利用隔膜分离器的烃提取和/或分离方法与流程

本公开内容涉及用于从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中分离和/或提取芳族烃的方法、设备和系统。特别地，本公开内容涉及利用隔膜分离器(a membraneseparator)从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中分离/或提取芳族烃的方法、设备和系统。本公开内容的方法、设备和系统可用于例如由包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料生产芳族烃产物如苯、甲苯、二甲苯和非芳族烃产物。

背景技术：

1、芳族烃产品，如苯、甲苯、二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、乙苯等，特别是具有高纯度的那些，是可用于生产其它增值工业化学品的高度有价值的工业商品。在现代石油化工厂中，芳族烃产物通常通过分离包含一种或多种此类芳族烃和非芳族烃的混合物进料来生产。这样的混合物进料的一个实例是重整油料流，其可以包含高浓度的非芳族烃，例如基于重整油料流的总重量计高达30重量％。这种混合物进料的其它实例主要包括由二甲苯异构化单元、烷基转移单元或甲苯歧化单元产生的芳族烃料流。存在于混合物进料中的许多非芳族烃是目标芳族烃的共沸物(co-boi ler)。因此，通过使用常规蒸馏方法和设备，由所述混合物进料(特别是以高纯度)生产芳族烃产物如苯、甲苯、二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯等是困难且低效的(如果不是不可行的话)。

2、溶剂辅助分离方法，例如液-液提取方法和提取蒸馏方法，已经在工业中长时间用于从混合物进料中分离芳族烃。在这样的方法中，通常使用具有高极性的溶剂，例如环丁砜(sulfolane)、四乙二醇等与提取塔中的混合物进料接触。因为芳族烃分子在分离条件下通常展现比非芳族烃更高的极性，所以芳族烃不成比例地分布到极性溶剂中以形成富含芳族烃的溶剂料流，所述富含芳族烃的溶剂料流可随后分离以产生高纯度芳族烃和贫烃溶剂料流。然后可以将贫烃溶剂料流再循环至提取塔。因此，在连续芳族烃提取分离方法的操作期间，一定量的极性溶剂在系统中循环。

3、随着时间的推移，再循环至提取塔的贫烃溶剂料流可能在操作活动期间经历各种污染物浓度的逐渐增加。此类污染物尤其可以包括饱和和不饱和重质烃、含氯化合物、含硅化合物等，其在提取过程中由于高温条件而产生，和/或经由混合物进料引入。此类污染物，特别是高浓度的污染物，可能导致容器、导管、阀门、泵和其他设备的腐蚀和/或结垢，使得需要频繁的停机和维护，并严重缩短系统的寿命。因此，芳族烃提取系统通常配备有一个或多个溶剂再生单元和/或料流纯化单元，例如汽提塔、吸附剂床等，以减少再循环到提取塔的贫烃溶剂料流中的污染物。或者，可以不时地吹扫一部分贫烃溶剂料流并用新鲜溶剂进料替换。所有这些方法都为新芳族烃装置的工程和建造及其操作的资本支出增加了显著成本。

4、因此，持续需要改进以减少在芳族烃提取方法中再循环至提取塔的贫烃溶剂料流中的污染物，和/或改进整个芳族烃生产方法。本公开内容满足了这种需求及其它需求。

技术实现思路

1、发明概述

2、已经发现，在芳族烃提取方法中，隔膜分离器可以用于分离含污染物的贫溶剂料流(例如，包含可观量的重质组分作为污染物的一部分的再循环极性溶剂料流)以除去渗余物料流中的污染物的至少一部分，从而获得经纯化贫溶剂料流，其可以优选再循环到提取单元。另外，隔膜分离器可用于分离包含芳族烃和非芳族烃的烃料流，以获得富含芳族烃的渗透物料流和富含非芳族烃的渗余物料流。此外，隔膜分离器可用于分离富溶剂料流以获得富含非芳族烃的渗余物料流和富含芳族烃的渗透物料流，其中前者可有利地再循环到提取塔，并且可从后者回收芳族烃。在这些方法中使用隔膜分离器可以是对分离芳族烃的现有方法的成本有效、能量有效的改进。

3、因此，本公开内容的第一方面涉及从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中提取芳族烃的方法。所述方法可以包括(a-1)将混合物进料进料到提取塔中。所述方法可以进一步包括(a-2)提供第一贫溶剂料流，其包含浓度为c(ps)重量％的极性溶剂和总浓度为c(hcom)重量％的重质组分，基于所述贫溶剂料流的总重量，优选75≤c(ps)≤99.99。所述方法还可以包括(a-3)将第一贫溶剂料流进料到隔膜分离器中，其中：所述隔膜分离器包括具有第一体积、第二体积和在所述第一体积与所述第二体积之间的隔膜的容器；所述第一体积通过所述隔膜与所述第二体积分离；所述隔膜对所述极性溶剂比对所述重质组分更具渗透性；和将所述第一贫溶剂料流进料到所述第一体积中。所述方法可以进一步包括(a-4)获得离开隔膜分离器的第一体积的渗余物料流，其中所述渗余物料流相对于第一贫溶剂料流富含重质组分。所述方法还可包括(a-5)获得离开所述隔膜分离器的第二体积的渗透物料流，其中所述渗透物料流相对于第一贫溶剂料流贫含重质组分。所述方法可以进一步包括(a-6)将所述渗透物料流的至少一部分进料到提取塔中。

4、本公开内容的第二方面涉及分离包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料的方法。所述方法可以包括(b-1)将所述混合物进料进料到隔膜分离器中，其中：所述隔膜分离器包括具有第一体积、第二体积和在所述第一体积与所述第二体积之间的隔膜的容器；所述第一体积通过所述隔膜与所述第二体积分离；所述隔膜对所述芳族烃比对所述非芳族烃更具渗透性；和将所述混合物进料进料到所述第一体积中。所述方法可以进一步包括(b-2)获得离开所述隔膜分离器的第一体积的渗余物料流，其中相对于所述混合物进料，所述渗余物料流贫含芳族烃并且富含非芳族烃。所述方法可以进一步包括(b-3)获得离开所述隔膜分离器的第二体积的渗透物料流，其中所述渗透物料流相对于所述混合物进料富含芳族烃并贫含非芳族烃。

5、本公开内容的第三方面涉及分离包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料的方法。所述方法可以包括(c-1)将所述混合物进料和包含极性溶剂的第一贫溶剂料流进料到提取塔中。所述方法可以进一步包括(c-2)从提取塔获得塔顶料流和塔底料流，其中所述塔顶料流相对于混合物进料富含非芳族烃，所述塔底料流相对于混合物进料富含芳族烃和极性溶剂。所述方法还可以包括(c-3)将所述塔底料流的至少一部分进料到隔膜分离器中，其中：所述隔膜分离器包括具有第一体积、第二体积和在所述第一体积与所述第二体积之间的隔膜的容器；所述第一体积通过所述隔膜与所述第二体积分离；所述隔膜对所述芳族烃比对所述非芳族烃更具渗透性；和将所述塔底料流的至少一部分进料到所述第一体积中。所述方法可以进一步包括(c-4)获得离开所述隔膜分离器的第一体积的渗余物料流，其中相对于所述塔底料流，所述渗余物料流贫含芳族烃并且富含非芳族烃。所述方法可以进一步包括(c-5)获得离开所述隔膜分离器的第二体积的渗透物料流，其中所述渗透物料流相对于所述塔底料流富含芳族烃并贫含非芳族烃。所述方法可以进一步包括(c-6)将所述渗余物料流的至少一部分进料到提取塔中。

技术特征：

1.从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中提取芳族烃的方法，所述方法包括：

2.权利要求1的方法，还包括：

3.权利要求2的方法，其中所述用重质组分饱和的溶剂料流按3至15重量％的总浓度包含所述重质组分，基于所述用重质组分饱和的溶剂料流的总重量。

4.上述权利要求中任一项的方法，其中：

5.上述权利要求中任一项的方法，其中：

6.上述权利要求中任一项的方法，其中：

7.上述权利要求中任一项的方法，其中：

8.上述权利要求中任一项的方法，其中：

9.上述权利要求中任一项的方法，其中0.01≤c(hcom)≤20。

10.权利要求9的方法，其中1≤c(hcom)≤15。

11.上述权利要求中任一项的方法，还包括：

12.权利要求11的方法，其中在给定时间段内，所述第一贫溶剂料流按w1的总重量包含所述极性溶剂，所述第二贫溶剂料流按w2的总重量包含所述极性溶剂，和0.5％≤w1/(w1+w2)×100％≤10％。

13.权利要求12的方法，其中0.5％≤w1/(w1+w2)×100％≤8％，优选0.5％≤w1/(w1+w2)×100％≤5％，更优选1％≤w1/(w1+w2)×100％≤5％，仍更优选1％≤w1/(w1+w2)×100％≤3％。

14.权利要求11至13中任一项的方法，其中所述第一贫溶剂料流和所述第二贫溶剂料流源自于共同的贫溶剂料流。

15.权利要求14的方法，其中所述共同的贫溶剂料流包含总浓度为c(hcom-cs)重量％的所述重质组分，基于所述共同的贫溶剂料流的总重量，和所述方法还包括：

16.上述权利要求中任一项的方法，还包括：

17.权利要求16的方法，还包括：

18.权利要求17的方法，还包括：

19.权利要求18的方法，其中在步骤(a-21)中，所述蒸汽料流被所述第三贫溶剂料流的一部分至少部分地加热。

20.从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中提取芳族烃的方法，所述方法包括：

技术总结
包含隔膜的隔膜分离器用于在将芳族烃与非芳族烃分离的方法中分离各种料流。此类料流可以是贫溶剂料流、富溶剂料流或包含芳族烃和非芳族烃两者的烃料流。所述隔膜分离器有利地与包括液‑液蒸馏塔和/或提取蒸馏塔的提取子系统组合使用。

技术研发人员：T·E·德特简,C-J·王,R·G·廷格
受保护的技术使用者：埃克森美孚化学专利公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13