CN102824757B - 使用并联的两个吸附器优化对二甲苯生产的模拟逆流色谱分离工艺和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种用于模拟移动床分离工艺的新构造，其特征在于，使用两个各含12个床的吸附器，这两个吸附器并联地运行。此新构造可用来优化对二甲苯生产。

Description

使用并联的两个吸附器优化对二甲苯生产的模拟逆流色谱分离工艺和设备
技术领域
本发明涉及将对二甲苯与其他芳族C8异构体分离的领域。要进行这样的分离，将用到一类工艺和相关装置，其被称为模拟移动床分离工艺或模拟逆流分离或是VARICOL工艺；后文中将使用SCC分离工艺这一通用术语。
背景技术
SCC分离是本领域熟知的。一般来说，以模拟逆流模式运行的对二甲苯分离工艺包含至少四个区，可能地五个或六个区，这些区中的每一个由一定数量的连续的床构成，每个区由其含在供给点和排出点之间的位置限定。通常，生产对二甲苯的SCC单元被供给以至少一个待分馏的进料F(含对二甲苯和其他芳族C8异构体)和脱附剂D，脱附剂有时被称为洗脱剂(通常是对二乙苯或甲苯)，而从所述单元将排出至少一个含对二甲苯的异构体和脱附剂的提余液R及含对二甲苯和脱附剂的提取物E。
可以如例如专利US7208651中所述增加其他注入-排出点以冲洗分配回路。增加这类补充的冲洗流不会以任何方式改变SCC的运行原理，为简便起见，在本发明的工艺的描述中我们将不增加这些补充的注入和排出点。
供给和排出点随时间改变，以相同的方向移位相当于一个床的值。各个注入或排出点可以同步或不同步移位，如专利US6136198中所披露。根据此第二运行模式的工艺被称为VARICOL工艺。
通常，SCC单元中限定四个不同的色谱区：
●区1：对二甲苯脱附区，含在脱附剂D的注入和提取物E的取出之间；
●区2：对二甲苯的异构体脱附区，含在提取物E的取出和待分馏的进料F的注入之间；
●区3：对二甲苯吸附区，含在进料的注入和提余液R的排出之间；
●区4：位于提余液R的排出和脱附剂D的注入之间的区。
如Lim等人(2010，IndEngChemRes，vol49，p3316-3327)所述，通过SCC分离对二甲苯的工艺通常含有24个床，这些床分布在2个吸附器中，每个吸附器含12个床。所述2个吸附器串联连接，SCC周期因此包含24步，在此过程中，每个流(D、E、F、R)注入24个床中的每一个或在24个床中的每一个的下游排出。
针对两个十二床的吸附器的术语“串联连接”指以下3个特征：
●第一吸附器的第十二床与第二吸附器的第一床经由含至少一个再循环泵和其他可能的设备如流量计、压力传感器等的管线相连；
●第二吸附器的第十二床与第一吸附器的第一床经由含至少一个再循环泵和其他可能的设备如流量计、压力传感器等的管线相连；
●所述两个吸附器的组件具有1个引入进料的点、1个引入洗脱剂的点、1个排出提余液的点和1个排出提取物的点。
将这些特征记在心里很重要，因为在本发明的并联构造中它们改变了，这将在下面展开。
SCC工艺中发生的压降与流体相在吸附剂床中的隙间速度直接相联系。
术语“隙间速度”指流体在构成固体吸附剂的颗粒之间的实际速度。压降在确定再循环泵或泵的规格、吸附器壁的厚度、分配板支承系统的规格、吸附剂粒子的力学行为等中扮演着重要角色。
在吸附剂粒子的力学行为方面，隙间速度也可能起到非常重要的作用并甚至可能成为运行SCC单元的限制因素。
从现有技术(特别是从专利US7649124和US7635795)已知，通过SCC生产对二甲苯的工艺的生产率有限。现有技术中已提出解决方案来改善这种工艺：
●专利FR2743068和US7635795提出了使用若干吸附步骤的工艺。第一步意在产生富对二甲苯的流，其纯度不足以允许其商业使用(＜99重量％)。第二步可用来获得非常高纯度的对二甲苯。特别地，US7635795的图5示意了通过增加吸附器以预处理进料来解除既有的24床SCC单元的瓶颈；
●专利FR2693186、FR2757507和US7649124提出了使用SCC吸附与结晶相组合的步骤的工艺。第一步意在通过SCC产生富对二甲苯的流，其纯度不足以允许其商业使用(通常约为90重量％)。第二步可通过结晶获得非常高纯度的对二甲苯。特别地，US7649124的图5示意了通过使用并联的两个吸附器并增加结晶步骤以对提取物进行后处理来改变吸附过程而解除既有的24床SCC单元(由两个12床吸附器组成)的瓶颈。
现有技术中为解决使用24床模拟移动床限制对二甲苯生产单元的生产这一问题所建议的所有解决方案因此均包括增加分离阶段，增加的分离阶段或使用吸附器来预处理进料和/或通过结晶对提取物进行后处理，从而导致非常大的成本。
本发明的工艺的目的是解决24床对二甲苯生产单元的生产率限制而无现有技术解决方案的缺点，所述工艺使用并联的两个吸附器，每个吸附器包含12个床，以直接产生高纯度的对二甲苯(即纯度高于99.7％)。
已令人惊奇地发现，通过在称为“并联”的构造中使用两个12床吸附器和合适的操作条件(构造、切换周期、流率、吸附剂的含水量、溶剂的温度和量)，可产生高于以常规方式用24床串联构造使用两个吸附器的单元所产生的量的工业纯对二甲苯(即纯度高于99.7重量％)。
还已观察到，为获得本发明的工艺或单元而对既有的24床单元作的改变相当轻微且不需要大的投资。
因此，本发明特别适合于要将24床单元改装为两个12床单元的情况。
附图说明
图1示出了现有技术工艺并因此包含两个12床吸附器，每个吸附器串联地发生联系，其等价于一个24床单元。
在现有技术中，有一个进料注入点(F)、一个脱附剂引入点(D)、一个提取物排出点(E)和一个提余液排出点(R)。
图2示出了本发明的装置，其由2个吸附器(a和b)构成，每个吸附器具有12个床(对于吸附器a：L1a到L12a，对于吸附器b：L1b到L12b)。
每个吸附器都有进料流的注入(对于吸附器a：Fa，对于吸附器b：Fb)、脱附剂D的流的注入(对于吸附器a：Da，对于吸附器b：Db)、提取物流的排出(对于吸附器a：Ea，对于吸附器b：Eb)和提余液流的排出(对于吸附器a：Ra，对于吸附器b：Rb)。
吸附器a的再循环泵以Pa表示，吸附器b的再循环泵以Pb表示。所述再循环泵的单个替代泵以Pc表示。阀门组(Vc1到Vc4)和虚线(对应于当替代泵Pc未使用时未使用的管线)表示泵Pc可用于替代吸附器a的泵Pa或替代吸附器b的泵Pb。
发明内容
本发明可定义为使用两个吸附器的二甲苯模拟逆流分离工艺，所述吸附器各包含十二个床，这两个吸附器以“并联”构造运行。
更确切地说，本发明的二甲苯模拟逆流分离工艺包括使用两个吸附器的第一吸附步骤，所述吸附器各含十二个床，每个吸附器具有用于引入进料(F)的管线、用于引入洗脱剂(D)的管线、用于排出提取物(E)的管线和用于排出提余液(R)的管线并分成如下所述4个色谱区：
●区1：对二甲苯脱附区，含在脱附剂D的注入和提取物E的取出之间；
●区2：对二甲苯的异构体脱附区，含在提取物E的取出和待分馏的进料F的注入之间；
●区3：对二甲苯吸附区，含在进料的注入和提余液R的排出之间；
●区4：位于提余液R的排出和脱附剂D的注入之间的区；
且所述两个吸附器并联地运行，即第一吸附器(a)的第十二床与所述吸附器(a)的第一床经由含再循环泵(Pa)的管线相连，而第二吸附器(b)的第十二床与所述第二吸附器(b)的第一床经由含不同于前述泵的再循环泵(Pb)的管线相连，所述工艺还包括：
●在单个蒸馏塔中蒸馏两种提余液的混合物的步骤，从所述塔的顶部排出贫对二甲苯的二甲苯混合物，而从所述塔的底部排出脱附剂，该脱附剂被循环使用；
●在一个或两个蒸馏塔中蒸馏两种提取物的步骤，从所述塔的顶部排出基本纯净的对二甲苯(即纯度高于99.7重量％)，而从所述塔的底部排出脱附剂并循环使用。
与在所有模拟移动床工艺中一样，进料和脱附剂注入点及提取物和提余液排出点在每个时间增量下移位一个床。术语“周期”用来指注入和排出点返回到其初始位置所需的时间。在称为“VARICOL”的变型中，此概念特别重要，其可用来限定每个区的非整数床数，在周期过程中对于每个区的这些床数使用平均值。
在本发明的工艺的第一个变型(1)中，每个吸附器中床的分布随各个色谱区固定。在周期过程中，该分布不变。
每个吸附器的12个床以如下方式分布在4个色谱区中：
●区1中2个床；
●区2中5个床；
●区3中3个床；
●区4中2个床。
在本发明的工艺的第二个变型(2)中，吸附器中的一个以固定模式运行，第二吸附器以“Varicol”模式运行。
对于以固定模式运行的吸附器，该吸附器的12个床以如下方式分布在4个色谱区中：
●区1中2个床；
●区2中5个床；
●区3中3个床；
●区4中2个床；
对于以“Varicol”模式运行的另一吸附器，2个注入点和2个排出点的移位不同步，以获得在周期过程中不为整数的每区平均床数。
该吸附器的每区床数为如下：
●区1中2.5(+或-0.5)个床；
●区2中4.5(+或-0.5)个床；
●区3中3.5(+或-0.5)个床；
●区4中1.5(+或-0.5)个床。
在本发明的工艺的第三个变型(3)中，两个吸附器中的每一个均以“Varicol”模式运行。两个吸附器中的每一个的2个注入点和2个排出点的移位都不同步，以获得在周期过程中不为整数的每区平均床数。
该吸附器的每区床数为如下：
●区1中2.5(+或-0.5)个床；
●区2中4.5(+或-0.5)个床；
●区3中3.5(+或-0.5)个床；
●区4中1.5(+或-0.5)个床。
在与上面讨论的三个变型(1)、(2)和(3)相容的另一工艺变型中，两个吸附器各含十二个由板Pi隔开的床，板Pi具有用于流体分配和/或提取的室及用于所述流体的贯序分配和提取的程序化组件(means)。
对于每个板Pi，这些用于流体分配和提取的程序化组件由至少4个程序化的两通开关阀构成以分别管理用于进料(F)和洗脱剂(D)的2个流体供给及用于提取物(E)和提余液(R)的2个排出。
根据本发明的二甲苯模拟逆流分离工艺的另一变型，每个吸附器使用旋转多通阀，所述旋转多通阀可管理所有板的进料(F)供给、洗脱剂(D)供给、提取物(E)排出和提余液(R)排出。
本发明的二甲苯模拟逆流分离工艺通常利用附聚沸石吸附剂固体，所述吸附剂固体包含X沸石小晶体(即直径为2微米(μm)或更小)和比例低于15重量％的惰性粘结剂，所述X沸石至少90％被钡离子单独或被钡离子和钾离子所交换，被钾占据的可交换位点为被钡+钾离子占据的可交换位点的至多1/3。
优选本发明的二甲苯模拟逆流分离工艺利用对二乙苯作为脱附剂。
本发明的二甲苯模拟逆流分离工艺的操作条件通常在如下范围内：
●吸附温度在100℃到250℃范围内，优选在120℃到180℃范围内；
●吸附压力在工艺温度下的二甲苯泡点压力和30×105Pa之间的范围内；
●脱附剂与进料的流率比在0.7-2.5范围内；
●洗脱剂的循环比在2.5-12范围内，优选在3.5-6范围内；
●吸附器的周期持续时间在14-30分钟范围内，优选在18-23分钟范围内；
●就空反应器而论，平均线速度在0.7cm/s到1.4cm/s范围内，优选在0.85cm/s到1.1cm/s范围内；
●液相中的含水量保持在70-140ppm(以重量计)范围内、优选80-120ppm(以重量计)范围内的含量下。
本发明的二甲苯模拟逆流分离工艺因此包含并联地运行的两个各具有12个床的吸附器并还包含：
●替代用于供给进料(F)的泵的单个泵和替代用于供给脱附剂(D)的泵的单个泵；
●单个替代再循环泵(Pc)，所述单个替代泵能用来替代第一吸附器(a)上采用的再循环泵(Pa)或替代第二吸附器(b)上采用的再循环泵(Pb)。
具体实施方式
本发明涉及一种自基本上包含对二甲苯及其芳族C8异构体的进料F分离对二甲苯的工艺，所述工艺包括：
●使用两个各具有十二个床的吸附器通过模拟逆流色谱(SCC)进行的吸附步骤，其特征在于，所述两个吸附器并联地运行，即每个吸附器都具有进料引入点、洗脱剂引入点、提取物排出点和提余液排出点以产生两种提取物(每个吸附器一种)和两种提余液(每个吸附器一种)，所述提取物含富对二甲苯的二甲苯与脱附剂的混合物，所述提余液含贫对二甲苯的二甲苯与脱附剂的混合物。
术语“并联地运行的两个吸附器”指第一吸附器的第十二床与所述第一吸附器的第一床相连且第二吸附器的第十二床与所述第二吸附器的第一床以相同的方式相连的事实；
●在单个蒸馏塔中蒸馏两种提余液的混合物的步骤，从所述塔的顶部排出贫对二甲苯的二甲苯混合物，而从所述塔的底部排出脱附剂，该脱附剂可被循环使用；
●在一个或两个蒸馏塔中蒸馏两种提取物的步骤，从所述塔的顶部排出基本纯净的对二甲苯(即纯度高于99.7重量％)，而从所述塔的底部排出脱附剂，该脱附剂可被循环使用。优选使用单个蒸馏塔来处理所述两种提取物的混合物。
考虑到每个吸附器的各个色谱区中吸附剂床的分布，通过本发明的工艺的模拟逆流色谱(SCC)进行的吸附步骤具有三个变型。
4个色谱区通常为如下所述：
●区1：对二甲苯脱附区，含在脱附剂D的注入和提取物E的取出之间；
●区2：对二甲苯的异构体脱附区，含在提取物E的取出和待分馏的进料F的注入之间；
●区3：对二甲苯吸附区，含在进料的注入和提余液R的排出之间；
●区4：位于提余液R的排出和脱附剂D的注入之间的区。
在本发明的工艺的第一个变型a)中，各个注入和排出点的移位是同步的，两个吸附器中的每一个的床按如下分布在各个区中：
●区1中2个床；
●区2中5个床；
●区3中3个床；
●区4中2个床。
根据本发明的工艺的第二个变型b)，对于所述吸附器中的一个，2个注入点和2个排出点的移位是同步的，该吸附器的12个床以如下方式分布在4个色谱区中：
●区1中2个床；
●区2中5个床；
●区3中3个床；
●区4中2个床；
而对于另一个吸附器，2个注入点和2个排出点的移位不同步，以获得在周期过程中不为整数的每区平均床数，该吸附器的每区床数为如下：
●区1中2.5(+或-0.5)个床；
●区2中4.5(+或-0.5)个床；
●区3中3.5(+或-0.5)个床；
●区4中1.5(+或-0.5)个床。
根据本发明的工艺的第三个变型c)，对于所述吸附器中的每一个，2个注入点和2个排出点的移位都不同步，以获得在周期过程中不为整数的每区平均床数，每个吸附器的每区床数为如下：
●区1中2.5(+或-0.5)个床；
●区2中4.5(+或-0.5)个床；
●区3中3.5(+或-0.5)个床；
●区4中1.5(+或-0.5)个床。
所述吸附器各含十二个由板Pi隔开的床，板Pi具有用于各个吸附剂床中或来自各个吸附剂床的流体的分配和/或提取的室及用于所述流体的贯序分配和提取的程序化组件。
所述用于流体的贯序分配和提取的程序化组件通常为如下两大技术类型中的一种：
●对于每个板，有多个程序化的开关阀用于流体的供给或排出，这些阀的位置通常紧邻对应的板，且对于每个板Pi，包含至少4个程序化的两通开关阀分别用于流体F和D的2个供给及流体E和R的2个排出；
●或在所有板上有旋转多通阀用于流体的供给或排出。
本发明的工艺的吸附步骤具有必要的冲洗注入和排出网络的装置以获得99.7重量％或更高的对二甲苯纯度。关于本发明的工艺中可能采用的网络冲洗装置，可区分两种情况：
●第一种装置由用脱附剂或较纯的对二甲苯冲洗给定板的注入/排出网络构成。为此，例如从区1排出流(以便与区1关联的网络可得到冲洗)且所述流被重新注入区2中(以便与区2关联的网络可得到冲洗)。还可以在蒸馏后向区2的最靠近提取物排出点的板中注入提取物或对二甲苯的小流。可存在通过注入和排出来冲洗的其它可能性。这样的装置已特别是在专利US3201491、US5750820、US5912395、US6149874和WO2006/096394中描述。优选该冲洗装置在当所有板上的流体供给或排出用旋转多通阀进行时采用；
●第二种装置由让主流中的大多数进入吸附器内部而该流中的少数（通常为主流的1%到20%）经由贯序的板间的外部旁通管线从吸附器外经过。这种在板处通过源自上一板的流对注入/排出网络的冲洗通常连续地进行，使得注入/排出网络的管线和区不再“死”而是持续地被冲洗。这样的装置已特别是在专利FR2935100、FR2935101和FR2944215中描述。优选该冲洗装置在当所有板上的流体供给或排出经由多个程序化的开关阀进行时采用。
根据本发明的一个特征，吸附步骤中使用的吸附剂可包括被钡所交换或被钡和钾所交换的八面沸石型沸石。
优选所述吸附剂为附聚沸石吸附剂固体，所述吸附剂固体包含X沸石小晶体（即直径为2μm或更小），所述X沸石至少90%被钡离子单独或被钡离子和钾离子所交换，被钾占据的可交换位点为被钡+钾离子占据的可交换位点的至多1/3（任何补充通常由非钡和钾的碱金属或碱土金属离子提供）。所述小晶体还包含小比例即低于15重量%的惰性粘结剂。
在900℃下测得的烧失量在4.0重量%到7.7重量%范围内，优选在4.7重量%到6.7重量%范围内。更优选吸附剂的惰性粘结剂比例非常低，即低于5重量%，这样的吸附剂称为“无粘结剂的”。
优选的脱附剂为对二乙苯，但其他脱附剂如甲苯、对二氟苯或二乙苯作为混合物也可能是合适的。优选推荐对二乙苯，因为其易于通过蒸馏回收并对吸附剂具有高亲和力。
根据所述工艺的另一特征，吸附步骤的操作条件为如下：
●温度为100℃到250℃，优选120℃到180℃；
●压力介于工艺温度下的二甲苯泡点压力和30×105Pa之间；
●脱附剂与进料的流率比为0.7-2.5；
●循环比在2.5-12范围内，优选在3.5-6范围内；循环比定义为各个吸附剂床中流动的平均流率与注入到该吸附剂中的进料的流率之间的比率；
●吸附器的周期持续时间在14-30分钟范围内，优选在18-23分钟范围内；
●就空反应器而论，平均线速度在0.7cm/s到1.4cm/s范围内，优选在0.85cm/s到1.1cm/s范围内；
●液相中的含水量保持在70-140ppm(以重量计)范围内、优选80-120ppm(以重量计)范围内的含量下。
本发明的工艺可用来获得超过90％、优选超过95％、更优选超过98％的对二甲苯收率。
通过本发明的工艺达到的生产率在60kg到180kg对二甲苯每小时每m3吸附剂床范围内，优选在75kg到140kg对二甲苯每小时每m3吸附剂床范围内，还更优选在90kg到130kg对二甲苯每小时每m3吸附剂床范围内。
在本发明的工艺中两个吸附吸附器并联地使用的事实指：
●单个泵替代进料供给泵且单个泵替代脱附剂供给泵；
●有单个替代再循环泵(Pc)可利用，该单个替代泵具有用来替代第一吸附器(a)上使用的再循环泵(Pa)或替代第二吸附器(b)上采用的再循环泵(Pb)的能力。当泵Pc用来替代泵Pa时，阀Va1和Va2关闭，而阀Vc1和Vc3开启。当泵Pc用来替代泵Pb时，阀Vb1和Vb2关闭，而阀Vc2和Vc4开启；
●两个吸附器仅使用一个自动化控制组件；
●仅使用单个在线装置来分析吸附器中的浓度。这样的装置在特别是专利FR2942879中有述；
●过程的控制和操作所需的所有信息都在单个控制室中统一管理。
在又一方面，本发明涉及一种把在含串联的两个12床吸附器的24床模拟移动床中生产高纯度对二甲苯的工艺转化为根据本发明的即包含并联地连接的两个各具有十二个床的吸附器的工艺的方法。
该方法包括改变(也称改型)现有设施以提高其生产率。
●第一吸附器(a)的第十二床与所述第一吸附器的第一床经由含至少一个再循环泵(Pa)的管线相连；
●第二吸附器(b)的第十二床与所述第二吸附器的第一床经由含至少一个再循环泵(Pb)的管线相连。
改造用于控制和调节24床吸附步骤的进料和脱附剂注入流率及提取物和提余液排出流率的系统以能独立地管理本发明的改型工艺的两个吸附器中的每一个中的注入和排出流率。
对于注入装置，可如下实现此操作：
●或通过将泵+测定组件系统加倍以调节注入进各个吸附器中的流量；
●或为最大限度地降低成本，通过使用既有的泵和测定组件来管理待一起注入的两个流并增加用来测定和调节供给两个吸附器中的一个的流量的系统。
当现有24床工艺的所有板上的流体供给或排出由多个程序化的开关阀提供时，则不必对供给和排出网络作增补改变。当现有24床工艺的所有板上的流体供给或排出通过使用旋转多通阀提供时，这些功能优选通过使用两个旋转多通阀(通过任选地再循环既有阀至改造后的两个端口中的一个)提供。
在由串联的二乘十二床构成的现有24床单元的情况下，主流从第一吸附器的塔底向第二吸附器的塔顶并从第二吸附器的塔底向第一吸附器的塔顶移动，如图1中可见。
通过如图2中所示改变阀门和管线，来自两个吸附器的塔底的流因此移向其所来自的吸附器的塔顶。来自吸附器a)的塔底流循环到所述吸附器a)的塔顶而来自吸附器b)的塔底流循环到所述吸附器b)的塔顶。
两个吸附器的构造(每区平均床数meannumbersofbedsperzone)可依照上面讨论的3个变型中的一个，即：
●两个吸附器的每个色谱区中的床数固定；
●一个吸附器的床数变化而另一个的固定；
●两个吸附器的床数均变化。
实施例
通过下面的三个实施例，本发明将得到更好的理解。
实施例1(根据现有技术)
考虑一个由24个长1.1m、内半径1.05m的床构成的具有一个进料注入、一个脱附剂注入、一个提取物排出和一个提余液排出的SCC单元。
采用的吸附剂为沸石BaX型固体，脱附剂为对二乙苯。温度为175℃，压力为15巴。水量为95ppm(以重量计)。
进料由21.6％的对二甲苯、20.8％的邻二甲苯、47.9％的间二甲苯和9.7％的乙苯组成。
该SCC单元由24个被分配板隔开的床构成。注入网络和排出网络与每一个分配板相关联。所用冲洗装置为如专利WO2010/020715中所述的经调节的旁通流体流率装置。各区中的同步性为100％。
各个注入和排出点的移位是同步的。床按如下配置分布在4个色谱区中：
5/9/7/3
即床的分布为如下：
●区1中5个床(脱附剂D注入和提取物E排出之间)；
●区2中9个床(提取物E排出和进料F注入之间)；
●区3中7个床(进料F注入和提余液R排出之间)；
●区4中3个床(提余液R排出和脱附剂D注入之间)。
进料和脱附剂注入流率(假定基准温度为40℃而定)为如下：
●进料：0.6102m3/min；
●脱附剂：0.7715m3/min。
此外，区4的流率为1.8807m3/min，提取物排出流率为0.3966m3/min。采用的切换周期为71.0秒。
通过模拟，获得纯度为99.88％的对二甲苯，对二甲苯收率为98.67％，生产率为72.5kgPX.h-1.m-3。
实施例2(根据本发明)
考虑一个由两个各具有12个床的吸附器构成的根据本发明的单元。每个床长1.1m、内半径1.05m。
采用的吸附剂为沸石BaX型固体，脱附剂为对二乙苯。温度为175℃，压力为15巴。含水量为110ppm(以重量计)。
进料包含21.6％的对二甲苯、20.8％的邻二甲苯、47.9％的间二甲苯和9.7％的乙苯。
每个吸附器由12个被分配板隔开的床构成。注入网络和排出网络与每一个分配板相关联。所用冲洗装置为如专利WO2010/020715中所述的经调节的旁通流体流率装置。各区中的同步性为100％。
对于每一个吸附器，各个注入和排出点的移位是同步的。在每一个吸附器中，床按如下配置分布在4个色谱区中：
2/5/3/2
即床的分布为如下：
●区1中2个床(脱附剂D注入和提取物E排出之间)；
●区2中5个床(提取物E排出和进料F注入之间)；
●区3中3个床(进料F注入和提余液R排出之间)；
●区4中2个床(提余液R排出和脱附剂D注入之间)。
对于两个吸附器中的每一个，进料和脱附剂注入流率(假定基准温度为40℃而定)为如下：
●进料：0.4126m3/min；
●脱附剂：0.5583m3/min。
此外，对于每一个吸附器，区4的流率为1.2566m3/min，提取物排出流率为0.3201m3/min。采用的切换周期为102.4秒。
通过模拟，获得纯度为99.72％的对二甲苯，对二甲苯收率为98.08％，将该单元视为由两个吸附器构成的整体，生产率为97.5kgPX.h-1.m-3。
实施例3(根据本发明)
考虑一个由两个各具有12个床的吸附器构成的根据本发明的单元。每个床长1.1m、内半径1.05m。
在每个吸附器中，采用的吸附剂为沸石BaX型固体，脱附剂为对二乙苯。温度为175℃，压力为15巴。含水量为110ppm(以重量计)。
进料包含21.6％的对二甲苯、20.8％的邻二甲苯、47.9％的间二甲苯和9.7％的乙苯。
每个吸附器由12个被分配板隔开的床构成。注入网络和排出网络与每一个分配板相关联。所用冲洗装置为如专利WO2010/020715中所述的经调节的旁通流体流率装置。各区中的同步性为100％。
对于每一个吸附器，各个注入和排出点的移位不同步，以获得不为整数的色谱区长度(如专利US6136198中所披露)。在两个吸附器中的每一个中，床按如下配置分布在4个色谱区中：
2.2/4.8/3.2/1.8
即在一个周期过程中床的分布如下(按照惯例，周期的开始和结束由脱附剂注入点的移位限定)：
●从周期开始到81.92秒(相对于周期开始限定)，有：
●区1中2个床(脱附剂D注入和提取物E排出之间)；
●区2中5个床(提取物E排出和进料F注入之间)；
●区3中3个床(进料F注入和提余液R排出之间)；
●区4中2个床(提余液R排出和脱附剂D注入之间)。
●从81.92秒(相对于周期开始限定)到周期结束，有：
●区1中3个床(脱附剂D注入和提取物E排出之间)；
●区2中4个床(提取物E排出和进料F注入之间)；
●区3中4个床(进料F注入和提余液R排出之间)；
●区4中1个床(提余液R排出和脱附剂D注入之间)。
对于两个吸附器中的每一个，进料和脱附剂注入流率(假定基准温度为40℃而限定)为如下：
●进料：0.4126m3/min；
●脱附剂：0.5460m3/min。
此外，对于每一个吸附器，区4的流率为1.2433m3/min，提取物排出流率为0.2949m3/min。采用的切换周期为102.4秒。
通过模拟，获得纯度为99.70％的对二甲苯，对二甲苯收率为98.20％，将该单元视为由两个吸附器构成的整体，生产率为97.6kgPX.h-1.m-3。
实施例4(根据本发明)
考虑一个由两个各具有12个床的吸附器构成的根据本发明的单元。每个床长1.1m、内半径1.05m。
在每个吸附器中，采用的吸附剂为沸石BaX型固体，脱附剂为对二乙苯。温度为175℃，压力为15巴。含水量为110ppm(以重量计)。
进料包含21.6％的对二甲苯、20.8％的邻二甲苯、47.9％的间二甲苯和9.7％的乙苯。
每个吸附器由12个被分配板隔开的床构成。注入网络和排出网络与每一个分配板相关联。所用冲洗装置为如专利WO2010/020715中所述的经调节的旁通流体流率装置。各区中的同步性为100％。
在第一吸附器中，各个注入和排出点的移位是同步的，床按如下配置分布在4个色谱区中：
2/5/3/2
即床的分布为如下：
●区1中2个床(脱附剂D注入和提取物E排出之间)；
●区2中5个床(提取物E排出和进料F注入之间)；
●区3中3个床(进料F注入和提余液R排出之间)；
●区4中2个床(提余液R排出和脱附剂D注入之间)。
在第一吸附器中，进料和脱附剂注入流率(假定基准温度为40℃而限定)为如下：
●进料：0.4126m3/min；
●脱附剂：0.5583m3/min。
此外，在第一吸附器中，区4的流率为1.2566m3/min，提取物排出流率为0.3201m3/min。采用的切换周期为102.4秒。
在第二吸附器中，各个注入和排出点的移位不同步，以获得不为整数的色谱区长度(如专利US6136198中所披露)。床按如下配置分布在4个色谱区中：
2.2/4.8/3.2/1.8
即在一个周期过程中床的分布如下(按照惯例，周期的开始和结束由脱附剂注入点的移位限定)：
●从周期开始到81.92秒(相对于周期开始限定)，有：
●区1中2个床(脱附剂D注入和提取物E排出之间)；
●区2中5个床(提取物E排出和进料F注入之间)；
●区3中3个床(进料F注入和提余液R排出之间)；
●区4中2个床(提余液R排出和脱附剂D注入之间)。
●从81.92秒(相对于周期开始限定)到周期结束，有：
●区1中3个床(脱附剂D注入和提取物E排出之间)；
●区2中4个床(提取物E排出和进料F注入之间)；
●区3中4个床(进料F注入和提余液R排出之间)；
●区4中1个床(提余液R排出和脱附剂D注入之间)。
在第二吸附器中，进料和脱附剂注入流率(假定基准温度为40℃而限定)为如下：
●进料：0.4126m3/min；
●脱附剂：0.5460m3/min。
此外，在第二吸附器中，区4的流率为1.2433m3/min，提取物排出流率为0.2949m3/min。采用的切换周期为102.4秒。
通过模拟，获得纯度为99.71％的对二甲苯，对二甲苯收率为98.14％，将该单元视为由两个吸附器构成的整体，生产率为97.6kgPX.h-1.m-3。

Claims (16)

1.一种二甲苯模拟逆流分离工艺，所述工艺包括使用两个吸附器的第一吸附步骤，所述吸附器各含十二个床，每个吸附器具有用于引入进料（F）的管线、用于引入脱附剂（D）的管线、用于排出提取物（E）的管线和用于排出提余液（R）的管线并分成如下所述4个色谱区：
●区1：对二甲苯脱附区，含在脱附剂D的注入和提取物E的取出之间；
●区2：对二甲苯的异构体脱附区，含在提取物E的取出和待分馏的进料F的注入之间；
●区3：对二甲苯吸附区，含在进料的注入和提余液R的排出之间；
●区4：位于提余液R的排出和脱附剂的注入之间的区；
且所述两个吸附器并联地运行，即第一吸附器（a）的第十二床与所述吸附器的第一床经由含再循环泵的管线相连，而第二吸附器的第十二床与所述第二吸附器的第一床经由含不同于前述泵的再循环泵的管线相连，所述工艺还包括：
●在单个蒸馏塔中蒸馏所述两个提余液的混合物的步骤，从所述塔的顶部排出贫对二甲苯的二甲苯混合物，而从所述塔的底部排出脱附剂，所述脱附剂被循环使用；
●在一个或两个蒸馏塔中蒸馏所述两种提取物的步骤，从所述塔的顶部排出纯度高于99.7重量%的基本纯净的对二甲苯，而从所述塔的底部排出脱附剂并循环使用。
2.根据权利要求1所述的二甲苯模拟逆流分离工艺，其中所述每个吸附器的12个床以如下方式分布在所述4个色谱区中：
●区1中2个床；
●区2中5个床；
●区3中3个床；
●区4中2个床。
3.根据权利要求1所述的二甲苯模拟逆流分离工艺，其中对于所述吸附器中的一个，所述2个注入点和所述2个排出点的移位是同步的，所述吸附器的12个床以如下方式分布在所述4个色谱区中：
●区1中2个床；
●区2中5个床；
●区3中3个床；
●区4中2个床；
而对于另一个吸附器，所述2个注入点和所述2个排出点的移位不同步，以获得在周期过程中不为整数的每区平均床数，该吸附器的每区床数为如下：
●区1中2.5(+或–0.5)个床；
●区2中4.5(+或–0.5)个床；
●区3中3.5(+或–0.5)个床；
●区4中1.5(+或–0.5)个床。
4.根据权利要求1所述的二甲苯模拟逆流分离工艺，其中对于所述吸附器中的每一个，所述2个注入点和所述2个排出点的移位不同步，以获得在周期过程中不为整数的每区平均床数，所述吸附器中的每一个的每区床数为如下：
●区1中2.5(+或–0.5)个床；
●区2中4.5(+或–0.5)个床；
●区3中3.5(+或–0.5)个床；
●区4中1.5(+或–0.5)个床。
5.根据权利要求1所述的二甲苯模拟逆流分离工艺，其中所述两个吸附器各含十二个由板Pi隔开的床，所述板Pi具有用于流体分配和/或提取的室及用于所述流体的贯序分配和提取的程序化组件，对于每个板Pi，所述用于流体分配和提取的程序化组件由至少4个程序化的两通开关阀构成以分别管理用于进料（F）和脱附剂（D）的2个流体供给及用于提取物（E）和提余液（R）的2个排出。
6.根据权利要求1所述的二甲苯模拟逆流分离工艺，其中每个吸附器使用旋转多通阀，所述旋转多通阀可管理所有板的进料（F）供给、脱附剂（D）供给、提取物（E）排出和提余液（R）排出。
7.根据权利要求1所述的二甲苯模拟逆流分离工艺，其中所述吸附剂固体为附聚沸石吸附剂固体，所述吸附剂固体包含直径为2μm或更小的X沸石小晶体和比例低于15重量%的惰性粘结剂，所述X沸石至少90%被钡离子单独或被钡离子和钾离子所交换，被钾占据的可交换位点为被钡+钾离子占据的可交换位点的至多1/3。
8.根据权利要求1所述的二甲苯模拟逆流分离工艺，其中所述脱附剂为对二乙苯。
9.根据权利要求1所述的二甲苯模拟逆流分离工艺，其中：
a）吸附温度在100℃到250℃范围内；
b）吸附压力在工艺温度下的二甲苯泡点压力和30×105Pa之间的范围内；
c）脱附剂与进料的流率比在0.7-2.5范围内；
d）脱附剂的循环比在2.5-12范围内；
e）吸附器的周期持续时间在14-30分钟范围内；
f）就空反应器而论，平均线速度在0.7cm/s到1.4cm/s范围内；
g）以重量计，液相中的含水量保持在70-140ppm范围内的含量下。
10.根据权利要求9所述的二甲苯模拟逆流分离工艺，其中所述吸附温度在120℃到180℃范围内。
11.根据权利要求9所述的二甲苯模拟逆流分离工艺，其中所述脱附剂的循环比在3.5-6范围内。
12.根据权利要求9所述的二甲苯模拟逆流分离工艺，其中所述吸附器的周期持续时间在18-23分钟范围内。
13.根据权利要求9所述的二甲苯模拟逆流分离工艺，其中所述平均线速度在0.85cm/s到1.1cm/s范围内。
14.根据权利要求9所述的二甲苯模拟逆流分离工艺，其中以重量计，所述液相中的含水量保持在80-120ppm范围内的含量下。
15.根据权利要求1所述的二甲苯模拟逆流分离工艺，其中所述由并联的两个吸附器构成的单元还包含：
●替代用于供给进料（F）的泵的单个泵和替代用于供给脱附剂（D）的泵的单个泵；
●单个替代再循环泵（Pc），所述单个替代泵能用来替代所述第一吸附器上采用的所述再循环泵或替代所述第二吸附器上采用的所述再循环泵。
16.一种把在含串联的两个12床吸附器的24床模拟移动床中生产对二甲苯的工艺改造为根据权利要求1所述的工艺的方法，所述方法的特征在于，其包括步骤：
a）经由含至少一个再循环泵（Pa）的管线连接所述第一吸附器（a）的第十二床至所述第一吸附器的第一床；
b）经由含至少一个再循环泵（Pb）的管线连接所述第二吸附器（b）的第十二床至所述第二吸附器的第一床；
c）改造用于测定和调节所述进料和脱附剂注入流率及所述提取物和提余液排出流率的系统以能独立地管理所述两个吸附器中的每一个中的所述注入和排出流率；
d）改变所述工艺的自动化控制组件以能控制和监测所述并联的两个吸附器。
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