[发明专利]用于制备所需二甲苯异构体的系统和方法

说明书

提供用于制备所需二甲苯异构体的方法和系统。本方法包括在吸附室中从混合二甲苯料流中吸附所需二甲苯异构体。将所需二甲苯异构体用解吸剂解吸以产生具有所需二甲苯异构体和解吸剂的萃取物料流，其中解吸剂具有比所需二甲苯异构体更低的沸点。将萃取物料流在萃取物分馏器中分馏以产生具有气态解吸剂的低压萃取物顶部料流。将低压萃取物顶部料流加压以产生温度大于萃取物再沸器温度的高压萃取物顶部料流。将高压萃取物顶部料流在萃取物工艺再沸器中冷凝，并产生液体萃取物顶部料流。

优先权声明

本申请要求2013年9月27日提交的美国申请No.14/040,391的优先权，通过引用将其内容全部并入本文中。

技术领域

本公开内容一般性地涉及用于制备所需二甲苯异构体的系统和方法，更特别地涉及用于在二甲苯异构体回收过程中回收二甲苯异构体分馏期间的热的系统和方法。

背景

二甲苯异构体是化学合成中的重要中间体，并且具体的二甲苯异构体是不同方法所需的。对二甲苯是对苯二甲酸的原料，且对苯二甲酸用于生产合成纤维和树脂。间二甲苯用于生产某些增塑剂、偶氮染料和木材防腐剂。邻二甲苯为生产邻苯二甲酸酐的原料，且邻苯二甲酸酐用于生产某些增塑剂、染料和药物产品。

所需二甲苯异构体通常通过使用对所需异构体具有选择性的吸附剂而与混合二甲苯料流分离。所需异构体被吸附，且其余异构体在混合萃余液料流中排出。然后使用解吸剂将所需二甲苯异构体解吸，收集解吸剂和所需二甲苯异构体并通过蒸馏(也称为分馏)分离。解吸剂通常称为重或轻的，其中重解吸剂具有比二甲苯更高的分子量和更高的沸点，且轻解吸剂具有比二甲苯更低的分子量和更低的沸点。用重解吸剂的二甲苯异构体回收系统倾向于使用比用轻解吸剂的系统更少的能量，因为解吸剂不需要在分馏步骤中重复地蒸发和提升。然而，重解吸剂系统要求严格的进料纯度以控制不想要的化合物在再循环解吸剂中累积。不想要的化合物为降低解吸剂效力和产物纯度的杂质。需要另外的设备以在解吸剂再循环过程期间保持重解吸剂纯度。重解吸剂系统中的蒸馏塔具有较高的再沸器温度，这导致较高的操作压力。较高的操作压力要求涉及的设备的较高压力等级，这提高设备资本成本。

轻解吸剂系统容许相对于重解吸剂系统不严格的进料规格。这帮助抵消与作为蒸馏塔顶部料流回收轻解吸剂有关的高能量成本。轻解吸剂系统还提供由于二甲苯回收系统造成的总设备的实质性节约，因为不需要用于提纯和储存解吸剂的另外设备。轻解吸剂二甲苯回收系统还具有较低的蒸馏塔操作压力，所以可使用较薄的外壳厚度和较低的压力等级进一步降低安装新系统的资本成本。甲苯是可使用的轻解吸剂的一个实例，且甲苯比可得到的许多重解吸剂更便宜。

在蒸馏期间需要能量将轻解吸剂蒸发。通常使燃料燃烧以提供用于操作蒸馏塔的热能，但在一些实施方案中，电力被通过燃料燃烧产生的热更便宜。电能可用于通过使用热泵从顶部料流中回收热而在蒸馏再沸器中将轻解吸剂蒸发。热泵将用于蒸馏的一些能量从燃料燃烧转移至电力的使用。

因此，理想的是开发使用热泵从蒸馏塔顶部产物中回收能量的由混合二甲苯料流制备所需二甲苯异构体的方法和系统。另外，理想的是开发制备所需二甲苯异构体，同时使用于能量的燃料燃烧最小化的方法和系统。此外，本发明的其它理想特征和特性从随后的详细描述和所附权利要求书，连同附图和该背景中获悉。

简述

提供制备所需二甲苯异构体的方法。该方法包括在吸附室中从混合二甲苯料流中吸附所需二甲苯异构体。将所需二甲苯异构体用解吸剂解吸以产生具有所需二甲苯异构体和解吸剂的萃取物料流，其中解吸剂具有比所需二甲苯异构体更低的沸点。将萃取物料流在萃取物分馏器中分馏以产生具有气态解吸剂的低压萃取物顶部料流。将低压萃取物顶部料流加压以产生温度大于萃取物再沸器温度的高压萃取物顶部料流。将高压萃取物顶部料流在萃取物工艺再沸器(extract process reboiler)中冷凝并产生液体萃取物顶部料流。