TW201912616A - 於芳香族複合物中回收苯及燃料氣體之方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種自原料中分離二甲苯之方法，其中將該原料分離成二甲苯物流、富含苯之物流及輕餾分物流。可利用兩個分離區，其中將來自兩者之液體遞送至壓縮區且將來自壓縮區之蒸氣在物流進入第二分離區之前與該物流組合。

Description

於芳香族複合物中回收苯及燃料氣體之方法

本發明係關於一種改良的烴類蒸餾節能方法。更特定言之，本發明涉及產生二甲苯異構體、苯及燃料氣體之芳香族加工複合物內的節能。

二甲苯異構體自石油大量生產作為各種重要工業化學品之原料。最重要的二甲苯異構體為對二甲苯，其為聚酯之主要原料且由於大量的基本需求而繼續享有高增長率。鄰二甲苯用於生產鄰苯二甲酸酐，其供應量大但相對成熟的市場。間二甲苯使用較少，但在諸如塑化劑、偶氮染料及木材防腐劑之產品中的用量正在增長。乙苯一般存在於二甲苯混合物中且偶爾回收用於苯乙烯生產，但通常視為C8芳香族物中之較不合乎需要的組分。

在芳香族烴中，在作為工業化學品之原料上，二甲苯的整體重要性與苯的整體重要性相當。二甲苯及苯係藉由重整石腦油自石油中產生但其量並不足以滿足需求；因此有必要轉化其他烴以提高二甲苯及苯之產率。常常使甲苯脫烷基化以產生苯或選擇性岐化以產生苯及C8芳香族物，自其中回收個別二甲苯異構體。

產生二甲苯之芳香族複合物為能量之實質性消費者，特別是在製備原料及自轉化過程分離產物的蒸餾操作中。自原料分離二甲苯尤其提供顯著的節能潛力。此類過程中之節能不僅會降低加工成本，且亦解決目前對碳排放的擔憂。

除產生二甲苯之外，在芳香族複合物中二甲苯之催化轉化過程中產生有價值的燃料氣體。此燃料氣體之一部分可在二甲苯異構化單元中回收。

二甲苯異構化單元通常包括脫庚烷塔及穩定器。目前用於二甲苯異構化單元之設計在脫庚烷塔與穩定器之間利用至少兩個再循環迴路。

在第一再循環迴路中，來自穩定器的至少一部分頂部蒸氣再循環回至脫庚烷塔。此舉由於使此部分蒸氣返回脫庚烷塔且將會通過相同的分離設備而導致此部分蒸氣在相同的分離過程中再冷凝、再閃蒸且最終再壓縮。

第二再循環迴路在接收器與排氣鼓之間形成，其中來自排氣鼓之冷凍液體進入較熱的低壓接收器且再閃蒸成蒸氣進入壓縮機。此舉需要將相同的化合物再次壓縮及冷卻。

咸信，目前的設計至少因為兩個再循環迴路以設備容量及效用成本為代價導致不希望的相同材料的再加工而為低效的。此類過程中之節能不僅會降低加工成本，且亦解決目前對碳排放的擔憂。

因此，需要提供可更高效地進行的二甲苯異構化方法。

本揭示案描述一種涉及改良的烴類蒸餾節能方法的方法。本揭示案消除對穩定區之需求，允許主要為甲苯之第一液體流可遞送至甲苯回收區。此舉消除對高成本萃取之需求。

除非另外指示，否則在前文中，所有溫度均以攝氏度闡述，且所有份數及百分比均以重量計。根據以下詳細描述及圖式，本發明之其他目標、優點及應用對於熟習此項技術者將變得顯而易見。實例之其他目標、優點及新穎特徵將部分闡述於以下描述中，且部分對於熟習此項技術者在研究以下描述及隨附圖式時將變得顯而易見，或可藉由生產或實例操作習得。藉助於隨附申請專利範圍中特別指出之方法、工具及組合，可實現及獲得概念之目標及優點。

以下詳細描述本質上僅為例示性的且不意欲限制所描述之實施例的應用及用途。此外，並不意欲受在前述先前技術或以下詳細描述中所提出之任何理論的束縛。

參考隨附圖式提供對本發明裝置的描述。圖式為本發明之較佳實施例的簡化圖，且不意欲作為對本文提供之說明書及隨附申請專利範圍之一般寬泛範疇的過度限制。已省略某些硬體，諸如閥門、泵、壓縮機、熱交換器、儀器及控制器，因為其對於清楚地理解本發明並非必需的。此硬體之用途及應用完全在此項技術內。

已開發一種自原料中分離二甲苯之方法。本發明方法之原料一般包含通式C6H(6-n)Rn之烷基芳香族烴類，其中n為0至5之整數且各R可為任何組合之CH3、C2H5、C3H7或C4H9。本發明方法之富含芳香族物的原料可衍生自多種來源，包括但不限於催化重整、石腦油之蒸氣熱解、餾出物或其他烴類以產生輕烯烴及較重的富含芳香族物的副產物(包括通常稱為「裂解汽油」之汽油範圍材料)，以及餾出物及重油之催化或熱裂解以產生汽油範圍內之產物。來自熱解或其他裂解操作之產物一般將在加入複合物之前根據工業中熟知的方法進行加氫處理，以移除會影響產物品質及/或損害其中採用之催化劑或吸附劑的硫、烯烴及其他化合物。來自催化裂解之輕循環油亦可根據已知技術有利地進行加氫處理及/或加氫裂解以產生汽油範圍內之產物；加氫處理較佳亦包括催化重整以產生富含芳香族物之進料流。若原料為催化重整物，則重整器較佳以高嚴格度操作以實現高芳香族物產率，使得產物中之非芳香族物的濃度低。

圖式展示用於原料之芳香族加工複合物之二甲苯異構化物回收部分的簡化流程圖，該原料通常含有烯烴化合物及輕餾分，例如丁烷及較輕烴類，諸如戊烷，以及苯、甲苯及C8芳香族物及更高級芳香族物及脂族烴，包括環烷。

原料經由管線10引入二甲苯分離區12。二甲苯分離區12包括塔14。塔14較佳為蒸餾塔且且最佳為脫庚烷塔。如一般熟習此項技術者應瞭解，此類塔14可含有塔盤或機械填料。

在二甲苯分離區12中，原料分離成氣相及液相。液相含有大部分二甲苯以及其他較重烴類。液相可經由管線16自二甲苯分離區12回收且通入另外的處理單元以回收所需的二甲苯異構體及其他有價值的副產物。另外的處理單元為一般熟習此項技術者已知的且並非完全理解本發明所必需的。

二甲苯分離區12中之氣相含有具有七個或更少碳原子之烴類、苯及甲苯。如一般熟習此項技術者應瞭解，當分離烴類時，在分離過程中緊密接觸的蒸氣及液體流中之組分存在平衡分佈，因此，本發明旨在適應一系列芳香族及非芳香族組分純度。

氣相自二甲苯分離區12回收且經由管線18通入第一分離區20。在第一分離區20內，氣相部分冷凝。因此，在用於將來自二甲苯分離區12之氣相通入第一分離區20的管線18中提供冷凝器24。

第一分離區20通常包括容器22。較佳地，第一分離區20之容器22具有大致32℃至149℃之溫度。在容器22中，來自冷凝器24之混合氣相及液相分離成第一液相及第一氣相。第一液相包含苯及甲苯以及溶解於液相中之具有五個或更少碳之可溶性等級的烴類。第一氣相主要包含氫氣及具有四個或更少碳的烴類。同樣，將存在一些交叉量之化合物。來自第一分離區20之第一液相的一部分可經由管線30再循環至二甲苯分離區12，且富含甲苯之液相經由管線28遞送至甲苯回收區。

來自第一分離區20之第一氣相經由管線33通入壓縮區34，在壓縮區中第一氣相壓縮成經壓縮之氣相。壓縮區34至少包括壓縮機36。較佳地，第一氣相亦在壓縮區34中冷卻且部分冷凝。因此，壓縮區34包括冷凝器37。

經壓縮及部分冷凝之第一氣相經由管線38自壓縮區34通入第二分離區40，該第二分離區通常包括通常具有入口分配器之容器42以便於經壓縮之氣相的分離，且亦可具有用於傾析重質含水液相之滴管，重質含水液相可在塔進料中存在水時形成或可以其他方式進入塔頂系統。第二分離區40之溫度通常在大致10℃至149℃之間。在第二分離區40中，經壓縮及部分冷凝之第一氣相分離成第二液相及第二氣相。

第二氣相包含輕餾分蒸氣流，其包括具有四個或更少碳原子之烴類及氫氣。輕餾分蒸氣流可經由管線44自第二分離區40回收且例如可返回至反應區(未示出)，可用作燃料或用於其他過程。第二液相來自容器42。

本發明如圖所示，避免由不必要的甲苯再萃取引起的能量浪費。將來自第一分離區20之第一氣相中的苯及苯共沸物種濃縮且直接遞送至第二分離區40萃取，同時富含甲苯之第一液相經由管線28遞送至甲苯回收區。

在第一分離區20中，第一液相主要含有甲苯。為避免與再萃取甲苯相關之能量損失，將第一液相引導至甲苯回收區而非穩定區。來自第一分離區20之第一液相的一部分可經由管線30再循環至二甲苯分離區12。甲苯回收區可在轉烷化單元中常見的汽提塔中實現，由此亦實現第一液相之一定程度的穩定化。來自第一分離區20之蒸氣遞送至壓縮區34。壓縮區34包括冷凝器37，且經壓縮及部分冷凝之氣相經由管線38引導至第二分離區40。

在本發明中，第二分離區40僅包括容器42，以將經壓縮及部分冷凝之氣相分離成經由管線44移除之第二氣相產物及富含苯之第二液相。富含苯之第二液相亦可經由管線48與來自例如芳香族轉烷化單元之另一種富含苯之物流組合。在先前技術中，經組合之液體遞送至穩定區。然而，在本發明中，不存在穩定區。在本發明中，經組合之液體流遞送至甲苯回收區。與先前技術不同，第一液體流(主要為甲苯)不必遞送至對液體進行高成本萃取的穩定區。

如所瞭解，根據此等實施例中之一或多者的方法提供自反應流出物分離二甲苯之有效且高效的方法。更特定言之，在本發明之一或多個實施例中，消除穩定區以使得第二液相直接遞送至萃取塔。消除來自穩定區之頂部蒸氣的不必要的再壓縮。

儘管至少一個例示性實施例已呈現於本發明之前述詳細描述中，但應瞭解，存在大量的變化形式。亦應瞭解，一或多個例示性實施例僅為實例，且不意欲以任何方式限制本發明之範疇、適用性或組態。相反，前述詳細描述將為熟習此項技術者提供實施本發明之例示性實施例的便利路線圖，應理解，可對例示性實施例中所描述之元件的功能及佈置進行各種改變而不背離如隨附申請專利範圍及其合法等效物中所闡述之本發明之範疇。

雖然已用目前視為較佳實施例之內容描述本發明，但應理解，本發明不限於所揭示之實施例，而是旨在覆蓋包括於隨附申請專利範圍之範疇內的各種修改及等效佈置。 具體實施例

雖然以下結合具體實施例進行描述，但應理解，此描述旨在說明而不限制前述說明書及隨附申請專利範圍之範疇。

本發明之第一實施例為自原料回收二甲苯異構化過程中富含苯之液體流及輕餾分蒸氣流的方法，該方法包含將原料通入脫庚烷塔，在脫庚烷塔中將原料分離成脫庚烷塔氣相及脫庚烷塔液相，脫庚烷塔氣相含有具有七個或更少碳原子之烴類，而脫庚烷塔液相含有具有八個或更多碳原子之烴類；將脫庚烷塔氣相自脫庚烷塔通入第一分離區；在第一分離區中將脫庚烷塔氣相分離成第一液相及第一氣相；將第一液相自第一分離區通入甲苯回收區；將第一氣相自第一分離區通入壓縮區，在壓縮區中將第一氣相壓縮及部分冷凝以提供經壓縮及部分冷凝之氣相；將經壓縮及部分冷凝之氣相自壓縮區通入第二分離區；在第二分離區中將經壓縮及部分冷凝之氣相分離成第二液相及第二氣相，第二氣相為輕餾分蒸氣流；回收輕餾分蒸氣流；將第二液相通入萃取區；及將富含苯之液體流遞送至萃取區。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其進一步包含將第一液相之一部分通入脫庚烷塔。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其進一步包含將富含苯之液體流通入萃取區以回收苯流。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其進一步包含將富含苯之液體流通入儲存器。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其進一步包含在脫庚烷塔蒸氣流進入第一分離區之前壓縮脫庚烷塔蒸氣流。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中第一分離區之溫度在大致32℃至149℃之間。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中第二分離區之溫度在大致10℃至149℃之間。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第一實施例中之一個、任何或所有實施例，其中第一分離區之溫度在大致10℃至149℃之間且第二分離區之溫度在大致10℃至149℃之間。

本發明之第二實施例為自原料回收二甲苯異構化過程中富含苯之液體流及輕餾分蒸氣流的方法，該方法包含將原料通入蒸餾塔，在蒸餾塔中將原料分離成蒸餾蒸氣及蒸餾液，蒸餾蒸氣主要含有具有七個或更少碳原子之烴類；使蒸餾蒸氣冷凝；將蒸餾蒸氣分離成第一液相及第一氣相；將第一液相通入甲苯回收區；將第一氣相壓縮成經壓縮之氣相；將經壓縮之氣相分離成第二液相及第二氣相，第二氣相為輕餾分蒸氣流；回收輕餾分蒸氣流；將第二液相通入萃取區；及將富含苯之液體流回收且遞送至萃取區。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第二實施例中之一個、任何或所有實施例，其中第一液相之溫度在大致32℃至149℃之間。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第二實施例中之一個、任何或所有實施例，其中經壓縮之氣相的溫度在大致10℃至149℃之間。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第二實施例中之一個、任何或所有實施例，其進一步包含將第一液相之一部分通入蒸餾塔。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第二實施例中之一個、任何或所有實施例，其進一步包含將富含苯之液體流通入萃取區以回收苯流。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第二實施例中之一個、任何或所有實施例，其進一步包含將富含苯之液體流通入儲存器。

本發明之第三實施例為自原料回收二甲苯異構化過程中富含苯之液體流及輕餾分蒸氣流的方法，該方法包含將原料通入分離區，在分離區中將原料分離成蒸氣流及液體流，蒸氣流主要含有具有七個或更少碳原子之烴類，液體流包含二甲苯；使蒸氣流冷凝；將蒸氣流分離成第一液相及第一氣相；將第一氣相通入壓縮區；將第一氣相壓縮成經壓縮之氣相；將經壓縮之氣相分離成第二液相及第二氣相，第二氣相為輕餾分蒸氣流；回收輕餾分蒸氣流；將第二液相通入萃取區；及將富含苯之液體流回收且遞送至萃取區。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第三實施例中之一個、任何或所有實施例，其中第一液相之溫度在大致32℃至149℃之間。本發明之一實施例為本段先前實施例至本段第三實施例中之一個、任何或所有實施例，其中經壓縮之氣相的溫度在大致10℃至149℃之間。

無需進一步詳細描述，咸信使用前述描述，熟習此項技術者可最大程度地利用本發明且在不背離本發明之精神及範疇之情況下易於確定本發明之基本特徵，以對本發明進行各種變化及修改以使其適合於各種用途及條件。因此，前述較佳具體實施例解釋為僅說明性的，而不以任何方式限制本揭示案之其餘部分，且旨在覆蓋包括於隨附申請專利範圍之範疇內的各種修改及等效佈置。

除非另外指示，否則在前文中，所有溫度均以攝氏度闡述，且所有份數及百分比均以重量計。

10‧‧‧管線

12‧‧‧二甲苯分離區

14‧‧‧塔

16‧‧‧管線

18‧‧‧管線

20‧‧‧第一分離區

22‧‧‧容器

24‧‧‧冷凝器

28‧‧‧管線

30‧‧‧管線

33‧‧‧管線

34‧‧‧壓縮區

36‧‧‧壓縮機

37‧‧‧冷凝器

38‧‧‧管線

40‧‧‧第二分離區

42‧‧‧容器

44‧‧‧管線

48‧‧‧管線

圖式為簡化的方法流程圖，其中圖式展示根據本發明之一或多個實施例的二甲苯異構化物回收方法。

Claims (17)

1. 一種自原料回收二甲苯異構化過程中富含苯之液體流及輕餾分蒸氣流的方法，該方法包含： 將原料通入脫庚烷塔，在該脫庚烷塔中將該原料分離成脫庚烷塔氣相及脫庚烷塔液相，該脫庚烷塔氣相含有具有七個或更少碳原子之烴類，且該脫庚烷塔液相含有具有八個或更多碳原子之烴類； 將該脫庚烷塔氣相自該脫庚烷塔通入第一分離區； 在該第一分離區中將該脫庚烷塔氣相分離成第一液相及第一氣相； 將該第一液相自該第一分離區通入甲苯回收區； 將該第一氣相自該第一分離區通入壓縮區，在該壓縮區中將該第一氣相壓縮及部分冷凝以提供經壓縮及部分冷凝之氣相； 將該經壓縮及部分冷凝之氣相自該壓縮區通入第二分離區； 在該第二分離區中將該經壓縮及部分冷凝之氣相分離成第二液相及第二氣相，該第二氣相為輕餾分蒸氣流； 回收該輕餾分蒸氣流； 將該第二液相通入萃取區；及 將該富含苯之液體流遞送至該萃取區。
2. 如請求項1之方法，其進一步包含將該第一液相之一部分通入該脫庚烷塔。
3. 如請求項1之方法，其進一步包含將該富含苯之液體流通入萃取區以回收苯流。
4. 如請求項1之方法，其進一步包含將該富含苯之液體流通入儲存器。
5. 如請求項1之方法，其進一步包含在該脫庚烷塔蒸氣流進入該第一分離區之前壓縮該脫庚烷塔蒸氣流。
6. 如請求項5之方法，其中該第一分離區之溫度在大致32℃至149℃之間。
7. 如請求項6之方法，其中該第二分離區之溫度在大致10℃至149℃之間。
8. 如請求項1之方法，其中該第一分離區之溫度在大致10℃至149℃之間且該第二分離區之溫度在大致10℃至149℃之間。
9. 一種自原料回收二甲苯異構化過程中富含苯之液體流及輕餾分蒸氣流的方法，該方法包含： 將原料通入蒸餾塔，在該蒸餾塔中將該原料分離成蒸餾蒸氣及蒸餾液，該蒸餾蒸氣主要含有具有七個或更少碳原子之烴類； 使該蒸餾蒸氣冷凝； 將該蒸餾蒸氣分離成第一液相及第一氣相； 將該第一液相通入甲苯回收區； 將該第一氣相壓縮成經壓縮之氣相； 將該經壓縮之氣相分離成第二液相及第二氣相，該第二氣相為輕餾分蒸氣流； 回收該輕餾分蒸氣流； 將該第二液相通入萃取區；及 將該富含苯之液體流回收且遞送至萃取區。
10. 如請求項9之方法，其中該第一液相之溫度在大致32℃至149℃之間。
11. 如請求項10之方法，其中該經壓縮之氣相的溫度在大致10℃至149℃之間。
12. 如請求項9之方法，其進一步包含將該第一液相之一部分通入該蒸餾塔。
13. 如請求項9之方法，其進一步包含將該富含苯之液體流通入萃取區以回收苯流。
14. 如請求項9之方法，其進一步包含將該富含苯之液體流通入儲存器。
15. 一種自原料回收二甲苯異構化過程中富含苯之液體流及輕餾分蒸氣流的方法，該方法包含： 將原料通入分離區，在該分離區中將該原料分離成蒸氣流及液體流，該蒸氣流主要含有具有七個或更少碳原子之烴類，該液體流包含二甲苯； 使該蒸氣流冷凝； 將該蒸氣流分離成第一液相及第一氣相； 將該第一氣相通入壓縮區； 將該第一氣相壓縮成經壓縮之氣相； 將該經壓縮之氣相分離成第二液相及第二氣相，該第二氣相為輕餾分蒸氣流； 回收該輕餾分蒸氣流； 將該第二液相通入萃取區；及 將該富含苯之液體流回收且遞送至該萃取區。
16. 如請求項15之方法，其中該第一液相之溫度在大致32℃至149℃之間。
17. 如請求項15之方法，其中該經壓縮之氣相的溫度在大致10℃至149℃之間。