使用並聯的兩個吸附器優化對二甲苯生產的模擬逆流色譜分離工藝和設備的製作方法

2023-08-06 17:47:41 1

專利名稱：使用並聯的兩個吸附器優化對二甲苯生產的模擬逆流色譜分離工藝和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及將對ニ甲苯與其他芳族CS異構體分離的領域。要進行這樣的分離，將用到一類エ藝和相關裝置，其被稱為模擬移動床分離エ藝或模擬逆流分離或是VARIC0Lエ藝；後文中將使用SCC分離エ藝這一通用術語。
背景技術：
SCC分離是本領域熟知的。一般來說，以模擬逆流模式運行的對ニ甲苯分離エ藝包含至少四個區，可能地五個或六個區，這些區中的每ー個由一定數量的連續的床構成，每個區由其含在供給點和排出點之間的位置限定。通常，生產對ニ甲苯的SCC単元被供給以至少ー個待分餾的進料F (含對ニ甲苯和其他芳族C8異構體)和脫附劑D，脫附劑有時被稱為 洗脫劑(通常是對ニこ苯或甲苯)，而從所述單元將排出至少ー個含對ニ甲苯的異構體和脫附劑的提餘液R及含對ニ甲苯和脫附劑的提取物E。可以如例如專利US 7 208 651中所述增加其他注入-排出點以衝洗分配迴路。增加這類補充的衝洗流不會以任何方式改變SCC的運行原理，為簡便起見，在本發明的エ藝的描述中我們將不增加這些補充的注入和排出點。供給和排出點隨時間改變，以相同的方向移位相當於ー個床的值。各個注入或排出點可以同步或不同步移位，如專利US 6 136 198中所披露。根據此第二運行模式的エ藝被稱為VARIC0Lエ藝。通常，SCC単元中限定四個不同的色譜區 區I :對ニ甲苯脫附區，含在脫附劑D的注入和提取物E的取出之間； 區2 :對ニ甲苯的異構體脫附區，含在提取物E的取出和待分餾的進料F的注入之間； 區3 :對ニ甲苯吸附區，含在進料的注入和提餘液R的排出之間； 區4 :位於提餘液R的排出和脫附劑D的注入之間的區。如Lim 等人(2010，Ind Eng Chem Res, voI 49, p 3316-3327)所述，通過 SCC 分離對ニ甲苯的エ藝通常含有24個床，這些床分布在2個吸附器中，每個吸附器含12個床。所述2個吸附器串聯連接，SCC周期因此包含24步，在此過程中，每個流(D、E、F、R)注入24個床中的每ー個或在24個床中的每ー個的下遊排出。針對兩個十二床的吸附器的術語「串聯連接」指以下3個特徵 第一吸附器的第十二床與第二吸附器的第一床經由含至少ー個再循環泵和其他可能的設備如流量計、壓カ傳感器等的管線相連； 第二吸附器的第十二床與第一吸附器的第一床經由含至少ー個再循環泵和其他可能的設備如流量計、壓カ傳感器等的管線相連； 所述兩個吸附器的組件具有I個引入進料的點、I個引入洗脫劑的點、I個排出提餘液的點和I個排出提取物的點。
將這些特徵記在心裡很重要，因為在本發明的並聯構造中它們改變了，這將在下面展開。SCCエ藝中發生的壓降與流體相在吸附劑床中的隙間速度直接相聯繫。術語「隙間速度」指流體在構成固體吸附劑的顆粒之間的實際速度。壓降在確定再循環泵或泵的規格、吸附器壁的厚度、分配板支承系統的規格、吸附劑粒子的力學行為等中扮演著重要角色。在吸附劑粒子的力學行為方面，隙間速度也可能起到非常重要的作用並甚至可能成為運行SCC單元的限制因素。從現有技術(特別是從專利US 7649124和US 7635795)已知，通過SCC生產對ニ 甲苯的エ藝的生產率有限。現有技術中已提出解決方案來改善這種エ藝 專利FR 2743068和US 7635795提出了使用若干吸附步驟的エ藝。第一步意在產生富對ニ甲苯的流，其純度不足以允許其商業使用(<99重量％)。第二步可用來獲得非常高純度的對ニ甲苯。特別地，US 7635795的圖5示意了通過增加吸附器以預處理進料來解除既有的24床SCC單元的瓶頸； 專利FR 2693186、FR 2757507和US 7649124提出了使用SCC吸附與結晶相組合的步驟的エ藝。第一歩意在通過SCC產生富對ニ甲苯的流，其純度不足以允許其商業使用(通常約為90重量％)。第二步可通過結晶獲得非常高純度的對ニ甲苯。特別地，US7649124的圖5示意了通過使用並聯的兩個吸附器並增加結晶步驟以對提取物進行後處理來改變吸附過程而解除既有的24床SCC単元(由兩個12床吸附器組成)的瓶頸。現有技術中為解決使用24床模擬移動床限制對ニ甲苯生產單元的生產這ー問題所建議的所有解決方案因此均包括増加分離階段，増加的分離階段或使用吸附器來預處理進料和/或通過結晶對提取物進行後處理，從而導致非常大的成本。本發明的エ藝的目的是解決24床對ニ甲苯生產単元的生產率限制而無現有技術解決方案的缺點，所述エ藝使用並聯的兩個吸附器，每個吸附器包含12個床，以直接產生高純度的對ニ甲苯(即純度高於99. 7% )。已令人驚奇地發現，通過在稱為「並聯」的構造中使用兩個12床吸附器和合適的操作條件(構造、切換周期、流率、吸附劑的含水量、溶劑的溫度和量)，可產生高於以常規方式用24床串聯構造使用兩個吸附器的単元所產生的量的エ業純對ニ甲苯(即純度高於99. 7 重量 ％ )。還已觀察到，為獲得本發明的エ藝或単元而對既有的24床単元作的改變相當輕微且不需要大的投資。因此，本發明特別適合於要將24床単元改裝為兩個12床単元的情況。


圖I示出了現有技術エ藝並因此包含兩個12床吸附器，每個吸附器串聯地發生聯繫，其等價於ー個24床単元。在現有技術中，有一個進料注入點(F)、一個脫附劑引入點(D)、一個提取物排出點(E)和一個提餘液排出點(R)。圖2示出了本發明的裝置，其由2個吸附器(a和b)構成，每個吸附器具有12個床(對於吸附器a :Lla到L12a，對於吸附器b :Llb到L12b)。每個吸附器都有進料流的注入(對於吸附器a :Fa，對於吸附器b Fb)、脫附劑D的流的注入(對於吸附器a :Da，對於吸附器b :Db)、提取物流的排出(對於吸附器a :Ea，對於吸附器b Eb)和提餘液流的排出(對於吸附器a :Ra，對於吸附器b Rb)。吸附器a的再循環泵以Pa表示，吸附器b的再循環泵以Pb表示。所述再循環泵的單個替代泵以Pc表示。閥門組(Vcl到Vc4)和虛線(對應於當替代泵Pc未使用時未使用的管線)表示泵Pc可用於替代吸附器a的泵Pa或替代吸附器b的泵Pb。

發明內容
本發明可定義為使用兩個吸附器的ニ甲苯模擬逆流分離エ藝，所述吸附器各包含十二個床，這兩個吸附器以「並聯」構造運行。
更確切地說，本發明的ニ甲苯模擬逆流分離エ藝包括使用兩個吸附器的第一吸附步驟，所述吸附器各含十二個床，每個吸附器具有用於引入進料(F)的管線、用於引入洗脫劑⑶的管線、用於排出提取物(E)的管線和用於排出提餘液(R)的管線並分成如下所述4個色譜區 區I :對ニ甲苯脫附區，含在脫附劑D的注入和提取物E的取出之間； 區2 :對ニ甲苯的異構體脫附區，含在提取物E的取出和待分餾的進料F的注入之間； 區3 :對ニ甲苯吸附區，含在進料的注入和提餘液R的排出之間； 區4 :位於提餘液R的排出和脫附劑D的注入之間的區；且所述兩個吸附器並聯地運行，即第一吸附器(a)的第十二床與所述吸附器(a)的第一床經由含再循環泵(Pa)的管線相連，而第二吸附器(b)的第十二床與所述第二吸附器(b)的第一床經由含不同於前述泵的再循環泵(Pb)的管線相連，所述エ藝還包括 在單個蒸餾塔中蒸餾兩種提餘液的混合物的步驟，從所述塔的頂部排出貧對ニ甲苯的ニ甲苯混合物，而從所述塔的底部排出脫附劑，該脫附劑被循環使用； 在一個或兩個蒸餾塔中蒸餾兩種提取物的步驟，從所述塔的頂部排出基本純淨的對ニ甲苯(即純度高於99. 7重量％ )，而從所述塔的底部排出脫附劑並循環使用。與在所有模擬移動床エ藝中一祥，進料和脫附劑注入點及提取物和提餘液排出點在每個時間增量下移位ー個床。術語「周期」用來指注入和排出點返回到其初始位置所需的時間。在稱為「VARIC0L」的變型中，此概念特別重要，其可用來限定每個區的非整數床數，在周期過程中對於每個區的這些床數使用平均值。在本發明的エ藝的第一個變型(I)中，每個吸附器中床的分布隨各個色譜區固定。在周期過程中，該分布不變。每個吸附器的12個床以如下方式分布在4個色譜區中 區I中2個床； 區2中5個床；籲區3中3個床； 區4中2個床。在本發明的エ藝的第二個變型(2)中，吸附器中的ー個以固定模式運行，第二吸附器以「Varicol」模式運行。對於以固定模式運行的吸附器，該吸附器的12個床以如下方式分布在4個色譜區中 區I中2個床； 區2中5個床； 區3中3個床； 區4中2個床；對於以「Varicol」模式運行的另ー吸附器，2個注入點和2個排出點的移位不同歩，以獲得在周期過程中不為整數的每區平均床數。 該吸附器的每區床數為如下 區 I 中 2. 5 (+或-O. 5)個床； 區 2 中 4. 5 (+或-O. 5)個床； 區 3 中 3. 5 (+或-O. 5)個床； 區 4 中 1.5(+或-O. 5)個床。在本發明的エ藝的第三個變型(3)中，兩個吸附器中的每ー個均以「Varicol」模式運行。兩個吸附器中的每ー個的2個注入點和2個排出點的移位都不同歩，以獲得在周期過程中不為整數的每區平均床數。該吸附器的每區床數為如下 區 I 中 2. 5 (+或-O. 5)個床； 區 2 中 4. 5 (+或-O. 5)個床； 區 3 中 3. 5 (+或-O. 5)個床； 區 4 中 1.5(+或-O. 5)個床。在與上面討論的三個變型(I)、(2)和(3)相容的另一エ藝變型中，兩個吸附器各含十二個由板Pi隔開的床，板Pi具有用於流體分配和/或提取的室及用於所述流體的貫序分配和提取的程序化組件(means)。對於每個板Pi，這些用於流體分配和提取的程序化組件由至少4個程序化的兩通開關閥構成以分別管理用於進料(F)和洗脫劑(D)的2個流體供給及用於提取物(E)和提餘液(R)的2個排出。根據本發明的ニ甲苯模擬逆流分離エ藝的另ー變型，每個吸附器使用旋轉多通閥，所述旋轉多通閥可管理所有板的進料(F)供給、洗脫劑(D)供給、提取物(E)排出和提餘液(R)排出。本發明的ニ甲苯模擬逆流分離エ藝通常利用附聚沸石吸附劑固體，所述吸附劑固體包含X沸石小晶體(即直徑為2微米(μπι)或更小)和比例低於15重量％的惰性粘結齊U，所述X沸石至少90 %被鋇離子単獨或被鋇離子和鉀離子所交換，被鉀佔據的可交換位點為被鋇+鉀離子佔據的可交換位點的至多1/3。優選本發明的ニ甲苯模擬逆流分離エ藝利用對ニこ苯作為脫附劑。本發明的ニ甲苯模擬逆流分離エ藝的操作條件通常在如下範圍內 吸附溫度在100°C到250°C範圍內，優選在120°C到180°C範圍內； 吸附壓カ在エ藝溫度下的ニ甲苯泡點壓カ和30X IO5Pa之間的範圍內；
脫附劑與進料的流率比在O. 7-2. 5範圍內； 洗脫劑的循環比在2. 5-12範圍內，優選在3. 5-6範圍內； 吸附器的周期持續時間在14-30分鐘範圍內，優選在18-23分鐘範圍內； 就空反應器而論,平均線速度在O. 7cm/s到I. 4cm/s範圍內，優選在O. 85cm/s到I. lcm/s範圍內； 液相中的含水量保持在70_140ppm(以重量計)範圍內、優選80_120ppm(以重
量計)範圍內的含量下。本發明的ニ甲苯模擬逆流分離エ藝因此包含並聯地運行的兩個各具有12個床的吸附器並還包含
替代用於供給進料(F)的泵的單個泵和替代用於供給脫附劑(D)的泵的單個慄; 單個替代再循環泵(Pc)，所述單個替代泵能用來替代第一吸附器(a)上採用的再循環泵(Pa)或替代第二吸附器(b)上採用的再循環泵(Pb)。
具體實施例方式本發明涉及ー種自基本上包含對ニ甲苯及其芳族CS異構體的進料F分離對ニ甲苯的エ藝，所述エ藝包括 使用兩個各具有十二個床的吸附器通過模擬逆流色譜(SCC)進行的吸附步驟，其特徵在於，所述兩個吸附器並聯地運行，即每個吸附器都具有進料引入點、洗脫劑引入點、提取物排出點和提餘液排出點以產生兩種提取物(每個吸附器ー種)和兩種提餘液(每個吸附器ー種)，所述提取物含富對ニ甲苯的ニ甲苯與脫附劑的混合物，所述提餘液含貧對ニ甲苯的ニ甲苯與脫附劑的混合物。術語「並聯地運行的兩個吸附器」指第一吸附器的第十二床與所述第一吸附器的第一床相連且第二吸附器的第十二床與所述第二吸附器的第一床以相同的方式相連的事實； 在單個蒸餾塔中蒸餾兩種提餘液的混合物的步驟，從所述塔的頂部排出貧對ニ甲苯的ニ甲苯混合物，而從所述塔的底部排出脫附劑，該脫附劑可被循環使用； 在一個或兩個蒸餾塔中蒸餾兩種提取物的步驟，從所述塔的頂部排出基本純淨的對ニ甲苯(即純度高於99. 7重量％)，而從所述塔的底部排出脫附劑，該脫附劑可被循環使用。優選使用單個蒸餾塔來處理所述兩種提取物的混合物。考慮到每個吸附器的各個色譜區中吸附劑床的分布，通過本發明的エ藝的模擬逆流色譜(SCC)進行的吸附步驟具有三個變型。4個色譜區通常為如下所述 區I :對ニ甲苯脫附區，含在脫附劑D的注入和提取物E的取出之間； 區2 :對ニ甲苯的異構體脫附區，含在提取物E的取出和待分餾的進料F的注入之間； 區3 :對ニ甲苯吸附區，含在進料的注入和提餘液R的排出之間； 區4 :位於提餘液R的排出和脫附劑D的注入之間的區。在本發明的エ藝的第一個變型a)中，各個注入和排出點的移位是同步的，兩個吸附器中的每一個的床按如下分布在各個區中 區I中2個床； 區2中5個床； 區3中3個床； 區4中2個床。根據本發明的工藝的第二個變型b)，對於所述吸附器中的一個，2個注入點和2個排出點的移位是同步的，該吸附器的12個床以如下方式分布在4個色譜區中 區I中2個床；籲區2中5個床； 區3中3個床； 區4中2個床；而對於另一個吸附器，2個注入點和2個排出點的移位不同步，以獲得在周期過程中不為整數的每區平均床數，該吸附器的每區床數為如下 區 I 中 2. 5 (+或-0. 5)個床； 區 2 中 4. 5(+或-0. 5)個床； 區 3 中 3. 5(+或-0. 5)個床； 區 4 中 I. 5(+或-0.5)個床。根據本發明的工藝的第三個變型c)，對於所述吸附器中的每一個，2個注入點和2個排出點的移位都不同步，以獲得在周期過程中不為整數的每區平均床數，每個吸附器的每區床數為如下 區 I 中 2. 5 (+或-0. 5)個床；籲區2中4. 5(+或-0. 5)個床; 區 3 中 3. 5(+或-0. 5)個床； 區 4 中 I. 5(+或-0.5)個床。所述吸附器各含十二個由板Pi隔開的床，板Pi具有用於各個吸附劑床中或來自各個吸附劑床的流體的分配和/或提取的室及用於所述流體的貫序分配和提取的程序化組件。所述用於流體的貫序分配和提取的程序化組件通常為如下兩大技術類型中的一種 對於每個板，有多個程序化的開關閥用於流體的供給或排出，這些閥的位置通常緊鄰對應的板，且對於每個板Pi，包含至少4個程序化的兩通開關閥分別用於流體F和D的2個供給及流體E和R的2個排出； 或在所有板上有旋轉多通閥用於流體的供給或排出。本發明的工藝的吸附步驟具有必要的衝洗注入和排出網絡的裝置以獲得99. 7重量％或更高的對二甲苯純度。關於本發明的工藝中可能採用的網絡衝洗裝置，可區分兩種情況 第一種裝置由用脫附劑或較純的對二甲苯衝洗給定板的注入/排出網絡構成。為此，例如從區I排出流(以便與區I關聯的網絡可得到衝洗)且所述流被重新注入區2中(以便與區2關聯的網絡可得到衝洗)。還可以在蒸餾後向區2的最靠近提取物排出點的板中注入提取物或對二甲苯的小流。這樣的裝置已特別是在專利US 320149UUS 5750820、US 5912395、US 6149874和WO 2006/096394中描述。優選該衝洗裝置在當所有板上的流體供給或排出用旋轉多通閥進行時採用； 第二種裝置由讓主流中的大多數進入吸附器內部而該流中的少數(通常為主流的1%到20% )經由貫序的板間的外部旁通管線從吸附器外經過。這種在板處通過源自上一板的流對注入/排出網絡的衝洗通常連續地進行，使得注入/排出網絡的管線和區不再「死」而是持續地被衝洗。這樣的裝置已特別是在專利FR 2935100,FR 2935101和FR2944215中描述。優選該衝洗裝置在當所有板上的流體供給或排出經由多個程序化的開關閥進行時採用。根據本發明的一個特徵，吸附步驟中使用的吸附劑可包括被鋇所交換或被鋇和鉀所交換的八面沸石型沸石。優選所述吸附劑為附聚沸石吸附劑固體，所述吸附劑固體包含X沸石小晶體(即直徑為2 u m或更小)，所述X沸石至少90 %被鋇離子單獨或被鋇離子和鉀離子所交換，被 鉀佔據的可交換位點為被鋇+鉀離子佔據的可交換位點的至多1/3(任何補充通常由非鋇和鉀的鹼金屬或鹼土金屬離子提供)。所述小晶體還包含小比例即低於15重量％的惰性粘結劑。在900°C下測得的燒失量在4. 0重量％到7. 7重量％範圍內，優選在4. 7重量％到6. 7重量％範圍內。更優選吸附劑的惰性粘結劑比例非常低，即低於5重量％，這樣的吸附劑稱為「無粘結劑的」。優選的脫附劑為對二乙苯，但其他脫附劑如甲苯、對二氟苯或二乙苯作為混合物也可能是合適的。優選推薦對二乙苯，因為其易於通過蒸餾回收並對吸附劑具有高親和力。根據所述工藝的另一特徵，吸附步驟的操作條件為如下 溫度為 100°C到 250°C，優選 120°C到 180°C ； 壓力介於工藝溫度下的二甲苯泡點壓力和30X IO5Pa之間； 脫附劑與進料的流率比為0. 7-2. 5 ； 循環比在2. 5-12範圍內，優選在3. 5-6範圍內；循環比定義為各個吸附劑床中流動的平均流率與注入到該吸附劑中的進料的流率之間的比率； 吸附器的周期持續時間在14-30分鐘範圍內，優選在18-23分鐘範圍內； 就空反應器而論，平均線速度在0. 7cm/s到I. 4cm/s範圍內，優選在0. 85cm/s到I. lcm/s範圍內； 液相中的含水量保持在70-140ppm(以重量計)範圍內、優選80_120ppm(以重
量計)範圍內的含量下。本發明的工藝可用來獲得超過90 %、優選超過95 %、更優選超過98 %的對二甲苯收率。通過本發明的工藝達到的生產率在60kg到180kg對二甲苯每小時每m3吸附劑床範圍內，優選在75kg到140kg對二甲苯每小時每m3吸附劑床範圍內，還更優選在90kg到130kg對二甲苯每小時每m3吸附劑床範圍內。在本發明的工藝中兩個吸附吸附器並聯地使用的事實指 單個泵替代進料供給泵且單個泵替代脫附劑供給泵；
有單個替代再循環泵(Pc)可利用，該單個替代泵具有用來替代第一吸附器(a)上使用的再循環泵(Pa)或替代第二吸附器(b)上採用的再循環泵(Pb)的能力。當泵Pc用來替代泵Pa時，閥Val和Va2關閉，而閥Vcl和Vc3開啟。當泵Pc用來替代泵Pb時，閥Vbl和Vb2關閉，而閥Vc2和Vc4開啟； 兩個吸附器僅使用一個自動化控制組件； 僅使用單個在線裝置來分析吸附器中的濃度。這樣的裝置在特別是專利FR2942879中有述； 過程的控制和操作所需的所有信息都在單個控制室中統一管理。在又一方面，本發明涉及一種把在含串聯的兩個12床吸附器的24床模擬移動床中生產高純度對二甲苯的工藝轉化為根據本發明的即包含並聯地連接的兩個各具有十二個床的吸附器的工藝的方法。
該方法包括改變(也稱改型)現有設施以提高其生產率。 第一吸附器(a)的第十二床與所述第一吸附器的第一床經由含至少一個再循環泵(Pa)的管線相連； 第二吸附器(b)的第十二床與所述第二吸附器的第一床經由含至少一個再循環泵(Pb)的管線相連。改造用於控制和調節24床吸附步驟的進料和脫附劑注入流率及提取物和提餘液排出流率的系統以能獨立地管理本發明的改型工藝的兩個吸附器中的每一個中的注入和排出流率。對於注入裝置，可如下實現此操作 或通過將泵+測定組件系統加倍以調節注入進各個吸附器中的流量； 或為最大限度地降低成本，通過使用既有的泵和測定組件來管理待一起注入的兩個流並增加用來測定和調節供給兩個吸附器中的一個的流量的系統。當現有24床工藝的所有板上的流體供給或排出由多個程序化的開關閥提供時，則不必對供給和排出網絡作增補改變。當現有24床工藝的所有板上的流體供給或排出通過使用旋轉多通閥提供時，這些功能優選通過使用兩個旋轉多通閥(通過任選地再循環既有閥至改造後的兩個埠中的一個)提供。在由串聯的二乘十二床構成的現有24床單元的情況下，主流從第一吸附器的塔底向第二吸附器的塔頂並從第二吸附器的塔底向第一吸附器的塔頂移動，如圖I中可見。通過如圖2中所示改變閥門和管線，來自兩個吸附器的塔底的流因此移向其所來自的吸附器的塔頂。來自吸附器a)的塔底流循環到所述吸附器a)的塔頂而來自吸附器b)的塔底流循環到所述吸附器b)的塔頂。兩個吸附器的構造(每區平均床數mean numbers of beds per zone)可依照上面討論的3個變型中的一個，即 兩個吸附器的每個色譜區中的床數固定； 一個吸附器的床數變化而另一個的固定； 兩個吸附器的床數均變化。
實施例
通過下面的三個實施例，本發明將得到更好的理解。實施例I (根據現有技術)考慮一個由24個長I. lm、內半徑I. 05m的床構成的具有一個進料注入、一個脫附劑注入、一個提取物排出和一個提餘液排出的SCC單元。採用的吸附劑為沸石BaX型固體，脫附劑為對二乙苯。溫度為175°C，壓力為15巴。水量為95ppm(以重量計)。進料由21. 6%的對二甲苯、20. 8%的鄰二甲苯、47. 9%的間二甲苯和9. 7%的乙
苯組成。
該SCC單元由24個被分配板隔開的床構成。注入網絡和排出網絡與每一個分配板相關聯。所用衝洗裝置為如專利WO 2010/020715中所述的經調節的旁通流體流率裝置。各區中的同步性為100%。各個注入和排出點的移位是同步的。床按如下配置分布在4個色譜區中5/9/7/3即床的分布為如下 區I中5個床(脫附劑D注入和提取物E排出之間); 區2中9個床(提取物E排出和進料F注入之間)； 區3中7個床(進料F注入和提餘液R排出之間)； 區4中3個床(提餘液R排出和脫附劑D注入之間)。進料和脫附劑注入流率(假定基準溫度為40°C而定)為如下 進料0. 6102m3/min ； 脫附劑0. 7715m3/min。此外，區4的流率為I. 8807m3/min，提取物排出流率為0. 3966m3/min。採用的切換周期為71.0秒。通過模擬，獲得純度為99. 88%的對二甲苯，對二甲苯收率為98. 67%，生產率為72. 5kgPX. h、m 30實施例2 (根據本發明)考慮一個由兩個各具有12個床的吸附器構成的根據本發明的單元。每個床長I. lm、內半徑 I. 05m。採用的吸附劑為沸石BaX型固體，脫附劑為對二乙苯。溫度為175°C，壓力為15巴。含水量為I IOppm (以重量計)。進料包含21. 6%的對二甲苯、20. 8%的鄰二甲苯、47. 9%的間二甲苯和9. 7%的乙苯。每個吸附器由12個被分配板隔開的床構成。注入網絡和排出網絡與每一個分配板相關聯。所用衝洗裝置為如專利WO 2010/020715中所述的經調節的旁通流體流率裝置。各區中的同步性為100%。對於每一個吸附器，各個注入和排出點的移位是同步的。在每一個吸附器中，床按如下配置分布在4個色譜區中2/5/3/2即床的分布為如下
區I中2個床(脫附劑D注入和提取物E排出之間); 區2中5個床(提取物E排出和進料F注入之間)； 區3中3個床(進料F注入和提餘液R排出之間)； 區4中2個床(提餘液R排出和脫附劑D注入之間)。對於兩個吸附器中的每一個，進料和脫附劑注入流率(假定基準溫度為40°C而定)為如下 進料0. 4126m3/min ； 脫附劑0. 5583m3/min。此外，對於每一個吸附器，區4的流率為I. 2566m3/min，提取物排出流率為
0.320ImVmino採用的切換周期為102. 4秒。通過模擬，獲得純度為99. 72%的對二甲苯，對二甲苯收率為98. 08%，將該單元視為由兩個吸附器構成的整體，生產率為97. 5kgPX. h' m_3。實施例3 (根據本發明)考慮一個由兩個各具有12個床的吸附器構成的根據本發明的單元。每個床長
1.lm、內半徑 I. 05m。在每個吸附器中，採用的吸附劑為沸石BaX型固體，脫附劑為對二乙苯。溫度為175°C，壓力為15巴。含水量為110ppm(以重量計)。進料包含21. 6%的對二甲苯、20. 8%的鄰二甲苯、47. 9%的間二甲苯和9. 7%的乙苯。每個吸附器由12個被分配板隔開的床構成。注入網絡和排出網絡與每一個分配板相關聯。所用衝洗裝置為如專利WO 2010/020715中所述的經調節的旁通流體流率裝置。各區中的同步性為100%。對於每一個吸附器，各個注入和排出點的移位不同步，以獲得不為整數的色譜區長度(如專利US 6136198中所披露)。在兩個吸附器中的每一個中，床按如下配置分布在4個色譜區中2. 2/4. 8/3. 2/1. 8即在一個周期過程中床的分布如下(按照慣例，周期的開始和結束由脫附劑注入點的移位限定) 從周期開始到81. 92秒(相對於周期開始限定)，有 區I中2個床(脫附劑D注入和提取物E排出之間)； 區2中5個床(提取物E排出和進料F注入之間)； 區3中3個床(進料F注入和提餘液R排出之間)； 區4中2個床(提餘液R排出和脫附劑D注入之間)。 從81. 92秒(相對於周期開始限定)到周期結束，有 區I中3個床(脫附劑D注入和提取物E排出之間)； 區2中4個床(提取物E排出和進料F注入之間)； 區3中4個床(進料F注入和提餘液R排出之間)； 區4中I個床(提餘液R排出和脫附劑D注入之間)。對於兩個吸附器中的每一個，進料和脫附劑注入流率(假定基準溫度為40°C而限定)為如下 進料0. 4126m3/min ； 脫附劑0. 5460m3/min。此外，對於每一個吸附器，區4的流率為I. 2433m3/min，提取物排出流率為
0.2949m3/min。採用的切換周期為102. 4秒。通過模擬，獲得純度為99. 70%的對二甲苯，對二甲苯收率為98. 20%，將該單元視為由兩個吸附器構成的整體，生產率為97. 6kgPX. h' m_3。實施例4 (根據本發明)
考慮一個由兩個各具有12個床的吸附器構成的根據本發明的單元。每個床長
1.lm、內半徑 I. 05m。在每個吸附器中，採用的吸附劑為沸石BaX型固體，脫附劑為對二乙苯。溫度為175°C，壓力為15巴。含水量為110ppm(以重量計)。進料包含21. 6%的對二甲苯、20. 8%的鄰二甲苯、47. 9%的間二甲苯和9. 7%的乙苯。每個吸附器由12個被分配板隔開的床構成。注入網絡和排出網絡與每一個分配板相關聯。所用衝洗裝置為如專利WO 2010/020715中所述的經調節的旁通流體流率裝置。各區中的同步性為100%。在第一吸附器中，各個注入和排出點的移位是同步的，床按如下配置分布在4個色譜區中2/5/3/2即床的分布為如下 區I中2個床(脫附劑D注入和提取物E排出之間); 區2中5個床(提取物E排出和進料F注入之間); 區3中3個床(進料F注入和提餘液R排出之間); 區4中2個床(提餘液R排出和脫附劑D注入之間)。在第一吸附器中，進料和脫附劑注入流率(假定基準溫度為40°C而限定)為如下 進料0. 4126m3/min ； 脫附劑0. 5583m3/min。此外，在第一吸附器中，區4的流率為I. 2566m3/min，提取物排出流率為0. 3201m3/min。採用的切換周期為102. 4秒。在第二吸附器中，各個注入和排出點的移位不同步，以獲得不為整數的色譜區長度(如專利US 6136198中所披露)。床按如下配置分布在4個色譜區中2. 2/4. 8/3. 2/1. 8即在一個周期過程中床的分布如下(按照慣例，周期的開始和結束由脫附劑注入點的移位限定) 從周期開始到81. 92秒(相對於周期開始限定)，有 區I中2個床(脫附劑D注入和提取物E排出之間)； 區2中5個床(提取物E排出和進料F注入之間)；
區3中3個床(進料F注入和提餘液R排出之間)； 區4中2個床(提餘液R排出和脫附劑D注入之間)。 從81. 92秒(相對於周期開始限定)到周期結束，有 區I中3個床(脫附劑D注入和提取物E排出之間)； 區2中4個床(提取物E排出和進料F注入之間)； 區3中4個床(進料F注入和提餘液R排出之間)； 區4中I個床(提餘液R排出和脫附劑D注入之間)。在第二吸附器中，進料和脫附劑注入流率(假定基準溫度為40°C而限定)為如 下 進料0. 4126m3/min ； 脫附劑0. 5460m3/min。此外，在第二吸附器中，區4的流率為I. 2433m3/min，提取物排出流率為0. 2949m3/min。採用的切換周期為102. 4秒。通過模擬，獲得純度為99. 71%的對二甲苯，對二甲苯收率為98. 14%，將該單元視為由兩個吸附器構成的整體，生產率為97. 6kgPX. h' m_3。
權利要求
1.一種二甲苯模擬逆流分離工藝，所述工藝包括使用兩個吸附器的第一吸附步驟，所述吸附器各含十二個床，每個吸附器具有用於引入進料(F)的管線、用於引入洗脫劑(D)的管線、用於排出提取物(E)的管線和用於排出提餘液(R)的管線並分成如下所述4個色譜區 籲區I :對二甲苯脫附區，含在脫附劑D的注入和提取物E的取出之間； 區2 :對二甲苯的異構體脫附區，含在提取物E的取出和待分餾的進料F的注入之間； 籲區3 :對二甲苯吸附區，含在進料的注入和提餘液R的排出之間； 區4 :位於提餘液R的排出和脫附劑的注入之間的區； 且所述兩個吸附器並聯地運行，即第一吸附器(a)的第十二床與所述吸附器的第一床經由含再循環泵的管線相連，而第二吸附器的第十二床與所述第二吸附器的第一床經由含不同於前述泵的再循環泵的管線相連，所述工藝還包括 籲在單個蒸餾塔中蒸餾所述兩個提餘液的混合物的步驟，從所述塔的頂部排出貧對二甲苯的二甲苯混合物，而從所述塔的底部排出脫附劑，所述脫附劑被循環使用； 在一個或兩個蒸餾塔中蒸餾所述兩種提取物的步驟，從所述塔的頂部排出基本純淨的對二甲苯(即純度高於99. 7重量％ )，而從所述塔的底部排出脫附劑並循環使用。
2.根據權利要求I所述的二甲苯模擬逆流分離工藝，其中所述每個吸附器的12個床以如下方式分布在所述4個色譜區中 區I中2個床； 區2中5個床； 區3中3個床； 區4中2個床。
3.根據權利要求I所述的二甲苯模擬逆流分離工藝，其中對於所述吸附器中的一個，所述2個注入點和所述2個排出點的移位是同步的，所述吸附器的12個床以如下方式分布在所述4個色譜區中 區I中2個床； 區2中5個床； 區3中3個床； 區4中2個床； 而對於另一個吸附器，所述2個注入點和所述2個排出點的移位不同步，以獲得在周期過程中不為整數的每區平均床數，該吸附器的每區床數為如下區I中2. 5(+或-O. 5)個床；區2中4. 5(+或-O. 5)個床；區3中3. 5(+或-O. 5)個床；區4中I. 5(+或-O. 5)個床。
4.根據權利要求I所述的二甲苯模擬逆流分離工藝，其中對於所述吸附器中的每一個，所述2個注入點和所述2個排出點的移位不同步，以獲得在周期過程中不為整數的每區平均床數，所述吸附器中的每一個的每區床數為如下區I中2. 5(+或-O. 5)個床； 區2中4. 5(+或-O. 5)個床；區3中3. 5(+或-O. 5)個床；區4中I. 5(+或-O. 5)個床。
5.根據權利要求I所述的二甲苯模擬逆流分離工藝，其中所述兩個吸附器各含十二個由板Pi隔開的床，所述板Pi具有用於流體分配和/或提取的室及用於所述流體的貫序分配和提取的程序化組件，對於每個板Pi，所述用於流體分配和提取的程序化組件由至少4個程序化的兩通開關閥構成以分別管理用於進料(F)和洗脫劑⑶的2個流體供給及用於提取物(E)和提餘液(R)的2個排出。
6.根據權利要求I所述的二甲苯模擬逆流分離工藝，其中每個吸附器使用旋轉多通 閥，所述旋轉多通閥可管理所有板的進料(F)供給、洗脫劑(D)供給、提取物(E)排出和提餘液(R)排出。
7.根據權利要求I所述的二甲苯模擬逆流分離工藝，其中所述吸附劑固體為附聚沸石吸附劑固體，所述吸附劑固體包含X沸石小晶體(即直徑為2微米(μπι)或更小)和比例低於15重量％的惰性粘結劑，所述X沸石至少90%被鋇離子單獨或被鋇離子和鉀離子所交換，被鉀佔據的可交換位點為被鋇+鉀離子佔據的可交換位點的至多1/3。
8.根據權利要求I所述的二甲苯模擬逆流分離工藝，其中所述脫附劑為對二乙苯。
9.根據權利要求I所述的二甲苯模擬逆流分離工藝，其中 a)吸附溫度在100°C到250°C範圍內，優選在120°C到180°C範圍內； b)吸附壓力在工藝溫度下的二甲苯泡點壓力和30XIO5Pa之間的範圍內； c)脫附劑與進料的流率比在O.7-2. 5範圍內； d)洗脫劑的循環比在2.5-12範圍內，優選在3. 5-6範圍內； e)吸附器的周期持續時間在14-30分鐘範圍內，優選在18-23分鐘範圍內； f)就空反應器而論，平均線速度在O.7cm/s到I. 4cm/s範圍內，優選在O. 85cm/s到I.lcm/s範圍內； g)液相中的含水量保持在70-140ppm(以重量計)範圍內、優選80_120ppm(以重量計)範圍內的含量下。
10.根據權利要求I所述的二甲苯模擬逆流分離工藝，其中所述由並聯的兩個吸附器構成的單元還包含 替代用於供給進料(F)的泵的單個泵和替代用於供給脫附劑(D)的泵的單個泵； 籲單個替代再循環泵(Pc)，所述單個替代泵能用來替代所述第一吸附器上採用的所述再循環泵或替代所述第二吸附器上採用的所述再循環泵。
11.一種把在含串聯的兩個12床吸附器的24床模擬移動床中生產對二甲苯的工藝改造為根據權利要求I所述的工藝的方法，所述方法的特徵在於，其包括步驟 a)經由含至少一個再循環泵(Pa)的管線連接所述第一吸附器(a)的第十二床至所述第一吸附器的第一床； b)經由含至少一個再循環泵(Pb)的管線連接所述第二吸附器(b)的第十二床至所述第二吸附器的第一床； c)改造用於測定和調節所述進料和脫附劑注入流率及所述提取物和提餘液排出流率的系統以能獨立地管理所述兩個吸附器中的每一個中的所述注入和排出流率；d)改變所述 工藝的自動化控制組件以能控制和監測所述並聯的兩個吸附器。
全文摘要
本發明描述了一種用於模擬移動床分離工藝的新構造，其特徵在於，使用兩個各含12個床的吸附器，這兩個吸附器並聯地運行。此新構造可用來優化對二甲苯生產。
文檔編號B01D15/10GK102824757SQ201210202158
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月15日 優先權日2011年6月16日
發明者P.勒弗萊夫, D.萊內庫格爾勒科克, G.奧捷, L.沃爾夫 申請人:Ifp 新能源公司