用於對二甲苯的模擬逆流生產的高柔性方法和裝置的製作方法

2023-08-06 18:23:36

專利名稱：用於對二甲苯的模擬逆流生產的高柔性方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及從其它芳族CS異構體中分離對ニ甲苯的領域。為了實現這樣的分離，使用了一系列的方法和相關的設備，其已知稱為模擬移動床分離方法或模擬逆流分離，或VARIC0L方法；在下文中我們將使用SCC (模擬逆流的縮寫)分離方法的通用術語。
背景技術：
SCC分離在本領域中是眾所周知的。作為一般規則，在模擬逆流模式中運行的(functioning)對ニ甲苯分離方法包括至少四個區域,也許五個或六個，那些區域的姆ー個由若干連續的床構成，且每個區域由它在供應點和抽出點之間的位置所限定。通常，用於生產對ニ甲苯的SCC單元供應有至少ー待分餾的進料F (包含對ニ甲苯和其它芳族C8異構體)和脫附劑(desorbant)D,有時稱為洗脫液(eluent)(通常對ニこ苯或甲苯)，且從所述 單元中，抽出至少ー包含對ニ甲苯的異構體和脫附劑的萃餘物(raffinate)R和包含對ニ甲苯和脫附劑的萃取物(eXtract)E。蒸餾塔可用於從萃餘物中分離脫附劑和從萃取物中分離脫附劑，脫附劑被再次引入SCC単元。可以增加其它注入-抽出點來衝洗分布迴路(distribution circuit),如專利US7 208 651中所記載的。増加這樣的輔助衝洗物流沒有以任何方式改變SCC的運行原理；為了簡短起見，我們將不會在本發明方法的說明中増加這些輔助的注入和抽出點。供應和抽出點隨著時間而改變(modified)，通過對應於ー個床的值在相同方向轉換(shift)。各注入或抽出點可以同時地或非同時地轉換，如專利US 6 136 198中所公開的。依照該第二運行模式(functional mode)的方法稱為〃Varicol〃方法。通常，在SCC單元中限定四個不同的色譜區域(chromatographic zone)
區域I :用於脫附(desorbant)萃取物化合物的區域，包括在脫附劑D注入和萃取物E取出之間；
區域2 :用於脫附萃餘物化合物的區域，包括在萃取物E取出和待分餾的進料F注入之間；
區域3 :用於吸附萃取物化合物的區域，包括在進料注入和萃餘物R抽出之間；
區域4 :位於萃餘物抽出和脫附劑注入之間的區域。先有技術詳細記載了在SCC中用於進行進料分離的各種設備和方法。可以引用的特別的專利是US 2 985 589,US 3 214 247,US 3 268 605,US 3 592612，US 4 614 204，US 4 378 292，US 5 200 075 和 US 5 316 821。這些專利也詳細記載了 SCC的運行。如Lim et al (2010, Ind Eng Chem Res, vol 49, p 3316-3327)所記載的，用於通過SCC分離對ニ甲苯的方法通常由24個床組成，其分布於各自包含12個床的兩個吸附器之間。兩個吸附器串聯連接，因此SCC循環包括24步，在其期間每個物流(D，E，F，R)被注入或在24個床的每ー個的下遊被抽出。用於兩個12個床的吸附器的術語〃串聯連接〃是指以下三個特徵 第一個吸附器的第12個床通過包含至少一個循環泵和可能的其它裝備例如流量計，壓力傳感器等的管線與第二個吸附器的第I個床相連；
第二個吸附器的第12個床通過包含至少一個循環泵和可能的其他裝備例如流量計，壓力傳感器等的管線與第一個吸附器的第I個床相連；
兩個吸附器的集合具有一個用於引入進料的點，一個用於引入脫附劑的點，一個用於抽出萃餘物的點和一個用於抽出萃取物的點。SCC方法中出現的壓降直接與吸附劑床中流體相的間隙速率(interstitialvelocity)相關。 術語"間隙速率"是指在構成固體吸附劑的顆粒之間的流體的實際速率。壓降在一個或多個循環泵的尺寸選擇(Sizing)，吸附器壁的厚度，用於分布器板的載體系統的尺寸，吸附劑顆粒的機械性能等方面起著重要的作用。間隙速率也可能在吸附劑顆粒的機械性能方面起著非常重要的作用，並且甚至可以成為操作SCC單元的限制因素。從先有技術(特別從專利US 7 649 124和US 7 635 795)中已知，通過SCC生產對二甲苯的方法具有有限的生產力(productivity)。在先有技術中已經建議解決方案來改進該方法
專利FR 2 743 068和US 7 635 795介紹了採用若干吸附步驟的方法。第一步用來產生其純度不足以使其商業運用的富集對二甲苯的物流(少於99wt%)。第二步可用於獲得非常高純度的對二甲苯。特別地，US 7 635 795的圖5舉例說明了通過24-床SCC通過增加吸附器用於預處理進料來將先前存在的單元的瓶頸去除(debottlenecking)；
專利FR 2 693 186，FR 2 757 507和US 7 649 124介紹了運用SCC吸附步驟結合結晶的方法。第一步用來通過SCC產生其純度不足以使其商業運用的富集對二甲苯的物流(通常約為90wt%)。第二步可用於通過結晶獲得非常高純度的對二甲苯。特別地，US7 649 124的圖5舉例說明了通過24-床SCC(由兩個12-床吸附器組成)通過使用並聯的兩個吸附器和增加結晶步驟來後處理萃取物對吸附方法進行改進來將先前存在的單元的瓶頸去除(debottlenecking)。先有技術中推薦的用於解決限制使用24-床模擬移動床生產對二甲苯的單元的生產的所有解決方案因此在於(consists of)增加分離工序(吸附器來預處理進料和/或通過結晶後處理萃取物)，這引起非常顯著的成本。通過SCC生產對二甲苯的方法在待處理的進料的最低數量方面也有限制。實際上，當單元中的流速非常低時，用於分布器板和相關網絡良好操作的流體動力學條件不再滿足，導致純度和/或收率的損失。因此，通過SCC生產對二甲苯的先有技術方法在面對待處理的進料的流速變化方面具有低的柔性。在一些情況中，例如如果在進料供應中存在問題，重整單元的維護或使用包含至少9個碳原子的芳族化合物的甲苯烷基轉移單元的維護，通過SCC生產對二甲苯的方法必須能夠處理低進料流速。而且，對通過SCC生產對二甲苯的方法的構成組件之一的維護操作需要完全中斷該方法。本發明方法意圖解決在待處理的進料流速變化方面的問題，這是通過提供SCC方法的吸附劑床的全部或者部分的最佳運用來直接生產高純度(即大於99. 7%純)對二甲苯。本發明的進一步的目的是能夠在吸附器的某些維護操作期間維持高純度(即大於99. 7%純)對二甲苯的生產，意味著吸附劑床的一部分的運用被優化。

發明內容
本發明可以被定義為用於二甲苯SCC(模擬逆流)分離的高柔性方法，因為相對於相當於100%的參考運行值，被處理的進料的流速擴至任一側，從50%至100%的〃中等生產力〃運行值直至100%至150%的稱為〃高生產力〃的運行值。此外，〃維護〃運行可用於使用單個吸附器來處理參考進料流速的50%至75%範圍內的進料流速，從而實現第二吸附 器的〃維護"。本發明方法從二甲苯混合物構成的進料中產生萃取物和萃餘物，其使用一組以a)和b)表示的兩個吸附器，每個吸附器包括12個固體吸附劑床，這兩個吸附器能夠根據進料流速和對吸附器之一的任何維護操作而以3種不同的方式相聯(associated)。· 〃高生產力〃模式可用於處理參考進料流速的100%至150%範圍內的進料流速。兩個吸附器a)和b)並聯相聯，即來自兩個吸附器底部的物流定向向它們源自的吸附器的頭部移動，來自吸附器a)底部的物流循環至所述吸附器a)的頭部，且來自吸附器b)底部的物流循環至所述吸附器b)的頭部。閥門開放或關閉以實現依照該運行的操作；該順序在參照圖3的詳細說明中給出；
〃中等生產力〃模式可用於處理參考進料流速的50%至100%範圍內的進料流速。吸附器a)和b)串聯相聯，即主要的物流從第一個吸附器a)的底部向第二個吸附器的頭部移動並且從第二個吸附器b)的底部向第一個吸附器a)的頭部移動。閥門開放或關閉以實現依照該運行的操作；該運行在參照圖2的詳細說明中給出；
〃維護〃模式可用於處理50%至75%的參考進料流速範圍內的進料流速。兩個吸附器是分離的，該過程運行單個吸附器，a)或b)(〃或〃是唯一的)。來自所使用的吸附器(a)或b)的底部的物流定向向所述吸附器的頭部移動。閥門開放或關閉以實現依照該運行的操作；該運行在參照圖4的詳細說明中給出。參考進料流速(100%)定義為可以在本發明的單元中以"中等生產力"模式(即以相當於單個24-床循環的模式)處理的進料的最大流速，使得相對於空吸附器在24個床的集合上的平均線速度等於I. 4cm/s。每個吸附器分為定義如下的4個區域
區域I :對二甲苯解吸區域，包括在脫附劑D注入和萃取物E取出之間；
區域2 :用於對二甲苯的異構體的解吸區域，包括在萃取物E取出和待分餾的進料F注入之間；
區域3 :對二甲苯吸附區域，包括在進料注入和萃餘物R抽出之間；
區域4 :位於萃餘物R抽出和脫附劑D注入之間的區域。在稱為〃並聯〃的吸附器a)和b)的相聯中，相應於〃高生產力〃運行，所有的進料和脫附劑供應物流及萃取物和萃餘物抽出物流是加倍的(doubled-up)。在稱為〃串聯〃的吸附器a)和b)的相聯中，相應於〃中等生產力〃運行值，具有ー個進料供應物流，ー個脫附劑引入物流，一個萃取物抽出物流和一個萃餘物抽出物流。在稱為〃維護〃的運行中，兩個吸附器是完全分離的(decoupled);它們不再相聯且兩個吸附器中僅僅ー個被使用。本發明的SCC分離方法可以適應對應在各個區域中吸附劑床的不同分布的多種衍化或變化。術語"同步循環"是指其中所有注入點(進料和脫附劑)和抽出點(萃取物和萃餘物)同時且以相同值轉換的循環。每個區域床的數目因此是恆定的且等於整數。術語〃非同步〃(或"Varicol"類型)循環是指其中某些注入和抽出點沒有在與其它相同的時間轉換的循環。因此，每一區域床的數目不是恆定的且一個循環得到非整數的平均床數。
在本發明方法的第一個變化中，在〃中等生產カ〃模式，每ー區域的床的數目為
區域1:5;
區域2:9;
區域3:7;
區域4 3 ；
這縮寫為5/9/7/3 ;在下文中，將按照區域1、2、3然後4的順序給出床的數目。在本發明方法的第二個變化中，在〃中等生產カ〃模式，每ー區域的床的數目為4/10/7/3。在本發明方法的第一個變化中，在〃高生產カ〃模式，每個吸附器遵循這樣的循環，其中注入和抽出點的轉換是同步的；每個吸附器的每一區域的床的數目是2/5/3/2。在本發明方法的第二個變化中，在〃高生產カ〃模式，每個吸附器遵循這樣的循環，其中注入和抽出點的轉換是非同步的(Varicol循環)，一個循環中每個吸附器的每ー區域的床的平均數目為
區域I中2. 5 (+或-0. 5)個床；
區域2中4. 5 (+或-0. 5)個床；
區域3中3. 5 (+或-0. 5)個床；
區域4中I. 5 (+或-0. 5)個床。在本發明方法的第三個變化中，在〃高生產カ〃模式，吸附器中的一個遵循其中注入和抽出點的轉換是同步的循環，且另一個吸附器遵循其中注入和抽出點的轉換是非同步的循環，遵循同步循環的吸附器的每一區域的床的數目為2/5/3/2，且遵循"Varicol"循環的吸附器在一個循環內的每ー區域的床的平均數目為；
區域I中2. 5 (+或-0. 5)個床；
區域2中4.5(+或-0.5)個床；
區域3中3. 5 (+或-0. 5)個床；
區域4中I. 5 (+或-0. 5)個床。在本發明方法的第一個變化中，在〃維護〃模式，所用的吸附器遵循這樣的循環，其中注入和抽出點的轉換是同步的，每ー區域的床的數目為2/5/3/2。在本發明方法的第二個變化中，在〃維護〃模式，所用的吸附器遵循這樣的循環，其中注入和抽出點的轉換是非同步的，ー個循環的每一區域的床的平均數目為 區域I中2. 5 (+或-O. 5)個床；
區域2中4.5 (+或-O. 5)個床；
區域3中3.5 (+或-O. 5)個床；
區域4中I. 5 (+或-O. 5)個床。本發明的模擬逆流分離方法通常在吸附步驟中運用以下操作條件
溫度100°c至 250°C，優選 120°C至 180°C ；
壓力從該方法溫度下二甲苯的氣泡壓力(bubble pressure)至30X 105Pa;
脫附劑流速與進料流速的比例0. 7至2. 5 ;
循環比2. 5至12，優選3. 5至6 ;循環比定義為在吸附器的各個床中流動的平均流速與注入該吸附器的進料的流速的比例；
吸附器遵循的循環持續時間為14至30分鐘，優選18至23分鐘；
相對於空反應器的液體物流的平均線速度為0. 7cm/s至I. 4cm/s,優選O. 85cm/s 至 L I cm/ s ；
液相水含量保持在50至140ppm(以重量計)的數量,優選80至120ppm(以重量計)。本發明的二甲苯分離方法原則上可以應用於二甲苯異構體中的任一種的分離，但最特別適用於生產純度大於99. 7wt%的對二甲苯。


圖I表示包括兩個各自串聯相聯的十二床吸附器的先有技術方法。具有一個進料注入點(F)，一個脫附劑引入點(D)，一個萃取物抽出點(E)和一個萃餘物抽出點(R)。圖2表示本發明的設備，由各自具有12個床的兩個吸附器，即總共24個床(LI至L24)構成，以〃中等生產力〃模式運行。兩個吸附器串聯相聯，使得該設備以單個24-步循環的方式運行。具有一個進料注入點(F)，一個脫附劑引入點(D)，一個萃取物抽出點(E)和一個萃餘物抽出點(R)。圖3表示本發明的設備，由兩個吸附器a)和b)構成，各自具有12個床，對於吸附器a)，Lla至L12a，對於吸附器b)，Llb至L12b，以〃高生產力〃模式運行。兩個吸附器分離並且進行平行的兩個12步的循環。對於每個吸附器，具有注入進料物流(對於吸附器a)，Fa，和對於吸附器b)，Fb)，脫附劑物流(對於吸附器a)，Da，和對於吸附器b)，Db)，抽出萃取物物流(對於吸附器a)，Ea，和對於吸附器b)，Eb)以及萃餘物物流(對於吸附器a)，Ra，和對於吸附器b)，Rb)。吸附器a)的循環泵表示為Pa，吸附器b)的循環泵表示為Pb。循環泵的單個替代泵表示為Pc。成套的閥(Vcl至Vc4)和虛線(對應於當未使用替代泵Pc時未使用的管線)是指泵Pc可以代替吸附器a)的泵Pa或代替吸附器b)的泵Pb使用。圖4表示本發明的設備，由兩個吸附器a)和b)構成，各自具有12個床，對於吸附器a)，Lla至L12a，對於吸附器b)，Llb至L12b，以〃維護〃模式運行。兩個吸附器是分離的且只有吸附器a)遵循12-步循環。
具體實施例方式本發明涉及從基本包含對二甲苯和它的芳族CS異構體的進料F中分離對二甲苯的方法，由兩個吸附器構成，其特徵為它可以以稱為"高生產カ〃，"中等生產カ"和"維護〃模式的三個運行模式運行，本發明方法的特徵還在於從ー個運行模式變換(swing)到另ー個的標準，這些變換取決於待處理的進料的進料流速和一個吸附器之上的任何〃維護〃操作。三個運行模式如下
〃中等生產カ〃模式可用於處理該單元的參考進料流速的50%至100%範圍內的進料流速。該模式在於在單個SCC循環中一起操作兩個吸附器的床(串聯配置)。特別地，該模式是指SCC的操作可以不管固體吸附劑的部分降解(降解可能是操作不當或固體吸附劑老化的結果)而繼續；
"高生產カ"模式可用於處理大於該単元的參考進料流速的100%的進料流速。在該模式中，兩個吸附器彼此獨立地各自遵循SCC循環(稱為平行配置)，各種物流(進料，脫附劑，萃取物和萃餘物)全部分為兩個來同時供應兩個吸附器和從兩個吸附器中抽出(每個吸附器一個進料物流，ー個脫附劑物流，一個萃餘物物流和一個萃取物物流)；"維護"模式可用於處理該單元的參考進料流速的50%至75%範圍內的進料流速。該模式在於操作兩個吸附器中的僅僅ー個，由此允許維護第二個吸附器而沒有必要完全停產，而只是減少生產力。參考進料流速定義為可以在本發明的ー個單元中以〃中等生產カ〃模式，即以相當於單個24-床循環的模式，處理的最大進料流速，使得相對於空吸附器，在吸附器內部的液體物流的平均線速度等於I. 4cm/so吸附器各自包含12個通過板Pi分開的床，以及用於在吸附劑的各床中或從吸附劑的各床分布和/或萃取流體的室及用於順序分布和萃取流體的程序化工具(progra_edmeans)。優選地，在本發明的方法中，提供用於供應或抽出流體的多個程序化的開-關閥，這些閥通常位於相應板鄰近，並且對於每個板Pi，包括至少4個程序化的雙向開-關閥分別用於流體F和D的2個供應和流體E和R的2個抽出。本發明方法更具體地說由以下構成一或兩個進料泵和兩個進料流速調節工具(每個吸附器ー個)，一或兩個脫附劑泵和兩個脫附劑流速調節工具(每個吸附器ー個)，兩個萃取物流速調節工具(每個吸附器ー個)，兩個萃餘物流速調節工具(每個吸附器ー個)，和兩個循環泵(每個吸附器ー個)。SCC的下遊，單個脫附劑循環迴路是必需的。它主要由至少ー個萃取物蒸餾塔，優選兩個萃取物蒸餾塔，和至少ー個萃餘物蒸餾塔組成。由兩個吸附器組成的本發明方法，可以通過可以獨立處理兩個吸附器的兩個循環的單個自動化工具來控制。該方法進ー步具有
代替進料供應泵的單個泵(single pump)和代替脫附劑供應泵的單個泵；
單個替代循環泵(Pc)，該單個替代泵具有替代用於第一個吸附器a)的循環泵(Pa)或替代用於第二吸附器b)的循環泵(Pb)的能力。當泵Pc用於替代泵Pa吋，關閉閥門Val和Va2，並且開放閥門Vcl和Vc3 (閥門Vc2和Vc4被關閉)。當泵Pc用於替代泵Pb時，關閉閥門Vbl和Vb2，並且開放閥門Vc2和Vc4(閥門Vcl和Vc3被關閉)；
用於兩個吸附器的單個自動化控制設備； 用於分析吸附器中濃度的單個在線設備。該設備特別記載於專利FR 2 942 879中。在〃中等生產力〃模式，主要的物流從第一個吸附器的底部向第二個吸附器的頭部移動且從第二個吸附器的底部向第一個吸附器的頭部移動，如圖2中可見。為此，開放閥門 Val, Va2, Va4, Vbl, Vb2 和 Vb4,同時關閉閥門 Va3 和 Vb3。在"高生產力"模式，來自兩個吸附器的底部的物流是定向的以便它們向它們源自的吸附器的頭部移動，如圖3中可見。來自吸附器a)的底部物流向所述吸附器a)的頭部循環且來自吸附器b)的底部物流向所述吸附器b)的頭部循環。為此，開放閥門Val，Va2，Va3, Vbl, Vb2和Vb3,同時關閉閥門Va4和Vb4。在〃維護〃模式，來自所用吸附器底部的物流是定向的從而向它剛離開的吸附器 的頭部移動。當使用吸附器a)時，來自吸附器a)的底部物流向所述吸附a)的頭部循環，如圖4中所可見。為此，開放閥門Val，Va2和Va3，同時關閉閥門Va4和整套閥門Vbl至Vb4。類似地，當使用吸附器b)時，來自吸附器b)的底部物流向所述吸附器b)的頭部循環。為此，開放閥門Vbl, Vb2和Vb3，同時關閉閥門Va4和整套的閥門Val至Va4。四個色譜區域定義如下
區域I :對二甲苯解吸區域，包括在脫附劑D注入和萃取物E取出之間；
區域2 :用於對二甲苯的異構體的解吸區域，包括在萃取物E取出和待分餾的進料F注入之間；
區域3 :對二甲苯吸附區域，包括在進料注入和萃餘物R抽出之間；
區域4 :位於萃餘物R抽出和脫附劑D注入之間的區域。當以〃中等生產力〃模式運行時，本發明方法中存在有兩個變化用於在不同的色譜區域中分布吸附劑床。在本發明方法的〃中等生產力〃模式的第一個變化中，不同注入或抽出點的轉換是同時的，且兩個吸附器集合的床以如下方式分布於各區域中
區域I中5床；
區域2中9床；
區域3中7床；
區域4中3床。在本發明方法的〃中等生產力〃模式的第二個變化中，不同注入或抽出點的轉換是同步的，兩個吸附器集合的床以如下方式分布於各區域中
區域I中4床；
區域2中10床；
區域3中7床；
區域4中3床。在〃高生產力〃模式，吸附劑床中的間隙速率不同於在〃中等生產力〃模式中在床中的那些。在給定區域中"中等生產力"模式中的間隙速率與"高生產力"模式中的間隙速率的比例是〃中等生產力〃模式中通過該方法處理的進料的流速與〃高生產力〃模式中通過該方法處理的兩個進料流速(每個吸附器一個流速)的總和的比例的兩倍(+或-10%)。
〃高生產カ〃模式中的切換周期(switch period)等於〃中等生產カ〃模式的切換時間(switch time)除以〃高生產カ〃模式中的間隙速率與〃中等生產カ〃模式中的間隙速率在所有區域的平均比值(+或-10%)。另外，〃高生產カ〃模式中SCC的各區域的長度等於〃中等生產カ〃模式中相同區域長度的一半，+或-30%。為了獲得非整數的區域長度，注入和抽出點的轉換不必是同時的，如專利US 6 136 198中所公開的。術語〃區域長度〃是指在一個循環內區域中的床的 平均數目。在"高生產カ"模式生產期間，本發明方法具有三個變化，涉及吸附劑床在每個吸附器的不同色譜區域中的分布。在本發明方法的〃高生產カ〃模式的第一個變化中，不同注入或抽出點的轉換是同時的；兩個吸附器各自的床在不同區域中的分布如下
區域I中2床；
區域2中5床；
區域3中3床；
區域4中2床。在本發明方法的〃高生產力〃模式的第二個變化中，對於吸附器中的ー個，兩個注入點和兩個抽出點的轉換是同時的，吸附器的12個床在四個色譜區域中的分布如下
區域I中2床；
區域2中5床；
區域3中3床；
區域4中2床。而對於另ー個吸附器，兩個注入點和兩個抽出點的轉換不是同時的，以便獲得一個循環內平均為非整數的每一區域的床的數目；對於該吸附器，每ー區域的床的數目如下
區域I中2. 5 (+或-0. 5)個床；
區域2中4. 5 (+或-0. 5)個床；
區域3中3. 5 (+或-0. 5)個床；
區域4中I. 5 (+或-0. 5)個床。在本發明方法的〃高生產力〃模式的第三個變化中，對於每個吸附器，兩個注入點和第二個抽出點的轉換不是同時的以便獲得一個循環內為非整數的每一區域的床的平均數目；對於這些吸附器的每ー個，每一區域的床的數目如下
區域I中2. 5 (+或-0. 5)個床；
區域2中4.5(+或-0.5)個床；
區域3中3.5(+或-0.5)個床；
區域4中I. 5 (+或-0. 5)個床。在〃維護〃模式，吸附劑床中的間隙速率不同於在〃中等生產カ〃模式中在床中的那些。在給定區域中"中等生產カ"模式中的間隙速率與"維護"模式中的間隙速率的比例等於〃中等生產カ〃模式中通過該方法處理的進料流速與〃維護〃模式中通過該方法處理的進料流速的比例(+或-10%)。另外，〃維護〃模式中的切換周期等於〃中等生產カ〃模式的切換時間除以〃維護"模式中的空隙速度與"中等生產カ"模式中的空隙速度在所有區域中的平均比值(+或-10%)。〃維護〃模式中SCC的各區域的長度等於〃中等生產カ〃模式中相同區域的長度的一半，+或-30%。為了獲得非整數的區域長度，注入和抽出點的轉換不必是同時的，如專利US 6 136 198中所公開的。在〃維護〃模式運行期間，本發明方法可以具有兩個變化用於在所用的單個吸附器的不同色譜區域中分布吸附劑床。在本發明方法的"維護"模式的第一個變化中，不同注入或抽出點的轉換是同時的；所用吸附器的床在不同區域中的分布如下
區域I中2床；
區域2中5床；
區域3中3床；
區域4中2床；
在本發明方法的"維護"模式的第二個變化中，兩個注入點和兩個抽出點的轉換不是同時的，以便獲得一個循環期間內為非整數的每一區域的床的平均數目，用於所用吸附器的每一區域的床的數目如下
區域I中2. 5 (+或-0. 5)個床；
區域2中4.5(+或-0.5)個床；
區域3中3.5(+或-0.5)個床；
區域4中I. 5 (+或-0. 5)個床。本發明方法可用於獲得大於90%的對ニ甲苯收率，優選大於95%，和更優選大於98%。本發明方法達到的生產カ為20kg至180kg對ニ甲苯/小時/m3吸附劑床，優選35kg至140kg對ニ甲苯/小時/m3吸附劑床。依照本方法的ー個特徵，吸附步驟的操作條件如下
溫度100°c至 250°C，優選 120°C至 180°C ；
壓カ從該方法溫度下ニ甲苯的氣泡壓カ至30 X IO5Pa;
脫附劑流速與進料流速的比例0. 7至2. 5 ;
循環比2. 5至12，優選3. 5至6 ;循環比定義為在吸附器的各個床中流動的平均流速與注入該吸附器的進料的流速的比例；
吸附器遵循的循環持續時間為14至60分鐘；
相對於空反應器的液體物流的平均線速度為0. 7cm/s至I. 4cm/s。在〃高生產カ〃模式或〃維護〃模式運行期間，吸附器中的水含量調節至高於〃中等生產力〃模式運行期間所調節值+5 ppm至+40 ppm(以重量計)的值。優選地，該水含量調節至高於〃中等生產カ〃模式運行期間所調節值+10 ppm至+25 ppm。實際上令人驚訝地觀察到，存在有吸附器中水含量的優化範圍，其取決於所選擇的本發明方法的運行模式。任何可以調節吸附器中水含量的手段可用於本發明的方法。用於調節所述水含量的優選手段是如FR 2 757 507中記載的將水連續注入供應ー個或多個吸附器的物流中。實施例通過以下兩個實施例，本發明可被更好地理解。實施例I (依照先有技術)
設計SCC單元，其由具有I. Im的長度和I. 05m的內半徑的24個床構成，具有進料注入，脫附劑注入，萃取物抽出和萃餘物抽出。所用的吸附劑為沸石BaX型固體且脫附劑為對二乙苯。溫度為175°C且壓力為15bars。水含量為95ppm(以重量計)。進料由21. 6%對二甲苯，20. 8%鄰二甲苯，47. 9%間二甲苯和9. 7%乙苯組成。
·
SCC單元由通過分布器板分開的24個床構成。注入網絡和抽出網絡與每個分布器板相聯。所用的衝洗設備為如專利WO 2010/020715中所記載的調製旁路流體流速設備。每個區域中的同步性為100%。中等生產力情況
不同注入和抽出點的轉換是同時的。床依照5/9/7/3的配置分布於4個色譜區域中。進料與脫附劑注入流速(假定參考溫度40°C而限定)如下
進料 O. 637m3/min ；
脫附劑 O. 805m3/min。另夕卜，區域4的流速為I. 963m3/min且萃取物抽出物流速為O. 414m3/min。所用的切換周期為68. O秒。通過模擬，獲得99. 86%的對二甲苯純度並且具有98. 4%的對二甲苯收率和75. 5kgPX . r1 . m_3 (指標PX表示生產力以對二甲苯的kg數表示)的生產力。通過假定進料與脫附劑注入流速(利用參考溫度40°C限定)如下而獲得進料流速的最小值
進料 O. 316m3/min ；
脫附劑 O. 400m3/min。另外，區域4的流速為O. 975m3/min且萃取物抽出物流速為O. 206m3/min。所用的切換周期為137. O秒。通過模擬，獲得99. 86%的對二甲苯純度且具有97. 3%的對二甲苯收率和37. Ikgpx
· m_3的生產力。高生產力情況
由於吸附器中的壓降及吸附劑固體與內部設備的機械性能，不可能增加得到的用於中等生產力的流速。吸附器的維護
在維護，例如替換固體吸附劑期間，例如，整個SCC單元不得不停止且沒有對二甲苯生產。實施例2 (依照本發明)
設計由各自具有12個床的兩個吸附器構成的SCC單元。每個床具有I. Im的長度與I. 05m的內半徑。所用的吸附劑為沸石BaX型固體且脫附劑為對二乙苯。溫度為175°C且壓力為15bars。
進料由21. 6%對ニ甲苯，20. 8%鄰ニ甲苯，47. 9%間ニ甲苯和9. 7%こ苯組成。每個吸附器由通過分布器板分開的12個床構成。注入網絡和抽出網絡對應於每個分布器板。所用的衝洗設備為如專利WO 2010/020715中所記載的調製旁路流體流速設備。每個區域中的同步性為100%。中等生產カ情況
不同注入和抽出點的轉換是同時的。床依照5/9/7/3的配置分布於4個色譜區域中。進料與脫附劑注入流速(假定參考溫度40°C而限定)如下
進料 0. 637m3/min ；
脫附劑 0. 805m3/min。·
另外，區域4的流速為I. 963m3/min且萃取物抽出物流速為0. 414m3/min。所用的切換周期為68. 0秒。水含量為95ppm(以重量計)。通過模擬，獲得99. 86%的對ニ甲苯純度且具有98. 4%的對ニ甲苯收率和75. 5kgPX
IT1 m_3的生產力。通過假定進料與脫附劑注入流速(使用參考溫度40°C限定)如下來獲得被處理進料流速的最小值
進料 0. 316m3/min ；
脫附劑 0. 400m3/min。另外，區域4的流速為0. 975m3/min且萃取物抽出物流速為0. 206m3/min。所用的切換周期為137.0秒。通過模擬，獲得99. 86%的對ニ甲苯純度且具有97. 3%的對ニ甲苯收率和37. Ikgpx
m_3的生產力。高生產カ情況
每個吸附器遵循獨立於另ー個吸附器循環的循環。對於每一個吸附器，不同注入與抽出點的轉換是同時的。在每個吸附器中，床依照2/5/3/2的配置分布於4個色譜區域中。對於兩個吸附器的每ー個來說，進料與脫附劑注入流速(假定參考溫度40°C而限定)如下
進料 0. 464m3/min ；
脫附劑 0. 627m3/min。另外，區域4的流速為I. 412m3/min且萃取物抽出物流速為0. 360m3/min。所用的切換周期為91. I秒。水含量為110ppm(以重量計)。通過模擬，獲得99. 71%的對ニ甲苯純度且具有97. 03%的對ニ甲苯收率和108. 5kgPX . IT1 . m_3的生產力，鑑於由兩個吸附器構成的整個單元。一個吸附器的維護
沒被維護的吸附器遵循12床SCC循環且具有同時轉換的不同注入和抽出點。床依照2/5/3/2的配置分布於4個色譜區域中。進料與脫附劑注入流速(假定參考溫度40°C而限定)如下
進料 0. 464m3/min ；
脫附劑 0. 627m3/min。
另外，對於每個吸附器來說，區域4的流速為I. 412m3/min且萃取物抽出物流速為O. 360m3/min。所用的切換周期為91. I秒。水含量為110ppm(以重量計)。通過模擬，獲得99. 71%的對二甲苯純度且具有97. 03%的對二甲苯收率和54. 2kgPX
h—1 . m_3的生產力，鑑於由兩個吸附器構成的整個單元。這些實施例提供了本發明方法的優點的良好實例，對於低與中等生產力來說，本發明方法具有與先有技術方法相同的性能，但另外可以獲得較高的生產力。 與先有技術方法不同，本發明方法還可以用於在吸附器中的一個維護操作期間維持對二甲苯生產。
權利要求
1.分離二甲苯的方法，其從由二甲苯混合物構成的進料中產生萃取物與萃餘物，並且使用一系列各自包括12個固體吸附劑床、以a)和b)表示的兩個吸附器以模擬逆流的方式運行，每個吸附器分為定義如下的4個區域 區域I :對二甲苯解吸區域，包括在脫附劑D注入和萃取物E取出之間； 區域2 :用於對二甲苯的異構體的解吸區域，包括在萃取物E取出和待分餾的進料F注入之間； 區域3 :對二甲苯吸附區域，包括在進料注入和萃餘物R抽出之間； 區域4 :位於萃餘物R抽出和脫附劑D注入之間的區域； 且根據待處理的進料的流速和對吸附器中的一個的任何維護操作，兩個吸附器可行地依照三種不同的模式相聯 以〃高生產力〃模式(從100%至150%)，兩個吸附器並聯相聯，即來自兩個吸附器底部的物流定向向它們源自的吸附器的頭部移動，來自吸附器a)底部的物流循環至所述吸附器a)的頭部且來自吸附器b)底部的物流循環至所述吸附器b)的頭部； 以〃中等生產力〃模式(50%至100%)，吸附器串聯相聯，即主要的物流從第一個吸附器a)的底部向第二個吸附器b)的頭部移動且從第二個吸附器b)的底部向第一個吸附器a)的頭部移動； 以〃維護〃模式(50%至75%)，兩個吸附器是分離的，該過程運行單個吸附器，來自所用吸附器(a)或b)的底部的物流定向向所述吸附器的頭部移動； 參考進料流速(100%)定義為可以在單元中以"中等生產力"模式處理的最大進料流速，使得在吸附器內的液體物流的平均線速度(相對於空吸附器)等於1.4cm/s。
2.根據權利要求I的模擬逆流分離方法，其中在"高生產力"模式中，每個吸附器同時轉換進料與脫附劑引入點和萃取物與萃餘物抽出點，每一區域的床的數目如下 區域1:2; 區域2:5 區域3:3 區域4:2 其縮寫為2/5/3/2。
3.根據權利要求I的模擬逆流分離方法，其中在"高生產力"模式中，吸附器中的一個同時轉換進料與脫附劑引入點和萃取物與萃餘物抽出點，且另一個吸附器為Varicol型轉換模式，對於同時轉換模式的吸附器的每一區域的床的數目為2/5/3/2且對於Varicol型轉換模式的吸附器的每一區域的床的平均數目為區域I中2. 5 (+或-O. 5)個床； 區域2中4.5(+或-O. 5)個床；區域3中3. 5 (+或-O. 5)個床；區域4中I. 5(+或-O. 5)個床。
4.根據權利要求I的模擬逆流分離方法，其中在"高生產力"模式中，兩個吸附器a)和b)以Varicol型模式轉換進料與脫附劑引入點及萃取物與萃餘物抽出點，每一區域的床的平均數目為區域I中2. 5 (+或-O. 5)個床； 區域2中4. 5(+或-O. 5)個床； 區域3中3.5(+或-O. 5)個床；區域4中I. 5(+或-O. 5)個床。
5.根據權利要求I的模擬逆流分離方法，其中在"中等生產力"模式中，兩個吸附器a)與b)同時轉換進料與脫附劑引入點及萃取物與萃餘物抽出點，每一區域的床的數目為5/9/7/3。
6.根據權利要求I的模擬逆流分離方法，其中在"中等生產力"模式中，兩個吸附器a)與b)同時轉換進料與脫附劑引入點及萃取物與萃餘物抽出點，每一區域的床的數目為4/10/7/3。
7.根據權利要求I的模擬逆流分離方法，其中在"維護"模式中，所用的吸附器同時轉換進料與脫附劑引入點及萃取物與萃餘物抽出點，每一區域的床的數目為2/5/3/2。
8.根據權利要求I的模擬逆流分離方法，其中在"維護"模式中，所用的吸附器對於進料與脫附劑引入點及萃取物與萃餘物抽出點為"Varicol"型轉換模式，每一區域的床的數目為區域I中2. 5 (+或-O. 5)個床； 區域2中4.5(+或-O. 5)個床；區域3中3. 5 (+或-O. 5)個床；區域4中I. 5(+或-O. 5)個床.。
9.根據權利要求I的模擬逆流分離方法，其中用於吸附步驟的操作條件如下溫度100°C至 250°C，優選 120°C至 180°C ； 壓力從該方法溫度下二甲苯的氣泡壓力至30 X IO5Pa; 脫附劑流速與進料流速的比例0. 7至2. 5 ; 循環比2. 5至12，優選3. 5至6 ;循環比定義為在吸附器的各個床中流動的平均流速與注入該吸附器的進料的流速的比例； 吸附器遵循的循環持續時間為14至30分鐘，優選18至23分鐘； 相對於空反應器的液體物流的平均線速度為0. 7cm/s至I. 4cm/s,優選O. 85cm/s至 I. lcm/s ; 液相水含量保持在50至140ppm(以重量計)的數量,優選80至120ppm(以重量計)。
10.根據權利要求I的模擬逆流分離方法，其中在高生產力模式中吸附器內的水含量調節至高於在〃中等生產力〃模式運行期間所調節值+5ppm至+40ppm(按重量計)，優選+IOppm至+25ppm(按重量計)的值。
11.根據權利要求I的模擬逆流分離方法，其中在維護模式中所用吸附器內的水含量調節至高於在〃中等生產力〃模式運行期間所調節值+5ppm至+40ppm(按重量計)，優選+IOppm至+25ppm(按重量計)的值。
12.根據權利要求I至11中任一項的分離二甲苯的方法，其適用於產生純度大於·99. 7wt%的對二甲苯。
全文摘要
相對於參考運行(100%)具有高柔性的通過模擬逆流吸附生產對二甲苯的方法，其使用各自具有12個床的兩個吸附器，所述吸附器能夠按照3種不同的模式連接；獲得的柔性為50%至150%。
文檔編號C07C7/12GK102951992SQ20121030419
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月24日 優先權日2011年8月26日
發明者D.萊內庫格爾勒科克, P.勒夫萊夫, L.沃爾夫, G.奧捷 申請人:Ifp 新能源公司