CN1106370A

CN1106370A - 改进的吸附分离生产高纯度对二甲苯的方法

Info

Publication number: CN1106370A
Application number: CN 94116990
Authority: CN
Inventors: 潘伟忠; 王玉冰
Original assignee: Sinopec Yangzi Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Sinopec Yangzi Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1994-10-22
Filing date: 1994-10-22
Publication date: 1995-08-09
Anticipated expiration: 2014-10-22
Also published as: CN1038031C

Abstract

本发明公开了一种改进的模拟移动床吸附分离生产对二甲苯的方法。在现有技术中，该方法中的一次冲洗流量设定值以最长床层管线体积计算，冲洗流量偏大，从而降低了对二甲苯的收率，本发明对一次冲洗流量设定值作出修改，将一次冲洗流量与各根床层管线体积对应关联，引入体积因子，采用程序控制，对于不同床层管线不同的流量冲洗，提高了对二甲苯的收率和纯度。

Description

本发明所属的技术领域为烃的吸附分离。更具体地说，本发明涉及从含有其数种异构体的进料混合物中分离一个异构体的方法。本发明特别地涉及从含有对二甲苯和其另外数种异构体的进料混合物通过改进的吸附分离工艺生产高纯度对二甲苯的方法。国际专利分类号为C07C7/00。

在现有技术中，有大量的专利文献记载了将某种类型的烃从其另一种类型的异构体中分离出来的方法。例如，US36265020、US3663638、US3665046、US3700744、US3686342、US373447、US3894109、US3997620、CN1049329A、CN1051549A、CN1064071和CN1047489A都公开了使用特定的优先吸附对位异构体的氟石分子筛吸附剂从其它异构体中吸附分离二烷基取代的单环芳烃的对位异构体的方法，特别是从其它的二甲苯异构体中分离对二甲苯的方法。在上述专利文献中，分别推荐用苯、甲苯、氯苯、氟代芳烃、卤代甲苯、对二乙苯、二乙基甲苯和四氢萘等作为解吸剂，解吸剂的选用取决于进料混合物的组成。

吸附分离过程可以在固定式或移动式吸附床系统中实施，但优选地是在逆流模拟移动床系统中实施。例如，US2985589、US3268604和US3268605都公开了用于吸附分离过程的逆流模拟移动床系统，而美国专利US3040777和US3422848则公开了用于上述逆流模拟移动床系统的旋转阀。以下，我们将根据附图来进一步说明现有技术中所存在的缺陷、本发明的目的和解决方案。

附图1是连续逆流模拟移动床系统的原理示意图。为使叙述简单，我们举例从含对二甲苯的异构体混合物中分离对二甲苯的方法用于描述附图1。

参见图1，F代表含对二甲苯（下文简称为A）的混合进料，D代表对二乙苯解吸剂（下文中简称为D），E代表含对二甲苯物料的抽出液，R代表含其它二甲苯异构体（下文简称为B）而不含对二甲苯的物料的抽余液，H_进和H_出代表富含解吸剂的用于管道冲洗的一次冲洗液，X代表用于管道二次冲洗液，M表示旋转阀切换模拟吸附剂移动方向。吸附床分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ区域。区域Ⅰ位于F和R之间，混合进料在区域Ⅰ中与吸附剂逆流接触，组分A从液流中转移到吸附剂孔内，同时把D从孔中置换出来。因此区域Ⅰ称之为吸附区。区域Ⅱ位于F和E之间，由于吸附剂在吸附A的同时，也吸附了少量的组分B。在区域Ⅱ中，吸附剂与来之区域Ⅱ顶部的仅含A和D的液体相接触，通过适当调整区域Ⅱ内液体的流速，B逐渐地被A和D从孔中置换出来，由于吸附剂对A的吸附要比B强，A不会同时被全部置换出来，A在区域Ⅱ中得到提纯，因此，区域Ⅱ称之为提纯区。区域Ⅲ位于E和D之间，在区域Ⅲ中，纯的D与吸附剂相接触，从而从吸附剂孔中置换出A，因此，区域Ⅲ称之为解吸区。区域Ⅳ位于D和R之间，在区域Ⅳ中，通过设定D流速，使D在区域Ⅳ内物料向上流动，从而不让组份B进入区域Ⅲ的液体中而污染抽出液，因此，区域Ⅳ称之为缓冲区

在模拟移动床中，吸附塔可含有任何数目的吸附剂床，有8～24个床是常用的，而24个床是最常用的。在操作过程中，采用旋转阀或其他型式阀进行切换，将进出物料进行循环移动，从而实现对吸附剂移动的模拟。在旋转阀切换过程中，需对床层管道中的残余液进行冲洗，以保证所提纯的对二甲苯的纯度和回收率在附图1中标出了H_进、H_出和X的进出口位置，由此在区域Ⅱ和Ⅲ内分别划分出ⅡA、ⅡB和ⅢA三个区域。

在设定H_进、H_出流量时，若流量太小，则管道内的残留物冲洗不干净，最终影响产品的纯度和回收率，若流量太大，则由于冲洗液富含解吸剂，从而造成吸附剂吸附空间被解吸剂占据，降低了吸附剂对二甲苯的吸附能力，导致对二甲苯的回收率及纯度下降。

在现有技术中，冲洗流量设定值H_进和H_出由如下公式（Ⅰ）计算：

H_进＝H_出＝ (2V_L)/(T) （Ⅰ）

其中：V_L：24根床层管线最长一根的体积;

T：旋转阀切换时间间隔。

根据对吸附室的体积平衡，由如下公式计算各个区域的流量：

Ⅰ＝H+K+F

ⅡA＝H+K

ⅡB＝K-X

Ⅲ＝K+E-X

ⅢA＝K+E+H-X

Ⅳ＝K+E+H-D-X

其中，H、X、F、E、D分别为一次冲洗液量、二次冲洗流量、进料流量、抽出液流量和解吸剂流量，而K则为所选定的第Ⅱ区的流量。

然而，由于在工程施工过程中，施工现场空间的限制，吸附塔24根床层管线不可能完全相同，最长床层管道与最短床层管道体积相差较大，因此，上述公式中以最长床层管道体积来计算冲洗流量会导致冲洗流量偏大，因而降低了产品的回收率和纯度。

本发明的目的在于提出解决现有技术中上述冲洗流量的设定值不合适的技术方案。

本发明涉及一种改进的吸附分离生产高纯度对二烷基苯的方法，其中利用吸附分离装置从含对二烷基苯和其同分异构体的混合进料中分离出高纯度的对二烷基苯，所述装置包括吸附区、提纯区、解吸区和缓冲区，该方法包括，（a）混合进料在吸附区内与吸附剂逆流接触，吸附剂吸附混合进料中的对二烷基苯，并得到抽余液，（b）用含有对二烷基苯和解吸剂的部分液体与（a）得到的吸附有对二烷基苯的吸附剂在提纯区中相接触以置换出（a）步骤中同时吸附于吸附剂孔中的对二烷基苯的其他异构体而提纯吸附剂孔中的对二烷基苯;（c）在解吸区中，解吸剂与（b）得到的吸附剂相接触，解吸出吸附剂孔中的纯的对二烷基苯得到抽出液，部分液体用于（b）步骤，抽出液则经蒸馏得到高纯度的对二烷基苯产品;（d）在缓冲区中，控制解吸剂流速，不使抽余液进入解吸区而污染抽出液;（e）使用旋转阀进行切换，将进出物料进行循环移动，从而使上述四个区域在吸附装置内循环移动，在切换过程中，使用富含解吸剂的冲洗液体冲洗掉床层管线中的残余液;

其特征在于：一次冲洗流量H_进、H_出由如下公式计算：

H_进＝H_出＝ (K_n·V_L)/(T) （Ⅱ）

其中，K_n：H_进所在的第n床层管线的体积因子;

T：旋转阀切换时间间隔（h）;

V_L：最长床层管线体积（m³）。

将H_进和H_出与吸附床各管线体积逐一相关联，利用程序控制各个床层管线的一次冲洗流量，对不同的床层管线用不同的流量冲洗，从而使其准确适合于各个床层管线，以提高对二烷基苯的回收率和产品纯度。

由上述公式可以看出，H_进、H_出不再是一个恒定值，而是一个变量，利用程序控制，在旋转阀切换过程中这二股物料根据各床层管线的体积，周期性地变化。

可用于本发明的吸附分离工艺的吸附剂、解吸剂、模拟移动床结构及操作条件在上文中所列的专利文献中已有了详细地描述，上述专利文献引为本文的参考文献。

采用本发明改进的吸附分离工艺，在保证冲洗效果的前提下，冲洗流量的需要量下降，从而使原先被解吸剂占据的吸附空间为所需产品（如对二甲苯）占据，由此，可提高收率4-6%，产品纯度可增加0.10-0.20%，装置处理能力也间接地增加3-5%。

以下实施例用于进一步说明本发明的方法及效果，而不是对本发明的限定。

对比实例1

以中国石化扬子石化公司芳烃厂的对二甲苯吸附分离装置为例。吸附塔具有24个吸附床层，各根床层管线体体积如下：（m³）

0.74 0.59 0.55 0.54 0.57 0.56

0.67 0.69 0.68 0.68 0.71 0.77

1.00＊ 0.85 0.7 0.71 0.70 0.64

0.68 0.64 0.60 0.59 0.59 0.63

＊最长床层管线体积V_L

根据上述公式（Ⅰ），

V_L＝1.00m³，T＝101.4s＝0.0281（h）

则H_进＝H_出＝ (2×1.00)/0.0281 ＝71m³/h

吸附室各进出物料流量如下：（95%负荷）

F＝224m³/h，D＝336m³/h，E＝132m³/h，X＝18m³/h，R＝446m³/h

H_进＝H_出＝71m³/h

由于24根床层管线体积相差很大，最大床层管线体积与最小床层管道体积，相差约85%，从而使一次冲洗流量偏大，运转效果不佳，对二甲苯的收率为90%，产品纯度为99.30%。

实施例1

采用与对比实例1相同的装置，除H_进和H_出外，其它吸附室各进出物料流量保持不变。但根据装置24根床层的管线体积数据，分别进行H_进、H_出流量调整，最终以下列体积因子分别计算各H_进、H_出（m³）：

1.50 1.20 1.10 1.10 1.20 1.10

1.40 1.40 1.40 1.40 1.40 1.50

2.00 1.70 1.50 1.40 1.40 1.50

1.40 1.30 1.20 1.20 1.20 1.30

采用公式（Ⅱ），将一次冲洗流量设定值H_进、H_出与24根床层管线体积逐一关联，利用程序控制各床层的一次冲洗流量。操作稳定后，一次冲洗物料需要量下降了约25%。对二甲苯的收率为95%，产品纯度为99.46%。对二甲苯收率和产品纯度都明显提高，取得了良好的效益。

Claims

1、一种改进的吸附分离生产高纯度对二烷基苯的方法，其中利用吸附分离装置从含对二烷基苯和其同分异构体的混合进料中分离出高纯度的对二烷基苯，所述装置包括吸附区、提纯区、解吸区和缓冲区，该方法包括，(a)混合进料在吸附区内与吸附剂逆流接触，吸附剂吸附混合进料中的对二烷基苯，并得到抽余液，(b)用含有对二烷基苯和解吸剂的部分液体与(a)得到的吸附有对二烷基苯的吸附剂在提纯区中相接触以置换出(a)步骤中同时吸附于吸附剂孔中的对二烷基苯的异构体而提纯吸附剂孔中的对二烷基苯；(c)在解吸区中，解吸剂与(b)得到的吸附剂相接触，解吸出吸附剂孔中的纯的对二烷基苯得到抽出液，部分液体用于(b)步骤，其余抽出液则经蒸馏得到高纯度的对二烷基苯产品；(d)在缓冲区中，控制解吸剂流速，不使抽余液进入解吸区而污染抽出液；和(e)使用旋转阀进行切换，将进出物料进行循环移动，从而使上述四个区域在吸附装置内循环移动，在切换过程中，使用富含解吸剂的冲洗液体冲洗掉床层管线中的残余液；

其特征在于：一次冲洗流量H_进、H_出由如下公式计算：

H_进＝H_出＝ (K_n·V_L)/(T)

其中，K_n：H_进所在的第n床层管线的体积因子；

T：旋转阀切换时间间隔(h)；

V_L：最长床层管线体积(m³)。

2、根据权利要求1所述的方法，其中，所述的对二烷基苯是对二甲苯。

3、根据权利要求1所述的方法，其中，解吸剂可以为对二乙基苯。

4、根据权利要求1-3中的任何之一所述的方法，其中，吸附装置可以是24个吸附床层。

5、根据权利要求1～4中的任何之一所述的方法，其中，该方法是在逆流模拟移动床中进行的。

6、根据权利要求1～5中的任何之一所述的方法，其中，该方法是采用旋转阀或其他型式阀实现逆流模拟移动床的。