利用氨吸收致冷来回收对二甲苯的方法技术

本发明专利技术公开了一种从基本烃原料中回收对二甲苯的方法。回收包括在至少一个已致冷的结晶级中冷却烃原料，通过蒸发至少一部分包括氨的基本液体流来间接致冷该结晶级。也可以通过乙烯致冷剂冷却结晶级，已通过与包括氨的基本液体流换热来冷却该乙烯致冷剂。该方法还包括一系列冷却子步骤。本发明专利技术还涉及氨吸收致冷方法，该方法由来自或接近对二甲苯回收设备的焓源驱动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
对二甲苯是日用化学品，它被氧化成对苯二甲酸并纯化，以产生纯化的对苯二甲酸，这是制备聚酯的中间体。在2001年，全世界对二甲苯的安装容量为约21MMTA(百万公吨/年)，在美国为4.3MMTA。用合适的基本烃原料(substantially hydrocarbon feedstock)开始制备对二甲苯。用于本文时，适合制备对二甲苯的该基本烃原料可以来自几个来源，可以分成高对二甲苯浓度和低对二甲苯浓度。术语“基本烃原料”是指包括和经常基本上由乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、和任选的芳族和脂族烃杂质组成的烃原料。从中回收对二甲苯的大多数原料源自许多炼油厂的催化重整工艺。重整产物通常包括C6至C11芳族化合物，其中C8芳族化合物馏分通常包括间二甲苯、邻二甲苯、对二甲苯和乙苯。重整反应的其它副产物为氢、轻气、石蜡、环烷和C12+重质芳族化合物。含对二甲苯的原料还可以包括裂解汽油、常规的甲苯歧化产物、常规的烷基转移产物、和对二甲苯回收工艺的级内产物。在所有这些原料中，二甲苯异构体通常接近它们的平衡分布，即约25％对二甲苯、约50％间二甲苯、和约25％邻二甲苯。这些原料的C8蒸馏馏分通常包括所有的C8芳族异构体，因为它们的沸点密切接近。对二甲苯的低平衡浓度由于乙苯的存在而被进一步稀释，从而使通过从重整产物(重整二甲苯)蒸馏得到的C8馏分典型地包括约10wt％至约20wt％乙苯，更典型地包括约15wt％至约18wt％乙苯。裂解汽油的C8馏分典型地包括高至约30wt％至约60wt％乙苯，而常规甲苯歧化的C8馏分典型地仅包括约2wt％至约7wt％乙苯。乙苯的稀释和二甲苯异构体的平衡分布将这些原料的对二甲苯含量减到低至约10wt％至约25wt％对二甲苯，而重整二甲苯典型地包含约15wt％至约20wt％对二甲苯。应理解，可以将这些原料预处理以选择性除去间二甲苯或邻二甲苯，这能增加对二甲苯的浓度。因此，具有低对二甲苯浓度的基本烃原料通常包括小于约50wt％的对二甲苯、通常小于约30wt％的对二甲苯、有时小于约20wt％的对二甲苯。具有高对二甲苯浓度的基本烃原料通常包括至少约50wt％的对二甲苯、通常至少约70wt％的对二甲苯、有时至少约80wt％的对二甲苯。具有高对二甲苯浓度的基本烃原料来自如下来源，包括通过选择性甲苯歧化(STDP)、选择性烷基化、或选择性烷基转移制备的原料，如美国专利4,097,543和美国专利4,117,026、和W.W.Kaeding等人，J.Catal.，67，159(1981)中所述。在多级结晶方法的第二级或后续级中也发现了它们，该结晶方法用于从具有低对二甲苯浓度的基本烃原料中回收对二甲苯。具有高对二甲苯浓度的基本烃原料还包括富含对二甲苯的物流，该物流产生于吸附/结晶对二甲苯混合型工艺的选择性吸附区域，如美国专利5,329,060中所述。可用于回收对二甲苯的两种工艺是低温结晶和在分子筛上选择性吸附。“Parex”是最广泛使用的分子筛吸附工艺，如D.P.Thornton，Hydrocarbon Proc.49(1970)在pp.151-155中所述，该文献被引入本文以供参考。这种工艺基于使用固体吸附剂的固定床在液相中连续选择性吸附的原理。由沸石制备吸附剂，分离技术基于对吸附剂亲和力的微小差异。对二甲苯对吸附剂的亲和力最强，因此优先被吸附。解吸附液体的亲和力介于对二甲苯和其它进料组分的亲和力之间。当解吸附剂亲和力太低时，从吸附剂上除去对二甲苯很费力。如果亲和力太高，则对二甲苯不能从吸附剂中置换解吸附剂。此外，解吸附剂的挥发性应该与进料化合物的挥发性充分不同，以允许通过蒸馏分离含对二甲苯的解吸附剂和无对二甲苯的解吸附剂的混合物。也可以使用结晶方法从基本烃原料中回收对二甲苯。这种对二甲苯结晶方法包括异构化部分、分馏部分和结晶部分。或者，这种结晶方法包括用于制备具有高对二甲苯浓度的基本烃原料的部分、分馏部分和结晶部分。为了有效地从这些基本烃原料中回收纯化的对二甲苯，结晶方法包括一个或多个通常包括套层结晶器的结晶级，该套层结晶器典型地为具有冷却套层的刮壁导管，汽化的致冷剂从该套层中通过。结晶级还可以包括至少一个重新制浆的桶(drum)。结晶级还可以包括刮壁换热器，其中正在结晶的材料通过换热器的刮壁管侧面，汽化致冷剂通过换热器的壳侧面。乙烯通常被用作致冷剂以在使用基本烃原料的对二甲苯结晶方法中回收对二甲苯，因为从这些稀释的对二甲苯流中有效地回收对二甲苯需要低至约-90的温度。由于正在结晶的材料的传热而从结晶级的乙烯液体中产生乙烯蒸气，其蒸气压在这些低温下仍然高于大气压，因此可以方便地用于典型的蒸气再压缩致冷回路(loop)中。当使用烃致冷剂如乙烯时，希望在结晶部分所处温度下致冷剂的蒸气压高于大气压，以防止氧从潜在的漏洞中进入，这会导致爆炸性混合物。但是，因为乙烯的临界温度为约49，通过空气冷却或水冷却在换热器中冷凝乙烯通常是不可能或不实际的。因此，通过与另一种致冷剂(典型是为丙烷或丙烯)交换，将离开结晶器的乙烯蒸气压缩并冷凝。丙烷或丙烯在另一个蒸气再压缩回路里循环，通过空气或水冷却的交换器冷凝丙烷蒸气或丙烯蒸气。因此，对二甲苯结晶方法的典型实施使用这种级联的乙烯/丙烷或乙烯/丙烯致冷周路(circuit)。授予Lammers的美国专利3,177,265公开了用于从C8或混合的二甲苯进料中回收对二甲苯的多级结晶方法，其中使用乙烯致冷剂冷却第一级，使用丙烷冷却后面的级。Lammers工艺的商业变体也利用丙烷致冷剂冷凝乙烯致冷剂和任选地使其脱过热，以用于其它各种致冷要求如结晶器进料的微调冷却(trim cooling)，以及冷却分馏体系的尾气以改善苯向轻质芳族化合物副产物流的回收。授予Eccli等人的美国专利5,448,005公开了用于回收对二甲苯的结晶方法，其中使用单温度结晶制备级从具有上述对二甲苯平衡浓度的进料中制备对二甲苯，例如从选择性甲苯歧化工艺中制备对二甲苯。该工艺使用致冷体系冷却至约-20的温度，可以用丙烷或丙烯作为致冷剂。上述工艺利用丙烷或丙烯蒸气压缩冷却回路来回收对二甲苯。在这些回路中，通过传热产生的丙烷或丙烯蒸气随后被压缩至更高的压力，然后可以通过空气冷却或水冷却的换热器冷凝蒸气。丙烷或丙烯致冷压缩机是昂贵、复杂和低效率的机器，需要大量的能量来运行。减小这些机器的尺寸或省去这些机器会大量减少建造对二甲苯设备所需要的资金成本，还能减少能量消耗和运行成本。除了冷却器设备本身的高成本，这些工艺还需要昂贵的换热装置以进行致冷剂冷却。因此，需要更成本有效的机理在对二甲苯回收工艺中进行致冷。氨吸收致冷(AAR)是成本有效的节能工艺，已经被用于提供中等温度的致冷。在AAR中，焓源如废热使氨分馏器重沸，向该分馏器供给氨多于水(在图6中也示为浓氨水)的富氨物流。分馏器将氨多于水的富氨物流分离为更高纯度的氨蒸气塔顶馏出物和水多于氨(在图6中也示为稀氨水)的富水物流塔底流出物。通过空气冷却或水冷却将氨蒸气塔顶馏出物冷凝为液态氨致冷剂。然后将液态氨致冷剂引到致冷剂使用者。在从被致冷的材料间接地转移焓时，液态氨致冷剂蒸发并产生氨致冷剂蒸气。将氨蒸气以及水多于氨的富水物流引入吸收器，所述物流吸收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从基本烃原料中回收对二甲苯的结晶方法，该方法包括：在至少一个已致冷的结晶级中冷却所述烃原料，通过蒸发至少一部分包括氨的基本液体流来间接致冷该结晶级。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里A阿莫尔塞，
申请(专利权)人：BP北美公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]