[发明专利]利用侧馏分馏塔和部分冷凝的节能型环烷烃再循环

说明书

与相关申请的交叉引用

本申请要求2013年12月17日提交的美国临时申请No.61/917,055的优先权，所述临时申请的全部内容通过参考并入本文。

技术领域

本公开涉及用于对二甲苯制造期间环烷烃的节能型再循环的方法和装置。这些方法和装置包括部分冷凝流程和侧馏塔。

背景技术

对二甲苯是一种有用的化学中间体，其被氧化形成对苯二甲酸这种聚酯的前体。对二甲苯(pX)制造单元在再循环回路中一般包含三个区段：1)用于从包含所有三种二甲苯异构体的料流回收pX的pX回收区段，其产生pX产物料流和贫pX料流；2)在反应器中包含二甲苯异构化催化剂的异构化区段，其将贫pX料流中的二甲苯类异构化至接近平衡；以及3)分馏区段，其用于分离在反应器中产生的和/或在新鲜进料中存在的副产物。进料到pX单元并因此进料到pX回收区段的新鲜进料通常也包含乙苯(EB)，其是二甲苯的结构异构体，具有与二甲苯异构体相同的分子式。由于EB的沸点非常接近于二甲苯异构体，通过蒸馏从这些料流中除去EB是不切实际的。因此，必须将EB转变成二甲苯类或转变成可以通过蒸馏容易地分离的副产物，以防止它在回路中积累。存在几种类型的二甲苯异构化催化剂，它们通过不同途径转化EB。乙苯异构化类型的催化剂提供了一种将乙苯转变成二甲苯类的手段，并提供高的对二甲苯得率。环烷烃这类环饱和的化合物是EB向二甲苯类的转化中的中间体，并且在反应器流出物中处于与芳香族化合物近似平衡的状态。这些环烷烃中间体需要被高效再循环回到反应器，以便防止二甲苯的过度损失。

现有的用于对二甲苯生产和环烷烃再循环的配置是高能耗的，因此运行起来昂贵。例如，一些现有技术的方法利用分开的环烷烃塔。因此，对于在对二甲苯生产过程中环烷烃的节能型再循环的方法，存在着需求。

发明内容

一方面，提供了一种方法，所述方法包括：在反应器中，将包含二甲苯异构体、乙苯、C8环烷烃和氢的反应器进料料流在乙苯异构化催化剂上进行反应，以便产生包含二甲苯异构体和C8环烷烃的反应器流出物料流；冷却并分离所述反应器流出物料流，以形成第一冷凝液体料流和第一蒸气料流；以及冷却并分离所述第一蒸气料流，以形成第二冷凝液体料流和第二蒸气料流。所述方法还包括将所述第一冷凝液体料流和第二冷凝液体料流提供给侧馏塔装置，以产生包含C8芳香族化合物和一部分所述C8环烷烃的侧馏料流；以及在对二甲苯回收区段中从所述侧馏料流回收对二甲苯。

另一方面，提供了一种用于将环烷烃再循环到反应器的方法，所述方法包括：在所述反应器中，将包含二甲苯异构体、乙苯、C8环烷烃和氢的反应器进料料流在乙苯异构化催化剂上，在将所述反应器进料料流中的至少一部分乙苯转变成二甲苯异构体的反应器条件下进行反应，以便产生包含二甲苯异构体和C8环烷烃的反应器流出物料流；冷却并分离所述反应器流出物料流，以形成第一冷凝液体料流和第一蒸气料流；以及冷却并分离所述第一蒸气料流，以形成第二冷凝液体料流和第二蒸气料流。所述方法还包括将所述第一冷凝液体料流和第二冷凝液体料流提供给侧馏塔装置，以产生包含C8芳香族化合物和C8环烷烃的侧馏料流；在对二甲苯回收区段中从所述侧馏料流回收对二甲苯；产生贫对二甲苯料流，其中所述贫对二甲苯料流含有一部分所述C8环烷烃；以及将所述贫对二甲苯料流再循环到所述反应器。

另一方面，提供了一种用于将环烷烃再循环到反应器的装置，所述装置包含：预加热器，用于将包含乙苯、二甲苯异构体和C8环烷烃的液体料流预加热以形成预加热的液体料流，其中所述预加热的液体料流与包含氢的再循环气体料流合并以形成反应器进料料流；以及反应器，用于将所述反应器进料料流进行反应以产生包含二甲苯异构体和C8环烷烃的反应器流出物料流。所述装置还包含：第一冷却装置，用于将所述反应器流出物料流冷却以产生冷却的反应器流出物料流；第一鼓式分离器，用于将所述冷却的反应器流出物料流分离成第一冷凝液体料流和第一蒸气料流；第二冷却装置，用于将所述第一蒸气料流冷却以产生包含气相和液相的冷却的第一蒸气料流；以及第二鼓式分离器，用于将所述冷却的第一蒸气料流分离成第二冷凝液体料流和第二蒸气料流。所述装置还包含：侧馏塔装置，用于接收所述第一冷凝液体料流和第二冷凝液体料流并产生侧馏料流，其中所述侧馏料流包含C8芳香族化合物和超过70％的所述C8环烷烃；对二甲苯回收区段，用于将所述侧馏料流分离成对二甲苯产物料流和贫对二甲苯料流，其中所述贫对二甲苯料流包含所述侧馏料流中基本上所有的C8环烷烃；以及再循环装置，用于将所述贫对二甲苯料流再循环到所述反应器。