CN101941877A - 用于从芳族化合物选择性溶剂中除去污染物的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及从芳族化合物选择性溶剂中除去污染物的方法和装置。将包含芳烃和非芳烃的原料流与芳族化合物选择性溶剂在萃取蒸馏区接触，产生包含所述非芳烃的萃余流，和包含所述芳烃和所述溶剂的富溶剂流。在第二蒸馏区分离所述富溶剂流，产生包含芳烃的萃取流，和包含所述污染物和所述芳族化合物选择性溶剂的贫溶剂流。用非芳烃清洗至少部分所述贫溶剂流，产生清洁溶剂流，将至少部分所述清洁溶剂流引入所述萃取蒸馏区和所述第二蒸馏区中的至少一个。

Description

用于从芳族化合物选择性溶剂中除去污染物的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种通过萃取蒸馏从烃物类的混合物中分离芳烃的装置和方法。更具体地，本发明涉及从这类过程所用的溶剂中除去污染物。

背景技术

可以从各种烃原料中回收芳烃，例如苯、甲苯和二甲苯，所述烃原料包括催化重整产品，来自各种烃加工单元例如二甲苯异构化的轻质副产物，来自焦炭生产的副产物油，和包含非芳烃的加氢热裂解汽油。在例如萃取过程中，使用芳族化合物选择性溶剂能够促进从非芳烃中除去所述芳烃。在某些过程中，所述烃原料与芳族化合物选择性溶剂在萃取蒸馏塔(ED塔)中接触，其中可能包括水的存在。所述ED塔产生包含一种或多种非芳烃和水(如果存在)的萃余相，其可从所述塔的顶部排出。包含所述芳族化合物选择性溶剂和所述原料中的一种或多种芳烃的富溶剂相可从所述ED塔的底部排出。在第二蒸馏塔中，其中可能包括水的存在，分离所述富溶剂相，产生所期望的芳烃组分的塔顶萃取流，和贫含芳烃的贫溶剂流，所述贫溶剂流再循环到所述ED塔。

为了满足对所期望的芳烃产品的纯度和回收率的要求，在所述ED塔中在最轻的芳烃和最重的非芳烃之间实现良好的分离是重要的。理想情况下，在所述ED塔的下部，所述芳族化合物选择性溶剂保留所有所述最轻的原料芳烃，例如苯，而在所述ED塔的上部排出所有所述最重的非芳烃。因此，当原料流中具有较宽的沸点范围的混合烃物类时，要满足严格的纯度和回收率要求是更加困难的。已经认识到，可采用各种步骤来除去所述ED塔产生的富溶剂流中的污染物。否则，这些污染物，例如比所期望的芳烃产品更重的芳烃和没有排入萃余流的非芳烃，可积聚在第二蒸馏塔中产生的作为所述过程中的循环溶剂的贫溶剂流中。污染物可能通过装置中的机械泄漏进入所述溶剂，这可能引入诸如加热介质或润滑油的物质。污染物也可能是形成于所述过程之中，例如通过所述芳族化合物选择性溶剂的降解形成。

公知地，用第二含水溶剂，例如水，以及使用或不使用部分所述非芳烃萃余液与所述第二塔中产生的部分所述贫溶剂接触，来产生包含所述芳族化合物选择性溶剂的第二含水溶剂流，在循环到所述ED塔之前对其进一步分离。参见例如US3,642,614和US2009/0038991A1。在本领域中仍然需要能够改进的从萃取蒸馏过程中使用的贫芳族化合物选择性溶剂流中除去污染物的装置和方法。

发明概述

在一个实施方案中，本发明涉及从芳族化合物选择性溶剂中除去污染物的方法，包括：将包含非芳烃和芳烃的原料流与芳族化合物选择性溶剂在萃取蒸馏区内接触，产生包含所述非芳烃的萃余流，和包含所述芳烃和所述芳族化合物选择性溶剂的富溶剂流；在第二蒸馏区分离所述富溶剂流，产生包含所述芳烃的萃取流和包含所述污染物和所述芳族化合物选择性溶剂的贫溶剂流；用包含第二非芳烃的清洗流清洗至少部分所述贫溶剂流，产生包含所述芳族化合物选择性溶剂的清洁溶剂流，和包含所述污染物和所述第二非芳烃的第一副产物流。将至少部分所述清洁溶剂流送入所述萃取蒸馏区和所述第二蒸馏区中的至少一个。

在一个实施方案中，所述芳烃包括苯、甲苯和二甲苯中的至少一种，且所述污染物包括C9+芳烃。在另一个实施方案中，所述贫溶剂清洗步骤进一步包括水的存在，其量不足以形成水相。

在另一实施方案中，所述第一副产物流还包含所述芳族化合物选择性溶剂，且所述方法进一步包括用包含水的第二溶剂清洗至少部分所述第一副产物流，产生包含所述污染物和所述第二非芳烃的第二副产物流，以及包含水和所述芳族化合物选择性溶剂的含水溶剂流。在进一步的实施方案中，将至少部分所述含水溶剂流引送入所述萃取蒸馏区和所述第二蒸馏区中的至少一个。

在一个实施方案中，本发明涉及用于从溶剂分离过程中除去污染物的装置，包括萃取蒸馏区、第二蒸馏区和贫溶剂清洗区。原料管道和溶剂管道提供了到所述萃取蒸馏区的流体连通，且萃余液管道提供了离开所述萃取蒸馏区的流体连通。富溶剂管道提供了从所述萃取蒸馏区到所述第二蒸馏区的流体连通，且萃取物管道提供了离开所述第二蒸馏区的流体连通。贫溶剂管道提供了从所述第二蒸馏区到所述贫溶剂清洗区的流体连通，清洗流体管道提供了到所述贫溶剂清洗区的流体连通，且副产物管道提供了离开所述贫溶剂清洗区的流体连通。清洁溶剂管道提供了从所述贫溶剂清洗区到所述萃取蒸馏区和所述第二蒸馏区中至少一个的流体连通。

在一个实施方案中，所述装置进一步包括副产物清洗区，所述副产物管道和第二溶剂管道提供了到所述副产物清洗区的流体连通，且第二副产物管道和含水溶剂管道提供了离开所述副产物清洗区的流体连通。在进一步的实施方案中，所述含水溶剂管道提供了到所述萃取蒸馏区和所述第二蒸馏区中至少一个的流体连通。

附图说明

图1是说明本发明的实施方案的简化的流程图。

图2A和2B是说明本发明的贫溶剂清洗区的不同实施方案的简化的流程图。

具体实施方式

总体而言，本发明可以用于在从原料流中分离至少一种期望的芳烃的过程中，从贫溶剂流中除去污染物，所述原料流还包含至少一种非芳烃。如以下所论述地，所述污染物可以包含芳烃、非芳烃、和/或诸如沸点或相对挥发度在所期望的芳烃和所述芳族化合物选择性溶剂之间的加热介质或润滑油的其它组分中的一种或多种。所述污染物可能是被引入所述芳烃分离过程中的，例如在所述原料流中，和/或所述污染物可能是在所述芳烃分离过程中形成的，例如通过所述芳族化合物选择性溶剂的降解。这样，所述污染物可以包含一种或多种含有各种元素的有机化合物，所述元素的非限制性实例包括：氧、氮、氯和硫。所述原料流可以包含多种烃物类，包括芳族化合物和非芳烃，例如链烷、环烷和烯烃。所述原料流可以具有宽的沸点范围，且涵盖了例如C6-C20烃，并且可以包括具有足够高的芳烃浓度使得能够从所述原料流中除去芳族化合物的任何物流。通常，原料流包含15％-90重量％的一种或多种芳烃。例如，所述原料流可以包括来自传统的催化重整单元的流出物，其可以是脱丁烷的或脱戊烷的。所述原料流的另一来源可以是来自汽油热解单元的液体副产物，其可以经加氢处理以基本饱和烯烃和二烯烃，以及除去痕量级的硫和氮。通常，所述原料流可以包括宽沸点范围的混合物，其包含苯、甲苯和二甲苯与相应沸点范围的链烷和环烷的混合物。

本文使用的术语“物流”或“流”可以是包含各种烃分子如直链、支化或环状的烷烃、烯烃、二烯烃、炔烃和烯基苯，以及任选的其它物质或杂质如氢、金属和硫的物流。所述物流还可包含芳烃和非芳烃。另外，所述烃分子可以简写为C1、C2、C3......Cn，其中“n”代表所述烃分子中的碳原子数。后面带有“+”的这类简写表示每个分子中的碳原子数为所述数以上，以及“-”表示每个分子中的碳原子数为所述数以下。本文使用的术语“芳族化合物”指包含一个或多个由不饱和环碳基团构成的环的烃，其中一个或多个所述碳基团可以被一个或多个非碳基团代替。示例性的芳族化合物是具有包含三个双键的C6环的苯。物流还可以包含水和芳族化合物选择性溶剂两者之一或两者。

图1是显示本发明实施方案以及本发明涵盖的某些任选和/或替代步骤和装置的流程图。将原料流110引入到包括萃取蒸馏(ED)塔200的萃取蒸馏(ED)区100。在例如US3,763,037和US3,642,614中公开了示例性的ED塔。本文使用的术语“区”指一个或多个设备项和/或一个或多个子区。设备可以包括，例如一个或多个容器、加热器、分离器、交换器、管道、泵、压缩机和控制器。另外，设备可以进一步包括一个或多个区或子区。将溶剂流130也引入到ED区100。虽然不是必须，但是通常可以任意常规方式将水引入ED区100。例如，可以通过管道115引入水，和/或部分或全部的所述水可以包括在进入ED区100的一种其它物流内，例如溶剂流130。图中，物流与物流在内部流过的管道线或管道的附图标记是相同的。

所述溶剂可以是具有五元环的化合物，所述五元环包含一个硫原子和四个碳原子，并且有两个氧原子连接到所述环的硫原子上。示例性的溶剂是1，1-二氧四氢噻吩或四氢噻吩1，1-二氧化物，它也称作四亚甲基砜或通常称作环丁砜。其他化合物，例如，2-环丁烯砜(2-sulfolene)，3-环丁烯砜(3-sulfolene)，2-甲基环丁砜，2-4-二甲基环丁砜，甲基-2-磺酰基醚，N-芳基-3-磺酰基胺，乙基-3-磺酰基硫化物(ethyl-3-sulfonyl sulfide)，2-磺酰基乙酸酯，二乙二醇，聚乙二醇，二丙二醇，聚丙二醇，二甲亚砜，N-甲基吡咯烷酮，二醇胺(glycol-amine)，二醇，二醇醚(包括聚乙二醇醚)，N-甲基-2-吡咯烷酮和N-甲酰基吗啉可以用作所述溶剂。溶剂化合物通常具有一些极性特征，并且相比其它烃类对芳烃化合物具有更大的亲合性或选择性；因此，所述溶剂可以称作芳族化合物选择性溶剂。芳族化合物选择性溶剂流130可以包括有效量的，优选占所述芳族化合物选择性溶剂流130重量的至少90重量％的一种或多种芳族化合物选择性溶剂化合物。水与所述芳族化合物选择性溶剂可以任意比例溶混。本文使用的术语“水相”指相比芳族化合物选择性溶剂包含更高摩尔含量的水的任何混合物。本文使用的术语“芳族化合物选择性溶剂相”指相比水包含相同或更高摩尔含量的芳族化合物选择性溶剂的任何混合物。例如，50/50摩尔比的环丁砜与水的混合物的芳族化合物选择性溶剂相具有标称的87重量％的环丁砜和13重量％的水。

通常，原料流110和芳族化合物选择性溶剂流130在ED塔200中接触并分离，任选地在水存在下进行。本领域公知地，运行ED塔200来产生轻质的或顶部物流210，其包含原料流中基本上所有的非芳烃化合物。所述轻质物流210还可以包含水和少量的芳族化合物和芳族化合物选择性溶剂。ED塔200还产生下部或底部物流，其包含基本上所有的原料流芳烃和基本上所有的引入所述塔的芳族化合物选择性溶剂。所述底部物流还可以包含水和非芳烃组分。本文使用的术语“基本上所有”指通常占物流中的化合物或化合物种类的至少90％，优选至少95％，且最优选至少99重量％的量。

ED塔200产生的轻质物流210可以在塔顶(overhead)系统中冷凝并收集到接收器220中，且部分返回到塔中作为回流250，而剩余的轻质物流230可以从ED区100排出作为萃余流260。当水存在时，从轻质物流中分离水以产生包含水的物流265和包含非芳烃的萃余流260是有利的。例如，水分离区可以包括接收器220，其中如本领域公知地，水可在接收器220的任选的水槽(water boot)240中从所述轻质物流中分离，和/或水可在未示出的水分离区的分离容器中从剩余的轻质物流230部分中分离。这样，如果水从ED塔产生的非芳烃流中分离，则这可以被认为是在ED区100中，而包含ED区100所产生的非芳烃的净余轻质物流可以被认为是萃余流260。所述非芳烃萃余流260可以包含至多10重量％的芳族化合物。在一实施方案中，所述萃余流包含少于1重量％的芳族化合物且所述萃余流可以包含少于0.1重量％的芳族化合物。

所述萃余流260中的水的量会随以下因素而变化，例如，所述轻质物流中的水量，所述轻质物流是否被分离，包括温度在内的分离条件，非芳烃的组成，和所述萃余流中夹带的水量。在一实施方案中，所述萃余流260包含占所述萃余流重量的少于5重量％的水。在另一实施方案中，所述萃余流包含占所述萃余流重量的少于1重量％的水，并且可以包含少于0.05重量％的水。通常水与例如物流210、230和260中的烃组分不溶混。在通常的操作温度下，水在非芳烃中的溶解度少于0.05重量％。然而，水也可以作为夹带的液滴存在。如果不从轻质物流210中分离出夹带的水，那么萃余流260可能是两相物流。通常，所述轻质物流210中的水量是所述塔的操作条件和循环溶剂中的水量的函数。

通常，所述ED塔200还包括再沸器回路(未示出)，其中通过从ED塔200排出的部分下部物流向ED塔200供热，且净余的下部物流排出物作为所述富溶剂流270离开ED区100。可具有50-90实际塔板数的ED塔200的典型操作条件可以包括12-380kPa的压力，50℃-170℃的塔顶温度，和70℃-260℃的塔底温度。在环丁砜溶剂体系的实施方案中，所述塔底温度可以是150℃-200℃。通常，所述溶剂与原料的体积比可以是1∶1-20∶1，取决于所述塔内的条件和原料的组成。

富溶剂流270包含所述芳族化合物选择性溶剂，且所述芳烃在包括第二蒸馏塔400的第二蒸馏区300中分离。富溶剂流270还可以包含水、非芳族化合物组分和污染物，所述污染物在所述过程中循环和/或在原料流中引入。示例性第二蒸馏塔公开于例如US3,763,037和US3,642,614。如本领域公知地，所述第二蒸馏区300在可从所述芳族化合物选择性溶剂中分离出所期望的芳烃组分的条件下操作。所述操作条件可以包括向第二蒸馏塔400加入水，通常为蒸汽的形式，以改善在较低的塔底温度下的分离，所述较低的塔底温度有助于所述芳族化合物选择性溶剂的降解最小化。从而，蒸馏区300可以包括蒸汽发生系统，其与第二蒸馏塔400连通。所述第二蒸馏塔400产生轻质的或塔顶物流410，其包含期望从原料流110中回收的芳烃，和任选的水。在一实施方案中，所述芳烃是苯、甲苯和二甲苯中的至少一种。所述芳烃可以包括苯、甲苯和二甲苯。如本领域公知地，所述芳烃分离过程还可以包括溶剂再生系统，其除去重质污染物，即沸点高于所述芳族化合物选择性溶剂的那些。当污染物中的各种组分在过程中循环时，它们可能结合产生重质污染物。通过除去沸点低于所述芳族化合物选择性溶剂的污染物，应该可以降低污染物结合的可能性。从而，本发明可以降低或消除除去重质污染物的要求。溶剂再生系统可以与第二蒸馏塔300连通或整合。从而，在一实施方案中，第二蒸馏区300进一步包括溶剂再生系统(未示出)。

第二蒸馏塔400产生的所述轻质物流410可以在塔顶系统中冷凝并收集到接收器420中，以及部分返回所述塔作为回流450。剩余的轻质物流430可以从所述第二蒸馏区300排出作为萃取流460，所述萃取流460包含所期望的芳烃。当水存在时，可有利地从所述轻质物流中分离水来产生包含水465的物流和包含芳烃的萃取流460。例如，如本领域公知地，水可在接收器420的任选的水槽440中从轻质物流中分离，和/或可在未示出的分离容器中从所述剩余的轻质物流430部分中分离水。这样，如果水是从第二蒸馏塔产生的芳烃流中分离出的，那么这可以被认为在第二蒸馏区300内，并且第二蒸馏区300所产生的包含芳烃的净余的轻质物流可以被认为是萃取流460。

第二蒸馏塔400可以配设有典型的再沸器回路，如针对所述ED塔所讨论的，以产生作为贫溶剂流480离开第二蒸馏区300的净余的下部物流流出物，其通常返回到ED区100。贫溶剂流480还可以包含水。所述污染物包含一种或多种组分，例如芳烃、非芳烃和/或其它组分，所述其它组分包括相比所述轻质物流410具有更高的沸点或更低的相对挥发度的有机物。通常，由于对所述芳烃的纯度要求，在所述萃取流460中只能容忍少量的污染物。因此，随着所述贫溶剂流480在所述过程中循环，所述污染物将在其中保持并积累。当所述过程中的污染物水平增加时，所述芳族化合物选择性溶剂在促进所期望的分离上的效率降低，造成所期望的芳烃损失到萃余流中，或者随着更多非芳烃保留在富溶剂流270中，污染物加速积累，或者两者都有。如果不除去，所述污染物将最终达到足够高的浓度，以致于一些污染物将会在萃取物流460中离开所述第二蒸馏区，污染所期望的产品。

例如，当所述原料流中的芳烃包括苯和甲苯时，在原料流中的污染物可包含C8+芳族化合物，即具有8或更多个碳原子的芳烃。以及当期望的芳族化合物是C6至C8芳烃时，原料中的所述污染物可包含C9+芳族化合物。所述污染物可以包括在所述贫溶剂循环流中积聚的非芳烃；和所述污染物可以包括芳族化合物选择性溶剂降解产物。具有20-40之间的实际塔板数的第二蒸馏塔400的典型的操作条件可以包括100mmHg(a)-110kPa(g)的压力，50-150℃的塔顶温度，和80-230℃的塔底温度。

为了从所述贫溶剂流480中除去所述污染物，在贫溶剂清洗区500用包含一种或多种非芳烃的清洗流510来清洗至少部分的贫溶剂流481。在一实施方案中，所述贫溶剂流中的污染物量可至多为贫溶剂流480的25wt％。在另一实施方案中，贫溶剂流中的污染物量范围是贫溶剂流的0.5wt％-10wt％，并可以是贫溶剂流的1wt％-5wt％。在一实施方案中，送入贫溶剂清洗区500的贫溶剂流481部分占所述贫溶剂流480的0.1％-60％。在另一实施方案中，在贫溶剂清洗区500清洗贫溶剂流480的0.5％-20％，并且可以在贫溶剂清洗区500清洗贫溶剂流的1％-5％。在一实施方案中，清洗流510包含在原料流110中存在的非芳烃。在另一实施方案中，可以用至少部分的所述萃余流来清洗贫溶剂流481，所述萃余流可以由任选的管道261提供。任选地，清洗流510可以是萃余流260的重质或轻质馏分，其可以是例如通过蒸馏或闪蒸分离部分或全部的萃余流260来产生，或通过改造ED区100例如从ED塔200引出轻质质侧出料。清洗流510可以包含水。在一实施方案中，清洗流510可以包含原料流110中没有的组分。清洗流510可以包含标称的纯非芳烃组分，例如戊烷，其能够在萃取区中从物流260中容易地分离。

所述贫溶剂清洗步骤包括充分接触和分离所述贫溶剂和非芳烃来产生清洁溶剂流530和副产物流520。所述贫溶剂清洗步骤可以采用与进行其它液-液清洗和萃取操作相似的方法和装置来进行。合适的装置包括具有塔盘、填料、转盘或板、和静态混合器的塔。还可以使用脉冲塔和混合/澄清池。所述贫溶剂清洗步骤包括单级或多级清洗过程。在一实施方案中所述物流在多级逆流塔中接触和分离。图2A显示了包括逆流萃取塔505的贫溶剂清洗区500的一实施方案。所述非芳烃清洗流510通过清洗流体入口512进入萃取塔505，且贫溶剂流481通过贫溶剂入口482进入萃取塔505。清洗流体入口512位于贫溶剂入口482之下。所述清洁溶剂通过萃取塔505下部的清洁溶剂出口532进入清洁溶剂管道530。所述包含污染物的非芳烃相通过萃取塔505上部的副产物出口522进入副产物管道520。

图2B显示了贫溶剂清洗区500的一实施方案，其包括混合区，其后为分离区。在该实施方案中，通过将清洗流510引入到流动的贫溶剂流481中，并将合并的物流通过静态在线混合器525，来将贫溶剂流481和清洗流510引入到所述混合区并混合。静态在线混合器在本领域是公知的，其包括具有固定的内部构件例如挡板、翅片和通道的管道，当流体通过所述管道时内部构件将流体混合。在其它实施方案中，贫溶剂流481可以引入到清洗流510中，或者所述两物流可以例如通过“Y”管道来合并。在另一实施方案中，将贫溶剂流481和清洗流510引入到所述静态在线混合器中。在其它实施方案中，所述物流可以通过本领域公知的任何方法来混合，包括搅拌罐和混合单元操作。包含贫溶剂和非芳族化合物的混合物流通过传输管道进入分离区，所述分离区包括分离容器535，所述两相在其中分离为清洁溶剂相，其通过清洁溶剂管道530从分离容器535的下部排出，以及包含来自贫溶剂流481的污染物部分的非芳族化合物相，其通过副产物管道520从分离容器535的上部排出。分离容器535可以包含促进所述相分离的固体介质545。在其它实施方案中，所述分离区可以包括多个设置为串联、并联或二者结合的容器。所述分离容器可以是任意的形状和结构，只要促进所述分离、收集和两相的去除。在另一实施方案中，贫溶剂清洗区500可以包括单个容器，贫溶剂流481和清洗流510在其中混合，然后保持在容器中沉降为两产品相。在一实施方案中，所述过程包括至少两级逆流混合和沉降，即分离。

清洗流510中的非芳烃从贫溶剂流中萃取出所述污染物，产生清洁溶剂流530，其具有比贫溶剂流481的污染物浓度低的污染物浓度。这使得可将部分或全部清洁溶剂流530直接循环到ED区100，而不需要在循环之前从所述清洁芳族化合物选择性溶剂中分离其它组分例如清洗流组分。在一实施方案中，清洁溶剂流530是芳族化合物选择性溶剂相，包含至少与水同样摩尔含量的芳族化合物选择性溶剂。在另一实施方案中，清洁溶剂流530包括至少87wt％的芳族化合物选择性溶剂和少于6wt％的水，任选地，清洁溶剂流530可以包含至少87wt％的芳族化合物选择性溶剂和少于3wt％的水。所述贫溶剂清洗区500还产生副产物流520，其包含所述污染物、所述清洗流非芳烃和少量的所述芳族化合物选择性溶剂。

从贫溶剂流481中除去的污染物的量可随多种因素变化，包括：贫溶剂流480中污染物的量，循环的芳族化合物选择性溶剂中所期望的污染物的平衡浓度，贫溶剂流480与481的比例，以及污染物引入到所述过程中和在所述过程中产生污染物的速率。在一实施方案中，贫溶剂清洗区500从贫溶剂流481中除去10％-99％的污染物。即，副产物流520包含贫溶剂流481中10％-99％的污染物。在另一实施方案中，贫溶剂清洗区500从贫溶剂流481中除去50％-95％的污染物；并且可以从贫溶剂流481中除去80％-90％的污染物。所述贫溶剂清洗区500可以从贫溶剂流481中除去至少75％的污染物。在一实施方案中，当所述污染物包括C9+芳族化合物时，副产物流520可包含至多40wt％C9+芳族化合物。在另一实施方案中，副产物流520可包含0.1wt％-15wt％的C9+芳族化合物；任选，5wt％-10wt％的C9+芳族化合物。在一实施方案中，所述贫溶剂清洗步骤在没有水相存在的条件下进行。在另一实施方案中，所述贫溶剂清洗步骤在没有水存在的条件下进行。所述贫溶剂清洗区500的操作条件包括：10℃-95℃温度，任选地，25℃-80℃，以及0.02-10的非芳烃与贫溶剂重量比；任选地，0.05-1。

将至少部分清洁溶剂流530送入ED区100和第二蒸馏区300中的至少一个。在图1的实施方案中，至少部分清洁溶剂流530与溶剂流130合并，并引入ED区100。清洁溶剂流530可以作为单独的物流引入ED区100，并且可以与其它引入ED区100的物流合并，包括原料流110和任选的水流115。在一实施方案中，基本上所有的清洁溶剂流530引入所述ED区100与原料流110接触。如图1中的任选管道538所示，部分清洁溶剂流530可以与富溶剂流270一起引入第二蒸馏区300。所述清洁溶剂可以作为单独的物流和/或与引入第二蒸馏区300的其它物流合并。所述清洁溶剂可以引入到第二蒸馏塔400或第二区300的其它部分，未示出，例如所述溶剂再生系统和蒸汽发生系统。全部或部分清洁溶剂流可以引入第二蒸馏区300或ED区100，或以任意比例引入第二蒸馏区300和ED区100两者。

副产物流520可以送到其它处理单元，以与对萃余流260所知的类似方式作进一步处理。任选地，至少部分副产物流520可以在副产物清洗区600中使用第二溶剂流610来清洗，所述第二溶剂流610包含水以从副产物流520中回收少量的芳族化合物选择性溶剂。在一实施方案中，副产物流520中的芳族化合物选择性溶剂的量可至多为所述副产物流的5wt％。在另一实施方案中，所述副产物流可以包含0.1wt％-3wt％的所述芳族化合物选择性溶剂，并且可以包含0.5wt％-2wt％的所述芳族化合物选择性溶剂。在一实施方案中，所述第一水流265和第二水流465中至少一个的至少部分，提供了副产物清洗区600中的至少部分第二溶剂610。用于第二溶剂流610的水可以从任何方便的来源得到，包括其它过程的水流例如补充水，其可以是添加到第二蒸馏区300中的。

所述副产物清洗步骤可以采用与以上针对贫溶剂清洗步骤所论述和说明的类似的方式和类似的装置来实施。所述两个清洗步骤可以使用相同或不同的装置来进行引入各自清洗区的物流的混合和分离。所述第二溶剂流610从至少部分副产物流520中萃取芳族化合物选择性溶剂，产生含水溶剂流630，其包含相比芳族化合物选择性溶剂摩尔含量更高的水。在一实施方案中，全部或部分的含水溶剂流630可以循环到ED区100和第二蒸馏区300中的至少一个，产生本文使用的水和溶剂的至少一部分。任选的含水溶剂循环流或多个循环流可以单独地或与引入ED区100和第二蒸馏区300的其它物流之一一起。

所述副产物清洗区600还产生了第二副产物流620，其芳族化合物选择性溶剂的浓度低于副产物流520中的芳族化合物选择性溶剂的浓度。在一实施方案中，在副产物清洗区600，从所述副产物流520中除去至少90％的芳族化合物选择性溶剂。即含水溶剂流630包含在副产物清洗区600中清洗的副产物流520中的芳族化合物选择性溶剂中的至少90％。在另一实施方案中，在副产物清洗区600，可从所述副产物流520中除去至少98％的芳族化合物选择性溶剂，且任选地从所述副产物流520中除去高于99％的芳族化合物选择性溶剂。所述副产物清洗区600的操作条件可以包括10℃-95℃的温度，任选25℃-80℃和足够保持液相的压力。所述操作条件还可以包括，第二溶剂流610与第一副产物流520的重量比为0.01-10。在一实施方案中，所述第二溶剂流与第一副产物流的重量比为0.1-5；任选地，所述第二溶剂流与第一副产物流的重量比为0.5-1。

本领域普通技术人员能够理解，本文描述的所述过程流程和不同区域的连接足以实现本发明。除非另有说明，所述区域内的确切连接点对于本发明来说并不重要。例如，本领域公知到蒸馏区的物流可以是直接引入所述塔，或该物流可以先引入区域内的其它装置例如热交换器，调整温度，和/或引入泵调整压力。同样，离开区域的物流可以直接离开蒸馏塔，或它们在离开所述蒸馏区之前可以先通过塔顶或再沸器段。

实施例

该实施例是为了进一步说明本发明的某些方面和优点。不应将这些实施方案视为对本发明范围的限制。使用针对实验室清洗、萃取和分离过程开发和测试的模型来执行计算机模拟。为了得到与现有技术的对比，该实施例假设要在贫溶剂清洗区内处理除去污染物的贫溶剂流与US 3,642,614第10-11栏的实施例(‘614实施例)中定义的相同。虽然US 3,642,614包括附加的处理步骤或单元操作，如液-液萃取器和液-液萃余液水洗塔，但是这些不影响所述对比。下面的表1给出了使用如图2A中所描述和显示的逆流萃取塔实施的本发明贫清洗步骤与‘614实施例的水洗塔中的污染物(C9+芳族化合物)去除的对比。

该实施例的实施方案说明，本发明，尽管涵盖，但在所述贫溶剂清洗步骤中并不需要存在大量的水。如表1所示，本发明能够达到与‘614实施例得到的相同的、从所述贫溶剂流中除去C9+芳族化合物污染物的去除量，而无需附加水和使用如‘614中所用的非芳族化合物的少于30％。在‘614实施例的清洁溶剂循环之前，首先加热除去加入的水——根据17,000Btu/lb-mol水蒸发，8000hr/年，和$10每/百万Btu计算，该操作每年花费大约$500,000。作为对比，本发明的清洁溶剂可以直接循环到ED区，其中只有非芳族化合物需要蒸发。相比之下，水、溶剂和C9+仅需要合理的热量，并且再处理所需要的总热量可以忽略。对于本发明实施例，相对于非芳族化合物量，设定到贫溶剂清洗区的非芳族化合物流中的芳烃含量以模拟‘614实施例的含量。预计，来自ED区的萃余流中芳族化合物的实际浓度低于本发明实施例中使用的浓度。

表1

	‘614实施例	本发明实施例
			进入贫溶剂清洗区的贫溶剂流
lb摩尔/hr水	5.19	5.19
			lb摩尔/hr C9+芳族化合物	0.83	0.83
lb摩尔/hr环丁砜	153.98	153.98
			进入贫溶剂清洗区的清洗水
lb摩尔/hr清洗水	342.43	0
			进入贫溶剂清洗区的非芳烃流
lb摩尔/hr芳烃	2.05	0.60
			lb摩尔/hr环丁砜	0.67	＜1ppm
lb摩尔/hr非芳烃	91.31	25.91
			来自贫溶剂清洗区的清洁溶剂流
lb摩尔/hr环丁砜	154.65	153.87
			lb摩尔/hr清洗水	347.62	5.19
lb摩尔/hr芳烃	痕量	0.57
			lb摩尔/hr C9+芳族化合物	0.07	0.07
lb摩尔/hr非芳烃	痕量	2.36
			来自贫溶剂清洗区的副产物流
lb摩尔/hr环丁砜	13ppm	0.11
			lb摩尔/hr清洗水	0	＜0.01
lb摩尔/hr芳烃	2.05	0.03
			lb摩尔/hr C9+芳族化合物	0.76	0.76
lb摩尔/hr非芳烃	91.31	23.55

虽然所述副产物流可以以来自本发明的贫溶剂清洗步骤的形式使用，但是经济的副产物清洗步骤能够容易地回收残留的少量芳族化合物选择性溶剂。在该实施例中，仅需要16.5lb摩尔/hr的水就能够回收副产物流中基本上所有的0.11lb摩尔/hr的环丁砜。从而，可以很容易地将包含16.5lb摩尔/hr水和0.11lb摩尔/hr环丁砜的水相排出流在所述过程中循环，且第二副产物流包含23.55lb摩尔/hr的非芳烃，0.76lb摩尔/hr的C9+芳族化合物，和13wt-ppm的环丁砜。因此，本发明可以提供两个额外的好处。第一，如果有必要从所述非芳族化合物中除去C9+芳族化合物，在本发明中这样做有更高的成本效率，因为所述C9+芳族化合物更集中于更小体积的物流中。第二，本发明的实施例还比‘614实施例减少了几乎70％的溶剂损失。在两种情况下环丁砜的浓度是13ppm，但是本实施例仅使用‘614实施例中所用的30％的非芳族化合物，且从本发明的ED区出来的剩余的净余萃余流265包含少于1wt-ppm的环丁砜。

本发明的一实施方案是从芳族化合物选择性溶剂中除去污染物的方法，所述方法包括：(a)将包含非芳烃和芳烃的原料流与芳族化合物选择性溶剂在萃取蒸馏区接触，产生包含所述非芳烃的萃余流，和包含所述芳烃和所述芳族化合物选择性溶剂的富溶剂流；(b)在第二蒸馏区分离所述富溶剂流，产生包含芳烃的萃取流，和包含所述污染物和所述芳族化合物选择性溶剂的贫溶剂流；(c)用包含第二非芳烃的清洗流来清洗至少部分所述贫溶剂流，产生包含所述芳族化合物选择性溶剂的清洁溶剂流，和包含所述污染物和所述第二非芳烃的第一副产物流；和(d)将至少部分所述清洁溶剂流引入所述萃取蒸馏区和所述第二蒸馏区中的至少一个。在不同的实施方案中，本发明可以进一步包括下列中的一个或多个：其中所述贫溶剂流包含污染物的量不高于所述贫溶剂流的25wt％；其中所述贫溶剂清洗步骤(c)的条件包括温度10℃-95℃；其中第一副产物流包含在贫溶剂清洗步骤(c)中清洗的所述至少部分所述贫溶剂流中的10％-99％的污染物；其中原料流进一步包含所述污染物，且所述富溶剂流进一步包含所述污染物；其中所述芳烃包括苯、甲苯和二甲苯中的至少一种；且所述污染物包括C9+芳烃；其中所述第一副产物流包含不高于第一副产物流的5wt％的芳族化合物选择性溶剂。

在另一实施方案中，所述第一副产物流进一步包含芳族化合物选择性溶剂，所述方法可进一步包括：(e)用包含水的第二溶剂流来清洗至少部分所述第一副产物流，产生包含所述污染物和第二非芳烃的第二副产物流，和包含水和芳族化合物选择性溶剂的含水溶剂流。在另外的实施方案中，本发明可以进一步包括下列中的一个或多个：其中所述副产物清洗步骤(e)的条件包括10℃-95℃的温度和足够保持液相的压力；其中所述第二溶剂流与在副产物清洗步骤(e)中的所述至少部分所述第一副产物流的重量比为0.01-10；向所述萃取蒸馏区和所述第二蒸馏区中的至少一个引入水，产生第一物流，其包括来自所述萃取蒸馏区和所述第二蒸馏区中至少一个的水；至少部分所述第一物流提供了所述副产物清洗步骤(e)中的第二溶剂流的至少一部分；其中所述含水溶剂流包含在所述副产物清洗步骤(e)中清洗的所述至少部分所述第一副产物流的芳族化合物选择性溶剂的至少90％。

在另一实施方案中，本发明是从芳族化合物选择性溶剂中除去污染物的方法，所述方法包括：(a)将包含非芳烃、芳烃和污染物的原料流与芳族化合物选择性溶剂在萃取蒸馏区接触，产生包含所述非芳烃的萃余流，和包含所述芳烃、所述污染物和所述芳族化合物选择性溶剂的富溶剂流；(b)在第二蒸馏区分离所述富溶剂流，产生包含芳烃的萃取流，和包含所述污染物和所述芳族化合物选择性溶剂的贫溶剂流；(c)用至少部分所述萃余流来清洗至少部分所述贫溶剂流，产生包含所述芳族化合物选择性溶剂的清洁溶剂流，和包含所述污染物和非芳烃的第一副产物流；(d)将至少部分所述清洁溶剂流引入到所述萃取蒸馏区和所述第二蒸馏区中的至少一个；以及(e)用水清洗至少部分所述第一副产物流，产生包含所述污染物和非芳烃的第二副产物流，和包含水和芳族化合物选择性溶剂的含水溶剂流。

本发明的另一实施方案是用于从溶剂分离过程中除去污染物的装置，包括：(a)萃取蒸馏区；(b)提供到所述萃取蒸馏区的流体连通的原料管道；(c)提供到所述萃取蒸馏区的流体连通的溶剂管道；(d)提供离开所述萃取蒸馏区的流体连通的萃余液管道；(e)提供从所述萃取蒸馏区到第二蒸馏区的流体连通的富溶剂管道；(f)提供离开所述第二蒸馏区的流体连通的萃取物管道；(g)提供从所述第二蒸馏区到所述贫溶剂清洗区的流体连通的贫溶剂管道；(h)提供到所述贫溶剂清洗区的流体连通的清洗管道；(i)提供从所述贫溶剂清洗区到所述萃取蒸馏区和所述第二蒸馏区中的至少一个的流体连通的清洁溶剂管道；以及(j)提供离开所述贫溶剂清洗区的流体连通的副产物管道。在不同的实施方案中，本发明可以进一步包括下列中的一个或多个：其中所述贫溶剂管道进一步提供到所述萃取蒸馏区的流体连通；其中所述萃余液管道提供了到所述贫溶剂清洗区的流体连通；其中所述贫溶剂清洗区包括逆流萃取塔，其具有与所述贫溶剂管道流体连通的贫溶剂入口，与所述清洗流体管道流体连通的清洗流体入口，与所述清洁溶剂管道流体连通的清洁溶剂出口，以及与所述副产物管道流体连通的副产物出口，所述清洗流体入口位于所述贫溶剂入口之下；其中所述贫溶剂清洗区包括混合区，具有分离容器的分离区，和提供从所述混合区到所述分离区的流体连通的传输管道，所述贫溶剂管道和所述清洗流体管道提供了到所述混合区的流体连通，且所述清洁溶剂管道和所述副产物管道提供了离开所述分离区的流体连通。

本发明的进一步的实施方案是用于从溶剂分离过程中除去污染物的装置，包括：(a)萃取蒸馏区；(b)提供到所述萃取蒸馏区的流体连通的原料管道；(c)提供到所述萃取蒸馏区的流体连通的溶剂管道；(d)提供离开所述萃取蒸馏区的流体连通的萃余液管道；(e)提供从所述萃取蒸馏区到第二蒸馏区的流体连通的富溶剂管道；(f)提供离开所述第二蒸馏区的流体连通的萃取物管道；(g)提供从所述第二蒸馏区到所述贫溶剂清洗区的流体连通的贫溶剂管道；(h)提供到所述贫溶剂清洗区的流体连通的清洗流体管道；(i)提供从所述贫溶剂清洗区到所述萃取蒸馏区和所述第二蒸馏区中至少一个的流体连通的清洁溶剂管道；(j)提供从所述贫溶剂清洗区到副产物清洗区的流体连通的副产物管道；(k)提供到所述副产物清洗区的流体连通的第二溶剂管道；(l)提供离开所述副产物清洗区的流体连通的第二副产物管道；和(m)提供离开所述副产物清洗区的流体连通的含水溶剂管道。在不同的实施方案中，本发明可以进一步包括下列中的一个或多个：其中所述含水溶剂管道提供到所述萃取蒸馏区和所述第二蒸馏区中至少一个的流体连通；其中所述副产物清洗区包括第二逆流萃取塔，其具有与所述副产物管道流体连通的副产物入口，与所述第二溶剂管道流体连通的第二溶剂入口，与所述含水溶剂管道流体连通的含水溶剂出口，和与所述第二副产物管道流体连通的第二副产物出口；所述副产物入口位于所述第二溶剂入口之下；其中所述副产物清洗区包括第二混合区，具有第二分离容器的第二分离区，和提供从所述第二混合区到所述第二分离区的流体连通的第二传输管道，提供到所述第二混合区的流体连通的副产物管道和第二溶剂管道，和提供离开所述第二分离区的流体连通的含水溶剂管道和第二副产物管道。

在一实施方案中，本发明进一步包括提供从所述萃取蒸馏区到所述副产物清洗区的流体连通的第一水管道。在另一实施方案中，所述萃取蒸馏区进一步包括水分离区，所述水分离区包括入口，第一出口，和第二出口；所述入口与所述萃取蒸馏塔流体连通，所述第一出口提供到所述第一水管道的流体连通，且所述第二出口提供到所述萃余液管道的流体连通。所述水分离区可以包括塔顶接收器。

在一实施方案中，本发明进一步包括提供从所述第二蒸馏区到所述副产物清洗区的流体连通的第二水管道。在另一实施方案中，所述第二蒸馏区进一步包括第二水分离区，所述第二水分离区包括入口，第一出口，和第二出口；所述入口与所述第二蒸馏塔流体连通，所述第一出口提供到所述第二水管道的流体连通，且所述第二出口提供到所述萃取物管道的流体连通。所述第二水分离区可以包括塔顶接收器。

Claims (10)

1.从芳族化合物选择性溶剂中除去污染物的方法，所述方法包括：

(a)将包含非芳烃和芳烃的原料流与所述芳族化合物选择性溶剂在萃取蒸馏区内接触，产生包含所述非芳烃的萃余流，和包含所述芳烃和所述芳族化合物选择性溶剂的富溶剂流；

(b)在第二蒸馏区分离所述富溶剂流，产生包含所述芳烃的萃取流，和包含所述污染物和所述芳族化合物选择性溶剂的贫溶剂流；

(c)用包含第二非芳烃的清洗流清洗至少部分所述贫溶剂流，产生包含所述芳族化合物选择性溶剂的清洁溶剂流，和包含所述污染物和所述第二非芳烃的第一副产物流；以及

(d)将至少部分所述清洁溶剂流引入所述萃取蒸馏区和所述第二蒸馏区中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳族化合物选择性溶剂选自1，1-二氧四氢噻吩、2-环丁烯砜、3-环丁烯砜、2-甲基环丁砜、2-4-二甲基环丁砜、甲基-2-磺酰基醚、N-芳基-3-磺酰基胺、乙基-3-磺酰基硫化物、2-磺酰基乙酸酯、二乙二醇、聚乙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、二醇胺、二醇、二醇醚、N-甲基-2-吡咯烷酮和N-甲酰基吗啉，以及它们的组合。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(c)中清洗的所述贫溶剂流部分占步骤(b)产生的贫溶剂流的0.1％-60％。

4.根据权利要求1所述的方法，其中贫溶剂清洗步骤(c)中所述第二非芳烃与所述至少部分所述贫溶剂流的重量比为0.02-10。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述贫溶剂清洗步骤(c)进一步包括水的存在；任选地，在贫溶剂清洗步骤(c)中水的量不足以形成水相。

6.根据权利要求1所述的方法，其中来自步骤(a)的所述萃余流的至少部分提供了贫溶剂清洗步骤(c)中的所述清洗流的至少一部分。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一副产物流还包含所述芳族化合物选择性溶剂，所述方法进一步包括：

(e)用包含水的第二溶剂流清洗至少部分所述第一副产物流，产生包含所述污染物和所述第二非芳烃的第二副产物流，和包含水和所述芳族化合物选择性溶剂的含水溶剂流。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括将至少部分所述含水溶剂流送入步骤(a)的所述萃取蒸馏区和步骤(b)的所述第二蒸馏区中的至少一个。

9.用于从溶剂分离过程中除去污染物的装置，包括：

(a)萃取蒸馏区；

(b)提供到所述萃取蒸馏区的流体连通的原料管道；

(c)提供到所述萃取蒸馏区的流体连通的溶剂管道；

(d)提供离开所述萃取蒸馏区的流体连通的萃余液管道；

(e)提供从所述萃取蒸馏区到第二蒸馏区的流体连通的富溶剂管道；

(f)提供离开所述第二蒸馏区的流体连通的萃取物管道；

(g)提供从所述第二蒸馏区到贫溶剂清洗区的流体连通的贫溶剂管道；

(h)提供到所述贫溶剂清洗区的流体连通的清洗流体管道；

(i)提供从所述贫溶剂清洗区到所述萃取蒸馏区和所述第二蒸馏区中的至少一个的清洁溶剂管道；和

(j)提供离开所述贫溶剂清洗区的流体连通的副产物管道。

10.根据权利要求1所述的装置，进一步包括副产物清洗区，提供到所述副产物清洗区的流体连通的副产物管道；提供到所述副产物清洗区的流体连通的第二溶剂管道；提供离开所述副产物清洗区的流体连通的第二副产物管道；和提供离开所述副产物清洗区的流体连通的含水溶剂管道。

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