專(zhuān)利名稱(chēng)：重?zé)N蒸餾中的節(jié)能的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在烴蒸餾中節(jié)能的改進(jìn)方法。更具體的，本發(fā)明關(guān)注在生產(chǎn)二甲苯異構(gòu)體的芳族烴加工復(fù)合物中的節(jié)能。
背景技術(shù)：
二甲苯異構(gòu)體由石油大量生產(chǎn)，用作多種重要工業(yè)化學(xué)品的原料。最重要的二甲苯異構(gòu)體為對(duì)二甲苯，其為聚酯的主要原料，在龐大基礎(chǔ)需求中繼續(xù)享有高增長(zhǎng)率。鄰二甲苯用于制造鄰苯二甲酸酐，其供應(yīng)高容量但相對(duì)成熟的市場(chǎng)。間二甲苯用于容量較低但正在增長(zhǎng)的產(chǎn)品如增塑劑、偶氮染料及木材防腐劑。乙基苯一般存在于二甲苯混合物中且有時(shí)回收用于苯乙烯生產(chǎn)，但一般被視為C8芳族烴的不太需要的組分。在芳族烴中，二甲苯的整體價(jià)值與作為工業(yè)化學(xué)品的原料的苯相匹敵。二甲苯及苯通過(guò)重整石腦油而由石油生產(chǎn)但容量不足以滿(mǎn)足要求，因此必需轉(zhuǎn)化其他烴來(lái)增加二甲苯與苯的產(chǎn)量。甲苯通常脫烷基以生產(chǎn)苯或選擇性歧化產(chǎn)生苯及C8芳族烴，從其回收個(gè)別二甲苯異構(gòu)體。芳族復(fù)合物流程圖已由Meyers在Handbook of Petroleum Refining Processes,第2版，1997，McGraw-Hill中公開(kāi)且以引用的方式并入本文中。產(chǎn)生二甲苯的芳族烴復(fù)合物為實(shí)質(zhì)能量消費(fèi)者，尤其在制備原料及分離來(lái)自轉(zhuǎn)化方法的產(chǎn)物的蒸餾操作中。二甲苯與重芳族烴的分離尤其提供實(shí)質(zhì)節(jié)能潛力。這種方法中的節(jié)能將不僅減少加工成本，`而且也將解決目前對(duì)于碳排放的關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的廣泛實(shí)施方案為從包含CS芳族烴及C9-及-較重芳族烴的進(jìn)料流制造個(gè)別二甲苯異構(gòu)體的方法。該方法包括(a)包含分離至少一種較低沸點(diǎn)進(jìn)料流及至少一種較高沸點(diǎn)進(jìn)料流中所含的C8芳族烴與C9-及-較重芳族烴的兩個(gè)二甲苯塔的蒸餾方法。該至少一種較高沸點(diǎn)進(jìn)料流的C9-及-較重芳族烴的含量高于該至少一種較低沸點(diǎn)進(jìn)料流。該蒸餾方法包括在第一二甲苯塔中在第一壓力下蒸餾該至少一種較高沸點(diǎn)進(jìn)料流以分離第一 C8-芳族烴物流與第一 C9-及-較重芳族烴物流，及在第二二甲苯塔中在第二壓力下蒸餾該至少一種較低沸點(diǎn)進(jìn)料流以分離第二 C8-芳族烴物流與第二 C9-及-較重芳族烴物流。第二壓力高于第一壓力，且來(lái)自第二二甲苯塔的塔頂物流與第一二甲苯塔的再沸器交換熱。(b) 二甲苯異構(gòu)體分離方法，其通過(guò)將C8-芳族烴物流及脫附劑物流中的一者或兩者注射至吸附方法中而從該第一及該第二 C8-芳族烴物流中的一者或兩者回收個(gè)別二甲苯異構(gòu)體以獲得包含個(gè)別二甲苯異構(gòu)體及脫附劑的第一混合物及包含萃余物及脫附劑的第二混合物。(c)脫附劑回收方法，其通過(guò)在萃取塔中在至少300kPa的操作壓力下蒸餾步驟(b)的第一混合物而分離該第一混合物，從而產(chǎn)生包含個(gè)別二甲苯異構(gòu)體的物流及脫附劑物流，且使脫附劑物流返回二甲苯異構(gòu)體分離方法。步驟(a)的第一二甲苯塔的塔頂物流向萃取塔的再沸器提供熱。本發(fā)明的其他目的、實(shí)施方案及細(xì)節(jié)可由以下發(fā)明詳述獲得及推斷出。


圖1圖示說(shuō)明可應(yīng)用節(jié)能概念的芳族烴復(fù)合物。圖2說(shuō)明應(yīng)用節(jié)能的芳族烴復(fù)合物。圖3顯示在從重芳族烴蒸餾C8芳族烴中應(yīng)用節(jié)能。圖4說(shuō)明直接熱交換可實(shí)現(xiàn)節(jié)能的芳族烴復(fù)合物內(nèi)特定單元的實(shí)例。圖5說(shuō)明應(yīng)用一些本文所述的節(jié)能概念作為其他節(jié)能的補(bǔ)充或替代的芳族復(fù)合物。圖6說(shuō)明從芳族烴復(fù)合物內(nèi)的特定單元生產(chǎn)物流。發(fā)明詳述本發(fā)明方法的進(jìn)料流一般包含通式C6H(6_n)Rn的烷基芳族烴，其中η為整數(shù)O至5且各R可為CH3、C2H5, C3H7或C4H9,呈任何組合。本發(fā)明方法的富含芳族烴的進(jìn)料流可源自多個(gè)來(lái)源，包括但不限于催化重整、石腦油的蒸汽裂解、產(chǎn)生輕烯烴及富含較重芳族烴的副產(chǎn)物的餾出物或其他烴(包括汽油 范圍的材料，通常稱(chēng)為「裂解汽油」)、及餾出物和重油的催化或熱裂化以產(chǎn)生汽油范圍內(nèi)的產(chǎn)物。裂解或其他裂化操作的產(chǎn)物一般將根據(jù)工業(yè)中熟知的方法進(jìn)行氫化處理，隨后裝入至復(fù)合物中以移除硫、烯烴及將影響產(chǎn)物質(zhì)量和/或破壞其中所用的催化劑或吸附劑的其他化合物。來(lái)自催化裂解的輕循環(huán)油也可根據(jù)已知技術(shù)有益地進(jìn)行氫化處理和/或氫化裂化以產(chǎn)生汽油范圍內(nèi)的產(chǎn)物；氫化處理優(yōu)選還包括催化重整以產(chǎn)生富含芳族烴的進(jìn)料流。若進(jìn)料流為催化重整物，則重整器優(yōu)選在高嚴(yán)格度下操作以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物中的高芳族烴產(chǎn)率以及低非芳族烴濃度。圖1為針對(duì)制造至少一種二甲苯異構(gòu)體的已知領(lǐng)域的典型芳族烴加工復(fù)合物的簡(jiǎn)化流程圖。該復(fù)合物可加工已由例如催化重整產(chǎn)生的富含芳族烴的進(jìn)料。該物流一般將經(jīng)處理以移除烯烴化合物及輕餾分如丁烷及較輕烴且優(yōu)選戊烷；然而，該移除并非是本發(fā)明廣泛方面實(shí)施所必需的。含有芳族烴的進(jìn)料流含有苯、甲苯及C8芳族烴，且通常含有高級(jí)芳族烴及脂族烴，包括環(huán)烷。進(jìn)料流經(jīng)管道10經(jīng)熱交換器12傳遞至重整物分裂器14且經(jīng)蒸餾以分離包含C8及較重芳族烴的物流，該物流在管道16中以底部物流形式取出，甲苯及較輕烴經(jīng)管道18自塔頂回收。甲苯及較輕烴送至萃取蒸餾加工單元20，其分離大部分脂族萃余物至管道21中與苯-甲苯芳族烴物流至管道22中。在苯塔23中將管道22中的芳族烴物流與管道45中的汽提烷基轉(zhuǎn)移產(chǎn)物及管道57中的對(duì)甲苯后處理塔的塔頂產(chǎn)物一起分離至管道24中的苯物流及送至甲苯塔26的管道25中的甲苯-及-較重芳族烴物流中。甲苯在管道27中從該塔的塔頂回收，且可如圖示及下文所述部分或全部送至烷基轉(zhuǎn)移單元40中。來(lái)自甲苯塔26的底部物流經(jīng)管道28與管道16中來(lái)自重整物分裂器的經(jīng)粘土處理器17處理之后的底部物流及管道65中的再循環(huán)C8芳族烴一起傳遞至二甲苯塔30。分餾器30分離作為塔頂物流的冷凝C8芳族烴至管道31中與作為底部物流的包含C9Xltl及較重芳族烴的高沸點(diǎn)物流至管道32中。該底部物流在管道32中傳遞至重芳族烴塔70。該重物質(zhì)塔提供含有C9及至少一些Cltl芳族烴的塔頂物流至管道71中，其中較高沸點(diǎn)化合物(主要是C11及高級(jí)烷基芳族烴)以底部物流形式經(jīng)管道72取出。管道71中來(lái)自重物質(zhì)塔的C9+芳族烴與管道27中所含的含有甲苯的塔頂物流合并作為烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)器40的進(jìn)料，其含有本領(lǐng)域已知的烷基轉(zhuǎn)移催化劑以產(chǎn)生包含苯至C11+芳族烴(其中二甲苯為焦點(diǎn))的烷基轉(zhuǎn)移產(chǎn)物。管道41中的烷基轉(zhuǎn)移產(chǎn)物在汽提器42中汽提以在管道43中移除氣體，且C6及較輕烴經(jīng)管道44返回萃取蒸餾20，以回收輕芳族烴及純化苯。汽提器的底部物流在管道45中送至苯塔23以回收苯產(chǎn)物及未轉(zhuǎn)化的甲苯。分餾器30提供的C8-芳族烴塔頂物流含有對(duì)二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯及乙基苯，且經(jīng)管道31傳遞至對(duì)二甲苯分離方法50。分離方法優(yōu)選經(jīng)采用脫附劑的吸附而操作以經(jīng)管道51向萃取塔52提供對(duì)二甲苯與脫附劑的混合物，其經(jīng)管道53分離對(duì)二甲苯與管道54中返回的脫附劑；對(duì)二甲苯在后處理塔55中純化，產(chǎn)生經(jīng)管道56的對(duì)二甲苯產(chǎn)物及經(jīng)管道57返回苯塔23的輕材料。來(lái)自分離方法50的C8-芳族烴萃余物與脫附劑的非平衡混合物經(jīng)管道58送至萃余物塔59，其分離用于異構(gòu)化的萃余物至管道60中與回收的脫附劑至管道61中。包含二甲苯異構(gòu)體與乙基苯的非平衡混合物的萃余物經(jīng)管道60送至異構(gòu)化反應(yīng)器62。萃余物在反應(yīng)器62中異構(gòu)化，該反應(yīng)器含有異構(gòu)化催化劑以提供接近C8-芳族異構(gòu)體的平衡濃度的產(chǎn)物。產(chǎn)物經(jīng)管道63傳遞至脫庚烷器64，其移除C7及較輕烴，使底部物流經(jīng)管道65傳遞至二甲苯塔30以分離C9及較重材料與異構(gòu)化C8-芳族烴。來(lái)自脫庚烷器64的塔頂液體送至汽提器66，其從C6及C7材料經(jīng)管道67移除塔頂?shù)妮p材料，而C6及C7材料經(jīng)管道68送至萃取蒸餾單元20以回收苯及甲苯有用產(chǎn)物。如熟練程序操作者將了解的，已知領(lǐng)域內(nèi)存在此流程的許多可能變化。舉例而言，可萃取全部C6-C8重整物或僅萃取含苯的部分?？赏ㄟ^(guò)結(jié)晶而非吸附從C8-芳族混合物回收對(duì)二甲苯。可通過(guò)吸附從C8-芳族混合物回收間二甲苯以及對(duì)二甲苯，且可通過(guò)分餾回收鄰二甲苯。或者，使用以極 性溶劑進(jìn)行溶劑萃取或溶劑蒸餾或以蒸汽或其他介質(zhì)汽提來(lái)加工C9-及較重物流或重芳族烴物流，以分離呈殘余物流形式的高度冷凝的芳族烴，而C9+再循環(huán)至烷基轉(zhuǎn)移。在一些情形中，全部重芳族烴物流可在烷基轉(zhuǎn)移單元中直接加工。本發(fā)明適用于芳族烴加工流程的這些及其他變體，其各方面描述于以引用方式并入本文中的US6, 740，788 中。在分餾器30中分離C8芳族烴與重芳族烴，這是本發(fā)明的蒸餾方法一般有效的情況。本發(fā)明的蒸餾方法由兩個(gè)或兩個(gè)以上二甲苯塔代表，各塔實(shí)現(xiàn)芳族烴復(fù)合物的兩個(gè)或兩個(gè)以上內(nèi)部或外部進(jìn)料流(分別命名為第一及第二進(jìn)料流)中所含的C8與C9+芳族烴之間實(shí)質(zhì)上相同的分離。兩個(gè)物流優(yōu)選包含較高沸點(diǎn)的第一進(jìn)料流及較低沸點(diǎn)的第二進(jìn)料流，其中較高沸點(diǎn)第一進(jìn)料流的(:9+烴的含量高于第二進(jìn)料流。本發(fā)明包括在至少一個(gè)第一分餾塔中在低壓下蒸餾第一進(jìn)料流以分離第一 C8-芳族烴物流與第一 C9-及-較重芳族烴物流，在第二分餾塔中在升高的壓力下蒸餾第二進(jìn)料流以分離第二 C8-芳族烴物流與第二C9-及-較重芳族烴物流，及循環(huán)來(lái)自第二塔的塔頂物流以向第一塔的再沸器提供熱。低壓通常在100與SOOkPa之間，且升高的壓力經(jīng)選擇為允許熱從第二塔轉(zhuǎn)移至第一塔，且通常比低壓高至少400kPa。當(dāng)較高沸點(diǎn)進(jìn)料流中存在的重組分在分離輕組分與重組分所需的再沸器溫度下進(jìn)行降解時(shí)，平行塔中不同壓力的該概念尤其有價(jià)值。
第二分餾塔處理進(jìn)行分解的重材料濃度低于第一塔的進(jìn)料的第二進(jìn)料流，且壓力因此可升至較高以通過(guò)第一塔與第二塔之間的熱交換實(shí)現(xiàn)節(jié)能，而不損失產(chǎn)物產(chǎn)率或無(wú)設(shè)備污染風(fēng)險(xiǎn)。此進(jìn)料優(yōu)選包含在脫庚烷后來(lái)自異構(gòu)化反應(yīng)器的多數(shù)或所有異構(gòu)化C8芳族烴，但亦可包含具有低濃度重芳族烴的其他C8-芳族烴物流。第二塔的此物流通常含有小于10重量％的C9+芳族烴，更通常小于5重量％的C9+芳族烴，且通常小于2重量％的C9+芳族烴。實(shí)際上，該方法包括在將使塔頂物流能夠向第一塔的再沸器且優(yōu)選相關(guān)加工復(fù)合物中的至少一個(gè)其他塔的再沸器和/或蒸汽發(fā)生器提供熱的壓力下操作第二塔。在另一實(shí)施方案中，該方法包括在將使塔頂物流能夠提供熱以產(chǎn)生適用于相關(guān)加工復(fù)合物的蒸汽的壓力下操作第二分餾塔。此外，C8-芳族烴分餾器可包含三個(gè)或三個(gè)以上塔，其包含以與上文所述類(lèi)似的方式在塔頂物流與再沸器之間進(jìn)行的額外熱交換。圖2為采用許多本發(fā)明概念的節(jié)能芳族烴復(fù)合物。為了便于參考，圖1及圖2中采用平行編號(hào)系統(tǒng)。進(jìn)料流經(jīng)管道110，經(jīng)使進(jìn)料流溫度升高的熱交換器112及113，傳遞至重整物分裂器114。分別經(jīng)管道212及213從凈對(duì)二甲苯產(chǎn)物供應(yīng)熱交換，且如此段隨后所述從對(duì)二甲苯分離法回收脫附劑。如圖1中，C8及較重芳族烴以底部物流形式經(jīng)管道116取出，而經(jīng)管道118從塔頂回收的甲苯及較輕烴送至萃取蒸餾加工單元120，其分離大部分脂族萃余物至管道121中與苯-甲苯芳族烴物流至管道122中。在分餾器123中將管道122中的芳族烴物流與管道145中的汽提烷基轉(zhuǎn)移產(chǎn)物及管道157中的對(duì)二甲苯后處理塔的塔頂產(chǎn)物一起分離成管道124中的苯物流及送至甲苯塔126的管道125中的甲苯-及-較重芳族烴物流。甲苯在管道127中從該塔的塔頂回收，且可如圖示及下文所述部分或全部送至烷基轉(zhuǎn)移單元140中。來(lái)自甲苯塔126的底部物流經(jīng)管道128與管道116中來(lái)自重整物分裂器的經(jīng)粘土處理器117處理之后的底部物流及管道138中的重芳族烴凈化物流一起傳遞至低壓第一二甲苯塔130。此塔的進(jìn)料流特征 為較高沸點(diǎn)進(jìn)料流，因?yàn)槠湟话愫谐^(guò)5重量％的C9+芳族烴且通常超過(guò)10重量％的C9+芳族烴。具有大含量C9及較重芳族烴的其他CS-芳族烴物流(包括從復(fù)合物外部的來(lái)源獲得的物流)也可添加至該較高沸點(diǎn)進(jìn)料流中；也可視整體能量平衡而包括物流165中的一部分脫庚烷器底部物流。低壓二甲苯塔分離作為塔頂物流的冷凝第一 C8-芳族烴物流至管道131中與作為底部物流的包含C9、C1(I及較重芳族烴的高沸點(diǎn)第一 C9-及-較重物流至管道132中。同時(shí)，異構(gòu)化C8-芳族烴物流經(jīng)管道165傳遞至高壓第二二甲苯塔133。此物流特征為較低沸點(diǎn)進(jìn)料流，其中進(jìn)行分解的重材料的濃度低于塔130的進(jìn)料，且塔壓力因此可增加以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。具有類(lèi)似低含量C9-及-較重芳族烴的其他含有C8-芳族烴的物流(包括從復(fù)合物外部的來(lái)源獲得的物流)也可含于此塔的進(jìn)料流中。第二二甲苯塔分離作為塔頂物流的第二 C8-芳族烴物流至管道134中與第二 C9-及-較重物流至管道132中。管道134中來(lái)自高壓二甲苯塔的至少一部分塔頂蒸氣優(yōu)選用于使低壓二甲苯塔130中的再沸器135再沸，留下冷凝液體經(jīng)管道136至二甲苯分離方法150以及回流(未圖示)至塔133。此外，管道134中的塔頂物流可用于向萃取塔152的再沸器提供能量或下文所述或熟練程序操作者將顯而易見(jiàn)的其他這種服務(wù)。傳遞至再沸器137的C9+底部物流可經(jīng)管道270中再沸器之前的物流和管道259中來(lái)自再沸器的經(jīng)加熱物流中一者或兩者提供能量，以分別使重芳族烴塔170及萃余物塔159中的一者或兩者再沸；熱交換之后的底部物流將送至重芳族烴塔170。熟練程序操作者將顯而易見(jiàn)其他類(lèi)似熱交換服務(wù)。管道138中的凈底部物流一般傳遞通過(guò)塔130或可在管道139中直接與管道132中的物流合并送至重塔170。重塔提供含有C9及至少一些Cltl芳族烴的塔頂物流至管道171中，其中較高沸點(diǎn)化合物(主要是C11及高級(jí)烷基芳族烴)以底部物流形式經(jīng)管道172取出。此塔可如上文所述通過(guò)管道270中的二甲苯塔底部物流再沸。塔130及170的塔頂蒸氣也可分別經(jīng)所指示的管道230及271產(chǎn)生蒸汽，其中冷凝液體用作各塔的回流物或分別用作物流131或171中的凈塔頂物流。管道171中來(lái)自重物質(zhì)塔的C9+芳族烴與管道127中所含的含有甲苯的塔頂物流合并作為烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)器140的進(jìn)料，以產(chǎn)生含有二甲苯的烷基轉(zhuǎn)移產(chǎn)物。管道141中的烷基轉(zhuǎn)移產(chǎn)物在汽提器142中汽提以在管道143中移除氣體，且C7及較輕液體經(jīng)管道144返回萃取蒸餾120，以在異構(gòu)物汽提器166中穩(wěn)定后回收輕芳族烴。汽提器的底部物流在管道145中送至苯塔123以回收苯產(chǎn)物及未轉(zhuǎn)化的甲苯。二甲苯塔130及133提供的含有對(duì)二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯及乙基苯的第一及第二 C8-芳族烴物流經(jīng)管道131及136傳遞至二甲苯-異構(gòu)體分離方法150。本文的描述適用于回收除對(duì)二甲苯外的一或多種二甲苯異構(gòu)體；然而，該描述出于易于理解的目的針對(duì)對(duì)二甲苯提出。經(jīng)吸附法實(shí)現(xiàn)二·甲苯異構(gòu)體分離以萃取使用脫附劑回收的所要異構(gòu)體。吸附劑可以與進(jìn)料流及脫附劑交替接觸的固定床形式采用，或以具有適當(dāng)管路/閥的多個(gè)床形式采用以允許進(jìn)料流連續(xù)傳遞通過(guò)一或多個(gè)吸附劑床，而脫附劑物流傳遞通過(guò)床組中的其他床。在逆流移動(dòng)床操作模式中，可達(dá)到進(jìn)料混合物組分的固定濃度概況以實(shí)現(xiàn)進(jìn)料流及脫附劑物流的固定點(diǎn)引入連同萃取及萃余物取出的連續(xù)操作。在模擬移動(dòng)床方法中，流體經(jīng)多個(gè)接入點(diǎn)沿吸附劑腔室逐漸移動(dòng)可模擬一個(gè)或多個(gè)腔室中所含的吸附劑的移動(dòng)。仿真移動(dòng)床流動(dòng)系統(tǒng)的操作原理及步驟順序描述于US2，985，589、US3, 310, 486及US4, 385，993中，這些專(zhuān)利以全文引用的方式并入本文中。吸附方法經(jīng)管道151向萃取塔152提供對(duì)二甲苯與脫附劑的第一混合物，其經(jīng)管道153分離對(duì)二甲苯與管道154中回收的脫附劑。萃取塔152優(yōu)選在高壓(至少300kPa且更優(yōu)選500kPa或更高)下操作，使得來(lái)自塔的塔頂物流在足夠溫度下經(jīng)管道256使后處理塔155再沸或經(jīng)管道265使脫庚烷器再沸。經(jīng)管道256及265供應(yīng)用于再沸任務(wù)的熱導(dǎo)致冷凝這些物流中的萃取物，其中一者或兩者回流至塔152(未圖示)或以?xún)粑锪餍问皆诠艿?53中送至后處理塔155。對(duì)二甲苯在后處理塔155中純化，產(chǎn)生經(jīng)管道156的對(duì)二甲苯產(chǎn)物及經(jīng)管道157返回苯塔123的輕材料。來(lái)自分離方法150的萃余物(呈C8芳族烴的非平衡摻合物形式)與脫附劑的第二混合物經(jīng)管道158送至萃余物塔159，其分離用于異構(gòu)化的萃余物至管道160中與回收的脫附劑至管道161中。萃余物塔可在較高壓力下操作以經(jīng)管道260產(chǎn)生蒸汽或在復(fù)合物其他區(qū)域中熱交換；來(lái)自該熱交換的冷凝液體用作萃余物塔的回流物或管道160中的凈塔頂物流。管道154及161中回收的脫附劑及凈后處理塔底部物流可分別經(jīng)管道213及212加熱管道110中的引入進(jìn)料流。包含二甲苯異構(gòu)體與乙基苯的非平衡摻合物的萃余物經(jīng)管道160送至異構(gòu)化反應(yīng)器162。在異構(gòu)化反應(yīng)器162中，萃余物經(jīng)異構(gòu)化以提供接近C8-芳族異構(gòu)體的平衡濃度的產(chǎn)物。產(chǎn)物經(jīng)管道163傳遞至脫庚烷器164，其移除C7及較輕烴且優(yōu)選使用管道265中來(lái)自萃取塔152的塔頂物流再沸。來(lái)自脫庚烷器的底部物流經(jīng)管道165送至二甲苯塔133，以分離C9及較重材料與異構(gòu)化C8-芳族烴。來(lái)自脫庚烷器164的塔頂液體送至汽提器166，其分離塔頂?shù)妮p材料至管道167中，而C6及C7材料經(jīng)管道168送至萃取蒸餾單元120以回收及純化苯及甲苯有用產(chǎn)物。選擇脫庚烷器164及汽提器166的壓力以類(lèi)似于本說(shuō)明書(shū)別處論述的二甲苯塔的方式交換熱或產(chǎn)生蒸汽。圖3更詳細(xì)顯示平行二甲苯蒸餾塔130與133之間的本發(fā)明熱交換。低壓二甲苯塔130的進(jìn)料包含經(jīng)管道128的來(lái)自甲苯塔的底部物流、管道116中來(lái)自重整物分裂器的經(jīng)粘土處理的底部物流、及管道138中的凈化C8芳族烴，且對(duì)于能量平衡而言適當(dāng)時(shí)可包含不適于在高壓二甲苯塔中加工的其他含有C8-芳族烴的物流以及一部分脫庚烷化物流165。重重整物及甲苯塔底部物流的合并進(jìn)料可含有易于在高溫下降解的重芳族烴，且在低于SOOkPa的壓力下操作允許保持塔底部及再沸器中的溫度以避免該分解。低壓二甲苯塔分離作為塔頂物流的冷凝C8芳族烴至管道131中與作為底部物流的包含C9、C10及較重芳族烴的高沸點(diǎn)物流至管道132中。來(lái)自塔130的塔頂物流可至少部分經(jīng)圖2的管道230使用，以便如先前所述產(chǎn)生蒸汽或使其他塔再沸，且因此經(jīng)冷凝以向塔提供回流物以及經(jīng)管道131向二甲苯分離提供凈塔頂物流。同時(shí)，異構(gòu)化C8-芳族烴物流經(jīng)管道165傳遞至高壓二甲苯塔133 ;此物流所含的進(jìn)行分解的重材料的濃度低于塔130的進(jìn)料；如先前所述，塔壓力相對(duì)于本發(fā)明的低壓二甲苯塔升高，以通過(guò)可用于以適用程度交換熱的相伴較高溫度實(shí)現(xiàn)節(jié)能。來(lái)自高壓二甲苯塔133的塔頂蒸氣的溫度因此足以提供適用于芳族烴復(fù)合物中其他服務(wù)的能量。如圖所示，塔頂蒸氣的溫度足以使低壓二甲苯塔130的再沸器135以及萃取塔152的再沸器再沸，冷凝物流以回流物形式返回塔133(未圖示)且管道136中的凈物流返回二甲苯分離。管道138中的少量?jī)舻撞课锪鲀?yōu)選送至低壓塔130以回收剩余C8芳族烴?；蛘呋蛄硗猓瑏?lái)自高壓二甲苯塔133的塔頂蒸氣的溫度足以產(chǎn)生適用于加熱服務(wù)或使其他加工單元中的塔再沸的蒸汽。該蒸汽一般在超過(guò)300kPa、優(yōu)選至少500kPa及最優(yōu)選IOOOkPa或更高的壓力下產(chǎn)生。塔頂蒸汽可與供入蒸汽鼓的循環(huán)水路間接進(jìn)行熱交換。最一般而言，鍋爐給水在與蒸汽鼓解耦的熱交換器中加熱。服務(wù)于不同交換器的多個(gè)循環(huán)水路彼此平行排列且供入單個(gè)蒸汽鼓以提供具有所要壓力的蒸汽產(chǎn)物，其僅需要一組儀器。這種蒸汽系統(tǒng)為熟知的，且可通過(guò)諸如以全文引用的方式并入本文中的US7，730，854中發(fā)現(xiàn)的教導(dǎo)添加細(xì)節(jié)。通常涉及加工流體之間緊密溫度法的本發(fā)明的能量回收通過(guò)使用具有強(qiáng)化的核沸騰表面的交換器得以改進(jìn)。這種強(qiáng)化的沸騰表面可以多種方式實(shí)現(xiàn)，例如US3，384，154 ；US3, 821，018 ；US4, 064，914 ；US4, 060，125 ；US3, 906，604 ；US4, 216，826 ；US3, 454，081 ；US4, 769，511及”5，091，075中所述，其均以全文引用的方式并入本文中。該高通量管材尤
其適于在第二高壓二甲苯塔的塔頂與第一低壓二甲苯塔的再沸器之間交換熱或從二甲苯塔塔頂產(chǎn)生蒸汽。通常，這些強(qiáng)化的核沸騰表面并入殼-管型熱交換器的管上。這些強(qiáng)化的管以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的多種不同方式制造。 舉例而言，這種管可包含沿通過(guò)管機(jī)械加工制成的管表面延伸的環(huán)形或螺旋形腔室。或者，可在表面上提供翼片。此外，可刻劃管以提供棱、凹槽、多孔層等。
—般而言，更有效強(qiáng)化的管為在管的沸騰側(cè)具有多孔層的管。多孔層可以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的多種不同方式提供。這些多孔表面最有效具有稱(chēng)為凹型腔室的腔室，其經(jīng)有限腔室開(kāi)口將蒸氣截留于層的腔室中。在如US4，064，914所述的一種所述方法中，多孔沸騰層結(jié)合于導(dǎo)熱壁的一側(cè)。多孔表面層的基本特征為毛細(xì)管尺寸的互連孔，其中一些與外部表面連通。待沸騰的液體經(jīng)外部孔及表面下互連孔進(jìn)入表面下腔室，且通過(guò)形成腔室壁的金屬加熱。至少部分液體在腔室內(nèi)蒸發(fā)且導(dǎo)致抵靠腔室壁產(chǎn)生氣泡。其一部分最終經(jīng)外部孔從腔室顯露，接著上升通過(guò)多孔層上方的液體膜以脫離至液體膜上方的氣體空間中。額外液體從互連孔流至腔室中且繼續(xù)重復(fù)該機(jī)制。該含有多孔沸騰層的強(qiáng)化管以UOP, Des Plaines, IL 制備的商品名 High Flux Tubing 市售。圖4說(shuō)明芳族烴復(fù)合物內(nèi)特定單元的實(shí)例，其中一個(gè)或多個(gè)高溫塔的塔頂物流與一個(gè)或多個(gè)低溫塔的再沸器的直接熱交換可實(shí)現(xiàn)節(jié)能，使用圖2的方法的數(shù)值命名。管道134中來(lái)自高壓二甲苯塔133的塔頂物流的溫度足以提供使萃取塔152經(jīng)再沸器235再沸的能量，從而冷凝二甲苯塔頂物流于管道236中以作為回流物或凈塔頂物流返回133。萃取塔可經(jīng)加壓，使得管道256中的塔頂物流的溫度足以使后處理塔155(其優(yōu)選在真空壓力下操作)經(jīng)再沸器257再沸，從而冷凝萃取塔塔頂物流于管道258中。如上文所述，產(chǎn)物對(duì)二甲苯回收于管道156中。圖5概述與圖2有關(guān)的許多(非詳盡或排他地)直接熱交換可能性。高壓二甲苯塔133可提供熱以使低壓二甲苯塔130、萃取塔152及萃余物塔159中的一者或多者再沸。低壓二甲苯塔130可提供熱以使萃取蒸餾塔120再沸。加壓萃取塔152可提供熱以使苯塔123及后處理塔155中的一著或多者再沸。加壓萃余物塔159可提供熱以使重整物分裂器114、甲苯塔126及脫庚烷器164中的一者或多者再沸。圖6概述通過(guò)產(chǎn)生中等壓力蒸汽進(jìn)行間接熱交換的可能性的非詳盡實(shí)例。來(lái)自低壓二甲苯塔130的塔頂物流230 (圖2)及來(lái)自加壓萃余物塔159的塔頂物流260 (圖2)可在加熱器100中產(chǎn)生O. 6至2MPa，且優(yōu)選O. 7至1. 5MPa的中等壓力蒸汽，其可用于使重整物分裂器114、萃取蒸餾塔120及甲苯塔126中的一者或多者再沸，附加向其他單元輸出蒸汽的潛能。該蒸汽的產(chǎn)生及 使用可視為諸如圖5所述的其他節(jié)能的補(bǔ)充或替代。舉例而言，高壓二甲苯塔133可提供熱以使低壓二甲苯塔130及萃取塔152再沸，其又使苯塔123及后處理塔155再沸。
實(shí)施例根據(jù)投資回收率評(píng)估上文圖6中所述的蒸汽產(chǎn)生及直接熱交換的組合?；A(chǔ)情形為圖1所述的設(shè)施，且本發(fā)明情形為適用于圖3的流程圖的圖6的情形。用于制造對(duì)二甲苯的相對(duì)關(guān)鍵參數(shù)如下
基礎(chǔ)情形本發(fā)明 燃料消耗1.00.922。
凈蒸汽消耗1.0O 產(chǎn)生1.01.3權(quán)利要求
1.一種由含有C8芳族烴及C9-及-較重芳族烴的進(jìn)料流生產(chǎn)個(gè)別二甲苯異構(gòu)體的方法，其包括 (a)蒸餾方法，包含分離至少一種較低沸點(diǎn)進(jìn)料流及至少一種較高沸點(diǎn)進(jìn)料流中所含的C8芳族烴與C9-及-較重芳族烴的兩個(gè)二甲苯塔，其中該至少一種較高沸點(diǎn)進(jìn)料流的C9-及-較重芳族烴的含量高于該至少一種較低沸點(diǎn)進(jìn)料流，該蒸餾方法包括在第一二甲苯塔中在第一壓力下蒸餾該至少一種較高沸點(diǎn)進(jìn)料流以分離第一 C8-芳族烴物流與第一C9-及-較重芳族烴物流，在第二二甲苯塔中在第二壓力下蒸餾該至少一種較低沸點(diǎn)進(jìn)料流以分離第二 C8-芳族烴物流與第二 C9-及-較重芳族烴物流，其中該第二壓力高于該第一壓力，且來(lái)自該第二二甲苯塔的塔頂物流與該第一二甲苯塔的再沸器交換熱； (b)二甲苯異構(gòu)體分離方法，其通過(guò)將C8-芳族烴物流及脫附劑物流中的一者或兩者注射至吸附方法中而從該第一及該第二 C8-芳族烴物流中的一者或兩者回收該個(gè)別二甲苯異構(gòu)體，以獲得包含該個(gè)別二甲苯異構(gòu)體和脫附劑的第一混合物及包含萃余物和脫附劑的第二混合物；及 (C)脫附劑回收方法，其通過(guò)在萃取塔中在至少300kPa的操作壓力下蒸餾步驟(b)的該第一混合物而分離該第一混合物，從而產(chǎn)生包含該個(gè)別二甲苯異構(gòu)體的物流及脫附劑物流，且使該脫附劑物流返回該二甲苯異構(gòu)體分離方法；其中步驟(a)的該第一二甲苯塔的塔頂物流向該萃取塔的再沸器提供熱。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中該第二壓力比該第一壓力高至少400kPa。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，其中該第一壓力在IOOkPa與800kPa之間。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的方法，其中該第一二甲苯塔的該再沸器具有強(qiáng)化的核沸騰表面。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的方法，其中該至少一種較高沸點(diǎn)進(jìn)料流包含高于5重量％的C9-及-較重芳族烴。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的方法，其中該至少一種較低沸點(diǎn)進(jìn)料流包含低于5重量％的C9-及-較重芳族烴。
7.如權(quán)利要求6的方法，其中該至少一種較低沸點(diǎn)進(jìn)料流包含來(lái)自C8-芳族烴異構(gòu)化產(chǎn)物的脫庚烷化的部分或所有底部物流。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的方法，其中來(lái)自該第一二甲苯塔的塔頂物流與蒸汽發(fā)生器交換熱以產(chǎn)生中等壓力的蒸汽。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的方法，其中來(lái)自該萃取塔的塔頂物流與二甲苯后處理塔的再沸器及脫庚烷塔的再沸器中的一者或兩者交換熱；該萃取后處理塔及該脫庚烷塔中的一者或兩者的該再沸器任選具有強(qiáng)化的核沸騰表面。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的方法，其中步驟(b)的該個(gè)別二甲苯異構(gòu)體為對(duì)二甲苯。
全文摘要
一種生產(chǎn)一種或多種二甲苯異構(gòu)體的芳族復(fù)合物，其提供大量機(jī)會(huì)通過(guò)在復(fù)合物內(nèi)進(jìn)行熱交換來(lái)節(jié)能。一種先前未被認(rèn)同的機(jī)會(huì)為通過(guò)提供在不同壓力下操作的兩個(gè)平行蒸餾塔來(lái)分離C8芳族烴與C9芳族烴。平行塔提供通過(guò)在相關(guān)二甲苯回收設(shè)施中進(jìn)行熱交換而在復(fù)合物中節(jié)能的額外機(jī)會(huì)。
文檔編號(hào)C07C15/08GK103068775SQ201080068585
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者G·R·韋爾巴, J·T·科拉迪, X·X·朱, D·W·阿布林, S·烏拉什阿徹克格茲 申請(qǐng)人:環(huán)球油品公司