歧化或烷基转移过程中的热联合制造技术

甲苯歧化和C9/C10烷基转移是现代芳烃联合装置中二甲苯的重要来源。本发明专利技术提供了用于提高这些歧化和烷基转移过程的能源效率的方法和装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】与相关申请的交叉引用本申请要求2014年8月6日提交的题为“烷基转移过程的歧化中的热联合”(HeatIntegrationinDisproportionationofTransalkyationProcess)的美国临时专利申请系列号62/033,696的利益，所述临时专利申请整体通过参考并入本文。
技术介绍
二甲苯异构体从石油大量生产，并作为原料用于大量重要的工业化学品。对二甲苯是聚酯的主要原料。邻二甲苯被用于生产邻苯二甲酸酐。间二甲苯被用于诸如增塑剂、偶氮染料和木材防腐剂的产品。乙苯通常存在于二甲苯混合物中并有时被回收用于苯乙烯生产，但通常是不太想要的C8芳烃组分。在所述芳香族烃类中，二甲苯和苯是非常重要的。二甲苯或苯二者都不能通过石脑油的重整以足以满足需求的量从石油生产，并且为了提高二甲苯和苯的得率，其他烃类的转化是必需的。最通常，将甲苯、C9芳烃和C10芳烃反应以得到苯和C8芳烃，从所述C8芳烃回收二甲苯异构体。做到这一点的过程被称为甲苯歧化、选择性甲苯歧化和烷基转移。尽管这些过程的原料可能随着可用性和经济学而变，但它们都具有通常通过甲基转移反应最大化二甲苯异构体的生产的相同目标。在某些情况下，这些过程还包括将诸如甲乙苯的分子转变成乙烷和甲苯的反应，并且这些甲苯进而产生甚至更多的苯和二甲苯异构体。这些歧化和烷基转移过程的其他共同要素包括高温反应条件、昂贵的氢的消耗和再循环、明显低于100％的单程转化率，后者造成大规模再循环和能量密集性蒸馏，以从未转化的原料中回收苯和C8芳烃。在本领域中，对于通过降低原材料成本和降低能量消耗来提高使用这些过程的对二甲苯生产效率，仍存在需求。在被称为芳烃联合装置的大型加工厂中，歧化和烷基转移过程一般位于对二甲苯生产设施附近。除了歧化、烷基转移和对二甲苯单元之外，芳烃联合装置还含有通过液-液提取或提取蒸馏用于纯化主要是苯和甲苯的设施。对二甲苯生产设施一般包含两种技术之一。这两种技术是选择性吸附和结晶。用于对二甲苯生产的选择性吸附设施比结晶设施更加能量密集。因此，利用选择性吸附的芳烃联合装置中最大的能量消耗者是选择性吸附单元，对芳烃联合装置中的其他单元如歧化和烷基转移单元的能源效率付出很少关注。随着对用于对二甲苯生产的高能效结晶过程的兴趣逐渐增加，对提高歧化和烷基转移单元的能源效率存在着需求，因为这些单元现在正变成芳烃联合装置中最大的能量消耗者。专利技术概述本公开与现有技术相比提供了某些优点和改进。具体来说，本公开提供了用于提高歧化和烷基转移过程的能源效率的方法和装置。一方面，本公开提供了包括下列步骤的过程：(a)在反应器中，将包含甲苯、C9芳烃、C10芳烃和氢的反应器进料料流在催化剂上反应，以产生包含苯和二甲苯的反应器流出料流；(b)冷却所述反应器流出料流以形成第一两相混合物；(c)将所述第一两相混合物分离成第一液体料流和第一气相料流；(d)将至少一部分所述第一液体料流提供到苯塔，其中所述第一液体料流的被提供到苯塔的部分绕过稳定塔；以及(e)在所述苯塔中从所述第一冷凝的液体料流回收苯。在某些实施方式中，所述过程还包括下列步骤：(f)冷却所述第一气相料流以形成第二两相混合物；以及(g)将所述第二两相混合物分离成第二液体料流和第二气相料流。另一方面，本公开提供了包括下列步骤的过程：(a)在反应器中，将包含甲苯、C9芳烃、C10芳烃和氢的反应器进料料流在催化剂上反应，以产生包含苯、甲苯和二甲苯的反应器流出料流；(b)冷却所述反应器流出料流以形成第一两相混合物；(c)将所述第一两相混合物分离成第一液体料流和第一气相料流；(d)将所述第一液体料流提供到稳定塔，以产生包含苯、甲苯和C8芳烃的侧馏料流；以及(e)将所述侧馏料流提供到提取蒸馏单元。在某些实施方式中，所述过程还包括下列步骤：(f)冷却所述第一气相料流以形成第二两相混合物；以及(g)将所述第二两相混合物分离成第二液体料流和第二气相料流。另一方面，本公开提供了装置，其包含：(a)反应器，其用于将包含甲苯、C9芳烃、C10芳烃和氢的反应器进料料流反应，以产生包含苯、甲苯和包含二甲苯的C8芳烃的反应器流出料流；(b)第一冷却装置，其用于冷却所述反应器流出料流以产生第一两相混合物；以及(c)第一鼓式分离器，其用于将所述第一两相混合物分离成第一液体料流和第一气相料流。在某些实施方式中，所述装置还包含：(d)第二冷却装置，其用于冷却所述第一气相料流以产生第二两相混合物；以及(e)第二鼓式分离器，其用于将所述第二两相混合物分离成第二液体料流和第二气相料流。在某些实施方式中，所述装置还包含：(f)稳定塔，其用于接收所述第二液体料流并任选地接收一部分所述第一液体料流；以及(g)苯塔，其用于接收至少一部分所述第一液体料流，其中所述第一液体料流的被提供到所述苯塔的部分绕过所述稳定塔。在其他实施方式中，所述装置还包含：(f)稳定塔，其用于接收所述第一液体料流和第二液体料流，并用于产生包含苯、甲苯和C8芳烃的侧馏料流；以及(g)提取蒸馏单元，其用于接收所述侧馏料流。附图说明当结合下面的附图阅读时，可以最好地理解下面本公开实施方式的详细描述，在所述附图中：图1是带有苯回收的烷基转移过程的示意图，其中离开低温闪蒸罐的所有液体料流被送往稳定塔。图2是带有苯回收的烷基转移过程的示意图，其中一部分液体料流绕过稳定塔并被送往苯塔。图3是烷基转移过程的示意图，其中所述稳定塔底部残留物被送往甲苯塔。图4是仅具有一个蒸馏塔的带有轻质芳烃回收的烷基转移过程的示意图。专业技术人员将会认识到，图中的元件为简单明了而示出，并不必定是按比例绘制的。例如，图中某些元件的维度可能相对于其他元件被夸大，以帮助提高对本公开的实施方式的理解。详细描述本文中引用的所有出版物、专利和专利申请，为所有目的明确地通过参考并入本文。在详细描述本公开的方法和装置之前，将对许多术语进行定义。当在本文中使用时，单数形式包括复数指称物，除非上下文明确陈述不是如此。例如，对“核酸”的指称意味着一个或多个核酸。应该指出，诸如“优选地”、“通常地”和“典型地”的术语在本文中不用于限制所要求的方法和装置的范围或暗示某些特点对于所要求的方法和装置的结构或功能来说是关键的、必不可少的或甚至重要的。相反，这些术语仅仅旨在强调在本专利技术方法和装置的特定实施方式中可以利用或不可以利用的可选的或另外的特点。出于描述和定义本专利技术方法和装置的目的，应该指出术语“基本上”在本文中被用于表示可以被归属于任何定量比较、值、测量或其他表述的固有的不确定性程度。术语“基本上”在本文中也用于表示在不引起所讨论的主题内容的基本功能改变的情况下，定量表述可以偏离所陈述的参比而变的程度。二甲苯是用于许多广泛使用的石化产品和塑料的非常有价值的原料。因此，已开发了各种不同的商业化过程将甲苯和C9烷基芳烃转变成二甲苯。这些过程涉及分子重排例如甲苯的甲基的转移以形成苯和二甲苯，或甲苯和三甲苯的甲基的转移以生产二甲苯。其他C9芳烃可能经历其他类型的反应。例如，乙基可以被转烷基或脱烷基化。这些过程有时被称为歧化或烷基转移过程。当在本文中使用时，术语“歧化”或“甲苯歧化”可以互换，并且是指包括将两个甲苯分子转变成一个苯和一个二甲苯分子的化学过程，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过程，其包括下列步骤：(a)在反应器中，将包含甲苯、C9芳烃、C10芳烃和氢的反应器进料料流在催化剂上反应，以产生包含苯和二甲苯的反应器流出料流；(b)冷却所述反应器流出料流以形成第一两相混合物；(c)将所述第一两相混合物分离成第一液体料流和第一气相料流；(d)将至少一部分所述第一液体料流提供到苯塔，其中所述第一液体料流的被提供到苯塔的部分绕过稳定塔；以及(e)在所述苯塔中从所述第一冷凝的液体料流回收苯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.06 US 62/033,6961.一种过程，其包括下列步骤：(a)在反应器中，将包含甲苯、C9芳烃、C10芳烃和氢的反应器进料料流在催化剂上反应，以产生包含苯和二甲苯的反应器流出料流；(b)冷却所述反应器流出料流以形成第一两相混合物；(c)将所述第一两相混合物分离成第一液体料流和第一气相料流；(d)将至少一部分所述第一液体料流提供到苯塔，其中所述第一液体料流的被提供到苯塔的部分绕过稳定塔；以及(e)在所述苯塔中从所述第一冷凝的液体料流回收苯。2.权利要求1的过程，其还包括下列步骤：(f)冷却所述第一气相料流以形成第二两相混合物；以及(g)将所述第二两相混合物分离成第二液体料流和第二气相料流。3.权利要求2的过程，其还包括将所述第二液体料流提供到所述稳定塔。4.权利要求1的过程，其中所述第一液体料流基本上不含轻质烃。5.权利要求1的过程，其还包括使用所述反应器流出料流加热所述反应器进料料流。6.权利要求1的过程，其还包括使用所述第一气相料流加热所述反应器进料料流。7.权利要求1的过程，其中所述反应器进料料流被加热到所述反应器流出料流的约50℃以内。8.权利要求1的过程，其中冷却所述反应器流出料流以形成所述第一两相混合物的步骤在大约环境温度至所述反应器温度之间进行。9.权利要求2的过程，其中冷却所述第一气相料流以形成所述第二两相混合物的步骤在大约环境温度下进行。10.权利要求1的过程，其还包括使用所述第一气相料流加热所述第二冷凝的液体料流。11.一种过程，其包括下列步骤：(a)在反应器中，将包含甲苯、C9芳烃、C10芳烃和氢的反应器进料料流在催化剂上反应，以产生包含苯、甲苯和二甲苯的反应器流出料流；(b)冷却所述反应器流出料流以形成第一两相混合物；(c)将所述第一两相混合物分离成第一液体料流和第一气相料流；(d)将所述第一液体料流提供到稳定塔，以产生包含苯、甲苯和C8芳烃的侧馏料流；以及(e)将所述侧馏料流提供到提取蒸馏单元。12.权利要求11的过程，其还包括下列步骤：(f)冷却所述第一气相料流以形成第二两相混合物；以及(g)将所述第二两相混合物分离成第二液体料流和第二气相料流。13.权利要求12的过程，其还包括将所述第二液体料流提供到所述稳定塔。14.权利要求11的过程，其中所述第一液体料流基本上不含轻质烃。15.权利要求11的过程，其还...

【专利技术属性】
技术研发人员：克雷格·W·柯林，布赖恩·L·斯卢萨尔，
申请(专利权)人：BP北美公司，
类型：发明
国别省市：美国;US