[发明专利]一种生产对二甲苯的方法

说明书

本发明涉及一种生产对二甲苯的方法和化工设备，具体地说，涉及一种利用分子筛膜提高对二甲苯生产的方法和化工设备。

在石油化工生产过程中，C₆-C₈芳族化合物物流是一种重要的物流，它是高价值下游产品的原料。可以从这一物流中获得特别有价值的苯、甲苯和C₈芳族化合物。C₈芳族化合物是指邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯和乙苯。对二甲苯是最希望的二甲苯，但是，由于乙苯、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯(以下选择地称之为“C₈芳族化合物”)的沸点接近，难于用分馏方法分离。现已开发了从C₈芳族化合物中分离对二甲苯的各种不同方法。这些方法中最常用的是分级结晶和选择吸附，分级结晶是利用了乙苯、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯之间的凝固点的差异，而选择吸附是利用沸石材料从C₈芳族化合物物流中选择吸附对二甲苯，再从沸石中解吸以回收吸附的对二甲苯。当使用这两种方法时，可以从C₈芳族化合物中以高产率回收对二甲苯。由结晶过程中得到的滤液或由吸附过程中得到的残液贫含对二甲苯，含有相对多的乙苯、邻二甲苯、间二甲苯。这些物流通常在结晶或吸附过程的下游进行进一步的处理。

一种典型的下游处理过程是异构化过程，用于提高来自分级结晶或选择吸附过程的贫含对二甲苯物流中对二甲苯的比例，然后，通常经一些附加中间处理步骤返回分级结晶和选择吸附过程，这些中间处理步骤是二甲苯环路的一部分。二甲苯，在这里主要是指邻二甲苯和间二甲苯，可以在适当的温度和压力下与异构化催化剂接触，使一部分邻二甲苯和间二甲苯转化为对二甲苯。通常还需要使一部分乙苯转化，以防止由于乙苯在二甲苯环路中循环而积累到高浓度。可以选择催化剂，将乙苯转化为苯、和/或通过C₈环烷烃中间体转化为邻二甲苯、和/或通过烷基转移化为C₁₀芳族化合物和苯。将乙苯转化为邻二甲苯的催化剂也许可能是一种二甲苯异构化催化剂，这时，来自乙苯的邻二甲苯被转化为二甲苯的平衡混合物。

生产对二甲苯的现有方法通常包括异构化和分级结晶和/或吸附分离的组合。这种组合的问题是不管催化剂性能如何改进，异构化技术只能生产平衡或接近平衡的二甲苯混合物，对于将乙苯转化为苯或二甲苯相对无效。其结果是：如果要求邻二甲苯和/或间二甲苯的话，在进行或不进行额外的回收的情况下，二甲苯物流必需通过这一过程进行大循环，以保证C₈芳族化合物物流向对二甲苯转化为最大。因此，有必要改进该方法和化工设备以从C₈芳族化合物物流生产对二甲苯，这就尤其提出了与大循环和/或低乙苯转化率相关的问题。

分子筛膜，如沸石膜，在现有技术中已有所描述，例如在US4,699,892、US 5,100,596、EP 0,481,658、EP 0,481,659、EP0,481,660、WO 92/13631、WO 93/00155、WO这94/01209和WO94/25151中。然而，现有技术并没有描述在石油化工循环的实际C₈芳族化合物处理过程中如何使用这些膜，也没有描述如何结合已有方法使用这些膜以显著提高对二甲苯的生产能力。

因此，本发明提供了一种化工设备和方法，与现有技术相比，改进了从含C₈芳族化合物的物流中回收对二甲苯。本发明属于分子筛膜装置的特殊应用，以及对二甲苯或对二甲苯与邻二甲苯和/或间二甲苯的回收方法。本发明使用了分子筛膜，特别是沸石膜，以从二甲苯中连续分离出对二甲苯和/或乙苯，或将邻二甲苯和间二甲苯异构化为对二甲苯，和/或将乙苯异构化为二甲苯，以及同时或随后从二甲苯混合物中分离出对二甲苯。与传统对二甲苯回收方法相比，分子筛膜装置及方法在对二甲苯回收方法中的应用显著改进了对二甲苯的生产。

因此，本发明提供了一种从含有对二甲苯以及至少一种其它二甲苯异构体、乙苯或其混合物的进料物流中回收对二甲苯的方法，该方法包括：

(a)在对二甲苯回收装置中，利用对二甲苯分离方法，从至少一部分所述进料物流中回收一部分所述对二甲苯，产生第一物流，与进料物流相比，所述第一物流的对二甲苯含量降低了，并含有至少一部分所述对二甲苯或其它二甲苯异构体、所述乙苯、或其混合物；

(b)使至少一部分所述第一物流直接或间接通过包括分子筛膜的的分子筛膜装置，其条件是使得：与进入分子筛膜装置的那一部分第一物流相比，穿过分子筛膜并从分子筛膜装置排出的渗透物富含对二甲苯；和