專利名稱：由含有芳香族化合物的烴餾分回收純芳香族化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由含有芳香族化合物的烴餾分(特別是重整汽油、全氫化裂解汽油、 加壓精制的焦?fàn)t苯或其混合物)回收純芳香族化合物的方法。通過本發(fā)明的方法提供芳香族化合物和特別是苯，其中芳香族餾分的烷基化苯衍生物通過氫化脫烷基化轉(zhuǎn)化為苯或更低級的烷基化苯衍生物。根據(jù)所述方法的實(shí)施方式可以高純度制備所述產(chǎn)物。與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，通過新型方法設(shè)置能夠達(dá)到顯著節(jié)省用于氫化脫烷基化的昂貴的氫氣以及節(jié)省設(shè)備的技術(shù)費(fèi)用。本發(fā)明還涉及可實(shí)現(xiàn)所述方法的裝置。
背景技術(shù)：
芳香族化合物，特別是苯、甲苯和二甲苯為化學(xué)工業(yè)中昂貴的起始材料，主要用于制備塑料和化學(xué)纖維。芳香族化合物也可用作奧托油中的辛烷值提升劑。對于化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用，有利的是以純苯形式提供所需的芳香族化合物，因?yàn)樘貏e是對化學(xué)品存在很大的需求。為了通過氫化脫烷基化獲得苯，可從重整汽油、全氫化裂解汽油、加壓精制的焦?fàn)t苯或這些物質(zhì)的混合物(作為富含芳香族化合物的烴混合物)出發(fā)。下文將這些進(jìn)料或其混合物稱作汽油餾分。使用的汽油餾分包含大量苯衍生物，特別是烷基芳香族化合物。其可通過熱或催化氫化轉(zhuǎn)化為苯，其中苯的烷基取代基通過與氫反應(yīng)而解離并完全氫化。通過該氫化脫烷基化(“HDA”)方法獲得所需的苯。除了所需的苯之外，還獲得鏈烷形式的烷基取代基。重整汽油為通過重整和特別是催化重整石腦油而制備的富含芳香族化合物的汽油。在重整過程中，將石油或原油中包含的鏈烷和環(huán)烷進(jìn)行異構(gòu)化、重組、環(huán)化、脫氫以及相似反應(yīng)。在催化重整中產(chǎn)生的富含芳香族化合物的重整汽油是獲得芳香族化合物的重要原料。全氫化裂解汽油為在烴的蒸汽裂化中形成的富含芳香族化合物的汽油。烴的蒸汽裂化主要用于產(chǎn)生低級烯烴，特別是乙烯。根據(jù)用于蒸汽裂化的烴混合物的沸點(diǎn)范圍，產(chǎn)生大量富含芳香族化合物的副產(chǎn)物，即所謂的裂解汽油，為了繼續(xù)加工，還需通過不同的氫化步驟(選擇性氫化，全氫化)除去不飽和化合物和雜原子(硫，氮，氧)。作為氫化步驟的產(chǎn)物，獲得富含芳香族化合物的餾分，其被稱作全氫化的裂解汽油。加壓精制的焦?fàn)t苯也是富含芳香族化合物的產(chǎn)品。焦?fàn)t粗苯由煤的焦化產(chǎn)生。與裂解汽油相似，所述焦?fàn)t粗苯除了芳香族化合物之外還包含不飽和化合物和帶雜原子的化合物。與裂解汽油的處理相似，焦?fàn)t粗苯也被氫化處理，以轉(zhuǎn)化不飽和化合物和帶雜原子的化合物。作為該轉(zhuǎn)化的終產(chǎn)物，獲得富含芳香族化合物的產(chǎn)物等，其不含不飽和化合物和帶雜原子的化合物，且可用于進(jìn)一步應(yīng)用。所述富含芳香族化合物的產(chǎn)品也被稱作加壓精制的焦?fàn)t苯。
使用的富含芳香族化合物的烴混合物可包含較大量非芳香族化合物，例如特別是鏈烷烴和環(huán)烷或烯烴，其在氫化脫烷基化同樣可被氫化，其中獲得鏈烷作為氫化產(chǎn)物。通過繼續(xù)氫化，鏈烷通過裂解獲得甲烷。根據(jù)使用的氫氣的化學(xué)計(jì)量，在氫化脫烷基化時(shí)也獲得低級的烷基化苯衍生物，其未完全脫烷基化成苯。在用于氫化脫烷基化的原料流中大量非芳香族化合物的存在需要相應(yīng)的足夠量的氫氣以進(jìn)行反應(yīng)，因?yàn)椴粌H需要?dú)錃鈱⑼榛枷銦N氫化脫烷基化形成苯或低級的烷基化苯衍生物，還需要額外的氫氣使長鏈非芳香族化合物分解形成短鏈非芳香族化合物。在長鏈化合物完全分解的情況下，得到甲烷。因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供氫化脫烷基化的方法， 其中使氫氣的使用最小化。在氫化脫烷基化中，除了所需的苯之外還產(chǎn)生短鏈鏈烷烴或甲烷的混合物。通過將芳香族化合物脫烷基化而產(chǎn)生的氣體量不會(huì)受本發(fā)明的方法的影響。然而，本發(fā)明的任務(wù)還是降低通過原料流中還存在的非芳香族化合物的氫化而產(chǎn)生的氣體量。為了達(dá)到所述目的，有利的是，通過萃取蒸餾來純化用于氫化脫烷基化的烴餾分。 通過進(jìn)行萃取蒸餾就可分離大部分非芳香族化合物。由萃取蒸餾獲得的芳香族化合物濃縮物隨后可輸入氫化脫烷基化。由于通過萃取蒸餾從起始混合物中已除去的非芳香族化合物的鏈縮短氫化不消耗氫氣，氫化脫烷基化的氫氣消耗減少。此外，通過連接萃取蒸餾，物料混合物在氫化脫烷基化之后包含少量的氣態(tài)鏈烷烴。由此可針對有利的起作用的低氣體流量設(shè)計(jì)整個(gè)方法。EP描述了由重整汽油獲得純芳香族化合物的方法。該申請公開了如下方法在第一方法步驟中通過分餾由重整汽油獲得具有選定碳數(shù)的芳香族化合物或具有多個(gè)選定碳數(shù)Cx、Cy的芳香族化合物的重整餾分，在第二方法步驟中用氫化催化劑選擇性氫化芳香族餾分，然后在第三方法步驟中，通過萃取蒸餾和/或液液萃取使來自第二方法步驟的選擇性氫化并含有芳香族化合物的產(chǎn)物分離為芳香族化合物和非芳香族化合物。這樣調(diào)整第二方法步驟中的氫化條件，使得非芳香族不飽和烴(特別是烯烴、二烯烴和三烯烴) 也同時(shí)被氫化，共軛二烯烴和三烯烴被盡可能完全氫化。DE 1568940A1描述了通過萃取蒸餾由任意芳香族化合物含量的烴混合物分離芳香族化合物的方法，所述烴混合物可包含鏈烷烴、環(huán)烷烴、烯烴、二烯烴和有機(jī)硫化合物作為非芳香族組分。對于萃取蒸餾特別使用取代基具有不多于7個(gè)碳原子的N-取代的嗎啉。 所獲得的芳香族餾分可進(jìn)行后處理，其中可提及下游硫酸洗滌或粘土處理。萃取劑中特別是由不飽和烴組成的雜質(zhì)匯集在塔底相并可通過塔底相的氫化和萃取蒸餾得以分離。DE 10019196C1描述了由包含非芳香族化合物的窄沸點(diǎn)或共沸點(diǎn)前體產(chǎn)物獲得由苯和甲苯或甲苯和二甲苯形成的高純度芳香族化合物產(chǎn)物的方法，以及進(jìn)行該方法的裝置。在單個(gè)塔中進(jìn)行非芳香族化合物的萃取蒸餾和萃取劑的回收，所述塔具有由兩個(gè)平行室構(gòu)成的塔主體區(qū)段、塔主體區(qū)段上方的精餾段、塔主體區(qū)段下方的汽提段和具有相關(guān)的塔底加熱的塔底。首先通過蒸餾使起始汽油分離成至少兩個(gè)餾分，其中一個(gè)餾分為包含高沸點(diǎn)非芳香族化合物的芳香族餾分，第二個(gè)餾分為包含低沸點(diǎn)非芳香族化合物的芳香族餾分。在塔主體區(qū)段的下側(cè)和上側(cè)開放的室的分開進(jìn)料位置引入這兩個(gè)餾分，其中高沸點(diǎn)芳香族餾分在低沸點(diǎn)芳香族餾分之上引入。因此，任務(wù)是提供一種方法，其中該方法首先通過萃取蒸餾使富含芳香族化合物的起始汽油脫除非芳香族烴，并通過氫化使獲得的芳香族化合物濃縮物脫烷基化并轉(zhuǎn)化為苯或脫烷基化的芳香族化合物作為產(chǎn)物的。所獲得的芳香族化合物濃縮物在氫化脫烷基化之后，應(yīng)足夠純，從而能夠通過簡單處理，例如“閃蒸”、精餾或兩者進(jìn)行純化。根據(jù)設(shè)計(jì)，也有可能在萃取蒸餾方法步驟和氫化脫烷基化方法步驟之間進(jìn)行進(jìn)一步的氫化，從而除去剩余烯烴和多元不飽和非芳香族烴。用于萃取蒸餾的具有足夠高的芳香族化合物含量的合適的原料汽油為例如加壓精制的焦?fàn)t苯、全氫化裂解汽油或重整汽油，其在精煉廠中通常大量產(chǎn)生。根據(jù)起始汽油， 也可在使用之前對其進(jìn)行分餾，以如期望地那樣升高芳香族化合物的含量。本發(fā)明通過如下方法解決所述任務(wù)從富含芳香族化合物的起始汽油出發(fā)，并使其首先通過萃取蒸餾純化，然后通過氫化脫烷基化。根據(jù)所使用的氫氣量和所使用的汽油級分，獲得苯或烷基化芳香族化合物。在此，通過萃取蒸餾由富含芳香族化合物的起始汽油得到富含苯或烷基化苯衍生物的芳香族化合物濃縮物，取決于所使用的起始混合物，其主要包含甲苯、二甲苯和均三甲苯。烷基側(cè)鏈在氫化時(shí)轉(zhuǎn)化為鏈烷。通過側(cè)鏈的氫化脫烷基化產(chǎn)生的高級鏈烷可通過氫化完全轉(zhuǎn)化為甲烷。獲得的芳香族餾分可例如通過精餾純化。 根據(jù)氫化和純化步驟的實(shí)施，可獲得具有各種所需純度和具有各種所需脫烷基化程度的芳香族化合物濃縮物。通過在萃取蒸餾之后進(jìn)行氫化脫烷基化可節(jié)省大量氫氣，因?yàn)槠鹗计椭邪姆欠枷阕寤衔镌跉浠撏榛巴ㄟ^萃取蒸餾分離。與傳統(tǒng)方法相比的減少的氣體量(氫氣以及在烯烴的氫化中產(chǎn)生的鏈烷)同樣允許芳香族產(chǎn)物的較高產(chǎn)量。特別要求保護(hù)富含C7-至C9-芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化方法，其中-首先將富含芳香族化合物的起始烴混合物進(jìn)行萃取蒸餾，其中用合適的萃取溶劑蒸餾含有芳香族化合物的烴混合物并使其從溶劑中脫除，得到顯著貧于芳香族烴且不含溶劑的產(chǎn)物流，以及顯著富集了芳香族烴且不含溶劑的芳香族化合物濃縮物，和-在萃取蒸餾之后，將所述不含溶劑的芳香族化合物濃縮物引入反應(yīng)器中以氫化脫烷基化，在反應(yīng)器中使其與氫反應(yīng)，其中形成脫烷基化的芳香族化合物流作為主產(chǎn)物，鏈烷烴流和甲烷流作為副產(chǎn)物，和-將芳香族烴流引入后處理單元?？墒褂帽景l(fā)明的方法以純形式提供所需烷基化程度的芳香族化合物。為了進(jìn)行該方法，也可能在萃取蒸餾方法步驟和氫化脫烷基化方法步驟之間進(jìn)行進(jìn)一步氫化以氫化非芳香族的不飽和烴。當(dāng)在萃取蒸餾之后，非芳香族的不飽和化合物的含量仍然不期望得高時(shí)，這是特別需要的。然而通常不需要該中間步驟。為了進(jìn)行該方法，可使用在萃取蒸餾之后能夠進(jìn)行氫化脫烷基化的任何裝置。為了進(jìn)行萃取蒸餾，可使用通常已知的且屬于現(xiàn)有技術(shù)的同塔回路 (I-Kolonnenverschaltung)。這是一種特別的萃取蒸餾形式，其允許萃取蒸餾和萃取溶劑的回收在一個(gè)塔中進(jìn)行。這節(jié)省空間并使得能夠減少投資和操作成本。本發(fā)明的方法中特別使用芳香族化合物含量超過20重量％的汽油餾分。優(yōu)選使用芳香族化合物含量超過50重量％的汽油。非常特別優(yōu)選使用芳香族化合物含量超過80 重量％的汽油。根據(jù)設(shè)計(jì)，也可通過預(yù)處理步驟(例如預(yù)蒸餾)提高起始汽油的芳香族化合物含量。
用于本發(fā)明的方法的合適的汽油為例如全氫化裂解汽油。其在乙烯的制備中作為裂解產(chǎn)物產(chǎn)生并具有高的芳香族化合物含量。其他可能的原料汽油為催化重整汽油或加壓精制焦?fàn)t苯。其可例如為該汽油的(7-餾分，c7,8-餾分，c8,9-餾分或c7_9餾分。由于制備方法，這些汽油大多含有足夠高的芳香族化合物含量。加壓精制的焦?fàn)t苯特別適用于獲得純苯，因?yàn)槠浔胶扛摺Ｊ褂媒範(fàn)t苯之前可進(jìn)行洗滌工藝或萃取工藝，從而純化用于苯的制備的汽油餾分。可如下構(gòu)建所述方法直接由含有芳香族化合物的烴混合物出發(fā)，將其引入萃取蒸餾。也可如下構(gòu)建所述方法首先預(yù)處理汽油餾分?？赡艿念A(yù)處理步驟為例如精餾，由此獲得具有所需沸程的芳香族餾分。當(dāng)汽油例如包含雜質(zhì)或大量鏈烷烴時(shí)，也可進(jìn)行萃取步驟或洗滌步驟。其可例如為使用合適溶劑、使用水或使用酸的萃取。例如其可為使用硫酸的清洗工藝，以除去烯烴。也可能是預(yù)先的萃取蒸餾，以使貧于芳香族化合物的起始汽油富含芳香族化合物。例如可進(jìn)行氧化步驟以除去硫化合物或氮化合物。還例如可進(jìn)行額外的氫化步驟以除去硫化合物。如果烯烴或二烯烴的含量高，也可預(yù)氫化含有芳香族化合物的起始混合物。所述預(yù)氫化為本發(fā)明的方法的一部分。也可使用所述預(yù)氫化以脫硫。為了進(jìn)行萃取蒸餾，可使用能夠從汽油餾分中分離芳香族烴的各種溶劑。合適的溶劑特別是取代基中包含1至8個(gè)碳原子的N-取代的溶劑。N-甲酰嗎啉特別適用于萃取蒸餾。適用于萃取蒸餾的還有例如N-甲基吡咯烷酮、環(huán)丁砜、甲基環(huán)丁砜、二甲亞砜(DMSO)、 亞烷基二醇或烷基化亞烷基二醇。當(dāng)然也可使用溶劑混合物。萃取溶劑可在組成方面與該方法相匹配。需要時(shí)也可向萃取溶劑中加入水。萃取蒸餾的典型塔溫和塔壓力通常為50 至 250°C 禾口 0. 2 至 5bar。由萃取蒸餾獲得脫除了芳香族化合物的餾分和所需的芳香族化合物濃縮物。萃取溶劑循環(huán)使用并根據(jù)需要進(jìn)行純化或補(bǔ)充。隨后，芳香族化合物濃縮物被引入通常接在萃取蒸餾之后的氫化脫烷基化方法步驟。對于本發(fā)明方法的某些實(shí)施方式，有利的是，在萃取蒸餾和氫化脫烷基化之間進(jìn)行預(yù)氫化。由執(zhí)行技術(shù)人員選擇所述方法變型，其明顯是本發(fā)明方法的一部分。對于氫化脫烷基化步驟可考慮熱過程和催化過程。然而，由于更為經(jīng)濟(jì)， 優(yōu)選熱過程。DE 1668719A1描述了通過熱氫化脫烷基化制備芳香族化合物的方法。在760°C 的溫度下在5. 4秒之內(nèi)使蒸發(fā)的甲苯和氫氣的混合物通過未填充的反應(yīng)盤管(Umsetzimgs schlange)，所述反應(yīng)盤管安裝在經(jīng)加熱的加熱器內(nèi)?？刂品磻?yīng)參數(shù)使得反應(yīng)過程中溫度維持在窄范圍內(nèi)。排出來自脫烷基化區(qū)域的流出物并作為液-氣混合物運(yùn)輸?shù)礁邏悍蛛x器中，從中排出液體部分。然后可將其例如通過蒸餾處理。通過所述反應(yīng)得到88. 5%苯的氫化脫烷基化方法產(chǎn)量。US 3197523A描述了通過催化氫化脫烷基化制備芳香族化合物的方法。催化氫化脫烷基化在裝載催化劑的脫烷基化區(qū)域中進(jìn)行，其中在反應(yīng)器出口取得反應(yīng)器流出物并將其引入高壓分離器。在此獲得富含氫氣的氣體級分和液體烴級分，其中后者被導(dǎo)入低壓分離器，在低壓分離器中分離出輕質(zhì)烴并獲得其他的烴餾分，將其蒸餾獲得所需的苯餾分。脫烷基化區(qū)域中的典型壓力為20至IOObar，脫烷基化區(qū)域中的典型溫度為540至800°C。在一個(gè)有利的大規(guī)模實(shí)施方式中，用經(jīng)預(yù)熱的氫氣和富含氫氣的循環(huán)氣蒸發(fā)液體
7起始混合物并將其引入預(yù)處理反應(yīng)器，在該反應(yīng)器中，所述混合物中包含的剩余二烯烴和三烯烴被氫化，所述混合物中包含的硫化合物，特別是噻吩，被氫化為&S。然后，通過加熱器加熱反應(yīng)混合物并將其引經(jīng)實(shí)際的脫烷基化反應(yīng)器。將獲得的反應(yīng)器流出物與富含氫氣的起始?xì)怏w分離，將獲得的液體餾分減壓，根據(jù)需要部分返回至反應(yīng)器中并蒸餾芳香族產(chǎn)物。使用反應(yīng)器流出物來產(chǎn)生蒸汽和熱量。根據(jù)純度，將獲得的純苯或脫烷基化芳香族化合物引經(jīng)具有粘土材料的固定床。根據(jù)純度，也可省略預(yù)處理步驟。氫化脫烷基化方法步驟之后是處理方法步驟。根據(jù)獲得的產(chǎn)物的純度，可使用所謂的“閃蒸”以維持較低的設(shè)備費(fèi)用。也可進(jìn)行例如蒸餾或冷凍分離步驟。優(yōu)選用本發(fā)明的方法獲得純苯。根據(jù)起始汽油或脫烷基化程度，也可獲得例如 C7-芳香族化合物或c7/8-餾分。由于有利的工藝條件和較高的工藝產(chǎn)量，通常優(yōu)選熱脫烷基化，因?yàn)槠涓菀走M(jìn)行并且在正確的工藝參數(shù)下帶來高的工藝產(chǎn)量。由此節(jié)省了氫氣，這通過在萃取蒸餾之后進(jìn)行氫化脫烷基化得以實(shí)現(xiàn)。此外，在該方法變型中達(dá)到較高的產(chǎn)物產(chǎn)量，因?yàn)檩腿≌麴s之后非芳香族化合物含量減少而產(chǎn)生較少量的氣態(tài)副產(chǎn)物。由此減少了特別是產(chǎn)物中低沸點(diǎn)烴的量，這導(dǎo)致工藝中低的氣體負(fù)荷和改善的工藝可行性和經(jīng)濟(jì)性。還要求保護(hù)進(jìn)行本發(fā)明的方法的裝置。特別要求保護(hù)富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化裝置，其包含-用于萃取蒸餾的塔，用于氫化產(chǎn)生的芳香族化合物濃縮物的反應(yīng)器，用于處理產(chǎn)生的芳香族產(chǎn)物的純化單元，其中-這樣配置用于萃取蒸餾的塔、氫化反應(yīng)器和純化單元，使得在工藝流程中依次進(jìn)行由含烴混合物萃取蒸餾芳香族烴，從芳香族產(chǎn)物流中除去萃取溶劑，將芳香族化合物氫化脫烷基化以獲得脫烷基化的芳香族產(chǎn)物，和后處理獲得的芳香族產(chǎn)物。對于所述裝置可使用任意設(shè)計(jì)類型。作為精餾塔合適的有能夠萃取蒸餾芳香族烴混合物的標(biāo)準(zhǔn)蒸餾塔。其可包括對于蒸餾所必需或提供支持的裝置。其可例如為再沸器、 加熱裝置或用于維持真空的泵。所述裝置明顯是本發(fā)明裝置的一部分。同樣地，作為汽提塔合適的有能夠從含有芳香族化合物的產(chǎn)物混合物中蒸餾分離溶劑的蒸餾塔。其為現(xiàn)有技術(shù)并通常用于使用典型雙塔回路作為萃取蒸餾裝置的方法中。這種配置例如描述于EP 792928B1 中。萃取蒸餾方法步驟也可在能夠在單個(gè)塔中萃取蒸餾并分離萃取溶劑的單個(gè)塔中進(jìn)行。使得能夠在單個(gè)塔中萃取蒸餾并從含有芳香族化合物的產(chǎn)物餾分中分離萃取溶劑這種塔的一個(gè)例子描述于DE19849651A1中。此處萃取溶劑循環(huán)輸送。所述塔包含用于維持蒸餾熱量的萃取溶劑加熱設(shè)備。其還可包含加熱芳香族化合物流的設(shè)備，例如可提及塔底再沸器。然而，使得能夠在一個(gè)塔裝置中萃取蒸餾的塔最終可為任意類型。還特別要求保護(hù)富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化裝置，其包含能夠在單個(gè)塔中萃取蒸餾并回收萃取溶劑的塔，其中所述塔具有-塔主體區(qū)段下方的汽提段，塔主體區(qū)段上方的精餾段，由兩個(gè)平行室組成的塔主體區(qū)段，和具有相關(guān)的塔底加熱的塔底，和-塔主體區(qū)段的一個(gè)室的上側(cè)和下側(cè)相對于塔內(nèi)部空間開放，而另一個(gè)室的上側(cè)相對于塔內(nèi)部空間關(guān)閉，下側(cè)相對于塔內(nèi)部空間開放，其中所有室都包含改善物質(zhì)交換的內(nèi)部構(gòu)件，并且室的內(nèi)部構(gòu)件上側(cè)相對于塔內(nèi)部空間關(guān)閉而下側(cè)相對于塔內(nèi)部空間開放， 存在用于以蒸汽形式導(dǎo)出不含萃取劑的產(chǎn)物和用于回流液化的產(chǎn)物支流的設(shè)備。為了進(jìn)行氫化脫烷基化，可考慮能夠根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行氫化脫烷基化、能夠循環(huán)過量的氫化氫氣、能夠純化純苯流或純芳香族餾分、和必要時(shí)還能夠進(jìn)一步使用產(chǎn)生的甲烷流的裝置。其包括例如填料塔、蒸發(fā)器、蒸餾塔、具有催化劑填料或擴(kuò)散分離器的氫化反應(yīng)器。用于進(jìn)行氫化脫烷基化的裝置最終可為任意類型，但是其必須適用于氫化脫烷基化通常在萃取蒸餾含有芳香族化合物的烴混合物時(shí)產(chǎn)生的芳香族化合物流。為了預(yù)處理起始汽油和含有芳香族化合物的起始混合物，最終也需要進(jìn)行所述方法步驟所必須的裝置。為了預(yù)處理可例如需要用于分餾的蒸餾塔，萃取塔或冷凍分離裝置。 當(dāng)用于本發(fā)明的方法時(shí)，所述裝置明顯是本發(fā)明方法的一部分。本發(fā)明的方法的一部分還有在氫化脫烷基化之后純化含有芳香族化合物的產(chǎn)物的方法步驟。為此，可考慮例如用于分餾的蒸餾塔、“閃蒸”單元、具有粘土材料的固定床或冷凍分離步驟。最后，所有裝置組件可包含為了維持進(jìn)行萃取蒸餾和將芳香族化合物氫化脫烷基化所需的設(shè)備。其為例如壓縮機(jī)、渦輪機(jī)、泵和閥。它們當(dāng)然也是用于維持所需操作溫度的設(shè)備，其中可提及例如加熱裝置、燃燒器、熱交換器或冷卻裝置。最后也可包含所需的控制設(shè)備，例如恒溫器或控制設(shè)備。本發(fā)明的方法和本發(fā)明的裝置具有用于制備含有芳香族化合物的純產(chǎn)物的傳統(tǒng)裝置布局的優(yōu)點(diǎn)，其與傳統(tǒng)方法相比消耗相當(dāng)少量的氫氣。與制備純芳香族化合物的傳統(tǒng)布局相比，通過所述方法可達(dá)到相當(dāng)高的產(chǎn)量。所述布局特別適用于制備純苯，但是也適用于制備含有芳香族化合物的烷基化餾分，例如甲苯。通過實(shí)施例解釋本發(fā)明的制備含有芳香族化合物的烴混合物的方法構(gòu)思，該實(shí)施例描述了步驟和起始混合物的組成與萃取蒸餾之后芳香族化合物濃縮物的組成。實(shí)施例將由全氫化裂解汽油構(gòu)成的含有芳香族化合物的烴混合物(芳香族化合物含量為86質(zhì)量％ )進(jìn)行萃取蒸餾，其中使用DE19849651A1所提及的裝置和N-甲酰嗎啉作為萃取溶劑。表1給出了萃取蒸餾之前含有芳香族化合物的起始混合物的組成，以及萃取蒸餾之后芳香族化合物濃縮物的組成。通過餾分的氣相色譜分析確定組成。萃取蒸餾之后進(jìn)行氫化脫烷基化，其中將由萃取蒸餾獲得的混合物轉(zhuǎn)移至用于用氫氣氫化脫烷基化的裝置部分。在此獲得含有芳香族化合物的脫烷基化產(chǎn)物。如果將實(shí)施例中所述的起始混合物進(jìn)行氫化脫烷基化，每IOOOkg起始混合物需要38. 7kg氫氣并得到718kg苯。反應(yīng)器出口的氣體負(fù)荷(不考慮需要的過量氫氣) 為636Nm3。然而，如果將萃取蒸餾之后獲得的芳香族化合物濃縮物進(jìn)行氫化脫烷基化，每 IOOOkg芳香族化合物濃縮物需要4kg氫氣并得到苯。反應(yīng)器出口的氣體負(fù)荷(不考慮需要的過量氫氣)為507Nm3。該實(shí)施例證明了本發(fā)明的有利實(shí)施方式。通過三個(gè)附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的用于制備含有芳香族化合物的脫烷基化烴混合物的工藝流程實(shí)施方式，其中本發(fā)明的方法并不局限于所述實(shí)施方式。

圖1顯示了例如用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行的氫化脫烷基化的工藝流程圖。含有芳香族化合物的起始混合物被引入氫化脫烷基化中。為了進(jìn)行反應(yīng)，向該反應(yīng)步驟中繼續(xù)加入氫氣。 在氫化脫烷基化中，由烷基側(cè)鏈的氫化分裂產(chǎn)生甲烷。獲得脫烷基化芳香族化合物的產(chǎn)物流，其在后處理單元中純化。在此獲得脫烷基化芳香族化合物的純產(chǎn)物。芳香族化合物濃縮物中包含的烯烴也被同時(shí)氫化。圖2顯示了本發(fā)明方法的工藝流程圖。含有芳香族化合物的起始烴混合物被引入萃取蒸餾中。在此獲得脫除了芳香族化合物的烴流和富含芳香族化合物的烴流。富含芳香族化合物的烴流作為芳香族化合物濃縮物被引入氫化脫烷基化的工藝單元。為了進(jìn)行反應(yīng)，向該反應(yīng)步驟中繼續(xù)加入氫氣。在氫化脫烷基化中，由烷基側(cè)鏈的氫化裂解而產(chǎn)生甲烷。獲得脫烷基化芳香族化合物的產(chǎn)物流，其在后處理單元中純化。在此獲得脫烷基化芳香族化合物的純產(chǎn)物。圖3顯示了進(jìn)行本發(fā)明方法的本發(fā)明的裝置。含有芳香族化合物的汽油(1)被引入蒸餾塔0)，其中起始汽油被分離為各自含有非芳香族化合物的低沸點(diǎn)芳香族餾分Oa) 和高沸點(diǎn)芳香族餾分Ob)。所述餾分可例如為主要包含苯的餾分Oa)和主要包含甲苯和二甲苯的餾分Ob)。高沸點(diǎn)餾分Qb)可被排出。這些餾分通常還包含烯烴。根據(jù)起始汽油的組成也可使用兩個(gè)蒸餾塔。分離在預(yù)蒸餾塔O)中進(jìn)行，該預(yù)蒸餾塔具有使得能夠優(yōu)化地分離混合物的特殊裝置Ce)。在該附圖中，蒸餾還包括用于維持對于蒸餾所需溫度的裝置(2d)，所謂的再沸器。此外還存在中間容器(加)、壓縮機(jī)Of)和中間加熱器Og)。然后在分開的進(jìn)料位置將兩種餾分加入為了萃取蒸餾而提供的蒸餾塔(3)。通過中間加熱器 (2g)、壓縮機(jī)Qf)和熱交換器(3c)使低沸點(diǎn)芳香族餾分Oa)達(dá)到對于萃取蒸餾所需的溫度水平和壓力水平。在用于萃取蒸餾的所述塔(3)中，芳香族混合物被分離為貧于芳香族化合物的烴混合物(3a)和富含芳香族化合物的烴混合物C3b)，其中在塔頂獲得貧于芳香族化合物的烴餾分(3a)，而在塔的側(cè)部出口可取出含有芳香族化合物的、不貧于芳香族化合物的烴餾分作為芳香族化合物濃縮物(3b)。起始混合物Qa)進(jìn)入具有兩個(gè)室(3d)的特殊的蒸餾裝置，所述室位于塔主體區(qū)段內(nèi)并具有內(nèi)部構(gòu)件以改善質(zhì)量交換。塔的特殊設(shè)計(jì)允許萃取溶劑循環(huán)輸送(3e)且不時(shí)更換分解或流失的溶劑。該塔包含熱交換器(3c、3f、 3g)以將萃取溶劑維持在對于萃取蒸餾所需的溫度。該塔還包含將全部物質(zhì)流維持在對于萃取蒸餾所需的壓力和溫度的設(shè)備，例如壓縮機(jī)(3h)和再沸器(3i)。通過中間容器(3j) 和壓縮機(jī)(3k)提供芳香族化合物濃縮物。除了鏈烷烴，貧于芳香族化合物的烴餾分(3a) 還包含烯烴、二烯烴和三烯烴，并通過收集容器(31)排出。塔頂具有用于維持真空的真空泵(3m)和中間容器(3η)。然后將芳香族化合物濃縮物(3b)引入用于氫化脫烷基化的裝置部分。在此處所述的實(shí)施方式中，該裝置部分包含蒸發(fā)器(如)、預(yù)處理反應(yīng)器(4b)、兩個(gè)脫烷基化反應(yīng)器 (k、4c’)，氫氣分離器(4d)、兩個(gè)用于純化的后處理塔Ge、如’)和蒸餾塔Gf)。首先將含有芳香族化合物的濃縮物引入蒸發(fā)器Ga)并以蒸汽形式到達(dá)預(yù)處理反應(yīng)器Gb)。在該處氫化可能殘留的烯烴或二烯烴。預(yù)處理之后，將含有芳香族化合物的混合物引入二級脫烷基化反應(yīng)器Gcdc’)。其通常由通過燃燒器燃燒的管組成，待脫烷基化的芳香族化合物濃縮物流過這些管。在此產(chǎn)生蒸汽形式的芳香族化合物和來自烷基鏈的鏈烷，其在使用的條件下通常轉(zhuǎn)化為甲烷。獲得的氣體混合物到達(dá)氫氣分離器Gd)，該氫氣分離器分離氫氣，氫氣或者與甲烷一起排出(4g)，或者通過壓縮機(jī)Gh)和中間容器Gi)返回至蒸發(fā)器(如)。 來自氫氣分離器Gd)的芳香族混合物被引入填料塔(如、4e’)，所述填料塔在通常的實(shí)施方式中具有粘土填料。在所述填料塔中分離例如脫烷基化反應(yīng)的聚合產(chǎn)物。純化之后獲得非常純的苯，并可在蒸餾塔Gf)中通過蒸餾進(jìn)一步純化。從塔頂取得純苯Gj)。根據(jù)脫烷基化條件也可獲得高級的烷基化產(chǎn)物，例如甲苯或二甲苯。附圖標(biāo)記列表
1起始汽油
2蒸餾塔
加低沸點(diǎn)芳香族餾分
2b高沸點(diǎn)芳香族餾分
2c優(yōu)化分離的裝置
2d再沸器
2e中間容器
2f壓縮機(jī)
2g中間加熱器
3萃取蒸餾塔
3a富含烯烴的烴混合物
3b貧于烯烴的芳香族化合物濃縮物
3c熱交換器
3d萃取蒸餾塔的兩個(gè)室
3e循環(huán)輸送的萃取溶劑
3f、3g熱交換器
3h壓縮機(jī)
3i再沸器
3j中間容器
3k壓縮機(jī)
31收集容器
:3m真空泵
3n中間容器
如蒸發(fā)器
4b預(yù)處理反應(yīng)器
4c、4c’脫烷基化反應(yīng)器
4d氫氣分離器
4e、4e，后處理塔
4f蒸餾塔
4g甲烷和氫氣排出
4h壓縮機(jī)
4i中間容器
4j純苯排出
表權(quán)利要求
1.富含C7-至C9-芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化方法，其中-首先將所述富含芳香族化合物的起始烴混合物進(jìn)行萃取蒸餾，其中用合適的萃取溶劑蒸餾含有芳香族化合物的烴混合物并使其從溶劑中脫除，得到顯著貧于芳香族烴且不含溶劑的產(chǎn)物流，以及顯著富集了芳香族烴且不含溶劑的芳香族化合物濃縮物，其特征在于，-在萃取蒸餾之后，將所述不含溶劑的芳香族化合物濃縮物引入反應(yīng)器中以氫化脫烷基化，在反應(yīng)器中使其與氫反應(yīng)，其中形成脫烷基化的芳香族化合物流作為主產(chǎn)物，鏈烷烴流和甲烷流作為副產(chǎn)物，和-將所述芳香族烴流引入后處理單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化方法，其特征在于，所述萃取蒸餾和所述萃取溶劑的回收在單個(gè)塔中進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述后處理單元為分餾。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述后處理單元為閃蒸階段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化方法， 其特征在于，含有芳香族化合物的起始產(chǎn)物為全氫化裂解汽油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化方法， 其特征在于，含有芳香族化合物的起始產(chǎn)物為催化重整汽油。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化方法， 其特征在于，含有芳香族化合物的起始產(chǎn)物為加壓精制的焦?fàn)t苯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化方法， 其特征在于，經(jīng)脫烷基化和后處理的芳香族化合物流為純苯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化方法， 其特征在于，在引入萃取蒸餾之前，將含有芳香族化合物的起始產(chǎn)物在蒸餾塔中分餾。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化方法， 其特征在于，在引入萃取蒸餾之前，使含有芳香族化合物的起始產(chǎn)物與水、與酸、與合適的溶劑或與這些物質(zhì)的混合物接觸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化方法，其特征在于，在引入萃取蒸餾之前，將含有芳香族化合物的起始產(chǎn)物進(jìn)行氫化。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化方法，其特征在于，在萃取蒸餾和氫化脫烷基化的方法步驟之間進(jìn)行氫化。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12任一項(xiàng)所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化方法，其特征在于，所述萃取溶劑為取代基中具有1至8個(gè)碳原子的N-取代的溶劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至12任一項(xiàng)所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化方法，其特征在于，所述萃取溶劑為N-甲酰嗎啉。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至12任一項(xiàng)所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化方法，其特征在于，用于萃取蒸餾的所述萃取溶劑為N-甲基吡咯烷酮、環(huán)丁砜、甲基環(huán)丁砜， 為亞烷基二醇或烷基化亞烷基二醇或這些物質(zhì)的混合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15任一項(xiàng)所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化方法，其特征在于，用于萃取蒸餾的所述萃取溶劑混合物包含水。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16任一項(xiàng)所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化方法，其特征在于，用于氫化脫烷基化的氫化步驟為熱過程。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至16任一項(xiàng)所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化方法，其特征在于，用于氫化脫烷基化的氫化步驟為催化過程。
19.富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化裝置，其包括-用于萃取蒸餾的精餾塔，用于除去萃取溶劑的汽提塔，用于氫化所產(chǎn)生的芳香族化合物濃縮物的反應(yīng)器，用于后處理所產(chǎn)生的芳香族化合物濃縮物的純化單元，其特征在于，-這樣配置精餾塔、汽提塔、氫化反應(yīng)器和純化單元，從而在工藝流程中依次進(jìn)行由含烴混合物萃取蒸餾芳香族烴，從芳香族產(chǎn)物流中除去萃取溶劑，將芳香族化合物氫化脫烷基化以獲得脫烷基化的芳香族化合物濃縮物，和將獲得的芳香族化合物濃縮物后處理。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化裝置，其特征在于，其包括使得能夠在單個(gè)塔中進(jìn)行萃取蒸餾和萃取溶劑的回收的塔。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化裝置，其特征在于，其包含使得能夠在單個(gè)塔中進(jìn)行萃取蒸餾和萃取溶劑的回收的塔，其中該塔具有-塔主體區(qū)段下方的汽提段，塔主體區(qū)段上方的精餾段，由兩個(gè)平行室組成的塔主體區(qū)段，和具有相關(guān)的塔底加熱的塔底，和-塔主體區(qū)段的一個(gè)室的上側(cè)和下側(cè)相對于塔內(nèi)部空間開放，而另一個(gè)室的上側(cè)相對于塔內(nèi)部空間關(guān)閉，下側(cè)相對于塔內(nèi)部空間開放，其中所有室都包含改善物質(zhì)交換的內(nèi)部構(gòu)件，并且所述室的內(nèi)部構(gòu)件上方存在用于以蒸汽形式導(dǎo)出不含萃取劑的產(chǎn)物和用于回流液化的產(chǎn)物支流的設(shè)備，該室上側(cè)相對于塔內(nèi)部空間關(guān)閉而下側(cè)相對于塔內(nèi)部空間開放。
22.根據(jù)權(quán)利要求19至21任一項(xiàng)所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化裝置，其特征在于，其包括在工藝流程中設(shè)置于氫化脫烷基化單元之后的用于分餾的蒸餾單兀。
23.根據(jù)權(quán)利要求19至21任一項(xiàng)所述的富含芳香族化合物的烴混合物的脫烷基化裝置，其特征在于，其包括在工藝流程中設(shè)置于氫化脫烷基化單元之后的閃蒸階段。
全文摘要
本發(fā)明涉及獲得含有芳香族化合物的純產(chǎn)物的方法，其中所述純產(chǎn)物通過萃取蒸餾富含芳香族化合物的汽油而獲得，其中分離出烯烴、二烯烴和聚烯烴，所述萃取蒸餾之后氫化獲得的富含芳香族化合物、貧于烯烴的產(chǎn)物流，其中將烷基化的芳香族化合物，特別是甲苯和二甲苯脫烷基化，且鏈烷的脫烷基化產(chǎn)物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為甲烷，從而通過在萃取蒸餾之后進(jìn)行氫化可節(jié)省大量氫氣，因?yàn)檫@樣芳香族化合物混合物不含烯烴且烯烴氫化不消耗氫氣。本發(fā)明還涉及進(jìn)行所述方法的裝置，其中為了進(jìn)行萃取蒸餾，優(yōu)選使用能夠允許帶有溶劑回流的萃取蒸餾的塔，從而無需額外的汽提塔來除去萃取溶劑。
文檔編號C07C15/02GK102348784SQ201080010951
公開日2012年2月8日 申請日期2010年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月11日
發(fā)明者B·科爾貝, D·維爾肯, H·格爾克, T·迪爾 申請人:猶德有限公司