[发明专利]包括至少两段高温结晶分离对二甲苯的方法

说明书

本发明涉及一种从含有二甲苯异构体的芳烃混合物中分离和制备对二甲苯的方法。

二甲苯的异构体有：邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯和乙苯。本发明的主要应用是制备对二甲苯，其纯度足以满足例如合成对苯二甲酸，对苯二甲酸用于制备合成纤维、尤其是聚酯。

本申请人在法国专利FR 2 681 066(US 5 284 992)中描述了一种从主要含有8个碳原子芳烃的烃物料中分离和回收对二甲苯的方法。

该方法包括富集段和精制段的组合，其富集段是用吸附剂以模拟移动床选择吸附主要含二甲苯异构体的物料，该吸附剂使第一次吸附物流基本上富集对二甲苯；其精制段是使该富含对二甲苯的物流在至少一个在高温下运行的结晶单元中结晶，以便得到极高纯度的对二甲苯，其母液循环到吸附段。

这种高温结晶对应于通常结晶方法的第二段结晶(Cherron(雪佛隆公司)，Arco(阿尔柯公司))，这些方法一般包括第一次低温结晶(-40℃～-70℃)和在高温下(例如0℃～-20℃)精制预先得到的再熔化晶体的第二次结晶。

此外，由选择吸附单元排出的贫含对二甲苯、和因而富含邻二甲苯、间二甲苯以及乙苯的第二馏分被送入异构化单元，其目的是把对二甲苯的浓度提高到接近于平衡值，基本上接近或高于最初烃物料的组成，那么可以将生成的异构化产物循环去吸附。

在所描述的一连串吸附、结晶和异构化过程中，多种杂质可能出现在不同的物流中，干扰设备的运转，这些对于所达到的产率和所回收的对二甲苯的纯度都是不利的。

首先，当贫含对二甲苯的馏分异构化时，随着加入氢气的分压值，而可以得到不同量的烯烃。随后生成聚合物，以及它们通过吸收单元都会引起穿过吸附剂的严重循环问题，甚至引起吸附剂失活。

再者，当异构化时，具有8～9个碳原子的石蜡烃和环烷烃是乙苯转化为二甲苯的中间产物，其挥发度处在例如甲苯，即脱附溶剂的挥发度与二甲苯的挥发度之间，它们的积累会是有害的。

此外，和氧偶然溶解时而生成的、比最初物料重的醛和酮完全一样，低比例的在蒸馏塔中分离不好的具有9个碳原子的芳烃对该方法可能是有害的。

最后，另一个问题与甲醇的存在有关。为了防止水和对二甲苯的共结晶，往往在待结晶的二甲苯混合物中加入很低比例的甲醇。

事实上，干燥的C₈芳烃混合物是比较吸湿的，当将母液中的对二甲苯晶体悬浮液转移到离心机中时，周围空气中所含的水分可能被吸收到母液中，这种水可能随着这种母液的温度而结晶。

此外，一些换热器会出现泄漏，水可能意外地进入待结晶混合物中。

本发明的一个目的是改善回收所生成的二甲苯，减少能量费用，尤其是精制段的费用。

本发明的另一目的是克服这些缺陷，并在吸附剂对吸附区域物料中的杂质非常敏感的情况下，尤其要控制吸附区域这几种杂质的含量，使其达到最优化。

本发明涉及一种从含有7个至9个碳原子芳烃混合物的物料生产极高纯度的对二甲苯的方法，其中使至少一部分物料在所述的富集区中循环，该富集区适用于使初始馏分富含对二甲苯；并在至少一个结晶区中通过至少一次高温结晶，在所述的精制区中精制至少一部分所述初始馏分，该方法的特征在于：在包括至少两段高温结晶的精制区中，有利地，温度在+10℃至-25℃的结晶精制区，使富含对二甲苯的所述初始馏分结晶。

每一个结晶段可以包括一个或几个结晶器。

关于对二甲苯的高温结晶，人们应当理解为已富含对二甲苯的对二甲苯溶液或悬浮液的高温结晶，对应于此该文献称作精制段。例如US 2866 833提及了在-34℃下对二甲苯的精制段。

根据第一种实施方案，含有至少30％(重量)对二甲苯的初始馏分富集区可以是至少一个极低温(例如低于-40℃)的结晶区，正如US 2 866 833或US 5 329 061中所描述的，其中加入含有8个碳原子芳烃混合物的物料的所述回收区。该富集区排出在分离区被分离的晶体悬浮液，回收的晶体被熔化、并构成至少一部分随后待精制的初始馏分。此外，由所述分离得到的母液可在异构化区进行异构化，异构化物至少部分地循环到富集区(回收区)。

根据第二种实施方案，对二甲苯富集区可以是一个含有8个碳原子的芳烃混合物的物料选择性吸附区，同时排出富含对二甲苯的馏分。