在对二甲苯结晶工艺中从母液中回收能量的方法技术

本文公开了用于在对二甲苯结晶工艺中从母液流中回收能量的方法。来自母液的低温能量被最佳地应用于减小结晶工艺的制冷负荷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用根据美国专利法35条119(e)，本申请要求于2011年3月18日提交的美国临时 专利申请序列号61 / 454，337的权益，该临时专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
请求保护的本专利技术涉及用于在对二甲苯结晶工艺中从母液流中回收能量的方法。 在请求保护的本专利技术中，来自母液的能量被最佳地应用于减小结晶工艺的制冷负荷。
技术介绍
二甲苯异构体，对二甲苯(OX)、间二甲苯(MX)、和对二甲苯(PX)、以及乙基苯(EB) 是来自重整工艺或其它石油化工工艺的CS芳香烃。通常，平衡二甲苯混合物中的产物分布 是:大约40%的MX、20%的PX、20%的0X、和20%的EB。这些量可以在± 10%范围内变化。 经纯化的单独二甲苯产品被大规模地用作工业溶剂和许多产品的中间体。最重要的异构体 PX被用于制造对苯二甲酸(TPA)和对苯二甲酸二甲酯(DMT)，这些产品被用于制造纤维、膜 和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶。在这些用途中，需要高纯度(>99.7%)的PX。为了满 足快速增长的市场需要，在过去数年里对高纯度PX的需求大大增加。单独二甲苯异构体的许多物理性质(例如沸点)是相似的，这使得通过常规的蒸 馏方法分离高纯度二甲苯异构体变得非常困难。目前工业上采用两种方法来分离和生产高 纯度PX:吸附法和结晶法。于上世纪90年代成功地现场证明了第三种方法，复合吸附/结 晶工艺。在PX吸附工艺的工业化之前，低温分步结晶法是第一种并且在许多年中仅有的 是用于从CS芳香烃中分离PX的工业技术。二甲苯体系对于熔融结晶来说是非常适宜的体 系。PX、MX、0X和EB的熔点分别为13.3°C、_47.9°C、_25.2°C和-95.(TC，该体系在超过共 晶温度的情况下不形成固溶体。因此，晶体基本上为纯的PX。现已开发出了用于从其异构 体混合物中分离PX的若干工业结晶工艺。PX晶体通常是在两个以上的结晶阶段中产生的， 并且PX回收率为大约60-65% /道。在工业实践中，在仅略微超过共晶点的温度下执行PX 结晶，该温度对于平衡二甲苯混合物进料为大约_50°C至大约_70°C。PX在CS芳香烃液体 (母液)中的平衡限制了结晶工艺的效率。通常通过过滤或离心分离从母液中分离固体PX 晶体。在使用平衡二甲苯进料的PX生产中，在低温下从PX固体中分离母液。因此，来自 工艺的母液由于其低温和高流量因而含有大量的制冷量。本专利技术涉及在这种低温结晶工艺 中高效地从母液中回收能量的方法。鉴于前述情况，在用于PX生产的低温结晶工艺中从母液中回收能量的方法将会 具有相当大的利益。这种方法将允许实现结晶工艺的更高效操作。
技术实现思路
在各种实施方案中公开了用于。 所述方法包括:1)提供结晶器或换热器来从低温母液中回收能量；2)提供第二换热器来从 中温母液中回收能量；3)提供来第三换热器来从高温母液中回收能量。进料料流是在换 热器/结晶器另一侧的携带能量的介质，进料料流被母液冷却。一个可选方面是在第一结 晶器/换热器与第二换热器之间提供用于进料料流的第四换热器，以便进一步优化能量回 收。前述部分已相当广泛地概述了本公开的特征，以便可以更好地理解接下来的详细 说明。下文中将对构成权利要求的主题的本公开的其它特征和优点进行描述。【附图说明】为了更全面地理解本公开及其优点，现在参照下面的描述并结合描述本公开具体 实施方式的附图，其中:图1示出了说明性的从母液中回收能量的系统。图2示出了具有在第一结晶器和第二换热器之间的可选的第四换热器的、说明性 的从母液中回收能量的系统。【具体实施方式】在下面的描述中说明了某些细节(例如特定的数量和温度)，以提供对本文中所 公开本专利技术实施方案的详尽理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本公开可 在无这些具体细节的情况下实施。在许多情况下，关于这些考虑因素等的细节被省略了，因 为这些细节对于获得对本公开的全面了解来说不是必要的并且在相关领域普通技术人员 的技能范围内。在PX结晶工艺中，主要的能量消耗来自于制冷站压缩机，这些压缩机被用于提供 低温制冷量将进料料流冷却到期望温度。可取的是在排放之前通过从结晶单元内的不同物 流中回收能量来使制冷量最小化。在使用平衡二甲苯进料的PX结晶工艺中，最低操作温度受到共晶点的限制，该共 晶点在_50°C和_70°C之间。在排放之前母液在此温度。因为平衡二甲苯进料中仅含有大 约20%的PX，所以母液的量是很大的。因此，母液中存在大量的可供利用的低温制冷量。从 母液中最佳地回收能量可提高工艺的能量效率。本专利技术的一个实施方案涉及一种用于在PX结晶工艺中从母液中回收能量的方 法，该方法包括向PX结晶单元提供进料料流；提供第一结晶器或换热器来从低温母液中回 收低温能量；提供第二换热器来从中温母液中回收能量；提供第三换热器来从高温母液中 回收能量；其中通过从母液所取得的能量将提供给PX结晶单元的进料料流冷却。结晶器或结晶单元基于立式容器、刮壁型结晶器、和清洗柱的使用。结晶器产生高 纯度对二甲苯晶体在母液中的浆体。将该浆体提供给清洗柱，在其中从母液中分离出晶体 并将其熔融用于最终产品。在本专利技术的某些实施方案中，低温母液的温度为_50°C至_70°C。在本专利技术的其它 实施方案中，结晶器是螺旋型(screw type)结晶器、刮壁型结晶器、或者是主PX结晶工段中的结晶器的一部分。在本专利技术的另一个实施方案中，结晶器可以是单个结晶器、或者是串 联或并联操作的多个结晶器。在本专利技术的其它实施方案中，换热器可以是壳/管型换热器， 或者更有利地是套管式换热器(double pipe heat exchanger)。本专利技术的另一个实施方案涉及一种用于在PX结晶工艺中从母液中回收能量的方 法，该方法包括:提供第一结晶器或换热器来从低温母液中回收能量；提供第二换热器来 从中温母液回收能量；提供第三换热器来从高温母液中回收能量；以及提供第四换热器来 进一步降低进料料流温度，其中利用从母液中所取得的能量将提供给PX结晶单元的进料 料流冷却。在本专利技术的某些实施方案中，可利用换热器来冷却进料料流。在图1中所示的方法中，首先在第一结晶器或换热器101中回收母液的能量。结晶 器可以是螺旋型结晶器、或者刮壁型结晶器、或者图1中所示结晶工段中的结晶器的部分 或一部分。结晶器也可以是串联或并联操作的多个结晶器。使用结晶器的原因是当温度下 降至低于PX的结晶点且形成PX晶体时必须连续地去除晶体以防止可能引起设备堵塞的固 体积聚。在图1所示的实例中，在第一结晶器或换热器101中母液被从-63°C加热至-54°c， 并且进料料流被从-35°C冷去至_40°C。在第二换热器102中来自第一结晶器或换热器101 的母液被进一步加热以回收额外的能量用于冷却进料料流。第二换热器102可以是普通的 壳/管型换热器，或者更有利地是套管式换热器以便使设备堵塞问题最小化。在离开PX结 晶工艺之前，在第三换热器103中来自第二换热器102的母液被进一步加热至大约35°C， 如本实例中所述。该温热的母液料流准备好在下游单元(如二甲苯异构化单元)中进行处 理。在第三换热器103中进料料流被从40°C冷却至大约-17°C，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在对二甲苯结晶工艺中从母液中回收能量的方法，所述方法包括：向对二甲苯结晶单元提供进料料流；提供第一结晶器或换热器来从低温母液中回收低温能量；提供第二换热器来从中温母液中回收能量；以及提供第三换热器来从高温母液中回收能量；其中利用所述母液来冷却所述进料料流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.18 US 61/4543371.一种用于在对二甲苯结晶工艺中从母液中回收能量的方法，所述方法包括:向对二甲苯结晶单兀提供进料料流；提供第一结晶器或换热器来从低温母液中回收低温能量；提供第二换热器来从中温母液中回收能量；以及提供第三换热器来从高温母液中回收能量；其中利用所述母液来冷却所述进料料流。2.如权利要求1所述的方法，其中所述低温母液的温度为_50°C至_70°C。3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一结晶器或换热器是螺旋型结晶器、刮壁型结晶器、或者主对二甲苯结晶工段中的结晶器的一部分。4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一结晶器或换热器包括多个串联操作的结晶器。5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一结晶器或换热器包括多个并联操作的结晶器。6.如权利要求1所述的方法，其中所述第二换热器是壳/管型换热器。7.如权利要求1所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·金，Z·丁，
申请(专利权)人：GTC科技美国有限责任公司，
类型：
国别省市：