TW201323404A - 利用多重吸附分離單元及分隔分餾塔製造對二甲苯之方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於自複數種二甲苯異構物分離對二甲苯之方法，其中該方法在第一進料點將包含複數種二甲苯異構物之第一混合二甲苯流引入第一吸附分離單元中，以產生第一富含對二甲苯之流及第一萃餘物流，且將包含複數種二甲苯異構物之第二混合二甲苯流引入第二吸附分離單元中，以產生第二萃餘物流。該方法將該第一萃餘物流與該第二萃餘物流二者進給至萃餘物塔中。該方法進一步將來自該第二吸附分離單元之萃取物流引入分隔萃取塔之第一輸入中，該分隔萃取塔包含界定第一蒸餾區與第二蒸餾區之內部隔板。

Description

利用多重吸附分離單元及分隔分餾塔製造對二甲苯之方法及裝置
本發明係關於自含有芳香族與非芳香族烴之混合物之進料流形成及吸附分離所選二甲苯異構物、較佳對二甲苯之方法。更具體而言，本發明係關於藉由消除汽化來自異構化製程之產物流之需要來增加對二甲苯製造效率。最具體而言，本發明係關於對二甲苯製程，其包含多重吸附分離單元(各單元利用不同脫附劑)以消除異構化產物流之分餾及分隔分餾塔以加強多重分餾塔。
本申請案主張對於2011年12月15日提出申請之美國申請案第13/327,029號之優先權。
芳香族烴對二甲苯係在化學合成中應用廣泛且多樣的重要中間體。在氧化後，對二甲苯產生對苯二甲酸。聚酯織物及樹脂係自乙二醇與對苯二甲酸之聚合物產生。該等聚酯材料廣泛用於許多工業且用於製造諸如服裝、飲料容器、電子組件及絕緣材料等物品。
對二甲苯之製造在商業上實踐於大規模設備中且具有高競爭性。業內不僅關注經由異構化、轉烷基化及歧化中之一或多者將原料有效轉化以產生對二甲苯及自所得C8芳香族異構物混合物有效分離對二甲苯，且亦關注與此等製程相關之能量消耗及資金成本。
在先前技術方法中，藉由分餾自C8芳香族化合物(即二甲苯異構物)分離C9芳香族化合物。此需要加熱混合物以 汽化C8及更輕質芳香族化合物。大部分異構化流必須經汽化以達成C9分離，此乃因該流通常主要係由C8及更輕質芳香族化合物構成。此分離需要大量能量及相關成本。在移除C9芳香族化合物後，隨後使含C8流再循環至吸附分離單元中。
因此，提供製造對二甲苯之方法係目前最佳技術之進展，該方法包括自C8芳香族異構物混合物之分離及異構物形成，從而消除汽化異構化流用於移除C9芳香族化合物之需要，藉此降低呈能量消耗形式之操作費用及呈所需處理設備及此處理設備之大小形式之資金支出。在芳香族轉化製程與二甲苯分離製程之間共用分餾塔藉此降低資金成本將為目前最佳技術之另一進展。
本發明提供自複數種二甲苯異構物分離對二甲苯之方法。該方法在第一進料點將包含複數種二甲苯異構物之第一混合二甲苯流引入第一吸附分離單元中，以產生第一富含對二甲苯之流及第一萃餘物流，且將第二混合二甲苯流包含複數種二甲苯異構物引入第二吸附分離單元中，以產生第二萃餘物流。
該方法將第一萃餘物流與第二萃餘物流二者進給至萃餘物塔中。該方法進一步將來自第二吸附分離單元之萃取物流引入分隔萃取塔之第一輸入中，該分隔萃取塔包含界定第一蒸餾區與第二蒸餾區之內部隔板。分隔萃取塔包含第一蒸餾區之第一輸入、第二蒸餾區之第二輸入、第一蒸餾 區之第一輸出及第二蒸餾區之第二輸出。
提供分餾塔。分餾塔包含外殼、佈置於該外殼內之隔板，其中該隔板界定第一蒸餾區與第二蒸餾區。分餾塔進一步包含第一輸入埠，其經形成以延伸穿過該外殼並進入該第一蒸餾區中；第一輸出埠，其經形成以自該第一蒸餾區向外延伸並穿過該外殼；第二輸入埠，其經形成以延伸穿過該外殼並進入該第二蒸餾區中；及第二輸出埠，其經形成以自該第二蒸餾區向外延伸並穿過該外殼。
提供自複數種二甲苯異構物分離對二甲苯之裝置。該裝置包含第一吸附分離單元、第二吸附分離單元、與該第一吸附分離單元及該第二吸附分離單元二者流體連通之萃餘物塔。該裝置進一步包含與該第二吸附分離單元流體連通之申請者分餾塔。
對二甲苯通常係自源自不同來源(例如藉由液體-液體萃取及/或分餾催化重組)之混合芳香族烴部分回收。對二甲苯在商業上係自通常含有所有三種二甲苯異構物(亦即鄰二甲苯、間二甲苯及對二甲苯)之進料流分離。對二甲苯或另一期望異構物係藉由分級結晶或吸附分離或該等技術之組合來分離。吸附分離通常較佳，此乃因其相對於結晶分離(約65%)具有顯著更高之單程回收率(約97%)。
典型吸附分離製程首先涉及經由分餾自較重質芳香族烴(即C9+)及非芳香族烴分離C8芳香族烴，包括鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯及乙基苯。
彼等熟習此項技術者應瞭解，標誌符「CX」係指包含X個碳原子之化合物，「CX+」係指包含X或更多個碳原子之化合物，且「CX-」係指包含X或更少個碳原子之化合物。
然後利用模擬逆流移動床(SMB)吸附分離單元自C8異構物混合物分離對二甲苯異構物。此模擬係利用公認商業技術實施，其中吸附劑(通常為固體沸石材料)於一或多個柱形吸附劑室中保持就位。該製程中所涉及流進入及離開室之位置沿室之高度緩慢移位。用於此程序中之流通常有至少4種(進料、脫附劑、萃取物及萃餘物)，且進料及脫附劑流進入室之位置以及萃取物及萃餘物流離開室之位置在相同方向上以設定間隔及逐步方式同時移位。該等轉移點之各位置之移位遞送或移除來自室內不同床之液體。
典型室對於各床具有單管線。流入或流出特定管線係視情況由旋轉閥控制。即使吸收劑在室內固定就位，流沿床之移位仍模擬吸收劑在與液體流動相反之方向上之移動。SMB室亦非常適於大量製造，此乃因輸入及輸出流在遍及吸收劑材料中在床中之模擬移動內具有接近恆定之組成。
典型SMB單元使重質脫附劑(例如對二乙基苯)再循環，以自其他C8異構物分離高純度對二甲苯。對二乙基苯係藉由分餾自對二甲苯分離之C10芳香族化合物。
使來自吸附分離單元之非對二甲苯異構物混合物經受催化異構化以在混合物中重新建立平衡量之對二甲苯異構物。除對二甲苯及其他C8異構物外，異構化流通常亦含有 一定量之C9+芳香族化合物，該等C9+芳香族化合物將累積於脫附劑中且因此必須予以移除。
提供不汽化完全異構化產物流而分離期望二甲苯異構物之方法。該方法包含兩個吸附分離單元。第一單元利用重質脫附劑且第二單元利用輕質脫附劑。彼等熟習此項技術者應瞭解，與模擬移動床吸收劑系統組合利用之脫附劑有助於自吸附劑床移除所吸收之材料。情況如此，可用脫附劑對期望材料(即對二甲苯)之親和力實質上與吸附劑床對該期望材料之親和力相同。
本文所用術語重質及輕質通常係指脫附劑相對於C8芳香族化合物(亦即鄰-、間-、對二甲苯及乙基苯)之沸點。
在某些實施例中，重質脫附劑係選自由對二乙基苯、對二異丙基苯、四氫化萘及諸如此類及其組合組成之群。在某些實施例中，甲苯及諸如此類可用作輕質脫附劑。對二乙基苯之沸點高於C8芳香族異構物，且因此當自分餾塔中之C8異構物分離時，對二乙基苯係底部物(即重質)產物。類似地，甲苯之沸點低於C8芳香族異構物，且因此當自分餾塔中之C8異構物分離時，甲苯係塔頂餾出物(即輕質)產物。
與先前技術方法不同，申請者方法包含將含有在異構化單元中形成之期望二甲苯異構物之材料流進給至第二吸附分離單元中，而非進給回分餾塔中。將來自第二吸附分離單元之萃取物流(富含期望二甲苯異構物)進給回第一吸附分離單元中用於分離期望二甲苯異構物。下文將更詳細地 提供該方法。
參照圖1，繪示製造對二甲苯之先前技術方法之圖100。進料流102進入二甲苯分餾單元104。進料流通常含有鄰-、間-及對二甲苯異構物且亦可含有一定量之乙基苯、甲苯、C8環烷烴、烷烴及每分子具有超過8個碳原子之烴。
二甲苯分餾單元104係分餾塔。二甲苯分餾單元104將傳入流分成包含C8及更輕質芳香族化合物(包括二甲苯異構物、乙基苯及甲苯)之塔頂餾出物流106以及包含C9+芳香族化合物之底部物108及一或多個側餾分流(未顯示)。
表1列舉進料流102之實例組成。
塔頂餾出物流106進入分離總成110，其中輸入流106分離成萃餘物流114、甲苯流116及對二甲苯流118。萃餘物流114已實質上空乏對二甲苯，但含有其他C8芳香族化合物，包括鄰二甲苯、間-二甲苯及乙基苯。
在分離總成110內，流106進入吸附分離單元112。吸附 分離單元112將傳入流106分離成萃餘物流120及萃取物流122。吸附分離單元112通常包含兩個SMB室及一個旋轉閥。各個別室通常具有12個床。床管線將各床連接至旋轉閥。旋轉閥以逐步方式控制材料流入或流出各SMB室，以產生模擬移動床。
利用重質脫附劑(通常為對二乙基苯)來促進萃餘物流120及萃取物流122之分離。萃餘物流120包含經脫附劑及任何重質物稀釋之乙基苯、間二甲苯及鄰二甲苯。重質物係沸點大於C8芳香族異構物之烴且包括C9+芳香族化合物。萃取物流122包含經脫附劑及輕質餾分稀釋之對二甲苯。輕質餾分係沸點低於C8芳香族異構物之烴且包括甲苯及其他C7-芳香族化合物。
將萃餘物流120引導至萃餘物塔142。萃餘物塔142係分餾塔，其將傳入流120分成(i)包含乙基苯、間二甲苯及鄰二甲苯之塔頂餾出物萃餘物流114及(ii)包含脫附劑及任何重質物之底部物流124。使底部物流124經由合併流130再循環回吸附分離單元112。將塔頂餾出物萃餘物流114引導至異構化單元136。
包含二甲苯異構物及乙基苯之萃取物流122進入萃取塔126。萃取塔126係分餾塔，其將傳入流122分成(i)包含對二甲苯及甲苯之塔頂餾出物流128及(ii)包含脫附劑及重質物之底部物流132。使含有脫附劑之底部物流132經由合併流130再循環回吸附分離單元112。經合併脫附劑流130中之重質物可藉由將脫附劑滑流引導至小型脫附劑重餾塔中 來移除。
包含對二甲苯及甲苯之塔頂餾出物流128進入精製塔134。精製塔134係將傳入流128分成(i)塔頂餾出物甲苯流116及(ii)底部物對二甲苯流118之分餾塔。底部物對二甲苯流118含有最終期望產物。
包含乙基苯、間二甲苯及鄰二甲苯之萃餘物流114進入異構化單元136。異構化單元136中之觸媒重新建立鄰-、間-及對二甲苯異構物之平衡混合物且將乙基苯轉化成二甲苯及/或苯。
萃餘物流114中之非芳香族化合物裂解成輕質餾分且連同任何苯一起在流138中予以移除。異構化製程亦產生大量C9+。輸出流140包含二甲苯異構物之平衡混合物以及大量C9芳香族化合物及未經反應之乙基苯。輸出流140再循環回二甲苯分餾單元104中。
自二甲苯分餾單元104中之C8異構物分離異構化期間產生之C9芳香族化合物。儘管C9芳香族化合物僅係流之極小部分，但整個C8部分必須經汽化以達成此分離。
圖2圖解說明申請者裝置及方法之實施例200。進料流202進入二甲苯分餾單元204。在一個實施例中，進料流202含有鄰-、間-及對二甲苯異構物。在一個實施例中，進料流202含有大量乙基苯、甲苯、C8環烷烴、烷烴及每分子具有超過8個碳原子之烴。
在一個實施例中，進料流202係加氫處理石腦油以移除任何硫及氮污染物以及隨後催化重組之結果，其中淨化石 腦油中之石蠟及環烷轉化成芳香族化合物。大部分輕質餾分及C7-部分分別在去丁烷器及分餾塔中予以移除。包含C8+部分之進料流202進入二甲苯分餾單元204。在一個實施例中，進料流202包含23重量%之對二甲苯。
二甲苯分餾單元204係分餾塔。二甲苯分餾單元204將傳入流分成包含C8芳香族化合物(包括二甲苯異構物、乙基苯及甲苯)之塔頂餾出物流206以及包含C9+芳香族化合物之底部物流208及一或多個側餾分流(未顯示)。
來自二甲苯分餾單元204之塔頂餾出物流206及來自萃取塔210之底部物流214分別於第一進料輸入286及第二進料輸入284進入吸附分離單元216。吸附分離單元216將傳入流206及214分離成萃餘物流218及萃取物流220。在一個實施例中，利用重質脫附劑對二乙基苯來促進萃餘物流218與萃取物流220之分離。在某些實施例中，重質脫附劑係選自由對二乙基苯、對二異丙基苯、四氫化萘及諸如此類及其組合組成之群。萃餘物流218包含經脫附劑稀釋之乙基苯、間二甲苯及鄰二甲苯。萃取物流220包含經脫附劑稀釋之對二甲苯。
在一個實施例中，吸附分離單元216包含SMB總成及旋轉閥。在其他實施例中，吸附分離單元216包含SMB總成及一或多個旋轉閥、一或多個計算器件操作之閥或其組合。在一個實施例中，SMB總成包含單一物理室。在一個實施例中，物理室包括24個床。在一個實施例中，物理室包括少於24個床。在一個實施例中，SMB總成包括兩個物 理室。在一個實施例中，各物理室包括12個床。在一個實施例中，各物理室包括少於12個床。在一個實施例中，各物理室包括超過12個床。在一個實施例中，物理室具有不等數目之床。床管線將SMB總成中之各床連接至旋轉閥。旋轉閥以逐步方式控制材料流入或流出SMB總成以產生模擬移動床並沖洗不同材料流間之床管線。
當二甲苯異構物混合物進給至吸附分離單元216中且向下流動時，二甲苯異構物混合物接觸室內之固體吸附劑。佈置於吸附分離單元216中之沸石吸附劑對於對二甲苯具有親和力。當二甲苯混合物在固體吸附劑上流動時，對二甲苯選擇性地吸附至吸附劑中，而其他異構物繼續在室中向下在總液體中行進。
在某些實施例中，吸附分離單元216中之吸附劑對C7-芳香族化合物之選擇性極接近於對於對二甲苯之選擇性。因此，C7-芳香族化合物藉助萃取物流220離開吸附分離單元216。
萃取物流220進入萃取塔224。萃取塔224係分餾塔，其將傳入流220分離成(i)包含對二甲苯、C7-芳香族化合物及輕質餾分之塔頂餾出物對二甲苯流226及(ii)包含重質脫附劑部分(例如C10芳香族化合物對二乙基苯)之底部物流228。使底部物流228經由合併流230再循環回吸附分離單元216。
輕質脫附劑藉助合併流232進入吸附分離單元234。吸附分離單元234將傳入流254分離成萃餘物流236及萃取物流 238。流254係來自異構化單元250之異構化流，其包含二甲苯異構物之平衡混合物。
在一個實施例中，利用輕質脫附劑甲苯來促進萃餘物流236與萃取物流238之分離。在另一實施例中，利用除甲苯以外之輕質脫附劑來促進萃餘物流236與萃取物流238之分離。萃餘物流236包含經脫附劑稀釋之乙基苯、間二甲苯及鄰二甲苯。萃取物流238包含經脫附劑稀釋之對二甲苯。
在一個實施例中，吸附分離單元234包含SMB總成及旋轉閥。在其他實施例中，吸附分離單元234包含SMB總成及一或多個旋轉閥、一或多個計算器件操作之閥或其組合。在一個實施例中，SMB總成包含單一物理室。在一個實施例中，物理室包括24個床。在一個實施例中，物理室包括少於24個床。在一個實施例中，SMB總成包括兩個物理室。在一個實施例中，各物理室包括12個床。在一個實施例中，各物理室包括少於12個床。在一個實施例中，各物理室包括超過12個床。在一個實施例中，物理室具有不等數目之床。床管線將SMB總成中之各床連接至旋轉閥。旋轉閥以逐步方式控制材料流入或流出SMB總成以產生模擬移動床並沖洗不同材料流間之床管線。
當二甲苯異構物混合物進給至吸附分離單元234中且向下流動時，二甲苯異構物混合物接觸室內之固體吸附劑。佈置於吸附分離單元234中之沸石吸附劑對於對二甲苯具有親和力。當二甲苯混合物在固體吸附劑上流動時，對二 甲苯選擇性地吸附至吸附劑中，而其他異構物繼續在室中向下在總液體中行進。
萃餘物流236於第三位置276進入萃餘物塔222。
將萃取物流238及來自芳香族轉化單元280之輸出278分別於第一輸入290處及第二輸入288處進給至分隔萃取塔210(分隔分餾塔)中。
分隔萃取塔210將輸入流分別分成塔頂餾出物流212(於第三輸出埠296處)及底部物流214及282(於第一輸出埠294及第二輸出埠292處)。塔頂餾出物流212/242主要包含甲苯。在一個實施例中，流212/242亦包含C7-芳香族化合物及輕質雜質。底部物流214包含C8芳香族異構物，包括高濃度對二甲苯。底部物流282包含C8芳香族異構物。在一個實施例中，底部物流282亦包含藉助芳香族化合物轉化單元280引入之C9+芳香族化合物。在一個實施例中，底部物流282具有濃度低於底部物流214之對二甲苯。使輕質脫附劑(在一個實施例中為甲苯)在輕質脫附劑環路212、232、238中再循環。
在一個實施例中，自塔頂餾出物流212萃取滑流242。在一個實施例中，滑流242防止自進料流202引入脫附劑環路中之額外甲苯之累積。在一個實施例中，滑流242防止輕質脫附劑環路中累積輕質雜質。在一個實施例中，滑流242包含高純度甲苯。在一個實施例中，滑流242包含來自進料流202之甲苯及輕質雜質。
萃餘物塔222係分餾塔，其將萃餘物流236及218(各自分 別包含經輕質及重質脫附劑稀釋之對二甲苯空乏C8芳香族異構物)分離成C8芳香族異構物流244、輕質脫附劑流246及重質脫附劑流248。C8芳香族異構物流244於第二位置274離開萃餘物塔222。
輕質脫附劑連同任何輕質雜質一起具有最低沸點，且因此作為淨塔頂餾出物流246萃取。重質脫附劑連同任何重質物一起具有最高沸點，且因此作為淨底部物流248萃取。鄰二甲苯、間二甲苯及乙基苯具有中間沸點，且因此於側餾分塔板萃取。使重質脫附劑在重質脫附劑環路230、220/218、228/248中再循環。
在一個實施例中，C8芳香族異構物流244於低於萃餘物流236且高於萃餘物流218之位置離開萃餘物塔222。在一個實施例中，萃餘物流236於萃餘物塔222上之位置進入該塔，其中塔222內之組成類似於流236中之組成。在一個實施例中，萃餘物流218於萃餘物塔222上之位置進入該塔，其中塔222內之組成類似於流218中之組成。在提及分餾塔時，本所用術語「高於」係指塔中或塔上之位置使得於該位置插入之液體將向下流向參照點。類似地，術語「低於」係指塔中或塔上之位置使得於該位置插入之液體將背離參照點向下流動。
包含間二甲苯、鄰二甲苯及乙基苯之C8芳香族異構物流244進入異構化單元250。異構化單元250中之觸媒重新建立鄰-、間-及對二甲苯異構物之平衡混合物。在一個實施例中，觸媒係將乙基苯轉化成苯副產物之乙基苯去烷基化 觸媒。在一個實施例中，觸媒係將乙基苯轉化成其他二甲苯異構物之乙基苯異構化觸媒。
C8芳香族異構物流244中之非芳香族化合物裂解成成輕質餾分且連同所產生任何苯副產物一起在流252中予以移除。異構化製程亦可產生少量C9及更重質芳香族化合物。在一個實施例中，輸出流254包含二甲苯異構物之平衡混合物。在一個實施例中，輸出流254包含少量C9+芳香族化合物。在一個實施例中，輸出流254包含未經反應之乙基苯。在一個實施例中，輸出流254包含1.5重量%或更少之乙基苯。異構化輸出流254進入吸附分離單元234。
在某些實施例中，某些C9+芳香族化合物可由異構化單元250引入並累積於重質脫附劑環路230、220/218、228/248中。在萃餘物塔222之某些組態中，任何C9芳香族化合物將累積於異構化環路254、236、244中。在萃餘物塔222之其他組態中，任何C9芳香族化合物將累積於重質脫附劑環路230、220/218、228/248中。在萃餘物塔222之其他組態中，任何C9芳香族化合物將累積於異構化環路與重質脫附劑環路二者中。
在不同實施例中，利用一或多個阻力流(drag stream)來防止製程中累積C9+芳香族化合物。在一個實施例中，若重質脫附劑環路中發生累積，則藉助流230自脫附劑環路抽取阻力流264。流230主要包含重質脫附劑以及C9芳香族及重質雜質。將阻力流264進給至分餾塔266中，該分餾塔將阻力流264分離成塔頂餾出物流268及底部物流270。底 部物流270包含藉助流230返回脫附劑環路之高純度對二乙基苯。在一個實施例中，阻力流264中所抽取材料之量係流230之1體積%至20體積%。
在另一實施例中，若異構化環路(即254、236、244)中發生累積，則藉助萃餘物流244自異構化環路抽取阻力流262。流262包含鄰二甲苯、間二甲苯、乙基苯以及C9芳香族及重質雜質之混合物。在一個實施例中，阻力流262中之材料之量係萃餘物流244之1體積%至20體積%。
在又一實施例中，若異構化環路與重質脫附劑環路二者中皆發生累積，則同時利用阻力流262及264。在其他實施例中，不利用阻力流。在其他實施例中，藉由業內已知能自對二乙基苯分離C9芳香族化合物及重質物之另一方法來萃取雜質。
在一個實施例中，芳香族轉化單元280將包含甲苯與C9+芳香族化合物之混合物之傳入流262轉化成包含二甲苯異構物、乙基苯與甲苯之平衡混合物之輸出流278。芳香族轉化單元280促進將甲苯轉化成苯與二甲苯異構物之混合物之催化歧化反應。芳香族轉化單元280亦促進催化轉烷基化反應，該反應經由甲基取代之芳香族化合物間之甲基遷移將甲苯與C9芳香族異構物之摻合物轉化成二甲苯異構物。在另一流(未顯示)中萃取芳香族轉化總成中產生之苯。
將輸出流278進給至分隔萃取塔210中，該分隔萃取塔將輸出流278分成包含甲苯之塔頂餾出物流及包含C8+芳香族 化合物之底部物流282。將底部物流282進給回二甲苯分餾塔204中以將C8芳香族化合物分離至流206中且將C9+芳香族化合物分離至流208中。
將來自分隔萃取塔210之塔頂餾出物甲苯流分成流212及242。使流242再循環回芳香族轉化單元280中用於轉烷基化。流212係輕質脫附劑環路212、232、238之一部分。
精製塔272將來自萃取塔224之塔頂餾出物流226分成包含C7-芳香族化合物之塔頂餾出物流298及包含高純度對二甲苯之底部物流276。
在某些實施例中，在結構上類似於對二甲苯之對乙基甲苯可由異構化單元250引入製程中。在一些實施例中，對乙基甲苯係在吸附分離單元216中或在萃取塔224中與對二甲苯分離。在一些實施例中，利用業內已知技術自對二甲苯產物移除對乙基甲苯。
在一個實施例中，底部物對二甲苯流276包含95.0重量%之對二甲苯。在一個實施例中，底部物對二甲苯流276包含99.2重量%之對二甲苯。在一個實施例中，底部物對二甲苯流276包含99.7重量%之對二甲苯。在一個實施例中，底部物對二甲苯流276包含99.9重量%之對二甲苯。在一個實施例中，底部物對二甲苯流276包含大於99.9重量%之對二甲苯。
圖3圖解說明申請者分隔分餾塔210。分隔分餾塔210包含外殼302、上部分320及下部分322。上部分320包括類似於先前技術分餾塔之塔板303。下部分322由隔板308分 開，該隔板自塔302之底部332向上延伸至頂部部分334，產生下蒸餾區324及326。各下蒸餾區324及326分別具有塔板304及306。
輸入278引入下蒸餾區324中。輸入278包含C8芳香族化合物、C9+芳香族化合物與甲苯之混合物。
輸入238引入下蒸餾326中。輸入238包含C8芳香族化合物與甲苯之混合物。在一個實施例中，輸入238包含高濃度對二甲苯。
在一個實施例中，輸入238之對二甲苯濃度高於輸入278之對二甲苯濃度。在先前技術塔(即，無上部分320及下部分322之塔)中將來自輸入278及238之材料合併成單一流用於分餾將導致高純度材料在輸入238中之不合意稀釋。另外，此合併會將不合意之C9+芳香族化合物引入圖2之製程中。
隔板308防止下蒸餾區中之液體混合。隔板308自塔302之底部332向上延伸至頂部部分334。隔板308之頂部334由特定應用來確定，但經選擇以防止底部物液體產物282及214混合。
引入輸入278及238中之較輕質組份(即，彼等具有較低沸點者)在下部分322之溫度下汽化。因此，較輕質組份在塔302中向上行進。在一個實施例中，甲苯在側餾分塔板(未顯示)處作為液體萃取，且輕質餾分在塔頂餾出物流212/242處作為蒸氣萃取。在另一實施例中，甲苯在塔頂餾出物流中作為蒸氣萃取且冷凝以形成液體流。
在一個實施例中，流212/242包含高純度甲苯。在一個實施例中，流212/242包含甲苯及輕質雜質。
較重質組份(即，彼等具有較高沸點者)將以液體形式保持，且因此，將保持在下蒸餾區324中(若藉助輸入278引入)，或將保持於下蒸餾區326中(若藉助輸入238引入)。因此，輸入278及輸入238之重質部分將以隔離形式保持於下部分322中。
在一個實施例中，底部物產物282係C8芳香族化合物、C9+芳香族化合物與重質物之混合物。如圖2中所示，將底部物產物282進給至二甲苯分餾塔204中。
在一個實施例中，底部物產物214包含高純度對二甲苯流。如圖2中所示，將底部物產物214進給至吸附分離單元234中。
上部分320、下蒸餾區324及下蒸餾區326中每一者中之塔板303、304及306之數目分別隨特定產物輸入及期望輸出而有所不同，如彼等熟習此項技術者將瞭解。在一個實施例中，下蒸餾區324中之塔板之數目不同於下蒸餾區326中之塔板之數目。在一個實施例中，下蒸餾區324中之塔板之數目與下蒸餾區326中之塔板之數目相同。
塔302上之輸入278及238之位置經選擇以防止穿過隔板308之重質部分之任何混合。在一個實施例中，隔板308在進料塔板328及330中之最高者上方延伸4個塔板。在一個實施例中，隔板在進料塔板328及330中之最高者上方延伸大於4個塔板。在一個實施例中，隔板在進料塔板328及 330中之最高者上方延伸小於4個塔板。
如彼等熟習此項技術者應瞭解，申請者分隔分餾塔302可用於分離任兩個共用共同輕質部分但不同重質部分之輸入流。
藉由將申請者分隔分餾塔302納入圖2之裝置及方法中，不再需要與芳香族轉化單元280連通之單獨甲苯分餾塔。而是，使用分隔分餾塔210自二甲苯分離製程與芳香族轉化製程二者之重質物混合物萃取甲苯。
參照上述段落，在以下說明中參照圖式在較佳實施例中闡述本發明，其中相同編號表示相同或類似元件。整個說明書中凡提及「一個實施例」、「一實施例」或類似語言皆意指結合本實施例所述之特定特徵、結構或特性包括在本發明之至少一個實施例中。因此，在整個本說明書中出現之片語「在一個實施例中」、「在一實施例中」及類似語言皆可(但未必)指同一實施例。
可以任何適宜方式將本發明之所述特徵、結構或特性組合於一或多個實施例中。在上文說明中，列舉眾多具體細節以提供對本發明之實施例之透徹理解。然而，熟習此項技術者應認識到，可實踐本發明而無需一或多個具體細節或利用其他方法、組件、材料等。在其他情形下，未詳細顯示或闡述熟知之結構、材料或操作以避免模糊本發明之態樣。
儘管已經由上述實例性實施例闡述本發明，但彼等熟習此項技術者應理解，可對所闡釋實施例作出修改及改變， 此並不背離本文所揭示之本發明概念。例如，儘管已闡述一些分離對二甲苯之態樣，但彼等熟習此項技術者應容易地瞭解，所述各步驟之全部或一部分、或步驟之組合、一系列步驟之功能、操作、決定等可經組合，分成單獨操作或以其他順序實施。此外，儘管已結合不同闡釋性製程來闡述實施例，但熟習此項技術者應認識到，本文所述方法及製程可利用多種技術來體現。此外，所揭示態樣或該等態樣之部分可以上文未列示之方式組合。因此，本發明不應視為限於所揭示實施例。本發明範圍應參照隨附申請專利範圍以及其完全範圍或等效物來確定，且屬於申請專利範圍等效內容之含義及範圍之所有變化皆欲涵蓋於其完整範圍內。
100‧‧‧圖
102‧‧‧進料流
104‧‧‧二甲苯分餾單元
106‧‧‧塔頂餾出物流
108‧‧‧底部物
110‧‧‧分離總成
112‧‧‧吸附分離單元
114‧‧‧萃餘物流
116‧‧‧甲苯流
118‧‧‧對二甲苯流
120‧‧‧萃餘物流
122‧‧‧萃取物流
124‧‧‧底部物流
126‧‧‧萃取塔
128‧‧‧塔頂餾出物流
130‧‧‧經合併脫附劑流
132‧‧‧底部物流
134‧‧‧精製塔
136‧‧‧異構化單元
138‧‧‧流
140‧‧‧輸出流
142‧‧‧萃餘物塔
200‧‧‧裝置及方法之實施例
202‧‧‧進料流
204‧‧‧二甲苯分餾單元
206‧‧‧塔頂餾出物流/第一混合二甲苯流
208‧‧‧底部物流
210‧‧‧分隔萃取塔
212‧‧‧塔頂餾出物流/輕質脫附劑環路
214‧‧‧底部物流/第三混合二甲苯流
216‧‧‧第一吸附分離單元
218‧‧‧第一萃餘物流/重質脫附劑環路
220‧‧‧萃取物流/重質脫附劑環路/第一富含對二甲苯之流
222‧‧‧萃餘物塔
224‧‧‧第一萃取塔
226‧‧‧塔頂餾出物對二甲苯流
228‧‧‧底部物流/重質脫附劑環路
230‧‧‧重質脫附劑環路
232‧‧‧輕質脫附劑環路
234‧‧‧第二吸附分離單元
236‧‧‧第二萃餘物流/異構化環路
238‧‧‧萃取物流/輕質脫附劑環路
242‧‧‧塔頂餾出物流/滑流
244‧‧‧C8芳香族異構物流/異構化環路/C8萃餘物流
246‧‧‧輕質脫附劑流/淨塔頂餾出物流
248‧‧‧重質脫附劑流/淨底部物流/重質脫附劑環路
250‧‧‧異構化單元
252‧‧‧流
254‧‧‧異構化環路/第二混合二甲苯流
262‧‧‧阻力流
264‧‧‧阻力流
266‧‧‧分餾塔
268‧‧‧塔頂餾出物流
270‧‧‧底部物流
272‧‧‧精製塔/第一位置
274‧‧‧第二位置
276‧‧‧第三位置/底部物對二甲苯流
278‧‧‧芳香族化合物之混合物
280‧‧‧芳香族轉化單元
282‧‧‧底部物流
284‧‧‧第二進料輸入/第二進料點
286‧‧‧第一進料輸入/第一進料點
288‧‧‧第二輸入埠
290‧‧‧第一輸入埠
292‧‧‧第二輸出埠
294‧‧‧第一輸出埠
296‧‧‧第三輸出埠
298‧‧‧塔頂餾出物流
302‧‧‧外殼/塔
303‧‧‧塔板
304‧‧‧蒸餾塔板
306‧‧‧蒸餾塔板
308‧‧‧隔板
320‧‧‧上部分
322‧‧‧下部分
324‧‧‧第二蒸餾區/下蒸餾區
326‧‧‧第一蒸餾區/下蒸餾區
328‧‧‧進料塔板
330‧‧‧進料塔板
332‧‧‧底部部分
334‧‧‧頂部部分
圖1係先前技術方法之圖；圖2係所揭示具有分隔分餾塔之方法之一個實施例的圖，其中在該方法早期移除輕質雜質且將阻力流進給至芳香族轉化總成中；且圖3係申請者分隔分餾塔之一個實施例之示意圖。
200‧‧‧裝置及方法之實施例
202‧‧‧進料流
204‧‧‧二甲苯分餾單元
206‧‧‧塔頂餾出物流/第一混合二甲苯流
208‧‧‧底部物流
210‧‧‧分隔萃取塔
212‧‧‧塔頂餾出物流/輕質脫附劑環路
214‧‧‧底部物流/第三混合二甲苯流
216‧‧‧第一吸附分離單元
218‧‧‧第一萃餘物流/重質脫附劑環路
220‧‧‧萃取物流/重質脫附劑環路/第一富含對二甲苯之流
222‧‧‧萃餘物塔
224‧‧‧第一萃取塔
226‧‧‧塔頂餾出物對二甲苯流
228‧‧‧底部物流/重質脫附劑環路
230‧‧‧重質脫附劑環路
232‧‧‧輕質脫附劑環路
234‧‧‧第二吸附分離單元
236‧‧‧第二萃餘物流/異構化環路
238‧‧‧萃取物流/輕質脫附劑環路
242‧‧‧塔頂餾出物流/滑流
244‧‧‧C8芳香族異構物流/異構化環路/C8萃餘物流
246‧‧‧輕質脫附劑流/淨塔頂餾出物流
248‧‧‧重質脫附劑流/淨底部物流/重質脫附劑環路
250‧‧‧異構化單元
252‧‧‧流
254‧‧‧異構化環路/第二混合二甲苯流
262‧‧‧阻力流
264‧‧‧阻力流
266‧‧‧分餾塔
268‧‧‧塔頂餾出物流
270‧‧‧底部物流
272‧‧‧精製塔/第一位置
274‧‧‧第二位置
276‧‧‧第三位置/底部物對二甲苯流
278‧‧‧芳香族化合物之混合物
280‧‧‧芳香族轉化單元
282‧‧‧底部物流
284‧‧‧第二進料輸入/第二進料點
286‧‧‧第一進料輸入/第一進料點
288‧‧‧第二輸入埠
290‧‧‧第一輸入埠
292‧‧‧第二輸出埠
294‧‧‧第一輸出埠
296‧‧‧第三輸出埠
298‧‧‧塔頂餾出物流

Claims (10)

  1. 一種自複數種二甲苯異構物分離對二甲苯之方法，該方法之特徵在於：在第一進料點286將包含複數種二甲苯異構物之第一混合二甲苯流206引入第一吸附分離單元216中，以產生第一富含對二甲苯之流220及第一萃餘物流218；將包含複數種二甲苯異構物之第二混合二甲苯流254引入第二吸附分離單元234中，以產生第二萃餘物流236；將該第一萃餘物流218與該第二萃餘物流236二者進給至萃餘物塔222中；且將來自該第二吸附分離單元234之萃取物流238引入分隔萃取塔210之第一輸入290中，該分隔萃取塔210包含界定第一蒸餾區326與第二蒸餾區324之內部隔板308，該分隔萃取塔210包含該第一蒸餾區326之該第一輸入290、該第二蒸餾區324之第二輸入288、該第一蒸餾區326之第一輸出294、該第二蒸餾區324之第二輸出292。
  2. 如請求項1之方法，其中另外：由該萃餘物塔222產生C8萃餘物流244；將該C8萃餘物流244引入異構化單元250中，以產生該第二混合二甲苯流254，且阻力流(drag stream)262與芳香族轉化單元280流體連通；且由該芳香族轉化單元產生芳香族化合物之混合物278； 在該分隔萃取塔210之該第二輸入288中引入該芳香族化合物之混合物278。
  3. 如請求項2之方法，其中另外：在該分隔萃取塔210中形成第三混合二甲苯流214，其中該第三混合二甲苯流214包含濃度大於該第一混合二甲苯流206或該第二混合二甲苯流254之對二甲苯；且在第二進料點284將該第三混合二甲苯流214引入該第一吸附分離單元216中。
  4. 如請求項1之方法，其中：該第一萃餘物流218於第一位置272進入該萃餘物塔222；該C8萃餘物流244於第二位置274離開該萃餘物塔222；該第二萃餘物流236於第三位置276進入該萃餘物塔222；且其中該第二位置274係佈置於該第一位置272與該第三位置276之間。
  5. 如請求項4之方法，其中另外將該第一富含對二甲苯之流220引入第一萃取塔224中。
  6. 一種用於自複數種二甲苯異構物分離對二甲苯之裝置，其特徵在於：第一吸附分離單元216；第二吸附分離單元234；萃餘物塔222，其與該第一吸附分離單元216及該第二 吸附分離單元234二者流體連通；及分隔萃取塔210，其與該第二吸附分離單元234流體連通。
  7. 如請求項6之裝置，其中另外，分隔萃取塔210包含：外殼302，其包含第一高度；隔板308，其包含第二高度且佈置在該外殼302內，其中該隔板308界定第一蒸餾區326及第二蒸餾區324；第一輸入埠290，其經形成以延伸穿過該外殼302且進入該第一蒸餾區326中；第一輸出埠294，其經形成以自該第一蒸餾區326向外延伸且穿過該外殼302；第二輸入埠288，其經形成以延伸穿過該外殼302且進入該第二蒸餾區324中；及第二輸出埠292，其經形成以自該第二蒸餾區324向外延伸且穿過該外殼302。
  8. 如請求項7之裝置，其中另外：該外殼302包含底部部分332；該隔板308自該底部部分332向上延伸；且該第二高度小於該第一高度。
  9. 如請求項8之裝置，其中：該隔板308包含頂部部分334；且該第一輸入埠290於該頂部部分334下方延伸穿過該外殼302。
  10. 如請求項9之裝置，其中該分隔分餾塔進一步包含： 第一複數個蒸餾塔板306，其佈置於該第一蒸餾區326中；第二複數個蒸餾塔板304，其佈置於該第二蒸餾區324中；且其中至少4個蒸餾塔板306係佈置於該第一輸入埠290與該隔板308之該頂部部分334之間。
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