專利名稱：芳族化合物分離工藝及為此改裝現(xiàn)有設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)分離工藝，更具體地說，涉及一種從芳族化合物與非芳族化合物混合物中分離出芳族化合物的改進(jìn)工藝以及為此改裝現(xiàn)有設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
芳族石油化學(xué)產(chǎn)品，如苯、甲苯和二甲苯(總稱“BTX”)是許多種塑料、泡沫和纖維的重要組成部分。傳統(tǒng)上，這類基礎(chǔ)化合物是通過石腦油的催化重整或者通過石腦油或粗柴油的蒸汽裂解，從而產(chǎn)生諸如重整產(chǎn)品或熱解汽油流而產(chǎn)生的。由這類傳統(tǒng)方法產(chǎn)生的BTX一般包含相當(dāng)量的沸點(diǎn)接近的非芳族化合物，因而大大阻礙了以簡單蒸餾作為分離芳族化合物與非芳族化合物的手段。
因此，已經(jīng)努力發(fā)展了許多種萃取技術(shù)來分離芳族化合物與非芳族化合物。這類先有萃取技術(shù)一般都涉及到使用與芳族化合物親合性較強(qiáng)的溶劑，從而能選擇性地從芳族與非芳族混合物中萃取芳族化合物。這類先有萃取技術(shù)的一個實(shí)例是Shell石油公司發(fā)展的環(huán)丁砜工藝。環(huán)丁砜工藝采用1，1二氧化四氫噻吩(或環(huán)丁砜)為溶劑以及水為共溶劑。該工藝在一個單一的整體設(shè)計(jì)中采用液-液萃取和萃取汽提的組合。
盡管已被廣泛應(yīng)用，但環(huán)丁砜工藝的設(shè)計(jì)帶來一些缺點(diǎn)。例如，該工藝的有效生產(chǎn)率受到限制。這是因?yàn)橐韵率聦?shí)為實(shí)現(xiàn)液-液萃取，必須在溶劑/萃取物和萃余液之間發(fā)生相分離。這就把原料中芳族化合物的最大含量限制在約80-90％。
此外，在傳統(tǒng)的環(huán)丁砜工藝設(shè)計(jì)中，原料的選擇范圍受到限制。這是因?yàn)槿缦率聦?shí)現(xiàn)有的環(huán)丁砜萃取單元是假設(shè)原料包括芳族化合物的總濃度為約30-60％而設(shè)計(jì)的。隨著新催化劑的改進(jìn)和連續(xù)催化劑再生(“CCR”)的發(fā)展，重整產(chǎn)品流中的芳族化合物含量要高得多，超過了可以發(fā)生液-液相分離因而可以出現(xiàn)簡單萃取的點(diǎn)。解決這一難題的一種嘗試是人工回收非芳族化合物或萃余液，目的是降低芳族化合物的總濃度，從而促進(jìn)相分離。另一方面，也可以加進(jìn)一種共溶劑組分以提高溶劑體系的選擇性。這兩種嘗試把催化劑和催化體系中的最新發(fā)展用于先有技術(shù)設(shè)計(jì)的努力，都大大降低了工藝的操作效率和單位生產(chǎn)率。
與先有技術(shù)的環(huán)丁砜工藝相關(guān)的另一個缺點(diǎn)是存在于回流中的不需要成分的濃度效應(yīng)。萃取溶劑具有利于萃取性順序?yàn)榉甲寤衔铮经h(huán)烷烴＞烯烴＞石蠟的基團(tuán)選擇性(group selectivity)以及有利于碳原子數(shù)較低組分的輕/重(light/heavy)選擇性。因此，環(huán)丁砜工藝設(shè)計(jì)的前提基于下述理論萃取汽提操作很容易除去較輕的非芳族化合物，非芳族化合物將作為回流流回主萃取塔并取代較重的芳族化合物。
實(shí)際上，這種設(shè)計(jì)產(chǎn)生至少兩種不希望的效果(1)難以將較重的芳族化合物回收進(jìn)萃取流中；及(2)在萃取汽提塔和回流系統(tǒng)中積聚起輕質(zhì)雜質(zhì)。前一個與這一先有技術(shù)設(shè)計(jì)有關(guān)的不希望的效果使這種設(shè)計(jì)不能完全除去并回收混合原料中最重的芳族化合物品種。例如，利用先有技術(shù)設(shè)計(jì)并對一種BTX原料進(jìn)行處理可以幾乎完全回收苯而把原料中最多達(dá)15％或更多的二甲苯損失到萃余液中，因?yàn)榕c苯相比，該溶劑對二甲苯有較低親合力。這種結(jié)果要求采用其它回收方案以便更完全地回收原料中的二甲苯。
后一個不希望的效果使回流中碳原子數(shù)較低的組分(如C5和C6環(huán)烷烴和烯烴)的濃度明顯增加，這會導(dǎo)致碳原子數(shù)最低的芳族化合物的產(chǎn)品污染。解決這一問題的嘗試包括操作者更加努力地將這類不希望的組分汽提進(jìn)回流流中和/或利用來自于芳族產(chǎn)物分餾塔之上的一股有阻力流(drag stream)循環(huán)回萃取段。兩種嘗試都造成系統(tǒng)的能耗增加和生產(chǎn)率降低。
因此，仍然需要一種回收工藝或改裝現(xiàn)有回收工藝設(shè)備的方法來提高先有技術(shù)芳族化合物回收工藝并避免上述缺點(diǎn)。
發(fā)明概述按照本發(fā)明，提供一種從芳族化合物與非芳族化合物的混合物中分離芳族化合物的改進(jìn)工藝和一種為采用所述改進(jìn)工藝而改裝現(xiàn)有設(shè)備的方法。在一個發(fā)明點(diǎn)中，本發(fā)明的改進(jìn)分離工藝包括將萃取蒸餾操作作為回收芳族化合物的一個主要分離步驟。本發(fā)明的這個實(shí)施方案優(yōu)選和含BTX餾分的原料一起使用，但值得指出的是，它也可以和含有5-12個碳原子的進(jìn)料餾分一起使用。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，先有技術(shù)環(huán)丁砜工藝及附帶系統(tǒng)主要在下列三個主要方面存在設(shè)計(jì)與裝置問題(1)主萃取塔；(2)萃取汽提塔；及(3)萃取回收操作。雖然對先有工藝的其它方面已增加了改進(jìn)，但本文描述的主要改進(jìn)是在上述三個主要方面實(shí)現(xiàn)的。
在本發(fā)明的改進(jìn)分離工藝的第一實(shí)施方案中，采用一種萃取/萃取蒸餾混合系統(tǒng)?；旌蠠N原料的一部分被按規(guī)定路線輸進(jìn)一個與該工藝的主萃取塔、萃取汽提塔和水洗工序平行操作的新分離萃取蒸餾塔(“EDC”)。使用一個EDC可以使芳族化合物的回收與純化發(fā)生在一個單一操作系統(tǒng)中。任選地采用一種共溶劑能進(jìn)一步提高本發(fā)明改進(jìn)的芳族化合物回收工藝的這一實(shí)施方案的回收能力。
在本發(fā)明的回收芳族化合物改進(jìn)工藝的第二實(shí)施方案中，烴原料來自于于一個中心餾分分餾塔(“HFC”)，如一個重整產(chǎn)品分流塔。該工藝的其它優(yōu)點(diǎn)是通過將原料餾分分離到萃取與萃取蒸餾操作實(shí)現(xiàn)的。在本發(fā)明的回收芳族化合物的改進(jìn)工藝中，任選利用一種共溶劑來進(jìn)一步提高從原料中回收芳族化合物的回收率。
在上述第三實(shí)施方案的一個變化中，包括一個較重餾份的原料的一個側(cè)餾分取自初步分餾塔并在EDC中處理。頂部物質(zhì)被輸進(jìn)該系統(tǒng)中傳統(tǒng)的液-液萃取部分。與第三實(shí)施方案的這一變化相聯(lián)系的主要優(yōu)點(diǎn)是更完全地回收較重的芳族化合物，從而避免了與先有技術(shù)設(shè)計(jì)相關(guān)并在上面已更充分描述過的芳族化合物的上限。
在本發(fā)明的分離芳族化合物改進(jìn)工藝的第四實(shí)施方案中，烴原料被直接輸進(jìn)EDC進(jìn)行處理。接著讓頂部物質(zhì)冷凝并輸進(jìn)液-液萃取塔，后者在該實(shí)施方案中起萃余液萃取塔的作用。其實(shí)際意義在于本實(shí)施方案能利用一種改型的萃取汽提塔作EDC。
進(jìn)一步按照本發(fā)明，所述改進(jìn)的芳族化合物分離工藝還可以通過改裝一個現(xiàn)有的基于環(huán)丁砜的萃取系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。這種改裝是通過將原來的液-液萃取塔轉(zhuǎn)化為一個氣-液裝置并用它作為EDC的頂部而完成的。將先有技術(shù)系統(tǒng)中的萃取汽提塔作EDC的下部用。先有技術(shù)系統(tǒng)中的其它單元(如水洗塔)可以取消。重要的是，重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)的水力將會超過原系統(tǒng)的原水力(hydraulic capacity)。
再進(jìn)一步按照本發(fā)明的回收芳族化合物的改進(jìn)工藝，還可以將先有技術(shù)設(shè)計(jì)的基于乙二醇的萃取系統(tǒng)改裝到采用本改進(jìn)的芳族化合物回收工藝系統(tǒng)。為完成這一改裝，要將新鮮的烴原料與貧溶劑一起輸進(jìn)EDC塔(而不是主液-液萃取塔)。來自于EDC的頂流含有非芳族化合物并能越過傳統(tǒng)的水洗步驟。將液-液萃取塔轉(zhuǎn)化為一個氣-液蒸餾裝置。將來自于EDC的塔底流出物按規(guī)定路線輸進(jìn)這個液-氣蒸餾裝置作進(jìn)一步處理。頂部萃取產(chǎn)物按規(guī)定路線被直接輸進(jìn)產(chǎn)物貯槽而不經(jīng)任何附加洗滌步驟。
更進(jìn)一步按照改進(jìn)的芳族化合物回收工藝和為此改裝現(xiàn)有設(shè)備的方法，萃取蒸餾工藝的改進(jìn)是通過將原來用于液-液萃取系統(tǒng)的容器轉(zhuǎn)化為一個萃余液萃取塔、一個新的EDC、一個萃余液水洗設(shè)備和一個萃取回收操作系統(tǒng)而獲得的。
從上述改進(jìn)的芳族化合物回收工藝和為此改裝現(xiàn)有設(shè)備的方法及其變化所得到的主要益處可以概括如下-所述實(shí)施方案及其變化利用一個獨(dú)立的萃取蒸餾操作系統(tǒng)或一種包括液-液萃取在內(nèi)的混合工藝，使工藝效益如生產(chǎn)率與回收率有所提高。
-本文所述的所有實(shí)施方案及它們的變化是在沒有芳族化合物(有阻力)流或萃余液循環(huán)的條件下操作的。
-本文所述的每一個實(shí)施方案及其變化在工藝中都采用了一種以高效溶劑與共溶劑，如果有的話，比的選擇性加入和/或控制的萃取蒸餾操作；-本文所述的許多實(shí)施方案及其變化都將原料和中間產(chǎn)物流進(jìn)行分離以獲得超過現(xiàn)有設(shè)備存在的限制的優(yōu)點(diǎn)并提高單位生產(chǎn)率；-本文所述的許多實(shí)施方案及其變化都可以越過液-液萃取塔操作而不必停車進(jìn)行維修；
-本文所述的許多實(shí)施方案及其變化的實(shí)施只需一個較短的系統(tǒng)中斷從而可以進(jìn)行工藝連接和其它改裝操作；-本文所述的所有改裝方案及它們的變化，與重新組合最少的原結(jié)構(gòu)相比，其生產(chǎn)率的提高為20％-100％。
-本文所述的許多實(shí)施方案及其變化都將工藝流進(jìn)行分離并將它們導(dǎo)進(jìn)最理想的工藝操作，從而使輕的和重的芳族化合物均有較高的回收率。
-本文所述的所有實(shí)施方案及它們的變化優(yōu)化了回收條件，因而比傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)降低了相關(guān)操作成本；-本文所述的所有實(shí)施方案及它們的變化更充分地利用了液-液萃取操作，因此與先有技術(shù)工藝設(shè)計(jì)相比，所需溶劑量較少；以及-本文所述的所有實(shí)施方案及它們的變化都更容易使最低沸點(diǎn)萃取餾份具有高的純度，因?yàn)楸苊饬搜h(huán)及與此相關(guān)的不希望的輕雜質(zhì)的積聚，輕雜質(zhì)來自于液-液萃取操作。
綜上所述，可以看到，本發(fā)明的一個目的是提供一種改進(jìn)的芳族化合物回收工藝和改裝現(xiàn)有設(shè)備使之適用于含芳族化合物原料，并能大大提高從中回收芳族化合物的能力同時避免先有技術(shù)工藝與設(shè)計(jì)相關(guān)的缺點(diǎn)的方法。獲得本發(fā)明上述目的與其它目的的方式，可以通過研究以下本發(fā)明的詳述并結(jié)合附圖而得以理解。
附圖簡述對本發(fā)明改進(jìn)的分離工藝及為此改裝現(xiàn)有設(shè)備的方法更全面的理解，可以通過參考下面的詳述并結(jié)合其中的附圖而獲得。


圖1是先有技術(shù)環(huán)丁砜液-液萃取回收系統(tǒng)示意圖；圖2是本發(fā)明的改進(jìn)回收工藝第一實(shí)施方案的示意圖，其中采用了萃取/萃取蒸餾混合設(shè)計(jì)；圖3是本發(fā)明的改進(jìn)回收工藝第二實(shí)施方案的示意圖，其中采用了一個初步分餾塔和原料餾分的分離；圖4是上述第二實(shí)施方案的一種變化的示意圖；其中對萃取蒸餾塔采用了重進(jìn)料(heavy feed)；圖5是本發(fā)明的改進(jìn)回收工藝第三實(shí)施方案的示意圖，其中采用了一種將液-液萃取操作系統(tǒng)作為萃余液萃取塔用的混合設(shè)計(jì)，；
圖6是為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的改進(jìn)回收工藝的實(shí)施方案而對先有技術(shù)基于環(huán)丁砜的萃取系統(tǒng)改裝后的示意圖；圖7A和7B分別是先有技術(shù)基于乙二醇的萃取系統(tǒng)以及為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的改進(jìn)回收工藝實(shí)施方案而改裝后的示意圖；圖8是本發(fā)明的改進(jìn)回收工藝第四實(shí)施方案的示意圖，其中采用了一種混雜結(jié)構(gòu)，使萃取的單位生產(chǎn)率提高約1倍；以及圖9是為實(shí)行本發(fā)明的改進(jìn)回收工藝而將先有技術(shù)UDEX型回收系統(tǒng)進(jìn)行改裝后的示意圖；實(shí)施方案詳述工藝概述本發(fā)明涉及發(fā)展一種改進(jìn)的芳族化合物回收工藝和為此改裝現(xiàn)有設(shè)備的方法。與目前所用的先有技術(shù)工藝與系統(tǒng)(如環(huán)丁砜工藝、UDEX-型工藝等)相比，本發(fā)明提供一種工藝和為進(jìn)行所述工藝而改裝現(xiàn)有設(shè)備的方法，該工藝在操作中不需要芳族化合物循環(huán)(有阻力)流或萃余液循環(huán)且高效地利用超級(superior)溶劑系統(tǒng)，因而使單位效益和生產(chǎn)率獲得全面提高。重要的是，只要對先有技術(shù)系統(tǒng)稍加改裝并用最少的停機(jī)時間就很容易使之適用于本發(fā)明。工藝描述改進(jìn)的芳族化合物回收工藝成功的基礎(chǔ)是對傳統(tǒng)回收工藝(例如環(huán)丁砜工藝、UDEX型工藝等)的各個方面進(jìn)行改進(jìn)的發(fā)展。更具體地說，改進(jìn)的芳族化合物回收工藝是以獨(dú)立的萃取蒸餾操作或萃取蒸餾與液-液萃取的混合工藝進(jìn)行操作而產(chǎn)了工藝優(yōu)點(diǎn)。
圖1給出了一個先有技術(shù)環(huán)丁砜液-液萃取回收系統(tǒng)示意圖。該先有技術(shù)系統(tǒng)一般由一個主萃取塔10、一個萃取汽提塔20、一個萃取回收操作系統(tǒng)30和一個水洗系統(tǒng)40組成。本發(fā)明的回收芳族化合物的改進(jìn)工藝及本發(fā)明的改裝現(xiàn)有設(shè)備的方法是通過分析和改進(jìn)該系統(tǒng)的上述主要部件發(fā)展起來的。例如，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，在先有技術(shù)系統(tǒng)的萃取回收操作系統(tǒng)30中，一般都有相當(dāng)大的過剩的水力。在決定改進(jìn)先有技術(shù)系統(tǒng)以提高生產(chǎn)率與效率的方法時，發(fā)明者集中注意四個主要部件中的三個主萃取塔10、萃取汽提塔20和水洗系統(tǒng)40。業(yè)已注意到，雖然該系統(tǒng)中的萃取回收操作系統(tǒng)30一般不是限制因素，但是通過將其部分或全部內(nèi)部部件改進(jìn)為較低壓降設(shè)備的組合，其生產(chǎn)率很容易擴(kuò)大。
更重要的是對主萃取塔10、萃取汽提塔20和水洗系統(tǒng)40進(jìn)行改進(jìn)。在先有技術(shù)回收系統(tǒng)中，混合烴原料被輸進(jìn)主萃取塔10作初步處理。從主萃取塔10出來的塔底流出物被輸進(jìn)萃取汽提塔20。從主萃取塔10出來的塔頂流出物被輸進(jìn)水洗系統(tǒng)40。在圖1中，水洗系統(tǒng)中進(jìn)料的是水。如果希望，也可以用其它溶劑。來自水洗系統(tǒng)40的非芳族萃余液被排出以作進(jìn)一步處理或送去貯存。從萃取汽提塔20中出來的回流被循還回到主萃取塔10的底部。從萃取汽提塔20出來的塔底流出物被輸進(jìn)萃取回收操作系統(tǒng)30。在萃取回收操作系統(tǒng)30中加入蒸汽以利于回收芳族化合物。芳族化合物從萃取回收操作系統(tǒng)30的頂部排出，而塔底流出物(貧溶劑)則循環(huán)回到主萃取塔10的上部。圖中也示出了任選的苯有阻力循環(huán)和萃余液循環(huán)。
現(xiàn)在來看圖2，它給出了本發(fā)明的芳族化合物回收工藝第一實(shí)施方案的示意圖。與先有技術(shù)回收工藝(圖1)沒有不同，該改進(jìn)的回收系統(tǒng)也是由一個主萃取塔10、一個萃取汽提塔20和一個萃取回收操作系統(tǒng)30和一個水洗系統(tǒng)40組成。但是，與先有技術(shù)回收系統(tǒng)(圖1)所不同的是，本發(fā)明的改進(jìn)回收系統(tǒng)還包括一個分立的萃取蒸餾塔(“EDC”)50。在這個萃取/萃取蒸餾混合實(shí)施方案中，一部分烴原料被輸進(jìn)主萃取塔10，而另一部分烴原料被輸入EDC50，后者與前述萃取操作系統(tǒng)平行操作。EDC50的作用是在一個單一操作中同時回收與純化芳族化合物。從萃取回收操作系統(tǒng)30中出來的一部分貧溶劑被輸進(jìn)EDC50的上部。來自EDC50的塔底流出物與萃取汽提塔20的塔底流出物匯合并被輸進(jìn)萃取回收操作系統(tǒng)30。來自EDC50的頂流被直接引出以作進(jìn)一步處理或送去貯存。由于在萃取蒸餾中溶劑的作用更強(qiáng)(與液-液萃取相比)，因此最好將一種共溶劑加到EDC50的底部或與貧溶劑一起輸進(jìn)EDC50。雖然所示的共溶劑是水，但要指出的是，在該實(shí)施方案中，可有利地使用任何合適的共溶劑或共溶劑的組合。
在正常操作中，先將一種共溶劑(如水)與貧溶劑混合，然后輸進(jìn)EDC50的上部。隨著溶劑向下通過EDC50，共溶劑的濃度逐漸減小。因此共溶劑的濃度在EDC50的上部最高，而在EDC50的底部最低。為逆轉(zhuǎn)EDC50中的共溶劑濃度分布從而提高效率，可以在EDC50的下部加入額外的共溶劑，以提高共溶劑的選擇性。通過降低與先有技術(shù)系統(tǒng)(圖1)中的主萃取塔10、萃取汽提塔20和萃余液水洗塔40有關(guān)的瓶頸情況，實(shí)現(xiàn)了超過先有技術(shù)設(shè)計(jì)的效率與生產(chǎn)率。
本發(fā)明的芳族化合物回收工藝的第二實(shí)施方案如圖3所示。在該實(shí)施方案中，烴原料被輸進(jìn)初步分餾塔(例如重整產(chǎn)品分流塔)60并從其中輸出。通過分離原料餾分并將一股料流輸進(jìn)主萃取塔10以及將另一股料流輸進(jìn)EDC50而獲得了附加優(yōu)點(diǎn)。具體地說，從預(yù)分餾器60出來的側(cè)餾分被輸進(jìn)主萃取塔10，而塔頂餾分(含較輕的物質(zhì))被輸進(jìn)EDC50。與第一實(shí)施方案一樣，在該實(shí)施方案中也可以選擇性地將共溶劑用于EDC50。采用這一實(shí)施方案，效率與生產(chǎn)率大大提高，因?yàn)樵贓DC50中較輕的物質(zhì)更容易被處理(與萃取塔/汽提塔操作系統(tǒng)10、20和30相比)，而且由于原料的熔點(diǎn)范圍變窄了，EDC50的操作得以改進(jìn)。對來自于EDC50的輕質(zhì)萃余液流，也可以在一個C5/C6異構(gòu)化單元中進(jìn)行處理，而將較重的萃余液流輸進(jìn)石腦油裂解物原料或汽油共混工藝。
緊接上述第二實(shí)施方案的一個變化如圖4所示。在本發(fā)明改進(jìn)的芳族化合物回收工藝的第二實(shí)施方案的這個變化中，混合烴原料的一個側(cè)餾分(含較重的物質(zhì))取自初步分餾塔60并被輸進(jìn)EDC50進(jìn)行處理。與第二實(shí)施方案的第一變化一樣，也將側(cè)餾分輸進(jìn)該系統(tǒng)的主萃取塔10、萃取汽提塔20和萃取回收操作系統(tǒng)30中作平行處理。與第二實(shí)施方案的這個變化相關(guān)的突出優(yōu)點(diǎn)源自如下事實(shí)從進(jìn)入EDC50的原料中能更完全地回收較重的芳族化合物(與萃取塔/汽提塔部分相比)。由于在芳族化合物中重物質(zhì)較豐富(與較輕的物質(zhì)相比)，就避免了先有技術(shù)系統(tǒng)達(dá)到的芳族化合物上限(上述)。這種構(gòu)造帶來的另一個好處，是為操作者提供了通過增加EDC50中的分餾點(diǎn)，選擇性地將芳族化合物餾分的中間餾分清掃進(jìn)萃余液的靈活性(例如，從BTX原料中清掃甲苯)。這一特點(diǎn)可用來平衡相對于辛烷要求的產(chǎn)量和下游限制。
改進(jìn)的芳族化合物回收工藝的第三實(shí)施方案示于圖5中。在這個第三實(shí)施方案中，混合烴原料被直接輸進(jìn)EDC50中進(jìn)行處理。頂流取自EDC50，冷凝后接著輸進(jìn)主萃取塔10作進(jìn)一步處理。在該實(shí)施方案中，主萃取塔10作為萃余液萃取塔操作。來自于主萃取塔10的塔底流出物也可以從EDC50高度上的不同位置輸進(jìn)，把富苯餾分安排在一個優(yōu)化部位進(jìn)行回收。如下面進(jìn)一步詳細(xì)討論，可以將先有技術(shù)設(shè)計(jì)和早期實(shí)施方案中的萃取汽提塔20進(jìn)行改進(jìn)，使之在該實(shí)施方案中起EDC50的作用，或者也可以用一個新的容器代替萃取汽提塔20作EDC50用。通過將新鮮混合烴原料直接輸進(jìn)EDC50，將保持二甲苯的回收，同時大大減少存在于自EDC50到主萃取塔10(作為萃余液萃取塔操作)的回流流中的芳族化合物的量。在該實(shí)施方案中還能獲得附加的效率與生產(chǎn)率，因?yàn)榭梢赃m當(dāng)設(shè)計(jì)進(jìn)料到主萃取塔10(作為萃余液萃取塔)的料流來優(yōu)化液-液萃取塔的操作。
圖6說明將先有技術(shù)環(huán)丁砜回收型工藝改裝到適用于本發(fā)明改進(jìn)的芳族化合物回收工藝。在此改裝操作中，將原來的液-液萃取塔轉(zhuǎn)化為一個氣-液裝置10并用它作為EDC的頂部。將原來的萃取汽提塔轉(zhuǎn)化為作EDC50底部用。EDC50所用的重沸器52按其原狀態(tài)使用，原萃取汽提塔所用的冷凝器54可用來冷凝來自于氣-液裝置10的頂部蒸汽。在一個實(shí)施方案中，萃余液水洗塔40不再必要，可以將之從系統(tǒng)中除去，或者越過它，如果希望的話。圖6中所示改裝后的明顯的優(yōu)點(diǎn)是氣-液裝置10和原來作EDC50串聯(lián)操作的萃取洗提塔的水力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原來先有技術(shù)系統(tǒng)的水力。
如圖7A與7B所示，也可以容易且經(jīng)濟(jì)地將先有技術(shù)基于乙二醇的萃取系統(tǒng)進(jìn)行改裝以實(shí)施本發(fā)明改進(jìn)的芳族化合物回收工藝的實(shí)施方案。在圖7A中，示意了原來的基于乙二醇的回收系統(tǒng)。在這樣一個系統(tǒng)中，混合烴原料、貧溶劑和回流被輸進(jìn)一個主(液-液)萃取塔10。取自主萃取塔10底部的富溶劑被進(jìn)料到萃取汽提/萃取回收聯(lián)合塔20。芳族化合物通過蒸汽有阻力從萃取汽提/萃取回收塔20中引出并洗滌。貧溶劑和回流則循還回到主萃取塔10中。
現(xiàn)在再來看圖7B，圖中示意了一個改裝過的基于乙二醇的回收系統(tǒng)，它能實(shí)施本發(fā)明改進(jìn)的芳族化合物回收工藝的一個實(shí)施方案。改裝后，混合烴原料和貧溶劑被進(jìn)料到一個EDC50進(jìn)行處理。原系統(tǒng)中的萃取汽提/萃取回收聯(lián)合塔20(圖7A)已轉(zhuǎn)化為EDC50。來自于EDC50的含有非芳族化合物的頂流幾乎不含溶劑，因此能跳過一個洗滌步驟。來自于EDC50的塔底流出物被輸進(jìn)萃取回收操作系統(tǒng)10，它已經(jīng)從原來的液-液萃取塔改為一個液-氣蒸餾裝置。從萃取回收操作系統(tǒng)10出來的頂流是芳族產(chǎn)物，可以不經(jīng)洗滌就收集起來。這里所述的轉(zhuǎn)化特別簡單易行，因?yàn)樵瓉淼妮腿卧?圖7A)采用2個冷凝器和收集器，它們可以很便利地適應(yīng)于新系統(tǒng)。來自于原洗提塔(圖7A)的重沸器和水塔(圖中未標(biāo)出)也可以方便地再利用于這個新系統(tǒng)中。正如本文所述的前幾種工藝，可以把一種共溶劑或共溶劑體系加到EDC50的底部或與貧溶劑一起加進(jìn)EDC50(圖7B)以改進(jìn)操作的選擇性。
在圖8中，示意了改進(jìn)的芳族化合物回收工藝的第四實(shí)施方案。在該實(shí)施方案中，采用一個萃取塔/萃取蒸餾的混合構(gòu)造。在該實(shí)施方案中，混合烴進(jìn)料和貧溶劑被直接輸進(jìn)EDC50進(jìn)行處理。來自于EDC50的塔底流出物被輸進(jìn)萃取回收操作系統(tǒng)20和30中。芳族產(chǎn)物取自萃取回收操作系統(tǒng)20與30的上部。來自于萃取回收操作系統(tǒng)20與30底部的貧溶劑被輸進(jìn)EDC50和萃余液萃取塔10中。來自于EDC50的頂流也被輸進(jìn)萃余液萃取塔10中。來自于萃余液萃取塔10的頂流被輸進(jìn)水洗裝置40，而從水洗裝置40出來的非芳族化合物被引出作進(jìn)一步處理或送去貯存。
也可以對先有技術(shù)環(huán)丁砜工藝中原來的容器進(jìn)行便易的改裝，以實(shí)施本發(fā)明的芳族化合物回收工藝的實(shí)施方案。為了重新組合，將原來的一個主萃取塔10(圖1)轉(zhuǎn)化為萃余液萃取塔10。將萃取汽提塔20和萃取回收操作系統(tǒng)30(圖1)轉(zhuǎn)化為平行操作，如萃取回收操作器20和30。萃余液水洗塔40(圖1)保留為萃余液水洗塔40，同時增加一個新的EDC50。也如圖5所示和如以上詳述，用這樣一個轉(zhuǎn)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)率與效率的大幅度提高。重要的是，通過增加一個單一的新分餾塔，圖8中所示的結(jié)構(gòu)大大增加了單位生產(chǎn)率(生產(chǎn)率最高翻一番)。現(xiàn)在再來看圖9，該圖所示的是一個改裝過的UDEX-型芳族回收系統(tǒng)，它能實(shí)施本發(fā)明改進(jìn)的芳族化合物回收工藝的實(shí)施方案。為公開這項(xiàng)內(nèi)容，將用術(shù)語“UDEX”，即一種用乙二醇與水的混合物作萃取溶劑的BTX萃取工藝的商標(biāo)名，作為利用2個主塔實(shí)現(xiàn)從包含芳族化合物與非芳族化合物的混合物中分離出芳族化合物的回收系統(tǒng)的名稱。
在一個基本的UDEX系統(tǒng)中，混合烴原料1被輸進(jìn)一個液-液萃取塔10的中部或底部并與輸進(jìn)液-液萃取塔10上部的貧溶劑2發(fā)生逆流混合。貧溶劑2萃取芳族化合物，留下貧芳族化合物的萃余液流3從液-液萃取塔10的頂部引出。含有萃取溶劑、芳族化合物和某些殘余非芳族化合物的富溶劑4存在于液-液萃取塔10的底部，從底部出來并被輸進(jìn)汽提塔20的上部。在汽提塔20中，料流一般都經(jīng)過閃蒸(在單級或多級內(nèi))，從其中出來的蒸氣與從汽提塔20的較下部出來的餾分匯合在一起進(jìn)入回流流5?；亓髁?存在于汽提塔20中，向上進(jìn)入塔頂，經(jīng)冷凝后被送回液-液萃取塔10以作進(jìn)一步處理。在汽提塔20中經(jīng)過汽提的貧溶劑7自汽提塔20的上部引出并被送進(jìn)汽提塔20的較下部以回收芳族化合物。
在汽提塔20的較下部，芳族化合物從貧溶劑中被汽提進(jìn)蒸氣有阻力流6，經(jīng)冷凝并接著在一個洗滌或精制步驟中進(jìn)行處理以產(chǎn)生高純的芳族化合物。熱量是通過一個重沸器R1和，任選地，通過加進(jìn)汽提塔20低部的汽提蒸汽供給汽提塔20。經(jīng)汽提的貧溶劑8可以通過熱交換或本領(lǐng)域內(nèi)所知的其它方法冷卻下來然后循環(huán)回液-液萃取塔10以便重復(fù)循環(huán)。
這些基本的系統(tǒng)常在低于有效生產(chǎn)率的狀態(tài)下操作，因?yàn)槠鹗荚O(shè)計(jì)差和/或需要處理額外的原料。重要的是，這類UDEX-型回收系統(tǒng)可以容易而迅速地進(jìn)行改裝，以實(shí)施本發(fā)明改進(jìn)的芳族化合物回收工藝的實(shí)施方案，而不必象較傳統(tǒng)的改裝方法那樣需要大的改型及由此造成的停機(jī)。此外，在某些情況下，所需的簡單改型是可逆的，因而為系統(tǒng)和相關(guān)的設(shè)備提供了一個附加的靈活性。
改裝后，一部分混合烴原料1a被輸進(jìn)一個新的萃取蒸餾塔(“EDC”)50，它在一個單一的操作中就把芳族化合物與非芳族化合物分離開來。貧溶劑8a被輸進(jìn)EDC50的上部。在EDC50中的水含量可以通過輸進(jìn)EDC50之前的初步蒸餾蒸汽8a和/或通過閃蒸除去EDC50中過量的水進(jìn)行控制。使頂流3a冷凝并任選地使之部分回流并直接進(jìn)入萃余液貯存或與液-液萃取塔10的頂流3匯合并在萃余液精制步驟中作進(jìn)一步處理。EDC50的塔底流出物7a主要含芳族化合物與溶劑，因此被輸進(jìn)汽提塔20的較下部以回收芳族化合物。熱量是通過重沸器R2供給EDC50的。
如果希望，通過增加一個側(cè)(side)重沸器R1a來平衡汽提塔20中的熱負(fù)荷。這一特點(diǎn)的增加將使汽提塔的頂流蒸氣在汽提塔20的中間位置產(chǎn)生，因此減少了較下部蒸汽和重沸器R1的負(fù)荷。這種改型設(shè)計(jì)特別適用于需要非常短的停機(jī)周期或在靠近UDEX單元有一個備用塔的應(yīng)用。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)下列溶劑適于回收芳族石油化學(xué)產(chǎn)品并能有效地用于本發(fā)明所述的方法中四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、甲氧基三甘醇醚、二甘醇胺、二丙二醇、N-甲酰嗎啉、N-甲基吡咯烷酮、環(huán)丁砜、3-甲基環(huán)丁砜和二甲亞砜，單獨(dú)和/或與水的混合物，和/或相互和/或與水的組合物。
提高的沸點(diǎn)接近組分的分離體系庚烷/苯
上表說明用選擇性溶劑和本發(fā)明的改進(jìn)方法，沸點(diǎn)相近組分的分離提高了。在該實(shí)例中，給出了庚烷(輕質(zhì)關(guān)鍵非芳族化合物)與苯(重質(zhì)關(guān)鍵芳族化合物)之間的相對揮發(fā)性。一般地說，相對揮發(fā)性越高，則芳族回收率與純度越高。將相對揮發(fā)性數(shù)據(jù)用于計(jì)算機(jī)模型，就產(chǎn)生芳族化合物分離系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝和工程設(shè)計(jì)。
雖然本發(fā)明中方法的優(yōu)選實(shí)施方案和改裝現(xiàn)有設(shè)備的方法已結(jié)合附圖與前述發(fā)明詳述作了說明，但應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于這些公開的實(shí)施方案，而可以有許多不同的重新組合、改型和替代方案而不偏離前面所述的本發(fā)明的精神和下述權(quán)利要求的規(guī)定。
權(quán)利要求
1.一種從包含芳族化合物和具有5～12個碳原子的非芳族化合物的原料中回收芳族化合物的工藝，該工藝包括將一種混合烴原料的第一部分輸進(jìn)一個液-液萃取塔；將一種混合烴原料的第二部分輸進(jìn)一個萃取蒸餾塔；以及通過所述液-液萃取塔和萃取蒸餾塔的平行操作，從所述混合烴原料的第一部分和從所述混合烴原料的第二部分中回收芳族化合物。
2.權(quán)利要求1的回收工藝，其中所述萃取蒸餾塔同時起回收和純化芳族化合物的作用。
3.權(quán)利要求1的回收工藝，其中將溶劑輸進(jìn)萃取蒸餾塔的上部以提高芳族化合物的回收率。
4.權(quán)利要求1的回收工藝，其中將來自于液-液萃取塔的塔底流出物輸進(jìn)一個萃取汽提塔作進(jìn)一步處理。
5.權(quán)利要求1的回收工藝，其中將來自于萃取蒸餾塔的塔底流出物輸進(jìn)一個萃取回收操作系統(tǒng)作進(jìn)一步處理。
6.權(quán)利要求4的回收工藝，其中將來自于萃取蒸餾塔的塔底流出物與來自于萃取汽提塔的塔底流出物匯合起來后輸進(jìn)萃取回收操作系統(tǒng)作進(jìn)一步處理。
7.權(quán)利要求1的回收工藝，其中將來自于萃取蒸餾塔的含非芳族化合物的頂流引出作進(jìn)一步處理或送去貯存。
8.權(quán)利要求3的回收工藝，其中所述溶劑選自下列一組四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、甲氧基三甘醇醚、二甘醇胺、二丙二醇、N-甲酰嗎啉、N-甲基吡咯烷酮、環(huán)丁砜、3-甲基環(huán)丁砜和二甲亞砜。
9.權(quán)利要求3的回收工藝，其中，所述溶劑是一種或多種下列溶劑的混合物四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、甲氧基三甘醇醚、二甘醇胺、二丙二醇、N-甲酰嗎啉、N-甲基吡咯烷酮、環(huán)丁砜、3-甲基環(huán)丁砜和二甲亞砜。
10.權(quán)利要求3的回收工藝，其中將一種共溶劑輸進(jìn)回收操作系統(tǒng)以提高回收芳族化合物的回收率和純度。
11.權(quán)利要求10的回收方法，其中將所述共溶劑輸進(jìn)萃取蒸餾塔的較低部位以提高該共溶劑的選擇性。
12.權(quán)利要求10的回收工藝，其中所述共溶劑含有水。
13.權(quán)利要求1的回收工藝，其中將溶劑輸進(jìn)萃取蒸餾塔以提高芳族化合物的回收率。
14.權(quán)利要求13的回收工藝，其中，所述溶劑選自下列一組四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、甲氧基三甘醇醚、二甘醇胺、二丙二醇、N-甲酰嗎啉、N-甲基吡咯烷酮、環(huán)丁砜、3-甲基環(huán)丁砜和二甲亞砜。
15.權(quán)利要求13的回收工藝，其中，所述溶劑是一種或多種下列溶劑的混合物四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、甲氧基三甘醇醚、二甘醇胺、二丙二醇、N-甲酰嗎啉、N-甲基吡咯烷酮、環(huán)丁砜、3-甲基環(huán)丁砜和二甲亞砜。
16.權(quán)利要求13的回收工藝，其中將一種共溶劑輸進(jìn)回收操作系統(tǒng)以提高芳族化合物的回收率和回收的所述芳族化合物的純度。
17.權(quán)利要求1的回收工藝，其中將所述混合烴原料先輸進(jìn)一個初步分餾塔后再分離成第一部分和第二部分。
18.權(quán)利要求17的回收工藝，其中所述初步分餾塔是一個重整產(chǎn)品分流塔。
19.權(quán)利要求17的回收工藝，其中所述混合烴原料中的第一部分取自初步分餾塔的側(cè)部。
20.權(quán)利要求17的回收方法，其中所述混合烴原料中的第二部分取自初步分餾塔的較高部位。
21.權(quán)利要求17的回收工藝，其中所述混合烴原料中的第一部分和所述混合烴原料中的第二部分都取自初步分餾塔的側(cè)部。
22.權(quán)利要求1的回收工藝，其中將回收工藝產(chǎn)生的輕質(zhì)萃余液流通過一個異構(gòu)化單元作進(jìn)一步處理。
23.權(quán)利要求1的回收工藝，其中將回收工藝產(chǎn)生的重質(zhì)萃余液流通過石腦油裂解作進(jìn)一步處理。
24.一種從包含芳族化合物與非芳族化合物的原料中回收芳族化合物的工藝，該工藝包括將一種混合烴原料輸進(jìn)一個萃取蒸餾塔；將來自于萃取蒸餾塔的頂流輸進(jìn)一個液-液萃取塔；將來自于液-液萃取塔的塔底流出物輸進(jìn)萃取蒸餾塔長度上的至少一個部位；以及從所述混合烴原料中回收芳族化合物。
25.權(quán)利要求24的回收工藝，其中將所述液-液萃取塔作為萃余液萃取塔操作。
26.權(quán)利要求24的回收工藝，其中預(yù)先設(shè)定來自于液-液萃取塔的塔底流出物輸進(jìn)萃取蒸餾塔的位置，以滿足萃取蒸餾塔中所要求的組成分布，從而提高芳族化合物的回收率。
27.權(quán)利要求24的回收工藝，其中將額外的溶劑輸進(jìn)回收工藝以提高芳族化合物的回收率。
28.權(quán)利要求27的回收工藝，其中，所述溶劑選自下列一組四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、甲氧基三甘醇醚、二甘醇胺、二丙二醇、N-甲酰嗎啉、N-甲基吡咯烷酮、環(huán)丁砜、3-甲基環(huán)丁砜和二甲亞砜。
29.權(quán)利要求27的回收工藝，其中，所述溶劑是一種或多種下列溶劑的混合物四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、甲氧基三甘醇醚、二甘醇胺、二丙二醇、N-甲酰嗎啉、N-甲基吡咯烷酮、環(huán)丁砜、3-甲基環(huán)丁砜和二甲亞砜。
30.權(quán)利要求24的回收工藝，其中，將一種共溶劑輸進(jìn)回收工藝以提高芳族化合物的回收率和回收的所述芳族化合物的純度。
31.一種從包含芳族化合物和非芳族化合物的原料中回收芳族化合物的工藝，該工藝包括將一種混合烴原料輸進(jìn)一個萃取蒸餾塔；將來自于萃取蒸餾塔的貧溶劑塔底流出物輸進(jìn)一個萃取回收操作系統(tǒng)；將來自于萃取回收操作系統(tǒng)的塔底流出物輸進(jìn)一個萃余液萃取塔；將來自于萃取蒸餾塔的頂流輸進(jìn)所述的萃余液萃取塔；以及從來自于萃取回收操作系統(tǒng)的頂流中回收芳族化合物。
32.權(quán)利要求31的回收工藝，其中所述的萃取回收操作系統(tǒng)包含1個容器。
33.權(quán)利要求31的回收工藝，其中所述的萃取回收操作系統(tǒng)包含2個容器。
34.權(quán)利要求31的回收工藝，其中將來自于萃余液萃取塔的頂流進(jìn)行洗滌。
35.權(quán)利要求31的回收方法，其中將一種溶劑輸進(jìn)回收工藝以提高芳族化合物的回收率。
36.權(quán)利要求35的回收工藝，其中，所述溶劑選自下列一組四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、甲氧基三甘醇醚、二甘醇胺、二丙二醇、N-甲酰嗎啉、N-甲基吡咯烷酮、環(huán)丁砜、3-甲基環(huán)丁砜和二甲亞砜。
37.權(quán)利要求35的回收工藝，其中，所述溶劑是下列一種或多種溶劑的混合物四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇、乙二醇、甲氧基三甘醇醚、二甘醇胺、二丙二醇、N-甲酰嗎啉、N-甲基吡咯烷酮、環(huán)丁砜、3-甲基環(huán)丁砜和二甲亞砜。
38.權(quán)利要求31的回收工藝，其中將一種共溶劑輸進(jìn)回收工藝以提高芳族化合物的回收率和回收的所述芳族化合物的純度。
39.一種改裝現(xiàn)有的以環(huán)丁砜法回收芳族化合物的設(shè)備從而實(shí)施以基于萃取/萃取蒸餾的混合工藝從包含芳族化合物和非芳族化合物的原料中回收芳族化合物的方法，該方法包括如下步驟將一個現(xiàn)有的液-液萃取塔轉(zhuǎn)化為一個能用作萃取蒸餾塔較高部位的氣-液接觸設(shè)備；將一個現(xiàn)有的萃取汽提塔轉(zhuǎn)化為一個能用作萃取蒸餾塔較低部位的塔；以及將所述已轉(zhuǎn)化的氣-液接觸設(shè)備和所述已轉(zhuǎn)化的萃取汽提塔作為萃取蒸餾塔操作以處理混合烴原料，回收芳族化合物。
40.權(quán)利要求39的改裝方法，該方法還包括取消一個現(xiàn)有萃余液洗滌設(shè)備的步驟。
41.權(quán)利要求39的改裝方法，該方法還包括越過一個現(xiàn)有萃余液洗滌設(shè)備的步驟。
42.權(quán)利要求39的改裝方法，該方法還包括將一個現(xiàn)有重沸器作為萃取蒸餾塔用的步驟。
43.權(quán)利要求39的改裝方法，該方法還包括利用一個現(xiàn)有的萃取汽提塔冷凝器來冷凝萃取蒸餾塔頂部蒸氣的步驟。
44.一種將現(xiàn)有基于乙二醇的萃取工藝的回收芳族化合物的設(shè)備改裝到適用于以萃取蒸餾工藝來從包含芳族化合物與非芳族化合物的原料中回收芳族化合物的方法，該方法包括下列步驟將一個現(xiàn)有的萃取汽提塔和現(xiàn)有的萃取回收塔轉(zhuǎn)化為一個萃取蒸餾塔；將一個現(xiàn)有的液-液萃取塔轉(zhuǎn)化為一個新的萃取回收塔；以及將所述萃取蒸餾塔和所述新萃取回收塔布置成在一個從混合烴原料中回收芳族化合物的工藝中一起操作。
45.權(quán)利要求44的改裝方法，該方法還包括將至少一個現(xiàn)有的重沸器用于芳族回收工藝的步驟。
46.權(quán)利要求44的改裝方法，該方法還包括越過一個現(xiàn)有的芳族化合物或萃余液洗滌設(shè)備的步驟。
47.權(quán)利要求44的改裝方法，該方法還包括取消一個現(xiàn)有芳族化合物或萃余液洗滌設(shè)備的步驟。
48.一種改裝現(xiàn)有的UDEX型回收芳族化合物的設(shè)備從而實(shí)施以基于萃取/萃取蒸餾的混合工藝來從包含芳族化合物和非芳族化合物的原料中回收芳族化合物的方法，該方法包括下列步驟提供一個萃取蒸餾塔；提供將混合烴原料分離成第一部分與第二部分的方法；以及將所述萃取蒸餾塔與一個現(xiàn)有的液-液萃取塔布置成平行操作來處理混合烴原料，以回收芳族化合物。
49.權(quán)利要求48的改裝方法，該方法還包括提供一個重沸器向萃取蒸餾塔供熱的步驟。
50.權(quán)利要求48的改裝方法，該方法還包括提供一個冷凝器來冷凝來自于萃取蒸餾塔的蒸氣的步驟。
51.權(quán)利要求48的改裝方法，該方法還包括提供一個輔助重沸器來平衡供給現(xiàn)存汽提塔的熱負(fù)荷的步驟。
全文摘要
提供一種從包含芳族化合物與非芳族化合物的混合物中回收芳族化合物的改進(jìn)工藝以及為此而改裝現(xiàn)有設(shè)備的方法。所述改進(jìn)工藝包括通過平行操作萃取蒸餾/液－液萃取塔混合操作系統(tǒng)及它們的變化回收芳族化合物的步驟。也公開了快速而經(jīng)濟(jì)地將現(xiàn)有回收工藝設(shè)備改裝到適用于所述改進(jìn)的芳族化合物回收工藝的方法。
文檔編號C10G53/16GK1278291SQ98810879
公開日2000年12月27日 申請日期1998年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月3日
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