TW201946889A - 真空下分離芳香族化合物之方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種藉助於至少一個「重組物」蒸餾塔(C1)、一個芳香族化合物萃取單元(P1)、一個對二甲苯分離單元(P2)、一個二甲苯異構化單元(P3)及一個轉烷化單元(P4)來分離包含苯、甲苯及C8+化合物之原料的方法及裝置，該等單元之流出物係在以下蒸餾塔中分離：純化塔(C6)、脫庚烷塔(C7)及甲苯塔(C10)，其中該等蒸餾塔中之至少一者適用於在真空下操作，使得：於在真空下操作之該蒸餾塔之頂部處的產物中回收大部分該等C7-化合物，且於在真空下操作之該蒸餾塔之底部處的產物中回收大部分該等C8+化合物。

Description

真空下分離芳香族化合物之方法及裝置
本發明屬於用於分離芳香族化合物之方法及裝置之領域。本發明之主題尤其適用於芳香族化合物複合裝置之情況，該芳香族化合物複合裝置利用藉由苯及/或甲苯與包含8個或更多個碳原子之較重化合物(在下文中指示為C8+化合物)之間的蒸餾之分離。
專利FR 2 998 301 B1描述一種方法，其在用於藉由苯、甲苯與C8+化合物之間的蒸餾來分離的芳香族化合物複合裝置之燃料及電消耗方面允許總能量節省。具體言之，該方法之原理在於藉由在某些塔中產生低壓蒸氣來回收由於其低溫水準(約100℃至180℃)而被認為損失之熱，由此產生之低壓蒸氣用作該方法中所使用之某些塔之再沸器及/或某些預加熱器中的熱傳遞流體。對於芳香族化合物複合裝置而言，此允許燃料及電力消耗方面之實質上的總能量節省。
專利FR 2 998 301 B1之一個缺點為在用作再沸器中之熱傳遞流體之前，需要在絕大部分塔上再壓縮低壓蒸氣。實際上，根據專利FR 2 998 301 B1之表2，五個塔使用在複合物內產生之低壓蒸氣，但僅汽提塔無需再壓縮即可使用。
在上文所描述之情形下，本發明之第一目的為使得能夠減少進行苯及/或甲苯與C8+化合物之間的分離所需的能量之量。具體言之，第一目的在於在真空下操作通常在壓力下操作之芳香族化合物複合裝置之塔。根據一或多個實施例，有可能在低溫能量產生塔與低溫能量消耗塔之間執行直接交換。直接交換可用藉由低溫熱產生塔產生低壓蒸汽替代，且由在真空下操作之塔使用，而無需對此蒸汽再壓縮。
根據第一態樣，以上提及之目的以及其他優勢係藉助於在包含至少一個「重組物」蒸餾塔、一個芳香族化合物萃取單元、一個對二甲苯分離單元、一個二甲苯異構化單元及一個轉烷化單元的分離裝置中分離包含苯及/或甲苯及包含8個或更多個碳原子之化合物的之原料的方法來獲得，來自該等單元之流出物在以下蒸餾塔中分離：純化塔、脫庚烷塔及甲苯塔，
其中該等蒸餾塔中之至少一者係在真空下操作，使得：
於在真空下操作之蒸餾塔之頂部中回收大部分包含7個或更少個碳原子之化合物，且
於在真空下操作之蒸餾塔之底部處的產物中回收大部分包含8個或更多個碳原子之化合物。
根據一或多個實施例，於在真空下操作之蒸餾塔之底部處的產物具有高於25% (較佳35重量%且甚至更佳50重量%)之包含8個碳原子之化合物及/或正常沸點低於150℃之化合物的含量。
根據一或多個實施例，於在真空下操作之蒸餾塔之塔頂處的壓力在0.03 MPa與0.095 MPa之間(較佳在0.04 MPa與0.085 MPa之間且甚至更佳在0.05 MPa與0.075 MPa之間)。
根據一或多個實施例，在真空下操作之蒸餾塔的再沸器係在低於180℃ (較佳低於165℃且甚至更佳低於150℃)之溫度下操作。
根據一或多個實施例，藉由直接交換或藉助於產生無需再壓縮而使用之蒸汽來將低溫熱自可用於分離裝置中之低溫能量引入至在真空下操作之蒸餾塔的再沸器中。
根據一或多個實施例，在真空下操作之蒸餾塔之頂部處之產物中的C4-含量低於1 mol% (較佳低於0.5 mol%且甚至更佳低於0.1 mol%)。
根據一或多個實施例，在真空下操作之蒸餾塔之頂部處的產物係導引至額外塔，該額外塔在塔之頂部處包含自分離方法排出之蒸氣流(較佳用於用額外塔之塔頂處排出之蒸氣流排出氧氣)。
根據一或多個實施例，額外塔之再沸器係在低於180℃之溫度下(較佳藉由直接交換或使用不需要再壓縮之中間熱傳遞流體)操作。
根據第二態樣，以上提及之目的以及其他優勢係藉助於一種用於分離包含苯、甲苯及包含8個或更多個碳原子之化合物之原料的裝置獲得，其包含至少一個「重組物」蒸餾塔、一個芳香族化合物萃取單元、一個對二甲苯分離單元、一個二甲苯異構化單元及一個轉烷化單元，該分離裝置亦包含用於蒸餾來自該等單元之流出物的以下塔：純化塔、脫庚烷塔及甲苯塔，
其中該等蒸餾塔中之至少一者適用於在真空下操作，使得：
於在真空下操作之蒸餾塔之頂部中回收大部分包含7個或更少個碳原子之化合物，且
於在真空下操作之蒸餾塔之底部處的產物中回收大部分包含8個或更多個碳原子之化合物。
根據一或多個實施例，該等蒸餾塔中之至少一者經調適以使得在真空下操作之蒸餾塔之底部處的產物具有高於25重量% (較佳35重量%且甚至更佳50重量%)之包含8個碳原子之化合物及/或正常沸點低於150℃之化合物的含量。
根據一或多個實施例，該等蒸餾塔中之至少一者經調適以使得在真空下操作之蒸餾塔之塔頂處的壓力在0.03 MPa與0.095 MPa之間(較佳在0.04 MPa與0.085 MPa之間且甚至更佳在0.05 MPa與0.075 MPa之間)。
根據一或多個實施例，該等蒸餾塔中之至少一者經調適以使得在真空下操作之蒸餾塔的再沸器係在低於180℃ (較佳低於165℃且甚至更佳低於150℃)之溫度下操作。
根據一或多個實施例，該等蒸餾塔中之至少一者經調適以使得在真空下操作之蒸餾塔的再沸器可藉由直接交換或藉助於產生無需再壓縮而使用之蒸汽來供應源自可用於複合物中的低溫能量的低溫熱。
根據一或多個實施例，該等蒸餾塔中之至少一者經調適以使得在真空下操作之蒸餾塔之頂部處之產物中的C4- (包含4個或更少個碳原子之化合物)之含量低於1 mol% (較佳低於0.5 mol%且甚至更佳低於0.1 mol%)。
根據一或多個實施例，分離裝置亦包含在真空下操作之蒸餾塔之頂部處的出口下游的額外塔，其用於將塔之頂部處之蒸氣流排出分離裝置(較佳用於用額外塔之塔頂處排出之蒸氣流排出氧氣)。
根據一或多個實施例，額外塔經調適使得額外塔之再沸器係在低於180℃之溫度下(較佳藉由直接交換或使用不需要再壓縮之中間熱傳遞流體)操作。
在閱讀僅藉助於說明且以非限制性方式給出之下文的說明書之後，且參考以下圖式，上文所提及之方法及裝置之實施例以及其他特徵及優勢將變得顯而易見。
本發明係關於用於分離包含苯及/或甲苯及C8+ (例如C8至C10)化合物之原料的方法及裝置之領域，該等C8+化合物尤其可包含對二甲苯。
根據本發明之分離方法及裝置可定義為一系列轉換及分離步驟及部分，其意欲以富含芳香族化合物之原料為起始物質，自C8+化合物且尤其自包含八個碳原子之芳香族化合物(稱為二甲苯，且更尤其對二甲苯)分離苯及甲苯，該等芳香族化合物在苯至例如源自催化性重整單元之包含多於10個碳原子之芳香族化合物(指示為C10+)範圍內。富含芳香族化合物之原料通常具有極低至零(例如根據ASTM D1159，硫含量＜ 0.5 ppm重量及/或氮含量＜ 0.5 ppm及/或溴數目＜ 1 g/100 g)之含硫酸化合物、含氮化合物及烯烴化合物的含量，此係由於此等化合物可能會影響用於芳香族化合物複合裝置單元中之某些催化劑及分子篩之效能及使用壽命。
本發明之第一主題可定義為在真空下蒸餾塔之操作，使得：
- 在底部產物中回收大部分包含8個(例如二甲苯)或更多個碳原子之化合物，且
- 在頂部產物中回收大部分包含7個(例如甲苯)或更少個(例如苯)碳原子之芳香族化合物。
根據一或多個實施例，底部產物中之包含8個碳原子之化合物(或正常沸點低於150℃之化合物)的含量高於25重量% (較佳35重量%且甚至更佳50重量%)。
根據一或多個實施例，頂部產物中之C4-含量低於1 mol% (甚至更佳0.5 mol%且甚至更佳0.1 mol%)。
若此類蒸餾塔係在真空下(例如在低於大氣壓之壓力下)操作，則其有可能：
- 在底部處具有低於180℃ (較佳低於165℃且更佳低於150℃)之再沸器溫度，此係由於大部分之底部產物由正常沸點低於150℃之化合物組成；且
- 能夠在與精煉廠中可用的冷卻水相容之溫度下於在真空下操作之該蒸餾塔之頂部處冷凝幾乎所有C5-C7餾分。具體言之，最輕的C5+化合物(異戊烷)具有等於20℃之正常沸點及0.08 MPa下之20℃之起泡點。
此外，當頂部處之產物中之輕質化合物(C4-)的含量較低(C4-含量低於1 mol%、甚至更佳0.5 mol%且甚至更佳0.1 mol%)時，在真空下操作之蒸餾塔可在真空下操作而不在頂部處產生將必須藉由壓縮機再壓縮之大量氣相。根據一或多個實施例，僅小流量之不可冷凝化合物，尤其在真空下連接至系統中之可能進氣口的彼等不可冷凝化合物係藉由真空蒸餾塔上之常用構件，即噴射器或真空泵接收。
根據一或多個實施例，在真空下操作之蒸餾塔之頂部處(該塔之外殼之頂部處的管道中)的壓力在0.03 MPa與0.095 MPa之間較佳在0.04 MPa與0.085 MPa之間且甚至更佳在0.05 MPa與0.075 MPa之間。
根據一或多個實施例，在真空下操作之蒸餾塔係藉由可用於複合物中的具有低熱水準(例如在低於180℃之溫度下)的能量再沸。該塔可例如直接藉由低溫熱源(＜ 180℃)或藉助於低壓蒸氣，但不需要如參考方法中之其再壓縮來再沸。
由於真空蒸餾塔之操作可涉及低輸入之空氣及因此至分離方法及裝置中的低輸入之氧氣，且可尤其藉由下游催化劑之可能污染而證明氧氣之存在為有害的，可將在真空下操作之蒸餾塔之頂部處的產物導引至額外塔，該額外塔在塔之頂部處包含將自該方法排出之蒸汽流。根據一或多個實施例，已存在於分離方法及裝置中之塔用以排出此額外塔之頂部處之蒸氣流中的氧氣。舉例而言，汽提塔可用以自重組物塔及/或脫庚烷塔及/或純化塔(例如在不使用苯塔之情況下)之頂部處的產物排出氧氣；苯塔可用以自純化塔及/或甲苯塔之頂部處的產物排出氧氣。
由於額外塔之原料耗盡C8+化合物且由於其極顯著地由C7-化合物(及/或具有低於120℃之正常沸點之化合物)組成，額外塔可藉由具有低熱水準(例如在低於180℃之溫度下)之能量再沸，例如：
- 藉由直接交換；或
- 使用中間熱傳遞流體，諸如低壓蒸氣(不需要再壓縮)。
在以下描述中，術語「複合物 」用以指示包含至少兩個蒸餾塔之任何精製或石化裝置。此定義為極廣泛的且包含例如用於催化裂解石油之裝置及自芳香族餾分(稱為「芳香族化合物複合裝置 」)產生對二甲苯或間二甲苯之裝置。在芳香族化合物複合裝置之情況下給出以下描述及說明根據本發明之分離方法及裝置的實例，但應清楚地理解，芳香族化合物複合裝置並不僅構成應用之一種情況且不以任何方式限制本說明書中所揭示之分離方法及裝置之範疇。
圖1描述根據本發明之一或多個實施例之分離方法及裝置的方案，使得尤其有可能與參考方法及芳香族化合物複合裝置相比降低在苯、甲苯與C8+化合物之間分離所需的能量消耗。
參考圖1，特定言之，描述適用於在真空下操作該等蒸餾塔(C1、C6、C7及C10)中之至少一者之分離方法及裝置的區域，使得於在真空下操作之蒸餾塔之頂部處的產物中回收大部分包含7個或更少個碳原子之化合物，且於在真空下操作之蒸餾塔之底部處的產物中回收大部分包含8個或更多個碳原子之化合物。
根據一或多個實施例，重組物塔及甲苯塔適用於在真空下操作。根據一或多個實施例，純化塔及甲苯塔適用於在真空下操作。根據一或多個實施例，重組物塔、純化塔及甲苯塔適用於在真空下操作。根據一或多個實施例，重組物塔、純化塔、脫庚烷塔及甲苯塔適用於在真空下操作。
下文更詳細地描述本發明之分離方法及裝置之轉換步驟及分離步驟及部分。
重組物塔 C1
待處理之原料係經由線路1傳送至指示為重組物塔C1之第一蒸餾塔，其將甲苯及較輕化合物(C7-化合物之餾分)與較重化合物(C8至C10+化合物之餾分)分離。
根據一或多個實施例，重組物塔C1係在真空下操作，以便在再沸器20A中具有低於180℃ (例如＜ 165℃)之溫度。根據一或多個實施例，重組物塔C1係在真空下操作，以便在再沸器20A中具有低於150℃之溫度。因此，重組物塔C1可藉由低溫能量(＜ 180℃)再沸。
在圖1中，重組物塔C1之頂部處的流出物經導引至汽提塔C8 (經由線路10)。根據一或多個實施例，重組物塔C1之頂餾分因此穿過汽提塔C8，隨後重新接合芳香族化合物萃取單元P1 (經由線路81)。
在參考方法及芳香族化合物複合裝置中，將重組物塔C1之頂部處的流出物導引至芳香族化合物萃取單元P1。
儘管根據一或多個實施例，能量平衡為不太有利的，但可將重組物塔C1之頂部處之流出物的至少一部分直接導引至芳香族化合物萃取單元P1。根據一或多個實施例，當重組物塔C1不在真空下操作時，可將重組物塔C1之頂部處之流出物的至少一部分直接導引至芳香族化合物萃取單元P1。舉例而言，採用此等實施例。
根據一或多個實施例，諸如氧氣之最輕化合物在汽提塔C8之頂部處排出。較佳在移除氧氣之情況下將汽提塔C8之底部殘留物傳送至芳香族化合物萃取單元P1。
芳香族 化合物萃取單元 P1
甲苯及苯及視情況回收於汽提塔C8之底部處的化合物係經由線路81傳送至芳香族化合物萃取單元P1。
芳香族化合物萃取單元P1將基本上芳香族的C6-C7餾分與包含石蠟化合物之產物分離，該等石蠟化合物係經由線路13自芳香族化合物複合裝置傳送出。優先用於芳香族化合物萃取單元P1中之溶劑為N-甲醯基嗎啉(NFM)。
參考圖1，來自芳香族化合物萃取單元P1之C6-C7餾分係經由線路12導引至苯塔C9 (線路12a)，或為了純化其可能含有之一些C8化合物而導引至甲苯塔C10 (12b)。
根據一或多個實施例，芳香族化合物萃取單元P1包含萃取蒸餾單元。
二甲苯塔 C2
回收於塔C1之底部處之C8-C10+芳香族化合物係經由線路11傳送至二甲苯塔C2，以便將C9芳香族化合物及較重化合物(C9+化合物)與包含C8芳香族化合物之二甲苯餾分分離，該等C8芳香族化合物供應位於下游之芳香族化合物複合裝置之單元。
根據一或多個實施例，二甲苯塔C2之頂部處的操作壓力維持在所需最小壓力(一般在0.7與1.2 MPa絕對壓力之間)下，該最小壓力允許足以用作某些蒸餾塔(例如C4及C5)之再沸器(20B及20C)之熱傳遞流體的二甲苯塔C2之頂部處的蒸氣冷凝溫度。
對二甲苯分離單元 P2
二甲苯餾分，亦即含有對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯及乙苯之C8芳香族化合物之餾分回收於二甲苯塔C2之頂部處且係經由線路20傳送至對二甲苯分離單元P2，其選擇性地回收含於該二甲苯餾分中之對二甲苯。
該對二甲苯分離單元P2可為適用於產生對二甲苯與解吸附劑之混合物(亦稱為萃取物)及其他芳香族C8-化合物與解吸附劑之混合物(稱為萃餘物)的對二甲苯吸附單元。
所用吸附劑為專用於對二甲苯之吸附的分子篩，亦即其對此化合物具有尤其高的親和力。
通常使用之吸附劑固體為由與鋇或鉀交換之矽質黏合劑形成的八面沸石類型之沸石。優先使用之解吸附劑為對二乙苯(PDEB)。
根據一或多個實施例，對二甲苯分離單元P2包含例如專利US 3 467 724中所描述之對二甲苯結晶單元。
根據一或多個實施例，對二甲苯分離單元P2包含如專利EP-B-053191中所描述之對二甲苯吸附單元與結晶單元之組合。
萃取物塔 C5
當對二甲苯分離單元屬於對二甲苯吸附類型時，使用此塔。來自對二甲苯吸附單元且含有對二甲苯及解吸附劑之萃取物之物料流係經由線路22傳送至萃取物塔C5，其將對二甲苯與解吸附劑分離。回收於萃取物塔C5之底部處的解吸附劑係經由線路51傳送回至對二甲苯吸附單元P2。將回收於萃取物塔C5之頂部處的對二甲苯傳送至純化塔C6。
根據一或多個實施例，萃取物塔C5係在0.2至0.4 MPa絕對壓力範圍內之極微小壓力下操作(在回流槽中)。此使得最小化再沸器20C之溫度與待供應至該再沸器20C之熱量兩者，而同時使得有可能經由頂部處之冷凝產生具有低熱水準(例如150℃-180℃)之能量。
萃取物塔C5之頂部處之蒸氣的冷凝必須藉助於低壓蒸氣產生或藉由與另一塔之再沸器直接交換而完全或部分地進行。
純化塔 C6
萃取物塔C5之頂部處的物料流係經由線路50傳送至純化塔C6，其將甲苯(用對二甲苯部分地萃取)與對二甲苯分離。
所產生之高純度對二甲苯回收於純化塔C6之底部處且係經由線路61藉由泵送來作為成品輸送以用於儲存。
根據一或多個實施例，純化塔C6係在真空下操作以便在再沸器100B中具有低於180℃ (例如＜ 165℃)之溫度。根據一或多個實施例，純化塔C6係在真空下操作以便在再沸器100B中具有低於150℃之溫度。因此，純化塔C6可藉由低溫能量(＜ 180℃)再沸。
根據一或多個實施例，將純化塔C6之頂部處的產物導引至苯塔C9 (線路60a)，其可在塔之頂部處包含由不可冷凝化合物組成、自該方法排出之蒸氣流(線路92)。
根據一或多個實施例，可將純化塔C6之頂部處的產物導引至甲苯塔C10 (線路60b)以便純化其可能含有之一些C8化合物之該頂部產物。根據一或多個實施例，將甲苯塔C10之頂部處的產物導引至苯塔C9，其可在塔之頂部處包含由不可冷凝化合物組成、自該方法排出之蒸氣流(線路92)。
根據一或多個實施例，將純化塔C6之頂部處的產物導引至汽提塔C8 (線路60c)，其可在塔之頂部處包含由不可冷凝化合物組成、自該方法排出之蒸氣流。
萃餘物塔 C4
源自對二甲苯分離單元P2之萃餘物藉由線路23傳送至萃餘物塔C4，其將芳香族C8化合物(萃餘物)與解吸附劑分離。回收於萃餘物塔C4之底部處的解吸附劑係經由線路41傳送回至對二甲苯分離單元P2。
萃餘物(C8芳香族餾分)藉由抽出作為測流來萃取且藉由線路40作為用於二甲苯異構化單元P3之原料傳送。
根據一或多個實施例，萃餘物塔C4係在0.2至0.4 MPa絕對壓力範圍內之極微小壓力下操作(在回流槽中)。此使得最小化再沸器20B之溫度與待供應至該再沸器20B之熱量兩者，而同時使得有可能經由頂部處之冷凝產生具有低熱水準(150℃-180℃)之能量。
萃餘物塔C4之頂部處之蒸氣的冷凝可因此藉助於低壓蒸氣產生或藉由與另一塔之再沸器直接交換而完全或部分地進行。
解吸附劑塔 ( 未表示 )
當對二甲苯分離單元屬於對二甲苯吸附類型時，使用此塔。將在對二甲苯吸附單元P2中循環之一小部分解吸附劑傳送至解吸附劑塔(未表示)以便在那裏消除原本將積聚在環路中之重質化合物。
二甲苯異構化單元 P3
二甲苯異構化單元P3用以在熱力學平衡下將貧對二甲苯的原料轉換成二甲苯流(指示為異構體化)。
能夠異構化包含8個碳原子之烴的任何類型之催化劑可用於根據本發明之分離方法及裝置中。較佳使用含有脫氫金屬(諸如鉑、鈀或鎳)及酸相之催化劑，例如經摻雜氧化鋁；沸石，諸如絲光沸石、MFI、沸石Y；或包含酸度之沸石或非沸石分子篩，諸如磷酸鋁(例如磷酸鋁AlPO、磷酸矽鋁SAPO)。因此，更佳地，有可能使用包含EUO結構類型之沸石，諸如如專利US 4 640 829、EP-B-042226或EP-B-051318中所描述之沸石EUI、沸石ZSM 50或沸石TPZ3的異構化催化劑。
脫庚烷塔 C7
將來自二甲苯異構化單元P3之流出物藉由線路42傳送至脫庚烷塔C7，其將異構體(芳香族C8+化合物)與回收於該脫庚烷塔C7之頂部處的C7-輕質餾分分離。此C7-餾分藉由線路71傳送至汽提塔C8，以便將輕質化合物與C7餾分分離。
回收於脫庚烷塔C7之底部處的由二甲苯及較重化合物形成之C8+餾分藉由線路72再循環至二甲苯塔C2。
根據一或多個實施例，脫庚烷塔C7係在真空下操作以便在再沸器100D中具有低於180℃ (例如＜ 165℃)之溫度。根據一或多個實施例，脫庚烷塔C7係在真空下操作以便在再沸器100D中具有低於150℃之溫度。因此，脫庚烷塔C7可藉由低溫能量(＜ 180℃)再沸。
根據一或多個實施例，接著將在真空下操作之脫庚烷塔C7之頂部(線路71)處的產物導引至汽提塔C8，在該塔頂部處包含由不可冷凝化合物組成、自該方法排出的蒸氣流(線路80)。
根據一或多個實施例，鑒於脫庚烷塔(C7)中可能高含量之輕質化合物(C4-)，脫庚烷塔C7之頂部處的產物可能包含蒸氣相(線路70)及液相(線路71)(兩者皆源自回流槽)。
汽提塔 C8
藉由脫庚烷塔C7之頂餾分供應汽提塔(stripper/stripping column)C8。
經穩定之C7-餾分回收於汽提塔C8之底部處以經由線路81傳送至芳香族化合物萃取單元P1。
根據一或多個實施例，亦藉由重組物塔C1之頂部處的產物供應汽提塔C8。可在汽提塔之頂部處排出由重組物塔C1在真空下操作產生的最輕化合物，諸如空氣及/或氧氣。
根據一或多個實施例，亦藉由純化塔C6之頂部處的產物供應汽提塔C8。可在汽提塔之頂部處排出由純化塔C6在真空下操作產生的最輕化合物，諸如空氣及/或氧氣。
根據一或多個實施例，汽提塔C8包含再沸器100E。來自汽提塔C8之頂部的輕質化合物(C4-)藉由線路80與來自脫庚烷塔C7之頂部的輕質化合物混合且排出。
重質芳香族化合物塔 C3
回收於二甲苯塔C2之底部處的C9+芳香族化合物係經由線路21傳送至重質芳香族化合物塔C3，其將C9芳香族化合物及C10芳香族化合物與較重化合物(諸如萘)分離，該等較重化合物對轉烷化催化劑可能具有不利影響且係藉由線路31回收於底部處。
根據一或多個實施例，重質芳香族化合物塔C3係在0.1與0.2 MPa絕對壓力範圍內之低壓下操作(在回流槽中)，以便最小化溫度與待引入至該重質芳香族化合物塔C3之再沸器中的熱量兩者。
轉烷化單元 P4
回收於重質芳香族化合物塔C3之頂部處的C9芳香族化合物及C10芳香族化合物係藉由線路30傳送至轉烷化單元P4。
參考圖1，將該等C9芳香族化合物及C10芳香族化合物與源自苯塔C9底部的甲苯混合(線路100)。
轉烷化單元P4將源自重組物塔C1及二甲苯異構化單元P3之異構體化(在通過二甲苯塔C2及重質芳香族化合物塔C3之後)的甲苯及C9+芳香族化合物經由熱動力學限制反應轉換成二甲苯與苯之混合物。
任何類型之轉烷化催化劑可用於根據本發明之分離方法及裝置中，例如專利US 3 437 710中所描述之基於絲光沸石或八面沸石的催化劑或專利US 5 030 787中所描述之基於MCM-22或β沸石的催化劑或如專利申請案US 2012/0065446中所描述之基於絲光沸石及MFI沸石的催化劑。此等催化劑一般另外包含金屬化合物，其較佳選自由錸、鎳、鈷、鉬、鎢、鈀及鉑形成之群。
穩定塔 C11
將來自轉烷化單元P4之含有苯及二甲苯以及甲苯及未經轉換之C9+化合物的流出物經由線路102傳送至穩定塔C11，其將比苯輕的化合物與苯及指示為C7+之較重芳香族化合物分離。
離開穩定塔C11 (之回流槽)之氣體係經由線路110傳送，至芳香族化合物複合裝置之極限。未純化之苯餾分係作為側流抽出且經由線路111傳送至汽提塔C8，其使得有可能將輕質化合物與該餾分分離。
根據一或多個實施例，來自穩定塔C11之頂部之氣體的部分冷凝係藉助於空氣冷卻之熱交換器隨後為水冷卻器獲得。根據一或多個實施例，穩定塔C11包含再沸器100C。
甲苯塔 C10
參考圖1，甲苯塔C10係由來自穩定塔C11之底部的C7+餾分供應(線路112)。
根據一或多個實施例，將來自芳香族化合物萃取單元P1之C6-C7餾分傳送至甲苯塔C10。
甲苯塔C10之頂部處的產物為富含C7-化合物(例如基本上甲苯 + C6-化合物)之餾分，且底部產物為富含包含8個碳原子之芳香族化合物的C8+餾分。
萃取於甲苯塔C10之底部處的C8+餾分(亦即用包含8個或更多個碳原子之化合物增濃之甲苯塔C10之底部處的產物)係經由線路101再循環至二甲苯塔C2，其將C9+及較重產物與供應分離裝置之C8芳香族化合物餾分分離。
根據本發明之一或多個實施例(未表示)，由於來自純化塔C6之頂部的流出物與藉由甲苯塔及苯塔處理之其他兩個物料流相比可具有極低流動速率，從而將該流出物與來自塔C11之底部的C7+餾分混合。
根據一或多個實施例，甲苯塔C10係在真空下操作以便在再沸器100A中具有低於180℃ (例如＜ 165℃)之溫度。根據一或多個實施例，甲苯塔C10係在真空下操作以便在再沸器100A中具有低於150℃之溫度。因此，甲苯塔C10可藉由低溫能量(＜ 180℃)再沸。
根據一或多個實施例，將甲苯塔C10之頂部處的產物導引至苯塔C9，在該塔之頂部處包含由不可冷凝化合物組成、自該方法排出之蒸氣流(線路92)。
苯塔 C9
參考圖1，萃取於甲苯塔C10之頂部處的C7-餾分(亦即用苯及甲苯增濃之甲苯塔之頂部處的產物)係經由線路91導引至苯塔C9。
根據本發明之一或多個實施例，例如當來自芳香族化合物萃取單元P1之C6-C7餾分含有極少C8+ (例如，C6-C7餾分中＜ 1重量%之C8+，較佳＜ 0.5重量%且甚至更佳＜ 0.3重量%)時，將來自芳香族化合物萃取單元P1之C6-C7導引至甲苯塔之下游的苯塔C9 (呈與甲苯塔C10之頂餾分的混合物形式或與其分離)。根據一或多個實施例，自芳香族化合物萃取單元P1供應苯塔C9分開進行，且較佳在自甲苯塔C10之頂部供應的上端(下游)進行。
自苯塔C9，經由線路90將苯增濃之頂部產物萃取為最終產物。根據一或多個實施例，藉由抽出作為側流來萃取苯增濃之產物。根據一或多個實施例，輕質化合物及不可冷凝化合物，尤其由連接至甲苯塔(C10)及/或純化塔(C6)之真空操作的進氣口產生之彼等化合物係經由塔頂部處之蒸氣流排出(線路92)。苯塔C9之底部處的甲苯增濃之產物係經由線路100導引至轉烷化單元P4。
根據一或多個實施例，苯塔C9係在0.1至0.2 MPa絕對壓力範圍內之低壓下操作(在回流槽中)，以便最小化溫度與待引入至再沸器100F中之熱量兩者。因此，苯塔C9可藉由低溫能量(例如＜ 180℃)再沸。
在圖1中，出於簡化之目的，未表示視情況選用之回流、回流槽、冷凝器及真空系統部分；可使用任何已知冷凝手段(例如：空氣冷卻之熱交換器及/或水冷卻器)。
實例
在實例中：
- 將重組物塔C1之頂部處的產物傳送至汽提塔C8，由空氣進氣至塔C1中而產生之化合物將在頂部處自汽提塔C8排出；
- 將甲苯塔C10之頂部處的產物傳送至苯塔C9，由空氣進氣至塔C10中而產生之化合物將在頂部處自苯塔C9排出；且
- 將純化塔C6之頂部處的產物傳送至苯塔C9，由空氣進氣至塔C6中而產生之化合物將在頂部處自苯塔C9排出。
原料及重組物塔C1之產物之組成指示於表1中。
如表2中所指示，此前指示之條件滿足如下，使得根據本發明，重組物塔C1可在真空下操作：
此外，輕質(C4-)化合物之含量低於0.1重量%。
在頂部處在40℃及0.05 MPa絕對壓力下操作之重組物塔C1在再沸器20A中具有約135℃之溫度。
原料及甲苯塔C10之產物之組成指示於表3中。
如表4中所指示，此前指示之條件滿足如下，使得根據本發明，甲苯塔C10可在真空下操作：
此外，輕質(C4-)化合物之含量低於0.1重量%。
在頂部處處在40℃及0.05 MPa絕對壓力下操作之甲苯塔C10在再沸器100A中具有約135℃之溫度。
原料及純化塔C6之產物之組成指示於表5中。
如表6中所指示，此前指示之條件滿足如下，使得根據本發明，純化塔C6可在真空下操作：
此外，輕質(C4-)化合物之含量低於0.1重量%。
在頂部處在40℃及0.06 MPa絕對壓力下操作之純化塔C6在再沸器100B中具有約130℃之溫度。
與參考方法及裝置相比，此等三個蒸餾塔(C1、C10及C6)之真空下操作允許在複合物之規模上減少46%之電消耗。電消耗之減少尤其歸因於不再必需再壓縮由在芳香族化合物複合裝置中可用的低溫能量產生之低壓蒸氣，隨後將其用於再沸騰此等三個蒸餾塔(C1、C10及C6)之事實。
若本發明僅應用於3個塔中之一者，則獲得以下結果。
- 與僅用於重組物塔C1之參考方法及裝置相比，15%增益，
- 與僅用於甲苯塔C10之參考方法及裝置相比，20%增益，
- 與僅用於純化塔C6之參考方法及裝置相比，11%增益。
1‧‧‧線路
10‧‧‧線路
11‧‧‧線路
12‧‧‧線路
12a‧‧‧線路
12b‧‧‧線路
13‧‧‧線路
20‧‧‧線路
20A‧‧‧再沸器
20B‧‧‧再沸器
20C‧‧‧再沸器
21‧‧‧線路
22‧‧‧線路
23‧‧‧線路
30‧‧‧線路
31‧‧‧線路
40‧‧‧線路
41‧‧‧線路
42‧‧‧線路
50‧‧‧線路
51‧‧‧線路
60‧‧‧線路
60a‧‧‧線路
60b‧‧‧線路
60c‧‧‧線路
61‧‧‧線路
70‧‧‧線路
71‧‧‧線路
72‧‧‧線路
80‧‧‧線路
81‧‧‧線路
90‧‧‧線路
91‧‧‧線路
92‧‧‧線路
100‧‧‧線路
100A‧‧‧再沸器
100B‧‧‧再沸器
100C‧‧‧再沸器
100D‧‧‧再沸器
100E‧‧‧再沸器
100F‧‧‧再沸器
101‧‧‧線路
102‧‧‧線路
110‧‧‧線路
111‧‧‧線路
112‧‧‧線路
C1‧‧‧重組物蒸餾塔
C2‧‧‧二甲苯塔
C3‧‧‧重質芳香族化合物塔
C4‧‧‧萃餘物塔
C5‧‧‧萃取物塔
C6‧‧‧純化塔
C7‧‧‧脫庚烷塔
C8‧‧‧汽提塔
C9‧‧‧苯塔
C10‧‧‧甲苯塔
C11‧‧‧穩定塔
P1‧‧‧芳香族化合物萃取單元
P2‧‧‧對二甲苯分離單元
P3‧‧‧二甲苯異構化單元
P4‧‧‧轉烷化單元
圖1描述用於苯及/或甲苯及C8+化合物之分離之根據本發明之芳香族化合物複合裝置的方案，其中蒸餾塔中之至少一者係在真空下操作。

Claims (15)

  1. 一種用於在分離裝置中分離包含苯及/或甲苯及包含8個或更多個碳原子之化合物之原料的方法，該分離裝置包含至少一個「重組物」蒸餾塔(C1)、一個芳香族化合物萃取單元(P1)、一個對二甲苯分離單元(P2)、一個二甲苯異構化單元(P3)及一個轉烷化單元(P4)，來自該等單元之流出物係在以下蒸餾塔中分離：純化塔(C6)、脫庚烷塔(C7)及甲苯塔(C10)， 其中該等蒸餾塔(C1、C6、C7及C10)中之至少一者係在真空下操作，使得： 於在真空下操作之該蒸餾塔之頂部中回收大部分包含7個或更少個碳原子之該等化合物，且 於在真空下操作之該蒸餾塔之底部處的產物中回收大部分包含8個或更多個碳原子之該等化合物。
  2. 如請求項1之分離方法，其中該蒸餾塔係在真空下操作以使得在真空下操作之該蒸餾塔之底部處的該產物具有高於25重量%之包含8個碳原子之化合物及/或正常沸點低於150℃之化合物的含量。
  3. 如請求項1或請求項2之分離方法，其中在真空下操作之該蒸餾塔之該塔頂部處的壓力係在0.03 MPa與0.095 MPa之間。
  4. 如請求項1或請求項2之分離方法，其中在真空下操作之該蒸餾塔之再沸器係在低於180℃之溫度下操作。
  5. 如請求項1或請求項2之分離方法，其中操作在真空下操作之該蒸餾塔，以使得在真空下操作之該蒸餾塔之該頂部處的該產物中之C4-含量低於1 mol%。
  6. 如請求項1或請求項2之分離方法，其中將在真空下操作之該蒸餾塔之該頂部處的該產物導引至額外塔，其在該額外塔之頂部處包含自該分離方法排出之蒸氣流。
  7. 如請求項6之分離方法，其中該額外塔之再沸器具有低於180℃之溫度。
  8. 如請求項1或請求項2之分離方法，其中藉由直接交換或藉助於產生無需再壓縮而使用之蒸汽來將低溫熱自可用於該分離裝置中之低溫能量引入至在真空下操作之該蒸餾塔的該再沸器中。
  9. 一種用於分離包含苯及/或甲苯及包含8個或更多個碳原子之化合物之原料的裝置，該裝置包含至少一個「重組物」蒸餾塔(C1)、一個芳香族化合物萃取單元(P1)、一個對二甲苯分離單元(P2)、一個二甲苯異構化單元(P3)及一個轉烷化單元(P4)，該分離裝置亦包含用於蒸餾該等單元之流出物的以下塔：純化塔(C6)、脫庚烷塔(C7)及甲苯塔(C10)， 其中該等蒸餾塔(C1、C6、C7及C10)中之至少一者適用於在真空下操作，使得： 於在真空下操作之該蒸餾塔之頂部中回收大部分包含7個或更少個碳原子之該等化合物，且 於在真空下操作之該蒸餾塔之底部處的產物中回收大部分包含8個或更多個碳原子之該等化合物。
  10. 如請求項9之分離裝置，其中該等蒸餾塔中之該至少一者經調適以使得在真空下操作之該蒸餾塔之該底部處的該產物具有高於25重量%之包含8個碳原子之化合物及/或正常沸點低於150℃之化合物的含量。
  11. 如請求項9或請求項10之分離裝置，其中該等蒸餾塔中之該至少一者經調適以使得在真空下操作之該蒸餾塔之該塔頂部處的壓力在0.03 MPa與0.095 MPa之間。
  12. 如請求項9或請求項10之分離裝置，其中該等蒸餾塔中之該至少一者經調適以使得在真空下操作之該蒸餾塔的再沸器係在低於180℃之溫度下操作。
  13. 如請求項9或請求項10之分離裝置，其中該等蒸餾塔中之該至少一者經調適以使得在真空下操作之該蒸餾塔之該頂部處的該產物中之C4-含量低於1 mol%。
  14. 如請求項9或請求項10之分離裝置，其亦在真空下操作之該蒸餾塔之該頂部處之出口的下游包含額外塔，以用於自該分離裝置排出該塔之頂部處的蒸氣流。
  15. 如請求項14之分離裝置，其中該額外塔經調適以使得該額外塔之再沸器係在低於180℃之溫度下操作。
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