CN113423680B - 用于由含有c8的组合物产生对二甲苯的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于产生对二甲苯(PX)的方法,所述方法包含:将含有C8芳香族化合物的组合物引入到二甲苯重馏塔以将所述含有C8芳香族化合物的组合物分离成含有二甲苯的流出物和重质流出物;以及将所述含有二甲苯的流出物传递到PX处理回路,所述PX处理回路包含:PX回收单元,所述PX回收单元可操作以从所述含有二甲苯的流出物中分离出PX;膜异构化单元,所述膜异构化单元可操作以将MX、OX或两者的一部分转化为PX;EB脱烷基化单元,所述EB脱烷基化单元可操作以使EB脱烷基化以产生苯、甲苯和其它C7化合物;以及膜分离单元,所述膜分离单元可操作以产生富PX的渗透物和贫PX的渗余物。所述渗透物传递到所述PX回收单元以回收PX,所述渗余物绕过所述PX回收单元并通过二甲苯处理回路循环。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年2月22日提交的美国申请序列号16/282,408的优先权,所述美国申请的全部公开内容特此通过引用并入。
技术领域
本说明书总体上涉及用于由含有C8的组合物产生和回收对二甲苯(para-xylene或p-xylene)的方法和系统。
背景技术
二甲苯是制造塑料和合成纤维以及其它产物的重要构建块,并且对于二甲苯,尤其是对二甲苯的需求正在增加。如对二甲苯等二甲苯可以从石油化工处理操作中产生的C6-C8芳香族化合物料流中获得。可以对C6-C8芳香族化合物料流进行处理以回收苯、甲苯和C8芳香族化合物,其包含对二甲苯(para-xylene、p-xylene或PX)、邻二甲苯(ortho-xylene、o-xylene或OX)、间二甲苯(meta-xylene、m-xylene或MX)和乙苯(EB)。然而,由于间二甲苯、邻二甲苯、对二甲苯和乙苯的沸点温度非常接近,因此难以通过分馏来分离这些C8芳香族化合物。相反,C8芳香族化合物通常通过结晶或选择性吸附彼此分离,所述结晶考虑了C8芳香族化合物之间的冰点差异,在所述选择性吸附中使用沸石材料来选择性地吸附C8芳香族化合物中的一种或多种芳香族化合物。
一些用于产生对二甲苯的系统将结晶或选择性吸附操作与二甲苯异构化过程相结合,以提高对二甲苯的产率。二甲苯异构化通常在固定床反应器中通过使C8芳香族化合物与异构化催化剂(如基于沸石的催化剂)在超过350摄氏度(℃)的温度下接触来进行。这些固定床二甲苯异构化系统占用大量空间并且需要大量能量以将反应温度维持在期望范围内。进一步地,将二甲苯异构化过程的流出物返回到结晶或选择性吸附过程会大大增加结晶或选择性吸附过程处理的材料量,这会大大增加这些分离过程的规模和能量消耗。
发明内容
因此,存在对用于处理含有C8的料流以产生对二甲苯的改进方法和系统的持续需求,以进一步提高对二甲苯生产的产率和效率。本公开的过程和系统可以将先进的膜技术并入到对二甲苯生产过程中,这可以提高对二甲苯的产率并减小回收对二甲苯所需的对二甲苯回收设备(结晶器或选择性吸附塔)的大小。本公开的用于产生对二甲苯的系统和方法可以包含二甲苯重馏塔和二甲苯处理回路,所述二甲苯处理回路可以包含对二甲苯回收单元、膜异构化单元、乙苯脱烷基化单元、膜分离单元和汽提塔。膜异构化单元可以包含如酸性磺化聚合物膜等催化膜,其用于进行异构化过程以将间二甲苯、邻二甲苯、乙苯或其组合转化为对二甲苯。膜分离单元可以包含基于碳的膜,所述基于碳的膜相对于间二甲苯、邻二甲苯和乙苯至少部分地对对二甲苯具有选择性,并且可操作以产生富含对二甲苯的渗透物和贫对二甲苯的渗余物。与汽提塔结合的乙苯脱烷基化单元可以操作以将乙苯转化为如甲苯和苯等C7化合物,并从对二甲苯处理回路中取出C7化合物。
本公开的方法可以包含由含有C8芳香族化合物的料流产生含有二甲苯的料流并将含有二甲苯的料流传递到二甲苯处理回路。在二甲苯处理回路中,MX、OX、EB或其组合的至少一部分被异构化为PX,EB的至少一部分被转化为一种或多种C7化合物,C7化合物可以从二甲苯处理回路中取出,PX可以在膜分离步骤中至少部分地与MX、OX和EB分离,PX可以通过PX回收单元从二甲苯处理回路中回收。含有MX、OX和EB的料流可以通过二甲苯回收回路的各个部分再循环回来,以进一步提高PX的产率。
通过将膜异构化过程并入到二甲苯处理回路中并将其与膜分离步骤结合以在PX回收单元上游产生富PX的渗透物,本公开的系统和方法可以增加PX的产率并通过降低对PX回收系统的大小和能量要求以及减少将C8芳香族化合物异构化为PX所需的能量来降低PX回收的能量成本。因此,本公开的系统和方法可以通过减小产生给定PX生产率所需的设备大小来降给定PX生产率的资本成本和能量消耗。
根据本公开的一个或多个方面,用于产生对二甲苯(PX)的方法可以包含将含有C8芳香族化合物的组合物分离成含有二甲苯的流出物和重质流出物,所述含有二甲苯的流出物包括对二甲苯(PX)、乙苯(EB)以及间二甲苯(MX)和邻二甲苯(OX)中的一者或两者。所述方法可以进一步包含通过使来自含有二甲苯的流出物的MX、OX或两者的至少一部分在膜异构化单元中与催化膜接触来将MX、OX或两者的至少一部分异构化为PX。所述方法可以进一步包含:使含有二甲苯的组合物中的EB的至少一部分脱烷基化以形成一种或多种C7化合物;使含有二甲苯的组合物的至少一部分经历膜分离单元以产生富PX的渗透物和贫PX的渗余物;以及在PX回收单元中从含有二甲苯的组合物、渗透物或两者中回收PX以产生PX产物。
根据本公开的一个或多个其它方面,用于由含有C8芳香族化合物的组合物产生对二甲苯的方法可以包含将含有C8芳香族化合物的组合物引入到二甲苯重馏塔,所述二甲苯重馏塔可操作以将含有C8芳香族化合物的组合物分离成含有二甲苯的流出物和重质流出物,所述含有二甲苯的流出物包括对二甲苯(PX)以及间二甲苯(MX)、邻二甲苯(OX)、乙苯(EB)中的至少一种或其组合。所述方法可以进一步包含将含有二甲苯的流出物传递到PX处理回路。PX处理回路可以包含:PX回收单元,所述PX回收单元可操作以从含有二甲苯的流出物的至少一部分中分离出至少PX产物料流;膜异构化单元,所述膜异构化单元可操作以将来自含有二甲苯的流出物的MX、OX或两者的至少一部分转化为PX;EB脱烷基化单元,所述EB脱烷基化单元可操作以使来自含有二甲苯的流出物的EB脱烷基化以产生苯、甲苯、其它C7化合物或其组合;以及膜分离单元,所述膜分离单元可操作以产生富PX的渗透物和贫PX的渗余物。所述方法可以进一步包含将所述PX产物料流从PX处理回路中排出。
根据本公开的一个或多个其它方面,用于由含有C8芳香族化合物的组合物产生对二甲苯(PX)的系统可以包含二甲苯重馏塔,所述二甲苯重馏塔可操作以将含有C8芳香族化合物的组合物分离成含有二甲苯的流出物和重质流出物,所述含有二甲苯的流出物包括至少PX和以下中的一种或多种:邻二甲苯(OX)、间二甲苯(MX)、乙苯(EB)或其组合。所述系统可以进一步包含二甲苯处理回路,所述二甲苯处理回路包含:PX回收单元,所述PX回收单元可操作以将含有二甲苯的流出物分离成至少PX产物和PX耗尽的流出物;膜异构化单元,所述膜异构化单元可操作以将来自含有二甲苯的流出物的MX、OX、EB或其组合中的至少一部分转化为PX;乙苯脱烷基化单元,所述乙苯脱烷基化单元可操作以使来自含有二甲苯的流出物的EB的至少一部分脱烷基化以产生一种或多种C7化合物;以及膜分离单元,所述膜分离单元可操作以将含有二甲苯的料流的至少一部分分离成富PX的渗透物和贫PX的渗余物。
所描述实施例的另外的特征和优点将在下面的具体实施方式中予以阐述,并且对本领域技术人员而言,所述特征和优点将部分地根据所述描述而变得显而易见或者通过实践所描述实施例(包含下面的具体实施方式、权利要求以及附图)而被认识。
附图说明
当结合以下附图阅读时,可以最佳地理解本公开的特定实施例的以下详细描述,在附图中相同的结构用相同的附图标记指示,并且在附图中:
图1示意性地描绘了用于由含有C8的料流产生对二甲苯的现有技术系统的工艺流程图;
图2示意性地描绘了根据本公开中描述的一个或多个实施例的用于由含有C8的料流产生对二甲苯的系统的工艺流程图;
图3示意性地描绘了根据本公开中描述的一个或多个实施例的用于由含有C8的料流产生对二甲苯的系统的另一个实施例的工艺流程图;
图4示意性地描绘了根据本公开中描述的一个或多个实施例的用于由含有C8的料流产生对二甲苯的系统的又一个实施例的工艺流程图;
图5示意性地描绘了根据本公开中描述的一个或多个实施例的用于由含有C8的料流产生对二甲苯的系统的另一个实施例的工艺流程图;并且
图6示意性地描绘了根据本公开中描述的一个或多个实施例的用于由含有C8的料流产生对二甲苯的系统的另一个实施例的工艺流程图;
出于描述图1-6的简化示意图示和描述的目的,可能采用的并且对于某些化学处理操作领域的普通技术人员而言众所周知的许多阀、温度传感器、流量计、压力调节器、电子控制器、泵等不包含在内。进一步地,可能没有描绘典型化学处理操作中通常包含的附属组件,如阀、管、泵、搅拌器、热交换器、仪表、内部容器结构或其它子系统。尽管没有描绘,但应理解这些组件在所公开实施例的精神和范围内。然而,可以在本公开中所描述的实施例中增加操作组件,如本公开中所描述的那些组件。
附图中的箭头是指工艺流。然而,箭头可以等效地指代可以用于在两个或更多个系统组件之间传输工艺流的传输线。另外,连接到系统组件的箭头可以限定每个给定系统组件中的入口或出口。箭头方向通常对应于包含在箭头所指的物理传输线内的料流的材料的主要移动方向。此外,未连接两个或更多个系统组件的箭头可以表示离开所描绘系统的产物料流或进入所描绘系统的系统入口料流。产物料流可以在伴随的化学处理系统中进一步处理或可以商业化为最终产物。
另外,附图中的箭头可以示意性地描绘将料流从一个系统组件输送到另一个系统组件的流程步骤。例如,从一个系统组件指向另一个系统组件的箭头可以表示将系统组件流出物“传递”到另一个系统组件,所述传递可以包含:工艺流的内容物“离开”一个系统组件或从一个系统组件中被“取出”以及将所述产物料流的内容物“引入”到另一个系统组件中。
应当理解,当两条或更多条线在图1-6的示意流程图中相交时,两个或更多个工艺流被“混合”或“组合”。混合或组合还可以包含通过将两种料流直接引入到类似的系统组件如分馏塔、膜分离单元、反应器、汽提塔、结晶器、吸收塔或其它系统组件中来进行混合。例如,应当理解,当两个料流被描绘为在进入系统组件前直接组合时,可以以等效的方式将料流分开引入到系统组件中并且在系统组件中混合。
现在将更详细地参考各个实施例,其中的一些实施例在附图中说明。在任何可能的情况下,将贯穿附图使用相同附图标记来指代相同或类似的部分。
具体实施方式
本公开的实施例涉及用于由含有C8的组合物产生对二甲苯(PX)的方法和系统。本文所公开的系统和方法可以包含将二甲苯异构化成对二甲苯并将含有二甲苯的料流分离成对二甲苯浓度较高的渗透物和对二甲苯浓度较低的渗余物的膜技术。参考图2,描绘了根据本公开的系统100的实施例,并且其包含二甲苯重馏塔20和二甲苯处理回路102。二甲苯处理回路102可以包含对二甲苯回收单元110、用于将至少间二甲苯和邻二甲苯异构化为对二甲苯的膜异构化单元120。二甲苯处理回路102可以进一步包含用于使乙苯脱烷基化为C7化合物的乙苯脱烷基化单元30、可操作以从二甲苯处理回路102中取出C7化合物的汽提塔150和用于将二甲苯处理回路102中的料流分离成渗透物142和渗余物144的膜分离单元140。渗透物142可以返回到对二甲苯回收单元110以从渗透物142中回收对二甲苯,并且渗余物144可以通过二甲苯异构化回路104再循环回来以进一步转化间二甲苯、邻二甲苯和乙苯。本公开的系统和方法可以增加对二甲苯的产率,并且可以通过减少传递到对二甲苯回收单元110的体积材料来减小对二甲苯回收单元110的大小和能量消耗。
如本公开中所使用的,术语“含有C8的组合物”可以指含有C8芳香族化合物间二甲苯、邻二甲苯、对二甲苯和乙苯中的一种或多种的组合物或料流。
如本公开中所使用的,术语“二甲苯”当在没有指定异构体(如前缀对、间或邻)的情况下使用时可以指间二甲苯、邻二甲苯、对二甲苯中的一种或多种,以及这些二甲苯异构体的混合物。为了方便起见,贯穿本公开,间二甲苯、邻二甲苯和对二甲苯可以在本公开中分别使用首字母缩写MX、OX和PX来指代,或者可替代地分别用名称m-二甲苯、o-二甲苯或p-二甲苯来指代。在本公开中,乙苯可以使用首字母缩写EB来指代。
如本公开中所使用的,术语“分馏”可以指分离组合物中的一种或多种成分的过程,其中组分在相变期间基于组分中的每种组分的性质差异而彼此分开。例如,如本公开中所使用的,“蒸馏”是指基于液体组合物的组分的沸点温度的差异来分离液体组合物的组分。
如本公开中所使用的,术语“上游”和“下游”是指单元操作相对于工艺流的流动方向的相对定位。如果流经系统的工艺流在遇到第二单元操作之前遇到第一单元操作,则系统的第一单元操作被认为在第二单元操作的“上游”。同样,如果流经系统的工艺流在遇到第二单元操作之前遇到第一单元操作,则第二单元操作被认为在第一单元操作的“下游”。对于本公开中所描述的二甲苯处理回路和二甲苯异构化回路,“上游”和“下游”相对于第一单元,所述第一单元是从二甲苯重馏塔20中排出的含有二甲苯的料流所遇到的单元操作(如图2-4中的PX回收单元110和图5和6中的膜分离单元140)。例如,在图1中,PX回收单元110是第一单元,并且膜分离单元140被认为在PX回收单元110的“下游”,即使料流从膜分离单元140传递到PX回收单元110。
在本公开中,从一个单元“直接”传递到另一个单元的料流或流出物是指将流出物从第一单元传递到第二单元而不使流出物经过取出或反应流出物的一种或多种组分的中间单元操作。将流出物“直接”从一个单元传递到另一个单元并不排除使流出物通过热交换器、静态混合器、阀或其它辅助设备传递。将流出物“直接”从第一单元传递到第二单元也不排除在将组合流引入到第二单元之前将流出物与补充料流组合以形成组合料流。将流出物“直接”从第一单元传递到第二单元旨在排除将流出物传递到在流出物到达第二单元之前基本上改变了流出物的化学性质的中间分离器或反应器。
PX可以存在于石油化工过程中产生的含有C8芳香族化合物的组合物中。PX通常存在于C8芳香族化合物的混合物中,所述混合物可以包含其它二甲苯异构体、MX和OX以及EB。在产生PX时面临的挑战是将PX与MX、OX、EB或其组合分离,因为这些化合物的沸点温度类似。从含有C8的组合物中回收PX的方法包含使用基于冰点温度差异的结晶或选择性吸附将PX与其它C8芳香族化合物分离,其中沸石相对于其它C8芳香族化合物选择性地吸附PX。
现在参考图1,描绘了根据现有技术的用于产生PX的常规PX系统10。常规PX系统10包含二甲苯重馏塔20,所述二甲苯重馏塔用于将包含C8芳香族化合物的含有C8的组合物12分离成含有二甲苯的流出物22和重质料流24。然后,含有二甲苯的流出物22被传递到PX回收单元30,所述PX回收单元可操作以将含有二甲苯的流出物22分离成PX料流32和贫PX的料流34。为了提高PX的产率,可以将贫PX的料流34传递到C8异构化单元40,所述C8异构化单元可操作以将MX、OX、EB或这些化合物的组合的至少一部分异构化为PX,以产生C8异构化流出物42。C8异构化流出物42可以被传递到汽提塔,以取出轻质料流54中的C7化合物和沸腾温度低于C8芳香族化合物的沸腾温度的其它化合物。轻质料流54可以在冷凝器90和补充分离器92中进行进一步处理,以产生轻质烃气体料流94和轻质芳香族化合物料流96。沸腾温度高于C8芳香族化合物的组分可以在塔底料流56中传递回二甲苯重馏塔20。含有C8芳香族化合物的剩余料流52再循环回到PX回收单元30。
在常规PX系统10中包含C8异构化单元40可以通过将MX、OX、EB或这些化合物的组合的至少一部分转化为PX来提高PX的产率。然而,在常规PX系统10中并入C8异构化单元40可能增加PX回收单元30的大小,所述PX回收单元表示常规PX系统10的很大一部分能量消耗。如图1中所示,来自C8异构化单元40的PX连同剩余的OX、MX、EB全部被传递回PX回收单元30,并且在确定PX回收单元30的大小时必须考虑在内。换句话说,常规PX系统10中的PX回收单元30的大小必须适应于容纳来自C8异构化单元40的所有OX、MX、EB和PX的再循环所需的另外的吞吐量。对于PC回收单元30为UOP PAREXTM工艺且C8异构化单元40为UOP ISOMARTM工艺的PX系统10,PX回收单元30可以表示PX系统10的总电力消耗的大于60%和燃油消耗的约80%。PX回收单元30的大小的任何减小都会对PX系统10的能量消耗产生重大影响。另外,PX回收单元30的大小可以表示常规PX系统10的资本成本的很大一部分。
再次参考图2,描绘了根据本公开的用于由含有C8芳香族化合物的组合物12产生PX的系统,所述系统通常由附图标记100表示。系统100包含二甲苯重馏塔20和二甲苯处理回路102,所述二甲苯处理回路包含PX回收单元110、膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130和膜分离单元140。二甲苯处理回路102还可以包含汽提塔150。PX回收单元110可操作以从含有二甲苯的料流的其它组分中分离出PX产物112。EB脱烷基化单元130可以通过将MX、OX、EB或其组合的至少一部分转化为PX来增加PX的产率。
EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150可以协作以减少通过PX回收单元110再循环回的组分的体积,这可以减小PX回收单元110的大小。例如,EB脱烷基化单元130可以将EB转化为一种或多种C7化合物,然后可以通过汽提塔150将其从二甲苯处理回路102中取出。将EB转化为C7化合物以及从二甲苯处理回路102中取出C7化合物可以防止这些组分在二甲苯处理回路102中累积,这可以减小通过PX回收单元110再循环回的组分的体积。另外,膜分离单元140可以操作以将二甲苯处理回路102中的组分分离成渗透物142和渗余物144。渗透物142可以是富PX的,这意味着渗透物142比渗余物244具有更高浓度的PX。渗透物142可以被传递到PX回收单元110以进一步回收PX。渗余物144可以是贫PX的,这意味着与渗透物142相比,渗余物144可以具有更低浓度的PX。大部分渗余物144可以是OX、MX、EB或其组合,并且渗余物144可以再循环回到PX回收单元110下游的二甲苯处理回路102中并且不通过PX回收单元110传递。因此,膜分离单元140可以使MX、OX、EB或其组合继续传递穿过膜异构化单元120和EB脱烷基化单元130而不穿过PX回收单元110。这可以另外减少通过PX回收单元110传递的化合物的体积,从而可以减小用于产生给定的PX生产率所需的PX回收单元110的大小。因此,将EB脱烷基化单元130和膜分离单元140并入到系统100中减少了传递到PX回收单元110的组分的体积,从而减小了PX回收单元110的所需大小。现在将更详细地描述系统110的单独单元操作中的每一个。
含有C8芳香族化合物的组合物12可以是包含一种或多种C8芳族化合物(如MX、OX、PX、EB或其组合)的任何料流。除了C8芳香族化合物之外,含有C8芳香族化合物的组合物12还可以包含其它组分,如具有少于8个碳原子或多于8个碳原子的烃。例如,含有C8芳香族化合物的组合物12可以包含甲苯、苯、C9+芳香族化合物或其组合。含有C8芳香族化合物的组合物12的其它组分可以包含烷烃、烯烃、芳香族化合物、环烃、其它类型的烃或烃的组合。在一些实施例中,含有C8的组合物可以包含一种或多种来自石油化工处理操作的C6-C8烃料流。
参考图2,含有C8芳香族化合物的组合物12被传递到二甲苯重馏塔20,所述二甲苯重馏塔可操作以将含有C8芳香族化合物的组合物12分离成至少含有二甲苯的流出物22和重质流出物24。二甲苯重馏塔20可以是能够将含有二甲苯的流出物22与含有C8芳香族化合物的组合物12分离的任何分离器。在一些实施例中,二甲苯重馏塔20可以是分馏塔,所述分馏塔可操作以将含有C8芳香族化合物的组合物12分离成至少含有二甲苯的流出物22和重质流出物24。在一些实施例中,二甲苯重馏塔20可以进一步操作以产生任选的较低沸点料流,其包含含有C8芳香族化合物的组合物12的沸点温度低于含有C8芳香族化合物的组合物12中的C8芳香族化合物的组分。在一些实施例中,二甲苯重馏塔20可以包含多个蒸馏塔以将含有C8芳香族化合物的组合物12分离成含有二甲苯的流出物22、重质流出物24和任选的较低沸点料流(未显示)。任选的较低沸点料流可以包含含有C8芳香族化合物的组合物的沸点温度高于C8芳香族化合物的组分。
含有二甲苯的流出物22可以包含MX、OX、PX、EB或其组合中的一种或多种。在一些实施例中,含有二甲苯的流出物22可以包含MX、OX、PX和EB。含有二甲苯的流出物22还可以包含甲苯、苯、C9+芳香族化合物、其它烃化合物或其组合。可以将含有二甲苯的流出物22从二甲苯重馏塔20传递到二甲苯处理回路102。重质料流24可以包含含有C8芳香族化合物的组合物12的沸点温度高于MX、OX、PX或EB的沸腾温度的组分。例如,重质料流24可以包含沸腾温度高于C8芳香族化合物的C9芳香族化合物。重质料流24可以从二甲苯重馏塔20中排出,所述二甲苯重馏塔可以将重质料流24从系统100中排出。在一些实施例中,二甲苯重馏塔20可以任选地分离出含有C8芳香族化合物的组合物12的较低沸点组分。较低沸点组分的沸点温度可以低于C8芳香族化合物。含有C8芳香族化合物的组合物12的较低沸点组分可以包含如甲苯、苯和其它沸点温度低于C8芳香族化合物的组分等化合物。较低沸点组分可以在任选的较低沸点料流(未示出)中从二甲苯重馏塔20中排出。
参考图2,含有二甲苯的流出物22被传递到二甲苯处理回路102,如本公开中先前描述的,所述二甲苯处理回路包含PX回收单元110、膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150。PX回收单元110可以操作以将含有二甲苯的流出物22的至少一部分分离成PX产物112和PX耗尽的流出物114。PX回收单元110的进料流可以包含含有二甲苯的流出物22、来自膜分离单元140的渗余物料流142或其组合。PX回收单元110可以是结晶过程、选择性吸附过程、能够从MX、OX和EB中选择性地分离PX的其它过程或PX分离过程的组合。在一些实施例中,PX回收单元110可以包含基于PX相对于其它C8芳香族化合物的冰点温度的差异将PX与其它C8芳香族化合物分离的分级结晶过程。在其它实施例中,PX回收单元110可以包含选择性吸附过程,其中含有二甲苯的流出物22与分子筛(如沸石材料)接触,以相对于其它C8芳香族化合物选择性地吸附PX。从沸石材料中取出MX、OX、EB或其组合之后,可以从沸石中解吸PX以回收PX。
PX回收单元110的大小可以小于图1的常规PX系统中的PX回收单元30的大小。如本公开中所使用的,PX回收单元110的“大小因数”可以定义为PX回收单元110的入口体积流量除以图1的常规PX系统10的PX回收单元30的入口体积流量。PX回收单元110的大小因数可以小于或等于0.70、小于或等于0.60、小于或等于0.50或甚至小于或等于0.45。在一些实施例中,PX回收单元110的大小因数可以为0.20到0.70、0.20到0.60、0.20到0.50、0.20到0.45、0.25到0.70、0.25到0.60、0.25到0.50或0.25到0.45。PX回收单元110的大小因数可能受进料组成、膜分离单元140的效率或其它因素的影响。
PX产物112可以从PX回收单元110中排出。按PX产物112的总重量计,PX产物112的PX浓度可以大于或等于99.0wt.%,如大于或等于99.5wt.%或甚至大于或等于99.8wt.%。按PX产物112的总重量计,PX产物112还可以包含浓度非常小的MX、OX、EB或其组合,如小于1wt.%、小于0.5wt.%、小于0.2wt.%或甚至小于0.1wt.%的MX、OX、EB或其组合。将PX产物112从PX回收单元110中排出可以将PX产物112从系统100中排出。PX产物112可以作为产物被收集或作为中间体被输送到一个或多个其它操作以产生另外的石油化工产物。
来自结晶过程的滤液、来自选择性吸附过程的萃余液或两者可以作为PX耗尽的流出物114从PX回收单元110中排出。PX耗尽的流出物114的PX浓度可以小于含有二甲苯的流出物22中的PX浓度。PX耗尽的流出物114可以包含来自含有二甲苯的流出物22的MX、OX、EB或其组合,以及PX回收单元110中未分离的PX。PX耗尽的流出物114可以包含含有二甲苯的流出物22的传递穿过PX回收单元110的其它组分,PX耗尽的流出物114可以从PX回收单元110排出到二甲苯处理回路102中的一个或多个下游操作。在一些实施例中,PX耗尽的流出物114可以从PX回收单元110传递到膜异构化单元120,如图2、3和5所示。在其它实施例中,可以将PX耗尽的流出物114传递到EB脱烷基化单元130,这将随后在本公开中结合图4和6进行描述。
再次参考图2,膜异构化单元120可以操作以将来自含有二甲苯的流出物22的MX、OX或两者的至少一部分异构化为PX,以产生异构物122。膜异构化单元120可以通过将来自含有二甲苯的流出物22的MX、OX或两者的至少一部分转化为PX来增加从含有二甲苯的流出物22中获得的PX的产率并增加异构物122中PX的浓度。膜异构化单元120可以操作以在足以将MX、OX或两者的至少一部分异构化为PX的温度和压力条件下使来自含有二甲苯的流出物22的MX、OX或两者与异构化催化剂接触。在一些实施例中,膜异构化单元120还可以任选地将来自含有二甲苯的流出物22的EB的至少一部分转化为MX、OX、PX或其组合。
膜异构化单元120可以包含反应器(所述反应器包含催化膜),并且可以操作以使MX、OX和任选地EB与催化膜接触,以促进MX、OX或任选地EB的至少一部分异构化为PX。在一些实施例中,膜异构化单元120可以是催化膜反应器,所述催化膜反应器被配置成在催化膜上进行渗透蒸发过程以将MX、OX和任选地EB的至少一部分异构化为PX。膜异构化单元120的渗透蒸发过程可以包含使含有二甲苯的流出物22的一部分与催化膜的第一侧接触,并从催化膜的与第一侧相对的第二侧取出蒸气渗透物。膜异构化单元120中的催化膜可以是离聚物,如磺化聚合物、磺化共聚物或已发现可用作二甲苯异构化的酸性膜的这些物质的组合。在一些实施例中,催化膜可以是酸性磺化聚合物膜。在一些实施例中,催化膜可以是NAFIONTM聚合物膜,如Chemours公司制造的NAFIONTM-H聚合物膜。NAFIONTM-H聚合物是四氟乙烯和全氟磺化乙烯基醚的共聚物。全氟聚合物具有C-F键,这为聚合物膜提供了化学和热稳定性,以帮助维持膜的完整性。与全氟主链偶联的磺酸基团为聚合物提供了非常高的酸度。其它酸性磺化聚合物膜材料也可以适合作为膜异构化单元120中的催化膜。
当MX、OX和EB与催化异构化膜接触时可能发生异构化反应,并且产物通过催化膜排出。可以使从催化膜的渗透侧回收的蒸汽渗透物冷却和冷凝,冷却降低了膜的渗透侧的蒸汽压力以提供渗透蒸发过程的驱动力。
在一些实施例中,催化膜的渗透侧可以维持在低于膜的进料侧的压力下。在一些实施例中,催化膜的渗透侧可以经历部分真空(压力小于大气压,例如海平面下1个大气压=101.3千帕(kPa))。例如,在一些实施例中,催化膜的渗透侧的压力可以维持在小于1个大气压的压力下。
与常规二甲苯异构化过程(如使用无机催化剂的固定床异构化反应器)相比,使用酸性磺化聚合物膜作为催化膜的膜异构化单元120的渗透蒸发过程可以在更低的温度下使MX、OX和任选地EB异构化为PX。与常规二甲苯异构化过程相比,膜异构化单元120的操作温度降低可以降低膜异构化单元120的能量消耗。当MX、OX或EB与催化膜接触时,膜异构化单元120可以在足以将MX、OX或EB的至少一部分异构化为PX的温度下操作。在一些实施例中,膜异构化单元120的反应区可以在20℃到350℃的异构化反应温度下操作,如20℃到300℃、20℃到275℃、20℃到250℃、20℃到225℃、20℃到200℃、30℃到350℃、30℃到300℃、30℃到275℃、30℃到250℃、30℃到225℃、30℃到200℃、50℃到350℃、50℃到300℃、50℃到275℃、50℃到250℃、50℃到225℃或50℃到200℃。
在一些实施例中,膜异构化单元120可以是固定床催化反应器,所述固定床催化反应器包含无机催化膜,如沸石催化膜,如丝光沸石框架沸石,用于将MX、OX或两者异构化为PX。使用基于无机沸石的催化膜的固定床反应器中的异构化反应可能需要升高的反应温度,如300℃到450℃的反应温度。与先前针对膜异构化单元120描述的渗透蒸发过程相比,利用沸石催化膜的固定床反应器还可以具有实质上更大的设备占地面积。
异构物122可以具有比膜异构化单元120的进料中PX的总浓度更高的PX浓度。在图2中,膜异构化单元120的进料可以是组合的异构化进料116,其可以包含PX耗尽的流出物114以及渗余物144。然而,如随后将在本公开中进一步详细讨论,膜异构化单元120的进料可以基于二甲苯处理回路102的构造包含不同料流。另外,异构物122的MX和OX浓度可以小于传递到膜异构化单元120的料流中的MX和OX的浓度。在一些实施例中,异构物122的EB浓度可以小于传递到膜异构化单元120的料流中的EB浓度。异构物122还可以包含苯、甲苯、C9+化合物或其组合,其可以在膜异构化单元120内生成或作为引入到膜异构化单元120的料流的一部分传递穿过膜异构化单元120。
再次参考图2,EB脱烷基化单元130可以操作以使二甲苯处理回路102中的EB脱烷基化为C7化合物,如甲苯和苯。C7化合物可以是具有少于或等于7个碳原子(如1个、2个、3个、4个、5个、6个或7个碳原子)的烃。C7化合物可以包含甲苯、苯、甲烷、乙烷、具有少于或等于7个碳原子的其它烃以及其组合。EB脱烷基化单元130可以包含反应器和安置在反应器内的脱烷基化催化剂。EB脱烷基化单元130可以操作以在足以将EB转化为C7化合物的条件下使EB与脱烷基化催化剂接触,以产生脱烷基化流出物132。在一些实施例中,EB脱烷基化单元130可以是固定床反应器,其包含至少一个EB与脱烷基化催化剂接触的脱烷基化反应区。
脱烷基化催化剂可以是能够催化EB脱烷基化的催化剂,例如使EB脱烷基化为苯和乙烯。在一些实施例中,脱烷基化催化剂可以操作以促进EB到苯和二乙苯的烷基转移。在一些实施例中,脱烷基化催化剂可以是基于沸石的催化剂,如ZSM-5沸石催化剂。脱烷基化催化剂可以是中等孔径沸石,如中孔沸石。脱烷基化催化剂可以包含具有脱氢官能度的金属中的一种或组合,如但不限于国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)元素周期表的第6-10族、第14族和第15族中的金属。脱烷基化催化剂可以包含以下中的一种功能或组合:锰(Mn)、钼(Mo)、锝(Tc)、铼(Re)、铁(Fe)、钌(Ru)、锇(Os)、钴(Co)、铑(Rh)、铱(Ir)、镍(Ni)、钯(Pd)、铂(Pt)、锡(Sn)、铅(Pb)、锑(Sb)或铋(Bi)。在一些实施例中,脱烷基化催化剂可以是负载钼的中孔ZSM-5沸石。其它商购可得的脱烷基化催化剂也可以适用于将EB转化为苯、甲苯或其它C7化合物。在一些实施例中,EB脱烷基化可以由C8异构化催化剂催化,如酸性磺化聚合物膜、沸石膜和本文先前讨论的其它C8异构化催化剂膜。
Eb脱烷基化单元130可以在足以将传递到EB脱烷基化单元130的EB的至少一部分转化为一种或多种C7化合物(如苯或甲苯)的条件下操作。EB脱烷基化单元130可以在200℃到550℃、250℃到400℃或甚至300℃到350℃的反应温度下操作。EB脱烷基化单元130可以在1巴到50巴、10巴到40巴或甚至20巴到30巴的压力以及0.1每小时(hr-1)到100hr-1、1hr-1到50hr-1或甚至1hr-1到10hr-1的重量时空速度(WHSV)下操作。EB脱烷基化单元130还可以引起传递到EB脱烷基化单元130的二甲苯的脱烷基化。在一些实施例中,可以对EB脱烷基化单元130中的脱烷基化催化剂和反应条件进行修改,以最小化EB脱烷基化单元130内的二甲苯的脱烷基化。
脱烷基化流出物132可以从EB脱烷基化单元130中排出。脱烷基化流出物132的EB浓度可以小于传递到EB脱烷基化单元130的料流中的EB浓度。例如,EB脱烷基化单元130的进料可以是从膜异构化单元120传递的异构物122,并且脱烷基化流出物132中的EB浓度可以小于异构物122中的EB浓度。脱烷基化流出物132可以包含传递到EB脱烷基化单元130的MX、OX和PX的至少一部分以及未在EB脱烷基化单元130中进行脱烷基化的剩余EB。脱烷基化流出物132还可以包含脱烷基化反应的反应产物,所述反应产物包含通过EB的脱烷基化产生的多种C7化合物。这些C7化合物可以包含苯、甲苯、乙烯或其它C1-C7烃中的至少一种或组合。
再次参考图2,脱烷基化流出物132从EB脱烷基化单元130传递调汽提塔150。在一些实施例中,脱烷基化流出物132可以直接从EB脱烷基化单元130传递到汽提塔150。汽提塔150可以操作以取出脱烷基化流出物132中的C7化合物以及任选地沸腾温度高于C8芳香族化合物的化合物。在一些实施例中,汽提塔150可以是分馏塔,所述分馏塔可操作以将脱烷基化流出物132分离成C7流出物152、EB耗尽的流出物154和汽提塔底部产物156。C7流出物152可以包含沸腾温度低于C8芳香族化合物(二甲苯和EB)的沸点温度的C7化合物。C7流出物152可以被传递到一个或多个下游操作,如冷凝器190和冷凝器190下游的补充分离器192。补充分离器192可以操作以将C7流出物152分离成一种或多种料流,如轻质气体料流194和轻质芳香族化合物料流196,其可以包含来自EB脱烷基化反应的苯和甲苯。汽提塔底部产物156可以包含沸点温度高于C8芳香族化合物的沸点温度范围的化合物。例如,在一些实施例中,汽提塔底部产物156可以包含C9芳香族化合物或沸点温度高于C8芳香族化合物的其它化合物。汽提塔底部产物156可以从汽提塔150传递回二甲苯重馏塔20,来自汽提塔底部产物156的任何C8芳香族化合物可以在所述二甲苯重馏塔中被回收并通过含有二甲苯的流出物22返回到二甲苯处理回路102。
EB耗尽的流出物154可以包含来自脱烷基化流出物132的C8芳香族化合物,并且可以从汽提塔150排出到二甲苯处理回路102中的另一个操作。例如,在图2中,EB耗尽的流出物154可以从汽提塔150传递到膜分离单元140。在一些实施例中,EB耗尽的流出物154可以基本上不含C7化合物。如本公开中所使用的,“基本上不含”如化合物、物质、元素或其它组分等组分的组合物可以指具有按组合物的总重量计小于1wt.%的所述组分的组合物。在一些实施例中,EB耗尽的流出物154可以具有按EB耗尽的流出物154的总重量计小于1wt.%的C7化合物。
与汽提塔150结合的EB脱烷基化单元130可以操作以通过在EB脱烷基化单元130中将EB转化为C7化合物并在汽提塔150中从二甲苯处理回路102中取出C7化合物来防止EB在二甲苯处理回路102中的累积。从二甲苯处理回路102中取出EB和C7化合物可以减少传递穿过二甲苯回收单元110的材料的数量(体积),这可以有助于降低对PX回收单元110的大小和能量要求。
膜分离单元140可以操作以将包含PX以及MX、OX和EB中的一种或多于一种的组合物分离成渗透物142和渗余物144。渗透物142可以是富PX的料流,这意味着与渗余物144相比,渗透物142可以具有更高浓度的PX。与渗余物144相比,渗透物142还可以包含更低浓度的MX、OX和EB。渗余物144可以是贫PX的料流,这意味着与渗透物142相比,渗余物144可以具有更低浓度的PX。与渗透物142相比,渗余物144可以具有更高浓度的MX、OX和EB。
膜分离单元140可以包含与MX、OX和EB中的每一个的选择性相比具有更大的PX选择性的半透膜。在一些实施例中,膜分离单元140可以包含基于碳的膜,如基于碳的分子筛膜。基于碳的分子筛膜可以通过已知方法产生,如通过交联聚偏二氟乙烯(PVDF)膜并且然后使交联的PVDF膜经历热解。膜分离单元140的基于碳的分子筛膜可以呈致密平板、多孔平板或不对称中空纤维的形式。在一些实施例中,膜分离单元140可以包含非对称的基于碳的分子筛中空纤维膜。膜分离单元140的基于碳的膜可以不同于膜异构化单元120中的催化膜。
再次参考图2,在一些实施例中,用于使用本公开中描述的系统(如系统100)产生PX的方法包含分离含有C8芳香族化合物的组合物,以产生含有二甲苯的组合物(含有二甲苯的流出物22)和重质组合物(重质料流24)。含有二甲苯的组合物可以包含PX、EB以及MX和OX中的一者或两者。所述方法进一步包含将来自含有二甲苯的组合物(含有二甲苯的流出物22)的MX、OX或两者的至少一部分异构化。将MS、OX或两者异构化为PX可以包含将含有二甲苯的组合物的至少一部分传递到膜异构化单元120。膜异构化单元120可以包含本公开中先前针对膜异构化单元120所描述的特征中的任一个。所述方法进一步包含使来自含有二甲苯的组合物的EB的至少一部分脱烷基化以形成一种或多种C7化合物。所述方法进一步包含使含有二甲苯的组合物的至少一部分经历膜分离单元140,以产生富PX的渗透物142和贫PX的渗余物144。膜分离单元140可以包含本公开中先前描述的膜分离单元140的特征中的任一个。所述方法进一步包含在PX回收单元110中从含有二甲苯的组合物、渗透物组合物或两者中回收PX以产生PX产物(PX产物112)。PX回收单元110可以包含本公开中先前描述的PX回收单元110的特征中的任一个。
所述方法可以进一步包含使含有二甲苯的组合物的至少第二部分经历分离过程,所述分离过程可操作以从含有二甲苯的组合物的至少第二部分中分离出C7化合物的至少一部分。在一些实施例中,使用汽提塔150将C7化合物与含有二甲苯的组合物的至少第二部分分离。汽提塔150可以包含本公开中先前描述的汽提塔150的特征中的任一个。在一些实施例中,使EB的至少一部分脱烷基化可以包含使EB的至少一部分与EB脱烷基化单元130中的脱烷基化催化剂接触。EB脱烷基化单元130可以包含本公开中先前描述的EB脱烷基化单元130的特征中的任一个。在一些实施例中,回收PX包含使含有二甲苯的组合物的至少第三部分经历结晶、选择性吸附或其组合以回收二甲苯产物。在一些实施例中,PX产物可以包含至少99.0wt.%的PX。
在一些实施例中,用于由含有C8芳香族化合物的料流产生PX的另一种方法可以包含分离含有C8芳香族化合物的组合物以产生含有二甲苯的组合物(含有二甲苯的流出物22)和重质组合物(重质料流24),并将含有二甲苯的组合物(含有二甲苯的流出物22)传递到二甲苯处理回路102。二甲苯处理回路102包含PX回收单元110、膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150。如本公开中先前讨论的,PX回收单元110可以操作以产生PX产物112,所述PX产物从二甲苯处理回路102中排出,膜异构化单元120可以操作以将来自含二甲苯的流出物22的MX、OX和任选地EB的一部分异构化为PX,EB脱烷基化单元130可以操作以将来自含二甲苯的流出物22的EB的至少一部分脱烷基化为C7化合物,并且膜分离单元140可以操作以将含有二甲苯的流出物22的一部分分离成富PX的渗透物142和贫PX的渗余物144。现在将参考图2-6更详细地描述二甲苯处理回路102的多种配置。
现在参考图2-4,系统100的二甲苯处理回路102可以包含PX回收单元110,所述PX回收单元直接定位在二甲苯重馏塔20下游,使得含有二甲苯的流出物22可以直接从二甲苯重馏塔20传递到PX回收单元110。对于图2-4,PX回收单元110是二甲苯处理回路102中的第一单元,并且膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150都被认为在PX回收单元110的下游。PX回收单元110、膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150可以包含本公开中先前针对这些单元中的每一个所描述的特征和操作条件中的任一个。在一些实施例中,含有二甲苯的流出物22可以与渗透物142组合,以形成可以传递到PX回收单元110的组合的PX回收进料146。在其它实施例中,含有二甲苯的流出物22和渗透物142可以单独地传递到PX回收单元110并在PX回收单元110内混合。PX回收单元110将含有二甲苯的流出物22、渗透物142或两者分离成PX产物112和PX耗尽的流出物114。PX产物112可以从二甲苯处理回路102中排出。PX产物112可以作为产物回收或进一步处理,如通过进一步纯化PX或通过将PX产物112作为中间体传递到下游过程以制造一种或多种其它产物。
参考图2,PX耗尽的流出物114可以直接从PX回收单元110传递到膜异构化单元120。PX耗尽的流出物114的PX浓度可以小于含有二甲苯的流出物22、渗透物142或组合的PX回收进料146中的PX浓度。PX耗尽的流出物114还可以包含来自含有二甲苯的流出物22、渗透物142或两者的MX、OX和EB。在一些实施例中,PX耗尽的流出物114可以与来自膜分离单元140的渗余物144组合,以形成组合的异构化进料116,所述组合的异构化进料然后可以被传递到膜异构化单元120。在其它实施例中,PX耗尽的流出物114和渗余物144可以独立地传递到膜异构化单元120。膜异构化单元120可以操作以将PX耗尽的流出物114、渗余物144或两者中的MX、OX、EB或其组合的至少一部分异构化为PX,以产生异构物122。异构物122的PX浓度可以大于PX耗尽的流出物114中的PX浓度。另外,异构物122的MX、OX和EB浓度可以分别小于PX耗尽的流出物114中的MX、OX和EB浓度。
异构物122可以从膜异构化单元120传递到EB脱烷基化单元130。在一些实施例中,异构物122可以直接从膜异构化单元120传递到EB脱烷基化单元130而无需任何中间操作或过程。Eb脱烷基化单元130可以操作以在足以将异构物122中的EB的至少一部分转化为一种或多种C7化合物的条件下使异构物122与脱烷基化催化剂接触。脱烷基化流出物132可以从EB脱烷基化单元130中排出。脱烷基化流出物132的EB浓度可以小于异构物122中的EB浓度。
仍参考2,脱烷基化流出物132可以被传递到汽提塔150,所述汽提塔可以操作以从脱烷基化流出物132中取出C7化合物。例如,汽提塔150可以操作以将脱烷基化流出物132分离成C7流出物152、EB耗尽的流出物154和汽提塔底部产物156。C7流出物152包含沸点温度高于C8芳香族化合物的化合物,并且包含来自脱烷基化流出物132的C7化合物。C7流出物152可以从汽提塔150中排出,由此将C7流出物152从二甲苯处理回路102中排出。汽提塔底部产物156可以包含沸点温度低于C8芳香族化合物的沸点温度的化合物。汽提塔底部产物156可以再循环回到二甲苯重馏塔20并最终通过重质料流24从系统100中取出。EB耗尽的流出物154可以是来自汽提塔150的侧线抽出物,并且可以包含来自脱烷基化流出物132的C8芳香族化合物(PX、MX、OX、EB)。
EB耗尽的流出物154可以从汽提塔150传递到膜分离单元140。在一些实施例中,EB耗尽的流出物154可以直接从汽提塔150传递到膜分离单元140而不经过任何中间操作。膜分离单元140可以操作以使EB耗尽的流出物154与基于碳的膜接触,以将EB耗尽的流出物154分离成富PX的渗透物142和贫PX的渗余物144。渗透物142可以被传递到PX回收单元110以从渗透物142中回收PX。在一些实施例中,渗透物142可以在被传递到PX回收单元110之前与PX回收单元110上游的含有二甲苯的流出物22组合。在其它实施例中,渗透物142可以独立于含有二甲苯的流出物22而被传递到PX回收单元110。
渗余物144可以被传递回膜异构化单元120以完成二级嵌套回路,所述二级嵌套回路在本公开中被称为二甲苯异构化回路104。将渗余物144传递到膜异构化单元120绕过PX回收单元110,以通过二甲苯异构化回路104将来自EB耗尽的流出物154的更高浓度的MX、OX和EB再循环回来。这减少了通过PX回收单元110再循环回的MX、OX和EB,从而可以进一步减少对PX回收单元110的大小和能量要求。如先前所讨论的,渗余物144可以与PX耗尽的流出物114组合,以形成组合的异构化进料116,或者渗余物144和PX耗尽的流出物114可以独立地传递到膜异构化单元120。
再次参考图2,在一些实施例中,用于由含有C8芳香族化合物的组合物12产生PX的方法可以包含将含有C8芳香族化合物的组合物12引入到二甲苯重馏塔20,所述二甲苯重馏塔可操作以将含有C8芳香族化合物的组合物12分离成含有二甲苯的流出物22和重质流出物24。含有二甲苯的流出物22包含至少PX以及OX、MX、EB中的一种或多种或其组合。所述方法进一步包含将含有二甲苯的流出物22的至少一部分传递到PX回收单元110,以将含有二甲苯的流出物22的至少一部分分离成PX产物112和PX耗尽的流出物114。所述方法可以进一步包含从PX回收单元110回收PX产物112并使PX耗尽的流出物114传递穿过二甲苯异构化回路104,二甲苯异构化回路104包含膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150。膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150可以具有本公开中先前针对这些单元所讨论的特征中的任一个。所述方法可以进一步包含将来自膜分离单元140的渗透物142传递回PX回收单元110并使来自膜分离单元140的渗余物144传递穿过二甲苯异构化回路104。所述方法可以进一步包含将脱烷基化流出物132从乙苯脱烷基化单元130传递到汽提塔150,所述脱烷基化流出物132包括一种或多种C7化合物;并将C7流出物152从汽提塔150中排出,其中将C7流出物152从汽提塔150中排出从二甲苯异构化回路104中取出C7化合物的至少一部分。
所述方法可以进一步包含将来自PX回收单元110的PX耗尽的流出物114直接传递到膜异构化单元120并使PX耗尽的流出物114传递穿过膜异构化单元120中的催化膜,这使得PX耗尽的流出物114中的MX、OX、EB或其组合的至少一部分转化为PX,以产生PX浓度大于PX耗尽的流出物114中PX浓度的异构物122。所述方法可以进一步包含将异构物122从膜异构化单元120传递到EB脱烷基化单元130并使异构物122与脱烷基化催化剂接触,这使得异构物122中的EB的至少一部分脱烷基化,以产生包含C7化合物且EB浓度小于异构物122中的EB浓度的脱烷基化流出物132。所述方法可以进一步包含将脱烷基化流出物132传递到汽提塔150以将脱烷基化流出物132分离成C7流出物152和EB耗尽的流出物154,将C7流出物152从汽提塔150中排出,并将EB耗尽的流出物154从汽提塔中排出。所述方法可以进一步包含将EB耗尽的流出物154传递到膜分离单元140,将EB耗尽的流出物154传递成与基于碳的膜接触,这使得将EB耗尽的流出物154分离成渗透物142和渗余物144,并将渗余物144传递回膜异构化单元120。
现在参考图3,描绘了用于由含有C8芳香族化合物的料流产生PX的系统200。系统200类似于图2的系统100,除了在二甲苯异构化回路204中,膜分离单元140安置在膜异构化单元120与EB脱烷基化单元130之间。参考图3,在系统200中,含有C8芳香族化合物的组合物12被引入到二甲苯重馏塔20,所述二甲苯重馏塔可操作以将含有C8芳香族化合物的组合物12分离成含有二甲苯的流出物22和重质料流24。含有二甲苯的流出物22被传递到二甲苯处理回路202,所述二甲苯处理回路包含PX回收单元110、膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150。PX回收单元110、膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150可以具有本公开中先前关于图2所描述的特征和操作条件中的任一个。再次参考图3,含有二甲苯的流出物22被传递到PX回收单元110。含有二甲苯的流出物22可以与来自膜分离单元140的渗透物242组合,以形成组合的PX回收进料246,所述组合的PX回收进料然后被传递到PX回收单元110。可替代地,含有二甲苯的流出物22可以独立于渗透物242而被传递到PX回收单元110。PX回收单元110将含有二甲苯的流出物22、渗透物242或两者分离成PX产物112和PX耗尽的流出物114。PX产物112可以从二甲苯处理回路202中排出。
参考图3,PX耗尽的流出物114可以直接从PX回收单元110传递到膜异构化单元120。PX耗尽的流出物114的PX浓度可以小于含有二甲苯的流出物22、渗透物242或组合的PX回收进料246中的PX浓度。PX耗尽的流出物114还可以包含来自含有二甲苯的流出物22、渗透物242或两者的MX、OX和EB。PX耗尽的流出物114可以与来自汽提塔150的EB耗尽的流出物254组合,以形成组合的异构化进料216,所述组合的异构化进料然后可以被传递到膜异构化单元120。在一些实施例中,PX耗尽的流出物114和耗尽EB的流出物254可以独立地传递到膜异构化单元120。膜异构化单元120可以操作以将PX耗尽的流出物114、EB耗尽的流出物254或两者中的MX、OX、EB或其组合的至少一部分异构化为PX,以产生异构物222。异构物222的PX浓度可以大于PX耗尽的流出物114中的PX浓度。另外,异构物222的MX、OX和EB浓度可以分别小于PX耗尽的流出物114中的MX、OX和EB浓度。
膜分离单元140可以直接位于膜异构化单元120下游,使得异构物222可以从膜异构化单元120传递到膜分离单元140。在一些实施例中,异构物222可以直接从膜异构化单元120传递到膜分离单元140而不经过任何中间单元操作或过程。膜分离单元140可以操作以使异构物222与基于碳的膜接触,以将异构物222分离成富PX的渗透物242和贫PX的渗余物244。渗透物242可以被传递回PX回收单元110以从渗透物242中回收PX。在一些实施例中,渗透物242可以在被传递到PX回收单元110之前与PX回收单元110上游的含有二甲苯的流出物22组合。在其它实施例中,渗透物242可以独立于含有二甲苯的流出物22而被传递到PX回收单元110。
再次参考图3,EB脱烷基化单元130可以直接位于膜分离单元140的下游,使得渗余物244可以从膜分离单元140传递到EB脱烷基化单元130。在一些实施例中,渗余物244可以直接从膜分离单元140传递到EB脱烷基化单元130而无需任何中间操作或过程。EB脱烷基化单元130可以操作以在足以将渗余物244中的EB的至少一部分转化为一种或多种C7化合物的条件下使渗余物244与脱烷基化催化剂接触,以产生EB浓度可以小于渗余物244中的EB浓度的脱烷基化流出物232。脱烷基化流出物232可以从EB脱烷基化单元130中排出。
仍参考图3,脱烷基化流出物232可以被传递到汽提塔150,所述汽提塔可以操作以从脱烷基化流出物232中取出C7化合物。汽提塔150可以操作以将脱烷基化流出物232分离成C7流出物252、EB耗尽的流出物254和汽提塔底部产物256。包含来自脱烷基化流出物232的C7化合物和沸点温度低于C8芳香族化合物的其它组分的C7流出物252可以从汽提塔150中排出,由此将C7化合物从二甲苯处理回路102中排出。C7流出物252可以在冷凝器190和补充分离器192中进一步处理以产生轻质气体料流294和轻质芳香族化合物料流296。包含沸腾温度高于C8芳香族化合物的脱烷基化流出物232的组分的汽提塔底部产物256可以再循环回到二甲苯重馏塔20。EB耗尽的流出物254可以是来自汽提塔150的侧线抽出物,并且可以包含来自脱烷基化流出物132的C8芳香族化合物(PX、MX、OX和EB)。EB耗尽的流出物254可以被传递回膜异构化单元120以完成二级嵌套处理回路,所述二级嵌套处理回路在本公开中被称为二甲苯异构化回路204。将EB耗尽的流出物254传递到膜异构化单元120绕过PX回收单元110,以通过二甲苯异构化回路204将来自EB耗尽的流出物254的更高浓度的MX、OX和EB再循环回来。这减少了通过PX回收单元110再循环回的MX、OX和EB,从而可以进一步减少对PX回收单元110的大小和能量要求。
再次参考图3,用于由含有C8芳香族化合物的组合物12产生PX的方法的另一个实施例可以包含将含有C8芳香族化合物的组合物12引入到二甲苯重馏塔20,所述二甲苯重馏塔可操作以将含有C8芳香族化合物的组合物21分离成含有二甲苯的流出物22和重质流出物24。含有二甲苯的流出物22包含PX以及OX、MX、EB中的一种或多种或其组合。所述方法进一步包含将含有二甲苯的流出物22的至少一部分传递到PX回收单元110,以将含有二甲苯的流出物22的至少一部分分离成PX产物112和PX耗尽的流出物114。所述方法可以进一步包含从PX回收单元110回收PX产物112并使PX耗尽的流出物114传递穿过二甲苯异构化回路204,二甲苯异构化回路204包含膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150。膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150可以具有本公开中先前针对这些单元所讨论的特征中的任一个。所述方法可以进一步包含将来自膜分离单元140的渗透物242传递回PX回收单元110并使来自膜分离单元140的渗余物244传递穿过二甲苯异构化回路204。所述方法可以进一步包含将来自乙苯脱烷基化单元130的脱烷基化流出物232传递到汽提塔150,脱烷基化流出物232包括一种或多种C7化合物,并将C7流出物252从汽提塔150中排出,其中将C7流出物252从汽提塔150中排出从二甲苯异构化回路204中取出C7化合物的至少一部分。
在一些实施例中,所述方法可以包含将来自PX回收单元110的PX耗尽的流出物114直接传递到膜异构化单元120并使PX耗尽的流出物114传递穿过膜异构化单元120中的催化膜,这使得PX耗尽的流出物114中的MX、OX、EB或其组合的至少一部分转化为PX,以产生PX浓度大于PX耗尽的流出物114中的PX浓度的异构物222。在一些实施例中,所述方法可以进一步包含将异构物222从膜异构化单元120传递到膜分离单元140,并使异构物222传递穿过膜,这使得异构物222分离成渗透物242和渗余物244,渗透物242的PX浓度大于渗余物244中的PX浓度。在一些实施例中,所述方法可以进一步包含将渗余物244传递到EB脱烷基化单元130,并使渗余物244与脱烷基化催化剂接触,这使得渗余物244中的EB的至少一部分脱烷基化,以产生包含一种或多种C7化合物且EB浓度低于渗余物244中的EB浓度的脱烷基化流出物232。在一些实施例中,所述方法可以进一步包含将脱烷基化流出物232传递到汽提塔150,所述汽提塔可以操作以将脱烷基化流出物232分离成至少C7流出物和EB耗尽的流出物254。所述方法可以进一步包含将C7流出物252从汽提塔150中排出,C7流出物252包括来自脱烷基化流出物232的C7化合物的至少一部分。所述方法可以进一步包含将来自汽提塔150的EB耗尽的流出物254传递回膜异构化单元120,EB耗尽的流出物254的EB浓度小于渗余物244中的EB浓度。
现在参考图4,描绘了用于由含有C8芳香族化合物的料流产生PX的另一个系统300。系统300类似于图2的系统100和图3的系统200,除了EB脱烷基化单元130直接位于PX回收单元110的下游使得PX产物112从PX回收单元110传递到EB脱烷基化单元130,以及膜异构化单元120和膜分离单元140都位于二甲苯异构化回路304中的EB脱烷基化单元130的下游。参考图4,在系统300中,含有C8芳香族化合物的组合物12被引入到二甲苯重馏塔20,所述二甲苯重馏塔可操作以将含有C8芳香族化合物的组合物12分离成含有二甲苯的流出物22和重质料流24。含有二甲苯的流出物22被传递到二甲苯处理回路302,所述二甲苯处理回路包含PX回收单元110、膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150。PX回收单元110、膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150可以具有本公开中先前关于图2所描述的特征和操作条件中的任一个。如图4所示,含有二甲苯的流出物22被传递到PX回收单元110。含有二甲苯的流出物22可以在将组合的PX回收进料346传递到PX回收单元110之前与来自膜分离单元140的渗透物342组合,或者可以独立于渗透物342而被传递到PX回收单元110。PX回收单元110将含有二甲苯的流出物22、渗透物342或两者分离成PX产物112和PX耗尽的流出物114。PX产物112可以从二甲苯处理回路302中排出。
参考图4,PX耗尽的流出物114可以直接从PX回收单元110传递到EB脱烷基化单元130。PX耗尽的流出物114的PX浓度可以小于含有二甲苯的流出物22、渗透物342或组合的PX回收进料346中的PX浓度。PX耗尽的流出物114还可以包含来自含有二甲苯的流出物22、渗透物342或两者的MX、OX和EB。PX耗尽的流出物114可以与来自膜分离单元140的渗余物344组合,以形成组合的异构化进料316,所述组合的异构化进料然后可以被传递到EB脱烷基化单元130。在一些实施例中,PX耗尽的流出物114和渗余物344可以独立地传递到EB脱烷基化单元130。EB脱烷基化单元130可以操作以在足以将PX耗尽的流出物114、渗余物344或两者中的EB的至少一部分转化为一种或多种C7化合物的条件下使PX耗尽的流出物114、渗余物344或两者与脱烷基化催化剂接触,以产生EB浓度可以小于PX耗尽的流出物114、渗余物344或组合的PX回收进料346中的EB浓度的脱烷基化流出物332。脱烷基化流出物332可以从EB脱烷基化单元130中排出。
仍参考图4,脱烷基化流出物332可以被传递到汽提塔150,所述汽提塔可以操作以从脱烷基化流出物332中取出C7化合物。汽提塔150可以操作以将脱烷基化流出物332分离成C7流出物352、EB耗尽的流出物354和汽提塔底部产物356。包含来自脱烷基化流出物332的C7化合物和沸点温度低于C8芳香族化合物的其它组分的C7流出物352可以从汽提塔150中排出,由此将C7化合物从二甲苯处理回路302中排出。C7流出物352可以在冷凝器190和补充分离器192中进一步处理以产生轻质气体料流394和轻质芳香族化合物料流396,所述轻质气体料流和轻质芳香族化合物料流可以包含来自EB脱烷基化的苯和甲苯。包含沸腾温度高于C8芳香族化合物的脱烷基化流出物332的组分的汽提塔底部产物356可以再循环回到二甲苯重馏塔20。EB耗尽的流出物354可以是来自汽提塔150的侧线抽出物,并且可以包含来自脱烷基化流出物332的C8芳香族化合物(PX、MX、OX、EB)。
膜异构化单元120可以安置在汽提塔150的下游,使得EB耗尽的流出物354可以从汽提塔150传递到膜异构化单元120。在一些实施例中,EB耗尽的流出物354可以直接从汽提塔150传递到膜异构化单元120而不经过任何中间单元操作或过程。膜异构化单元120可以操作以将EB耗尽的流出物354中的MX、OX、EB或其组合的至少一部分异构化为PX,以产生异构物322。异构物322的PX浓度可以大于EB耗尽的流出物354中的PX浓度。另外,异构物322的MX、OX和EB浓度可以分别小于EB耗尽的流出物354中的MX、OX和EB浓度。
膜分离单元140可以直接位于膜异构化单元120下游,使得异构物322可以从膜异构化单元120传递到膜分离单元140。在一些实施例中,异构物322可以直接从膜异构化单元120传递到膜分离单元140而不经过任何中间单元操作或过程。膜分离单元140可以操作以使异构物322与基于碳的膜接触,以将异构物322分离成富PX的渗透物342和贫PX的渗余物344。渗透物342可以被传递回PX回收单元110以从渗透物342中回收PX。在一些实施例中,渗透物342可以在被传递到PX回收单元110之前与PX回收单元110上游的含有二甲苯的流出物22组合。在其它实施例中,渗透物342可以独立于含有二甲苯的流出物22而被传递到PX回收单元110。渗余物344可以被传递回EB脱烷基化单元130以完成二甲苯异构化回路304。将渗余物344传递到EB脱烷基化单元130绕过PX回收单元110,以通过二甲苯异构化回路304将来自渗余物344的更高浓度的MX、OX和EB再循环回来。这减少了通过PX回收单元110再循环回的MX、OX和EB,从而可以进一步减少对PX回收单元110的大小和能量要求。
仍参考图4,用于由含有C8芳香族化合物的组合物12产生PX的方法的另一个实施例可以包含将含有C8芳香族化合物的组合物12引入到二甲苯重馏塔20,所述二甲苯重馏塔可操作以将含有C8芳香族化合物的组合物21分离成含有二甲苯的流出物22和重质流出物24。含有二甲苯的流出物22包含PX以及OX、MX、EB中的一种或多种或其组合。所述方法进一步包含将含有二甲苯的流出物22的至少一部分传递到PX回收单元110,以将含有二甲苯的流出物22的至少一部分分离成PX产物112和PX耗尽的流出物114。所述方法可以进一步包含从PX回收单元110回收PX产物112并使PX耗尽的流出物114传递穿过二甲苯异构化回路304,所述二甲苯异构化回路包含膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150。膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150可以具有本公开中先前关于图2所讨论的特征和操作条件中的任一个。所述方法可以进一步包含将来自膜分离单元140的渗透物342传递回PX回收单元110并通过二甲苯异构化回路304将来自膜分离单元140的渗余物344传递回来。所述方法可以进一步包含将来自乙苯脱烷基化单元130的脱烷基化流出物332传递到汽提塔150,脱烷基化流出物332包括一种或多种C7化合物,并将C7流出物352从汽提塔150中排出,其中将C7流出物352从汽提塔150中排出从二甲苯异构化回路304中取出C7化合物的至少一部分。
在一些实施例中,所述方法可以进一步包含将来自PX回收单元110的PX耗尽的流出物114直接传递到EB脱烷基化单元130,并使PX耗尽的流出物114与脱烷基化催化剂接触,这可以使得PX耗尽的流出物114中的EB的至少一部分脱烷基化,以产生脱烷基化流出物332。脱烷基化流出物332可以包含一种或多种C7化合物和浓度小于PX耗尽的流出物114中的EB浓度的一定浓度的EB。在一些实施例中,所述方法可以进一步包含将脱烷基化流出物332传递到汽提塔150,所述汽提塔可操作以将脱烷基化流出物332分离成至少C7流出物352和EB耗尽的流出物354。所述方法可以包含将C7流出物352从汽提塔150中排出,C7流出物352包括来自脱烷基化流出物332的C7化合物的至少一部分。所述方法可以包含将来自汽提塔150的EB耗尽的流出物354传递到膜异构化单元120,EB耗尽的流出物354的EB浓度小于PX耗尽的流出物114中的EB浓度。在一些实施例中,所述方法可以包含将来自汽提塔150的EB耗尽的流出物354传递到膜异构化单元120并使EB耗尽的流出物354传递穿过膜异构化单元120中的催化膜,这可以使得EB耗尽的流出物354中的MX、OX、EB或其组合的至少一部分转化为PX,以产生PX浓度大于EB耗尽的流出物354中的PX浓度的异构物322。在一些实施例中,所述方法可以进一步包含将异构物322传递到膜分离单元140并使异构物322传递穿过膜分离单元140的膜,这可以使得异构物322分离成渗透物342和渗余物344,渗透物342的PX浓度大于渗余物344中的PX浓度。所述方法可以进一步包含将渗透物342传递到PX回收单元110。
现在参考图5,描绘了用于由含有C8芳香族化合物的组合物12产生PX的仍另一个系统400,其中来自二甲苯重馏塔20的含有二甲苯的流出物22在被传递到PX回收单元110之前首先被传递到膜分离单元140。在系统400中,膜分离单元140可以是二甲苯处理回路402的第一单元,并且PX回收单元110可以紧接地在膜分离单元140的下游。膜分离单元140将含有二甲苯的流出物22分离成富PX的渗透物442和贫PX的渗余物444。渗透物442可以被传递到PX回收单元110,而渗余物444被传递到二甲苯处理回路402中的下一个单元操作。来自二甲苯处理回路402的一种或多种料流可以再循环回到膜分离单元140以分离成渗透物442和渗余物444,使得只有富PX的渗透物442被传递到PX回收单元110。
参考图5,在系统400中,含有C8芳香族化合物的组合物12被引入到二甲苯重馏塔20,所述二甲苯重馏塔可操作以将含有C8芳香族化合物的组合物12分离成至少含有二甲苯的流出物22和重质料流24。然后将含有二甲苯的流出物22传递到二甲苯处理回路402,所述二甲苯处理回路包含膜分离单元140、PX回收单元110、膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130和汽提塔150。PX回收单元110、膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150可以具有本公开中先前关于图2所描述的特征和操作条件中的任一个。膜分离单元140可以直接位于二甲苯回流塔20的下游,使得含有二甲苯的流出物22可以从二甲苯回流塔20传递到膜分离单元140。在一些实施例中,可以将含有二甲苯的流出物22直接从二甲苯重馏塔20传递到膜分离单元140而不经过任何中间单元操作或过程。在一些实施例中,含有二甲苯的流出物22可以与来自汽提塔150的EB耗尽的流出物454组合,以在膜分离单元140的上游产生组合料流448,并且组合料流448可以被传递到膜分离单元140。在其它实施例中,含有二甲苯的流出物22和EB耗尽的流出物454可以彼此独立地传递到膜分离单元140。
膜分离单元140可以操作以使含有二甲苯的流出物22、EB耗尽的流出物454或两者与基于碳的膜接触,以将含有二甲苯的流出物22、EB耗尽的流出物454或两者分离成PX浓度较高的渗透物442和PX浓度较低的渗余物444。渗透物442可以被传递到PX回收单元110以从渗透物442中回收PX。在一些实施例中,渗透物442可以直接从膜分离单元140传递到PX回收单元110而不传递到任何中间单元操作或过程。渗余物444可以被传递到二甲苯处理回路402中的下一个单元操作上,如膜异构化单元120(图5)或EB脱烷基化单元130(图6)。参考图5,在一些实施例中,渗余物444可以从膜分离单元140传递到膜异构化单元120。将PX浓度较高的渗透物442传递到PX回收单元110并绕过PX回收单元110周围的渗余物444可以减少传递到PX回收单元110的材料的体积,这可以减小PX回收单元110的大小和能量消耗。
PX回收单元110将渗透物442分离成PX产物112和PX耗尽的流出物114。PX产物112可以作为产物或中间体从二甲苯处理回路402中排出以供进一步处理。再次参考图5,在一些实施例中,PX耗尽的流出物114可以从PX回收单元110传递到膜异构化单元120。PX耗尽的流出物114的PX浓度可以小于渗透物442中的PX浓度。PX耗尽的流出物114还可以包含来自渗透物442的MX、OX和EB。在一些实施例中,PX耗尽的流出物114可以与渗余物444组合,以形成组合的异构化进料418,所述组合的异构化进料然后可以被传递到膜异构化单元120。在其它实施例中,PX耗尽的流出物114和渗余物444可以彼此独立地单独传递到膜异构化单元120。PX耗尽的流出物114可以直接传递到膜异构化单元120而不经过任何中间单元操作或过程。渗余物444也可以直接传递到膜异构化单元120而不经过任何中间单元操作或过程。
膜异构化单元120可以操作以将PX耗尽的流出物114、渗余物444或两者中的MX、OX、EB或其组合的至少一部分异构化为PX,以产生异构物422。异构物422的PX浓度可以大于PX耗尽的流出物114、渗余物444或两者中的PX浓度。另外,异构物422的MX、OX或EB浓度可以分别小于PX耗尽的流出物114、渗余物444或两者中的MX、OX和EB浓度。异构物422可以从膜异构化单元120传递到EB脱烷基化单元130。在一些实施例中,异构物422可以直接从膜异构化单元120传递到EB脱烷基化单元130而不经过任何中间单元操作或过程。Eb脱烷基化单元130可以操作以在足以将异构物422中的EB的至少一部分转化为一种或多种C7化合物的条件下使异构物422与脱烷基化催化剂接触,以产生EB浓度可以小于异构物422中的EB浓度的脱烷基化流出物432。脱烷基化流出物432可以从EB脱烷基化单元130中排出。
参考图5,脱烷基化流出物432可以被传递到汽提塔150,所述汽提塔可以操作以从脱烷基化流出物432中取出C7化合物。汽提塔150可以操作以将脱烷基化流出物432分离成C7流出物452、EB耗尽的流出物454和汽提塔底部产物456。包含来自脱烷基化流出物432的C7化合物和沸点温度低于C8芳香族化合物的其它组分的C7流出物452可以从汽提塔150中排出,由此将C7化合物从二甲苯处理回路402中排出。C7流出物452可以在冷凝器190和补充分离器192中进一步处理以产生轻质气体料流494和轻质芳香族化合物料流496,所述轻质气体料流和轻质芳香族化合物料流可以包含来自EB脱烷基化的苯和甲苯。包含沸腾温度高于C8芳香族化合物的脱烷基化流出物432的组分的汽提塔底部产物456可以再循环回到二甲苯重馏塔20。EB耗尽的流出物454可以是来自汽提塔150的侧线抽出物,并且可以包含来自脱烷基化流出物432的C8芳香族化合物(PX、MX、OX和EB)。Eb耗尽的流出物454可以传递回膜分离单元140以回收在膜异构化单元120中转化的PX,并通过二甲苯处理回路402将这些组分传递回来以进一步转化EB耗尽的流出物454中的MX、OX和EB。
再次参考图5,用于由含有C8芳香族化合物的组合物12产生PX的方法的另一个实施例可以包含将含有C8芳香族化合物的组合物12引入到二甲苯重馏塔20,所述二甲苯重馏塔可操作以将含有C8芳香族化合物的组合物12分离成含有二甲苯的流出物22和重质流出物24。含有二甲苯的流出物22可以至少包含PX以及MX、OX、EB中的一种或多种或其组合。所述方法可以进一步包含将含有二甲苯的流出物22传递到膜分离单元140,所述膜分离单元可操作以将含有二甲苯的流出物22的至少一部分分离成渗透物442和渗余物444。渗透物442可以是富PX的,并且渗余物444可以是贫PX的。膜分离单元140可以包含基于碳的膜。所述方法可以包含将渗透物442传递到PX回收单元110以将渗透物442分离成PX产物112和PX耗尽的流出物114,从PX回收单元110回收PX产物112,并使PX耗尽的流出物114和渗余物444传递穿过二甲苯处理回路402。除了膜分离单元140和PX回收单元110之外,二甲苯处理回路402还包含:膜异构化单元120,所述膜异构化单元可操作以将PX耗尽的流出物114、渗余物444或两者中的MX、OX、EB或其组合的至少一部分转化为PX;EB脱烷基化单元130,所述EB脱烷基化单元可操作以将来自PX耗尽的流出物114、渗余物444或两者的EB转化为一种或多种C7烃化合物;以及汽提塔150,所述汽提塔可操作以将一种或多种C7化合物的至少一部分从二甲苯处理回路402中取出。所述方法可以进一步包含将来自膜异构化单元120的异构物422或来自汽提塔150的EB耗尽的流出物454传递回膜分离单元140。PX回收单元110、膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150可以具有本公开中先前关于图2所描述的特性或操作条件中的任一个。
再次参考图5,在一些实施例中,所述方法可以进一步包含将PX耗尽的流出物114和渗余物444直接传递到膜异构化单元120并使PX耗尽的流出物114和渗余物444传递穿过膜异构化单元120中的催化膜,这使得PX耗尽的流出物114、渗余物444或两者中的MX、OX、EB或其组合的至少一部分异构化为PX,以产生PX浓度大于PX耗尽的流出物114、渗余物444或两者中的PX浓度的异构物422。在一些实施例中,所述方法可以进一步包含将异构物422从膜异构化单元120传递到EB脱烷基化单元130,并使异构物422与脱烷基化催化剂接触,这使得异构物422中的EB的至少一部分脱烷基化,以产生包含一种或多种C7化合物且EB浓度小于异构物422中的EB浓度的脱烷基化流出物432。在一些实施例中,所述方法可以进一步包含将脱烷基化流出物432传递到汽提塔150,所述汽提塔可以操作以将脱烷基化流出物432分离成至少C7流出物和EB耗尽的流出物454,将C7流出物452从汽提塔150中排出,并将EB耗尽的流出物454从汽提塔150传递到膜异构化单元膜异构化单元120。EB耗尽的流出物454的EB浓度可以小于异构物422中的EB浓度。C7流出物452可以包含来自脱烷基化流出物432的C7化合物的至少一部分。
现在参考图6,描绘了用于由含有C8芳香族化合物的组合物12产生PX的另一个系统500,其中来自二甲苯重馏塔20的含有二甲苯的流出物22在被传递到PX回收单元110之前首先被传递到膜分离单元140。在系统500中,膜分离单元140是二甲苯处理回路502的第一单元,并且PX回收单元110可以紧接地在膜分离单元140的下游。膜分离单元140将含有二甲苯的流出物22分离成富PX的渗透物542和贫PX的渗余物544。渗透物542可以被传递到PX回收单元110,而渗余物544被传递到二甲苯处理回路402中的下一个单元操作。在图6的系统500中,EB脱烷基化单元130定位在二甲苯处理回路502中相对于膜异构化单元120的上游,使得渗余物544直接从膜分离单元140传递到EB脱烷基化单元130。来自二甲苯处理回路502的一种或多种料流可以再循环回到膜分离单元140以分离成渗透物542和渗余物544,使得只有渗透物542被传递到PX回收单元110。
参考图6,在系统500中,含有C8芳香族化合物的组合物12被引入到二甲苯重馏塔20,所述二甲苯重馏塔可操作以将含有C8芳香族化合物的组合物12分离成至少含有二甲苯的流出物22和重质料流24。然后将含有二甲苯的流出物22传递到二甲苯处理回路502,所述二甲苯处理回路包含膜分离单元140、PX回收单元110、EB脱烷基化单元130、汽提塔150和膜异构化单元120。PX回收单元110、膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150可以具有本公开中先前关于图2所描述的特征和操作条件中的任一个。参考图6,膜分离单元140可以直接位于二甲苯回流塔20的下游,使得含有二甲苯的流出物22可以从二甲苯回流塔20传递到膜分离单元140。在一些实施例中,可以将含有二甲苯的流出物22直接从二甲苯重馏塔20传递到膜分离单元140而不经过任何中间单元操作或过程。在一些实施例中,含有二甲苯的流出物22可以与来自膜异构化单元120的异构物522组合,以在膜分离单元140的上游产生组合料流548,并且组合料流548可以被传递到膜分离单元140。在其它实施例中,含有二甲苯的流出物22和异构物522可以彼此独立地传递到膜分离单元140。
膜分离单元140可以操作以使含有二甲苯的流出物22、异构物522或两者与基于碳的膜接触,以将含有二甲苯的流出物22、异构物522或两者分离成PX浓度较高的渗透物542和PX浓度较低的渗余物544。渗透物542可以被传递到PX回收单元110以从渗透物542中回收PX。在一些实施例中,渗透物542可以直接从膜分离单元140传递到PX回收单元110而不将其传递到任何中间单元操作或过程。渗余物544可以被传递到二甲苯处理回路502中的下一个单元操作上,如EB脱烷基化单元130。在一些实施例中,渗余物544可以从膜分离单元140传递到膜异构化单元120。将PX浓度较高的渗透物542传递到PX回收单元110并绕过PX回收单元110周围的渗余物544可以减少传递到PX回收单元110的材料的体积,这可以减小PX回收单元110的大小和能量消耗。
PX回收单元110将渗透物542分离成PX产物112和PX耗尽的流出物114。PX产物112可以作为产物或中间体从二甲苯处理回路502中排出以供进一步处理。再次参考图5,在一些实施例中,PX耗尽的流出物114可以从PX回收单元110传递到EB脱烷基化单元130。PX耗尽的流出物114的PX浓度可以小于渗透物542中的PX浓度。PX耗尽的流出物114还可以包含来自渗透物542的MX、OX和EB。在一些实施例中,PX耗尽的流出物114可以与渗余物544组合,以形成组合的异构化进料518,所述组合的异构化进料然后可以被传递到EB脱烷基化单元130。在其它实施例中,PX耗尽的流出物114和渗余物544可以彼此独立地单独传递到EB脱烷基化单元130。PX耗尽的流出物114可以直接传递到EB脱烷基化单元130而不经过任何中间单元操作或过程。渗余物544也可直接传递到EB脱烷基化单元130而不经过任何中间单元操作或过程。
EB脱烷基化单元130可以操作以在足以将PX耗尽的流出物114、渗余物544或两者中的EB的至少一部分转化为一种或多种C7化合物的条件下使PX耗尽的流出物114、渗余物544或两者与脱烷基化催化剂接触,以产生EB浓度可以小于PX耗尽的流出物114、渗余物544或两者中的EB浓度的脱烷基化流出物532。脱烷基化流出物532可以从EB脱烷基化单元130中排出。脱烷基化流出物532可以被传递到汽提塔150,所述汽提塔可以操作以从脱烷基化流出物532中取出C7化合物。汽提塔150可以操作以将脱烷基化流出物532分离成C7流出物552、EB耗尽的流出物554和汽提塔底部产物556。包含来自脱烷基化流出物532的C7化合物和沸点温度低于C8芳香族化合物的其它组分的C7流出物552可以从汽提塔150中排出,由此将C7化合物从二甲苯处理回路502中排出。C7流出物552可以在冷凝器190和补充分离器192中进一步处理以产生轻质气体料流594和轻质芳香族化合物料流596,所述轻质气体流和轻质芳香族化合物料流可以包含来自EB脱烷基化的苯和甲苯。包含沸腾温度高于C8芳香族化合物的脱烷基化流出物532的组分的汽提塔底部产物556可以再循环回到二甲苯重馏塔20。EB耗尽的流出物554可以是来自汽提塔150的侧线抽出物,并且可以包含来自脱烷基化流出物532的C8芳香族化合物(PX、MX、OX、EB)。
EB耗尽的流出物554可以从汽提塔150传递到膜异构化单元120。在一些实施例中,EB耗尽的流出物554可以直接从汽提塔150传递到膜异构化单元120而不经过任何中间单元操作或过程。膜异构化单元120可以操作以将EB耗尽的流出物554中的MX、OX、EB或其组合的至少一部分异构化为PX,以产生异构物522。异构物522的PX浓度可以大于EB耗尽的流出物554中的PX浓度。另外,异构物522的MX、OX或EB浓度可以分别小于EB耗尽的流出物554中的MX、OX或EB浓度。异构物522可以从膜异构化单元120传递回膜分离单元140以回收在膜异构化单元120中转化的PX,并通过二甲苯处理回路502将这些组分传递回来以进一步转化异构物522中存在的MX、OX和EB。
再次参考图6,用于由含有C8芳香族化合物的组合物12产生PX的方法的另一个实施例可以包含将含有C8芳香族化合物的组合物12引入到二甲苯重馏塔20,所述二甲苯重馏塔可操作以将含有C8芳香族化合物的组合物12分离成含有二甲苯的流出物22和重质流出物24。含有二甲苯的流出物22可以至少包含PX以及MX、OX、EB中的一种或多种或其组合。所述方法可以进一步包含将含有二甲苯的流出物22传递到膜分离单元140,所述膜分离单元可操作以将含有二甲苯的流出物22的至少一部分分离成渗透物542和渗余物544。渗透物542可以是富PX的,并且渗余物544可以是贫PX的。膜分离单元140可以包含基于碳的膜。所述方法可以包含将渗透物542传递到PX回收单元110以将渗透物542分离成PX产物112和PX耗尽的流出物114,从PX回收单元110回收PX产物112,并使PX耗尽的流出物114和渗余物544传递穿过二甲苯处理回路502。除了膜分离单元140和PX回收单元110之外,二甲苯处理回路402还包含:膜异构化单元120,膜异构化单元可操作以将PX耗尽的流出物114、渗余物544或两者中的MX、OX、EB或其组合的至少一部分转化为PX;EB脱烷基化单元130,所述EB脱烷基化单元可操作以将来自PX耗尽的流出物114、渗余物544或两者的EB转化为一种或多种C7烃化合物;以及汽提塔150,所述汽提塔可操作以将一种或多种C7化合物的至少一部分从二甲苯处理回路502中取出。所述方法可以进一步包含将来自膜异构化单元120的异构物522或来自汽提塔150的EB耗尽的流出物554传递回膜分离单元140。PX回收单元110、膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150可以具有本公开中先前关于图2所描述的特性或操作条件中的任一个。
再次参考图6,用于由含有C8芳香族化合物的组合物12产生PX的方法的另一个实施例可以包含将PX耗尽的流出物114和渗余物544直接传递到EB脱烷基化单元130并使PX耗尽的流出物114和渗余物544与脱烷基化催化剂接触,这使得PX耗尽的流出物114、渗余物544或两者中的EB的至少一部分脱烷基化,以产生包括一种或多种C7化合物且EB浓度小于PX耗尽的流出物114、渗余物544或两者的组合中的总EB浓度的脱烷基化流出物532。所述方法可以进一步包含将脱烷基化流出物532传递到汽提塔150,所述汽提塔可操作以将脱烷基化流出物532分离成至少C7流出物552和EB耗尽的流出物554。所述方法可以进一步包含将C7流出物552从汽提塔150中排出并将EB耗尽的流出物554从汽提塔150中排出。C7流出物552可以包含来自脱烷基化流出物532的C7化合物的至少一部分,并且EB耗尽的流出物554的EB浓度可以小于PX耗尽的流出物114、渗余物544或两者的组合中的EB浓度。所述方法可以进一步包含将来自汽提塔150的EB耗尽的流出物554传递到膜异构化单元120并使EB耗尽的流出物554传递穿过膜异构化单元120中的催化膜,这使得EB耗尽的流出物554中的MX、OX、EB或其组合的至少一部分转化为PX,以产生PX浓度大于EB耗尽的流出物554中PX浓度的异构物522。所述方法可以进一步包含将异构物522传递回膜分离单元140。
如先前所讨论的,本公开中关于图2-6所描述的系统和方法可以通过增加MX、OX和任选地EB到PX的转化来增加来自含有C8芳香族化合物的料流(如含有C8芳香族化合物的组合物12)的PX的产率。MX、OX和任选地EB的转化可以通过使未反应的MX、OX和EB循环通过二甲苯异构化回路104、204、304或二甲苯处理回路402、502来增加。本公开中关于图2-6所描述的系统和方法还可以通过将PX回收单元110周围未经反应的MX、OX和EB转移到二甲苯异构化回路104、204、304或二甲苯处理回路402、502中来减小PX回收单元110的设备大小和功耗,从而减少传递到PX回收单元110的组分的体积。减小PX回收单元110的设备大小和功耗可以降低资本成本并提高系统100、200、300、400和500的效率。
虽然图2-6展示了具有不同配置的PX回收单元110、膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150的二甲苯处理回路102、202、302、402、502的几个可能的实施例,但应理解,二甲苯处理回路102中的PX回收单元110、膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150的其它配置或布置也是可能的,并且设想了这些替代配置作为本公开的一部分被包含在内。
实例
以下实例说明了本公开的系统和方法用于由含有C8芳香族化合物的料流产生PX的操作。以下实例旨在展现本公开中描述的系统的操作和其对PX回收单元的大小的影响。实例不旨在以任何方式限制本公开的范围,特别是关于特定质量流率、料流组成、转化率、回收率或为过程建模而做出的其它假设。
在以下实例中,使用Aspen Plus化学过程建模软件为对比实例1的常规系统和实例2-6中的本公开的系统进行数学建模。用于对比实例1和实例2-6中每一个的进料流的含有C8芳香族化合物的组合物具有表1中所示的组成,所述组成随后在本公开中提供。
表1:对比实例1和实例2-6的含有C8芳香族化合物的组合物的组成
组分 | 重量百分比(wt.%) |
甲苯 | 2.0 |
EB | 12.5 |
OX | 17.5 |
MX | 28.5 |
PX | 13.5 |
C9芳香族化合物 | 26.0 |
PX回收单元(图1中的PX回收单元30和图2-6中的PX回收单元110)是PX的固定回收率为65%的PX结晶单元。假设从PX回收单元回收的PX产物料流(图1中的PX流32和图2-6中的PX产物112)的组成为99.8wt.%的PX。对于对比实例1,假设EB在C8异构化单元中的转化率为70%。对于实例2-6,假设EB在膜异构化单元120中的转化率为0%,并假设EB在EB脱烷基化单元130中的转化率为70%。对于实例2-6中的膜异构化单元120,建模中使用的MX、OX和PX中的每一个的转化率和选择性随后在本公开的表2中提供。对于实例2-6中的膜分离单元140,基于碳的膜对PC、MX、OX、EB、苯和甲苯中的每一种的分离效率随后在表3中提供。对于对比实例1和实例2-6的过程,PX产物料流(图1中的PX流32和图2-6中的PX产物112)的质量流率保持恒定。
表2:实例2-6的膜异构化单元120的转化率和选择性
表3:实例2-6的膜分离单元140中的基于碳的膜的分离效率
组分 | 分离效率(%) |
PX | 80 |
MX | 20 |
OX | 20 |
EB | 20 |
苯 | 80 |
甲苯 | 80 |
对比实例1:图1的用于生产PX的常规PX系统10
对于对比实例1,图1所展示并结合图1进行描述的用于产生PX的传统PX系统10基于先前在本公开的实例部分中描述的假设进行建模。用于产生PX的常规PX系统10包含二甲苯重馏塔20下游的PX回收单元30、PX回收单元30下游的C8异构化单元40和C8异构化单元40下游的汽提塔50。来自汽提塔50的C8料流54再循环回到PX回收单元30。图1的每个工艺流中的每种组分的质量流率形式的模拟结果在表4中示出,所述表随后在本公开中提供。质量流率四舍五入到最接近的千克每小时(Kg/hr)。
表4:对比实例1的建模数据(所有质量流以千克/小时为单位)
流# | 12 | 24 | 22 | 26 | 32 | 34 |
轻质气体 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
苯 | 1321 | 0 | 1321 | 1395 | 0 | 1395 |
甲苯 | 0 | 0 | 0 | 16 | 0 | 16 |
EB | 8255 | 0 | 8291 | 11790 | 7 | 11783 |
OX | 11557 | 0 | 12022 | 58067 | 21 | 58045 |
MX | 18822 | 0 | 19854 | 122073 | 43 | 122030 |
PX | 8916 | 0 | 9375 | 54836 | 35644 | 19193 |
C9芳香族化合物 | 17171 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
总质量流 | 66042 | 19201 | 50863 | 248178 | 35715 | 212463 |
表4:续
流# | 42 | 94 | 96 | 54 | 56 |
轻质气体 | 2179 | 2179 | 0 | 0 | 0 |
苯 | 7464 | 0 | 7389 | 75 | 0 |
甲苯 | 1572 | 0 | 1556 | 16 | 0 |
EB | 3535 | 0 | 0 | 3500 | 35 |
OX | 46510 | 0 | 0 | 46045 | 465 |
MX | 103252 | 0 | 0 | 102219 | 1033 |
PX | 45921 | 0 | 0 | 45461 | 459 |
C9芳香族化合物 | 2030 | 0 | 0 | 0 | 2030 |
总质量流 | 212463 | 2179 | 8946 | 197315 | 4023 |
实例2:图2中展示的用于产生PX的系统100
对于实例2,图2所展示并结合图2进行描述的用于产生PX的系统100基于先前在实例部分的开始处描述的假设进行建模。对于实例2,含有二甲苯的流出物22从二甲苯重馏塔20传递到PX回收单元110,PX耗尽的流出物114直接从PX回收单元110传递到膜异构化单元120,并且EB脱烷基化单元130、汽提塔150和膜分离单元140(依次)安置在膜异构化单元120的下游。来自膜分离单元140的渗透物142再循环回到PX回收单元110,并且来自膜分离单元140的渗余物144被传递回膜异构化单元120。实例2(图2)的每个工艺流中的每种组分的质量流率形式的模拟结果在表5中示出,所述表随后在本公开中提供。质量流率四舍五入到最接近的千克/小时。
表5:实例2的建模数据(所有质量流率以千克/小时为单位)
流# | 12 | 24 | 22 | 146 | 112 |
轻质气体 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
苯 | 0 | 0 | 0 | 39 | 0 |
甲苯 | 1328 | 0 | 1328 | 1347 | 0 |
EB | 8299 | 0 | 8335 | 8475 | 7 |
OX | 11619 | 0 | 12259 | 14792 | 21 |
MX | 18922 | 0 | 20692 | 27702 | 43 |
PX | 8963 | 0 | 9676 | 54836 | 35644 |
C9芳香族化合物 | 17262 | 19409 | 196 | 196 | 0 |
总质量流 | 66393 | 19409 | 52485 | 107389 | 35715 |
表5:续
流# | 114 | 116 | 122 | 132 | 194 |
轻质气体 | 0 | 0 | 0 | 2191 | 2191 |
苯 | 39 | 62 | 62 | 6162 | 0 |
甲苯 | 1347 | 1358 | 1358 | 3004 | 0 |
EB | 8468 | 11845 | 11845 | 3554 | 0 |
OX | 14771 | 75575 | 64755 | 63978 | 0 |
MX | 27659 | 195899 | 179173 | 177022 | 0 |
PX | 19193 | 44595 | 72142 | 71276 | 0 |
C9芳香族化合物 | 196 | 196 | 196 | 2343 | 0 |
总质量流 | 71674 | 329530 | 329530 | 329530 | 2191 |
表5:续
流# | 196 | 154 | 156 | 142 | 144 |
轻质气体 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
苯 | 6101 | 62 | 0 | 39 | 22 |
甲苯 | 2974 | 30 | 0 | 19 | 11 |
EB | 0 | 3518 | 36 | 141 | 3377 |
OX | 0 | 63338 | 640 | 2534 | 60805 |
MX | 0 | 175252 | 1770 | 7010 | 168240 |
PX | 0 | 70564 | 713 | 45160 | 25403 |
C9芳香族化合物 | 0 | 0 | 2343 | 0 | 0 |
总质量流 | 9074 | 312764 | 5501 | 54903 | 257857 |
实例3:图3中展示的用于产生PX的系统200
对于实例3,图3所展示并结合图3进行描述的用于产生PX的系统200基于先前在实例部分的开始处描述的假设进行建模。对于实例3,含有二甲苯的流出物22从二甲苯重馏塔20传递到PX回收单元110,PX耗尽的流出物114直接从PX回收单元110传递到膜异构化单元120,并且膜分离单元140安置在EB脱烷基化单元130的上游,汽提塔150安置在EB脱烷基化单元130的下游。来自膜分离单元140的渗透物242再循环回到PX回收单元110,并且来自膜分离单元140的渗余物244被传递到EB脱烷基化单元130上。来自汽提塔150的EB耗尽的流出物254再循环回到膜异构化单元120。实例3(图3)的每个工艺流中的每种组分的质量流率形式的模拟结果在表6中示出,所述表随后在本公开中提供。质量流率四舍五入到最接近的千克/小时。
表6:实例3的建模数据(所有质量流率以千克/小时为单位)
流# | 12 | 24 | 22 | 246 | 112 |
轻质气体 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
苯 | 0 | 0 | 0 | 107 | 0 |
甲苯 | 1304 | 0 | 1304 | 3670 | 0 |
EB | 8151 | 0 | 8302 | 9271 | 7 |
OX | 11411 | 0 | 12018 | 14577 | 21 |
MX | 18583 | 0 | 20264 | 27353 | 43 |
PX | 8803 | 0 | 9057 | 54836 | 35644 |
C9芳香族化合物 | 16953 | 18701 | 189 | 191 | 0 |
总质量流 | 65204 | 18701 | 61133 | 110007 | 35715 |
表6:续
流# | 114 | 216 | 222 | 232 | 294 |
轻质气体 | 0 | 0 | 0 | 2152 | 2152 |
苯 | 107 | 168 | 168 | 6053 | 0 |
甲苯 | 3570 | 3697 | 3697 | 2671 | 0 |
EB | 9264 | 24240 | 24240 | 15127 | 0 |
OX | 14556 | 74644 | 63992 | 60695 | 0 |
MX | 27310 | 193719 | 177220 | 168090 | 0 |
PX | 19193 | 44380 | 71530 | 25442 | 0 |
C9芳香族化合物 | 191 | 191 | 191 | 1937 | 0 |
总质量流 | 74292 | 341038 | 341038 | 282166 | 2152 |
表6:续
流# | 296 | 254 | 256 | 242 | 244 |
轻质气体 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
苯 | 5993 | 61 | 0 | 107 | 60 |
甲苯 | 2644 | 27 | 0 | 2366 | 1331 |
EB | 0 | 14975 | 151 | 970 | 23272 |
OX | 0 | 60088 | 607 | 2560 | 61432 |
MX | 0 | 166409 | 1681 | 7089 | 170131 |
PX | 0 | 25187 | 254 | 45779 | 25751 |
C9芳香族化合物 | 0 | 0 | 1937 | 2 | 189 |
总质量流 | 8637 | 266747 | 4630 | 58873 | 282166 |
实例4:图4中展示的用于产生PX的系统300
在实例4中,图4所展示并结合图4进行描述的用于产生PX的系统300基于先前在实例部分的开始处描述的假设进行建模。对于实例4,含有二甲苯的流出物22从二甲苯重馏塔20传递到PX回收单元110,PX耗尽的流出物114直接从PX回收单元110传递到EB脱烷基化单元130,并且汽提塔150、膜异构化单元120和膜分离单元140(依次)安置在EB脱烷基化单元130的下游。来自膜分离单元140的渗透物342再循环回到PX回收单元110,并且来自膜分离单元140的渗余物344再循环回到EB脱烷基化单元130。实例4(图4)的每个工艺流中的每种组分的质量流率形式的模拟结果在表7中示出,所述表随后在本公开中提供。质量流率四舍五入到最接近的千克/小时。
表7:实例4的建模数据(所有质量流率以千克/小时为单位)
流# | 12 | 24 | 22 | 346 | 112 |
轻质气体 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
苯 | 0 | 0 | 0 | 39 | 0 |
甲苯 | 1329 | 0 | 1329 | 1348 | 0 |
EB | 8305 | 0 | 8340 | 8481 | 7 |
OX | 11627 | 0 | 12380 | 14933 | 21 |
MX | 18935 | 0 | 20885 | 27949 | 43 |
PX | 8969 | 0 | 9411 | 54836 | 35644 |
C9芳香族化合物 | 17274 | 19436 | 196 | 196 | 0 |
总质量流 | 66438 | 19436 | 52641 | 107784 | 35715 |
表7:续
流# | 114 | 316 | 332 | 354 | 394 |
轻质气体 | 0 | 0 | 2193 | 0 | 2193 |
苯 | 39 | 62 | 6167 | 62 | 0 |
甲苯 | 1348 | 1359 | 3017 | 30 | 0 |
EB | 8474 | 11854 | 3556 | 3521 | 0 |
OX | 14912 | 76205 | 75290 | 74537 | 0 |
MX | 27906 | 197439 | 195069 | 193119 | 0 |
PX | 19193 | 44744 | 44207 | 43765 | 0 |
C9芳香族化合物 | 196 | 196 | 2359 | 0 | 0 |
总质量流 | 72069 | 331858 | 331858 | 315034 | 2193 |
表7:续
流# | 396 | 322 | 356 | 342 | 344 |
轻质气体 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
苯 | 6105 | 62 | 0 | 39 | 22 |
甲苯 | 2987 | 30 | 0 | 19 | 11 |
EB | 0 | 3521 | 36 | 141 | 3380 |
OX | 0 | 63847 | 753 | 2554 | 61293 |
MX | 0 | 176596 | 1951 | 7064 | 169532 |
PX | 0 | 70977 | 442 | 45425 | 25552 |
C9芳香族化合物 | 0 | 0 | 2359 | 0 | 0 |
总质量流 | 9092 | 315032 | 5540 | 55242 | 259789 |
实例5:图5中展示的用于产生PX的系统400
在实例5中,图5所展示并结合图5进行描述的用于产生PX的系统400基于先前在实例部分的开始处描述的假设进行建模。对于实例5,含有二甲苯的流出物22从二甲苯重馏塔20直接传递到膜分离单元140,渗透物442从膜分离单元140传递到PX回收单元110,并且渗余物444和PX耗尽的流出物114被传递到膜异构化单元120。EB脱烷基化单元130和汽提塔150位于膜异构化单元120的下游,并且EB耗尽的流出物454从汽提塔150再循环回到膜分离单元140。实例5(图5)的每个工艺流中的每种组分的质量流率形式的模拟结果在表8中示出,所述表随后在本公开中提供。质量流率四舍五入到最接近的千克/小时。
表8:实例5的建模数据(所有质量流率以千克/小时为单位)
流# | 12 | 24 | 22 | 448 | 112 |
轻质气体 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
苯 | 1334 | 0 | 1334 | 1410 | 0 |
甲苯 | 0 | 0 | 0 | 17 | 0 |
EB | 8337 | 0 | 8373 | 11908 | 7 |
OX | 11672 | 0 | 12335 | 78069 | 21 |
MX | 19009 | 0 | 20855 | 203598 | 43 |
PX | 9004 | 0 | 9771 | 85682 | 35644 |
C9芳香族化合物 | 17342 | 19595 | 0 | 0 | 0 |
总质量流 | 66699 | 19595 | 52670 | 380685 | 35715 |
表8:续
流# | 114 | 418 | 422 | 432 | 494 |
轻质气体 | 0 | 0 | 0 | 2201 | 2201 |
苯 | 902 | 1410 | 1410 | 7539 | 0 |
甲苯 | 11 | 17 | 17 | 1744 | 0 |
EB | 469 | 11901 | 11901 | 3570 | 0 |
OX | 3101 | 78048 | 67202 | 66396 | 0 |
MX | 8101 | 203556 | 186836 | 184594 | 0 |
PX | 19193 | 50038 | 77602 | 76671 | 0 |
C9芳香族化合物 | 0 | 0 | 0 | 2253 | 0 |
总质量流 | 31778 | 344970 | 344970 | 344970 | 2201 |
表8:续
流# | 496 | 454 | 456 | 442 | 444 |
轻质气体 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
苯 | 7464 | 76 | 0 | 902 | 508 |
甲苯 | 1727 | 17 | 0 | 11 | 6 |
EB | 0 | 3535 | 36 | 476 | 11432 |
OX | 0 | 65732 | 664 | 3123 | 74947 |
MX | 0 | 182748 | 1846 | 8144 | 195454 |
PX | 0 | 75911 | 767 | 54836 | 30845 |
C9芳香族化合物 | 0 | 0 | 2253 | 0 | 0 |
总质量流 | 9191 | 328015 | 5565 | 67493 | 313192 |
实例6:图6中展示的用于产生PX的系统500
在实例6中,图6所展示并结合图6进行描述的用于产生PX的系统500基于先前在实例部分的开始处描述的假设进行建模。对于实例6,含有二甲苯的流出物22从二甲苯重馏塔20直接传递到膜分离单元140,渗透物542从膜分离单元140传递到PX回收单元110,并且渗余物544和PX耗尽的流出物114被传递到EB脱烷基化单元130。汽提塔150和膜异构化单元120(依次)位于EB脱烷基化单元130的下游,并且异构物522从膜异构化单元120再循环回到膜分离单元140。实例6(图6)的每个工艺流中的每种组分的质量流率形式的模拟结果在表9中示出,所述表随后在本公开中提供。质量流率四舍五入到最接近的千克/小时。
表9:实例6的建模数据(所有质量流率以千克/小时为单位)
流# | 12 | 24 | 22 | 548 | 112 |
轻质气体 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
苯 | 1335 | 0 | 1335 | 1410 | 0 |
甲苯 | 0 | 0 | 0 | 18 | 0 |
EB | 8343 | 0 | 8379 | 11915 | 7 |
OX | 11680 | 0 | 12456 | 78634 | 21 |
MX | 19021 | 0 | 21046 | 204950 | 43 |
PX | 9010 | 0 | 9504 | 85682 | 35644 |
C9芳香族化合物 | 17353 | 19618 | 0 | 0 | 0 |
总质量流 | 66741 | 19618 | 52720 | 382608 | 35715 |
表9:续
流# | 114 | 518 | 532 | 554 | 594 |
轻质气体 | 0 | 0 | 2203 | 0 | 2203 |
苯 | 903 | 1410 | 7543 | 75 | 0 |
甲苯 | 11 | 18 | 1754 | 18 | 0 |
EB | 469 | 11908 | 3572 | 3536 | 0 |
OX | 3124 | 78613 | 77670 | 76893 | 0 |
MX | 8155 | 204907 | 202448 | 200423 | 0 |
PX | 19193 | 50038 | 49438 | 48943 | 0 |
C9芳香族化合物 | 0 | 0 | 2266 | 0 | 0 |
总质量流 | 31855 | 346893 | 346893 | 329889 | 2203 |
表9:续
流# | 596 | 522 | 556 | 542 | 544 |
轻质气体 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
苯 | 7468 | 75 | 0 | 903 | 508 |
甲苯 | 1737 | 18 | 0 | 11 | 6 |
EB | 0 | 3536 | 36 | 477 | 11438 |
OX | 0 | 66178 | 777 | 3145 | 75489 |
MX | 0 | 183904 | 2024 | 8189 | 196752 |
PX | 0 | 76178 | 494 | 54836 | 30845 |
C9芳香族化合物 | 0 | 0 | 2266 | 0 | 0 |
总质量流 | 9205 | 329889 | 5597 | 67570 | 315038 |
实例7:实例2-6与对比实例1的比较
在实例7中,关于PX回收单元(图1中的PX回收单元30以及图2、3和5中的PX回收单元110)和汽提塔(图1中的汽提塔50以及图2、3和5中的汽提塔150)的相对进料速率和大小因数,将实例2-6的过程与对比实例1的过程进行比较。随后在本公开中提供的表10提供了对比实例1以及实例2、3和5的过程中的每一种在相当于300千吨/年(KTA)的固定PX生产率下的二甲苯重馏塔、PX回收单元和汽提塔的进料速率。另外,实例2-6中的每个实例的二甲苯重馏塔、PX回收单元和汽提塔中的每一个的大小因数通过将实例的单元的进料速率除以对比实例1的过程的对应单元的进料速率来计算。例如,实例2的PX回收单元的大小因数通过将实例2的PX回收单元的进料速率除以对比实例1的PX回收单元的进料速率来计算。
表10:实例2-6与对比实例1的比较
如表10所示,与达到与对比实例1的过程相同的PX生产率所需的PX回收单元的大小相比,包含与膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130、膜分离单元140和汽提塔150结合的PX回收单元110的实例2-6的过程导致了PX回收单元的大小因数减小。对于实例5和6,与实例2-4相比,将含有二甲苯的料流22从二甲苯重馏塔20传递到PX回收单元110上游的膜分离单元140进一步将PX回收单元110的大小从0.43的大小因数减小到0.27。因此,与对比实例1相比,实例2-6的数据显示将膜异构化单元120、EB脱烷基化单元130和汽提塔150并入到用于生产PX的过程中可以减小PX回收单元110的大小,以产生与现有PX生产过程相比相同的PX生产率。
在本公开的第一方面,用于产生对二甲苯(PX)的方法可以包含将含有C8芳香族化合物的组合物分离成含有二甲苯的流出物和重质流出物,所述含有二甲苯的流出物包括对二甲苯(PX)、乙苯(EB)以及间二甲苯(MX)和邻二甲苯(OX)中的一者或两者。所述方法可以进一步包含:通过使来自所述含有二甲苯的流出物的MX、OX或两者的至少一部分在膜异构化单元中与催化膜接触来将所述MX、所述OX或两者的所述部分异构化为PX;使所述含有二甲苯的组合物中的所述EB的至少一部分脱烷基化以形成一种或多种C7化合物;使所述含有二甲苯的组合物的至少一部分经历膜分离单元以产生富PX的渗透物和贫PX的渗余物;以及在PX回收单元中从所述含有二甲苯的组合物、所述渗透物或两者中回收PX以产生PX产物。
本公开的第二方面可以包含第一方面,其中所述膜分离单元包括基于碳的膜。
本公开的第三方面可以包含第一方面或第二方面,其中所述膜异构化单元包括酸性磺化催化膜。
本公开的第四方面可以包含第一至第三方面中的任一项,其进一步包含使所述含有二甲苯的组合物的至少第二部分经历分离过程,所述分离过程能够操作以从所述含有二甲苯的组合物的所述至少第二部分中分离出所述C7化合物的至少一部分。
本公开的第五方面可以包含第四方面,其中从所述含有二甲苯的组合物的所述至少第二部分中分离出所述C7化合物包括将所述含有二甲苯的组合物的所述第二部分传递到汽提塔。
本公开的第六方面可以包含第一至第五方面中的任一项,其中使所述EB的至少一部分脱烷基化包括使所述EB的所述至少一部分在EB脱烷基化单元中与脱烷基化催化剂接触。
本公开的第七方面可以包含第一至第六方面中的任一项,其中回收PX包含使所述含有二甲苯的组合物的至少第三部分经历结晶、选择性吸附或其组合,以回收所述PX产物。
本公开的第八方面可以包含第一至第七方面中的任一项,其中所述PX产物包括至少99.0重量百分比的PX。
在本公开的第九方面,用于由含有C8芳香族化合物的组合物产生对二甲苯的方法可以包含将含有C8芳香族化合物的组合物引入到二甲苯重馏塔,所述二甲苯重馏塔可操作以将所述含有C8芳香族化合物的组合物分离成含有二甲苯的流出物和重质流出物,所述含有二甲苯的流出物包括对二甲苯(PX)以及间二甲苯(MX)、邻二甲苯(OX)、乙苯(EB)中的至少一种或其组合。所述方法可以进一步包含将所述含有二甲苯的流出物传递到PX处理回路,所述PX处理回路包含:PX回收单元,所述PX回收单元可操作以从所述含有二甲苯的流出物的至少至少一部分中分离出至少PX产物料流;膜异构化单元,所述膜异构化单元可操作以将所述来自含有二甲苯的流出物的所述MX、所述OX或两者的至少一部分转化为PX;EB脱烷基化单元,所述EB脱烷基化单元可操作以使来自所述含有二甲苯的流出物的EB脱烷基化以产生苯、甲苯、其它C7化合物或其组合;以及膜分离单元,所述膜分离单元可操作以产生富PX的渗透物和贫PX的渗余物。所述方法可以进一步包含将所述PX产物料流从PX处理回路中排出。
本公开的第十方面可以包含第九方面,其中所述二甲苯异构化回路进一步包括紧接着所述EB脱烷基化单元的下游安置的汽提塔,所述汽提塔可操作以从所述二甲苯异构化回路中取出所述一种或多种C7烃化合物的至少一部分。
本公开的第十一方面可以包含第十方面,其中所述方法进一步包含将脱烷基化流出物从所述EB脱烷基化单元传递到所述汽提塔,所述脱烷基化流出物包括所述一种或多种C7化合物;并将C7流出物从所述汽提塔中排出,所述C7流出物包括来自所述脱烷基化流出物的所述C7化合物的至少一部分,其中将所述C7流出物从所述汽提塔中排出从所述二甲苯异构化回路中取出所述C7化合物的所述至少一部分。
本公开的第十二方面可以包含第十或第十一方面中的任一项,其进一步包括将汽提塔底部产物传递回所述二甲苯重馏塔。
本公开的第十三方面可以包含第九至第十二方面中的任一项,其中将所述含有二甲苯的流出物传递到PX处理回路包含:将所述含有二甲苯的流出物的至少一部分传递到所述PX回收单元以将所述含有二甲苯的流出物的所述至少一部分分离成PX产物和PX耗尽的流出物;从所述PX回收单元回收所述PX产物;使所述PX耗尽的流出物传递穿过二甲苯异构化回路,所述二甲苯异构化回路包括至少所述膜异构化单元、所述EB脱烷基化单元和所述膜分离单元;将所述渗透物传递回所述PX回收单元;并将所述渗余物传递回所述二甲苯异构化回路。
本公开的第十四方面可以包含第十三方面,其中所述乙苯脱烷基化单元安置在所述膜异构化单元的下游。
本公开的第十五方面可以包含第十三或第十四方面中的任一项,其中使所述PX耗尽的流出物传递穿过所述二甲苯异构化回路包含将所述PX耗尽的流出物从所述PX回收单元直接传递到所述膜异构化单元,并使所述PX耗尽的流出物在所述膜异构化单元中传递穿过催化膜,这使得所述PX耗尽的流出物中的所述MX、所述OX、所述EB或其组合的至少一部分异构化为PX,以产生PX浓度大于所述PX耗尽的流出物中的PX浓度的异构物。
本公开的第十六方面可以包含第十五方面,其进一步包括将所述异构物从所述膜异构化单元传递到所述EB脱烷基化单元,并使所述异构物与脱烷基化催化剂接触,这使得所述异构物中的所述EB的至少一部分脱烷基化,以产生包括所述一种或多种C7化合物且EB浓度小于所述异构物中的EB浓度的脱烷基化流出物。
本公开的第十七方面可以包含第十三至第十六方面中的任一项,其进一步包括:将所述脱烷基化流出物传递到汽提塔,所述汽提塔可操作以将所述脱烷基化流出物分离成C7流出物和EB耗尽的流出物;将所述C7流出物从所述汽提塔中排出,所述C7流出物包括来自所述脱烷基化流出物的所述C7化合物的至少一部分;并将所述EB耗尽的流出物从所述汽提塔中排出,所述EB耗尽的流出物的EB浓度小于所述异构物中的EB浓度。
本公开的第十八方面可以包含第十七方面,其进一步包括将所述EB耗尽的流出物传递到所述膜分离单元,使所述EB耗尽的流出物传递穿过基于碳的膜,这使得所述EB耗尽的流出物分离成所述渗透物和所述渗余物,并将所述渗余物传递回所述膜异构化单元。
本公开的第十九方面可以包含第十三至第十五方面中的任一项,其进一步包括将所述异构物从所述膜异构化单元传递到所述膜分离单元,并使所述异构物传递穿过基于碳的膜,这使得所述异构物分离成所述渗透物和所述渗余物,所述渗透物的PX浓度大于所述渗余物中的PX浓度。
本公开的第二十方面可以包含第十九方面,其进一步包括将所述渗余物传递到所述EB脱烷基化单元,并使所述渗余物与脱烷基化催化剂接触,这使得所述渗余物中的所述EB的至少一部分脱烷基化,以产生包括所述一种或多种C7烃化合物且EB浓度小于所述渗余物中的EB浓度的脱烷基化流出物。
本公开的第二十一方面可以包含第二十方面,其进一步包括:将所述脱烷基化流出物传递到所述汽提塔,所述汽提塔可操作以将所述脱烷基化流出物分离成C7流出物和EB耗尽的流出物;将所述C7流出物从所述汽提塔中排出,所述C7流出物包括来自所述脱烷基化流出物的所述C7化合物的至少一部分;并将所述EB耗尽的流出物从所述汽提塔传递回所述膜异构化单元。
本公开的第二十二方面可以包含第九至第十三方面中的任一项,其进一步包括将所述PX耗尽的流出物从所述PX回收单元直接传递到所述EB脱烷基化单元,并使所述PX耗尽的流出物与脱烷基化催化剂接触,这使得所述PX耗尽的流出物中的所述EB的至少一部分脱烷基化,以产生包括所述一种或多种C7化合物且EB浓度小于所述PX耗尽的流出物中的EB浓度的脱烷基化流出物。
本公开的第二十三方面可以包含第二十二方面,其进一步包括:将所述脱烷基化流出物传递到汽提塔,所述汽提塔可操作以将所述脱烷基化流出物分离成C7流出物和EB耗尽的流出物;将所述C7流出物从所述汽提塔中排出,所述C7流出物包括来自所述脱烷基化流出物的所述C7化合物的至少一部分;并将所述EB耗尽的流出物从所述汽提塔传递到所述膜异构化单元。
本公开的第二十四方面可以包含第二十三方面,其进一步包括使所述EB耗尽的流出物在所述膜异构化单元中传递穿过催化膜,这使得所述EB耗尽的流出物中的所述MX、所述OX、所述EB或其组合的至少一部分异构化为PX,以产生PX浓度大于所述EB耗尽的料流中的PX浓度的异构物。
本公开的第二十五方面可以包含第二十四方面,其将所述异构物传递到所述膜分离单元;使所述异构物在所述膜分离单元中传递穿过基于碳的膜,这使得所述异构物分离成所述渗透物和所述渗余物;将所述渗透物传递到所述PX回收单元;并将所述渗余物传递回所述EB脱烷基化单元。
本公开的第二十六方面可以包含第九至第十二方面中的任一项,其中将所述含有二甲苯的流出物传递到PX处理回路包括:将所述含有二甲苯的流出物传递到所述膜分离单元,所述膜分离单元可操作以将所述含有二甲苯的流出物分离成渗透物和渗余物,其中所述渗透物是富PX的并且所述渗余物是贫PX的;并将所述渗透物传递到所述PX回收单元以将所述渗透物分离成所述PX产物和PX耗尽的流出物。
本公开的第二十七方面可以包含第二十六方面,其进一步包括将所述PX耗尽的流出物和所述渗余物直接传递到所述膜异构化单元,并使所述PX耗尽的流出物和所述渗余物在所述膜异构化单元中传递穿过催化膜,这使得所述PX耗尽的流出物、所述渗余物或两者中的所述MX、所述OX、所述EB或其组合的至少一部分异构化为PX,以产生PX浓度大于所述PX耗尽的流出物、所述渗余物或两者的组合中的PX浓度的异构物。
本公开的第二十八方面可以包含第二十七方面,其进一步包括将所述异构物从所述膜异构化单元传递到所述EB脱烷基化单元,并使所述异构物与脱烷基化催化剂接触,这使得所述异构物中的所述EB的至少一部分脱烷基化,以产生包括所述一种或多种C7化合物且EB浓度小于所述异构物中的EB浓度的脱烷基化流出物。
本公开的第二十九方面可以包含第二十八方面,其进一步包括:将所述脱烷基化流出物传递到汽提塔,所述汽提塔可操作以将所述脱烷基化流出物分离成至少C7流出物和EB耗尽的流出物;将所述C7流出物从所述汽提塔中排出,所述C7流出物包括来自所述脱烷基化流出物的C7化合物的至少一部分;并将所述EB耗尽的流出物从所述汽提塔传递到所述膜分离单元,所述EB耗尽的流出物的EB浓度小于所述异构物中的EB浓度。
本公开的第三十方面可以包含第二十六方面,其进一步包括将所述PX耗尽的流出物和所述渗余物直接传递到所述EB脱烷基化单元,并使所述PX耗尽的流出物和所述渗余物与脱烷基化催化剂接触,这使得所述PX耗尽的流出物、所述渗余物或两者中的所述EB的至少一部分脱烷基化,以产生包括所述一种或多种C7化合物且EB浓度小于所述PX耗尽的流出物、所述渗余物或两者的组合中的EB浓度的脱烷基化流出物。
本公开的第三十一方面可以包含第三十方面,其进一步包括:将所述脱烷基化流出物传递到汽提塔,所述汽提塔可操作以将所述脱烷基化流出物分离成至少C7流出物和EB耗尽的流出物;将所述C7流出物从所述汽提塔中排出,所述C7流出物包括来自所述脱烷基化流出物的所述C7化合物的至少一部分;以及将所述EB耗尽的流出物从所述汽提塔中排出,所述EB耗尽的流出物的EB浓度小于所述PX耗尽的流出物和所述渗余物的组合中的总EB浓度。
本公开的第三十二方面可以包含第三十一方面,其进一步包括:将所述EB耗尽的流出物从所述汽提塔传递到所述膜异构化单元;使所述EB耗尽的流出物在所述膜异构化单元中传递穿过催化膜,这使得所述EB耗尽的流出物中的所述MX、所述OX、所述EB或其组合的至少一部分异构化为PX,以产生PX浓度大于所述EB耗尽的料流中的PX浓度的异构物;并将所述异构物传递回所述膜分离单元。
在本公开的第三十三方面,用于由含有C8芳香族化合物的组合物产生对二甲苯(PX)的系统可以包含二甲苯重馏塔,所述二甲苯重馏塔可操作以将含有C8芳香族化合物的组合物分离成含有二甲苯的流出物和重质流出物,所述含有二甲苯的流出物包括至少PX和以下中的一种或多种:邻二甲苯(OX)、间二甲苯(MX)、乙苯(EB)或其组合。所述系统还可以包含二甲苯处理回路,所述二甲苯处理回路包括:PX回收单元,所述PX回收单元可操作以将所述含有二甲苯的流出物分离成至少PX产物和PX耗尽的流出物;膜异构化单元,所述膜异构化单元可操作以将来自所述含有二甲苯的流出物的所述MX、所述OX、所述EB或其组合中的至少一部分转化为PX;乙苯脱烷基化单元,所述乙苯脱烷基化单元可操作以使来自所述含有二甲苯的流出物的所述EB的至少一部分脱烷基化以产生一种或多种C7化合物;以及膜分离单元,所述膜分离单元可操作以将所述含有二甲苯的料流的至少一部分分离成富PX的渗透物和贫PX的渗余物。
本公开的第三十四方面可以包含第三十三方面,其进一步包括直接安置在所述EB脱烷基化单元下游的汽提塔,所述汽提塔可操作以从所述二甲苯处理回路中取出所述一种或多种C7化合物的至少一部分。
本公开的第三十五方面可以包含第三十三或第三十四方面中的任一项,其中所述膜异构化单元包括酸性磺化催化膜。
本公开的第三十六方面可以包含第三十三至第三十五方面中的任一项,其中所述膜分离单元包括基于碳的膜。
本公开的第三十七方面可以包含第三十三至第三十六方面中的任一项,其中所述PX回收单元直接位于所述二甲苯重馏塔的下游,使得所述含有二甲苯的流出物直接从所述二甲苯重馏塔传递到所述PX回收单元。
本公开的第三十八方面可以包含第三十三至第三十七方面中的任一项,其中所述膜异构化单元直接位于所述PX回收单元的下游,使得所述PX耗尽的流出物直接从所述PX回收单元传递到所述膜异构化单元。
本公开的第三十九方面可以包含第三十三至第三十八方面中的任一项,其中所述EB脱烷基化单元位于所述膜异构化单元的下游,所述膜分离单元位于所述EB脱烷基化单元的下游,所述渗透物再循环回到所述PX回收单元,并且所述渗余物再循环回到所述膜异构化单元。
本公开的第四十方面可以包含第三十三至第三十八方面中的任一项,其中所述膜分离单元位于所述膜异构化单元的下游并且所述EB脱烷基化单元位于所述膜分离单元的下游,使得所述渗余物直接从所述膜分离单元传递到所述EB脱烷基化单元,其中所述渗透物再循环回到所述PX回收单元。
本公开的第四十一方面可以包含第三十三至第三十七方面中的任一项,其中所述EB脱烷基化单元直接位于所述PX回收单元的下游,并且所述膜异构化单元和所述膜分离单元两者均位于所述EB脱烷基化单元的下游。
本公开的第四十二方面可以包含第三十三至第三十六方面中的任一项,其中所述膜分离单元位于所述二甲苯重馏塔的下游,并且所述PX回收单元、所述膜异构化单元和所述EB脱烷基化单元位于所述膜分离单元的下游。
本公开的第四十三方面可以包含第四十二方面,其中所述EB脱烷基化单元位于所述膜异构化单元的下游。
本公开的第四十四方面可以包含第四十二方面,其中所述膜异构化单元位于所述EB脱烷基化单元的下游。
现在应理解,描述了用于由含有C8的组合物产生PX的方法和系统的各个方面,并且此些方面可以与各个其它方面结合利用。
贯穿本公开,提供了用于由含有C8的组合物产生对二甲苯的系统和方法的各种处理参数和操作条件的范围。应当理解,当提供一个或多个明确范围时,也旨在提供单独值和在该范围内形成的子范围,因为提供所有可能组合的明确列表是禁止的。例如,提供的1-10的范围还包含单独值,如1、2、3、4.2和6.8,以及可以在所提供的界限内形成的所有范围,如1-8、2-4、6-9和1.3-5.6。
对于本领域技术人员来说显而易见的是,在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的情况下,可以对所描述的实施例进行各种修改和变更。因此,旨在本说明书覆盖所描述的各种实施例的修改和变化,其条件是,这类修改和变化落在所附权利要求书以及其等效物的范围内。
Claims (15)
1.一种用于产生对二甲苯(PX)的方法,所述方法包括:
将含有C8芳香族化合物的组合物分离成含有二甲苯的流出物和重质流出物,所述含有二甲苯的流出物包括对二甲苯(PX)、乙苯(EB)以及间二甲苯(MX)和邻二甲苯(OX)中的一者或两者;
在PX回收单元中从所述含有二甲苯的流出物回收PX以产生PX产物以及包含EB和MX和OX中的一者或两者的PX耗尽的流;
将所述PX耗尽的流传递到膜异构化单元;
通过使所述PX耗尽的流中的所述MX、所述OX或两者的至少一部分在所述膜异构化单元中与催化膜接触来将所述MX、所述OX或两者的所述部分异构化为PX以产生异构物;
将所述异构物传递到膜分离单元;
使所述异构物经历所述膜分离单元以产生富PX的渗透物和贫PX的渗余物;
将所述渗余物传递到EB脱烷基化单元;以及
在所述EB脱烷基化单元中将所述渗余物中EB的至少一部分脱烷基化以产生包含一种或多种C7化合物的脱烷基化流出物,
使所述含有二甲苯的组合物中的所述EB的至少一部分脱烷基化以形成一种或多种C7化合物。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述膜分离单元包括基于碳的膜,或者所述膜异构化单元中的所述催化膜包括酸性磺化催化膜。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法,其进一步包括:使所述脱烷基化流出物经历分离过程,所述分离过程能够操作以从所述脱烷基化流出物中分离出所述C7化合物的至少一部分。
4.根据权利要求1或2中任一项所述的方法,其中使所述EB的所述至少一部分脱烷基化包括使所述EB的所述至少一部分在所述EB脱烷基化单元中与脱烷基化催化剂接触。
5.根据权利要求1或2中任一项所述的方法,其中回收PX包含使所述含有二甲苯的流出物经历结晶、选择性吸附或其组合以回收所述PX产物。
6.一种用于由含有C8芳香族化合物的组合物产生对二甲苯(PX)的系统,所述系统包括:
二甲苯重馏塔,所述二甲苯重馏塔能够操作以将所述含有C8芳香族化合物的组合物分离成含有二甲苯的流出物和重质流出物,所述含有二甲苯的流出物包括至少PX和以下中的一种或多种:邻二甲苯(OX)、间二甲苯(MX)、乙苯(EB)或其组合;以及
二甲苯处理回路,所述二甲苯处理回路包括:
PX回收单元,所述PX回收单元直接安置在所述二甲苯重馏塔的下游,使得所述含有二甲苯的流出物直接从所述二甲苯重馏塔传递到所述PX回收单元,其中所述
PX回收单元能够操作以将所述含有二甲苯的流出物分离成至少PX产物和PX耗尽的流出物;
膜异构化单元,所述膜异构化单元直接安置在所述PX回收单元的下游,使得所述PX耗尽的流出物直接从所述PX回收单元传递到所述膜异构化单元,所述膜异构化单元能够操作以将来自所述含有二甲苯的流出物的所述MX、所述OX、所述EB或其组合的至少一部分转化为PX;
膜分离单元,所述膜分离单元安置在所述膜异构化单元的下游,并且所述膜分离单元能够操作以将所述含有二甲苯的流出物的至少一部分分离成富PX的渗透物和贫PX的渗余物,其中所述渗透物再循环回到所述PX回收单元;以及
乙苯脱烷基化单元,所述乙苯烷基化单元安置在所述膜分离单元的下游,使得所述渗余物直接从所述膜分离单元传递到所述乙苯脱烷基化单元,所述乙苯脱烷基化单元能够操作以使来自所述含有二甲苯的流出物的所述EB的至少一部分脱烷基化,以产生一种或多种C7化合物。
7.根据权利要求6所述的系统,其进一步包括:汽提塔,所述汽提塔直接安置在所述EB脱烷基化单元的下游,所述汽提塔能够操作以从所述二甲苯处理回路中取出所述一种或多种C7化合物的至少一部分。
8.根据权利要求6或7中任一项所述的系统,其中所述膜异构化单元包括酸性磺化催化膜,或者所述膜分离单元包括基于碳的膜。
9.一种用于由含有C8芳香族化合物的组合物产生对二甲苯(PX)的系统,所述系统包括:
二甲苯重馏塔,所述二甲苯重馏塔能够操作以将所述含有C8芳香族化合物的组合物分离成含有二甲苯的流出物和重质流出物,所述含有二甲苯的流出物包括至少PX和以下中的一种或多种:邻二甲苯(OX)、间二甲苯(MX)、乙苯(EB)或这些物质的组合;
二甲苯处理回路,所述二甲苯处理回路包括:
PX回收单元,所述PX回收单元能够操作以将所述含有二甲苯的流出物分离成至少PX产物和PX耗尽的流出物;
乙苯脱烷基化单元,所述乙苯烷基化单元直接位于所述PX回收单元的下游,使得所述PX耗尽的流出物直接从所述PX回收单元传递到所述乙苯脱烷基化单元,并且所述乙苯脱烷基化单元能够操作以使来自所述PX耗尽的流出物的所述EB的至少一部分脱烷基化,以产生包含一种或多种C7化合物的脱烷基化流出物;
汽提塔,所述汽提塔直接安置在所述乙苯脱烷基化单元的下游,所述汽提塔能够操作以将所述脱烷基化流出物分离成C7流出物、EB耗尽的流出物和汽提塔底部产物;
膜异构化单元,所述膜异构化单元直接安置在所述汽提塔的下游,而且所述膜异构化单元能够操作以从所述汽提塔接收所述EB耗尽的流出物并将所述EB耗尽的流出物中的所述MX、所述OX、所述EB或其组合的至少一部分转化为PX以产生异构物;以及
膜分离单元,所述膜分离单元能够操作以将所述异构物分离成富PX的渗透物和贫PX的渗余物;
其中所述汽提塔流体连通至所述二甲苯重馏塔以将所述汽提塔底部产物循环回所述二甲苯重馏塔。
10.根据权利要求9所述的系统,其中所述膜异构化单元包括酸性磺化催化膜。
11.根据权利要求9所述的系统,其中所述膜分离单元包括基于碳的膜。
12.根据权利要求9所述的系统,其中所述PX回收单元直接位于所述二甲苯重馏塔的下游,使得所述含有二甲苯的流出物直接从所述二甲苯重馏塔传递到所述PX回收单元。
13.根据权利要求9所述的系统,其中所述膜分离单元位于所述二甲苯重馏塔的下游,并且其中所述PX回收单元、所述EB脱烷基化单元和所述膜异构化单元位于所述膜分离单元的下游。
14.根据权利要求9所述的系统,其中所述膜分离单元直接位于所述膜异构化单元的下游。
15.根据权利要求9所述的系统,其中来自所述汽提塔的所述EB耗尽的流出物与所述膜异构化单元流体连通以将来自所述汽提塔的所述EB耗尽的流出物传递到膜异构化单元。
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