在具有反应性短路管线的反应性模拟移动床中生产对二甲苯的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及在反应性模拟移动床中生产对二甲苯的方法和装置，在所述方法和装置中，将原料和解吸剂进料至分离塔，并从所述分离塔中取出提余物和提取物，在所述方法和装置中，所述原料包含对二甲苯和至少一种选自邻二甲苯和间二甲苯的化合物，并且在所述方法和装置中，所述分离塔包括多个吸附剂固体床，它们以闭合回路的方式相互连接，并且将所述多个床相对于进料点和取出点划分成4个区域，并且在所述方法和装置中，在放置在平行于吸附剂床(A

【技术实现步骤摘要】
在具有反应性短路管线的反应性模拟移动床中生产对二甲苯的方法和装置


[0001]本专利技术涉及将对二甲苯与其他芳族C8异构体分离的领域，并且涉及在模拟移动床中进行反应性分离来生产对二甲苯的方法和装置。
[0002]为了进行对二甲苯的分离，使用了一系列的方法(称为模拟移动床(SMB)分离方法或模拟逆流分离方法)和相关的装置，其中将反应功能增添至所述方法和装置，与仅分离相比，可以以改进的收率生产对二甲苯。

技术介绍

[0003]将由非均相催化剂催化的产生一种或多种产物的平衡反应（例如A
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B或A(+ B)
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C + D）集成在模拟移动床吸附分离单元内是现有技术中公知的。Ganetsos等人（1993，Preparative and Production Scale Chromatography，G. Ganetsos & P.E. Barker编辑，Marcel Dekker Inc.）和Kulprathipanja（2002，Reactive separation processes，纽约(NY)，Taylor & Francis，第115至153页）提供了关于反应性模拟移动床原理、关于根据所涉及的反应类型在反应性模拟移动床中进行反应
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分离的一般实施方式和关于研究该实施方式的实验工具类型的大量信息。
[0004]在得到两种通过吸附分离的产物的A (+ B)
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C + D型反应的情况下，可提及例如由Lode等人发表的文章（2001，Chem. Eng. Sci.，第56卷，第269至291页），其描述了在实验室规模使用模拟移动床以应用于乙酸和甲醇的酯化以生产乙酸甲酯。在这种情况下，催化剂和吸附剂在单元的塔中混合。
[0005]专利5 744 684也举例说明了通过在使用非均相催化剂和反应性解吸剂的模拟移动床中进行的反应性色谱法来异构化具有5至8个碳原子的烷烃的方法。现有技术文献还描述了反应性模拟移动床方法的实施，所述方法采用在液相中或可溶于原料的催化剂用于A
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B + C型反应，然后仅用固体吸附剂填充塔。例如，Ganetsos等人研究了蔗糖转化，A
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B + C型反应，采用可溶于原料的催化剂（转化酶）。
[0006]因此，现有技术中存在几种用于反应性分离的反应性模拟移动床方法解决方案，其中反应是A
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B + C型。然而，这些方法系统地基于产物B和C的分离，以防止与所寻求的反应相反的反应。因此，它们不可以应用于A
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B或A
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B
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C型异构化反应，与其中反应为A
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B + C型反应的情况不同，对于所述A
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B或A
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B
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C型异构化反应，获得高纯度异构体需要存在模拟移动床的至少一个区域，其中没有催化剂，无论是均相还是非均相催化剂。
[0007]在A
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B型反应的情况下，现有技术中也已经提出了反应性模拟移动床的实例。例如，可提及Hashimoto等人（1983，Biotechnology and Bioengineering，第25卷，第2371至2393页）和Zhang等人（2007，Biochemical Engineering Journal，第35卷，第341至351页）发表的文章，其应用反应性模拟移动床将葡萄糖异构化为果糖，以及Minceva等人的文章（2008，Chemical Engineering Journal，第140卷，第1
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3期，第305至323页），其应用反应性模拟移动床将对二甲苯异构化和分离。在这些情况下，反应位于单元的部分体积内，以避免
在需要回收高纯度目的产物（在以上提及的参考文献中为果糖和对二甲苯）的位置处的任何反应。这是将非均相催化剂和吸附剂固体放置在分开的塔中的原因。Hashimoto等人提出在区域3 （即原料入口和提余物出口之间）中将非均相催化剂床与吸附剂床串联放置，而Zhang等人提出在区域3中将非均相催化剂床与某些吸附剂床并联放置。这些实例具有将非均相催化剂床与吸附剂床分开，和需要复杂的实施方式来管理不同床之间随时间的相互连接的缺点。
[0008]Baur和Krishna（2005，Chem. Eng. Journal，第109卷，第107至113页）以及Ray和Carr（1995，Chem. Eng. Sci.，第50卷，第2195至2202页和1995，Chem. Eng. Sci.，第50卷，第3033至3041页）提出了另一种应用于A
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B反应的反应性模拟移动床的实施方式，其呈现了在其中混合吸附剂和非均相催化剂的两个区域。这种类型的实施方式非常有限，所述有限达到以下程度：其仅适用于表现出很大程度上有利于形成产物B的平衡的反应。此外，所得产物B的纯度低。
[0009]专利FR 2 953 733描述了使用液体或可溶于由反应物和产物组成的液体介质中的催化剂，在模拟移动床中将由通过A
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B型平衡催化反应而关联的异构体混合物进行反应性分离的方法，所述催化剂被局限在由原料注入和提余物取出所限定的区域中。

技术实现思路

[0010]在上述背景中，本说明书的第一目的是克服现有技术的问题，并提供允许改进对二甲苯生产的反应性分离方法和装置。本说明书的第二目的是提供一种反应性分离方法和装置，其可以限制不希望的异构体的量的显著再循环。
[0011]在上述背景中，根据第一方面，通过对二甲苯的反应性模拟移动床生产方法获得上述目的以及其他优点，所述方法包括以下步骤：将原料和解吸剂进料至分离塔，并从所述分离塔中取出提余物和提取物，其中所述原料包含对二甲苯和选自邻二甲苯和间二甲苯的至少一种化合物，并且其中所述分离塔包括多个吸附剂固体床(A
i
)，它们以闭合回路的方式相互连接，并且根据下述定义将所述多个床划分成相对于进料点和取出点布置的4个区域：对二甲苯的解吸区I在解吸剂的注入和提取物的取出之间；对二甲苯异构体的解吸区II在提取物的取出和原料的注入之间；对二甲苯的吸附区III在原料的注入和提余物的取出之间；和IV区在提余物的取出和解吸剂的注入之间，所述方法还包括在放置在平行于吸附剂床(A
i
)布置的外部旁路管线(L
i/i+1
)中的催化剂床(C)中将二甲苯异构化的步骤。
[0012]有利地，通过增添放置在平行于吸附剂床布置的外部旁路管线中的包含非均相催化剂的催化剂床，将模拟移动床吸附分离步骤与反应性分离塔中的将间二甲苯和/或邻二甲苯转化为对二甲苯的步骤相结合。
[0013]根据一个或多个实施方案，所述催化剂床(C)包含非均相催化剂并且在至少一个下述操作条件下操作：190℃
‑
280℃的温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.在反应性模拟移动床中生产对二甲苯的方法，其包括以下步骤：将原料和解吸剂进料至分离塔，并从所述分离塔中取出提余物和提取物，其中所述原料包含对二甲苯和至少一种选自邻二甲苯和间二甲苯的化合物，并且其中所述分离塔包括多个吸附剂固体床(A
i
)，它们以闭合回路的方式相互连接，并且根据下述定义将多个床划分成相对于进料点和取出点布置的4个区域：
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对二甲苯的解吸区I在解吸剂的注入和提取物的取出之间；
‑
对二甲苯异构体的解吸区II在提取物的取出和原料的注入之间；
‑
对二甲苯的吸附区III在原料的注入和提余物的取出之间；和
‑
IV区在提余物的取出和解吸剂的注入之间，所述方法还包括在放置在平行于吸附剂床(A
i
)布置的外部旁路管线(L
i/i+1
)中的催化剂床(C)中将二甲苯异构化的步骤。2.根据权利要求1的方法，其中所述催化剂床(C)包含非均相催化剂并且在至少一个下述操作条件下操作：190℃
‑
280℃的温度、1
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10MPa的压力和5
‑
50h
‑1的液时空速。3.根据权利要求1或权利要求2的方法，其中所述催化剂床中的温度比平行布置的吸附剂床的温度高至少10℃。4.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述吸附剂床中的温度为140℃
‑
189℃。5.根据权利要求1或权利要求2的方法，其中III区和IV区的吸附剂床和/或催化剂床中的温度比I区和II区的吸附剂床和/或催化剂床中的温度高至少10℃。6.根据权利要求5的方法，其中III区和IV区的吸附剂床和催化剂床中的温度为190℃
‑
280℃，I区和II区的吸附剂床中的温度为140℃
‑
189℃。7.根据前述权利要求中任一项的方法，其中在III区和/或IV区中，催化剂床(C)进料有流体。8.根据前述权利要求中任一项的方法，其中在I区和/或II区中，催化剂床(C)不进料流体。9.根据前述权利要求中任一项的方法，其中在I区和/或II区中，催化剂床(C)的短路管线(L
S
)进料有流体。10.根据前述权利要求中任一项的方法，其中当相应外部旁路管线的原料注入管线(L
F
)打开时，通过洗涤管线(L
w
)向催化剂床(C)进料。11.根据前述权利要求中任一项的方法，其中当提余物取出管线(L
R
)打开时，催化剂床(C)进料有提余物。12.根据前述权利要求中任一项的方法，其中控制位于III区和/或IV区中的外部旁路管线(L
i/i+...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：