CN116323524A - 利用隔膜分离器的烃提取和/或分离方法 - Google Patents
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Abstract
包含隔膜的隔膜分离器用于在将芳族烃与非芳族烃分离的方法中分离各种料流。此类料流可以是贫溶剂料流、富溶剂料流或包含芳族烃和非芳族烃两者的烃料流。所述隔膜分离器有利地与包括液‑液蒸馏塔和/或提取蒸馏塔的提取子系统组合使用。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求申请日为2020年7月31日的美国临时申请号63/059,505的优先权和利益,其公开内容全文通过引用并入本文。
技术领域
本公开内容涉及用于从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中分离和/或提取芳族烃的方法、设备和系统。特别地,本公开内容涉及利用隔膜分离器(a membraneseparator)从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中分离/或提取芳族烃的方法、设备和系统。本公开内容的方法、设备和系统可用于例如由包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料生产芳族烃产物如苯、甲苯、二甲苯和非芳族烃产物。
背景技术
芳族烃产品,如苯、甲苯、二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、乙苯等,特别是具有高纯度的那些,是可用于生产其它增值工业化学品的高度有价值的工业商品。在现代石油化工厂中,芳族烃产物通常通过分离包含一种或多种此类芳族烃和非芳族烃的混合物进料来生产。这样的混合物进料的一个实例是重整油料流,其可以包含高浓度的非芳族烃,例如基于重整油料流的总重量计高达30重量%。这种混合物进料的其它实例主要包括由二甲苯异构化单元、烷基转移单元或甲苯歧化单元产生的芳族烃料流。存在于混合物进料中的许多非芳族烃是目标芳族烃的共沸物(co-boi ler)。因此,通过使用常规蒸馏方法和设备,由所述混合物进料(特别是以高纯度)生产芳族烃产物如苯、甲苯、二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯等是困难且低效的(如果不是不可行的话)。
溶剂辅助分离方法,例如液-液提取方法和提取蒸馏方法,已经在工业中长时间用于从混合物进料中分离芳族烃。在这样的方法中,通常使用具有高极性的溶剂,例如环丁砜(sulfolane)、四乙二醇等与提取塔中的混合物进料接触。因为芳族烃分子在分离条件下通常展现比非芳族烃更高的极性,所以芳族烃不成比例地分布到极性溶剂中以形成富含芳族烃的溶剂料流,所述富含芳族烃的溶剂料流可随后分离以产生高纯度芳族烃和贫烃溶剂料流。然后可以将贫烃溶剂料流再循环至提取塔。因此,在连续芳族烃提取分离方法的操作期间,一定量的极性溶剂在系统中循环。
随着时间的推移,再循环至提取塔的贫烃溶剂料流可能在操作活动期间经历各种污染物浓度的逐渐增加。此类污染物尤其可以包括饱和和不饱和重质烃、含氯化合物、含硅化合物等,其在提取过程中由于高温条件而产生,和/或经由混合物进料引入。此类污染物,特别是高浓度的污染物,可能导致容器、导管、阀门、泵和其他设备的腐蚀和/或结垢,使得需要频繁的停机和维护,并严重缩短系统的寿命。因此,芳族烃提取系统通常配备有一个或多个溶剂再生单元和/或料流纯化单元,例如汽提塔、吸附剂床等,以减少再循环到提取塔的贫烃溶剂料流中的污染物。或者,可以不时地吹扫一部分贫烃溶剂料流并用新鲜溶剂进料替换。所有这些方法都为新芳族烃装置的工程和建造及其操作的资本支出增加了显著成本。
因此,持续需要改进以减少在芳族烃提取方法中再循环至提取塔的贫烃溶剂料流中的污染物,和/或改进整个芳族烃生产方法。本公开内容满足了这种需求及其它需求。
发明内容
发明概述
已经发现,在芳族烃提取方法中,隔膜分离器可以用于分离含污染物的贫溶剂料流(例如,包含可观量的重质组分作为污染物的一部分的再循环极性溶剂料流)以除去渗余物料流中的污染物的至少一部分,从而获得经纯化贫溶剂料流,其可以优选再循环到提取单元。另外,隔膜分离器可用于分离包含芳族烃和非芳族烃的烃料流,以获得富含芳族烃的渗透物料流和富含非芳族烃的渗余物料流。此外,隔膜分离器可用于分离富溶剂料流以获得富含非芳族烃的渗余物料流和富含芳族烃的渗透物料流,其中前者可有利地再循环到提取塔,并且可从后者回收芳族烃。在这些方法中使用隔膜分离器可以是对分离芳族烃的现有方法的成本有效、能量有效的改进。
因此,本公开内容的第一方面涉及从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中提取芳族烃的方法。所述方法可以包括(A-1)将混合物进料进料到提取塔中。所述方法可以进一步包括(A-2)提供第一贫溶剂料流,其包含浓度为c(ps)重量%的极性溶剂和总浓度为c(hcom)重量%的重质组分,基于所述贫溶剂料流的总重量,优选75≤c(ps)≤99.99。所述方法还可以包括(A-3)将第一贫溶剂料流进料到隔膜分离器中,其中:所述隔膜分离器包括具有第一体积、第二体积和在所述第一体积与所述第二体积之间的隔膜的容器;所述第一体积通过所述隔膜与所述第二体积分离;所述隔膜对所述极性溶剂比对所述重质组分更具渗透性;和将所述第一贫溶剂料流进料到所述第一体积中。所述方法可以进一步包括(A-4)获得离开隔膜分离器的第一体积的渗余物料流,其中所述渗余物料流相对于第一贫溶剂料流富含重质组分。所述方法还可包括(A-5)获得离开所述隔膜分离器的第二体积的渗透物料流,其中所述渗透物料流相对于第一贫溶剂料流贫含重质组分。所述方法可以进一步包括(A-6)将所述渗透物料流的至少一部分进料到提取塔中。
本公开内容的第二方面涉及分离包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料的方法。所述方法可以包括(B-1)将所述混合物进料进料到隔膜分离器中,其中:所述隔膜分离器包括具有第一体积、第二体积和在所述第一体积与所述第二体积之间的隔膜的容器;所述第一体积通过所述隔膜与所述第二体积分离;所述隔膜对所述芳族烃比对所述非芳族烃更具渗透性;和将所述混合物进料进料到所述第一体积中。所述方法可以进一步包括(B-2)获得离开所述隔膜分离器的第一体积的渗余物料流,其中相对于所述混合物进料,所述渗余物料流贫含芳族烃并且富含非芳族烃。所述方法可以进一步包括(B-3)获得离开所述隔膜分离器的第二体积的渗透物料流,其中所述渗透物料流相对于所述混合物进料富含芳族烃并贫含非芳族烃。
本公开内容的第三方面涉及分离包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料的方法。所述方法可以包括(C-1)将所述混合物进料和包含极性溶剂的第一贫溶剂料流进料到提取塔中。所述方法可以进一步包括(C-2)从提取塔获得塔顶料流和塔底料流,其中所述塔顶料流相对于混合物进料富含非芳族烃,所述塔底料流相对于混合物进料富含芳族烃和极性溶剂。所述方法还可以包括(C-3)将所述塔底料流的至少一部分进料到隔膜分离器中,其中:所述隔膜分离器包括具有第一体积、第二体积和在所述第一体积与所述第二体积之间的隔膜的容器;所述第一体积通过所述隔膜与所述第二体积分离;所述隔膜对所述芳族烃比对所述非芳族烃更具渗透性;和将所述塔底料流的至少一部分进料到所述第一体积中。所述方法可以进一步包括(C-4)获得离开所述隔膜分离器的第一体积的渗余物料流,其中相对于所述塔底料流,所述渗余物料流贫含芳族烃并且富含非芳族烃。所述方法可以进一步包括(C-5)获得离开所述隔膜分离器的第二体积的渗透物料流,其中所述渗透物料流相对于所述塔底料流富含芳族烃并贫含非芳族烃。所述方法可以进一步包括(C-6)将所述渗余物料流的至少一部分进料到提取塔中。
附图说明
图1是说明可用于本公开内容的方法的实施方案中的隔膜分离器的结构和操作的示意图。
图2是显示根据本公开内容的第一方面的一个实施方案的用于从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中分离芳族烃的示例性提取工艺/系统的示意图,所述提取工艺/系统包括隔膜分离器以清洁贫烃溶剂的料流。
图3和图4是示出根据本公开内容的第二方面的实施方案的使用隔膜分离器从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中分离芳族烃的示例性提取工艺/系统的示意图。
图5是显示根据本公开内容的第三方面的一个实施方案,使用隔膜分离器从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中分离芳族烃的示例性提取工艺/系统的示意图。
发明详述
定义
在本公开内容中,方法描述为包括至少一个“步骤”。应当理解,每个步骤是可以在方法中按连续或不连续方式进行一次或多次的动作或操作。除非另有相反规定或上下文明确表明不同,则方法中的每个步骤可以按它们所列的顺序依次进行,有或者没有与一个或多个其它步骤(一个或多个)重叠,或按任何其它顺序进行,视情况而定。另外,一个或多个,或甚至全部步骤可以在材料的相同或不同的批次方面同时地进行。例如,在连续方法中,虽然方法中的第一步骤正对于刚刚供入方法起点的原料进行,但是第二步骤可以同时地对于通过处理在第一步骤中在早期供入所述方法的原材料而产生的中间产物进行。优选地,这些步骤以所述顺序进行。
除非另有说明,本公开内容中表明数量的全部数值应应理解为在一切情况下由术语“大约”修饰。还应该理解,说明书和权利要求中使用的精确的数值构成具体的实施方案。已经努力确保实施例中数据的精度。然而,应当理解,由于用于进行测量的技术和设备的限制,任何测量数据固有地包含一定水平的误差。
本文所使用的不定冠词“a”或“an”应该是指“至少一种”,除非有相反规定或上下文明确表明不同。因此,使用“蒸馏塔”的实施方案包括其中使用一个、两个或更多个蒸馏塔的实施方案,除非另有说明或上下文明确指出仅使用一个蒸馏塔。同样地,"C9+料流"应被解释为包括一种、两种或更多种C9+组分,除非上下文指定或指示仅意指一种特定的C9+组分。
本文所使用的“重量%”是指重量百分率,“vol%”是指体积百分率,“mol%”是指摩尔百分率,“ppm”是指份/百万份,“ppm wt”和“wppm”可互换地用于是指按重量计的。这里所使用的所有“ppm”是wt ppm,除非有不同规定。本文中的所有浓度均基于所讨论的组合物的总量表示。因此,例如,基于进料组合物的总重量表示进料组合物的各种组分的浓度。本文表示的所有范围应该包括两个端点作为两个具体的实施方案,除非有相反规定或表示。
"烃"是指(i)由氢和碳原子组成的任何化合物或(i i)(i)中两种或更多种这样的化合物的任何混合物。术语“Cn烃”,其中n是正整数,是指(i)在其分子中包含总数为n的碳原子(一个或多个)的任何烃化合物,或(i i)(i)中两种或更多种此类烃化合物的任何混合物。术语“Cn芳族烃”,其中n是正整数,是指(i)在其分子中包含总数为n的碳原子(一个或多个)的任何芳族烃化合物,或(i i)(i)中两种或更多种此类芳族烃化合物的任何混合物。因此,C2烃可以是乙烷、乙烯、乙炔或它们中的至少两种以任何比例的混合物。"Cm至Cn烃"或"Cm-Cn烃",其中m和n是正整数且m<n,是指Cm、Cm+1、Cm+2、…、Cn-1、Cn烃中的任一种,或其两种或更多种的任何混合物。因此,"C2至C3烃"或"C2-C3烃"可以是乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丙炔、丙二烯、环丙烷中的任一种,以及其两种或更多种在组分之间和之中以任何比例的任何混合物。"饱和C2-C3烃"可以是乙烷、丙烷、环丙烷或其两种或更多种以任何比例的任何混合物。"Cm至Cn芳族烃"或"Cm-Cn烃",其中m和n是正整数且m<n,是指Cm、Cm+1、Cm+2、…、Cn-1、Cn芳族烃中的任一种,或它们中两种或更多种的任何混合物。"Cn+烃"是指(i)在其分子中包含总数为至少n的碳原子的任何烃化合物,或(i i)在(i)中的两种或更多种此类烃化合物的任何混合物。"Cn-烃"是指(i)在其分子中包含总数至多为n的碳原子的任何烃化合物,或(i i)在(i)中的两种或更多种此类烃化合物的任何混合物。"Cm烃料流"是指基本上由Cm烃(一种或多种)组成的烃料流。"Cm-Cn烃料流"是指基本上由Cm-Cn烃(一种或多种)组成的烃料流。"Cn+芳族烃"是指(i)在其分子中包含总数为至少n的碳原子的任何芳族烃化合物,或(i i)在(i)中的两种或更多种此类芳族烃化合物的任何混合物。“Cn-芳族烃”是指(i)在其分子中包含总数为至多n的碳原子的任何芳族烃化合物,或(i i)在(i)中的两种或更多种此类芳族烃化合物的任何混合物。"Cm芳族烃料流"是指基本上由Cm芳族烃(一种或多种)组成的烃料流。"Cm-Cn芳族烃料流"是指基本上由Cm-Cn芳族烃(一种或多种)组成的烃料流。
"芳族烃"是在其分子结构中包含芳环的烃。"非芳族烃"是指除芳族烃之外的烃。
"共沸物"是指标称沸点接近参考化合物或产物的标称沸点的化合物。举例来说,在参考化合物或产物具有bp℃的标称沸点的情况下,其共沸物可具有在bp±30℃、bp±25℃、bp±20℃、bp±15℃、bp±10℃或bp±5℃范围内的标准沸点。参考化合物的共沸物可以具有在例如0.5至5,或0.5至3,或0.5至2,或0.5至1.5范围内的相对挥发度。苯的典型共沸物包括但不限于:甲基环戊烷、环己烷、2,3-二甲基戊烷、二甲基环戊烷、乙基环戊烷和3-甲基己烷。由于接近的沸点,常规蒸馏通常不能经济地用于将共沸物与参考化合物或产物分离。石油化学产品和石油化学工艺流中存在的芳族烃的主要非芳族共沸物倾向于包含,例如≥60重量%、≥70重量%、≥80重量%、≥90重量%、≥95重量%或甚至≥98重量%的总高浓度的线性、支化和/或环状烷烃和烯烃,基于所述非芳族共沸物的总重量。
这里所使用的"重质组分"是指可以存在于贫溶剂料流中的组分,其不同于溶剂并且具有至少140℃,例如≥150℃、≥160℃、≥180℃和甚至≥200℃的标称沸点。
单数或复数形式的"二甲苯"应共同表示对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯中的一种或其任何比例的两种或三种的任何混合物。
当描述料流中的组分时,"富"或"富含"是指所述料流包含浓度高于所述料流衍生自的源材料的组分。当描述料流中的组分时,"贫含"是指所述料流包含浓度低于所述料流衍生自的源材料的组分。因此,在其中通过包含隔膜的隔膜分离器分离包含芳族烃和非芳族烃的掺合物料流以产生包含比所述掺合物料流更高浓度的芳族烃和比所述掺合物料流更低浓度的非芳族烃的渗透物料流的实施方案中,所述渗透物料流相对于所述掺合物料流富含或富集芳族烃并贫含非芳族烃。
“贫含”是指被消耗。本公开内容中的"贫含溶剂"或"贫溶剂"或"贫烃溶剂"可互换地意指贫含烃(一种或多种)且基本上由溶剂组成的组合物或料流。本公开内容中的"富含溶剂"、"富溶剂"或"富烃溶剂"可互换地意指包含溶剂并且富含烃(一种或多种)的组合物或料流。
本文所使用的"基本上由......组成"是指组合物、进料或流出物包含浓度为至少60重量%、优选至少70重量%、更优选至少80重量%、更优选至少90重量%、还更优选至少95重量%的给定组分,基于所讨论的组合物、进料或流出物的总重量。
本文所使用的元素和其族的命名法按照International Union of Pure andApplied Chemistry在1988年后使用的周期表。元素周期表的实例示于F.Albert Cotton等人所编的Advanced Inorganic Chemistry第六版(John Wiley&Sons,Inc.,1999)的封面的内页中。
隔膜分离器
可用于根据本公开内容的各个方面的方法中的隔膜分离器可以包括具有第一体积、第二体积和在所述第一体积与所述第二体积之间的隔膜的容器。所述第一体积通过隔膜与第二体积隔离。将包含第一组分和极性低于第一组分的第二组分的掺合物料流供应到第一体积中。选择隔膜以具有极性,使得其对第一组分比对第二组分更具渗透性。因此,在接触掺合物料流时,隔膜优先允许第一组分渗透通过以进入第二体积,相对于所述掺合物料流富含第一组分且贫含第二组分的渗透物料流从所述第二体积离开。离开第一体积的渗余物料流相对于所述掺合物料流变得贫含第一组分并富含第二组分。通过从第一体积到第二体积的压降优先促进组分(一种或多种)经过隔膜的渗透。示例性隔膜分离器的结构和操作在图1中提供并在下面更详细地描述。
所述隔膜可以是基于聚合物的。术语聚合物包括但不限于均聚物、共聚物、三元共聚物、聚合物共混物等。例如,用于隔膜的合适聚合物包括但不限于聚酯、聚醚、聚砜、聚酰亚胺、聚酰胺、衍生自双酚A二酐的聚合物、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚氨酯、聚脲、聚丙烯酸类、聚丙烯酸酯、弹性体聚合物如聚丁二烯、聚异戊二烯、聚乙烯基吡啶、卤化聚合物、含氟弹性体、聚卤乙烯、聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、包含至少一种前述聚合物的共聚物、包含至少一种前述聚合物的共混物、包含至少一种前述聚合物的合金、或包含至少一种前述聚合物、共聚物、共混物或合金的组合。聚合物可以进一步物理或化学交联以增加化学稳定性。
在各个优选的实施方案中,隔膜可以是通过润滑油处理的基于聚酰亚胺的隔膜。在其它实施方案中,隔膜可包含由有机或无机基体材料携带的离子液体。
在各个优选的实施方案中,在操作期间,供应到第一体积中的掺合物料流呈液相。优选地,在操作期间,在第一体积和第二体积之间存在del taP kPa的正压力梯度,从而促进第一组分从第一体积渗透到第二体积中。优选地,del taP可以在del taP1至del taP2的范围内,其中del taP1和del taP2可以独立地是例如345、350、400、450、500、600、700、800、900、1,000、1,500、2,000、2,500、3,000、3,447、3,500、4,000、4,500、5,000、5,500、6,000、6,500、7,000、7,500、8,000、8,500、9,000、9,500、10,000、10,342,只要del taP1<del taP2即可。优选地,del taP1=3,447,和del taP2=8,274。
可用于本公开内容的方面的方法中的示例性隔膜、隔膜分离器和隔膜分离法中的说明包括例如美国专利号4,571,444;6,187,987;6,180,008;和7,642,393;和Zhang,Fan,“Select ive Separat ion of Toluene/n-Heptane by Supported Ionic LiquidMembranes wi th[Bmim][BF4]”,Chem.Eng.Technol.2015,38,No.2,355-361,其中的相关内容通过引用并入本文。
用于分离包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料的液-液提取方法
液-液提取("LLE")方法已用于从包含芳族烃和非芳族烃的混合物中分离芳族烃。LLE单元可以包括LLE塔,其在塔上的一个位置处接收进料混合物料流,并且在所述进料混合物料流上方的另一位置处接收极性溶剂料流。溶剂料流通常向下流动以与进料混合物混合。极性溶剂,例如环丁砜,由于芳族烃比非芳族烃极性更高而优先提取芳族烃,以形成相对于离开塔底部的进料混合物料流富含芳族烃的富溶剂料流。然后,非芳族烃优先向上流动并作为塔顶料流离开。LLE塔在相对低的温度下操作,使得塔中的基本上所有材料都处于液相。整个LLE单元还可以包括另外的设备,例如用于处理塔顶料流和富溶剂料流的一个或多个汽提塔,以及用于从极性溶剂和芳族烃的混合物中回收高纯度芳族烃的至少一个回收塔,其还产生贫溶剂料流。贫溶剂可以经部分再生和/或清洁,然后再循环到LLE塔。
示例性液-液提取设备和方法的说明可以在例如美国专利号4,039,389和6,569,390中找到,这两个专利的相关内容通过引用并入本文。
用于分离包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料的提取蒸馏方法
提取蒸馏("ED")方法也已用于从包含芳族烃和非芳族烃的混合物中分离芳族烃。ED单元可以包括ED塔,其在塔中的一个位置处接收进料混合物料流并且在所述进料混合物料流上方的另一位置处接收极性溶剂料流。溶剂料流通常向下流动以与进料混合物混合。极性溶剂,例如环丁砜,由于芳族烃比非芳族烃极性更高而优先提取芳族烃,以形成相对于离开塔底部的进料混合物料流呈液相并富含芳族烃的富溶剂料流。然后,非芳族烃优先向上流动并作为塔顶料流呈气相离开。与LLE塔相比,ED塔在更高的温度下操作,使得塔顶流出物基本上处于气相。整个ED单元还可以包括另外的设备,例如用于处理塔顶料流和富溶剂料流的一个或多个汽提塔,以及用于从极性溶剂和芳族烃的混合物中回收高纯度芳族烃的至少一个回收塔,其还产生贫溶剂料流。贫溶剂可以经部分再生和/或清洁,然后再循环到ED塔。
示例性提取蒸馏设备和方法的说明可参见于例如WO2012/135111;美国专利申请公开号20100270213;美国专利号3723256;4,234,544;4,207,174;和5,310,480;所有这些文献的相关内容通过引用并入本文。
本公开内容的第一方面的方法
本公开内容的第一方面涉及从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中提取芳族烃的方法,所述方法包括:
(A-1)将所述混合物进料进料到提取塔中;
(A-2)提供第一贫溶剂料流,所述第一贫溶剂料流包含浓度为c(ps)重量%的极性溶剂和总浓度为c(hcom)重量%的重质组分,基于所述贫溶剂料流的总重量,其中75≤c(ps)≤99.99;
(A-3)将所述第一贫溶剂料流进料到隔膜分离器中,其中:所述隔膜分离器包括具有第一体积、第二体积和在所述第一体积与所述第二体积之间的隔膜的容器;所述第一体积通过所述隔膜与所述第二体积分离;所述隔膜对所述极性溶剂比对所述重质组分更具渗透性;和将所述第一贫溶剂料流进料到所述第一体积中;
(A-4)获得离开所述隔膜分离器的所述第一体积的渗余物料流,其中所述渗余物料流相对于所述第一贫溶剂料流富含所述重质组分;
(A-5)获得离开所述隔膜分离器的所述第二体积的渗透物料流,其中所述渗透物料流相对于所述第一贫溶剂料流贫含所述重质组分;和
(A-6)将所述渗透物料流的至少一部分进料到所述提取塔中。
在第一方面的方法的某些实施方案中,所述方法可进一步包括(A-7)将所述渗余物料流的至少一部分相分离以获得重质组分料流和用重质组分饱和的溶剂料流;和(A-8)将所述用重质组分饱和的溶剂料流的至少一部分进料至所述提取塔。在这样的实施方案中,基于所述用重质组分饱和的溶剂料流的总重量,用重质组分饱和的溶剂料流可包含总浓度在3至15重量%范围内的重质组分,例如3重量%、4重量%、5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%或15重量%。(A7)中的相分离步骤可以方便地在塔中进行,所述塔中在顶部和底部之间的位置接收渗余物料流,并在顶部附近排出重质组分料流,并在底部附近排出用重质组分饱和的溶剂料流,其中所述溶剂具有比重质组分更高的密度。优选地,不将额外的热量输入到相分离塔中以实现相分离。重质组分料流可以作为副产物带离,或者可选地或另外地经分离和处理以产生其它产物。
步骤(A-1)中使用的提取塔可以是上述液-液提取塔或提取蒸馏塔,或两者的组合。优选地,提取塔是提取蒸馏塔。
可用于本公开内容的方法的极性溶剂可以是本领域已知的任何此类溶剂。此类极性溶剂的非限制性实例是:四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、甲氧基三甘醇醚、二甘醇胺、二丙二醇、N-甲酰基吗啉、N-甲基吡咯烷酮、2,3,4,5-四氢噻吩-1,1-二氧化物("环丁砜")、3-甲基环丁砜和二甲基亚砜、四亚甲基砜、其混合物和/或其与水的掺合物。尤其优选的极性溶剂是环丁砜。
为了促进隔膜分离器中的有效和高效分离,当进料到所述隔膜分离器中时,第一贫溶剂料流可以具有在例如25至80℃范围内的温度T(例如25℃、26℃、28℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、70℃、72℃、74℃、75℃、76℃、78℃或80℃),和从隔膜分离器的第一体积到第二体积存在del taP kPa的正压力梯度,和del taP可以在del taP1至deltaP2千帕的范围内。其中del taP1和del taP2可以独立地是例如345、350、400、450、500、600、700、800、900、1,000、1,500、2,000、2,500、3,000、3,447、3,500、4,000、4,500、5,000、5,500、6,000、6,500、7,000、7,500、8,000、8,500、9,000、9,500、10,000、10,342,只要deltaP1<del taP2即可。优选地,del taP1=3,447,和del taP2=8,274。
第一贫溶剂料流可以包含浓度为c(ps)重量%的极性溶剂和总浓度为c(hcom)重量%的重质组分,基于所述贫溶剂料流的总重量,其中c(ps)可以在c(ps)1至c(ps)2的范围内,c(ps)1和c(ps)2可以独立地为例如75、76、77、78、79、80、82、84、85、86、88、90、92、94、95、96、97、98、99、99.9和99.99,只要c(ps)1<c(ps)2即可;并且c(hcom)可以在c(hcom)1至c(hcom)2的范围内,并且c(hcom)1和c(hcom)2可以独立地为例如0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、29、20,只要c(hcom)1<c(hcom)2即可。优选c(ps)1≥85且c(hcom)2≤15。优选c(ps)1≥90且c(hcom)2≤10。优选c(ps)1≥92且c(hcom)2≤8。
在第一方面的方法的某些实施方案中,所述方法还包括(A-9)将包含所述极性溶剂的第二贫溶剂料流进料到所述提取塔中。在某些具体的实施方案中,在给定时间段内,第一贫溶剂料流按W1的总重量包含极性溶剂,第二贫溶剂料流按W2的总重量包含极性溶剂,并且0.5%≤W1/(W1+W2)×100%≤10%。W1/(W1+W2)×100%的值可以在v1%至v2%的范围内,其中v1和v2可以独立地为例如0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10。优选地,r1=1且r2=5。优选地,r1=1且r2=3。在这些实施方案中,与直接供应到提取塔的极性溶剂的量W2相比,经历隔膜分离和纯化的第一贫溶剂料流中的极性溶剂的量W1相对较小。在某些具体实施方案中,第一贫溶剂料流和第二贫溶剂料流来源于共同的贫溶剂料流,例如,作为来自所述共同的贫溶剂料流的两个分流料流。共同的贫溶剂料流可以是由例如分离基本上由极性溶剂和芳族烃组成的富溶剂料流的蒸馏塔产生的再循环溶剂料流。尽管使用隔膜分离器仅对再循环贫溶剂料流的一小部分进行重质组分减少,但是通过隔膜分离器去除和减少的重质组分的累积量在延长的操作活动中可能是显著的,能够显著增加在提取系统中循环的极性溶剂批次的使用寿命,使用或不使用额外的手段来进一步纯化循环中的极性溶剂,例如吸附剂床、真空再生塔和蒸汽汽提溶剂再生器。在某些特定实施方案中,当共同的贫溶剂料流基于所述共同的贫溶剂料流的总重量包含总浓度为c(hcom-cs)重量%的重质组分时,所述方法还包括:(A-10)监测c(hcom-cs);和(A-11)仅当c(hcom-cs)≥1时,例如,如果c(hcom-cs)≥2,如果c(hcom-cs)≥3,如果c(hcom-cs)≥4,如果c(hcom-cs)≥5,如果c(hcom-cs)≥6,如果c(hcom-cs)≥7,如果c(hcom-cs)≥8,如果c(hcom-cs)≥9,如果c(hcom-cs)≥10,如果c(hcom-cs)≥11,则执行步骤(A-3)至(A-8)。在这些实施方案中,步骤(A-3)-(A-8)仅在共同的贫溶剂料流包含相当大浓度的重质组分时执行,例如仅在极性溶剂已经在提取分离系统中循环延长的时间段之后执行。
在第一方面的方法的各种实施方案中,所述方法可以进一步包括:(A-12)从所述提取塔获得塔底料流,其中所述塔底料流相对于所述混合物进料富含芳族烃和所述极性溶剂;(A-13)在汽提塔中分离所述塔底料流的至少一部分,以获得相对于所述塔底料流贫含所述极性溶剂的富芳族烃料流和相对于所述塔底料流贫含芳族烃的第三贫溶剂料流;和(A-14)从所述第三贫溶剂料流得到所述第一贫溶剂料流、所述第二贫溶剂料流和所述共同的贫溶剂料流中的至少一种。在这些实施方案中,在整个方法中存在极性溶剂的循环回路。如上所述,步骤(A3)-(A8)在执行时用于纯化所述再循环贫溶剂料流的至少一部分,以延长其在整个方法和系统中的使用寿命。在步骤(A-13)中,可以将非必要的蒸汽料流进料到汽提塔中。在步骤(A-13)中,可以从汽提塔获得富含蒸汽的塔顶料流,其可以经冷凝和分离以获得水料流和油料流。
在包括步骤(A-12)至(A-14)的某些具体实施方案中,所述方法可以进一步包括(A-15)从所述第三贫溶剂料流得到第四贫溶剂料流;(A-16)在蒸汽汽提再生塔和/或真空再生塔中再生所述第四贫溶剂料流,以获得包含蒸汽和塔底重质料流的经再生贫溶剂料流;和(A-17)将所述经再生贫溶剂料流作为所述第一贫溶剂料流的至少一部分进料到:汽提塔、提取塔和隔膜分离器中的一个或多个中。在这些实施方案中,再生塔用于进一步纯化贫溶剂料流,从而进一步延长极性溶剂在所述方法中的使用寿命。在具体实施方案中,所述方法还包括(A-18)使所述富芳族烃料流的至少一部分冷凝以获得包含水性液相和油液相的混合物;(A-19)分离所述水性液相以获得水料流;(A-20)加热所述水料流以获得蒸汽料流;和(A-21)将所述蒸汽料流进料至所述蒸汽汽提再生塔。在某些具体实施方式中,在步骤(A-21)中,蒸汽料流至少部分地被第三贫溶剂料流的一部分加热。
与本领域已知的仅使用吸附剂床纯化极性溶剂料流(其消耗吸附剂,需要定期更换吸附剂床)相比,使用隔膜分离器的本公开内容的方法具有产生少得多的废物和达到低得多的成本的优点。与本领域已知的仅使用蒸汽汽提溶剂再生器或真空再生器来纯化极性溶剂料流相比,使用隔膜分离器的本公开内容的方法具有以下优点:能量消耗少得多,产生更少的废水,改善从贫溶剂料流(一种或多种)中消除重质组分,因为蒸汽再生塔的能力受到蒸汽温度或真空塔温度的限制,以及极性溶剂的降解速率更低,因为隔膜分离器在比蒸汽再生塔或真空再生器低得多的温度下操作。此外,使用隔膜分离器的本公开内容方法具有从极性溶剂中分离和减少与所述极性溶剂共沸或比所述极性溶剂重的重质组分的能力的优点,使用蒸汽汽提再生或真空再生的方法不能从极性溶剂中分离或减少所述重质组分。
本公开内容的第二方面的方法
本公开内容的第二方面涉及用于分离包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料的方法,所述方法包括:
(B-1)将所述混合物进料进料到隔膜分离器中,其中:所述隔膜分离器包括具有第一体积、第二体积和在所述第一体积与所述第二体积之间的隔膜的容器;所述第一体积通过所述隔膜与所述第二体积分离;所述隔膜对所述芳族烃比对所述非芳族烃更具渗透性;和将所述混合物进料进料到所述第一体积中;
(B-2)获得离开所述隔膜分离器的所述第一体积的渗余物料流,其中所述渗余物料流相对于所述混合物进料贫含所述芳族烃并富含所述非芳族烃;和
(B-3)获得离开所述隔膜分离器的所述第二体积的渗透物料流,其中所述渗透物料流相对于所述混合物进料富含所述芳族烃并且贫含所述非芳族烃。
在第二方面的方法的某些实施方案中,所述方法还包括(B-4)将所述渗余物料流的至少一部分和提取溶剂料流进料到提取子系统中;(B-5)从所述提取子系统获得非芳族烃料流、经提取的芳族烃料流和贫溶剂料流;和(B-6)将所述贫溶剂料流的至少一部分作为所述提取溶剂料流的至少一部分再循环到所述提取子系统中。
在第二方面的方法的某些实施方案中,所述方法还包括(B-7)将所述渗透物料流的至少一部分和所述经提取的芳族烃料流的至少一部分进料至芳族烃蒸馏塔中;和(B-8)从所述芳族烃蒸馏塔获得两个或更多个芳族产物料流。
在第二方面的方法的某些实施方案中,所述方法还包括(B-9)将所述渗透物料流的至少一部分和/或所述经提取的芳族烃料流的至少一部分进料至反应器中;和(B-10)从所述反应器产生经转化的产物混合物。
在第二方面的方法的某些实施方案中,混合物进料包含苯、甲苯、C8芳族烃、苯的非芳族烃共沸物、甲苯的非芳族烃共沸物和C8芳族烃的非芳族烃共沸物,它们的总浓度≥60重量%(例如≥65重量%、≥70重量%、≥75重量%、≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%、≥98重量%、≥99重量%),基于所述混合物进料的总重量。
在第二方面的方法的某些实施方案中,混合物进料包含苯、甲苯、苯的非芳族烃共沸物、甲苯的非芳族烃共沸物,它们的总浓度≥60重量%(例如≥65重量%、≥70重量%、≥75重量%、≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%、≥98重量%、≥99重量%),基于所述混合物进料的总重量。这种C6-C7烃混合物进料可以有利地源自例如衍生自烃重整物的C6+烃流的蒸馏,所述烃重整物除了C6-C7烃之外还包含C8、C9和非必要的C9+烃。
在第二方面的方法的某些实施方案中,混合物进料包含苯和苯的非芳族烃共沸物,它们的总浓度≥60重量%(例如≥65重量%、≥70重量%、≥75重量%、≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%、≥98重量%、≥99重量%),基于所述混合物进料的总重量。
在第二方面的方法的某些实施方案中,混合物进料包含苯,其浓度≥60重量%(例如≥65重量%、≥70重量%、≥75重量%、≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%、≥98重量%、≥99重量%),基于所述混合物进料的总重量。
在第二方面的方法的某些实施方案中,混合物进料包含甲苯和甲苯的非芳族烃共沸物,它们的总浓度≥60重量%(例如≥65重量%、≥70重量%、≥75重量%、≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%、≥98重量%、≥99重量%),基于所述混合物进料的总重量。
在第二方面的方法的某些实施方案中,混合物进料包含甲苯,其浓度≥60重量%(例如≥65重量%、≥70重量%、≥75重量%、≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%、≥98重量%、≥99重量%),基于所述混合物进料的总重量。
在第二方面的方法的某些实施方案中,所述方法还包括(B-11)提供基本上由C8芳族烃组成的异构化进料料流;(B-12)在异构化条件下使所述异构化进料料流与异构化催化剂在异构化区中接触以产生异构化产物混合物;(B-13)分离所述异构化产物混合物以获得富C7-烃料流和富C8+烃料流;和(B-14)提供所述富C7-烃料流的至少一部分作为所述混合物进料的至少一部分。B6a.在某些具体实施方案中,富C7-烃料流基本上不含C8烃。在其它具体实施方案中,富C7-烃料流包含浓度为c(C8)1至c(C8)2重量%的C8烃,基于所述富C7-烃料流的总重量,其中c(C8)1和c(C8)2可以独立地为例如0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20。优选c(C8)2≤10。优选c(C8)2≤5。
异构化条件可包括使得异构化区中的大部分C8芳族烃呈气相("气相异构化"或"VPI")的温度和压力。或者,异构化条件可包括使得异构化区中的大部分C8芳族烃呈液相("液相异构化"或"LPI")的温度和压力。LPI需要比VPI更低的温度,并且可以在不将分子氢料流共同进料到异构化区中的情况下进行。因此,在某些实施方案中,LPI可能优于VPI,特别是在异构化进料料流包含低浓度的乙苯的情况下。当异构化进料包含高浓度(例如基于异构化进料料流的总重量,≥10重量%)的乙苯时,VPI可能是有利的,因为VPI在转化乙苯方面可比LPI更有效。示例性VPI方法和催化剂的说明可参见于例如美国专利申请公开号US20110319688A1;US20120108867A1;US20120108868A1;US20140023563A1;US20150051430A1;和US20170081259A1;所有这些文献的相关内容通过引用并入本文。示例性LPI方法和催化剂的说明可参见于例如美国专利申请公开号US20110319688A1;US20120108867A1;US20130274532A1;US20140023563A1和US20150051430A1;所有这些文献的相关内容通过引用并入本文。
在第二方面的方法的某些实施方案中,所述方法还包括(B-15)提供包含C7-芳族烃和C9+芳族烃的烷基转移进料混合物;(B-16)使所述烷基转移进料混合物与烷基转移催化剂在烷基转移区中在烷基转移条件下接触以产生烷基转移流出物;(B-17)分离所述烷基转移流出物以获得富苯料流和富C8烃料流;和(B-18)提供所述富苯料流的至少一部分作为所述混合物进料的至少一部分。示例性烷基转移区、烷基转移催化剂和烷基转移条件的说明可以参见于例如美国专利号7,663,010和8,183,424,这两个专利的相关内容通过引用并入本文。
在第二方面的方法的某些实施方案中,所述方法还包括(B-19)提供基本上由甲苯组成的甲苯歧化进料;(B-20)使所述甲苯歧化进料与甲苯歧化催化剂在歧化区中在歧化条件下接触以产生歧化流出物;(B-21)分离所述歧化流出物以获得富苯料流和富C8烃料流;和(B-22)提供所述富苯料流的至少一部分作为所述混合物进料的至少一部分。示例性歧化区、歧化催化剂和歧化条件的说明可参见于例如美国专利号6,486,373;7,326,818;和10,661,258;所有这些文献的相关内容通过引用并入本文。歧化催化剂可以是形状选择性的或非形状选择性的。如果使用形状选择性催化剂,则基于歧化流出物中所有C8芳族烃的总重量,所述歧化流出物可包含浓度显著高于间二甲苯和/或邻二甲苯的对二甲苯和低浓度的乙苯,这对于由本公开内容的第一方面的方法共同生产对二甲苯产物的目的是高度有利的。
在第二方面的方法的某些实施方案中,所述方法还包括(B-23)提供包含苯、非芳族苯共沸物、甲苯、非芳族甲苯共沸物、C8芳族烃、C8芳族烃的非芳族共沸物和C9+烃的C6+烃料流;(B-24)分离所述C6+烃料流以获得富含苯和甲苯的C7-烃料流、富含C8烃的C7-C8烃料流和富含C9+烃的C9+烃料流;和(B-25)将所述C7-烃料流的至少一部分作为所述混合物进料的至少一部分进料到所述隔膜分离器中。这样的C6+烃料流可以衍生自例如来自石油化工厂中的烃重整器的流出物。在具体的实施方案中,所述方法可以进一步包括(B-26)将所述C7-烃料流的至少一部分进料到所述提取子系统塔中。
在第二方面的方法的某些实施方案中,所述方法还包括(B-23)带离所述渗余物料流的至少一部分和/或所述非芳族烃料流的至少一部分。在某些具体实施方案中,在步骤(B-23)中,所述渗余物料流的至少一部分和/或所述非芳族烃料流的至少一部分用作车用汽油调合料(a mogas blending s tock)。
在第二方面的方法的某些实施方案中,所述方法还包括(B-24)将所述渗余物料流的至少一部分进料到所述提取子系统中。
本公开内容的第三方面的方法
本公开内容的第三方面涉及用于分离包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料的方法,所述方法包括:
(C-1)将所述混合物进料和包含极性溶剂的第一贫溶剂料流进料到提取塔中;
(C-2)从提取塔获得塔顶料流和塔底料流,其中所述塔顶料流相对于所述混合物进料富含非芳族烃,所述塔底料流相对于所述混合物进料富含芳族烃和极性溶剂;
(C-3)将所述塔底料流的至少一部分进料到隔膜分离器中,其中:所述隔膜分离器包括具有第一体积、第二体积和在所述第一体积与所述第二体积之间的隔膜的容器;所述第一体积通过所述隔膜与所述第二体积分离;所述隔膜对所述芳族烃比对所述非芳族烃更具渗透性;和将所述塔底料流的至少一部分进料到所述第一体积中;
(C-4)获得离开所述隔膜分离器的所述第一体积的渗余物料流,其中所述渗余物料流相对于所述塔底料流贫含所述芳族烃并富含所述非芳族烃;和
(C-5)获得离开所述隔膜分离器的所述第二体积的渗透物料流,其中所述渗透物料流相对于所述塔底料流富含所述芳族烃并且贫含所述非芳族烃;和
(C-6)将所述渗余物料流的至少一部分进料至所述提取塔。
提取塔可以是液-液提取塔、提取蒸馏塔、这两种类型的组合。
在第三方面的方法的各种实施方案中,所述方法可以包括(C-7)从所述渗透物料流至少获得富芳族烃料流和第二贫溶剂料流,其中所述第二贫溶剂料流相对于所述渗透物料流富含极性溶剂;和(C-8)将所述第二贫溶剂料流的至少一部分作为所述第一贫溶剂料流的至少一部分再循环至所述提取塔。步骤(C-7)可以在非必要地包括汽提塔的单个或多个塔中进行。当提取塔是提取蒸馏塔时,优选在步骤(C-7)中使用单个蒸馏塔,其可以称为"回收塔"。提取塔是液-液提取塔时,步骤(C-7)可以首先通过将渗透物料流的至少一部分进料至汽提塔来进行,从汽提塔产生富含非芳族烃的料流和富含芳族烃和极性溶剂的塔底料流。可以将非必要的蒸汽料流进料到汽提塔中。可以从汽提塔获得富含蒸汽的塔顶料流,其可以经冷凝和分离以获得水料流和油料流。然后可以将来自汽提塔的塔底料流进料到回收塔中,从所述回收塔中从顶部获得富含芳族烃的料流,和从底部获得第二贫溶剂料流。另外或备选地,当提取塔是液-液提取塔时,可以将渗透物料流的至少一部分直接进料至如上所述的回收塔。
在第三方面的方法的某些实施方案中,混合物进料包含苯、甲苯、C8芳族烃、苯的非芳族烃共沸物、甲苯的非芳族烃共沸物和C8芳族烃的非芳族烃共沸物,它们的总浓度≥60重量%(例如≥65重量%、≥70重量%、≥75重量%、≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%、≥98重量%、≥99重量%),基于所述混合物进料的总重量。
在第三方面的方法的某些实施方案中,混合物进料包含苯、甲苯、苯的非芳族烃共沸物、甲苯的非芳族烃共沸物,它们的总浓度≥60重量%(例如≥65重量%、≥70重量%、≥75重量%、≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%、≥98重量%、≥99重量%),基于所述混合物进料的总重量。这种C6-C7烃混合物进料可以有利地源自例如衍生自烃重整物的C6+烃流的蒸馏,所述烃重整物除了C6-C7烃之外还包含C8、C9和非必要的C9+烃。
在第三方面的方法的某些实施方案中,混合物进料包含苯和苯的非芳族烃共沸物,它们的总浓度≥60重量%(例如≥65重量%、≥70重量%、≥75重量%、≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%、≥98重量%、≥99重量%),基于所述混合物进料的总重量。
在第三方面的方法的某些实施方案中,混合物进料包含苯,其浓度≥25重量%(例如≥25、≥30、≥35、≥40、≥45、≥50、≥55、≥65、≥70、≥75、≥80、≥85、≥90、≥95、≥98、≥99重量%),基于所述混合物进料的总重量。
在第三方面的方法的某些实施方案中,混合物进料包含甲苯和甲苯的非芳族烃共沸物,它们的总浓度≥25重量%(例如≥25、≥30、≥35、≥40、≥45、≥50、≥55、≥65、≥70、≥75、≥80、≥85、≥90、≥95、≥98、≥99重量%),基于所述混合物进料的总重量。
在第三方面的方法的某些实施方案中,混合物进料包含甲苯,其浓度≥60重量%(例如≥65重量%、≥70重量%、≥75重量%、≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%、≥98重量%、≥99重量%),基于所述混合物进料的总重量。
在第二方面的方法的某些实施方案中,所述方法还包括(C-9)提供基本上由C8芳族烃组成的异构化进料料流;(C-10)在异构化条件下使所述异构化进料料流与异构化催化剂在异构化区中接触以产生异构化产物混合物;(C-11)分离所述异构化产物混合物以获得富C7-烃料流和富C8+烃料流;和(C-12)提供所述富C7-烃料流的至少一部分作为所述混合物进料的至少一部分。在某些具体实施方案中,富C7-烃料流基本上不含C8烃。在某些其它具体实施方案中,富C7-烃料流包含浓度为c(C8)1至c(C8)2重量%的C8烃,基于所述富C7-烃料流的总重量,其中c(C8)1和c(C8)2可以独立地为例如0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20。优选c(C8)2≤10。优选c(C8)2≤5。
异构化条件可包括使得异构化区中的大部分C8芳族烃呈气相("气相异构化"或"VPI")的温度和压力。或者,异构化条件可包括使得异构化区中的大部分C8芳族烃呈液相("液相异构化"或"LPI")的温度和压力。LPI需要比VPI更低的温度,并且可以在不将分子氢料流共同进料到异构化区中的情况下进行。因此,在某些实施方案中,LPI可能优于VPI,特别是在异构化进料料流包含低浓度的乙苯的情况下。当异构化进料包含高浓度(例如基于异构化进料料流的总重量,≥10重量%)的乙苯时,VPI可能是有利的,因为VPI在转化乙苯方面可比LPI更有效。示例性VPI方法和催化剂的说明可参见于例如美国专利申请公开号US20110319688A1;US20120108867A1;US20120108868A1;US20140023563A1;US20150051430A1;和US20170081259A1;所有这些文献的相关内容通过引用并入本文。示例性LPI方法和催化剂的说明可参见于例如美国专利申请公开号US20110319688A1;US20120108867A1;US20130274532A1;US20140023563A1和US20150051430A1;所有这些文献的相关内容通过引用并入本文。
在第二方面的方法的某些实施方案中,所述方法还包括(C-13)提供包含C7-芳族烃和C9+芳族烃的烷基转移进料混合物;(C-14)使所述烷基转移进料混合物与烷基转移催化剂在烷基转移区中在烷基转移条件下接触以产生烷基转移流出物;(C-15)分离所述烷基转移流出物以获得富苯料流和富C8烃料流;和(C-16)提供所述富苯料流的至少一部分作为所述混合物进料的至少一部分。示例性烷基转移区、烷基转移催化剂和烷基转移条件的说明可以参见于例如美国专利号7,663,010和8,183,424,这两个专利的相关内容通过引用并入本文。
在第二方面的方法的某些实施方案中,所述方法还包括(C-17)提供基本上由甲苯组成的甲苯歧化进料;(C-18)使所述甲苯歧化进料与甲苯歧化催化剂在歧化区中在歧化条件下接触以产生歧化流出物;(C-19)分离所述歧化流出物以获得富苯料流和富C8烃料流;和(C-20)提供所述富苯料流的至少一部分作为所述混合物进料的至少一部分。示例性歧化区、歧化催化剂和歧化条件的说明可参见于例如美国专利号6,486,373;7,326,818,和10,661,258;所有这些文献的相关内容通过引用并入本文。歧化催化剂可以是形状选择性的或非形状选择性的。如果使用形状选择性催化剂,则基于歧化流出物中所有C8芳族烃的总重量,所述歧化流出物可包含浓度显著高于间二甲苯和/或邻二甲苯的对二甲苯和低浓度的乙苯,这对于由本公开内容的第一方面的方法共同生产对二甲苯产物的目的是高度有利的。
在第二方面的方法的某些实施方案中,所述方法还包括(C-21)提供包含苯、非芳族苯共沸物、甲苯、非芳族甲苯共沸物、C8芳族烃、C8芳族烃的非芳族共沸物和C9+烃的C6+烃料流;(C-22)分离所述C6+烃料流以获得富含苯和甲苯的C7-烃料流、富含C8烃的C7-C8烃料流和富含C9+烃的C9+烃料流;(C-23)将所述C7-烃料流的至少一部分作为所述混合物进料的至少一部分进料到所述隔膜分离器中。这样的C6+烃料流可以衍生自例如来自石油化工厂中的烃重整器的流出物。在具体的实施方案中,所述方法可以进一步包括(C-24)将所述C7-烃料流的至少一部分进料到所述提取子系统塔中。
在第二方面的方法的某些实施方案中,所述方法还包括从所述塔顶料流获得至少一种非芳族烃产物料流。在某些具体实施方案中,在步骤(C-21)中,非芳族烃产料流的至少一部分用作车用汽油调合料。
图1至图5所示的方法/系统的详细描述
图1示意性地示出了可用于本公开内容的方法的实施方案的隔膜分离器的横截面结构和操作,所述隔膜分离器包括容器101。容器101包括内导管和外护套,所述外护套固定到所述内导管的外表面上并围绕所述内导管的外表面。容器101包括第一体积103、第二体积105和在体积103与105之间的隔膜107。体积103由内导管的壁115的内表面界定。壁115包括穿孔区段109,流体可以自由地穿过所述穿孔区段109。隔膜107示出为安装在覆盖图1中的穿孔区段109的壁115的外表面上,但是可替代地或另外地,它可以安装在壁115的内表面上。第二体积105由壁115的外表面、隔膜107的外表面和外护套的壁111的内表面界定。在隔膜分离器的操作期间,将包含第一组分和极性低于第一组分的第二组分的在第一压力下的掺合物料流117经由内导管的入口端供应到第一体积103中。然后,所述掺合物料流沿着内导管流动,部分地穿过穿孔区段109,然后接触隔膜107。由于从第一体积103到第二体积105的压降,第一组分的一部分和非必要地第二组分的一部分穿过隔膜107以进入第二体积105。虽然不希望受特定理论束缚,据信因为第一组分具有比第二组分更高的极性,所以第一组分穿过隔膜107优于第二组分,导致在第二体积105中形成相对于掺合物料流117富含第一组分并贫含第二组分的流体。第二体积105中的流体的一部分作为渗透物料流121离开出口113。从第一体积103离开的渗余物料流119(在图1中在内导管的出口端所示)相对于掺合物料流117贫含第一组分并富含第二组分。
在根据本公开内容的第一方面的方法中,掺合物料流117可包含例如极性溶剂作为第一组分,和极性低于所述极性溶剂的烃作为第二组分。极性溶剂的非限制性实例可以包括,例如,四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、甲氧基三甘醇醚、二甘醇胺、二丙二醇、N-甲酰基吗啉、N-甲基吡咯烷酮、2,3,4,5-四氢噻吩-1,1-二氧化物("环丁砜")、3-甲基环丁砜和二甲基亚砜、四亚甲基砜、其混合物和/或其与水的掺合物。烃的非限制性实例可包括具有各种沸点的芳族烃、具有各种沸点的非芳族烃及其混合物。在特别有利的实施方案中,烃包含可能污染再循环贫溶剂料流的重质烃。在这些方面中,相对于掺合物料流,极性溶剂优先穿过隔膜107以变得富集在第二体积和渗透物料流中并贫含在渗余物料流中,并且烃(一种或多种)优先保留并变得富集在第一体积和渗余物料流中,并且贫含在第二体积和渗透物料流中。
在第一方面的具体实施方案中,掺合物料流可包含浓度为c(ps)重量%的极性溶剂,基于所述掺合物料流的总重量,其中c(ps)可在c(ps)1至c(ps)2的范围内,并且c(ps)1和c(ps)2可独立地为例如75、78、80、82、84、85、86、88、90、92、94、95、96、98、99、99.9和甚至99.99,只要c(ps)1<c(ps)2即可。优选地,c(ps)1=80,并且c(ps)2=99。优选地,c(ps)1=85并且c(ps)2=98。优选地,c(ps)1=90并且c(ps)2=97。另外,掺合物料流可以包含浓度为c(hcom)重量%的重质组分,基于所述掺合物料流的总重量,其中c(hcom)可以在c(hcom)1至c(hcom)2的范围内,并且c(hcom)1和c(hcom)2可以独立地为例如0.01、0.02、0.04、0.05、0.06、0.08、0.1、0.2、0.4、0.5、0.6、0.8、1、2、4、5、6、8、10、12、14、15、16、18、20,只要c(hcom)1<c(hcom)2。优选地,c(hcom)=0.1,并且c(hcom)=18。优选地,c(hcom)=0.5,并且c(hcom)=16。优选地,c(hcom)=1,并且c(hcom)=15。优选地,c(hcom)=3,并且c(hcom)=14。优选地,c(hcom)=5,并且c(hcom)=12。
在根据本公开内容的第二方面的方法中,掺合物料流117可包含芳族烃作为第一组分和非芳族烃作为第二组分。优选地,在那些实施方案中,掺合物料流在所述掺合物料流中基本上不含极性溶剂。此种芳族烃的非限制性实例可以包括例如苯、甲苯、二甲苯、乙苯、C9芳族烃及它们中两种或更多种的混合物。此类非芳族烃的非限制性实例包括芳族烃的非芳族共沸物。虽然不希望受特定理论束缚,但是据信因为芳族烃倾向于表现出比通常的非芳族烃(特别是其非芳族烃共沸物)更高的极性,所以芳族烃因此比通常的非芳族烃(特别是其非芳族烃共沸物)对隔膜分离器中的隔膜具有更高的亲和力,并且结果以比通常的非芳族烃(特别是其非芳族烃共沸物)更高的速度穿过隔膜。结果,第二体积和渗透物料流中的流体变得富含芳族烃并贫含非芳族烃,并且渗余物料流中的流体变得富含非芳族烃并贫含芳族烃。
图2
图2示意性地示出了根据本公开内容第一方面的实施方案的用于使用隔膜分离器253从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中分离芳族烃以清洁包含贫烃溶剂的掺合物料流的示例性提取方法/系统201。如所述图所示,将主要包含溶剂(例如环丁砜)和污染物(例如重质组分)的第一贫极性溶剂料流247进料到隔膜分离器253中,以产生富含溶剂并贫含污染物的渗透物料流253和富含污染物并贫含溶剂的渗余物料流255。隔膜分离器253可以优选地具有如图1所示并在上面详细描述的结构并以如图1所示并在上面详细描述的方式操作。然后可以将渗透物料流257单独地(未示出)或非必要地在与一种或多种其它贫溶剂料流(例如,料流249(第二贫溶剂料流)和261,如图所示)组合以形成联合料流(料流251,如图所示)之后进料到液-液提取塔209中。然后可以将渗余物料流255进料到分离器259中,从中产生富含污染物(例如,重质组分)并贫含溶剂的料流263,以及富含溶剂并贫含污染物的贫溶剂料流261(第三贫溶剂料流)。已经发现,当料流255包含通过使用隔膜分离器253达到的显著浓度的重质组分时,例如基于料流255的总重量计≥5重量%的浓度,可以在分离器259中发生相分离以形成富含重质组分的相和富含溶剂的相,从而适宜地进行从分离器259分离和生产料流261和263。料流263可以被带离,或者非必要地在进一步分离和加工以产生另外的产物之后被带离。然后可以将料流261(经如此纯化的贫溶剂料流)单独地(现在示出)或非必要地在与一种或多种其它贫溶剂料流(例如,料流249和257,如所示)组合以形成联合料流(料流251,如所示)之后进料到液-液提取塔209中。另外或备选地,可以将料流261或其一部分进料到提取蒸馏塔(未示出)中以促进包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料的提取蒸馏。另外或备选地(现在所示),可以将料流261或其一部分进料到汽提塔(例如,塔267和231,如所示)中以促进分离。在本公开内容第一方面的方法的各种实施方案中,通过使用隔膜分离器,含有污染物的贫溶剂料流(例如,大量操作期后的再循环贫溶剂料流)或其一部分可以在温和条件下以低能耗、低维护、低资本投资和低操作成本适宜地纯化。
如图2所示,第一贫溶剂料流247和第二贫溶剂料流249可以源自共同的贫溶剂料流245。在某些实施例中,料流247可以关闭,尤其是当共同料流245具有由相对低的污染物总浓度指示的高溶剂纯度时(例如,其中的重质组分的低总浓度,c(hcom-cs)重量%,基于料流245的总重量,例如,其中c(hcom-cs)<3,或c(hcom-cs)<1,或c(hcom-cs)<0.5)。在那些情况下,通过使用隔膜分离器253纯化料流245的一部分是不必要的。因此,在一个优选的实施方案中,可以监测共同的贫溶剂料流245中的污染物的浓度,例如c(hcom-cs),并且仅当第一贫溶剂料流247达到阈值水平时,例如,当c(hcom-cs)≥0.5,或c(hcom-cs)≥1,或c(hcom-cs)≥3,或甚至c(hcom-cs)≥5时,才开启第一贫溶剂料流247。优选地,c(hcom-cs)≤20,或c(hcom-cs)≤18,或c(hcom-cs)≤16,或c(hcom-cs)≤15,或c(hcom-cs)≤12。如上所述,在料流245和因此料流247中的高浓度污染物(例如,高c(Hcom-C8))下,达到渗余物料流255中甚至更高浓度的污染物,这可以适宜地在分离器259中实现期望的相分离。虽然可以完全关闭第二贫溶剂料流249,使得整个料流245变成料流247并在隔膜分离器253中加以处理,但优选料流249仅构成料流245的一小部分。因此,在优选的实施方案中,当在给定的时间段内,第一贫溶剂料流247包含总重量为W1的溶剂,第二贫溶剂料流249包含总重量为W2的溶剂时,调节料流247和249使得0.5%≤W1/(W1+W2)×100%≤10%,优选0.5%≤W1/(W1+W2)×100%≤8%,优选0.5%≤W1/(W1+W2)×100%≤5%,更优选1%≤W1/(W1+W2)×100%≤5%,还更优选1%≤W1/(W1+W2)×100%≤3%。
现在如下描述图2的整个方法/系统。
将由例如石脑油重整油料流、二甲苯异构化流出物料流、烷基转移流出物料流、甲苯歧化流出物料流等或其混合物产生的包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料料流203和源自共同料流207的再循环烃料流205和206(也包含芳族烃和非芳族烃)在液-液蒸馏塔209(备选地,提取蒸馏塔,未示出)上的各个位置处进料到所述塔中。将再循环贫溶剂料流251在料流203、205和206上方的位置处进料到塔209中。在塔209内,极性溶剂与烃掺混并下降到底部以产生富溶剂料流219,其相对于料流203富含芳族烃并贫含非芳族烃。从顶部,产生相对于料流203富含非芳族烃并且贫含芳族烃的料流211。
料流219在热交换器243处被再循环贫溶剂料流239加热时,变成料流265并且可以非必要地与蒸汽料流221一起进料到汽提塔267中,以产生包含蒸汽并且相对于料流265富含非芳族烃的塔顶料流269和富含芳族烃的塔底富溶剂料流271。可以将料流271分成用于再循环至塔267的料流272和用于进料至蒸馏塔275的料流273。
可将来自塔209顶部的料流211与富水料流281一起供应至水洗塔213,由此产生非芳族烃料流215和水性料流217。料流215,非必要地在另外的处理如干燥和/或分离之后,可以用于或制成各种非芳族烃产物,例如,车用汽油调合料。然后可以将包含烃和水的料流217与蒸汽料流295一起进料到蒸汽汽提塔231中,非必要地在与其它水性料流(例如由相分离器225产生的料流227)组合以形成联合料流229之后。
从塔231的顶部产生烃/蒸汽混合物料流233和包含溶剂和水的塔底料流235。非必要地在与上述料流269组合之后,料流233可以经冷凝,然后在相分离器225中相分离以产生烃料流207和水性料流227。然后可以如上所述将料流207再循环至塔209。如上所述,料流227可以与料流217组合以形成料流229。然后可以将来自塔231底部的料流235进料到蒸汽发生器237中,其中,其经热的贫溶剂料流289加热而产生蒸汽料流293和富溶剂料流296。可以将蒸汽料流293分流成料流294和295。如上所述,可以将料流295进料到蒸汽汽提塔231中。
然后可以将蒸汽料流294与富含芳族烃溶剂料流273、富溶剂料流296和由溶剂再生器291产生的非必要的贫溶剂料流292一起进料到蒸馏塔275中,以从顶部产生芳族烃/蒸汽混合物料流277和从底部产生热的贫溶剂料流286。然后将料流277在冷凝(未示出)后在相分离器279中分离以获得水性料流281和芳族烃料流283。如上所述,可以将料流281进料至水洗塔213。可以将料流283分流成再循环至塔275的料流284和料流285,后者在非必要的附加处理如干燥和蒸馏后可以用作或制成各种芳族烃产物,例如苯、甲苯、苯/甲苯混合物等。
可以将离开塔275底部的热贫溶剂料流286分流成料流287以在经由热交换器进一步加热后再循环到塔275,料流290以在溶剂再生器291中再生以产生经再生溶剂料流292,以及料流289,其经进料到蒸汽发生器237中以加热料流235以产生蒸汽料流293,如上所述。离开蒸汽发生器237的经冷却贫溶剂料流239可以在热交换器243处通过在塔209的底部产生的富溶剂料流219进一步冷却,以形成上述共同的贫溶剂料流245。溶剂再生器291可以是例如蒸汽汽提塔、真空再生器塔、含有吸附剂(例如离子交换树脂、无机吸附剂材料及其组合)床的吸附剂床塔。作为如上所述使用隔膜分离器253来将再循环贫溶剂料流245的至少一部分去污染的结果,溶剂再生器291(如果已经存在的话)可以停用或仅间歇地操作,或者不安装或以降低的容量安装在基层设备中,从而节省设备投资和/或操作成本。
图3
图3示意性地示出了根据本公开内容第二方面的实施方案的使用隔膜分离器305从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中分离芳族烃的示例性提取方法/系统301。如所述图所示,将包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料料流303,例如衍生自离开C8芳族烃异构化单元(未示出)的流出物的料流,进料到隔膜分离器305中,所述隔膜分离器305包括在第一和第二体积之间的隔膜,优选具有如上所述的图1所示的结构和以如上所述的图1所示的方式操作,以产生相对于料流303富含芳族烃和贫含非芳族烃的渗透物料流307,和相对于料流303富含非芳族烃且贫含芳族烃的渗余物料流309。料流309仍然可以包含各种量的芳族烃,特别是在料流303包含高浓度的芳族烃的情况下,例如,在料流303基本上由芳族烃组成的情况下,基于料流303的总重量,芳族烃的总浓度为例如≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%或≥98重量%。然后可以非必要地将料流309与源自例如石脑油重整油料流的另一混合物进料源料流311组合,以形成联合料流313,然后可以将其进料到提取分离子系统315中以产生非芳族烃料流317(例如高纯度非芳族烃料流)和经提取的芳族烃料流319(例如高纯度芳族烃料流,优选基本上不含非芳族烃的料流)。提取分离子系统315可以包括例如提取塔(例如,液-液提取塔或提取蒸馏塔,优选液-液提取塔)、一个或多个汽提塔、芳族烃-溶剂分离蒸馏塔、用于将贫溶剂料流的至少一部分再循环到提取塔中的贫溶剂再循环回路)及其它辅助设备,例如图2中所示和上述的那些。然后可以将两个芳族烃料流(来自隔膜分离器的渗透物料流307和来自提取分离子系统315的料流319)组合以形成联合料流321,然后将其进料到芳族烃分离塔323中,由其可以产生多个芳族产物料流,例如料流325(例如,高纯度苯料流)、料流327(例如,苯/甲苯混合物料流)、料流329(高纯度甲苯料流)和料流331(C8+烃料流)。备选地或另外地,可以将渗余物料流309和/或非芳族烃料流317的一部分或全部带离和/或制成各种产物,例如发动机汽油调合料。
预期的对比方法/系统(未示出)与图3的那些相同,不同之处在于未安装隔膜分离器305,结果,为了除去料流303中包含的非芳族烃,将全部料流303与料流311组合以形成料流313,然后将料流313进料到提取子系统315中。与对比方法/系统相比,图3的方法/系统可以通过使用隔膜分离器从料流303中分离一部分芳族烃并且仅将其富含非芳族烃的部分309进料到提取子系统315中而导致随时间的显著节约,这归因于能量消耗少得多。隔膜分离器305的安装可以潜在地降低基层设备中提取子系统315所需的容量,从而节省资本支出,或者如果将隔膜分离器305改装成现有的芳族烃生产设备,则使其能够从料流311中处理更大量,从而提高生产率。在料流303包含高浓度芳族烃的情况下,图3的方法/系统可以是特别有利的,因为富含芳族烃的渗透物料流307可以构成料流303的主要部分,并且仅将料流303的一小部分(即,料流309)进料到提取子系统315中。相比之下,在对比方法/系统中,当料流303包含高浓度的芳族烃并且仍然整体进料到提取子系统315中时,更大量的芳族烃穿过提取子系统,从而需要更高容量的提取子系统并导致显著的能量损失。
在方法/系统301的一个优选实施方案中,料流303可包含苯、甲苯、苯的非芳族烃共沸物和甲苯的非芳族烃共沸物,它们的总浓度≥60重量%、≥65重量%、≥70重量%、≥75重量%、≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%,基于料流303的总重量。在其具体实施方案中,料流303可包含苯和甲苯,它们的总浓度≥60重量%、≥65重量%、≥70重量%、≥75重量%、≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%,基于料流303的总重量。在其具体实施方案中,料流303可包含苯,其总浓度≥60重量%、≥65重量%、≥70重量%、≥75重量%、≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%,基于料流303的总重量。
在方法/系统301的一个优选实施方案(未示出)中,料流303的至少一部分可如下产生:(B-11)提供基本上由C8芳族烃组成的异构化进料料流;(B-12)在异构化条件下使所述异构化进料料流与异构化催化剂在异构化区中接触以产生异构化产物混合物;(B-13)分离所述异构化产物混合物以获得富C7-烃料流和富C8+烃料流;和(B-14)提供所述富C7-烃料流的至少一部分作为料流303的至少一部分。示例性C8芳族烃异构化方法和系统描述于例如美国专利申请公开号US20110319688A1;US20120108867A1;US20120108868A1;US20140023563A1;US20150051430A1;和US20170081259A1中;所有这些文献的相关内容通过引用整体并入本文。C8芳族烃异构化方法和系统(也称为"异构化单元")可用于将乙苯、间二甲苯和邻二甲苯中的一种或多种转化为更有价值的产物,例如苯和对二甲苯。
在方法/系统301的另一个优选实施方案(未示出)中,料流303的至少一部分可以如下产生:(B-15)提供包含C7-芳族烃和C9+芳族烃的烷基转移进料混合物;(B-16)使所述烷基转移进料混合物与烷基转移催化剂在烷基转移区中在烷基转移条件下接触以产生烷基转移流出物;(B-17)分离所述烷基转移流出物以获得富苯料流和富C8烃料流;和(B-18)提供所述富苯料流的至少一部分作为料流303的至少一部分。示例性烷基转移方法和系统描述于例如美国专利号7,663,010和8,183,424中,这两篇文献的相关内容通过引用整体并入本文。如果与异构化方法/系统组合,则烷基转移方法和系统(也称为"烷基转移单元")可用于将C9+芳族烃和甲苯转化为更有价值的产物,例如苯和二甲苯,特别是对二甲苯。
在方法/系统301的另一个优选实施方案(未示出)中,料流303的至少一部分可以如下产生:(B-19)提供基本上由甲苯组成的甲苯歧化进料;(B-20)使所述甲苯歧化进料与甲苯歧化催化剂在歧化区中在歧化条件下接触以产生歧化流出物;(B-21)分离所述歧化流出物以获得富苯料流和富C8烃料流;和(B-22)提供所述富苯料流的至少一部分作为料流303的至少一部分。示例性甲苯歧化方法和系统描述于例如美国专利号7,326,818和10,661,258中,这两篇文献的相关内容通过引用整体并入本文。甲苯歧化方法和系统(也称为"烷基转移单元")可用于将甲苯转化为更有价值的产物,例如苯和二甲苯,特别是对二甲苯。
图4
图4示意性地示出了根据本公开的第二方面的实施方案的使用隔膜分离器413从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中分离芳族烃的示例性提取方法/系统401。如所述图中所示,将包含苯、非芳族苯共沸物、甲苯、非芳族甲苯共沸物、C8芳族烃、C8芳族烃的非芳族共沸物和C9+烃的C6+烃料流403进料到分离塔405中以获得C7-烃料流407、C7-C8烃料流411和C9+烃料流409。料流403可以源自于石油化工厂中的重整器产生的重整油料流。可以将富含苯、苯共沸物、甲苯和甲苯共沸物的料流407与其它类似料流(例如下述料流417)组合,然后进料到提取分离子系统421中。可以将料流409与苯/甲苯料流一起进料到烷基转移单元(现在显示)中以产生额外量的二甲苯。然后可以将包含甲苯、甲苯的共沸物、C8芳族烃及其共沸物的料流411进料到隔膜分离器413中,所述隔膜分离器413包括在第一和第二体积之间的隔膜,优选具有如上所述的图1所示的结构和以所述方式操作,以产生相对于料流411富含甲苯和C8芳族烃并贫含非芳族烃的渗透物料流415和相对于料流411富含非芳族烃并贫含芳族烃的渗余物料流417。料流417仍然可以包含各种量的芳族烃,特别是当料流411包含高浓度的芳族烃时,例如,当料流411基本上由芳族烃组成时,基于料流411的总重量,芳族烃的总浓度为例如≥50重量%、≥60重量%、≥70重量%、≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%或≥98重量%。然后可以将料流417与另一混合物进料源料流如料流407组合以形成联合料流419,然后可以将其进料到提取分离子系统421中以产生非芳族烃料流423(例如高纯度非芳族烃料流)和经提取的芳族烃料流425(例如高纯度芳族烃料流,优选基本上不含非芳族烃的料流)。提取分离子系统421可以包括例如提取塔(例如,液-液提取塔或提取蒸馏塔,优选液-液提取塔)、一个或多个汽提塔、芳族烃-溶剂分离蒸馏塔、用于将贫溶剂料流的至少一部分再循环到提取塔中的贫溶剂再循环回路,及其它辅助设备,例如图2中所示并如上所述的那些。然后可以将两个芳族烃料流(来自隔膜分离器413的渗透物料流415和来自提取分离子系统421的料流425)组合以形成联合料流427并进料到芳族烃分离塔429中,从中可以产生多个芳族产物料流,例如料流431(例如,高纯度苯料流)、料流433(例如,苯/甲苯混合料流)、料流435(高纯度甲苯料流)和料流437(C8芳族烃料流)。这些各种芳族烃料流可用作各种下游工艺,例如烷基转移、二甲苯异构化、甲苯歧化、用于制备二甲苯的苯/甲苯甲基化等的高质量进料。备选地或另外地,可以将渗余物料流417和/或非芳族烃料流423的一部分或全部带离和/或制成各种产物,例如汽油调合料(motor gasblending s tock)。
预期的相比图4的第一对比方法/系统(未示出)与图4的相同,不同之处在于不存在隔膜分离器413,并且将料流411进料到第二提取分离子系统(未示出)中以产生另一芳族烃料流和另一非芳族烃料流。然后可以将所述其它芳族烃料流与料流425一起进料到塔429中。与图4的方法/系统相比,这种第一对比方法/系统需要更多的设备,显著更高的成本,并且消耗更多的能量。
预期的相比图4的第二对比方法/系统(未示出)与图4的那些相同,不同之处在于不存在隔膜分离器413,并且将料流411直接进料到下游工艺,例如异构化、歧化等中。料流411含有显著量的非芳族化合物,因此不如用于下游工艺的含有更少或接近于不含非芳族烃的高质量料流433、435和437。因此,与图4的方法/系统相比,这种第二对比方法/系统可引起不期望的副反应并产生不期望的副产物,并导致下游工艺的效率更低、工艺稳定性更低、工艺运行时间更短等。
图5
图5示意性地示出了根据本公开内容第三方面的实施方案的使用隔膜分离器511从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中分离芳族烃的示例性提取方法/系统501。如所述图所示,将包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料料流503,例如源自重整流出物料流(未示出)的料流,与下述贫溶剂料流525和再循环含烃料流515一起进料到提取塔505(例如液-液提取塔或提取蒸馏塔,优选液-液提取塔)中。从塔505产生相对于料流503富含非芳族烃且贫含芳族烃的塔顶料流509和富含芳族烃且贫含非芳族烃的塔底富溶剂料流507。为了在塔505中达到芳族烃的高度提取,所述方法可以经配置使得料流507仍然包含大量的非芳族烃,并且料流509可以基本上不含芳族烃。然后可以将来自料流507的分流料流509(如图所示)或整个料流507进料到隔膜分离器513中,所述隔膜分离器513包括在第一体积和第二体积之间的隔膜,优选具有如上所述的图1中的结构和以图1中的方式操作,以产生相对于料流509富含芳族烃且贫含非芳族烃的渗透物料流517,和相对于料流509富含非芳族烃且贫含芳族烃的渗余物料流515。除了溶剂和非芳族烃之外,料流515仍然可以包含大量的芳族烃。因此,优选将料流515再循环回到塔505,可以从塔505中提取芳族烃。然后可以将相对于料流509贫含非芳族烃并且包含溶剂的料流517进料到芳族烃/溶剂分离子系统521中,所述芳族烃/溶剂分离子系统521可以包括例如蒸馏塔和非必要的设备如汽提塔(未示出)。从所述分离子系统521产生高纯度芳族烃料流523和贫溶剂料流525(第二贫溶剂料流)。然后可以将第二贫溶剂料流525或其一部分再循环至提取塔505。可以将非芳族烃料流509的一部分或全部带离和/或制成各种产物,如汽油调合料。可以进一步分离料流523以制备一种或多种芳族烃料流(例如,高纯度苯料流、甲苯-苯混合物料流、甲苯料流等)。
预期的对比方法/系统(未示出)与图5的那些相同,不同之处在于未安装隔膜分离器513并且将全部料流507进料到芳族烃/溶剂分离子系统521中。与对比方法/系统相比,图5的方法/系统可以通过使用隔膜分离器从料流507中分离一部分芳族烃并仅将其富含芳族烃的部分517进料到分离子系统521中而导致随时间的显著节约,这归因于能量消耗少得多。隔膜分离器305的安装可以潜在地减少基层设备中分离子系统521所需的容量和设备数量,从而节省资本支出,或者如果将隔膜分离器513改装成现有的芳族烃生产设备,则使其能够从料流519处理更大量,从而提高生产率。当料流507包含较高浓度的非芳族烃时,图5的方法/系统可能是特别有利的,因为富含非芳族烃的渗余物料流515可以构成料流507的显著部分,并且仅将料流507的显著更小部分(即,料流517)进料到提取子系统521中。相反,在对比方法/系统中,当料流507包含显著浓度的非芳族烃并且仍然整体进料到分离子系统521中时,需要在分离子系统521中分离更大量的非芳族烃,从而需要具有更多设备(例如汽提塔)的更高容量的提取子系统521并导致显著的能量损失。
在方法/系统501的一个优选实施方案中,料流503可包含苯、甲苯、苯的非芳族烃共沸物和甲苯的非芳族烃共沸物,它们的总浓度≥60重量%、≥65重量%、≥70重量%、≥75重量%、≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%,基于料流303的总重量。在其具体实施方案中,料流503可包含苯和甲苯,它们的总浓度≥25重量%、≥30重量%、≥35重量%、≥40重量%、≥45重量%、≥50重量%、≥55重量%、60重量%、≥65重量%、≥70重量%、≥75重量%、≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%,基于料流303的总重量。在其具体实施方案中,料流503可包含苯,其总浓度≥25重量%、≥30重量%、≥35重量%、≥40重量%、≥45重量%、≥50重量%、≥55重量%、60重量%、≥65重量%、≥70重量%、≥75重量%、≥80重量%、≥85重量%、≥90重量%、≥95重量%,基于料流303的总重量。
在方法/系统501的一个优选实施方案(未示出)中,料流503的至少一部分可如下产生:(C-9)提供基本上由C8芳族烃组成的异构化进料料流;(C-10)使异构化进料料流与异构化催化剂在异构化条件下接触以产生异构化产物混合物;(C-11)分离所述异构化产物混合物以获得富C7-烃料流和富C8+烃料流;和(C-12)提供所述富C7-烃料流的至少一部分作为料流503的至少一部分。
在方法/系统501的另一个优选实施方案(未显示)中,料流503的至少一部分可以如下产生:(C-13)提供包含C7-芳族烃和C9+芳族烃的烷基转移进料混合物;(C-14)使烷基转移进料混合物与烷基转移催化剂在烷基转移条件下接触以产生烷基转移流出物;(C-15)分离所述烷基转移流出物以获得富苯料流和富C8烃料流;和(C-16)提供所述富苯料流的至少一部分作为料流503的至少一部分。
在方法/系统501的另一个优选实施方案(未显示)中,料流503的至少一部分可以如下生产:(C-17)提供基本上由甲苯组成的甲苯歧化进料;(C-18)使甲苯歧化进料与甲苯歧化催化剂在歧化条件下接触以产生歧化流出物;(C-19)分离所述歧化流出物以获得富苯料流和富C8烃料流;和(C-20)提供所述富苯料流的至少一部分作为料流503的至少一部分。
在方法/系统501的又一个优选实施方案(未示出)中,料流503的至少一部分可以如下产生:(C-21)提供包含苯、非芳族苯共沸物、甲苯、非芳族甲苯共沸物、C8芳族烃、C8芳族烃的非芳族共沸物和C9+烃的C6+烃料流;(C-22)分离所述C6+烃料流以获得富含苯和甲苯的C7-烃料流、富含C8烃的C7-C8烃料流和富含C9+烃的C9+烃料流;和(C-23)将所述C7-烃料流的至少一部分进料到隔膜分离器中作为所述混合物进料的至少一部分,即料流503的至少一部分。
本公开内容可以包括以下非限制性方面和/或实施方案中的一个或多个。
实施方案列表
A1.从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中提取芳族烃的方法,所述方法包括:
(A-1)将所述混合物进料进料到提取塔中;
(A-2)提供第一贫溶剂料流,所述第一贫溶剂料流包含浓度为c(ps)重量%的极性溶剂和总浓度为c(hcom)重量%的重质组分,基于所述贫溶剂料流的总重量,其中75≤c(ps)≤99.99;
(A-3)将所述第一贫溶剂料流进料到隔膜分离器中,其中:所述隔膜分离器包括具有第一体积、第二体积和在所述第一体积与所述第二体积之间的隔膜的容器;所述第一体积通过所述隔膜与所述第二体积分离;所述隔膜对所述极性溶剂比对所述重质组分更具渗透性;和将所述第一贫溶剂料流进料到所述第一体积中;
(A-4)获得离开所述隔膜分离器的所述第一体积的渗余物料流,其中所述渗余物料流相对于所述第一贫溶剂料流富含所述重质组分;
(A-5)获得离开所述隔膜分离器的所述第二体积的渗透物料流,其中所述渗透物料流相对于所述第一贫溶剂料流贫含所述重质组分;和
(A-6)将所述渗透物料流的至少一部分进料到所述提取塔中。
A2.A1的方法,还包括:
(A-7)将所述渗余物料流的至少一部分相分离以获得重质组分料流和用重质组分饱和的溶剂料流;和
(A-8)将所述用重质组分饱和的溶剂料流的至少一部分进料至所述提取塔。
A3.A2的方法,其中所述用重质组分饱和的溶剂料流按3至15重量%的总浓度包含所述重质组分,基于所述用重质组分饱和的溶剂料流的总重量。
A4.A1至A3中任一个的方法,其中:
所述提取塔是提取蒸馏塔。
A5.A1至A4中任一个的方法,其中:
所述提取塔是液-液提取塔。
A6.A1至A5中任一个的方法,其中:
所述极性溶剂选自四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、甲氧基三甘醇醚、二甘醇胺、二丙二醇、N-甲酰基吗啉、N-甲基吡咯烷酮、2,3,4,5-四氢噻吩-1,1-二氧化物("环丁砜")、3-甲基环丁砜和二甲基亚砜、四亚甲基砜、其混合物和/或其与水的掺合物。
A7.A1至A6中任一个的方法,其中:
所述隔膜包括聚酰亚胺隔膜或包含离子液体的隔膜。
A8.A1至A7中任一个的方法,其中:
当进料到所述隔膜分离器中时,所述第一贫溶剂料流具有25至80℃的温度,和从所述隔膜分离器的所述第一体积到所述第二体积存在del taP kPa的正压力梯度,和deltaP在345至10,342的范围内。
A9.A1至A8中任一个的方法,其中0.01≤c(hcom)≤20。
A10.A9的方法,其中1≤c(hcom)≤15。
A11.A1至A10中任一个的方法,还包括:
(A-9)将包含所述极性溶剂的第二贫溶剂料流进料到所述提取塔中。
A12.A11的方法,其中在给定时间段内,所述第一贫溶剂料流按W1的总重量包含所述极性溶剂,所述第二贫溶剂料流按W2的总重量包含所述极性溶剂,并且0.5%≤W1/(W1+W2)×100%≤10%。
A13.A12的方法,其中0.5%≤W1/(W1+W2)×100%≤8%,优选0.5%≤W1/(W1+W2)×100%≤5%,更优选1%≤W1/(W1+W2)×100%≤5%,仍更优选1%≤W1/(W1+W2)×100%≤3%。
A14.A9或A10的方法,其中所述第一贫溶剂料流和所述第二贫溶剂料流源自于共同的贫溶剂料流。
A15.A14的方法,其中所述共同的贫溶剂料流包含总浓度为c(hcom-cs)重量%的所述重质组分,基于所述共同的贫溶剂料流的总重量,和所述方法还包括:
(A-10)监测c(hcom-cs);和
(A-11)只有当c(hcom-cs)≥1时才执行步骤(A-3)至(A-8)。
A16.A1至A15中任一个的方法,还包括:
(A-12)从所述提取塔获得塔底料流,其中所述塔底料流相对于所述混合物进料富含芳族烃和所述极性溶剂;
(A-13)在汽提塔中分离所述塔底料流的至少一部分,以获得包含蒸汽并相对于所述塔底料流贫含所述极性溶剂的富芳族烃料流,和相对于所述塔底料流贫含芳族烃的第三贫溶剂料流;和
(A-14)从所述第三贫溶剂料流得到所述第一贫溶剂料流、所述第二贫溶剂料流和所述共同的贫溶剂料流中的至少一种。
A17.A16的方法,还包括:
(A-15)从所述第三贫溶剂料流得到第四贫溶剂料流;
(A-16)在蒸汽汽提再生塔和/或真空再生塔中再生所述第四贫溶剂料流,以获得包含蒸汽和塔底重质料流的经再生贫溶剂料流;和
(A-17)将所述经再生贫溶剂料流作为所述第一贫溶剂料流的至少一部分进料到:所述汽提塔、所述提取塔和所述隔膜分离器中的一个或多个中。
A18.A17的方法,还包括:
(A-18)使所述富芳族烃料流的至少一部分冷凝以获得包含水性液相和油液相的混合物;
(A-19)分离所述水性液相以获得水料流;
(A-20)加热所述水料流以获得蒸汽料流;和
(A-21)将所述蒸汽料流进料至所述蒸汽汽提再生塔和/或真空再生塔。
A19.A18的方法,其中在步骤(A-21)中,所述蒸汽料流被所述第三贫溶剂料流的一部分至少部分地加热。
A20.从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中提取芳族烃的方法,所述方法包括:
(A-1)将所述混合物进料进料到提取塔中;
(A-2)提供第一贫溶剂料流,所述第一贫溶剂料流包含浓度为c(ps)重量%的极性溶剂和总浓度为c(hcom)重量%的重质组分,基于所述贫溶剂料流的总重量;
(A-3)将所述第一贫溶剂料流进料到隔膜分离器中,其中:所述隔膜分离器包括具有第一体积、第二体积和在所述第一体积与所述第二体积之间的隔膜的容器;所述第一体积通过所述隔膜与所述第二体积分离;所述隔膜对所述极性溶剂比对所述重质组分更具渗透性;和将所述第一贫溶剂料流进料到所述第一体积中;
(A-4)获得离开所述隔膜分离器的所述第一体积的渗余物料流,其中所述渗余物料流相对于所述第一贫溶剂料流富含所述重质组分;
(A-5)获得离开所述隔膜分离器的所述第二体积的渗透物料流,其中所述渗透物料流相对于所述第一贫溶剂料流贫含所述重质组分;
(A-6)将所述渗透物料流的至少一部分进料到所述提取塔中;
(A-9)将包含所述极性溶剂的第二贫溶剂料流进料到所述提取塔中,
其中在给定时间段内,所述第一贫溶剂料流按W1的总重量包含所述极性溶剂,所述第二贫溶剂料流按W2的总重量包含所述极性溶剂,并且0.5%≤W1/(W1+W2)×100%≤10%。
B1.包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料的分离方法,所述方法包括:
(B-1)将所述混合物进料进料到隔膜分离器中,其中:所述隔膜分离器包括具有第一体积、第二体积和在所述第一体积与所述第二体积之间的隔膜的容器;所述第一体积通过所述隔膜与所述第二体积分离;所述隔膜对所述芳族烃比对所述非芳族烃更具渗透性;和将所述混合物进料进料到所述第一体积中;
(B-2)获得离开所述隔膜分离器的所述第一体积的渗余物料流,其中所述渗余物料流相对于所述混合物进料贫含所述芳族烃并富含所述非芳族烃;和
(B-3)获得离开所述隔膜分离器的所述第二体积的渗透物料流,其中所述渗透物料流相对于所述混合物进料富含所述芳族烃并且贫含所述非芳族烃。
B2.B1的方法,还包括:
(B-4)将所述渗余物料流的至少一部分和提取溶剂料流进料到提取子系统中;
(B-5)从所述提取子系统获得非芳族烃料流、经提取的芳族烃料流和贫溶剂料流;和
(B-6)将所述贫溶剂料流的至少一部分作为所述提取溶剂料流的至少一部分再循环到所述提取子系统中。
B3.B1或B2的方法,还包括:
(B-7)将所述渗透物料流的至少一部分和所述经提取的芳族烃料流的至少一部分进料至芳族烃蒸馏塔中;和
(B-8)从所述芳族烃蒸馏塔获得两个或更多个芳族产物料流。
B4.B1或B2的方法,还包括:
(B-9)将所述渗透物料流的至少一部分和/或所述经提取的芳族烃料流的至少一部分进料至反应器中;和
(B-10)从所述反应器产生经转化的产物混合物。
B5.B1-B4中任一项的方法,其中所述混合物进料包含苯、甲苯、苯的非芳族烃共沸物以及甲苯的非芳族烃共沸物,它们的总浓度≥60重量%,基于所述混合物进料的总重量。
B6.B1至B5中任一个的方法,还包括:
(B-11)提供基本上由C8芳族烃组成的异构化进料料流;
(B-12)在异构化条件下使所述异构化进料料流与异构化催化剂在异构化区中接触以产生异构化产物混合物;
(B-13)分离所述异构化产物混合物以获得富C7-烃料流和富C8+烃料流;和
(B-14)提供所述富C7-烃料流的至少一部分作为所述混合物进料的至少一部分。
B6a.B6的方法,其中所述富C7-烃料流基本上不含C8烃。
B6b.B6的方法,其中所述富C7-烃料流包含浓度为c(C8)1至c(C8)2重量%的C8烃,基于所述富C7-烃料流的总重量,其中c(C8)1和c(C8)2可以独立地为例如0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20。优选c(C8)2≤10。优选c(C8)2≤5。
B7.B1至B6b中任一个的方法,还包括:
(B-15)提供包含C7-芳族烃和C9+芳族烃的烷基转移进料混合物;
(B-16)使所述烷基转移进料混合物与烷基转移催化剂在烷基转移区中在烷基转移条件下接触以产生烷基转移流出物;
(B-17)分离所述烷基转移流出物以获得富苯料流和富C8烃料流;和
(B-18)提供所述富苯料流的至少一部分作为所述混合物进料的至少一部分。
B8.B1至B7中任一个的方法,还包括:
(B-19)提供基本上由甲苯组成的甲苯歧化进料;
(B-20)使所述甲苯歧化进料与甲苯歧化催化剂在歧化区中在歧化条件下接触以产生歧化流出物;
(B-21)分离所述歧化流出物以获得富苯料流和富C8烃料流;和
(B-22)提供所述富苯料流的至少一部分作为所述混合物进料的至少一部分。
B9.B5至B8中任一个的方法,其中所述混合物进料包含≥75重量%的组合的苯和甲苯,基于所述混合物进料的总重量。
B10.B9的方法,其中所述混合物进料包含≥90重量%的苯,基于所述混合物进料的总重量。
B11.B1至B3中任一项的方法,其中所述混合物进料包含苯、甲苯、C8芳族烃、苯的非芳族烃共沸物、甲苯的非芳族烃共沸物和C8芳族烃的非芳族烃共沸物,它们的总浓度≥60重量%,基于所述混合物进料的总重量。
B12.B1至B11中任一个的方法,还包括:
(B-23)提供包含苯、非芳族苯共沸物、甲苯、非芳族甲苯共沸物、C8芳族烃、C8芳族烃的非芳族共沸物和C9+烃的C6+烃料流;
(B-24)分离所述C6+烃料流以获得富含苯和甲苯的C7-烃料流、富含C8烃的C7-C8烃料流和富含C9+烃的C9+烃料流;
(B-25)将所述C7-烃料流的至少一部分作为所述混合物进料的至少一部分进料到所述隔膜分离器中。
B13.B12的方法,还包括:
(B-26)将所述C7-烃料流的至少一部分进料到所述提取子系统塔中。
B14.B1至B13中任一个的方法,还包括:
(B-23)带离所述渗余物料流的至少一部分和/或所述非芳族烃料流的至少一部分。
B15.B14的方法,其中在步骤(B-23)中,所述渗余物料流的至少一部分和/或所述非芳族烃料流的至少一部分用作车用汽油调合料。
B16.B1至B15中任一个的方法,还包括:
(B-24)将所述渗余物料流的至少一部分进料到所述提取子系统中。
B17.B1至B16中任一个的方法,其中所述极性溶剂选自四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、甲氧基三甘醇醚、二甘醇胺、二丙二醇、N-甲酰基吗啉、N-甲基吡咯烷酮、2,3,4,5-四氢噻吩-1,1-二氧化物("环丁砜")、3-甲基环丁砜和二甲基亚砜、四亚甲基砜、其混合物和/或其与水的掺合物。
B18.B1至B17中任一个的方法,其中所述混合物进料呈液相。
C1.包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料的分离方法,所述方法包括:
(C-1)将所述混合物进料和包含极性溶剂的第一贫溶剂料流进料到提取塔中;
(C-2)从提取塔获得塔顶料流和塔底料流,其中所述塔顶料流相对于所述混合物进料富含非芳族烃,所述塔底料流相对于所述混合物进料富含芳族烃和极性溶剂;
(C-3)将所述塔底料流的至少一部分进料到隔膜分离器中,其中:所述隔膜分离器包括具有第一体积、第二体积和在所述第一体积与所述第二体积之间的隔膜的容器;所述第一体积通过所述隔膜与所述第二体积分离;所述隔膜对所述芳族烃比对所述非芳族烃更具渗透性;和将所述塔底料流的至少一部分进料到所述第一体积中;
(C-4)获得离开所述隔膜分离器的所述第一体积的渗余物料流,其中所述渗余物料流相对于所述塔底料流贫含所述芳族烃并富含所述非芳族烃;和
(C-5)获得离开所述隔膜分离器的所述第二体积的渗透物料流,其中所述渗透物料流相对于所述塔底料流富含所述芳族烃并且贫含所述非芳族烃;和
(C-6)将所述渗余物料流的至少一部分进料至所述提取塔。
C2.C1的方法,还包括:
(C-7)从所述渗透物料流至少获得富芳族烃料流和第二贫溶剂料流,其中所述第二贫溶剂料流相对于所述渗透物料流富含极性溶剂;和
(C-8)将所述第二贫溶剂料流的至少一部分作为所述第一贫溶剂料流的至少一部分再循环至所述提取塔。
C3.C1或C2的方法,其中所述提取塔是提取蒸馏塔。
C3a.C3的方法,其中步骤(C-7)包括将所述渗透物料流的至少一部分进料至回收蒸馏塔,从所述回收蒸馏塔获得所述富芳族烃料流和所述第二贫溶剂料流。
C4.C1或C2的方法,其中所述提取塔是液-液提取塔。
C4b.C4的方法,其中步骤(C-7)包括:
(C-7a)将所述渗透物料流的至少一部分进料至汽提塔,从所述汽提塔产生塔顶料流和塔底料流,其中所述塔底料流富含芳族烃并包含所述极性溶剂;
(C-7b)将来自汽提塔的塔底料流进料至回收蒸馏塔,从所述回收蒸馏塔获得富芳族烃料流和第二贫溶剂料流。
C5.C1至C4b中任一个的方法,其中:
所述极性溶剂选自四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、甲氧基三甘醇醚、二甘醇胺、二丙二醇、N-甲酰基吗啉、N-甲基吡咯烷酮、2,3,4,5-四氢噻吩-1,1-二氧化物("环丁砜")、3-甲基环丁砜和二甲基亚砜、四亚甲基砜、其混合物和/或其与水的掺合物。
C6.C1至C5中任一个的方法,其中:
所述隔膜包括聚酰亚胺隔膜或包含离子液体的隔膜。
C7.C1至C6中任一个的方法,其中所述混合物进料包含≥25重量%的组合的苯和甲苯,基于所述混合物进料的总重量。
C8.C1至C7中任一个的方法,其中所述混合物进料按总浓度≥60重量%包含苯、甲苯、C8芳族烃、苯的非芳族烃共沸物、甲苯的非芳族烃共沸物和C8芳族烃的非芳族烃共沸物,基于所述混合物进料的总重量。
C9.C1至C8中任一个的方法,还包括:
(C-9)提供基本上由C8芳族烃组成的异构化进料料流;
(C-10)在异构化条件下使所述异构化进料料流与异构化催化剂在异构化区中接触以产生异构化产物混合物;
(C-11)分离所述异构化产物混合物以获得富C7-烃料流和富C8+烃料流;和
(C-12)提供所述富C7-烃料流的至少一部分作为所述混合物进料的至少一部分。
C9a.C9的方法,其中所述富C7-烃料流基本上不含C8烃。
C9b.C9的方法,其中所述富C7-烃料流包含浓度为c(C8)1至c(C8)2重量%的C8烃,基于所述富C7-烃料流的总重量,其中c(C8)1和c(C8)2可以独立地为例如0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20。优选c(C8)2≤10。优选c(C8)2≤5。
C10.C1至C9b中任一个的方法,还包括:
(C-13)提供包含C7-芳族烃和C9+芳族烃的烷基转移进料混合物;
(C-14)使所述烷基转移进料混合物与烷基转移催化剂在烷基转移区中在烷基转移条件下接触以产生烷基转移流出物;
(C-15)分离所述烷基转移流出物以获得富苯料流和富C8烃料流;和
(C-16)提供所述富苯料流的至少一部分作为所述混合物进料的至少一部分。
C11.C1至C10中任一个的方法,还包括:
(C-17)提供基本上由甲苯组成的甲苯歧化进料;
(C-18)使所述甲苯歧化进料与甲苯歧化催化剂在歧化区中在歧化条件下接触以产生歧化流出物;
(C-19)分离所述歧化流出物以获得富苯料流和富C8烃料流;和
(C-20)提供所述富苯料流的至少一部分作为所述混合物进料的至少一部分。
C12.C8至C11中任一个的方法,其中所述混合物进料包含≥75重量%的组合的苯和甲苯,基于所述混合物进料的总重量。
C13.C12的方法,其中所述混合物进料包含≥90重量%的苯,基于所述混合物进料的总重量。
C14.C1至C7中任一个的方法,其中所述混合物进料包含苯、甲苯、C8芳族烃、苯的非芳族烃共沸物、甲苯的非芳族烃共沸物和C8芳族烃的非芳族烃共沸物,它们的总浓度≥60重量%,基于所述混合物进料的总重量。
C15.C14的方法,还包括:
(C-21)提供包含苯、非芳族苯共沸物、甲苯、非芳族甲苯共沸物、C8芳族烃、C8芳族烃的非芳族共沸物和C9+烃的C6+烃料流;
(C-22)分离所述C6+烃料流以获得富含苯和甲苯的C7-烃料流、富含C8烃的C7-C8烃料流和富含C9+烃的C9+烃料流;
(C-23)将所述C7-烃料流的至少一部分作为所述混合物进料的至少一部分进料到所述隔膜分离器中。
C16.C15的方法,还包括:
(C-24)将所述C7-烃料流的至少一部分进料到所述提取子系统塔中。
C17.C1至C16中任一个的方法,还包括:
(C-21)从所述塔顶料流获得至少一种非芳族烃产物料流。
C18.C17的方法,其中所述非芳族烃产物料流的至少一部分用作车用汽油调合料。
Claims (20)
1.从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中提取芳族烃的方法,所述方法包括:
(A-1)将所述混合物进料进料到提取塔中;
(A-2)提供第一贫溶剂料流,所述第一贫溶剂料流包含浓度为c(ps)重量%的极性溶剂和总浓度为c(hcom)重量%的重质组分,基于所述贫溶剂料流的总重量,其中75≤c(ps)≤99.99;
(A-3)将所述第一贫溶剂料流进料到隔膜分离器中,其中:所述隔膜分离器包括具有第一体积、第二体积和在所述第一体积与所述第二体积之间的隔膜的容器;所述第一体积通过所述隔膜与所述第二体积分离;所述隔膜对所述极性溶剂比对所述重质组分更具渗透性;和将所述第一贫溶剂料流进料到所述第一体积中;
(A-4)获得离开所述隔膜分离器的所述第一体积的渗余物料流,其中所述渗余物料流相对于所述第一贫溶剂料流富含所述重质组分;
(A-5)获得离开所述隔膜分离器的所述第二体积的渗透物料流,其中所述渗透物料流相对于所述第一贫溶剂料流贫含所述重质组分;和
(A-6)将所述渗透物料流的至少一部分进料到所述提取塔中。
2.权利要求1的方法,还包括:
(A-7)将所述渗余物料流的至少一部分相分离以获得重质组分料流和用重质组分饱和的溶剂料流;和
(A-8)将所述用重质组分饱和的溶剂料流的至少一部分进料至所述提取塔。
3.权利要求2的方法,其中所述用重质组分饱和的溶剂料流按3至15重量%的总浓度包含所述重质组分,基于所述用重质组分饱和的溶剂料流的总重量。
4.上述权利要求中任一项的方法,其中:
所述提取塔是提取蒸馏塔。
5.上述权利要求中任一项的方法,其中:
所述提取塔是液-液提取塔。
6.上述权利要求中任一项的方法,其中:
所述极性溶剂选自四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、甲氧基三甘醇醚、二甘醇胺、二丙二醇、N-甲酰基吗啉、N-甲基吡咯烷酮、2,3,4,5-四氢噻吩-1,1-二氧化物("环丁砜")、3-甲基环丁砜和二甲基亚砜、四亚甲基砜、其混合物和/或其与水的掺合物。
7.上述权利要求中任一项的方法,其中:
所述隔膜包括聚酰亚胺隔膜和/或包含离子液体的隔膜。
8.上述权利要求中任一项的方法,其中:
当进料到所述隔膜分离器中时,所述第一贫溶剂料流具有25至80℃的温度,和从所述隔膜分离器的所述第一体积到所述第二体积存在deltaP kPa的正压力梯度,和deltaP在345至10,342千帕的范围内。
9.上述权利要求中任一项的方法,其中0.01≤c(hcom)≤20。
10.权利要求9的方法,其中1≤c(hcom)≤15。
11.上述权利要求中任一项的方法,还包括:
(A-9)将包含所述极性溶剂的第二贫溶剂料流进料到所述提取塔中。
12.权利要求11的方法,其中在给定时间段内,所述第一贫溶剂料流按W1的总重量包含所述极性溶剂,所述第二贫溶剂料流按W2的总重量包含所述极性溶剂,和0.5%≤W1/(W1+W2)×100%≤10%。
13.权利要求12的方法,其中0.5%≤W1/(W1+W2)×100%≤8%,优选0.5%≤W1/(W1+W2)×100%≤5%,更优选1%≤W1/(W1+W2)×100%≤5%,仍更优选1%≤W1/(W1+W2)×100%≤3%。
14.权利要求11至13中任一项的方法,其中所述第一贫溶剂料流和所述第二贫溶剂料流源自于共同的贫溶剂料流。
15.权利要求14的方法,其中所述共同的贫溶剂料流包含总浓度为c(hcom-cs)重量%的所述重质组分,基于所述共同的贫溶剂料流的总重量,和所述方法还包括:
(A-10)监测c(hcom-cs);和
(A-11)只有当c(hcom-cs)≥1时才执行步骤(A-3)至(A-8)。
16.上述权利要求中任一项的方法,还包括:
(A-12)从所述提取塔获得塔底料流,其中所述塔底料流相对于所述混合物进料富含芳族烃和所述极性溶剂;
(A-13)在汽提塔中分离所述塔底料流的至少一部分,以获得包含蒸汽并相对于所述塔底料流贫含所述极性溶剂的富芳族烃料流,和相对于所述塔底料流贫含芳族烃的第三贫溶剂料流;和
(A-14)从所述第三贫溶剂料流得到所述第一贫溶剂料流、所述第二贫溶剂料流和所述共同的贫溶剂料流中的至少一种。
17.权利要求16的方法,还包括:
(A-15)从所述第三贫溶剂料流得到第四贫溶剂料流;
(A-16)在蒸汽汽提再生塔和/或真空再生塔中再生所述第四贫溶剂料流,以获得包含蒸汽和塔底重质料流的经再生贫溶剂料流;和
(A-17)将所述经再生贫溶剂料流作为所述第一贫溶剂料流的至少一部分进料到:所述汽提塔、所述提取塔和所述隔膜分离器中的一个或多个中。
18.权利要求17的方法,还包括:
(A-18)使所述富芳族烃料流的至少一部分冷凝以获得包含水性液相和油液相的混合物;
(A-19)分离所述水性液相以获得水料流;
(A-20)加热所述水料流以获得蒸汽料流;和
(A-21)将所述蒸汽料流进料至所述蒸汽汽提再生塔。
19.权利要求18的方法,其中在步骤(A-21)中,所述蒸汽料流被所述第三贫溶剂料流的一部分至少部分地加热。
20.从包含芳族烃和非芳族烃的混合物进料中提取芳族烃的方法,所述方法包括:
(A-1)将所述混合物进料进料到提取塔中;
(A-2)提供第一贫溶剂料流,所述第一贫溶剂料流包含浓度为c(ps)重量%的极性溶剂和总浓度为c(hcom)重量%的重质组分,基于所述贫溶剂料流的总重量;
(A-3)将所述第一贫溶剂料流进料到隔膜分离器中,其中:所述隔膜分离器包括具有第一体积、第二体积和在所述第一体积与所述第二体积之间的隔膜的容器;所述第一体积通过所述隔膜与所述第二体积分离;所述隔膜对所述极性溶剂比对所述重质组分更具渗透性;和将所述第一贫溶剂料流进料到所述第一体积中;
(A-4)获得离开所述隔膜分离器的所述第一体积的渗余物料流,其中所述渗余物料流相对于所述第一贫溶剂料流富含所述重质组分;
(A-5)获得离开所述隔膜分离器的所述第二体积的渗透物料流,其中所述渗透物料流相对于所述第一贫溶剂料流贫含所述重质组分;
(A-6)将所述渗透物料流的至少一部分进料到所述提取塔中;
(A-9)将包含所述极性溶剂的第二贫溶剂料流进料到所述提取塔中,
其中在给定时间段内,所述第一贫溶剂料流按W1的总重量包含所述极性溶剂,所述第二贫溶剂料流按W2的总重量包含所述极性溶剂,和0.5%≤W1/(W1+W2)×100%≤10%。
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US4510047A (en) * | 1983-12-14 | 1985-04-09 | Exxon Research And Engineering Co. | Selective extraction solvent recovery using regenerated cellulose membrane under reverse osmosis conditions |
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US4532029A (en) * | 1984-04-27 | 1985-07-30 | Exxon Research And Engineering Co. | Aromatic solvent upgrading using membranes |
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US5130017A (en) * | 1990-12-06 | 1992-07-14 | Exxon Research And Engineering Company | Multi-block polymer comprising a first amide acid prepolymer, chain extended with a compatible second prepolymer, the membrane made therefrom and its use in separations |
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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