專利名稱：用于從芳族化合物選擇性溶劑中除去污染物的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)萃取蒸餾從烴物類的混合物中分離芳烴的裝置和方法。更具 體地，本發(fā)明涉及從這類過(guò)程所用的溶劑中除去污染物。
背景技術(shù)：
可以從各種烴原料中回收芳烴，例如苯、甲苯和二甲苯，所述烴原料包括催化重整 產(chǎn)品，來(lái)自各種烴加工單元例如二甲苯異構(gòu)化的輕質(zhì)副產(chǎn)物，來(lái)自焦炭生產(chǎn)的副產(chǎn)物油，和 包含非芳烴的加氫熱裂解汽油。在例如萃取過(guò)程中，使用芳族化合物選擇性溶劑能夠促進(jìn) 從非芳烴中除去所述芳烴。在某些過(guò)程中，所述烴原料與芳族化合物選擇性溶劑在萃取蒸 餾塔(ED塔)中接觸，其中可能包括水的存在。所述ED塔產(chǎn)生包含一種或多種非芳烴和水 (如果存在)的萃余相，其可從所述塔的頂部排出。包含所述芳族化合物選擇性溶劑和所述 原料中的一種或多種芳烴的富溶劑相可從所述ED塔的底部排出。在第二蒸餾塔中，其中可 能包括水的存在，分離所述富溶劑相，產(chǎn)生所期望的芳烴組分的塔頂萃取流，和貧含芳烴的 貧溶劑流，所述貧溶劑流再循環(huán)到所述ED塔。為了滿足對(duì)所期望的芳烴產(chǎn)品的純度和回收率的要求，在所述ED塔中在最輕的 芳烴和最重的非芳烴之間實(shí)現(xiàn)良好的分離是重要的。理想情況下，在所述ED塔的下部，所 述芳族化合物選擇性溶劑保留所有所述最輕的原料芳烴，例如苯，而在所述ED塔的上部排 出所有所述最重的非芳烴。因此，當(dāng)原料流中具有較寬的沸點(diǎn)范圍的混合烴物類時(shí)，要滿足 嚴(yán)格的純度和回收率要求是更加困難的。已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，可采用各種步驟來(lái)除去所述ED塔產(chǎn) 生的富溶劑流中的污染物。否則，這些污染物，例如比所期望的芳烴產(chǎn)品更重的芳烴和沒(méi)有 排入萃余流的非芳烴，可積聚在第二蒸餾塔中產(chǎn)生的作為所述過(guò)程中的循環(huán)溶劑的貧溶劑 流中。污染物可能通過(guò)裝置中的機(jī)械泄漏進(jìn)入所述溶劑，這可能引入諸如加熱介質(zhì)或潤(rùn)滑 油的物質(zhì)。污染物也可能是形成于所述過(guò)程之中，例如通過(guò)所述芳族化合物選擇性溶劑的 降解形成。公知地，用第二含水溶劑，例如水，以及使用或不使用部分所述非芳烴萃余液與 所述第二塔中產(chǎn)生的部分所述貧溶劑接觸，來(lái)產(chǎn)生包含所述芳族化合物選擇性溶劑的 第二含水溶劑流，在循環(huán)到所述ED塔之前對(duì)其進(jìn)一步分離。參見(jiàn)例如US3，642，614和 US2009/0038991A1。在本領(lǐng)域中仍然需要能夠改進(jìn)的從萃取蒸餾過(guò)程中使用的貧芳族化合 物選擇性溶劑流中除去污染物的裝置和方法。發(fā)明概述在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及從芳族化合物選擇性溶劑中除去污染物的方法， 包括將包含非芳烴和芳烴的原料流與芳族化合物選擇性溶劑在萃取蒸餾區(qū)內(nèi)接觸，產(chǎn)生 包含所述非芳烴的萃余流，和包含所述芳烴和所述芳族化合物選擇性溶劑的富溶劑流；在 第二蒸餾區(qū)分離所述富溶劑流，產(chǎn)生包含所述芳烴的萃取流和包含所述污染物和所述芳族 化合物選擇性溶劑的貧溶劑流；用包含第二非芳烴的清洗流清洗至少部分所述貧溶劑流， 產(chǎn)生包含所述芳族化合物選擇性溶劑的清潔溶劑流，和包含所述污染物和所述第二非芳烴的第一副產(chǎn)物流。將至少部分所述清潔溶劑流送入所述萃取蒸餾區(qū)和所述第二蒸餾區(qū)中的 至少一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述芳烴包括苯、甲苯和二甲苯中的至少一種，且所述污染物 包括C9+芳烴。在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述貧溶劑清洗步驟進(jìn)一步包括水的存在，其量不足 以形成水相。在另一實(shí)施方案中，所述第一副產(chǎn)物流還包含所述芳族化合物選擇性溶劑，且所 述方法進(jìn)一步包括用包含水的第二溶劑清洗至少部分所述第一副產(chǎn)物流，產(chǎn)生包含所述污 染物和所述第二非芳烴的第二副產(chǎn)物流，以及包含水和所述芳族化合物選擇性溶劑的含水 溶劑流。在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，將至少部分所述含水溶劑流引送入所述萃取蒸餾區(qū)和所 述第二蒸餾區(qū)中的至少一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及用于從溶劑分離過(guò)程中除去污染物的裝置，包括 萃取蒸餾區(qū)、第二蒸餾區(qū)和貧溶劑清洗區(qū)。原料管道和溶劑管道提供了到所述萃取蒸餾區(qū) 的流體連通，且萃余液管道提供了離開(kāi)所述萃取蒸餾區(qū)的流體連通。富溶劑管道提供了從 所述萃取蒸餾區(qū)到所述第二蒸餾區(qū)的流體連通，且萃取物管道提供了離開(kāi)所述第二蒸餾區(qū) 的流體連通。貧溶劑管道提供了從所述第二蒸餾區(qū)到所述貧溶劑清洗區(qū)的流體連通，清洗 流體管道提供了到所述貧溶劑清洗區(qū)的流體連通，且副產(chǎn)物管道提供了離開(kāi)所述貧溶劑清 洗區(qū)的流體連通。清潔溶劑管道提供了從所述貧溶劑清洗區(qū)到所述萃取蒸餾區(qū)和所述第二 蒸餾區(qū)中至少一個(gè)的流體連通。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述裝置進(jìn)一步包括副產(chǎn)物清洗區(qū)，所述副產(chǎn)物管道和第二 溶劑管道提供了到所述副產(chǎn)物清洗區(qū)的流體連通，且第二副產(chǎn)物管道和含水溶劑管道提供 了離開(kāi)所述副產(chǎn)物清洗區(qū)的流體連通。在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，所述含水溶劑管道提供了 到所述萃取蒸餾區(qū)和所述第二蒸餾區(qū)中至少一個(gè)的流體連通。


圖1是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案的簡(jiǎn)化的流程圖。圖2A和2B是說(shuō)明本發(fā)明的貧溶劑清洗區(qū)的不同實(shí)施方案的簡(jiǎn)化的流程圖。
具體實(shí)施例方式總體而言，本發(fā)明可以用于在從原料流中分離至少一種期望的芳烴的過(guò)程中，從 貧溶劑流中除去污染物，所述原料流還包含至少一種非芳烴。如以下所論述地，所述污染物 可以包含芳烴、非芳烴、和/或諸如沸點(diǎn)或相對(duì)揮發(fā)度在所期望的芳烴和所述芳族化合物 選擇性溶劑之間的加熱介質(zhì)或潤(rùn)滑油的其它組分中的一種或多種。所述污染物可能是被引 入所述芳烴分離過(guò)程中的，例如在所述原料流中，和/或所述污染物可能是在所述芳烴分 離過(guò)程中形成的，例如通過(guò)所述芳族化合物選擇性溶劑的降解。這樣，所述污染物可以包 含一種或多種含有各種元素的有機(jī)化合物，所述元素的非限制性實(shí)例包括氧、氮、氯和硫。 所述原料流可以包含多種烴物類，包括芳族化合物和非芳烴，例如鏈烷、環(huán)烷和烯烴。所述 原料流可以具有寬的沸點(diǎn)范圍，且涵蓋了例如C6-C20烴，并且可以包括具有足夠高的芳烴 濃度使得能夠從所述原料流中除去芳族化合物的任何物流。通常，原料流包含15% -90重 量％的一種或多種芳烴。例如，所述原料流可以包括來(lái)自傳統(tǒng)的催化重整單元的流出物，其可以是脫丁烷的或脫戊烷的。所述原料流的另一來(lái)源可以是來(lái)自汽油熱解單元的液體副產(chǎn) 物，其可以經(jīng)加氫處理以基本飽和烯烴和二烯烴，以及除去痕量級(jí)的硫和氮。通常，所述原 料流可以包括寬沸點(diǎn)范圍的混合物，其包含苯、甲苯和二甲苯與相應(yīng)沸點(diǎn)范圍的鏈烷和環(huán) 烷的混合物。本文使用的術(shù)語(yǔ)“物流”或“流”可以是包含各種烴分子如直鏈、支化或環(huán)狀的烷 烴、烯烴、二烯烴、炔烴和烯基苯，以及任選的其它物質(zhì)或雜質(zhì)如氫、金屬和硫的物流。所述
物流還可包含芳烴和非芳烴。另外，所述烴分子可以簡(jiǎn)寫為Cl、C2、C3......Cn，其中“η”
代表所述烴分子中的碳原子數(shù)。后面帶有“ + ”的這類簡(jiǎn)寫表示每個(gè)分子中的碳原子數(shù)為所 述數(shù)以上，以及“_”表示每個(gè)分子中的碳原子數(shù)為所述數(shù)以下。本文使用的術(shù)語(yǔ)“芳族化合 物”指包含一個(gè)或多個(gè)由不飽和環(huán)碳基團(tuán)構(gòu)成的環(huán)的烴，其中一個(gè)或多個(gè)所述碳基團(tuán)可以 被一個(gè)或多個(gè)非碳基團(tuán)代替。示例性的芳族化合物是具有包含三個(gè)雙鍵的C6環(huán)的苯。物 流還可以包含水和芳族化合物選擇性溶劑兩者之一或兩者。圖1是顯示本發(fā)明實(shí)施方案以及本發(fā)明涵蓋的某些任選和/或替代步驟和裝置的 流程圖。將原料流110引入到包括萃取蒸餾(ED)塔200的萃取蒸餾(ED)區(qū)100。在例如 US3, 763，037和US3, 642，614中公開(kāi)了示例性的ED塔。本文使用的術(shù)語(yǔ)“區(qū)”指一個(gè)或多 個(gè)設(shè)備項(xiàng)和/或一個(gè)或多個(gè)子區(qū)。設(shè)備可以包括，例如一個(gè)或多個(gè)容器、加熱器、分離器、交 換器、管道、泵、壓縮機(jī)和控制器。另外，設(shè)備可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)區(qū)或子區(qū)。將溶劑 流130也引入到ED區(qū)100。雖然不是必須，但是通?？梢匀我獬Ｒ?guī)方式將水引入ED區(qū)100。 例如，可以通過(guò)管道115引入水，和/或部分或全部的所述水可以包括在進(jìn)入ED區(qū)100的 一種其它物流內(nèi)，例如溶劑流130。圖中，物流與物流在內(nèi)部流過(guò)的管道線或管道的附圖標(biāo) 記是相同的。所述溶劑可以是具有五元環(huán)的化合物，所述五元環(huán)包含一個(gè)硫原子和四個(gè)碳原 子，并且有兩個(gè)氧原子連接到所述環(huán)的硫原子上。示例性的溶劑是1，1- 二氧四氫噻吩或四 氫噻吩1，1-二氧化物，它也稱作四亞甲基砜或通常稱作環(huán)丁砜。其他化合物，例如，2-環(huán) 丁烯砜(2-sulfolene)，3-環(huán)丁烯砜(3-sulfolene)，2-甲基環(huán)丁砜，2_4_ 二 甲基環(huán)丁砜， 甲基-2-磺?；?，N-芳基-3-磺?；?，乙基-3-磺?；蚧?ethyl-3-sulfonyl sulfide)，2-磺?；宜狨?，二乙二醇，聚乙二醇，二丙二醇，聚丙二醇，二甲亞砜，N-甲基 吡咯烷酮，二醇胺(glycol-amine)，二醇，二醇醚(包括聚乙二醇醚)，N-甲基_2_吡咯烷酮 和N-甲?；鶈徇梢杂米魉鋈軇Ｈ軇┗衔锿ǔ＞哂幸恍O性特征，并且相比其它烴 類對(duì)芳烴化合物具有更大的親合性或選擇性；因此，所述溶劑可以稱作芳族化合物選擇性 溶劑。芳族化合物選擇性溶劑流130可以包括有效量的，優(yōu)選占所述芳族化合物選擇性溶 劑流130重量的至少90重量％的一種或多種芳族化合物選擇性溶劑化合物。水與所述芳 族化合物選擇性溶劑可以任意比例溶混。本文使用的術(shù)語(yǔ)“水相”指相比芳族化合物選擇 性溶劑包含更高摩爾含量的水的任何混合物。本文使用的術(shù)語(yǔ)“芳族化合物選擇性溶劑相” 指相比水包含相同或更高摩爾含量的芳族化合物選擇性溶劑的任何混合物。例如，50/50摩 爾比的環(huán)丁砜與水的混合物的芳族化合物選擇性溶劑相具有標(biāo)稱的87重量％的環(huán)丁砜和 13重量％的水。通常，原料流110和芳族化合物選擇性溶劑流130在ED塔200中接觸并分離，任 選地在水存在下進(jìn)行。本領(lǐng)域公知地，運(yùn)行ED塔200來(lái)產(chǎn)生輕質(zhì)的或頂部物流210，其包含原料流中基本上所有的非芳烴化合物。所述輕質(zhì)物流210還可以包含水和少量的芳族化合 物和芳族化合物選擇性溶劑。ED塔200還產(chǎn)生下部或底部物流，其包含基本上所有的原料 流芳烴和基本上所有的引入所述塔的芳族化合物選擇性溶劑。所述底部物流還可以包含水 和非芳烴組分。本文使用的術(shù)語(yǔ)“基本上所有”指通常占物流中的化合物或化合物種類的 至少90 %，優(yōu)選至少95 %，且最優(yōu)選至少99重量％的量。ED塔200產(chǎn)生的輕質(zhì)物流210可以在塔頂(overhead)系統(tǒng)中冷凝并收集到接收 器220中，且部分返回到塔中作為回流250，而剩余的輕質(zhì)物流230可以從ED區(qū)100排出作 為萃余流260。當(dāng)水存在時(shí)，從輕質(zhì)物流中分離水以產(chǎn)生包含水的物流265和包含非芳烴的 萃余流260是有利的。例如，水分離區(qū)可以包括接收器220，其中如本領(lǐng)域公知地，水可在接 收器220的任選的水槽(water boot) 240中從所述輕質(zhì)物流中分離，和/或水可在未示出 的水分離區(qū)的分離容器中從剩余的輕質(zhì)物流230部分中分離。這樣，如果水從ED塔產(chǎn)生的 非芳烴流中分離，則這可以被認(rèn)為是在ED區(qū)100中，而包含ED區(qū)100所產(chǎn)生的非芳烴的凈 余輕質(zhì)物流可以被認(rèn)為是萃余流260。所述非芳烴萃余流260可以包含至多10重量％的芳 族化合物。在一實(shí)施方案中，所述萃余流包含少于1重量％的芳族化合物且所述萃余流可 以包含少于0. 1重量％的芳族化合物。所述萃余流260中的水的量會(huì)隨以下因素而變化，例如，所述輕質(zhì)物流中的水量， 所述輕質(zhì)物流是否被分離，包括溫度在內(nèi)的分離條件，非芳烴的組成，和所述萃余流中夾帶 的水量。在一實(shí)施方案中，所述萃余流260包含占所述萃余流重量的少于5重量％的水。在 另一實(shí)施方案中，所述萃余流包含占所述萃余流重量的少于1重量％的水，并且可以包含 少于0. 05重量％的水。通常水與例如物流210、230和260中的烴組分不溶混。在通常的 操作溫度下，水在非芳烴中的溶解度少于0. 05重量％。然而，水也可以作為夾帶的液滴存 在。如果不從輕質(zhì)物流210中分離出夾帶的水，那么萃余流260可能是兩相物流。通常，所 述輕質(zhì)物流210中的水量是所述塔的操作條件和循環(huán)溶劑中的水量的函數(shù)。通常，所述ED塔200還包括再沸器回路(未示出)，其中通過(guò)從ED塔200排出的 部分下部物流向ED塔200供熱，且凈余的下部物流排出物作為所述富溶劑流270離開(kāi)ED區(qū) 100?？删哂?0-90實(shí)際塔板數(shù)的ED塔200的典型操作條件可以包括12_380kPa的壓力， 500C _170°C的塔頂溫度，和70°C _260°C的塔底溫度。在環(huán)丁砜溶劑體系的實(shí)施方案中，所 述塔底溫度可以是150°C-20(TC。通常，所述溶劑與原料的體積比可以是1 1-20 1，取 決于所述塔內(nèi)的條件和原料的組成。富溶劑流270包含所述芳族化合物選擇性溶劑，且所述芳烴在包括第二蒸餾塔 400的第二蒸餾區(qū)300中分離。富溶劑流270還可以包含水、非芳族化合物組分和污染 物，所述污染物在所述過(guò)程中循環(huán)和/或在原料流中引入。示例性第二蒸餾塔公開(kāi)于例如 US3, 763，037和US3，642，614。如本領(lǐng)域公知地，所述第二蒸餾區(qū)300在可從所述芳族化合 物選擇性溶劑中分離出所期望的芳烴組分的條件下操作。所述操作條件可以包括向第二蒸 餾塔400加入水，通常為蒸汽的形式，以改善在較低的塔底溫度下的分離，所述較低的塔底 溫度有助于所述芳族化合物選擇性溶劑的降解最小化。從而，蒸餾區(qū)300可以包括蒸汽發(fā) 生系統(tǒng)，其與第二蒸餾塔400連通。所述第二蒸餾塔400產(chǎn)生輕質(zhì)的或塔頂物流410，其包 含期望從原料流110中回收的芳烴，和任選的水。在一實(shí)施方案中，所述芳烴是苯、甲苯和 二甲苯中的至少一種。所述芳烴可以包括苯、甲苯和二甲苯。如本領(lǐng)域公知地，所述芳烴分離過(guò)程還可以包括溶劑再生系統(tǒng)，其除去重質(zhì)污染物，即沸點(diǎn)高于所述芳族化合物選擇 性溶劑的那些。當(dāng)污染物中的各種組分在過(guò)程中循環(huán)時(shí)，它們可能結(jié)合產(chǎn)生重質(zhì)污染物。 通過(guò)除去沸點(diǎn)低于所述芳族化合物選擇性溶劑的污染物，應(yīng)該可以降低污染物結(jié)合的可能 性。從而，本發(fā)明可以降低或消除除去重質(zhì)污染物的要求。溶劑再生系統(tǒng)可以與第二蒸餾 塔300連通或整合。從而，在一實(shí)施方案中，第二蒸餾區(qū)300進(jìn)一步包括溶劑再生系統(tǒng)(未 示出)。第二蒸餾塔400產(chǎn)生的所述輕質(zhì)物流410可以在塔頂系統(tǒng)中冷凝并收集到接收器 420中，以及部分返回所述塔作為回流450。剩余的輕質(zhì)物流430可以從所述第二蒸餾區(qū) 300排出作為萃取流460，所述萃取流460包含所期望的芳烴。當(dāng)水存在時(shí)，可有利地從所 述輕質(zhì)物流中分離水來(lái)產(chǎn)生包含水465的物流和包含芳烴的萃取流460。例如，如本領(lǐng)域公 知地，水可在接收器420的任選的水槽440中從輕質(zhì)物流中分離，和/或可在未示出的分離 容器中從所述剩余的輕質(zhì)物流430部分中分離水。這樣，如果水是從第二蒸餾塔產(chǎn)生的芳 烴流中分離出的，那么這可以被認(rèn)為在第二蒸餾區(qū)300內(nèi)，并且第二蒸餾區(qū)300所產(chǎn)生的包 含芳烴的凈余的輕質(zhì)物流可以被認(rèn)為是萃取流460。第二蒸餾塔400可以配設(shè)有典型的再沸器回路，如針對(duì)所述ED塔所討論的，以產(chǎn) 生作為貧溶劑流480離開(kāi)第二蒸餾區(qū)300的凈余的下部物流流出物，其通常返回到ED區(qū) 100。貧溶劑流480還可以包含水。所述污染物包含一種或多種組分，例如芳烴、非芳烴和/ 或其它組分，所述其它組分包括相比所述輕質(zhì)物流410具有更高的沸點(diǎn)或更低的相對(duì)揮發(fā) 度的有機(jī)物。通常，由于對(duì)所述芳烴的純度要求，在所述萃取流460中只能容忍少量的污染 物。因此，隨著所述貧溶劑流480在所述過(guò)程中循環(huán)，所述污染物將在其中保持并積累。當(dāng) 所述過(guò)程中的污染物水平增加時(shí)，所述芳族化合物選擇性溶劑在促進(jìn)所期望的分離上的效 率降低，造成所期望的芳烴損失到萃余流中，或者隨著更多非芳烴保留在富溶劑流270中， 污染物加速積累，或者兩者都有。如果不除去，所述污染物將最終達(dá)到足夠高的濃度，以致 于一些污染物將會(huì)在萃取物流460中離開(kāi)所述第二蒸餾區(qū)，污染所期望的產(chǎn)品。例如，當(dāng)所述原料流中的芳烴包括苯和甲苯時(shí)，在原料流中的污染物可包含C8+ 芳族化合物，即具有8或更多個(gè)碳原子的芳烴。以及當(dāng)期望的芳族化合物是C6至C8芳烴 時(shí)，原料中的所述污染物可包含C9+芳族化合物。所述污染物可以包括在所述貧溶劑循環(huán) 流中積聚的非芳烴；和所述污染物可以包括芳族化合物選擇性溶劑降解產(chǎn)物。具有20-40 之間的實(shí)際塔板數(shù)的第二蒸餾塔400的典型的操作條件可以包括IOOmmHg(a)-1 IOkPa(g) 的壓力，50-150°C的塔頂溫度，和80-230°C的塔底溫度。為了從所述貧溶劑流480中除去所述污染物，在貧溶劑清洗區(qū)500用包含一種或 多種非芳烴的清洗流510來(lái)清洗至少部分的貧溶劑流481。在一實(shí)施方案中，所述貧溶劑流 中的污染物量可至多為貧溶劑流480的25wt%。在另一實(shí)施方案中，貧溶劑流中的污染物 量范圍是貧溶劑流的0. 5wt% -IOwt %，并可以是貧溶劑流的Iwt % -5wt%。在一實(shí)施方案 中，送入貧溶劑清洗區(qū)500的貧溶劑流481部分占所述貧溶劑流480的0. -60%。在另 一實(shí)施方案中，在貧溶劑清洗區(qū)500清洗貧溶劑流480的0. 5 % -20 %，并且可以在貧溶劑 清洗區(qū)500清洗貧溶劑流的-5%。在一實(shí)施方案中，清洗流510包含在原料流110中 存在的非芳烴。在另一實(shí)施方案中，可以用至少部分的所述萃余流來(lái)清洗貧溶劑流481，所 述萃余流可以由任選的管道261提供。任選地，清洗流510可以是萃余流260的重質(zhì)或輕質(zhì)餾分，其可以是例如通過(guò)蒸餾或閃蒸分離部分或全部的萃余流260來(lái)產(chǎn)生，或通過(guò)改造ED 區(qū)100例如從ED塔200引出輕質(zhì)質(zhì)側(cè)出料。清洗流510可以包含水。在一實(shí)施方案中，清 洗流510可以包含原料流110中沒(méi)有的組分。清洗流510可以包含標(biāo)稱的純非芳烴組分， 例如戊烷，其能夠在萃取區(qū)中從物流260中容易地分離。所述貧溶劑清洗步驟包括充分接觸和分離所述貧溶劑和非芳烴來(lái)產(chǎn)生清潔溶劑 流530和副產(chǎn)物流520。所述貧溶劑清洗步驟可以采用與進(jìn)行其它液-液清洗和萃取操作 相似的方法和裝置來(lái)進(jìn)行。合適的裝置包括具有塔盤、填料、轉(zhuǎn)盤或板、和靜態(tài)混合器的塔。 還可以使用脈沖塔和混合/澄清池。所述貧溶劑清洗步驟包括單級(jí)或多級(jí)清洗過(guò)程。在一 實(shí)施方案中所述物流在多級(jí)逆流塔中接觸和分離。圖2A顯示了包括逆流萃取塔505的貧 溶劑清洗區(qū)500的一實(shí)施方案。所述非芳烴清洗流510通過(guò)清洗流體入口 512進(jìn)入萃取塔 505，且貧溶劑流481通過(guò)貧溶劑入口 482進(jìn)入萃取塔505。清洗流體入口 512位于貧溶劑 入口 482之下。所述清潔溶劑通過(guò)萃取塔505下部的清潔溶劑出口 532進(jìn)入清潔溶劑管道 530。所述包含污染物的非芳烴相通過(guò)萃取塔505上部的副產(chǎn)物出口 522進(jìn)入副產(chǎn)物管道 520。圖2B顯示了貧溶劑清洗區(qū)500的一實(shí)施方案，其包括混合區(qū)，其后為分離區(qū)。在 該實(shí)施方案中，通過(guò)將清洗流510引入到流動(dòng)的貧溶劑流481中，并將合并的物流通過(guò)靜態(tài) 在線混合器525，來(lái)將貧溶劑流481和清洗流510引入到所述混合區(qū)并混合。靜態(tài)在線混 合器在本領(lǐng)域是公知的，其包括具有固定的內(nèi)部構(gòu)件例如擋板、翅片和通道的管道，當(dāng)流體 通過(guò)所述管道時(shí)內(nèi)部構(gòu)件將流體混合。在其它實(shí)施方案中，貧溶劑流481可以引入到清洗 流510中，或者所述兩物流可以例如通過(guò)“Y”管道來(lái)合并。在另一實(shí)施方案中，將貧溶劑流 481和清洗流510引入到所述靜態(tài)在線混合器中。在其它實(shí)施方案中，所述物流可以通過(guò)本 領(lǐng)域公知的任何方法來(lái)混合，包括攪拌罐和混合單元操作。包含貧溶劑和非芳族化合物的 混合物流通過(guò)傳輸管道進(jìn)入分離區(qū)，所述分離區(qū)包括分離容器535，所述兩相在其中分離為 清潔溶劑相，其通過(guò)清潔溶劑管道530從分離容器535的下部排出，以及包含來(lái)自貧溶劑流 481的污染物部分的非芳族化合物相，其通過(guò)副產(chǎn)物管道520從分離容器535的上部排出。 分離容器535可以包含促進(jìn)所述相分離的固體介質(zhì)545。在其它實(shí)施方案中，所述分離區(qū)可 以包括多個(gè)設(shè)置為串聯(lián)、并聯(lián)或二者結(jié)合的容器。所述分離容器可以是任意的形狀和結(jié)構(gòu)， 只要促進(jìn)所述分離、收集和兩相的去除。在另一實(shí)施方案中，貧溶劑清洗區(qū)500可以包括單 個(gè)容器，貧溶劑流481和清洗流510在其中混合，然后保持在容器中沉降為兩產(chǎn)品相。在一 實(shí)施方案中，所述過(guò)程包括至少兩級(jí)逆流混合和沉降，即分離。清洗流510中的非芳烴從貧溶劑流中萃取出所述污染物，產(chǎn)生清潔溶劑流530，其 具有比貧溶劑流481的污染物濃度低的污染物濃度。這使得可將部分或全部清潔溶劑流 530直接循環(huán)到ED區(qū)100，而不需要在循環(huán)之前從所述清潔芳族化合物選擇性溶劑中分離 其它組分例如清洗流組分。在一實(shí)施方案中，清潔溶劑流530是芳族化合物選擇性溶劑相， 包含至少與水同樣摩爾含量的芳族化合物選擇性溶劑。在另一實(shí)施方案中，清潔溶劑流530 包括至少87wt %的芳族化合物選擇性溶劑和少于6wt %的水，任選地，清潔溶劑流530可以 包含至少87wt%的芳族化合物選擇性溶劑和少于3wt%的水。所述貧溶劑清洗區(qū)500還產(chǎn) 生副產(chǎn)物流520，其包含所述污染物、所述清洗流非芳烴和少量的所述芳族化合物選擇性溶 劑。
從貧溶劑流481中除去的污染物的量可隨多種因素變化，包括貧溶劑流480中污 染物的量，循環(huán)的芳族化合物選擇性溶劑中所期望的污染物的平衡濃度，貧溶劑流480與 481的比例，以及污染物引入到所述過(guò)程中和在所述過(guò)程中產(chǎn)生污染物的速率。在一實(shí)施 方案中，貧溶劑清洗區(qū)500從貧溶劑流481中除去10% -99%的污染物。S卩，副產(chǎn)物流520 包含貧溶劑流481中10% -99%的污染物。在另一實(shí)施方案中，貧溶劑清洗區(qū)500從貧溶 劑流481中除去50% -95%的污染物；并且可以從貧溶劑流481中除去80% -90%的污染 物。所述貧溶劑清洗區(qū)500可以從貧溶劑流481中除去至少75%的污染物。在一實(shí)施方 案中，當(dāng)所述污染物包括C9+芳族化合物時(shí)，副產(chǎn)物流520可包含至多40wt% C9+芳族化 合物。在另一實(shí)施方案中，副產(chǎn)物流520可包含0.芳族化合物；任選， 5wt% _10襯％的C9+芳族化合物。在一實(shí)施方案中，所述貧溶劑清洗步驟在沒(méi)有水相存在 的條件下進(jìn)行。在另一實(shí)施方案中，所述貧溶劑清洗步驟在沒(méi)有水存在的條件下進(jìn)行。所 述貧溶劑清洗區(qū)500的操作條件包括10°C _95°C溫度，任選地，25°C -80°C,以及0. 02-10 的非芳烴與貧溶劑重量比；任選地，0. 05-1。將至少部分清潔溶劑流530送入ED區(qū)100和第二蒸餾區(qū)300中的至少一個(gè)。在圖 1的實(shí)施方案中，至少部分清潔溶劑流530與溶劑流130合并，并引入ED區(qū)100。清潔溶劑 流530可以作為單獨(dú)的物流引入ED區(qū)100，并且可以與其它引入ED區(qū)100的物流合并，包 括原料流110和任選的水流115。在一實(shí)施方案中，基本上所有的清潔溶劑流530引入所述 ED區(qū)100與原料流110接觸。如圖1中的任選管道538所示，部分清潔溶劑流530可以與 富溶劑流270 —起引入第二蒸餾區(qū)300。所述清潔溶劑可以作為單獨(dú)的物流和/或與引入 第二蒸餾區(qū)300的其它物流合并。所述清潔溶劑可以引入到第二蒸餾塔400或第二區(qū)300 的其它部分，未示出，例如所述溶劑再生系統(tǒng)和蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。全部或部分清潔溶劑流可以 引入第二蒸餾區(qū)300或ED區(qū)100，或以任意比例引入第二蒸餾區(qū)300和ED區(qū)100兩者。副產(chǎn)物流520可以送到其它處理單元，以與對(duì)萃余流260所知的類似方式作進(jìn)一 步處理。任選地，至少部分副產(chǎn)物流520可以在副產(chǎn)物清洗區(qū)600中使用第二溶劑流610 來(lái)清洗，所述第二溶劑流610包含水以從副產(chǎn)物流520中回收少量的芳族化合物選擇性溶 劑。在一實(shí)施方案中，副產(chǎn)物流520中的芳族化合物選擇性溶劑的量可至多為所述副產(chǎn)物 流的5wt %。在另一實(shí)施方案中，所述副產(chǎn)物流可以包含0. Iwt % -3wt %的所述芳族化合物 選擇性溶劑，并且可以包含0. 5wt%的所述芳族化合物選擇性溶劑。在一實(shí)施方案 中，所述第一水流265和第二水流465中至少一個(gè)的至少部分，提供了副產(chǎn)物清洗區(qū)600中 的至少部分第二溶劑610。用于第二溶劑流610的水可以從任何方便的來(lái)源得到，包括其它 過(guò)程的水流例如補(bǔ)充水，其可以是添加到第二蒸餾區(qū)300中的。所述副產(chǎn)物清洗步驟可以采用與以上針對(duì)貧溶劑清洗步驟所論述和說(shuō)明的類似 的方式和類似的裝置來(lái)實(shí)施。所述兩個(gè)清洗步驟可以使用相同或不同的裝置來(lái)進(jìn)行引入各 自清洗區(qū)的物流的混合和分離。所述第二溶劑流610從至少部分副產(chǎn)物流520中萃取芳族 化合物選擇性溶劑，產(chǎn)生含水溶劑流630，其包含相比芳族化合物選擇性溶劑摩爾含量更高 的水。在一實(shí)施方案中，全部或部分的含水溶劑流630可以循環(huán)到ED區(qū)100和第二蒸餾區(qū) 300中的至少一個(gè)，產(chǎn)生本文使用的水和溶劑的至少一部分。任選的含水溶劑循環(huán)流或多個(gè) 循環(huán)流可以單獨(dú)地或與引入ED區(qū)100和第二蒸餾區(qū)300的其它物流之一一起。所述副產(chǎn)物清洗區(qū)600還產(chǎn)生了第二副產(chǎn)物流620，其芳族化合物選擇性溶劑的濃度低于副產(chǎn)物流520中的芳族化合物選擇性溶劑的濃度。在一實(shí)施方案中，在副產(chǎn)物清 洗區(qū)600，從所述副產(chǎn)物流520中除去至少90%的芳族化合物選擇性溶劑。即含水溶劑流 630包含在副產(chǎn)物清洗區(qū)600中清洗的副產(chǎn)物流520中的芳族化合物選擇性溶劑中的至少 90%。在另一實(shí)施方案中，在副產(chǎn)物清洗區(qū)600，可從所述副產(chǎn)物流520中除去至少98%的 芳族化合物選擇性溶劑，且任選地從所述副產(chǎn)物流520中除去高于99%的芳族化合物選擇 性溶劑。所述副產(chǎn)物清洗區(qū)600的操作條件可以包括10°C -95°C的溫度，任選25°C _80°C和 足夠保持液相的壓力。所述操作條件還可以包括，第二溶劑流610與第一副產(chǎn)物流520的 重量比為0. 01-10。在一實(shí)施方案中，所述第二溶劑流與第一副產(chǎn)物流的重量比為0. 1-5 ； 任選地，所述第二溶劑流與第一副產(chǎn)物流的重量比為0. 5-1。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解，本文描述的所述過(guò)程流程和不同區(qū)域的連接足以 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。除非另有說(shuō)明，所述區(qū)域內(nèi)的確切連接點(diǎn)對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)并不重要。例如，本 領(lǐng)域公知到蒸餾區(qū)的物流可以是直接引入所述塔，或該物流可以先引入?yún)^(qū)域內(nèi)的其它裝置 例如熱交換器，調(diào)整溫度，和/或引入泵調(diào)整壓力。同樣，離開(kāi)區(qū)域的物流可以直接離開(kāi)蒸 餾塔，或它們?cè)陔x開(kāi)所述蒸餾區(qū)之前可以先通過(guò)塔頂或再沸器段。實(shí)施例該實(shí)施例是為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的某些方面和優(yōu)點(diǎn)。不應(yīng)將這些實(shí)施方案視為 對(duì)本發(fā)明范圍的限制。使用針對(duì)實(shí)驗(yàn)室清洗、萃取和分離過(guò)程開(kāi)發(fā)和測(cè)試的模型來(lái)執(zhí)行計(jì) 算機(jī)模擬。為了得到與現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)比，該實(shí)施例假設(shè)要在貧溶劑清洗區(qū)內(nèi)處理除去污染 物的貧溶劑流與US 3，642，614第10-11欄的實(shí)施例(‘614實(shí)施例)中定義的相同。雖然 US 3，642，614包括附加的處理步驟或單元操作，如液-液萃取器和液_液萃余液水洗塔， 但是這些不影響所述對(duì)比。下面的表1給出了使用如圖2A中所描述和顯示的逆流萃取塔 實(shí)施的本發(fā)明貧清洗步驟與‘614實(shí)施例的水洗塔中的污染物(C9+芳族化合物)去除的對(duì) 比。該實(shí)施例的實(shí)施方案說(shuō)明，本發(fā)明，盡管涵蓋，但在所述貧溶劑清洗步驟中并不需 要存在大量的水。如表1所示，本發(fā)明能夠達(dá)到與‘614實(shí)施例得到的相同的、從所述貧溶 劑流中除去C9+芳族化合物污染物的去除量，而無(wú)需附加水和使用如‘614中所用的非芳族 化合物的少于30%。在‘614實(shí)施例的清潔溶劑循環(huán)之前，首先加熱除去加入的水——根 據(jù)17，OOOBtu/lb-mol水蒸發(fā)，8000hr/年，和$10每/百萬(wàn)Btu計(jì)算，該操作每年花費(fèi)大約 $500，000。作為對(duì)比，本發(fā)明的清潔溶劑可以直接循環(huán)到ED區(qū)，其中只有非芳族化合物需 要蒸發(fā)。相比之下，水、溶劑和C9+僅需要合理的熱量，并且再處理所需要的總熱量可以忽 略。對(duì)于本發(fā)明實(shí)施例，相對(duì)于非芳族化合物量，設(shè)定到貧溶劑清洗區(qū)的非芳族化合物流中 的芳烴含量以模擬‘614實(shí)施例的含量。預(yù)計(jì)，來(lái)自ED區(qū)的萃余流中芳族化合物的實(shí)際濃 度低于本發(fā)明實(shí)施例中使用的濃度。表 權(quán)利要求
從芳族化合物選擇性溶劑中除去污染物的方法，所述方法包括(a)將包含非芳烴和芳烴的原料流與所述芳族化合物選擇性溶劑在萃取蒸餾區(qū)內(nèi)接觸，產(chǎn)生包含所述非芳烴的萃余流，和包含所述芳烴和所述芳族化合物選擇性溶劑的富溶劑流；(b)在第二蒸餾區(qū)分離所述富溶劑流，產(chǎn)生包含所述芳烴的萃取流，和包含所述污染物和所述芳族化合物選擇性溶劑的貧溶劑流；(c)用包含第二非芳烴的清洗流清洗至少部分所述貧溶劑流，產(chǎn)生包含所述芳族化合物選擇性溶劑的清潔溶劑流，和包含所述污染物和所述第二非芳烴的第一副產(chǎn)物流；以及(d)將至少部分所述清潔溶劑流引入所述萃取蒸餾區(qū)和所述第二蒸餾區(qū)中的至少一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述芳族化合物選擇性溶劑選自1，1_二氧四氫噻 吩、2-環(huán)丁烯砜、3-環(huán)丁烯砜、2-甲基環(huán)丁砜、2-4-二甲基環(huán)丁砜、甲基-2-磺酰基醚、N-芳 基-3-磺酰基胺、乙基-3-磺酰基硫化物、2-磺酰基乙酸酯、二乙二醇、聚乙二醇、二丙二醇、 聚丙二醇、二甲亞砜、N-甲基吡咯烷酮、二醇胺、二醇、二醇醚、N-甲基-2-吡咯烷酮和N-甲 ?；鶈徇约八鼈兊慕M合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟(c)中清洗的所述貧溶劑流部分占步驟 (b)產(chǎn)生的貧溶劑流的0. -60%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中貧溶劑清洗步驟(c)中所述第二非芳烴與所述至 少部分所述貧溶劑流的重量比為0. 02-10。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述貧溶劑清洗步驟(c)進(jìn)一步包括水的存在； 任選地，在貧溶劑清洗步驟(c)中水的量不足以形成水相。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中來(lái)自步驟(a)的所述萃余流的至少部分提供了貧 溶劑清洗步驟(c)中的所述清洗流的至少一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一副產(chǎn)物流還包含所述芳族化合物選擇性 溶劑，所述方法進(jìn)一步包括(e)用包含水的第二溶劑流清洗至少部分所述第一副產(chǎn)物流，產(chǎn)生包含所述污染物和 所述第二非芳烴的第二副產(chǎn)物流，和包含水和所述芳族化合物選擇性溶劑的含水溶劑流。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括將至少部分所述含水溶劑流送入步驟(a) 的所述萃取蒸餾區(qū)和步驟(b)的所述第二蒸餾區(qū)中的至少一個(gè)。
9.用于從溶劑分離過(guò)程中除去污染物的裝置，包括(a)萃取蒸餾區(qū)；(b)提供到所述萃取蒸餾區(qū)的流體連通的原料管道；(c)提供到所述萃取蒸餾區(qū)的流體連通的溶劑管道；(d)提供離開(kāi)所述萃取蒸餾區(qū)的流體連通的萃余液管道；(e)提供從所述萃取蒸餾區(qū)到第二蒸餾區(qū)的流體連通的富溶劑管道；(f)提供離開(kāi)所述第二蒸餾區(qū)的流體連通的萃取物管道；(g)提供從所述第二蒸餾區(qū)到貧溶劑清洗區(qū)的流體連通的貧溶劑管道；(h)提供到所述貧溶劑清洗區(qū)的流體連通的清洗流體管道；(i)提供從所述貧溶劑清洗區(qū)到所述萃取蒸餾區(qū)和所述第二蒸餾區(qū)中的至少一個(gè)的清潔溶劑管道；和(j)提供離開(kāi)所述貧溶劑清洗區(qū)的流體連通的副產(chǎn)物管道。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括副產(chǎn)物清洗區(qū)，提供到所述副產(chǎn)物清洗區(qū) 的流體連通的副產(chǎn)物管道；提供到所述副產(chǎn)物清洗區(qū)的流體連通的第二溶劑管道；提供離 開(kāi)所述副產(chǎn)物清洗區(qū)的流體連通的第二副產(chǎn)物管道；和提供離開(kāi)所述副產(chǎn)物清洗區(qū)的流體 連通的含水溶劑管道。
全文摘要
本發(fā)明涉及從芳族化合物選擇性溶劑中除去污染物的方法和裝置。將包含芳烴和非芳烴的原料流與芳族化合物選擇性溶劑在萃取蒸餾區(qū)接觸，產(chǎn)生包含所述非芳烴的萃余流，和包含所述芳烴和所述溶劑的富溶劑流。在第二蒸餾區(qū)分離所述富溶劑流，產(chǎn)生包含芳烴的萃取流，和包含所述污染物和所述芳族化合物選擇性溶劑的貧溶劑流。用非芳烴清洗至少部分所述貧溶劑流，產(chǎn)生清潔溶劑流，將至少部分所述清潔溶劑流引入所述萃取蒸餾區(qū)和所述第二蒸餾區(qū)中的至少一個(gè)。
文檔編號(hào)C07C7/08GK101941877SQ20101027470
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
發(fā)明者B·R·比德?tīng)? E·M·凱西, J·L·諾埃, L·E·沙利文, T·J·斯圖特 申請(qǐng)人:環(huán)球油品公司