專利名稱：一種從碳九芳烴中富集均三甲苯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，進(jìn)一步地說，是涉及一種從碳九芳烴中富集均三甲苯的方法。
背景技術(shù)：
碳九芳烴深加工工藝的開發(fā)和各種組分的利用，一直是人們關(guān)心的問題。不同化工流程副產(chǎn)碳九芳烴餾分的組成有所不同，其基本組分如均三甲苯、偏三甲苯、甲乙苯等， 都是重要的化工資源。分離利用日益增加的碳九芳烴餾分，對于提高相關(guān)裝置經(jīng)濟(jì)效益、綜合利用石油資源均具有深遠(yuǎn)的意義。目前，生產(chǎn)均三甲苯的主要工藝路線有偏三甲苯異構(gòu)化法、萃取精餾法、分子篩吸附分離法、絡(luò)合/分離法、烷基化-分離法等多種工藝，以上工藝所采用的原料均來源于碳九芳烴餾分。在上述的方法中，萃取精餾法和烷基化-分離法(石油化工設(shè)計，2006，23 (1)， 50-51)是最有前途的方法。由于碳九芳烴混合物中各組分的沸點(diǎn)十分接近，特別是均三甲苯和鄰甲乙苯沸點(diǎn)僅差0.5°C，相對揮發(fā)度為1.009，用普通精餾分離難度較大。因此，進(jìn)行均三甲苯的分離，首先需要對碳九芳烴餾分進(jìn)行預(yù)分餾，得到均三甲苯和鄰甲乙苯混合濃度較高的富集餾分，然后再采用各種不同的工藝路線將鄰甲乙苯和均三甲苯分離，得到均三甲苯產(chǎn)品。中國專利CN1958538A公開了一種雙溶劑萃取分離碳九芳烴的方法，包括將碳九芳烴混合物進(jìn)行預(yù)分餾，截取含均三甲苯和鄰甲乙苯的富集餾分；將含均三甲苯和鄰甲乙苯的富集餾分引入雙溶劑萃取精餾塔，在雙溶劑協(xié)同萃取作用下，得到均三甲苯產(chǎn)品和鄰甲乙苯產(chǎn)品。其中所述的預(yù)分餾步驟可采用精密精餾或萃取精餾，與精密精餾法相比，萃取精餾法具有單塔負(fù)荷低、能耗小的優(yōu)點(diǎn)，但富集液純度和目標(biāo)產(chǎn)品收率不及精密精餾法。由于所獲得的均三甲苯和鄰甲基乙苯產(chǎn)品純度和收率受預(yù)分餾產(chǎn)品的濃度影響較大，因此盡量控制富集液中雜質(zhì)含量，特別是低沸點(diǎn)雜質(zhì)的含量至關(guān)重要。中國專利200810225605. 5公開了一種從碳九芳烴餾分中分離富集均三甲苯的方法。該發(fā)明的方法包括脫重塔和脫輕塔，脫重塔加壓操作，脫輕塔常壓操作，由脫重塔塔頂引出的物流作為脫輕塔再沸器的熱源。該發(fā)明的方法在幾乎不變動現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上，僅提高脫重塔操作壓力，不僅可節(jié)約能耗，可降低富集均三甲苯中低沸點(diǎn)雜質(zhì)的含量，而且均三甲苯的收率和現(xiàn)有工藝相當(dāng)。由于中國專利5200810225605. 5中富集均三甲苯采用精密精餾法，分離所需的精餾塔塔板數(shù)仍然較多(脫輕塔180塊)，回流比高(脫輕塔40)，能耗仍然相當(dāng)高，收率較低，而且均三甲苯富集液中高沸點(diǎn)雜質(zhì)(偏三甲苯)含量較高。因此，為了解決現(xiàn)有從碳九芳烴原料中得到富集均三甲苯餾分技術(shù)中存在的問題，提供一種經(jīng)濟(jì)的、均三甲苯收率高、且雜質(zhì)含量少的均三甲苯富集液是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種從碳九芳烴中富集均三甲苯的方法，具有均三甲苯收率高、且均三甲苯富集液中雜質(zhì)含量少的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的目的是提供一種從碳九芳烴中富集均三甲苯的方法。當(dāng)采用精餾法分離混合物時，精餾塔內(nèi)物系的汽液界面很大，精餾過程中汽、液兩相的傳質(zhì)在汽液界面進(jìn)行，分離物系的效果的好壞，不僅取決于物系的汽相、液相的熱力學(xué)性質(zhì)和汽液相平衡的規(guī)律，而且還取決于液體的表面性質(zhì)和各種組分從液體表面脫離到汽相的速度快慢的不同，因此，可以使用既能增加欲分離目的組分的相對揮發(fā)度，又能夠使目的組分更快脫離滾體表面而轉(zhuǎn)移到汽相的特殊精餾方法來實(shí)現(xiàn)沸點(diǎn)很相接近的物系的分離。為了達(dá)到上述目的，向精餾塔中加入一種特殊的溶劑，這種特殊溶劑的加入不僅增大了欲分離目的組份分的相對揮發(fā)度，而且又能使目的組分較其它組分更快地從液相向汽相轉(zhuǎn)移，上述特殊精餾方法取名為催促精餾法，所用的特殊溶劑稱催促劑。一般來講，催促劑的選擇主要從以下幾個方面進(jìn)行綜合考慮(1)催促劑與欲分離目的組分有較大的似親合力和較大的表面活性；(2)催促劑不與原料中任何一組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不形成共沸物；(3)催促劑沸點(diǎn)較原料中各組分沸點(diǎn)低，可通過普通精餾回收利用；(4)催促劑與被分離組分相溶性較好，避免發(fā)生分層現(xiàn)象；(5)催促劑要無毒或低毒性、無腐蝕性、熱穩(wěn)定性好且價格低廉，容易得到。本發(fā)明采用的就是以上所述的催促精餾法，在精餾過程中加入催促劑，所述催促劑為丁腈和異丁腈中的一種，優(yōu)選異丁腈。所述方法包含以下步驟(1)將碳九芳烴混合物和催促劑混合后送入脫輕塔，由塔頂引出包含正丙苯、異丙苯、間甲乙苯、對甲乙苯和催促劑的輕組分，由塔釜引出包含均三甲苯、鄰甲乙苯、偏三甲苯和連三甲苯的重組分，其中所述碳九芳烴混合物與催促劑的重量比為1 0. 05 0. 5，優(yōu)選1 0. 05 0. 3，更優(yōu)選 1 0. 05 0. 1 ；(2)將所述輕組分送入第一脫催促劑塔，由塔頂引出催促劑，由塔釜引出含有正丙苯、異丙苯、間甲乙苯、對甲乙苯的輕組分物流；(3)將所述步驟(1)中的重組分和催促劑經(jīng)混合后送入脫重塔，由塔頂引出包含均三甲苯、鄰甲乙苯和催促劑的物流，由塔釜引出包含偏三甲苯和連三甲苯的組分，其中所述重組分與催促劑的重量比為1 0. 05 0.5，優(yōu)選1 0.05 0.3，更優(yōu)選 1 0. 05 0. 1 ；(4)將所述步驟(3)中塔頂引出的的包含均三甲苯、鄰甲乙苯和催促劑的物流送入第二脫催促劑塔，由塔頂引出催促劑并再次使用，由塔釜引出均三甲苯富集液。本發(fā)明所述方法中用的設(shè)備，如脫輕塔、脫重塔均為碳九芳烴精餾中通常采用的設(shè)備。具體操作中，可按以下條件實(shí)施所述脫輕塔的塔板數(shù)為30 200，塔頂溫度為80 170°C，塔頂壓力為0. 1 0. 5MPa，塔釜溫度為170 210°C，塔釜壓力為0. 12 0. 8MPa,回流比為5 20 ；優(yōu)選脫輕塔的塔板數(shù)為50 100，塔頂溫度為90 160°C，塔頂壓力為0. 1 0. 3MPa，塔釜溫度為 175 190°C，塔釜壓力為0. 12 0. 4MPa，回流比為7 14 ；
所述第一脫催促劑塔的塔板數(shù)為5 20，塔頂溫度為80 160°C，塔頂壓力為 0. 1 0. 5MPa，塔釜溫度為150 190°C，塔釜壓力為0. 11 0. 8MPa，回流比為2 15 ； 優(yōu)選第一脫催促劑塔的塔板數(shù)為8 15，塔頂溫度為80 120°C，塔頂壓力為0. 1 0. 3MPa，塔釜溫度為155 170°C，塔釜壓力為0. 11 0. 4MPa，回流比為2 5 ；所述脫重塔的塔板數(shù)為20 60，塔頂溫度為80 200°C，塔頂壓力為0. 1 0. 5MPa，塔釜溫度為170 210°C，塔釜壓力為0. 12 0. 8MPa,回流比為2 20 ；優(yōu)選脫重塔的塔板數(shù)為30 50板，塔頂溫度為90 160°C，塔頂壓力為0. 1 0. 3MPa,塔釜溫度為175 190°C，塔釜壓力為0. 12 0. 4MPa，回流比為5 10 ；所述第二脫催促劑塔的塔板數(shù)為5 20，塔頂溫度為80 140°C，塔頂壓力為 0. 1 0. 5MPa，塔釜溫度為150 190°C，塔釜壓力為0. 11 0. 8MPa，回流比為2 15 ； 優(yōu)選第二脫催促劑塔的塔板數(shù)為8 15板，塔頂溫度為80 120°C，塔頂壓力為0. 1 0. 3MPa，塔釜溫度為155 178°C，塔釜壓力為0. 11 0. 4MPa，回流比為2 5。在本發(fā)明的方法中，脫輕塔頂?shù)妮p組分主要是沸點(diǎn)低于均三甲苯的組分，脫重塔釜的重組分主要是沸點(diǎn)高于鄰甲乙苯的組分。在第二脫催促劑塔塔釜得到的均三甲苯富集液的物流中，沸點(diǎn)低于均三甲苯的輕組分< 0. 1重量％，沸點(diǎn)高于鄰甲乙苯的重組分< 2重量％。本發(fā)明所述的碳九芳烴混合物可以來自鉬重整塔底油、二甲苯異構(gòu)化副產(chǎn)、催化裂化油或裂解石腦油，優(yōu)選其中均三甲苯的含量3 50重量％。不同來源的碳九芳烴組成稍有不同，本領(lǐng)域的技術(shù)人員，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)操作工藝條件。本發(fā)明的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)1，采用本發(fā)明的從碳九芳烴中提取均三甲苯富集液的方法所需的精餾塔塔板數(shù)大概是精餾法分離所需塔的塔板數(shù)的1/2，從回流比一欄的數(shù)據(jù)比較可知，本發(fā)明的從碳九芳烴中分離均三甲苯富集液的生產(chǎn)率(產(chǎn)量/小時)約為精餾法的2. 5倍，扣除餾出液中的催促劑部分，而以餾出的均三甲苯富集液計算，其生產(chǎn)率約是精餾法的生產(chǎn)率的2倍(見表7)，可達(dá)到投資少，高產(chǎn)的目的。2，采用本發(fā)明的方法，得到的均三甲苯收率有明顯的提高，同時提取的均三甲苯富集液中三甲苯含量提高，重組分含量顯著減低，致使獲得均三甲苯產(chǎn)品的后續(xù)處理工藝的操作費(fèi)用減少，提高了從碳九芳烴中獲取均三甲苯產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是本發(fā)明所述從碳九芳烴中富集均三甲苯的流程示意圖。附圖標(biāo)記說明Al第一混合器，A2第二混合器，Bl脫輕塔，B2脫重塔，Cl第一脫催促劑塔，C2第二脫催促劑塔，Dl第一冷凝器，D2第二冷凝器，D3第三冷凝器，D4第四冷凝器，El第一回流罐，E2第二回流罐，E3第三回流罐，E4第四回流罐，F(xiàn)l第一再沸器，F(xiàn)2第二再沸器，F(xiàn)3第三再沸器，F(xiàn)4第四再沸器；1碳九芳烴原料，2補(bǔ)充新鮮催促劑，3循環(huán)催促劑，4含催促劑和碳九芳烴原料， 5輕組分物料(含正丙苯、異丙苯和催促劑)，6含有間甲乙苯、對甲乙苯、均三甲苯、鄰甲乙苯、偏三甲苯和連三甲苯的組分，7含有正丙苯、異丙苯的輕組分，8，含有間甲乙苯、對甲乙苯、均三甲苯、鄰甲乙苯、偏三甲苯和連三甲苯的組分，9間甲乙苯、對甲乙苯混合物，10包含間甲乙苯、對甲乙苯和催促劑，11含有催促劑和間甲乙苯、對甲乙苯、均三甲苯、鄰甲乙苯、偏三甲苯和連三甲苯的組分
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明。下面結(jié)合圖1進(jìn)一步描述本發(fā)明的從碳九芳烴中富集均三甲苯餾分的方法。在第一混合器Al中，催促劑和碳九芳烴原料1混合后進(jìn)入脫輕塔B 1的中下部， 塔頂餾出主要包含正丙苯、異丙苯、間甲乙苯、對甲乙苯和催促劑的輕組分物流5，經(jīng)第一冷卻器Dl冷卻后進(jìn)入塔頂?shù)谝换亓鞴轊1，一部分經(jīng)作為回流流入脫輕塔Bl的塔頂，一部分進(jìn)入第一脫催促劑塔Cl的中下部，在該塔塔頂餾出循環(huán)催促劑3，經(jīng)第二冷卻器D2冷卻后進(jìn)入塔頂?shù)诙亓鞴轊2，一部分作為回流流入第一脫催促劑塔Cl的塔頂，一部分進(jìn)入第一混合器Al循環(huán)使用，而第一脫催促劑塔Cl塔釜流出部分主要含有正丙苯、異丙苯、間甲乙苯、 對甲乙苯的輕組分的物流7，部分7經(jīng)塔釜第二再沸器F2再沸后，返回第一脫催促劑塔Cl ； 從脫輕塔Bl塔釜流出的物流6，主要含有均三甲苯、鄰甲乙苯、偏三甲苯和連三甲苯組分的物流，部分6經(jīng)塔釜第一再沸器Fl再沸后，返回脫輕塔Bi，部分6引入第二混合器A2，和來自循環(huán)催促劑混合后進(jìn)入脫重塔B2的中下部，塔頂餾出蒸汽10，10主要包含間均三甲苯、 鄰甲乙苯和催促劑的物流，經(jīng)第三冷卻器D3冷卻后進(jìn)入塔頂?shù)谌亓鞴轊3，一部分作為回流流入脫重塔B2的塔頂，一部分進(jìn)入第二脫催促劑塔C2的中下部，在該塔塔頂餾出循環(huán)使用的催促劑，經(jīng)第四冷卻器D4冷卻后進(jìn)入塔頂?shù)谒幕亓鞴轊4，一部分經(jīng)作為回流流入第二脫催促劑塔C2的塔頂，一部分進(jìn)入第二混合器A2循環(huán)使用，而第二脫催促劑塔C2塔釜分離出均三甲苯、鄰甲乙苯富集液物流9，部分9經(jīng)塔釜第四再沸器F4再沸后，返回第二脫催促劑塔C2 ；從脫重塔B2塔釜流出的物流8，主要含有偏三甲苯和連三甲苯組分的物流8，部分8經(jīng)塔釜第一再沸器F3再沸后，返回脫重塔B2，部分被引出。在本發(fā)明的實(shí)施例中所用的碳九C9芳烴混合物是重整碳九芳烴餾分，其中含 6. 81重量％的均三甲苯，其具體組分及含量見表1。表1碳九芳烴原料的組成及沸點(diǎn)
組分名稱含量(重量％)沸點(diǎn)(°c)對二甲苯0. 30138. 4異丙苯0. 46152. 2正丙苯4. 54159.20間甲乙苯16. 80161. 33對甲乙苯6. 13162.01均三甲苯6. 81164. 7權(quán)利要求
1.一種從碳九芳烴中富集均三甲苯的方法，采用精餾，其特征在于 在精餾過程中加入催促劑，所述催促劑為丁腈和異丁腈中的一種。
2.如權(quán)利要求1所述的從碳九芳烴中富集均三甲苯的方法，其特征在于 所述催促劑為異丁腈。
3.如權(quán)利要求1或2所述的從碳九芳烴中富集均三甲苯的方法，其特征在于包含以下步驟(1)將碳九芳烴混合物和催促劑混合后送入脫輕塔，由塔頂引出包含正丙苯、異丙苯、 間甲乙苯、對甲乙苯和催促劑的輕組分，由塔釜引出包含均三甲苯、鄰甲乙苯、偏三甲苯和連三甲苯的重組分，其中所述碳九芳烴混合物與催促劑的重量比為1 0.05 0.5;(2)將所述輕組分送入第一脫催促劑塔，由塔頂引出催促劑，由塔釜引出含有正丙苯、 異丙苯、間甲乙苯、對甲乙苯的輕組分物流；(3)將所述步驟(1)中的重組分和催促劑經(jīng)混合后送入脫重塔，由塔頂引出包含均三甲苯、鄰甲乙苯和催促劑的物流，由塔釜引出包含偏三甲苯和連三甲苯的組分，其中所述重組分與催促劑的重量比為1 0. 05 0. 5 ；(4)將所述步驟(3)中塔頂引出的包含均三甲苯、鄰甲乙苯和催促劑的物流送入第二脫催促劑塔，由塔頂引出催促劑，由塔釜引出均三甲苯富集液。
4.如權(quán)利要求3所述的從碳九芳烴中富集均三甲苯的方法，其特征在于 所述碳九芳烴混合物與催促劑的重量比為1 0.05 0.3;所述重組分與催促劑的重量比為1 0. 05 0. 3。
5.如權(quán)利要求4所述的從碳九芳烴中富集均三甲苯的方法，其特征在于 所述碳九芳烴混合物與催促劑的重量比為1 0.05 0.1;所述重組分與催促劑的重量比為1 0.05 0.1。
6.如權(quán)利要求3所述的從碳九芳烴中富集均三甲苯的方法，其特征在于所述脫輕塔的塔板數(shù)為30 200，塔頂溫度為80 170°C，塔頂壓力為0. 1 0. 5MPa, 塔釜溫度為170 210°C，塔釜壓力為0. 12 0. 8MPa,回流比為5 20 ；所述第一脫催促劑塔的塔板數(shù)為5 20，塔頂溫度為80 160°C，塔頂壓力為0. 1 0. 5MPa，塔釜溫度為150 190°C，塔釜壓力為0. 11 0. 8MPa，回流比為2 15 ；所述脫重塔的塔板數(shù)為20 60，塔頂溫度為80 200°C，塔頂壓力為0. 1 0. 5MPa, 塔釜溫度為170 210°C，塔釜壓力為0. 12 0. 8MPa,回流比為2 20 ；所述第二脫催促劑塔的塔板數(shù)為5 20，塔頂溫度為80 140°C，塔頂壓力為0. 1 0. 5MPa，塔釜溫度為150 190°C，塔釜壓力為0. 11 0. 8MPa，回流比為2 15。
7.如權(quán)利要求6所述的從碳九芳烴中富集均三甲苯的方法，其特征在于所述脫輕塔的塔板數(shù)為50 100，塔頂溫度為90 160°C，塔頂壓力為0. 1 0. 3MPa, 塔釜溫度為175 190°C，塔釜壓力為0. 12 0. 4MPa,回流比為7 14 ；所述第一脫催促劑塔的塔板數(shù)為8 15，塔頂溫度為80 120°C，塔頂壓力為0. 1 0. 3MPa，塔釜溫度為155 170°C，塔釜壓力為0. 11 0. 4MPa，回流比為2 5 ；所述脫重塔的塔板數(shù)為30 50板，塔頂溫度為90 160°C，塔頂壓力為0. 1 0. 3MPa，塔釜溫度為175 190°C，塔釜壓力為0. 12 0. 4MPa，回流比為5 10 ；所述第二脫催促劑塔的塔板數(shù)為8 15板，塔頂溫度為80 120°C，塔頂壓力為0. 1 0. 3MPa，塔釜溫度為155 178°C，塔釜壓力為0. 11 0. 4MPa，回流比為2 5。
8.如權(quán)利要求3所述的從碳九芳烴中富集均三甲苯的方法，其特征在于 所述碳九芳烴混合物來自鉬重整塔底油、二甲苯異構(gòu)化副產(chǎn)品，其中均三甲苯的含量3 50重量％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從碳九芳烴中富集均三甲苯的方法，精餾過程中加入催促劑，催促劑為丁腈和異丁腈中的一種。包含以下步驟(1)將碳九芳烴混合物和催促劑混合后送入脫輕塔，碳九芳烴混合物與催促劑的重量比為1∶0.05～0.5；(2)將分離出的輕組分送入第一脫催促劑塔，由塔頂引出催促劑；(3)將脫輕塔塔釜的重組分和催促劑經(jīng)混合后送入脫重塔，重組分與催促劑的重量比為1∶0.05～0.5；(4)脫重塔塔頂引出的的物流送入第二脫催促劑塔，由塔頂引出催促劑，由塔釜引出均三甲苯富集液。采用本發(fā)明所述方法，具有均三甲苯收率高、且均三甲苯富集液中雜質(zhì)含量少的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C07C7/04GK102372577SQ20101025735
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者馮海強(qiáng), 孫靜, 朱躍輝, 胡競民, 高繼東, 魯耘 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院