CN112566707A - 分离乙苯与其它c8芳族化合物的方法 - Google Patents

Abstract

公开了提取剂化合物，其中示例性的化合物具有式(I)：

其中R^a和R^b独立地选自氧基、氢基和具有约1至约20个碳原子的烃基，并且其中R²至R⁶独立地选自卤素、氢基和具有约1至约20个碳原子的烃基，并且进一步地其中R²至R⁶中的至少两个为卤素。还公开了提取蒸馏方法，其包括蒸馏包含乙苯、另外的C₈芳族化合物和如本文所述的提取剂化合物的液体混合物。提取剂有助于改进乙苯与其它C₈芳族化合物的可分离性。如本文所述，所述分离性可根据乙苯与另外的C₈芳族化合物的增加的相对挥发性来量化，或者可替代性地根据竞争因子D来量化。

Description

分离乙苯与其它C8芳族化合物的方法

相关申请的交叉参考

本申请要求在2018年7月20日提交的美国临时专利申请号62/701,059的优先权，其内容通过引用以其全文明确地并入本文。

技术领域

本发明涉及一种提取蒸馏方法，用于使用提取剂从包含乙苯和至少一种其它C₈芳族化合物如二甲苯异构体的液体混合物中分离乙苯，以改善分离。

背景技术

相对于常规的蒸馏方法，分离具有接近沸点的化合物通常需要更复杂的方法。提取蒸馏是为此目的而开发的一种技术，其已经在商业上应用，并且作为分离方法变得愈发重要，尤其是在精炼和石化工业中。提取蒸馏方法的共同特征是使用重质溶剂（heavysolvent），即高沸点提取剂，将所述高沸点提取剂加入到待分离的化合物的混合物中。这种提取剂的作用是增加这些化合物的相对挥发性。相对挥发性提供了它们通过从这些化合物的液体混合物中蒸馏的可分离性（容易分离）的程度的指示。除了改变相对挥发性之外，有效的提取剂本身还应当容易与蒸馏产物分离。因此，需要提取剂和待分离的化合物之间的沸点的显著差异。提取剂在提取蒸馏工艺的设计中起着重要作用。因此，选择合适的提取剂对于确保提取蒸馏工艺的有效和经济设计是必要的。

乙苯是具有高商业利用和价值的烃化合物。主要用途是生产苯乙烯，苯乙烯转而用作生产聚苯乙烯的中间体。乙苯可以由苯和乙烯反应合成，或者其可以从不纯的烃混合物中回收。例如，含有乙苯的不纯混合物通常作为各种石油化工工艺的副产物而产生。含有乙苯的不纯的烃混合物通常还含有其它烃，最显著的是沸点接近乙苯的其它C₈芳烃（例如二甲苯）。

含有乙苯的不纯混合物的实例从石脑油裂化器流出物中获得，其中产生热解汽油物流。希望从热解汽油中提取有价值的芳族化合物和化合物的混合物，包括苯、甲苯、乙苯和二甲苯，以进一步利用。苯和甲苯可以用已知技术方便地分离，留下包含与二甲苯组合的乙苯的混合C₈烃物流。这种混合物通常含有大于60重量%的乙苯（“高乙苯”），剩余物的大部分或全部是彼此共沸、并与乙苯共沸的混合二甲苯，致使这些组分难以通过常规蒸馏分离。

含有乙苯的其它不纯混合物是生产对二甲苯的方法中所用的那些，其中从这样的混合物中分离出混合的C₈烃物流，例如作为二甲苯塔进料的重整产物物流。然后例如使用已知的模拟移动床方法，采用合适的吸附剂，将混合C₈烃物流进一步分离成富对二甲苯物流（例如作为富对二甲苯的产物回收）和贫对二甲苯的物流（或贫含对二甲苯的流出物）。贫对二甲苯的物流通常包含间二甲苯、邻二甲苯和少量乙苯，通常不超过20 重量%（“低乙苯”）。为了提高对二甲苯的收率，随后在催化转化步骤中加工贫对二甲苯的物流以使乙苯脱烷基化。将脱烷基化产物与从该步骤获得的流出物中分离，并将主要包含间二甲苯和邻二甲苯的剩余物流异构化以提高所需对二甲苯异构体的总收率。然后通常将该富含对二甲苯的异构化物（或二甲苯平衡的异构化物，达到对二甲苯浓度在其与其它二甲苯异构体的平衡浓度的方向上增加的程度）再循环到二甲苯塔。

已经进行了各种尝试以促进烃从不纯混合物中的分离。这些的实例描述于GB 1,198,592；US 3,105,017；US 5,397,441；US 4,299,668；WO 2016/036 326；WO 2016/036388；和WO 2016/036392，其公开了为此目的而使用各种操作条件和/或提取剂。然而，所提出的解决方案通常涉及高能量消耗、复杂工艺流程、有毒试剂的使用和/或通常不期望的其它参数中的一种或多种。因此，在本领域中仍然需要克服与常规技术相关的各种缺点的提取蒸馏方法。

发明内容

本发明的方面涉及发现从包含乙苯和至少一种其它C₈芳族化合物的烃组分中分离乙苯的改进方法。为了进行提取蒸馏，烃组分可与一种或多种如本文所述的提取剂化合物组合，以提供液体混合物。提取剂化合物通过增加乙苯对C₈芳族化合物的相对挥发性而有效地有助于所需的分离。此外，提取剂化合物本身容易与相对于起始混合物而富含C₈芳族化合物和提取剂化合物两者的馏出物（例如作为提取蒸馏的底部馏分而回收的）分离。这允许提取剂化合物例如在连续提取蒸馏方法中方便地再使用（再循环）。

其它方面与一类提取剂化合物的惊人发现相关，所述一类提取剂化合物在提取蒸馏中，尤其是在乙苯与另外的（或其它） C₈芳族化合物的分离中特别有用，并提供重要优点。代表性的提取剂化合物包括碳环或杂环的环结构，所述环结构被至少一个NR^aR^b-基团和至少两个卤素基团取代。R^a和R^b独立地选自氧基、氢基和具有约1至约20个碳原子的烃基。

因此，本发明的实施方案涉及提取蒸馏方法，包括蒸馏如本文所述的包含乙苯、另外的C₈芳族化合物和提取剂化合物的液体混合物。有利地，提取剂有助于提高乙苯与另外的C₈芳族化合物的效率或可分离性。改进的可分离性可在增加乙苯对另外的C₈芳族化合物的相对挥发性方面来量化，例如与在除了不存在提取剂化合物之外所有参数（例如，温度、压力和扣除一种或多种提取剂化合物的标准化组成）相同的情况下进行的参照蒸馏相比。改进的可分离性可选择性地在竞争因子（competitive factor）D的方面来量化，所述竞争因子D与提取剂化合物对如本文所述和定义的待分离的不同化合物的不同亲和力有关，其大于1。在这方面，本领域技术人员根据本公开内容将理解，即使乙苯的相对挥发性和/或竞争因子的少量增加也会提供通过蒸馏实现给定分离的资金和/或能量要求的显著降低。这些资金要求与塔高和分离级数要求相关，并且这些能量要求与塔再沸器和冷凝器负荷相关。

与本文所述的提取蒸馏方法相关的其它优点可包括提取剂化合物在提取蒸馏的下游容易分离，允许其连续或间歇回收和/或再使用（例如，再循环回到提取蒸馏），从而减少原料消耗。再其它优点可与本文所述的提取剂化合物的灵活性有关，在于在经受提取蒸馏的液体混合物中在宽范围的乙苯浓度下以改进的效率使用。例如，这种液体混合物的代表性烃组分包括如本文所述的“高乙苯”物流和“低乙苯”物流。根据一个具体实施方案，如本文所述的提取蒸馏方法可提供有吸引力的替代方法来进行催化转化（例如脱烷基化）以从由本文所述的对二甲苯生产方法获得的重整产物物流、混合C₈烃物流或其它物流中除去乙苯。也就是说，这种物流可提供用于本文所述提取蒸馏方法的烃组分。再另外的优点可与本文所述的提取剂化合物的可忽略毒性（或与常规药剂相比至少降低的毒性）相关。

本发明的其它实施方案涉及包含乙苯、另外C₈芳族化合物和如本文所述的提取剂化合物的液体混合物，其中所述提取剂化合物以有效提供改进的效率或可分离性的量存在，所述改进的效率或可分离性可在增加乙苯对另外C₈芳族化合物的相对挥发性方面来量化，或者可替代性地在（如本文所述）大于1的竞争因子D方面来量化。

再其它的实施方案涉及包括许多整合步骤的连续提取蒸馏方法，包括(a)回收作为不纯进料物流（例如本文所述的不纯的含乙苯混合物，如二甲苯塔的不纯的含乙苯进料）的上游蒸馏的底部馏分的纯化进料物流，所述纯化进料物流包含乙苯和另外C₈芳族化合物的，其中相对于不纯进料物流，所述纯化进料物流贫含非芳烃（并任选富含C₈芳族化合物）；(b)蒸馏纯化的进料物流和提取剂化合物的液体混合物，以提供(i)顶部馏分，其相对于液体混合物富含乙苯（并且任选地贫含另外的C₈芳族化合物和提取剂两者），和(ii)底部馏分，其相对于液体混合物富含另外的C₈芳族化合物和提取剂化合物二者（并且任选地贫含乙苯）；(c) 蒸馏所述底部馏分以提供(i)第二底部馏分，其相对于所述底部馏分富含提取剂化合物（并且任选地贫含另外的C₈芳族化合物），和(ii)第二顶部馏分，其相对于底部馏分富含所述另外的C₈芳族化合物（并且任选地贫含提取剂化合物）；和(d)将至少一部分第二底部馏分再循环，以提供在步骤(b)的液体混合物中的至少一部分提取剂化合物。

步骤(b)中液体混合物的蒸馏可在一个或多个（例如一系列）蒸馏塔中进行，一些或全部第二底部馏分在步骤(d)中再循环到所述蒸馏塔中。任选地，可加入包含提取剂化合物的新鲜或补充物流，以提供步骤(b)中的液体混合物中的至少第二部分提取剂化合物。

本发明的再其它实施方案涉及本文所述的一种或多种提取剂化合物在本文所述的用于从烃组分中分离乙苯的提取蒸馏方法中的用途。在任何上述实施方案中，富含乙苯的馏分可作为富乙苯的产物回收。

这些和其它方面、实施方案和相关优点将从由下详细描述而变得显而易见。

附图说明

图1说明了根据提取蒸馏的一个实施方案的代表性流程图，其包括预处理，即上游蒸馏，以从不纯进料物流中除去非芳族化合物，该非芳族化合物可具有与存在于不纯进物流中的乙苯和/或另外C₈芳族化合物相似的沸点。

图2进一步说明了提取蒸馏方法的另一个流程图，其中预处理包括进一步的上游蒸馏以除去重质（C₉ ⁺）烃组分。

图3图示说明了在实施例2-5中使用的乙苯和对二甲苯在具有1,2-二氯-4-硝基苯和1,2,4-三氯苯作为提取剂化合物的不同液体混合物中的相对挥发性测量结果，以证明本发明的特定优点。

图4图示说明了对于两种提取剂化合物即1,2-二氯-4-硝基苯和3,4-二氯苯胺的混合物，所获得的乙苯相对于对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯的竞争因子。

图5图示说明了对于两种提取剂化合物即1,2-二氯-4-硝基苯和3,4-二氯苯胺的混合物，所获得的非芳烃、正辛烷、乙基环己烷和环辛烷相对于乙苯的竞争因子。

图1和2的流程图应理解为显示本发明和/或所涉及的原理的图示说明。没有示出包括泵、压缩机、加热器、冷却器、再沸器、冷凝器、液体和蒸气回流回路、仪器和控制回路以及对于理解本发明非必需的其它项目的细节。如对具有本公开内容知识的本领域技术人员来说显而易见的是，根据本发明的各种其它实施方案的提取蒸馏方法将具有部分由它们的具体使用所确定的构造和组分。

具体实施方式的详细描述

通用术语

术语“提取剂化合物”是指与两种其它化合物相互作用，以促进它们通过蒸馏分离的化合物。在包含提取剂化合物和这两种其它化合物（例如乙苯和另外的C₈芳烃）的液体混合物的环境中，这些相互作用可有效地降低具有较低标准沸点的一种其它化合物（例如乙苯）的沸点和/或有效地提高具有较高标准沸点的第二种其它化合物（例如对二甲苯）的沸点。因此，与这些化合物的标准沸点间的差异相比，在液体混合物的环境中两种接近沸点的化合物的有效沸点的差异可增加。根据代表性实施方案，使用本文所述的提取蒸馏方法分离的两种化合物（例如，一种其它化合物，富含于顶部馏分中，和第二种其它化合物，富含于底部馏分中）具有一般相差大致小于约15℃（27℉），通常小于约10℃（18℉），和常常小于约5℃（9℉）的标准沸点，使得这些化合物在没有显著的资金消耗（与塔内的巨大数量的气-液平衡分离级相关）和/或显著的能量消耗（与高的液体和蒸气回流流量和高的再沸器与冷凝器负荷相关）的情况下，使用常规蒸馏（即，在不存在提取剂化合物的情况下）不容易分离。

术语“提取蒸馏方法”是指使用提取剂化合物（例如，存在于经受加热和多级气-液平衡分离的液体混合物中）的蒸馏方法。在代表性实施方案中，可使用如本文所述的两种或更多种提取剂化合物。

在其它代表性实施方案中，如本文所述的一种或多种提取剂化合物，可与总提取剂溶液的一种或多种常规提取剂化合物和/或一种或多种另外的成分（例如，一种或多种溶剂）组合使用。本文所述的一种或多种提取剂化合物可以这种提取剂化合物的总量存在于这样的提取剂溶液中，所述总量一般为至少约10重量%，通常至少约60重量%，并且常常至少约80重量%，余量包含例如一种或多种常规提取剂化合物和/或一种或多种溶剂。因此，根据本文描述的任何实施方案，术语“提取剂化合物”可用“提取剂溶液”替代，其中后者表示有除根据本发明的一种或多种提取剂化合物之外的组分的可能。

术语“混合物”是指多于一种化合物的任意组合。用于提取蒸馏方法的代表性液体混合物包含根据本发明的一种或多种提取剂化合物与以下的组合：包含至少两种不同烃化合物的烃组分，例如乙苯和不同于乙苯的另外C₈芳族化合物。

术语“环状的环结构”表示化合物或分子的结构或包括在化合物或分子中的结构，所述结构包含排列成环或键合成环的三个或更多个原子（例如，三至十个原子、五至八个原子或六至七个原子）。术语“环状的环结构”包括在环仅由碳原子形成的情况下的“碳环的环结构”，和在环由碳原子和至少一个非碳的原子（例如，氧、氮或硫）形成的情况下的“杂环的环结构”。如本领域所理解的，芳族化合物是包含芳环结构的化合物或分子，所述芳环结构被称为平面（扁平）结构，其由碳原子和任选的杂原子在共振键的环中形成，与具有相同碳原子数目的其它几何排列或连接排列相比，所述共振键的环表现出更高的稳定性。如果芳环结构的所有环成员都是碳原子，则该环结构既是“碳环”又是“芳族的”（即，一些“芳族”环结构可以落入“碳环”的环结构）。芳族化合物优选是苯衍生物，即包含在形成环的一个或多个碳原子上被取代的苯环的化合物。术语“C₈芳族化合物”是指具有八个碳原子的芳族化合物。

烃组分和液体混合物

提取蒸馏方法可以包括蒸馏包含烃组分和有利地如本文所述的提取剂化合物的混合物。烃组分可包含芳烃和非芳烃，并且在代表性实施方案中，其包含的芳烃的总量一般为至少约50重量%（重量%），通常为至少约85 重量%，且常常为至少约95 重量%。在每种情况下，余量可为所有或基本上所有非芳烃（例如，链烷烃、环烷烃(cycloparaffinichydrocarbons)和/或脂环烃(naphthenic hydrocarbons)）。例如，烃组分可包含非芳烃，其总量一般小于约50重量%，通常小于约15重量%，并且常常小于约5重量%。如相对于烃组分中存在的芳烃的总量或非芳烃的总量所述的这些重量百分比可一般为存在的C₅-C₉芳烃或C₅-C₉非芳烃的重量百分比，但更通常是存在的C₆-C₈芳烃或C₆-C₈非芳烃的重量百分比，且常常是存在的C₈芳烃或C₈非芳烃的重量百分比。

根据一些实施方案，烃组分可作为在不纯进料的一个或多个上游蒸馏（以除去可以影响提取蒸馏进行的效率的非芳烃和/或其它物质）之后的纯化进料物流获得。可除去的非芳烃的具体类型包括C₈链烷烃（例如正辛烷和异辛烷的异构体）、C₇-C₈环烷烃（例如乙基环己烷和环辛烷）、C₉脂环烃（例如三甲基环己烷的异构体）等。例如，可对不纯的进料物流进行上游蒸馏，以提供包含乙苯和另外的C₈芳族化合物而相对于不纯的进料物流贫含非芳烃的烃组分。在这种情况下，烃组分可作为来自比上游蒸馏的底部馏分回收。或者，可进行两次上游蒸馏（例如第一和第二上游蒸馏），以首先回收相对于不纯进料（例如被重质烃污染的进料）贫含重质烃（例如C₉₊烃）的中间纯度烃组分，并其次回收相对于中间纯度烃组分贫含非芳烃的烃组分。在这种情况下，中间纯度的烃组分可作为来自第一上游蒸馏的顶部馏分回收，并且烃产物可作为来自第二上游蒸馏的底部馏分回收。根据其它实施方案，在两个或更多个上游蒸馏中回收和/或除去各种馏分的顺序可根据待除去的物质的类型和量而变化，以改进获得烃组分的整体操作效率。

用于本文所述的提取蒸馏方法的液体混合物的烃组分一般可以从精炼操作（例如石脑油重整以产生汽油沸程烃）而获得。烃组分也可从石脑油裂化获得。代表性的烃组分，例如含乙苯的烃组分，包括“高乙苯”物流，例如一般含有至少50重量%、通常至少60重量%和常常至少75重量%乙苯的物流，例如由石脑油裂化器工艺获得的物流，其中示例性的物流从如上所述在这些工艺中产生的热解汽油中回收。其它含乙苯的烃组分包括“低乙苯”物流，例如一般含有小于40重量%、通常小于20重量%和常常小于10重量%的乙苯的物流，例如从对二甲苯生产中获得的物流，其中将混合C₈烃物流与作为二甲苯塔进料的重整物流分离。

含乙苯的烃组分通常可包含C₈芳族化合物，其总量为该组分的至少约70 重量%（例如，作为乙苯和二甲苯异构体、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的总量），并且将通常包含C₈芳族化合物，其总量为至少约85重量%，且常常至少约95重量%。代表性的含乙苯的烃组分包含除乙苯外的一种或多种另外C₈芳烃，这些另外C₈芳烃以任何量存在于烃组分中，例如约10重量%至约90重量%，约15重量%至约80重量%，或约35重量%至约75重量%的量。仅相对于另外的C₈芳烃部分，该部分可包含全部或基本上全部（例如大于95重量%）的(i)邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的组合，(ii)间二甲苯和对二甲苯的组合，或(iii)对二甲苯。

经受提取蒸馏的液体混合物可通过将烃组分例如含乙苯的烃组分与一种或多种提取剂化合物组合而形成。在本文所述的示例性方法中，此组合可分批进行，但优选连续进行。该组合可在提取蒸馏之前进行，例如在将烃组分和一种或多种提取剂化合物的物流在用于进行提取蒸馏的蒸馏塔的上游进行连续组合的情况下。这种组合可替代性地在提取蒸馏本身内进行，例如在将烃组分和一种或多种提取剂化合物作为单独的进料物流连续地进料到用于进行提取蒸馏的蒸馏塔的情况下。例如，这些单独的进物流可在相同的轴向（垂直）高度或不同的高度处引入蒸馏塔。

代表性的液体混合物包含烃组分和一种或多种如上所述的提取剂化合物。烃组分与提取剂化合物的代表性重量比一般可为约1:10至约50:1，通常约1:8至约20:1，且常常约1:6至约1:1。液体混合物可包含全部或基本上全部的烃组分和一种或多种提取剂化合物，而没有或基本上没有添加剂。在代表性实施方案中，液体混合物可包含烃组分和一种或多种提取剂化合物，其总量一般为液体混合物的至少约70重量%，通常至少约85重量%，且常常至少约95重量%。根据其它实施方案，水可例如一般以约0.005重量%至约25重量%的量包含在液体混合物中。

在一些情况下，液体混合物的低水含量可为期望的。例如，液体混合物的水含量一般可小于约3重量%，通常小于约1重量%，并且常常小于约0.1重量%、或甚至小于约0.01重量%。如果需要较低的水含量，这可通过干燥（脱水）烃组分、一种或多种提取剂化合物或两者（例如，干燥这两者的组合或分别干燥这些中的每一种）来实现。干燥可使用例如蒸馏、水性-有机相提取、吸附或其它技术以及甚至这些技术的组合来进行，一般在蒸馏液体混合物之前进行。根据一个具体的实例，烃组分可通过与合适的分子筛（例如硅铝酸盐分子筛，例如可从Sigma-Aldrich获得的3A型）接触而干燥。上述关于液体混合物的代表性水含量也单独适用于烃组分和/或一种或多种提取剂化合物。

更一般地，在一些实施方案中，液体混合物的特征可在于仅具有有限量的低沸点和/或高沸点杂质，由此低沸点杂质一般可具有小于约130℃（266℉）的沸点，并且高沸点通常可具有大于约150℃（302℉）的沸点。例如，液体混合物可包括低沸点馏分（即，具有小于约130℃或266℉的标准沸点的所有物质的总贡献）和/或高沸点馏分（即，具有大于约150℃或302℉的标准沸点的所有物质的总贡献），基于液体混合物的总重量，高沸点馏分占一般小于约10重量%，通常小于约5重量%，并且常常小于约2重量%。在蒸馏液体混合物之前，例如如下更详细讨论的，通过分馏以除去低沸点杂质（例如非芳族化合物和/或水）和/或高沸点杂质（例如C₉ ⁺烃），可适当地缩小液体混合物中存在的物质的沸程。

提取剂化合物

对于本文所述方法中使用的提取剂化合物，这种提取剂化合物和乙苯之间的结合能有利地不同于提取剂化合物和另外的（例如非乙苯）C₈芳族化合物如对二甲苯之间的结合能。结合能通过与各自相互作用的化合物相关的几个因素的组合来确定，包括它们的极性和位阻效应。现已令人惊奇地发现，以下提取剂化合物是用于提取蒸馏的有效提取剂，例如用于从一种或多种另外的C₈芳族化合物，优选二甲苯（例如，间二甲苯和对二甲苯中的一种或两种）中分离乙苯，所述提取剂化合物具有碳环（例如，以及芳族）或杂环的环结构、在可取代的环位置被以下所取代(i)至少一个NR^aR^b基团（即，-NR^aR^b取代基），其中R^a和R^b独立地选自氧基、氢基、以及具有约1至约20个碳原子的烃基，以及(ii)至少两个卤素基团（即，衍生自它们各自的卤素原子的卤素取代基）。虽然不受理论束缚，但据信氮和卤素原子两者的存在与环（例如芳族）的环结构一起提供适当的极性，而环状（例如芳族）基础结构本身提供重要的位阻效应。因此，包含这些特征的组合的提取剂化合物可以吸引地与非乙苯C₈芳族化合物相互作用，但是可以排斥地与乙苯相互作用，从而促进蒸馏分离底部馏分中的非乙苯C₈芳族化合物和一种或多种提取剂化合物以及顶部馏分中的乙苯。

根据代表性的实施方案，提取剂化合物是根据式(I)的化合物：

其中R^a和R^b各自键合至该式中所图示说明的氮原子上，并且独立地选自氧基、氢基和具有约1至约20个碳原子的烃基。R^a和R^b各自通过单共价键、双共价键或共振稳定的共价键而键合至上述式(I)所示的氮原子。

在R^a和R^b两者都是氧基的情况下，基团-NR^aR^b表示硝基（-NO₂），作为式(I)图示说明的苯环的取代基，其中硝基具有可以表示为以下的结构：

，或者用共振稳定以

的形式表示。

在R^a和R^b二者都是氢的情况下，基团-NR^aR^b表示伯氨基（-NH₂）。

另外，R^a和R^b与它们共同键合至的上述式(I)所示的氮原子一起可形成5至8元环，其中一个或多个环成员（例如碳原子环成员）可被取代。环成员的合适取代基是下面定义为烃基的一个或多个碳原子的取代基(1)或(2)的那些取代基。根据示例性实施方案，NR^aR^b可形成5元环取代基，例如吡咯基、二氢吡咯基、四氢吡咯基或吡咯烷基，或者可形成6元环取代基，例如吡啶基、二氢吡啶基、四氢吡啶基或哌啶基。

在上述式(I)中，R²至R⁶是该式中图示说明苯环的取代基（取代基NR^aR^b之外），并且独立地选自卤素、氢基和具有约1至约20个碳原子的烃基。优选地，R²至R⁶中至少两个是卤素，如在R²至R⁶中至少两个是氯的情况下。例如，R³和R⁴可都为卤素，例如氯。或者，R²和R³都可为卤素，例如氯。

在R^a、R^b、R²、R³、R⁴、R⁵或R⁶中的一个或多个为具有约1至约20个碳原子的烃基的情况下，这样的烃基即指饱和或部分不饱和的直链、支链或环状烃基，其中这样的烃基中的一个或多个碳原子任选被取代和/或替代，例如根据以下(1)和/或(2)取代，或根据以下(3)替代。特别是，在具有约1至约20个碳原子的代表性烃基中，

(1)具有一个或多个结合氢原子（即，氢基）的一个或多个碳原子任选地被独立地选自以下的一价基团所取代：烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、-OH、-SH、-SOH、-SO₂H、-SO₃H、-NH₂、-NO₂、-CO₂H、-CONH₂、-CN、-F、-Cl、-Br和-I，其中一价杂原子基团-OH、-SH、-SOH、-SO₂H、-SO₃H、-NH₂、-CO₂H、-CONH₂任选具有一个或多个结合氢原子被以下所独立替代：烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、-OH、-SH、-SOH、-SO₂H、-SO₃H、-NH₂、-NO₂、-CO₂H、-CONH₂、-CN、-F、-Cl、-Br或-I；

(2)具有两个或更多个结合氢原子的一个或多个碳原子任选地被二价基团取代，该二价基团独立地选自=O、=S、=NH、=NOH、以及=NNH₂，其中二价杂原子基团=NH、=NOH、以及=NNH₂任选地具有一个或多个结合氢原子（即，氢基）独立地被以下所替代：烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、-OH、-SH、-SOH、-SO₂H、-SO₃H、-NH₂、-NO₂、-CO₂H、-CONH₂、-CN、-F、-Cl、-Br或-I；和

(3)一个或多个亚甲基碳原子（-CH₂-）可任选地被二价基团替代，该二价基团独立地选自烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、-O-、-S-、-NH-、-OCO-、-CO₂-、-CONH-、-OCONH-和-CO₂NH-，其中该二价杂原子基团 -NH-、-CONH-、-OCONH-和-CO₂NH-任选地具有一个或多个氢基独立地被以下所替代：烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、-OH、-SH、-SOH、-SO₂H、-SO₃H、-NH₂、-NO₂、-CO₂H、-CONH₂、-CN、-F、-Cl、-Br, 或-I。

根据其他实例，R^a和R^b中的一者或两者，和/或R²、R³、R⁴、R⁵或R⁶中的一者或多者（例如，不是卤素的那些取代基R²、R³、R⁴、R⁵或R⁶）可另外独立地选自（除了如以上所定义的具有从约1至约20个碳原子的氢基或烃基之外）一价杂原子基团如-OH、-SH、-SOH、-SO₂H、-SO₃H、-NH₂、-NO₂、-CO₂H、-CONH₂和-CN，其中一价杂原子基团-OH、-SH、-SOH、-SO₂H、-SO₃H、-NH₂、-CO₂H和-CONH₂任选具有一个或多个氢基独立地被以下所替代：烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、-OH、-SH、-SOH、-SO₂H、-SO₃H、-NH₂、-NO₂、-CO₂H、-CONH₂、-CN、-F、-Cl、-Br,或-I。

具有约1至约20个碳原子的代表性烃基可为饱和或部分不饱和的直链、支链或环状烃基，任选其中没有碳原子根据上述(1)被取代，或其中没有碳原子根据上述(2)被取代，或其中没有碳原子根据上述(3)被替代。在饱和环状烃基的情况下，代表性的烃基可为环烷基（例如环戊基或环己基）。在部分不饱和环状烃基的情况下，代表性的烃基可为芳基（例如环戊二烯基或苯基）。

具有约1至约20个碳原子的代表性烃基可为脂族烃的饱和直链、支链或环状基团，任选其中没有碳原子根据上述(1)被取代，或其中没有碳原子根据上述(2)被取代，或其中没有碳原子根据上述(3)被替代。

具有约1至约20个碳原子的代表性烃基可选自烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、(环烷基)烷基、(杂环烷基)烷基、芳烷基、杂芳烷基、羟基、烷氧基、环烷氧基、芳氧基、羟基羰基、羟基羰基烷基、烷酰基、烷酰氧基、烷氧基羰基、硫醇、烷基硫醇、氨基、卤素、卤代烷基、酰氨基、烷基酰氨基、(环烷基)酰氨基、(杂环烷基)酰氨基、芳基酰氨基和(杂芳基)酰氨基。

代表性的具有约1至约20个碳原子的烃基可为烷基，例如C₁-C₄烷基（例如甲基、乙基、丙基和丁基）。

根据其它实施方案，R^a和R^b中的一者或两者，和/或R²、R³、R⁴、R⁵或R⁶中的一个或多个（例如不为卤素的那些取代基R²、R³、R⁴、R⁵或R⁶），例如R^a和R^b两者，和/或（不为卤素的）R²、R³、R⁴、R⁵或R⁶全部，为氢基。

根据一些实施方案，其中根据式(I)的提取剂化合物中的R^a和R^b两者是氧基，并且基团-NR^aR^b表示硝基（-NO₂），提取剂化合物可为卤素取代硝基苯，根据该实施方案，R²至R⁶中的一个或多个（例如，至少两个）可为卤代。例如，R²和R³两者，或R³和R⁴两者可为卤素，且任选其余取代基可为氢。根据具体实施方案，提取剂的芳族化合物可为二氯硝基苯的异构体，例如化合物：其中NR^aR^b表示硝基（-NO₂）、取代基R²、R³、R⁴、R⁵和R⁶中的两个表示氯、并且其余取代基R²、R³、R⁴、R⁵和R⁶表示氢。在特定情况下，其中NR^aR^b表示硝基（-NO₂）；R³和R⁴表示氯、且R²、R⁵和R⁶表示氢，提取剂的芳族化合物为1,2-二氯-4-硝基苯。在特定情况下，其中NR^aR^b表示硝基（-NO₂）；R²和R³表示氯；且R³、R⁵和R⁶表示氢，提取剂的芳族化合物为1,2-二氯-3-硝基苯。化合物1,2-二氯-4-硝基苯和1,2-二氯-3-硝基苯具有以下结构：

根据其他实施方案，其中根据式(I)的提取剂化合物中的R^a和R^b两者是氢基，并且基团-NR^aR^b表示氨基（-NH₂），提取剂化合物可为卤素取代的氨基苯，根据该实施方案，R²至R⁶中的一个或多个（例如，至少两个）可为卤素。例如，R²和R³两者，或R³和R⁴两者可为卤素，并且任选其余取代基可为氢。根据具体的实施方案，提取剂的芳族化合物可为二氯苯胺的异构体，例如化合物：其中NR^aR^b表示氨基（-NH₂），取代基R²、R³、R⁴、R⁵和R⁶中的两个表示氯，并且其余取代基R²、R³、R⁴、R⁵和R⁶表示氢。在特定情况下，其中NR^aR^b表示氨基（NH₂）；R³和R⁴表示氯；且R²、R⁵且R⁶表示氢，提取剂的芳族化合物为3,4-二氯苯胺。化合物具有以下结构：

。

任何两种或更多种提取剂化合物的混合物，例如两种或更多种根据上述式(I)的化合物，也可用于例如上述提取蒸馏方法的液体混合物（LM）中。根据特定实施方案，可使用二氯苯胺异构体和二氯硝基苯异构体的混合物，例如(i) 3,4-二氯苯胺和(ii) 1,2-二氯-4-硝基苯或1,2-二氯-3-硝基苯以任何混合比例（例如5/95重量/重量的(i) : (ii)、25/75重量/重量的(i) : (ii)、50/50重量/重量的(i) : (ii)、75/25重量/重量的(i) : (ii)或95/5的(i) : (ii)）的混合物。

为了本发明的目的，并且与对于基团如取代基的公认化学命名一致，

“卤素”，单独或组合地，表示选自氟、氯、溴、和碘（即分别，-F、-Cl、-Br、和-I）的卤素基团。根据优选的实施方案，“卤素”表示氟或氯，且更优选表示氯。

“烷基”，如单独使用或与其他基团组合使用（即，单独或组合地）表示直链或支链饱和烃基团，其可键合在链的一端（例如，如在甲基基团，-CH₃中）或在链的两端（例如，如在亚甲基基团，-CH₂-中）。除非另有说明，烷基含有1至10个碳原子。“烯基”，单独或组合地，表示含有一个或多个碳-碳双键的烷基。“炔基”，单独或组合地表示含有一个或多个碳-碳三键的烷基。

“环烷基”，单独或组合地表示单环、桥连单环、双环、三环或螺环饱和烃基，其可在一个或多个（例如一个或两个）键合位点上键合至母体分子，其中各环含有3至8个碳原子。“杂环烷基”，单独或组合地表示环烷基，所述环烷基具有一个或多个碳原子被氧、氮或硫（包括亚砜和砜）替代，或否则被具有这样的杂原子的二价基团（例如= NH、= NOH、= NNH₂、=SO和= SO₂）替代。“芳基”，单独或组合地表示不饱和或部分不饱和的单环、桥连单环、双环、三环或螺环烃基，其可在一个或多个（例如一个或两个）键合位点上键合至母体分子，其中每个环含有3至8个碳原子。“杂芳基”，单独或组合地表示芳基，所述芳基具有一个或多个碳原子被氧、氮或硫杂原子替代，或否则被具有这样的杂原子的二价基团（例如= NH、= NOH、=NNH₂、= SO和= SO₂）替代。除非另外指明或从具体环烷基、杂环烷基、芳基或杂芳基的名称显而易见，否则这些环状基团可在本文所述的分子中键合至可用于键合的任何环上位置（即，在任何可取代的环上位置）。

“芳烷基”，单独或组合地表示其中氢原子被芳基替代的烷基。“芳烯基”，单独或组合地表示其中氢原子被芳基替代的烯基。“芳炔基”，单独或组合地表示其中氢原子被芳基替代的炔基。“杂芳烷基”、“杂芳烯基”和“杂芳炔基”单独或组合地分别表示烷基、烯基和炔基，其中氢原子被杂芳基所替代。

“羟基”，单独或组合地表示基团-OH。“烷氧基”、“烯氧基”和“炔氧基”单独或组合地分别表示通过-O-键而键合至分子的烷基、烯基和炔基。例如，烷氧基单独或组合地表示基团烷基-O-。“环烷氧基”、“杂环烷氧基”、“芳氧基”和“杂芳氧基”单独或组合地分别表示通过-O-键而键合至分子的环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基。

“羰基”，单独或组合地表示基团-(C = O)-。“硫代羰基”，单独或组合地表示基团-(C = S)-。“羟基羰基”，单独或组合地表示甲酸基团-(C = O)-OH。“烷酰基”、“烯酰基”、“炔酰基”单独或组合地分别表示通过羰基键而键合至分子的烷基、烯基和炔基。例如，烷酰基单独地或组合地表示基团烷基-(C = O)-。“环烷酰基”、“杂环烷酰基”、“芳酰基”和“杂芳酰基”单独或组合地分别表示通过羰基键而键合至分子的环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基。

“羰氧基”，单独或组合地表示通过-O-键而键合到分子上的羰基。“烷酰氧基”、“烯酰氧基”、“炔酰氧基”、“环烷酰氧基”、“杂环烷酰氧基”、“芳酰氧基”和“杂芳酰氧基”单独或组合地分别表示烷酰基、烯酰基、炔酰基、环烷酰基、杂环烷酰基、芳酰基和杂芳酰基，它们通过-O-键而键合至分子。例如，烷酰氧基代表基团烷基-C (= O)-O-。

“硫基/巯基”（“thiol”）单独或组合地表示-S-或-SH键。“烷基硫基”、“烯基硫基”和“炔基硫基”单独或组合地分别表示通过-S-键而键合至分子的烷基、烯基和炔基。例如，烷基硫基表示了基团烷基-S-。“巯基烷基”、“巯基烯基”和“巯基炔基”单独或组合地分别表示以下式的基团：HS-烷基-、HS-烯基-、和HS-炔基-。

“氨基”，单独或组合地包含伯胺（-NH₂）以及仲胺（-NH-）二者的基团。除非另有说明，伯氨基和仲氨基二者都可在氢上被取代，或者在伯氨基的情况下在两个氢上被独立地选自烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基和杂芳基的一个或两个基团取代。“烷基氨基”、“烯基氨基”和“炔基氨基”单独或组合地分别表示通过仲氨基(-NH-)键而键合至分子的烷基、烯基和炔基。“酰胺基”，单独或组合地表示羰基氨基-(C = O)-NH-。“烷基酰氨基”、“烯基酰氨基”和“炔基酰氨基”，单独或组合地分别表示通过酰氨基键而键合至分子的烷基、烯基和炔基。例如，烷基酰胺基是指基团烷基-(C = O)-NH-。“亚氨基”，单独或组合地表示基团-(C =NH)-，其中，除非另有说明，亚氨基可在氢处被如以上关于氨基所限定的基团所取代。

“一种或多种杂原子”、“一种或多种杂原子基团（group）”和“一种或多种杂原子基团（radical）”表示氧、氮和硫的原子，以及具有这些杂原子的基团和基团（groups andradicals），例如= O、= S、= NH、= NOH和= NNH₂。

代表性的提取蒸馏方法

代表性的提取蒸馏方法包括蒸馏包含烃组分和如本文所述的提取剂化合物的液体混合物。代表性的烃组分包含乙苯和至少一种另外的C₈芳族化合物。因此，具体的方法包括蒸馏包含乙苯、另外的C₈芳族化合物和提取剂化合物的液体混合物。

提取剂的性能可根据其增加乙苯与待分离的另外C₈芳族化合物之间的相对挥发性的能力来表征，从而增加在气-液平衡各级的分离效率。根据代表性的实施方案，提取剂化合物可以以下量存在于液体混合物中，所述量使得在给定压力如200毫巴绝对压力下乙苯对另外的C₈芳族化合物的相对挥发性（α）为至少约1.14，优选至少约1.16，更优选至少约1.20，且甚至更优选至少约1.22。

在本文所述的提取蒸馏方法中提取剂的性能可替代性地通过其对于乙苯和待与乙苯分离的至少一种另外的C₈芳族化合物（例如间二甲苯或对二甲苯）的竞争因子表征。所述竞争因子（D）可以通过以下表达量化

。D的分子是在80℃（176℉）和大气压下，乙苯与另外C₈芳族化合物的气相重量比，所述气相重量比与(i) 1重量份60 重量%乙苯和40 重量%另外C₈芳族化合物和(ii) 5重量份提取剂化合物的液体混合物平衡。D的分母是参照，是在80℃（176℉）和大气压下相同化合物的气相重量比，所述气相重量比仅与(i)的液体组合物平衡。因此，超过一的D值表明由于提取剂化合物的存在，使乙苯分离到气相中的容易程度改进。因此，可根据标准方案，例如本文所述的来测量该竞争因子。有利地，根据代表性的提取蒸馏方法，竞争因子一般可为至少约1.10，通常至少约1.18，并且常常至少约1.20。除此之外，提取剂可提供小于一的竞争因子(D)，例如一般至多约0.95，通常至多约0.90，且常常至多约0.85，这意味着提取剂表明挥发性较低的另外C₈芳族化合物（例如间二甲苯或对二甲苯）分离到液相内的容易程度的改进。

在一些实施方案中，替代具有（对于如上所述的乙苯和其它一种或多种C₈芳族化合物的）竞争因子或与之组合，代表性的提取剂化合物或提取剂化合物的混合物可具有大于或小于一的对于一种或多种非芳烃和乙苯的竞争因子。有利地，一种或多种提取剂由此可以促进这样的非芳烃与乙苯和其它一种或多种C₈芳族化合物的分离。例如，在对于给定的非芳烃的竞争因子大于一的情况下，提取剂可以促进非芳烃在低沸点馏分或顶部除去馏分中富集，如以下在提取蒸馏塔U2（图1）的上游在非芳族脱除塔U1（图1）的情况中更详细地讨论的。给定的非芳烃相对于乙苯的竞争因子D可以与上述类似的方式确定，但是分子和分母中的相对重量比是给定的非芳族化合物与乙苯的重量比（超过一）。根据特定的实施方案，一种或多种提取剂化合物可具有以下竞争因子D：其(i)对于正辛烷和乙苯，一般至少为约2.0，通常至少为约2.3，且常常至少为约2.6，(ii)对于乙基环己烷和乙苯，一般至少为约1.7，通常至少为约1.9，且常常至少为约2.1，和/或(iii)对于环辛烷和乙苯，一般至少为约1.6，通常至少为约1.7，且常常至少为约1.8。

在代表性实施方案中，在低于一大气压下，例如在一般小于约800毫巴，通常小于约400毫巴，和常常小于约300毫巴的绝对压力下（其中示例性压力范围为约50毫巴至约800毫巴，约100毫巴至约400毫巴，和约150毫巴至约300毫巴）蒸馏液体混合物后，获得所需的相对挥发性（α）、竞争因子（D）和/或其它有利的提取蒸馏操作特性。

提取蒸馏方法的示例性流程图图示说明于图1。根据该实施方案，使不纯的进料物流（S1）在非芳族脱除塔（U1）中经受上游蒸馏，所述不纯的进料物流（S1）例如包含C₈芳族化合物（例如C₈芳烃，如乙苯和另外的C₈芳族化合物）以及一种或多种非芳族化合物（例如非芳烃，如正辛烷和异辛烷的异构体、乙基环己烷、环辛烷和/或三甲基环己烷的异构体）。在非芳族脱除塔（U1）之前或之内，将非芳族提取剂物流（S8）与不纯的进料物流（S1）组合，以促进非芳族化合物中的至少一种的期望去除。如所示，任选的非芳族提取剂化合物补充物流（S11）也可连续或间歇地引入到非芳族脱除塔（U1）中，以替代在再循环物流（S9）中没有回收的任何少量非芳族提取剂化合物。从非芳族脱除塔（U1）中抽取相对于不纯进料物流（S1）富含至少一种非芳族化合物且贫含至少一种C₈芳族化合物的顶部去除馏分（S2），例如作为富含非芳族化合物的物流抽取。这导致至少一种非芳族化合物的除去，所述至少一种非芳族化合物的沸点可具有与不纯进料物流（S1）中的C₈芳族化合物（例如对二甲苯，沸点为138℃或280℉）相当的沸点，例如在15℃（+/-15℃或+/-27℉）内、在10℃（+/-10℃或+/-18℉）内、或可能在5℃（+/-5℃或+/-9℉）内。如上所述，可除去的非芳烃的具体类型包括C₈链烷烃（例如正辛烷和异辛烷的异构体）、C₇-C₈环烷烃（例如乙基环己烷和环辛烷）、C₉脂环烃（例如三甲基环己烷的异构体）和其它。非芳族化合物脱除塔（U1）也可用于从不纯的进料物流（S1）中去除水，例如以实现如上所述的预处理的底部馏分（S3）和/或液体混合物（LM）中的水含量。或者，可根据上述任何方法在非芳族脱除塔的上游使不纯进料物流（S1）经受单独的任选水去除（WR）步骤。水的去除在以下范围内可为在经济上有利的：经受提取蒸馏的总物料减少，并且因此相关的能量需求减少。在分离性能方面，也可产生其它优点。

预处理的底部馏分（S3）作为提取蒸馏的纯化进料物流从非芳族脱除塔（U1） （即从该上游蒸馏）回收。相对于不纯的进料物流（S1），该纯化的进料物流富含乙苯和另外的C₈芳族化合物，以及富含非芳族提取剂化合物，所述非芳族提取剂化合物以非芳族提取剂物流（S8）引入非芳族脱除塔（U1） 。相对于不纯的进料物流（S1），预处理的底部馏分（S3）同样贫含存在于该物流中的一种或多种非芳族化合物。然后将预处理的底部馏分（S3）与包含乙苯提取剂，或即如本文所述的提取剂化合物的再循环物流（S9）的再循环部分（S7）一起引入提取蒸馏塔（U2）。预处理的底部馏分（S3）和再循环部分（S7）可在提取蒸馏塔（U2）之前或之内组合。因此，再循环部分（S7）可以提供进料到提取蒸馏塔（U2）的提取剂化合物的一些或全部（至少一部分）。如所示，任选的提取剂化合物补充物流（S10）也可连续或间歇地引入到提取蒸馏塔（U2）中，以替代在再循环物流（S9）中没有回收的任何少量的提取剂化合物。

因此，在提取蒸馏塔（U2）中，包含预处理的底部馏分（S3）和存在于再循环部分（S7）和任选的补充物流（S10）中的提取剂化合物的液体混合物（LM）被蒸馏以提供顶部馏分（S4），其相对于预处理的底部馏分（S3）并且还相对于液体混合物（LM），富含乙苯并且贫含存在于该预处理的底部馏分中的提取剂化合物和至少一种另外的C₈芳族化合物（例如二甲苯的一种或多种异构体，如间二甲苯和/或对二甲苯）。提取蒸馏塔（U2）还提供了底部馏分（S5），其相对于预处理的底部馏分（S3）并且还相对于液体混合物，富含至少一种另外的C₈芳族化合物和提取剂化合物二者，并贫含乙苯。因此，根据一些实施方式，提取蒸馏塔（U2）可以有利地用于分离和回收作为富乙苯的产物的顶部馏分（S4），根据其纯度，其可具有用于各种工业用途（例如苯乙烯单体生产）的价值。为了纯化和回收提取剂化合物，然后将底部馏分（S5）引入，并蒸馏到提取剂回收塔（U3）中以提供第二底部馏分（S9），其相对于底部馏分（S5）富含提取剂化合物，并且任选还富含非芳族提取剂化合物。相对于底部馏分（S5），第二底部馏分（S9）也贫含所述至少一种其它C₈芳族化合物。以这种方式，然后可回收至少一部分第二底部馏分（S9），并且将其作为再循环部分（S7）再循环到提取蒸馏塔（U2），以通过在液体混合物（LM）中提供至少一部分提取剂化合物而有利地节约材料资源。任选地，第二底部馏分（S9）的至少第二部分也可作为非芳族提取剂物流（S8）再循环到非芳族脱除塔（U1）。根据一些实施方案，第二底部馏分（S9）、再循环部分（S7）和/或非芳族提取剂物流（S8）可在引入它们各自的塔之前进一步纯化（例如使用进一步蒸馏、吸附剂分离、提取等）以从这些含提取剂的物流中除去污染物。任选地，第二底部馏分排出物物流（S12）可用于防止在提取剂的再循环中不希望的杂质的过度积累。

在提取剂回收塔（U3）中蒸馏底部馏分（S5）进一步提供第二顶部馏分（S6），其相对于底部馏分（S5）富含至少一种另外的C₈芳族化合物，并且贫含提取剂化合物，并且任选地还贫含非芳族提取剂化合物。因此，整个集成方法有利地提供了分别在乙苯和一种或多种其它C₈芳族化合物方面纯化过的顶部馏分（S4）和第二顶部馏分（S6），以有利地拆分这些纯化产物，同时还提供提取剂化合物的再循环。如果需要，这些纯化产物中的一种或两种可进一步纯化（例如，使用进一步蒸馏、吸附剂分离、提取等）以实现更高的纯度水平。

根据图1中图示说明的具体实施方案，在上游非芳族脱除塔（U1）中以及在提取蒸馏塔（U2）中使用的（并且在每种情况下从第二底部馏分（S9）中分离的）提取剂化合物可为相同的化合物。或者，不同的提取剂化合物可用于这些不同的目的，在这种情况下，可使用任选的分离（例如蒸馏）来获得非芳族提取剂物流（S8）和再循环部分（S7），将它们引入到这些各自的塔中。示例性的非芳族提取剂是乙腈。然而，优选地，相同的化合物可用于两个提取蒸馏，导致在方法简化（例如，较少的分离要求）和相关的成本降低方面的进一步的优点。

根据图2中图示说明的替代性实施方案，相对于图1中图示说明的实施方案，进行了另外的上游蒸馏。特别地，将重质烃污染的进料物流（S13）引入到重脱除塔（U4）中以回收不纯的进料物流（S1），在这种情况下作为中等纯度的烃组分。相对于被重质烃污染的进料物流（S13），不纯的进料物流（S1）贫含重质烃（例如C₉₊烃）并富含乙苯、一种或多种如上所述的非芳族化合物、和一种或多种如上所述的其它C₈芳族化合物。重质脱除塔（U4）还提供烃杂质底部馏分（S14），其相对于重质烃污染的进料物流（S13）富含重质烃，并且贫含乙苯、一种或多种如上所述的非芳族化合物、和一种或多种如上所述的其它C₈芳族化合物。

然后，回收的不纯的进料物流（S1）可经受提取蒸馏过程，如上文关于图1中图示说明的实施方案所述。

在以上描述中，术语“塔”是指在其中进行蒸馏的容器。术语“蒸馏”是指可涉及达到单级气-液分离（例如，实现气-液平衡级，或实现近似这种平衡级，可视情况而定），以拆分顶部馏分和底部馏分的分离方法，如在闪蒸分离的情况下。然而，优选地，蒸馏可涉及获得多级气-液分离以拆分这些馏分，任选地借助于布置在塔内的合适的接触材料或装置，例如塔盘或填料（例如，环、鞍状物等）。为了增强所需的分离，可通过引入合适的流动气体物流（例如，向上流动的气体物流，如在逆流汽提塔的情况下）或合适的液体流动物流（例如，向下流动的液体物流，任选包括本发明的一种或多种提取剂化合物，如在逆流提取塔的情况下），来进一步辅助蒸馏。提及术语“顶部馏分”和“底部馏分”可分别表示从塔的顶部和底部抽取的馏分。然而，这些术语并不意味着在这方面进行限制。相反，“顶部馏分”可以另外称为“低沸点馏分”，其意在更广泛地包括相对于各蒸馏塔的进料和/或相对于来自各蒸馏塔的“底部馏分”，具有较高挥发性（较低沸点范围）和/或较低蒸馏终点温度的任何馏分。同样，“底部馏分”可另外称为“高沸点馏分”，其意在更广泛地包括相对于各蒸馏塔的进料和/或相对于来自各蒸馏塔的顶部馏分，具有较低挥发性（较高沸点范围）和/或较高初沸点温度的任何馏分，其中顶部馏分如上定义。初始沸点和终点温度可根据ASTM D86测定。

相对于第二物流或馏分，提及第一物流或馏分“富含”给定物质（例如一种化合物或一类化合物），是指与第二物流中的物质相比，该物质在第一物流中以更高的浓度（例如以重量%表示）存在。根据特定实施方案，最初存在于第二物流中的至少75%、至少85%或至少95%的给定物质可被回收到“富集”该物质的第一物流中。根据其它具体实施方案，第一物流中该物质的浓度可为至少75重量%、至少85重量%或至少95重量%。提及关于相对于第二物流或馏分“贫含”给定物质（例如，一种化合物或一类化合物）的第一物流或馏分，是指与第二物流中的物质相比，所述物质在第一物流中以较低浓度（例如，以重量%表示）存在。根据特定实施方案，最初存在于第二物流中的至多25%、至多15%或至多5%的给定物质可在“贫含”该物质的第一物流中被回收。根据其它具体实施方案，第一物流中该物质的浓度可为至多25重量%、至多15重量%或至多5重量%。

实施例

以下实施例作为本发明的代表阐述。这些实施例不应被解释为限制本发明的范围，因为鉴于本公开和所附权利要求，这些和其它等同实施方案将是显而易见的。

测量方法

竞争因子（D） -为了测定竞争因子，从气相中测定乙苯与待分离的C₈芳族化合物的重量比，所述气相与具有和不具有一种或多种提取剂化合物的液体混合物平衡。具体地说，1份含有60重量%乙苯和40重量% C₈芳族化合物的烃组合物在一种情况下与5重量份一种或多种提取剂化合物混合，并且在第二种情况下不混合。在两种情况下，随后将如此获得的各组合物加热至80℃（176℉）。将在正常（大气压）压力下获得的各气相组合物通过气相色谱（GC）分析，并且根据下式计算竞争因子（D）：

。

因此，1以上的值的竞争因子表明乙苯从混合物中的C₈芳族化合物分离到气相的效率提高，这是由于使用了一种或多种提取剂化合物，1以下的值的竞争因子表明C₈芳族化合物分离到液相的效率提高，这是由于使用了一种或多种提取剂化合物。

相对挥发性-相对挥发性比较了二元液体混合物中两种化合物的蒸气压。因此，它提供了通过蒸馏将二元混合物中的挥发性较大的化合物与挥发性较小的化合物分离的容易程度或困难程度的指示。对于给定温度和给定压力下的液体二元混合物，根据式2计算化合物i对j的相对挥发性α：

其中α是挥发性较高的组分i对挥发性较低的组分j的相对挥发性；y_i是组分i在气相中的气-液平衡摩尔浓度；x_i是组分i在液相中的气-液平衡摩尔浓度；y_j是组分j在气相中的气-液平衡摩尔浓度；且x_j是组分j在液相中的气-液平衡摩尔浓度。

实验

A)发明实施例1和对比实施例1-10

根据上述方法测定各种提取剂化合物的竞争因子。结果示于表1。

表1：

	提取剂	竞争因子D
				对比实施例（CE）
1	4-甲氧基乙酰苯	1.015
			2	水杨酸甲酯	1.016
3	异佛尔酮	1.030
			4	4-氯苯酚	1.034
5	硝基苯	1.038
			6	1-癸醇	1.039
7	1-氯-2-硝基苯	1.039
			8	3-氯苯酚	1.063
9	2,4-二氯苯酚	1.087
			10	1,2,4-三氯苯	1.144
	本发明实施例（IE）
			1	1,2-二氯-4-硝基苯	1.231

表1。

从这些结果可以看出，在所有测试的提取剂化合物中，1,2-二氯-4-硝基苯具有最高的竞争因子。1,2,4-三氯苯在对比实施例中具有最高的竞争因子。

B) 对比和本发明的实施例2-5

根据用于以1,2-二氯-4-硝基苯和1,2,4-三氯苯的各种组合作为提取剂化合物的上述程序，在100毫巴（mbar）、150 毫巴、200毫巴和300 毫巴的压力下测量相对挥发性。在每种情况下测试的烃混合物含有60重量%乙苯和40重量%对二甲苯，提取剂与烃混合物的重量比（1,2-二氯-4-硝基苯和1,2,4-三氯苯的总重量与烃混合物的重量比）为5:1。对于该测量，使用ILUDEST Destillationsanlage n GmbH（Waldbüttelbrunn，德国）的Fischer®汽-液平衡装置在各种压力下测定相对挥发性。这些测量结果示于表2以及图3中。

从这些结果可以看出，增加作为根据本发明提取剂化合物的1,2-二氯-4-硝基苯的量，定向地导致乙苯与对二甲苯之间的相对挥发性的增加。用纯1,2-二氯-4-硝基苯作为提取剂化合物实现了最佳结果，所述最佳结果表明为乙苯和对二甲苯之间的最佳分离性能。此外，降低操作压力导致较高的相对挥发性，并因此改进乙苯和对二甲苯之间的分离性能。因此，1,2-二氯-4-硝基苯和1,2,4-三氯苯在可分离性方面没有协同效应。因此，优选地，提取剂包含全部或基本上全部的1,2-二氯-4-硝基苯。实施例2用于对比目的，在所述实施例2中不使用1,2-二氯-4-硝基苯在提取剂中。

C) 本发明实施例6

根据上述程序，测量作为提取剂的60重量% 1,2-二氯-4-硝基苯与40重量%1,2-二氯-3-硝基苯的组合的相对挥发性。在每种情况下测试的烃混合物含有60重量%乙苯和40重量%对二甲苯，并且提取剂与烃混合物的重量比（1,2-二氯-4-硝基苯和1,2-二氯-3-硝基苯的总重量与烃混合物的重量比）为5:1。使用ILUDEST Destillationsanlagen GmbH（Waldbüttelbrunn，德国）的汽-液平衡装置Fischer^®在100毫巴绝对压力下测定相对挥发性。结果示于表3。

从本发明的实施例6可以看出，根据本发明的提取剂化合物的混合物可以提供单一提取剂化合物的有利效果。

D) 本发明实施例7-14

制备烃组分用于在提取蒸馏中的性能评价。烃组分表示在商业对二甲苯生产工艺的对二甲苯工艺流程回路中获得的组合物，其中这样的工艺回路由以下物流形成：(i)C₈芳烃物流（或其部分），在二甲苯塔中作为低沸点馏分（或顶部馏分）分离，(ii)贫含对二甲苯的流出物（或其部分），在二甲苯分离区中与C₈芳烃物流（或其部分）分离，和(iii)二甲苯平衡的异构化物（或其部分），由在异构化区300中由贫含对二甲苯的流出物（或其部分）的异构化提供。测试评价了提取蒸馏从工艺回路的这些物流中除去乙苯和/或非芳烃的能力。

烃组分具有表4所示的组成。

烃组分，物质	重量%	不含二甲苯的主要成分	不含非芳族的主要成分
				正辛烷	2	3.08
乙基环己烷	2	3.08
				环辛烷	2	3.08
乙苯	59	90.77	62.77
				对二甲苯	11		11.70
间二甲苯	11		11.70
				邻二甲苯	13		13.83

表4。

作为提取剂，以以下混合比制备提取剂化合物(i)3,4-二氯苯胺（34DCA，沸点=263℃或505℉）和(ii)1,2-二氯-4-硝基苯（DCNB，沸点=273℃或523℉）的混合物；所述混合比为(A) 25/75重量/重量的(i) : (ii)，(B) 50/50重量/重量的(i) : (ii)和(C) 75/25重量/重量的(i) : (ii)。作为其它提取剂，这些化合物以其纯的形式使用（即(D)，0/100重量/重量的(i) : (ii)用于纯DCNB，和(E) 100/0重量/重量的(i) : (ii)用于纯34DCA）。

为了测定烃组分的各种物质的可分离容易程度，使用上述程序和计算测定提取剂的竞争因子，除了获得以下的气-液平衡数据：(i)与3重量份提取剂混合的1重量份烃组分，和(ii)单独的烃组分。同样，在平衡12小时后，在70℃（158℉）的温度下获得这些数据。对于某些提取剂测定的乙苯相对于对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯的竞争因子，以及每次测定的测量标准偏差示于表5和图4中，其中给定的百分比为重量计。

对于这些提取剂测定的非芳烃正辛烷、乙基环己烷和环辛烷相对于乙苯的竞争因子，以及每次测定的测量标准偏差示于表6和图5中，其中给定的百分比是重量百分比。

如表5和6以及相应的图4和5所示，测试的所有提取剂都具有使通过蒸馏烃组分将乙苯和非芳烃二者分离成气相的效率提高的能力，所述烃组分在其与这些提取剂的液体混合物中。

E) 本发明实施例15-21

使用具有Aspen Plus^®模拟软件的闪蒸分离模型，获得液体混合物在100毫巴、150毫巴、200毫巴和300毫巴压力下的气-液平衡数据。模型的液体混合物即(i)烃组分，其组成为60重量%乙苯、10重量%对二甲苯、20重量%间二甲苯和10重量%邻二甲苯，和(ii)提取剂的混合物，其中提取剂与烃组分的重量比为3:1。模型的提取剂是提取剂化合物(i) 3,4-二氯苯胺（34DCA）和(ii) 1,2-二氯-4-硝基苯（DCNB）的混合物，混合比为(A) 5/95重量/重量的(i) : (ii)；25/75重量/重量的(i) : (ii)；(B)50/50重量/重量的(i) : (ii)；(C) 75/25重量/重量的(i) : (ii)；和95/5重量/重量的(i) : (ii)。作为其它提取剂，这些化合物以其纯的形式使用（即(D)，0/100重量/重量的(i) : (ii)用于纯DCNB，和(E) 100/0重量/重量的(i) : (ii)用于纯34DCA）。使用各种烃组分物质的原料、闪蒸蒸气和液体平衡浓度来计算每种二甲苯异构体中乙苯的相对挥发性。在所模拟的各压力下，以及对于使用上述各种提取剂形成的各液体混合物，这些相对挥发性示于表7中。

从这些数据可以看出，使用如本文所述的提取剂化合物，并且特别是具有上述式(I)的那些，以二氯苯胺和二氯硝基苯以及它们的混合物作为示例性的提取剂，可以获得乙苯和其它C₈芳烃之间的相对挥发性的有利增加。

总之，本发明的方面涉及从包含乙苯和至少一种其它C₈芳族化合物的烃组分中分离乙苯的改进方法，该方法使用一个或多个蒸馏步骤，其具有用于促进该分离的提取剂化合物的任选再循环。本领域技术人员在从本公开内容获得知识的情况下，将认识到，在不背离本发明的范围的情况下，可以对所公开的提取蒸馏方法进行各种改变，以获得这些和其它优点。因此，应当理解，本文所述的特征允许改变或替代。本文举例说明和描述的具体实施例仅用于举例说明的目的，且不是如所附权利要求中阐述的本发明的限制。

Claims (28)

1.一种提取蒸馏方法，所述方法包括(a)蒸馏包含乙苯、至少一种另外的C₈芳族化合物和提取剂化合物的液体混合物，

其中所述提取剂化合物包含碳环或杂环的环结构，所述环结构被至少一个NR^aR^b-基团和至少两个卤素基团取代，和

其中R^a和R^b独立地选自氧基、氢基和具有约1至约20个碳原子的烃基。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述提取剂化合物包含是芳环结构的碳环的环结构。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述提取剂化合物是式(I)的芳族化合物：

其中R^a和R^b如权利要求1中所定义，且

其中R²至R⁶独立地选自卤素、氢基和具有约1至约20个碳原子的烃基，并且进一步地其中R²至R⁶中的至少两个为卤素。

4.根据权利要求3所述的方法，其中在式(I)中，所述R²至R⁶中的至少两个为氯。

5.根据权利要求3所述的方法，其中在式(I)中，至少R³和R⁴是卤素。

6.根据权利要求5所述的方法，其中在式(I)中，R²、R⁵和R⁶独立地选自氢基和具有约1至约20个碳原子的烃基。

7.根据权利要求3所述的方法，其中在式(I)中，R²和R³是卤素。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在式(I)中，R⁴、R⁵和R⁶独立地选自氢基团和具有约1至约20个碳原子的烃基。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中在式(I)中，R^a和R^b都是氧基，由此使NR^aR^b-基团为硝基。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述提取剂化合物为二氯硝基苯的异构体。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述提取剂化合物为1,2-二氯-3-硝基苯或1,2-二氯-4-硝基苯。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述液体混合物包含1,2-二氯-3-硝基苯和1,2-二氯-4-硝基苯两者。

13.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中在式(I)中，R^a和R^b二者是氢基，由此NR^aR^b-基团是氨基。

14.根据权利要求1至8和13中任一项所述的方法，其中所述提取剂化合物是二氯苯胺的异构体。

15.根据权利要求1至8、13和14中任一项所述的方法，其中所述提取剂化合物是3,4-二氯苯胺。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中所述液体混合物包含二氯硝基苯的异构体和二氯苯胺的异构体两者。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中所述液体混合物包含(i) 3,4-二氯苯胺和(ii) 1,2-二氯-4-硝基苯或1,2-二氯-3-硝基苯。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述至少一种另外的C₈芳族化合物为对二甲苯。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中所述提取剂化合物具有至少约1.1的竞争因子(D)，

其中

其中D的分子是在80℃（176℉）和大气压下的气相重量比，所述气相重量比与(i) 1重量份60重量%乙苯和40重量%的至少一种另外的C₈芳族化合物和(ii) 5重量份提取剂化合物的液体混合物平衡，并且其中D的分母是参照，是在80℃（176℉）和大气压下的气相重量比，所述气相重量比仅与液体(i)平衡。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法，其中所述提取剂化合物以如下量存在于所述液体混合物中，所述量使得在200毫巴（mbar）下乙苯对所述至少一种另外的C₈芳族化合物的相对挥发性（α）为至少约1.14。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其进一步包括(b)在至少一个下游蒸馏步骤中回收提取剂，和(c)将在步骤(b)中回收的提取剂再循环到液体混合物中。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的方法，其中所述蒸馏步骤(a)提供(i)相对于所述液体混合物富含乙苯的顶部馏分，和(ii)相对于所述液体混合物富含所述至少一种另外的C₈芳族化合物和所述提取剂化合物两者的底部馏分。

23.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括(b)蒸馏所述底部馏分以提供(i)第二底部馏分，其相对于所述底部馏分富含提取剂化合物，和(ii)第二顶部馏分，其相对于所述底部馏分富含至少一种另外的C₈芳族化合物。

24.根据权利要求23所述的方法，其进一步包括将所述第二底部馏分的至少一部分再循环，以提供在所述液体混合物中的至少一部分所述提取剂化合物，用于在所述步骤(a)中蒸馏。

25.根据权利要求24所述的方法，其进一步包括将所述第二底部馏分的至少第二部分再循环到上游蒸馏，用于从包含至少一种非芳烃的不纯进料物流回收所述液体混合物的至少一部分。

26.一种液体混合物，其包含乙苯、至少一种另外的C₈芳族化合物和提取剂化合物，其中所述提取剂化合物以如下量存在于所述液体混合物中，所述量使得在200毫巴（mbar）下乙苯对所述至少一种另外的C₈芳族化合物的相对挥发度（α）至少为约1.14，

其中所述提取剂化合物包含碳环或杂环的环结构，所述环结构被至少一个NR^aR^b-基团和至少两个卤素基团取代，并且其中R^a和R^b独立地选自氧基、氢基和具有约1至约20个碳原子的烃基。

27.一种提取蒸馏方法，其包括：

(a)蒸馏纯化的进料物流和提取剂化合物的液体混合物，以提供(i)顶部馏分，其相对于所述液体混合物富含乙苯，和(ii)底部馏分，其相对于所述液体混合物富含所述至少一种另外的C₈芳族化合物和所述提取剂化合物两者，并且贫含乙苯；

(b)蒸馏所述底部馏分以提供(i)第二底部馏分，其相对于所述底部馏分富含所述提取剂化合物，和(ii)第二顶部馏分，其相对于所述底部馏分富含所述至少一种另外的C₈芳族化合物；以及

(c)将至少一部分第二底部馏分再循环，以提供步骤(a)中的液体混合物中的至少一部分提取剂化合物，

其中所述提取剂化合物包含碳环或杂环的环结构，所述环结构被至少一个NR^aR^b-基团和至少两个卤素基团所取代，并且其中R^a和R^b独立地选自氧基、氢基和具有约1至约20个碳原子的烃基。

28.根据权利要求27所述的方法，其在步骤(a)之前进一步包括，

回收作为不纯进料物流的上游蒸馏的底部馏分的纯化进料物流，所述纯化进料物流包含乙苯和至少一种另外的C₈芳族化合物，其中相对于所述不纯进料物流，所述纯化的进料物流贫含非芳族烃。

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