床以如下方式分布于各区域中
区域I中5床；
区域2中9床；
区域3中7床；
区域4中3床。在本发明方法的〃中等生产力〃模式的第二个变化中，不同注入或抽出点的转换是同步的，两个吸附器集合的床以如下方式分布于各区域中
区域I中4床；
区域2中10床；
区域3中7床；
区域4中3床。在〃高生产力〃模式，吸附剂床中的间隙速率不同于在〃中等生产力〃模式中在床中的那些。在给定区域中"中等生产力"模式中的间隙速率与"高生产力"模式中的间隙速率的比例是〃中等生产力〃模式中通过该方法处理的进料的流速与〃高生产力〃模式中通过该方法处理的两个进料流速(每个吸附器一个流速)的总和的比例的两倍(+或-10%)。
〃高生产カ〃模式中的切换周期(switch period)等于〃中等生产カ〃模式的切换时间(switch time)除以〃高生产カ〃模式中的间隙速率与〃中等生产カ〃模式中的间隙速率在所有区域的平均比值(+或-10%)。另外，〃高生产カ〃模式中SCC的各区域的长度等于〃中等生产カ〃模式中相同区域长度的一半，+或-30%。为了获得非整数的区域长度，注入和抽出点的转换不必是同时的，如专利US 6 136 198中所公开的。术语〃区域长度〃是指在一个循环内区域中的床的 平均数目。在"高生产カ"模式生产期间，本发明方法具有三个变化，涉及吸附剂床在每个吸附器的不同色谱区域中的分布。在本发明方法的〃高生产カ〃模式的第一个变化中，不同注入或抽出点的转换是同时的；两个吸附器各自的床在不同区域中的分布如下
区域I中2床；
区域2中5床；
区域3中3床；
区域4中2床。在本发明方法的〃高生产力〃模式的第二个变化中，对于吸附器中的ー个，两个注入点和两个抽出点的转换是同时的，吸附器的12个床在四个色谱区域中的分布如下
区域I中2床；
区域2中5床；
区域3中3床；
区域4中2床。而对于另ー个吸附器，两个注入点和两个抽出点的转换不是同时的，以便获得一个循环内平均为非整数的每一区域的床的数目；对于该吸附器，每ー区域的床的数目如下
区域I中2. 5 (+或-0. 5)个床；
区域2中4. 5 (+或-0. 5)个床；
区域3中3. 5 (+或-0. 5)个床；
区域4中I. 5 (+或-0. 5)个床。在本发明方法的〃高生产力〃模式的第三个变化中，对于每个吸附器，两个注入点和第二个抽出点的转换不是同时的以便获得一个循环内为非整数的每一区域的床的平均数目；对于这些吸附器的每ー个，每一区域的床的数目如下
区域I中2. 5 (+或-0. 5)个床；
区域2中4.5(+或-0.5)个床；
区域3中3.5(+或-0.5)个床；
区域4中I. 5 (+或-0. 5)个床。在〃维护〃模式，吸附剂床中的间隙速率不同于在〃中等生产カ〃模式中在床中的那些。在给定区域中"中等生产カ"模式中的间隙速率与"维护"模式中的间隙速率的比例等于〃中等生产カ〃模式中通过该方法处理的进料流速与〃维护〃模式中通过该方法处理的进料流速的比例(+或-10%)。另外，〃维护〃模式中的切換周期等于〃中等生产カ〃模式的切换时间除以〃维护"模式中的空隙速度与"中等生产カ"模式中的空隙速度在所有区域中的平均比值(+或-10%)。〃维护〃模式中SCC的各区域的长度等于〃中等生产カ〃模式中相同区域的长度的一半，+或-30%。为了获得非整数的区域长度，注入和抽出点的转换不必是同时的，如专利US 6 136 198中所公开的。在〃维护〃模式运行期间，本发明方法可以具有两个变化用于在所用的单个吸附器的不同色谱区域中分布吸附剂床。在本发明方法的"维护"模式的第一个变化中，不同注入或抽出点的转换是同时的；所用吸附器的床在不同区域中的分布如下
区域I中2床；
区域2中5床；
区域3中3床；
区域4中2床；
在本发明方法的"维护"模式的第二个变化中，两个注入点和两个抽出点的转换不是同时的，以便获得一个循环期间内为非整数的每一区域的床的平均数目，用于所用吸附器的每一区域的床的数目如下
区域I中2. 5 (+或-0. 5)个床；
区域2中4.5(+或-0.5)个床；
区域3中3.5(+或-0.5)个床；
区域4中I. 5 (+或-0. 5)个床。本发明方法可用于获得大于90%的对ニ甲苯收率，优选大于95%，和更优选大于98%。本发明方法达到的生产カ为20kg至180kg对ニ甲苯/小时/m3吸附剂床，优选35kg至140kg对ニ甲苯/小时/m3吸附剂床。依照本方法的ー个特征，吸附步骤的操作条件如下
温度100°c至 250°C，优选 120°C至 180°C ；
压カ从该方法温度下ニ甲苯的气泡压カ至30 X IO5Pa;
脱附剂流速与进料流速的比例0. 7至2. 5 ;
循环比2. 5至12，优选3. 5至6 ;循环比定义为在吸附器的各个床中流动的平均流速与注入该吸附器的进料的流速的比例；
吸附器遵循的循环持续时间为14至60分钟；
相对于空反应器的液体物流的平均线速度为0. 7cm/s至I. 4cm/s。在〃高生产カ〃模式或〃维护〃模式运行期间，吸附器中的水含量调节至高于〃中等生产力〃模式运行期间所调节值+5 ppm至+40 ppm(以重量计)的值。优选地，该水含量调节至高于〃中等生产カ〃模式运行期间所调节值+10 ppm至+25 ppm。实际上令人惊讶地观察到，存在有吸附器中水含量的优化范围，其取决于所选择的本发明方法的运行模式。任何可以调节吸附器中水含量的手段可用于本发明的方法。用于调节所述水含量的优选手段是如FR 2 757 507中记载的将水连续注入供应ー个或多个吸附器的物流中。实施例通过以下两个实施例，本发明可被更好地理解。实施例I (依照先有技术)
设计SCC单元，其由具有I. Im的长度和I. 05m的内半径的24个床构成，具有进料注入，脱附剂注入，萃取物抽出和萃余物抽出。所用的吸附剂为沸石BaX型固体且脱附剂为对二乙苯。温度为175°C且压力为15bars。水含量为95ppm(以重量计)。进料由21. 6%对二甲苯，20. 8%邻二甲苯，47. 9%间二甲苯和9. 7%乙苯组成。
·
SCC单元由通过分布器板分开的24个床构成。注入网络和抽出网络与每个分布器板相联。所用的冲洗设备为如专利WO 2010/020715中所记载的调制旁路流体流速设备。每个区域中的同步性为100%。中等生产力情况
不同注入和抽出点的转换是同时的。床依照5/9/7/3的配置分布于4个色谱区域中。进料与脱附剂注入流速(假定参考温度40°C而限定)如下
进料 O. 637m3/min ；
脱附剂 O. 805m3/min。另夕卜，区域4的流速为I. 963m3/min且萃取物抽出物流速为O. 414m3/min。所用的切换周期为68. O秒。通过模拟，获得99. 86%的对二甲苯纯度并且具有98. 4%的对二甲苯收率和75. 5kgPX . r1 . m_3 (指标PX表示生产力以对二甲苯的kg数表示)的生产力。通过假定进料与脱附剂注入流速(利用参考温度40°C限定)如下而获得进料流速的最小值
进料 O. 316m3/min ；
脱附剂 O. 400m3/min。另外，区域4的流速为O. 975m3/min且萃取物抽出物流速为O. 206m3/min。所用的切换周期为137. O秒。通过模拟，获得99. 86%的对二甲苯纯度且具有97. 3%的对二甲苯收率和37. Ikgpx
· m_3的生产力。高生产力情况
由于吸附器中的压降及吸附剂固体与内部设备的机械性能，不可能增加得到的用于中等生产力的流速。吸附器的维护
在维护，例如替换固体吸附剂期间，例如，整个SCC单元不得不停止且没有对二甲苯生产。实施例2 (依照本发明)
设计由各自具有12个床的两个吸附器构成的SCC单元。每个床具有I. Im的长度与I. 05m的内半径。所用的吸附剂为沸石BaX型固体且脱附剂为对二乙苯。温度为175°C且压力为15bars。
进料由21. 6%对ニ甲苯，20. 8%邻ニ甲苯，47. 9%间ニ甲苯和9. 7%こ苯组成。每个吸附器由通过分布器板分开的12个床构成。注入网络和抽出网络对应于每个分布器板。所用的冲洗设备为如专利WO 2010/020715中所记载的调制旁路流体流速设备。每个区域中的同步性为100%。中等生产カ情况
不同注入和抽出点的转换是同时的。床依照5/9/7/3的配置分布于4个色谱区域中。进料与脱附剂注入流速(假定參考温度40°C而限定)如下
进料 0. 637m3/min ；
脱附剂 0. 805m3/min。·
另外，区域4的流速为I. 963m3/min且萃取物抽出物流速为0. 414m3/min。所用的切換周期为68. 0秒。水含量为95ppm(以重量计)。通过模拟，获得99. 86%的对ニ甲苯纯度且具有98. 4%的对ニ甲苯收率和75. 5kgPX
IT1 m_3的生产力。通过假定进料与脱附剂注入流速(使用參考温度40°C限定)如下来获得被处理进料流速的最小值
进料 0. 316m3/min ；
脱附剂 0. 400m3/min。另外，区域4的流速为0. 975m3/min且萃取物抽出物流速为0. 206m3/min。所用的切換周期为137.0秒。通过模拟，获得99. 86%的对ニ甲苯纯度且具有97. 3%的对ニ甲苯收率和37. Ikgpx
m_3的生产力。高生产カ情況
每个吸附器遵循独立于另ー个吸附器循环的循环。对于每一个吸附器，不同注入与抽出点的转换是同时的。在每个吸附器中，床依照2/5/3/2的配置分布于4个色谱区域中。对于两个吸附器的每ー个来说，进料与脱附剂注入流速(假定參考温度40°C而限定)如下
进料 0. 464m3/min ；
脱附剂 0. 627m3/min。另外，区域4的流速为I. 412m3/min且萃取物抽出物流速为0. 360m3/min。所用的切換周期为91. I秒。水含量为110ppm(以重量计)。通过模拟，获得99. 71%的对ニ甲苯纯度且具有97. 03%的对ニ甲苯收率和108. 5kgPX . IT1 . m_3的生产力，鉴于由两个吸附器构成的整个单元。一个吸附器的维护
没被维护的吸附器遵循12床SCC循环且具有同时转换的不同注入和抽出点。床依照2/5/3/2的配置分布于4个色谱区域中。进料与脱附剂注入流速(假定參考温度40°C而限定)如下
进料 0. 464m3/min ；
脱附剂 0. 627m3/min。
另外，对于每个吸附器来说，区域4的流速为I. 412m3/min且萃取物抽出物流速为O. 360m3/min。所用的切换周期为91. I秒。水含量为110ppm(以重量计)。通过模拟，获得99. 71%的对二甲苯纯度且具有97. 03%的对二甲苯收率和54. 2kgPX
h—1 . m_3的生产力，鉴于由两个吸附器构成的整个单元。这些实施例提供了本发明方法的优点的良好实例，对于低与中等生产力来说，本发明方法具有与先有技术方法相同的性能，但另外可以获得较高的生产力。 与先有技术方法不同，本发明方法还可以用于在吸附器中的一个维护操作期间维持对二甲苯生产。
权利要求
1.分离二甲苯的方法，其从由二甲苯混合物构成的进料中产生萃取物与萃余物，并且使用一系列各自包括12个固体吸附剂床、以a)和b)表示的两个吸附器以模拟逆流的方式运行，每个吸附器分为定义如下的4个区域 区域I :对二甲苯解吸区域，包括在脱附剂D注入和萃取物E取出之间； 区域2 :用于对二甲苯的异构体的解吸区域，包括在萃取物E取出和待分馏的进料F注入之间； 区域3 :对二甲苯吸附区域，包括在进料注入和萃余物R抽出之间； 区域4 :位于萃余物R抽出和脱附剂D注入之间的区域； 且根据待处理的进料的流速和对吸附器中的一个的任何维护操作，两个吸附器可行地依照三种不同的模式相联 以〃高生产力〃模式(从100%至150%)，两个吸附器并联相联，即来自两个吸附器底部的物流定向向它们源自的吸附器的头部移动，来自吸附器a)底部的物流循环至所述吸附器a)的头部且来自吸附器b)底部的物流循环至所述吸附器b)的头部； 以〃中等生产力〃模式(50%至100%)，吸附器串联相联，即主要的物流从第一个吸附器a)的底部向第二个吸附器b)的头部移动且从第二个吸附器b)的底部向第一个吸附器a)的头部移动； 以〃维护〃模式(50%至75%)，两个吸附器是分离的，该过程运行单个吸附器，来自所用吸附器(a)或b)的底部的物流定向向所述吸附器的头部移动； 参考进料流速(100%)定义为可以在单元中以"中等生产力"模式处理的最大进料流速，使得在吸附器内的液体物流的平均线速度(相对于空吸附器)等于1.4cm/s。
2.根据权利要求I的模拟逆流分离方法，其中在"高生产力"模式中，每个吸附器同时转换进料与脱附剂引入点和萃取物与萃余物抽出点，每一区域的床的数目如下 区域1:2; 区域2:5 区域3:3 区域4:2 其缩写为2/5/3/2。
3.根据权利要求I的模拟逆流分离方法，其中在"高生产力"模式中，吸附器中的一个同时转换进料与脱附剂引入点和萃取物与萃余物抽出点，且另一个吸附器为Varicol型转换模式，对于同时转换模式的吸附器的每一区域的床的数目为2/5/3/2且对于Varicol型转换模式的吸附器的每一区域的床的平均数目为区域I中2. 5 (+或-O. 5)个床； 区域2中4.5(+或-O. 5)个床；区域3中3. 5 (+或-O. 5)个床；区域4中I. 5(+或-O. 5)个床。
4.根据权利要求I的模拟逆流分离方法，其中在"高生产力"模式中，两个吸附器a)和b)以Varicol型模式转换进料与脱附剂引入点及萃取物与萃余物抽出点，每一区域的床的平均数目为区域I中2. 5 (+或-O. 5)个床； 区域2中4. 5(+或-O. 5)个床； 区域3中3.5(+或-O. 5)个床；区域4中I. 5(+或-O. 5)个床。
5.根据权利要求I的模拟逆流分离方法，其中在"中等生产力"模式中，两个吸附器a)与b)同时转换进料与脱附剂引入点及萃取物与萃余物抽出点，每一区域的床的数目为5/9/7/3。
6.根据权利要求I的模拟逆流分离方法，其中在"中等生产力"模式中，两个吸附器a)与b)同时转换进料与脱附剂引入点及萃取物与萃余物抽出点，每一区域的床的数目为4/10/7/3。
7.根据权利要求I的模拟逆流分离方法，其中在"维护"模式中，所用的吸附器同时转换进料与脱附剂引入点及萃取物与萃余物抽出点，每一区域的床的数目为2/5/3/2。
8.根据权利要求I的模拟逆流分离方法，其中在"维护"模式中，所用的吸附器对于进料与脱附剂引入点及萃取物与萃余物抽出点为"Varicol"型转换模式，每一区域的床的数目为区域I中2. 5 (+或-O. 5)个床； 区域2中4.5(+或-O. 5)个床；区域3中3. 5 (+或-O. 5)个床；区域4中I. 5(+或-O. 5)个床.。
9.根据权利要求I的模拟逆流分离方法，其中用于吸附步骤的操作条件如下温度100°C至 250°C，优选 120°C至 180°C ； 压力从该方法温度下二甲苯的气泡压力至30 X IO5Pa; 脱附剂流速与进料流速的比例0. 7至2. 5 ; 循环比2. 5至12，优选3. 5至6 ;循环比定义为在吸附器的各个床中流动的平均流速与注入该吸附器的进料的流速的比例； 吸附器遵循的循环持续时间为14至30分钟，优选18至23分钟； 相对于空反应器的液体物流的平均线速度为0. 7cm/s至I. 4cm/s,优选O. 85cm/s至 I. lcm/s ; 液相水含量保持在50至140ppm(以重量计)的数量,优选80至120ppm(以重量计)。
10.根据权利要求I的模拟逆流分离方法，其中在高生产力模式中吸附器内的水含量调节至高于在〃中等生产力〃模式运行期间所调节值+5ppm至+40ppm(按重量计)，优选+IOppm至+25ppm(按重量计)的值。
11.根据权利要求I的模拟逆流分离方法，其中在维护模式中所用吸附器内的水含量调节至高于在〃中等生产力〃模式运行期间所调节值+5ppm至+40ppm(按重量计)，优选+IOppm至+25ppm(按重量计)的值。
12.根据权利要求I至11中任一项的分离二甲苯的方法，其适用于产生纯度大于·99. 7wt%的对二甲苯。
全文摘要
相对于参考运行(100%)具有高柔性的通过模拟逆流吸附生产对二甲苯的方法，其使用各自具有12个床的两个吸附器，所述吸附器能够按照3种不同的模式连接；获得的柔性为50%至150%。
文档编号C07C7/12GK102951992SQ20121030419
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月24日 优先权日2011年8月26日
发明者D.莱内库格尔勒科克, P.勒夫莱夫, L.沃尔夫, G.奥捷 申请人:Ifp 新能源公司