专利名称：：一种芳烃吸附分离装置组合应用技术的制作方法
技术领域：
：本发明属于石油化工领域，是一种新的石油化工产品制造方法。背荣技术对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯和乙苯都是重要的石油化工原料，其中对二甲苯主要用于制造精对苯二甲酸，间二甲苯主要用于制造精间苯二甲酸，邻二甲苯主要用于制造苯酑(邻苯二甲酸酑)。现在制造对二甲苯和间二甲苯都是采用芳烃联合装置。然而，生产对二甲苯的装置并不生产间二甲苯。同样，生产间二甲苯的装置也不生产对二甲苯。这样的生产工艺没有能够实现资源和装置效能的优化，也没有实现生产组织的优化。本发明通过技术创新做到了这一点。现在的芳烃联合装置，主要以轻石脑油为原料，也以重整生成油和裂解汽油为原料，先进行预加氢、重整、芳烃抽提、芳烃精馏等一系列加工，得到混合二甲苯和其它综合副产品，综合副产品如苯、甲苯、重芳烃(碳9、碳IO)等。混合二甲苯主要成分为对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯以及少量乙苯。根据原料来源不同，混合二甲苯的构成比例不同。一般情况下，乙苯含量约为5-10%，其余三个组分对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯的比例大致为1:2:1，即对二甲苯含量大致与邻二甲苯相当，而间二甲苯含量分别是对二甲苯和邻二甲苯的两倍。由于混合二甲苯四个组分的沸点比较接近，采用精馏的方法将他们分离出来的难度比较大，而且成本很高。所以工业上除了邻二甲苯有采用精馏方法分离出来的产品外，对二甲苯和间二甲苯产品均采用吸附分离的方法进行生产。表1列出的是混合二甲苯中对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯和乙苯的沸点与大致含量。表l混合二甲苯中对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯和乙苯的沸点以及含量<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>对于混合二甲苯中某一个组分的分离，采用吸附分离的方法是一个有效的办法。国际上U0P公司(UniversalOilProduct美国环球油品公司)等世界著名公司拥有成熟的吸附分离技术和设备。相同的吸附分离装置选用不同的吸附剂，就可以生产不同的单一组分的二甲苯产品，例如对二甲苯产品(PX)、间二甲苯产品(MX)。UOP公司除了提供对二甲苯吸附剂、间二甲苯吸附剂之外，还能分别提供邻二甲苯吸附剂和乙苯吸附剂。中国石化集团公司石油化工科学研究院也能够提供对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯和乙苯的吸附剂。在现在的芳烃生产工艺中，混合二甲苯后面的生产工艺流程是这样的1、生产对二甲苯(PX)时，混合二甲苯先通过"歧化装置"将大部分乙苯转变成二甲苯的三种异构体，再通过专门的吸附分离装置将对二甲苯吸附分离出来，得到高纯度对二甲苯产品，剩余的物料通过"异构化装置"进行转化加工，一部分间二甲苯和邻二甲苯分别被转化为对二甲苯。歧化和异构化装置的转化率都不是百分之百，经过歧化和异构化加工的物料仍然含有混合二甲苯的四个组分，只不过对二甲苯的比例得到了提高。将经过歧化、异构化加工后的物料再次送入对二甲苯吸附分离装置，将对二甲苯分离出来，得到对二甲苯产品。剩余物料再次送往歧化装置和异构化装置。如此不断，循环往复。国内外对二甲苯生产装置很多，例如中国石油天然气股份有限公司辽阳分公司、中国石油化工股份有限公司天津分公司等企业都有这样的对二甲苯生产装置。2、生产间二甲苯(MX)时，将混合二甲苯通过专门的吸附分离装置将间二甲苯吸附分离出来，得到高纯度间二甲苯产品，剩余的三个组分先后通过"歧化装置"和"异构化装置"进行转化加工。在歧化装置，乙苯被转化为二甲苯的三种异构体。在异构化装置，一部分对二甲苯和邻二甲苯分别被转化为间二甲苯。经过歧化和异构化加工的物料仍然含有混合二甲苯的四个组分，只不过间二甲苯的比例得到了提高。将经过歧化、异构化加工后的物料再次送入间二甲苯吸附分离装置，将间二甲苯分离出来，得到间二甲苯产品。剩余物料再次送往歧化装置和异构化装置，循环操作。中国石油化工股份有限公司燕山分公司具有这样的间二甲苯生产装置。3、由于邻二甲苯的沸点相对较高，且比其它组分至少高5.3°C，所以工业上有采用精馏方法从混合二甲苯中提取邻二甲苯生产邻二甲苯产品的做法。扬子石油化工股份有限公司采用精馏的方法从混合二甲苯中分离生产邻二甲苯产品。
发明内容本发明是一种装置和技术组合，以混合二甲苯为原料，采用间二甲苯吸附分离装置、对二甲苯吸附分离装置、邻二甲苯吸附分离装置和乙苯吸附分离装置组合成新的芳烃吸附分离装置。新的吸附分离装置组合为串联布置，四个单元互为对方的浓度提纯装置。当混合二甲苯经过间二甲苯吸附分离装置后，大部分间二甲苯被分离出去形成间二甲苯产品，剩余的对二甲苯、邻二甲苯和乙苯的浓度得到提高，为后道吸附分离装置提高效率创造了条件。接着，剩余物料进入对二甲苯吸附分离装置，当对二甲苯被吸附分离出去得到对二甲苯产品之后，剩余的物料中邻二甲苯和乙苯的浓度再次被提高。然后，剩余物料进入邻二甲苯吸附分离装置，当邻二甲苯被吸附分离出去得到邻二甲苯产品之后，剩余的物料中乙苯的浓度被提高，间二甲苯、对二甲苯和邻二甲苯的含量很低。再然后，剩余物料经过乙苯吸附分离装置即可得到高纯度乙苯产品。最后的剩余物料可以与混合二甲苯原料一起添加到"吸附分离装置组合"的进料系统中，开始新的吸附分离循环。当芳烃吸附分离装置组合经过长时间循环运行，最后剩余物料中非碳8或者非芳烃成分增加之后，则排出生产系统，根据最后剩余物料的具体组成情况决定它的其它用途，而不再是简单地添加到混合二甲苯原料之中。新的吸附分离装置组合还可是三单元组合或者是二单元组合。三单元组合是采用间二甲苯吸附分离装置、对二甲苯吸附分离装置和邻二甲苯吸附分离装置组合，以混合二甲苯为原料，通过吸附分离得到高纯度间二甲苯产品、对二甲苯产品和邻二甲苯产品。剩余物料可以根据其具体组成结构用于相应的用途，例如调配高标号汽油、作为"歧化"原料，等等。以加工过程和最终产品的经济性决定采用四单元组合还是三单元组合。三单元组合的具体形式可以是四种不同吸附分离装置的任意组合，例如间二甲苯吸附分离装置、对二甲苯吸附分离装置和乙苯吸附分离装置的组合，等等。当乙苯的市场价格低廉时，我们可以放弃对乙苯的吸附分离提纯操作。三单元组合中，邻二甲苯吸附分离装置可以采用邻二甲苯精馏分离装置替代，工艺的选择取决于生产过程和装置投资的综合经济性。二单元组合是采用间二甲苯吸附分离装置和对二甲苯吸附分离装置组合，以混合二甲苯为原料，通过吸附分离得到高纯度间二甲苯产品和高纯度对二甲苯产品。剩余物料可以根据其具体组成结构用于相应的用途，例如精馏生产邻二甲苯产品、调配汽油、作为"歧化"和"异构化"的原料，等等。二单元组合的形式也可以是四种不同吸附分离装置的任意组合，例如间二甲苯吸附分离装置和邻二甲苯吸附分离装置组合；对二甲苯吸附分离装置和乙苯吸附分离装置组合，等等。乙苯歧化转变成二甲苯的"歧化装置"可以被选择作为本发明装置组合的一部分。碳7芳烃(即甲苯)和碳9芳烃以及碳10芳烃可以通过歧化转化为碳8芳烃(混合二甲苯)，同时得到相应的副产品，所以相应的歧化装置也可以根据原料来源的需要作为本发明技术和装置组合的一个部分。根据特定的产品结构要求，可以采用异构化装置将二甲苯三种异构体中的一种转变成异构体的另外两种，从而增加这两种异构体的产品收率。本发明原料同样可以是轻石脑油或者是重整生成油以及裂解汽油，与现在常规的芳烃联合装置所不同的是，只采用现在芳烃联合装置的前部分，而混合二甲苯后面的装置则采用上述新的技术组合和装置组合替换，从而形成新的芳烃联合装置，同步生产间二甲苯和对二甲苯；或者同步生产间二甲苯、对二甲苯和邻二甲苯；或者同步生产间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯和乙苯。将不同的芳烃吸附分离装置串联起来组合应用，同时得到两个高纯度二甲苯产品(对二甲苯和间二甲苯)或者三个高纯度二甲苯产品(对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯)，这是本发明的新颖性和创新性。当然，这里的邻二甲苯可以不采用吸附分离的工艺(装置)而是采用精馏的工艺(装置)得到。由于高纯度间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯和乙苯产品都具有广泛的市场应用途经，所以本发明具有实用性。又由于间二甲苯吸附分离装置、对二甲苯吸附分离装置、邻二甲苯吸附分离装置(邻二甲苯精馏分离装置)和乙苯吸附分离装置都是成熟的技术，所以实施本发明不存在技术困难。本发明具有明显的技术经济优势。采用组合的吸附分离装置可以縮短被加工的原料流程、减少循环物料的量、提高装置效率，降低单位产品能耗从而降低产品制造成本，同时提高产品附加值。相对于生产单一的二甲苯产品，无论是对二甲苯产品或者是间二甲苯产品，串联吸附分离装置联产间二甲苯和对二甲苯两个产品或者两个以上产品的设备投资将大幅度降低。具体实施例方式工艺流程-将间二甲苯吸附分离装置、对二甲苯吸附分离装置、邻二甲苯吸附分离装置和乙苯吸附分离装置串联起来，组合成新的芳烃吸附分离装置，其生产流程是混合二甲苯经过间二甲苯吸附分离装置后，大部分间二甲苯被分离出来形成间二甲苯产品，剩余的对二甲苯、邻二甲苯和乙苯的浓度得到提髙，剩余物料送往对二甲苯吸附分离装置，当对二甲苯被吸附分离出来得到对二甲苯产品之后，剩余的物料中邻二甲苯和乙苯的浓度再次被提高，剩余物料再送往邻二甲苯吸附分离装置，当邻二甲苯被吸附分离出来得到邻二甲苯产品之后，剩余的物料中乙苯的浓度被提高，这个剩余物料经过乙苯吸附分离装置即可得到高纯度乙苯产品。最终剩余物料循环进入原料进料系统，或者排出生产装置作为混合油回收。由于间二甲苯在混合二甲苯中的含量最高，所以混合二甲苯先进入间二甲苯吸附分离装置。然后根据剩余物料中对二甲苯和邻二甲苯的实际含量情况确定先进入哪个吸附分离装置，一般情况下先进入含量相对比较高的装置比较合适。例如剩余物料中邻二甲苯含量高，就设计先进入邻二甲苯吸附分离装置(或者邻二甲苯精馏分离装置)，然后再进入对二甲苯吸附分离装置。这样可以减少对二甲苯吸附分离装置物料流量，降低相关物流储存设备的负荷。也可以预先人为设定对二甲苯吸附分离装置为第二吸附分离单元，这样对二甲苯吸附分离装置的物料流量等相关设备的容量就要求比邻二甲苯吸附分离装置差不多大67%。但是物料先经过对二甲苯吸附分离后再进行精馏分离邻二甲苯时，精馏装置的负荷可以降低很多。三个单元的组合是采用间二甲苯吸附分离装置、对二甲苯吸附分离装置和邻二甲苯吸附分离装置组合，以混合二甲苯为原料，通过吸附分离得到高纯度间二甲苯产品、对二甲苯产品和邻二甲苯产品，剩余物料可以根据其具体组成结构用于相应的用途，例如调配高标号汽油增加汽油的辛烷值；作为"歧化"原料一一卖给有歧化装置的企业或者自己建歧化装置增加二甲苯的收率；或者干脆作为低标准乙苯产品出厂。三单元组合可以是四种不同吸附分离装置的任意组合，例如间二甲苯吸附分离装置、对二甲苯吸附分离装置和乙苯吸附分离装置的组合，等等。二个单元的组合是采用间二甲苯吸附分离装置和对二甲苯吸附分离装置组合，以混合二甲苯为原料，通过吸附分离得到高纯度间二甲苯产品和高纯度对二甲苯产品，剩余物料可以根据其具体组成结构用于相应的用途，例如精馏生产邻二甲苯产品；调配汽油；作为"歧化"和"异构化"的原料。这种二单元组合是实用性比较强的一种组合。二单元组合可以是四种不同吸附分离装置的任意组合，例如间二甲苯吸附分离装置和邻二甲苯吸附分离装置组合；对二甲苯吸附分离装置和邻二甲苯吸附分离装置组合等等。三个单元吸附分离装置的组合可以与歧化装置再组合将经过间二甲苯吸附分离装置、对二甲苯吸附分离装置和邻二甲苯吸附分离装置吸附分离后剩余的以乙苯为主要成分的物料集中起来送歧化装置转变成二甲苯，从而提高二甲苯的收率。碳7芳烃(即甲苯)和碳9芳烃以及碳10芳烃可以通过歧化转化为碳8芳烃(混合二甲苯)，同时得到相应的副产品，所以相应的歧化装置可以根据原料来源的需要作为本发明技术和装置组合的一个部分。二个单元组合的新的吸附分离装置可以跟异构化装置再组合根据特定的产品结构要求，可以采用异构化装置将二甲苯三种异构体中的一种转变成异构体的另外两种，从而增加这两种异构体的产品收率。具体操作是这样的，将经过二个单元吸附分离装置组合(说明这里"吸附分离装置组合"是一个名词)吸附分离后剩余的物料送入异构化装置，在异构化装置将含量较多的组分转化为二甲苯异构体的另外两种形式，然后再重新送入吸附分离装置组合。例如混合二甲苯经过间二甲苯吸附分离装置和对二甲苯吸附分离装置后，剩余物料的主要成分是邻二甲苯和乙苯，将剩余物料送入异构化装置，邻二甲苯就会有很大一部分被转变为间二甲苯和对二甲苯。将这样的物料再次送入间二甲苯吸附分离装置和对二甲苯吸附分离装置，可以提高间二甲苯产品和对二甲苯产品的收率。将二个单元的吸附分离装置组合与歧化装置组合再与异构化装置组合，则几乎可以将混合二甲苯全部转变成对二甲苯产品和间二甲苯产品，而且这两个产品的比例可以调节。本发明同样可以用轻石脑油或者重整生成油或者裂解汽油作为原料，与现在常规的芳烃联合装置所不同的是，只采用现在芳烃联合装置的前部分，而混合二甲苯后面的系列装置则采用上述新的技术和装置组合替换，从而形成新的芳烃联合装置，联产两个或者三个高纯度二甲苯产品。单一产品吸附分离装置芳烃吸附分离装置；每个吸附分离单元分别为两个吸附塔，两塔间歇切换操作，一个吸附塔进行吸附操作时，另一个塔进行解吸附操作。吸附分离装置结构大致相同，对产品结构的选择性主要取决于采用不同的吸附剂。吸附剂吸附剂是具有特殊孔隙的分子筛，能够吸附特定结构的分子构形，例如间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯，或者乙苯。被选择用作吸附剂的分子筛只能吸附某一种空间结构确定的分子，而排斥其它结构的分子，从而实现将某一种碳8芳烃异构体与其它异构体分离的目的。具体装置参数、操作方法、工艺条件关于具体的吸附分离装置的参数、操作方法、工艺条件等都有成熟的技术。能够提供单一芳烃吸附分离装置的专利商和设备供应商会提供详细说明书。提供吸附分离装置和提供间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯和乙苯吸附剂的供应商，例如U0P公司、中国石化集团公司石油和化工科学研究院等单位，他们可以提供各种单一吸附分离装置和吸附剂的操作手册。关于歧化装置、异构化装置、邻二甲苯精馏分离装置，国内外都有成熟的技术。实施例1:以年产60万吨间二甲苯吸附分离装置、年产30万吨对二甲苯吸附分离装置、年产30万吨邻二甲苯吸附分离装置和年产9万吨乙苯吸附分离装置四个单元组成新的吸附分离装置组合。以外购128万吨混合二甲苯为原料，分别经过生产能力为60万吨/年的间二甲苯吸附分离装置、30万吨/年的对二甲苯吸附分离装置、30万吨/年的邻二甲苯吸附分离装置和9万吨/年乙苯吸附分离装置吸附分离，分别得到纯度为99.8%的间二甲苯59.5万吨、纯度为99.8%的对二甲苯30.1万吨、纯度为99.8%的邻二甲苯29.2万吨和纯度为99.8%的乙苯8.2万吨，副产混合油0.2万吨。主产品收率为99.4%，综合产品收率为99.5%，吨产品原料消耗约为1006公斤。实施例2:以年产80万吨间二甲苯吸附分离装置、年产40万吨对二甲苯吸附分离装置串联组合成新的吸附分离装置组合，再与年处理能力30万吨的邻二甲苯转化异构化装置和年处理能力12万吨的乙苯转化为二甲苯的歧化装置组合。以外购120万吨混合二甲苯为原料，分别经过生产能力为80万吨/年的间二甲苯吸附分离装置、40万吨/年的对二甲苯吸附分离装置、30万吨/年的邻二甲苯异构化装置和12万吨/年乙苯歧化装置，分别得到纯度为99.8%的间二甲苯79.2万吨、纯度为99.8%的对二甲苯40.1万吨，副产混合油0.2万吨。主产品收率为99.5%,综合产品收率为99.6%,吨产品原料消耗约为1007公斤。权利要求1、本发明一种芳烃吸附分离装置组合应用技术，其技术特征是将间二甲苯吸附分离装置、对二甲苯吸附分离装置、邻二甲苯吸附分离装置和乙苯吸附分离装置组合成新的芳烃吸附分离装置，其生产流程是混合二甲苯经过间二甲苯吸附分离装置后，大部分间二甲苯被分离出来形成间二甲苯产品，剩余的对二甲苯、邻二甲苯和乙苯的浓度得到提高，剩余物料送往对二甲苯吸附分离装置，对二甲苯被吸附分离出来得到对二甲苯产品之后，剩余的物料中邻二甲苯和乙苯的浓度再次被提高，剩余物料送往邻二甲苯吸附分离装置，邻二甲苯被吸附分离出来得到邻二甲苯产品之后，剩余的物料中乙苯的浓度被提高，这个剩余物料经过乙苯吸附分离装置即可得到高纯度乙苯产品。2、根据权利要求1所述的一种芳烃吸附分离装置组合应用技术，新的吸附分离装置组合可以是三个单元的组合三单元组合是采用间二甲苯吸附分离装置、对二甲苯吸附分离装置和邻二甲苯吸附分离装置的组合，以混合二甲苯为原料，通过吸附分离依次得到高纯度间二甲苯产品、对二甲苯产品和邻二甲苯产品，剩余物料可以根据其具体组成结构用于相应的用途，例如调配汽油，或者作为歧化装置的原料；三单元组合可以是四种不同吸附分离装置的任意组合，例如间二甲苯吸附分离装置、对二甲苯吸附分离装置和乙苯吸附分离装置的组合。3、根据权利要求1、2所述的一种芳烃吸附分离装置组合应用技术，新的吸附分离装置组合还可以是二个单元的组合二个单元组合是采用间二甲苯吸附分离装置和对二甲苯吸附分离装置的组合，以混合二甲苯为原料，通过吸附分离，依次得到高纯度间二甲苯产品和高纯度对二甲苯产品，剩余物料可以根据其具体组成结构用于相应的用途，例如精馏生产邻二甲苯产品、调配汽油、作为"歧化"和"异构化"的原料；二单元组合可以是四种不同吸附分离装置的任意组合，例如间二甲苯吸附分离装置和邻二甲苯吸附分离装置组合、对二甲苯吸附分离装置和乙苯吸附分离装置组合04、根据权利要求1、2所述的一种芳烃吸附分离装置组合应用技术，吸附分离装置三单元组合后再与歧化装置组合，将经过间二甲苯吸附分离装置、对二甲苯吸附分离装置和邻二甲苯吸附分离装置吸附分离后剩余的以乙苯为主要成分的物料集中起来送歧化装置，乙苯在歧化装置转变成二甲苯，并作为吸附分离装置组合的原料与混合二甲苯一起进料，从而增加二甲苯的收率；碳7芳烃(即甲苯)和碳9芳烃以及碳10芳烃可以通过歧化转化为碳8芳烃(混合二甲苯)，同时得到相应的副产品，相应的歧化装置可以根据原料来源的需要作为本发明技术和装置组合的一个部分。5、根据权利要求1、3所述的一种芳烃吸附分离装置组合应用技术，吸附分离装置二个单元组合后再跟异构化装置组合，根据特定的产品结构要求，采用异构化装置将二甲苯三种异构体中的一种转变成异构体的另外两种，从而增加这两种异构体的产品收率，例如采用异构化装置将邻二甲苯转变成间二甲苯和对二甲苯，采用间二甲苯吸附分离装置和对二甲苯吸附分离装置组合进行吸附分离，生产高纯度间二甲苯产品和对二甲苯产品。6、根据权利要求1、3、4、5所述的一种芳烃吸附分离装置组合应用技术，吸附分离装置二个单元组合后再跟歧化装置和异构化装置组合，采用歧化装置将乙苯转变成二甲苯，采用异构化装置将二甲苯三种异构体中的一种转变成异构体的另外两种，当混合二甲苯经过吸附分离装置之后，剩余物料依次经过歧化装置和异构化装置，然后再进入吸附分离装置，吸附分离后的物料再循环进入歧化装置和异构化装置，例如采用间二甲苯吸附分离装置和对二甲苯吸附分离装置组合成新的吸附分离装置，采用歧化装置将乙苯转变成二甲苯，采用异构化装置将邻二甲苯转变成间二甲苯和对二甲苯，混合二甲苯经过这四套装置的吸附分离与循环加工，最终生产出高纯度间二甲苯产品和高纯度对二甲苯产品。7、根据权利要求1、2、3、4、5、6所述的一种芳烃吸附分离装置组合应用技术，本发明同样可以用轻石脑油或者重整生成油或者裂解汽油作为原料，与现在常规的芳烃联合装置所不同的是，只采用现在芳烃联合装置的前部分，而混合二甲苯后面的系列装置则采用上述新的技术和装置组合替换，从而形成新的芳烃联合装置，同步生产间二甲苯和对二甲苯；或者同步生产间二甲苯、对二甲苯和邻二甲苯；或者同步生产间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯和乙苯。全文摘要本发明采用对二甲苯吸附分离装置、间二甲苯吸附分离装置以及其它相关装置组合成“芳烃吸附分离装置组合”，以混合二甲苯为原料，同时生产高纯度对二甲苯产品和间二甲苯产品，或者同时生产高纯度对二甲苯产品、间二甲苯产品、邻二甲苯产品和乙苯产品。由于物料循环量减少、装置效率提高，所以产品制造成本大幅度降低，产品结构优化，产品附加值提高，装置综合经济效益提高。与相同规模的单一产品制造装置加和相比，本发明装置的投资成本大幅度降低。文档编号C07C15/00GK101337859SQ200810146060公开日2009年1月7日申请日期2008年8月7日优先权日2008年8月7日发明者高朝阳申请人:高朝阳