烷基芳香族烴的分離方法和分離裝置制造方法
【專利摘要】一種烷基芳香族烴的分離方法，該方法包括下述工序：在含有1種以上前述烷基芳香族烴及其異構(gòu)體的混合物中添加第1稀釋劑和由超強(qiáng)酸形成的提取劑，進(jìn)行酸堿提取，由此形成前述烷基芳香族烴與前述超強(qiáng)酸的絡(luò)合物，然后從所述混合物中分離所述絡(luò)合物的工序；在前述絡(luò)合物中添加相對于前述烷基芳香族烴的相對堿度在0.06～10的范圍的解吸劑和第2稀釋劑，進(jìn)行前述烷基芳香族烴與前述解吸劑的絡(luò)合物交換，由此將前述烷基芳香族烴從前述絡(luò)合物中分離的工序。
【專利說明】烷基芳香族烴的分離方法和分離裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及烷基芳香族烴的分離方法，更具體而言，涉及從含有多種異構(gòu)體的烷 基芳香族烴的混合物中僅分離出特定的烷基芳香族烴并以高純度得到所期望的烷基芳香 族烴的方法及用于實(shí)施該方法的分離裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 二甲苯、均三甲苯等聚烷基芳香族烴中存在多種異構(gòu)體。例如，在由石油改性油 或者裂解汽油得到的混合二甲苯中含有對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、和乙苯這4種異構(gòu) 體。對于上述多種異構(gòu)體，例如，對二甲苯（以下有時(shí)簡稱為"PX"）的沸點(diǎn)為138°C，間二 甲苯（以下有時(shí)簡稱為"MX"）的沸點(diǎn)為139°C，鄰二甲苯（以下有時(shí)簡稱為"0X"）的沸點(diǎn) 為144°C，彼此的沸點(diǎn)相近，因此通過利用沸點(diǎn)差進(jìn)行分離的通常的蒸餾方法難以從異構(gòu)體 混合物中得到所期望的化合物。
[0003] 截止到目前，正在研發(fā)從含有多種異構(gòu)體的芳香族烴的混合物中僅分離出特定的 芳香族烴的方法。例如，作為工業(yè)上從混合二甲苯中分離出MX的方法，已知有兩種方法。
[0004] 方法之一是使用對MX具有親和性的吸附劑從混合二甲苯中僅將MX吸附分離的方 法，例如已知有如下方法：利用液相色譜的原理，將對沸石等吸附劑的親和性強(qiáng)的MX從混 合二甲苯中選擇性吸附分離來得到MX(參見專利文獻(xiàn)1)。
[0005] 此外，作為另一方法，是使用超強(qiáng)酸的氟化氫和三氟化硼作為提取劑的方法，該方 法是利用MX的堿性比其他C8芳香族烴化合物（PX、OX和乙苯）強(qiáng)這一點(diǎn)而從混合二甲苯 中僅將MX選擇性提取分離的方法。該方法與上述使用吸附劑的方法相比具有MX的選擇性 高的優(yōu)點(diǎn)。例如已知：從C8芳香族烴混合物中分離MX時(shí)，在使用吸附劑的方法中，MX相對 于作為分離界限成分的OX的選擇性為2 (參見專利文獻(xiàn)1的0037段），而使用屬于超強(qiáng)酸 的氟化氫和三氟化硼進(jìn)行MX的分離提取的方法中，選擇性為10。此外，在使用超強(qiáng)酸作為 提取劑的方法中，只要異構(gòu)體混合物之間堿性存在差異即可利用，因此除了混合二甲苯以 夕卜，還能夠從C9的烷基芳香族烴的異構(gòu)體混合物中僅提取分離出堿性特別高的均三甲苯。
[0006] 作為使用氟化氫和三氟化硼作為提取劑從混合二甲苯中提取分離MX的方法，專 利文獻(xiàn)2中提出了如下方法：從提取塔的中央部供給混合二甲苯，從塔頂部供給液態(tài)氟化 氫和三氟化硼，從塔底部供給稀釋劑，在-20°C?+30°C的溫度條件下連續(xù)進(jìn)行對流提取， 將MX-HF-BF 3絡(luò)合物提取到過量的氟化氫中來從混合二甲苯中分離MX。
[0007] 此外，專利文獻(xiàn)3提出了在分解塔中對MX-HF-BF3絡(luò)合物進(jìn)行加熱分解，單獨(dú)分離 出氟化氫和三氟化硼進(jìn)行循環(huán)利用的方法。該文獻(xiàn)中記載了：作為分解助劑對己烷進(jìn)行蒸 發(fā)回流，在壓力2?10個(gè)氣壓、塔底溫度131?217°C下使絡(luò)合物分解，由此從分解塔的塔 底取出MX，從塔頂回收作為提取劑的氟化氫和三氟化硼進(jìn)行循環(huán)利用。
[0008] 進(jìn)而，已知在MX-HF-BF3絡(luò)合物等芳香族烴-HF-BF3絡(luò)合物中添加特定的堿時(shí)，在 芳香族烴與堿之間會(huì)發(fā)生交換絡(luò)合物狀態(tài)的平衡反應(yīng)，因此可以利用此測定各種芳香族烴 相對于二甲苯的相對堿度（參見非專利文獻(xiàn)1)。非專利文獻(xiàn)1中，作為絡(luò)合物形成反應(yīng)，記 載了下述所示的反應(yīng)。
[0009] A+HF+BF3 - A · H++BF，
[0010] 上述式中，"A"表示芳香族烴，"A · H++BF4-"表示芳香族烴-HF-BF3絡(luò)合物。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)
[0013] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平8-143485號公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)2 :日本特公昭47-19256號公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)3 :日本特公昭47-37408號公報(bào)
[0016] 非專利文獻(xiàn)
[0017] 非專利文獻(xiàn) I :McCaulay, D. A.，and A. P. Lien, Tetrahedron, 1959, vol. 5, p p.186-193


【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 發(fā)明要解決的問是頁
[0019] 在上述專利文獻(xiàn)2記載的提取分離方法中，在形成MX-HF-BFjS合物時(shí)，為了不 使絡(luò)合物變質(zhì)，需要預(yù)先將提取塔冷卻至_20°C?+30°C的低溫。而在添加分解助劑、通過 MX-HF-BF3絡(luò)合物的熱分解來單獨(dú)分離氟化氫和三氟化硼時(shí)，MX-HF-BF3絡(luò)合物也會(huì)因熱而 發(fā)生變質(zhì)，因此為了一邊抑制絡(luò)合物的變質(zhì)一邊快速進(jìn)行熱分解，需要預(yù)先使分解塔的塔 底為KKTC以上的高溫。然而，考慮到氟化氫的潛熱、分解助劑的潛熱等，要想將塔底維持在 高溫，存在會(huì)需要大量的能量的問題。
[0020] 因此，本發(fā)明的課題在于提供一種能夠在使用氟化氫和三氟化硼等超強(qiáng)酸從含有 1種以上烷基芳香族烴及其異構(gòu)體的混合物中提取分離烷基芳香族烴而分離出所期望的烷 基芳香族烴的方法中大幅度減少分離所需的能量的方法。
[0021] 此外，本發(fā)明的另一課題在于提供實(shí)施上述分離方法的分離裝置。
[0022] 用于解決問題的方案
[0023] 本發(fā)明人等為了解決上述問題而進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在使用氟化氫和三 氟化硼等特定的超強(qiáng)酸從混合二甲苯等含有多種異構(gòu)體的烷基芳香族烴中提取分離特定 的烷基芳香族烴時(shí)，通過使用特定的解吸劑分解烷基芳香族烴與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物，可以基 本不需要將前述烷基芳香族烴與超強(qiáng)酸分離時(shí)的加熱，結(jié)果能夠大幅度減少在工業(yè)上分離 MX等前述烷基芳香族烴時(shí)的能量。并且發(fā)現(xiàn)，根據(jù)該特定的解吸劑，即使不單獨(dú)分離超強(qiáng)酸 (例如，氟化氫和三氟化硼），也可以以解吸劑與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物的超強(qiáng)酸溶液的形式回收 超強(qiáng)酸，并維持絡(luò)合物狀態(tài)再次作為提取劑循環(huán)利用。本發(fā)明是基于該認(rèn)識(shí)而完成的。
[0024] SP，本發(fā)明如下。
[0025] [1]
[0026] -種烷基芳香族烴的分離方法，該方法包括下述工序：
[0027] 在含有1種以上前述烷基芳香族烴及其異構(gòu)體的混合物中添加第1稀釋劑和由超 強(qiáng)酸形成的提取劑，進(jìn)行酸堿提取，由此形成前述烷基芳香族烴與前述超強(qiáng)酸的絡(luò)合物，然 后從前述混合物中分離前述絡(luò)合物的工序；
[0028] 在前述絡(luò)合物中添加相對于前述烷基芳香族烴的相對堿度在0. 06?10的范圍的 解吸劑和第2稀釋劑，進(jìn)行前述烷基芳香族烴與前述解吸劑的絡(luò)合物交換，由此將前述烷 基芳香族烴從前述絡(luò)合物中分離的工序。
[0029] [2]
[0030] 根據(jù)上述[1]所述的烷基芳香族烴的分離方法，其還包括如下工序：將通過前述 絡(luò)合物交換而形成的解吸劑與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物與前述第2稀釋劑一同作為提取劑添加到 前述混合物中進(jìn)行循環(huán)利用的工序。
[0031] [3]
[0032] 根據(jù)上述[1]或[2]所述的方法，其包括如下工序：在前述絡(luò)合物中添加相對于 前述烷基芳香族烴的相對堿度在〇. 1?2. 0的范圍的解吸劑和第2稀釋劑，進(jìn)行前述烷基 芳香族烴與前述解吸劑的絡(luò)合物交換，由此將前述烷基芳香族烴從前述絡(luò)合物中分離的工 序。
[0033] [4]
[0034] 根據(jù)上述[1]?[3]中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，含有1種以上前述烷基芳香族 烴及其異構(gòu)體的混合物為C8的烷基苯、C9的烷基苯或ClO的烷基苯。
[0035] [5]
[0036] 根據(jù)上述[4]所述的方法，其中，含有1種以上前述烷基芳香族烴及其異構(gòu)體的混 合物為C8的烷基苯，并且前述烷基芳香族烴為間二甲苯。
[0037] [6]
[0038] 根據(jù)上述[1]?[5]中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，前述超強(qiáng)酸為布朗斯特酸與路 易斯酸的混合型超強(qiáng)酸。
[0039] [7]
[0040] 根據(jù)上述[6]所述的方法，其中，以前述混合物中的烷基芳香族烴的摩爾數(shù)/前述 絡(luò)合物中的路易斯酸的摩爾數(shù)為〇. 5?1. 5的范圍的量添加前述解吸劑與超強(qiáng)酸的絡(luò)合 物。
[0041] [8]
[0042] 根據(jù)上述[6]或[7]所述的方法，其中，以前述第1稀釋劑的容量/前述超強(qiáng)酸中 的路易斯酸的摩爾數(shù)為50mL/mol?500mL/mol的范圍的量添加前述第1稀釋劑。
[0043] [9]
[0044] 根據(jù)上述[6]?[8]中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，以按摩爾比計(jì)相對于前述烷基 芳香族烴與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物中的路易斯酸為1?15的范圍的量添加前述解吸劑。
[0045] [10]
[0046] 根據(jù)上述[1]?[9]中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，按質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，前述第2稀釋 劑相對于前述解吸劑的量為〇. 001?1的范圍。
[0047] [11]
[0048] 根據(jù)上述[1]?[10]中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，前述解吸劑的沸點(diǎn)為145°C? 400°C的范圍。
[0049] [12]
[0050] 根據(jù)上述[6]?[11]中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，前述路易斯酸為選自由三氟 化硼、五氟化鉭、五氟化鈮、四氟化鈦、五氟化磷、五氟化銻和六氟化鎢組成的組中的至少1 種路易斯酸。
[0051] [13]
[0052] 根據(jù)上述[6]?[12]中的任一項(xiàng)所述的方法,其中，前述布朗斯特酸為氟化氫,前 述路易斯酸為三氟化硼。
[0053] [14]
[0054] 根據(jù)上述[1]?[13]中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，前述第1稀釋劑和/或第2 稀釋劑為飽和脂肪族烴和/或飽和脂環(huán)式烴。
[0055] [15]
[0056] 根據(jù)上述[1]?[14]中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，前述第1稀釋劑和/或第2稀 釋劑為選自由異己烷、3-甲基戊烷、2-甲基己烷、2-乙基己烷、十氫化萘、四氫二環(huán)戊二烯、 乙基環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷和甲基環(huán)戊烷組成的組中的1種以上稀釋劑。
[0057] [16]
[0058] 根據(jù)上述[6]?[15]中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，前述超強(qiáng)酸的前述布朗斯特 酸相對于前述路易斯酸的比例按摩爾比計(jì)為5?20的范圍。
[0059] [17]
[0060] 一種具備酸堿提取塔和絡(luò)合物交換塔的烷基芳香族烴的分離裝置，其中，
[0061] 前述酸堿提取塔具備：供給含有1種以上烷基芳香族烴及其異構(gòu)體的混合物的 管；供給第1稀釋劑的管；供給從前述絡(luò)合物交換塔的塔底提取的解吸劑與超強(qiáng)酸的絡(luò)合 物溶液的管；將前述烷基芳香族烴以烷基芳香族烴與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物溶液的形式從前述酸 堿提取塔的塔底排出的管；以及，將由通過絡(luò)合物交換而分離的解吸劑、未提取的提取殘留 異構(gòu)體和稀釋劑形成的混合液從前述酸堿提取塔的塔頂排出的管，
[0062] 前述絡(luò)合物交換塔具備：供給從前述酸堿提取塔的塔底排出的前述烷基芳香族烴 與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物溶液的管；供給第2稀釋劑和解吸劑的管；將由所提取的前述烷基芳香 族烴、前述解吸劑和前述稀釋劑形成的混合液從前述絡(luò)合物交換塔的塔頂排出的管；以及， 將進(jìn)行絡(luò)合物交換后的解吸劑與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物溶液從前述絡(luò)合物交換塔的塔底排出的 管。
[0063] [18]
[0064] 根據(jù)上述[17]所述的裝置，其中，前述供給第2稀釋劑和解吸劑的管分為供給第 2稀釋劑的管和供給解吸劑的管。
[0065] [19]
[0066] 根據(jù)上述[17]或[18]所述的裝置，在前述絡(luò)合物交換塔中，使所供給的前述烷基 芳香族烴與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物溶液與所供給的前述第2稀釋劑和解吸劑的混合溶液逆流接 觸。
[0067] [20]
[0068] 根據(jù)上述[17]?[19]中的任一項(xiàng)所述的裝置，其還具備：對從前述絡(luò)合物交換塔 排出的由前述烷基芳香族烴、解吸劑和稀釋劑形成的混合液進(jìn)行蒸餾來將前述烷基芳香族 烴、解吸劑和稀釋劑分別分離的蒸餾塔。
[0069] [21]
[0070] 根據(jù)上述[17]?[20]中的任一項(xiàng)所述的裝置，其還具備：對從前述酸堿提取塔 排出的由前述解吸劑、未提取的提取殘留異構(gòu)體和稀釋劑形成的混合液進(jìn)行蒸餾來將解吸 齊IJ、提取殘留異構(gòu)體和稀釋劑分別分離的蒸餾塔。
[0071] 發(fā)明的效果
[0072] 根據(jù)本發(fā)明，在從含有1種以上烷基芳香族烴及其異構(gòu)體的混合物中提取分離烷 基芳香族烴來分離所期望的烷基芳香族烴的方法中，能夠大幅度減少分離所需的能量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0073] 圖1給出示出用于實(shí)施本發(fā)明的分離方法的分離裝置的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0074] 以下對用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式（以下稱為"本實(shí)施方式"）進(jìn)行詳細(xì)說明。需 要說明的是，本發(fā)明并不限定于以下的本實(shí)施方式，可以在其構(gòu)思的范圍內(nèi)實(shí)施各種變形。 另外，附圖中，相同要素標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記，省略重復(fù)說明。此外，上下左右等位置關(guān)系在 沒有特別聲明的情況下以附圖所示的位置關(guān)系為基準(zhǔn)。裝置、構(gòu)件的尺寸比率并不限于圖 示的比率。
[0075]〈烷基芳香族烴的分離方法〉
[0076] 本實(shí)施方式的烷基芳香族烴的分離方法包括下述工序：
[0077] 在含有1種以上烷基芳香族烴及其異構(gòu)體的混合物中添加第1稀釋劑和由超強(qiáng)酸 形成的提取劑，進(jìn)行酸堿提取，由此形成前述烷基芳香族烴與前述超強(qiáng)酸的絡(luò)合物，然后從 前述混合物中分離前述絡(luò)合物的工序；
[0078] 在前述絡(luò)合物中添加相對于前述烷基芳香族烴的相對堿度在0. 06?10的范圍的 解吸劑和第2稀釋劑，進(jìn)行前述烷基芳香族烴與前述解吸劑的絡(luò)合物交換，由此將前述烷 基芳香族烴從前述絡(luò)合物中分離的工序。
[0079] 本實(shí)施方式的烷基芳香族烴的分離方法通過從含有1種以上烷基芳香族烴及其 異構(gòu)體的混合物中選擇性提取并分離烷基芳香族烴，從而以高純度分離特定的烷基芳香族 烴。要想通過蒸餾操作從含有2種以上沸點(diǎn)差在20°C以內(nèi)的烷基芳香族烴的異構(gòu)體的混合 物中以高純度高效地分離特定的烷基芳香族烴，需要高度的精密蒸餾，因此從制造成本、裝 置規(guī)模等工業(yè)的角度來看并不現(xiàn)實(shí)。本實(shí)施方式的分離方法特別適合從這種含有沸點(diǎn)相近 的多種異構(gòu)體的烷基芳香族烴類中分離特定的烷基芳香族烴。
[0080] 根據(jù)本實(shí)施方式的分離方法，在含有1種以上烷基芳香族烴及其異構(gòu)體的混合物 中添加稀釋劑和作為提取劑的超強(qiáng)酸，進(jìn)行酸堿提取，由此從前述混合物中得到以高純度 含有烷基芳香族烴與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物的提取液。然后，在該提取液中添加相對堿度在特定 范圍的解吸劑，進(jìn)行絡(luò)合物交換，由此能夠從前述提取液中分離高純度的烷基芳香族烴。并 且，由于使通過絡(luò)合物交換而形成的解吸劑與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物再次返回前述混合物而形成 烷基芳香族烴與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物，因此能夠?qū)Τ瑥?qiáng)酸進(jìn)行循環(huán)利用而無需單獨(dú)分離。進(jìn)而， 根據(jù)上述方法，能夠?qū)⒔馕鼊┡c超強(qiáng)酸的絡(luò)合物作為提取劑進(jìn)行循環(huán)利用而無需進(jìn)行熱分 解，因此不像以往那樣需要熱量用于分解烷基芳香族烴與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物并單獨(dú)分離超強(qiáng) 酸。結(jié)果，能夠大幅度減少分離烷基芳香族烴時(shí)的能量。
[0081] [含有1種以上烷基芳香族烴及其異構(gòu)體的混合物]
[0082] 作為本實(shí)施方式中使用的含有1種以上烷基芳香族烴及其異構(gòu)體的混合物，沒有 特別限定，從沸點(diǎn)相近的異構(gòu)體的數(shù)量的角度來看，優(yōu)選C8的烷基苯、C9的烷基苯或ClO的 烷基苯。C8的烷基苯是指含有選自由對二甲苯（PX)、間二甲苯（MX)、鄰二甲苯（OX)和乙苯 組成的組中的2種以上的混合物，C9的燒基苯是指含有選自由異丙基苯、正丙基苯、乙基甲 苯異構(gòu)體（2-異構(gòu)體、3-異構(gòu)體、4-異構(gòu)體）和三甲苯異構(gòu)體（1,2, 4-異構(gòu)體、1,2, 3-異 構(gòu)體）組成的組中的2種以上的混合物，ClO的烷基苯是指含有選自由異杜烯（isodurene， 1，2, 3, 5-異構(gòu)體）和除此之外的四甲苯（1，2, 4, 5-異構(gòu)體、1，2, 3, 4-異構(gòu)體）、以及二甲基 乙苯（1，3_二甲基-5-乙基異構(gòu)體、1，4_二甲基-2-乙基異構(gòu)體、1，3_二甲基-4-乙基異 構(gòu)體、1，2 - _甲基-4-乙基異構(gòu)體、1，3- _甲基-2-乙基異構(gòu)體、1，2- _甲基-3-乙基異構(gòu) 體）組成的組中的2種以上的混合物。在本實(shí)施方式中，作為原料，使用上述烷基芳香族烴 類的異構(gòu)體的混合物，但也可以含有異構(gòu)體以外的化合物，相對于全部混合物，烷基芳香族 烴類按質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)優(yōu)選含有90%以上。
[0083] 本實(shí)施方式的分離方法從上述這種含有沸點(diǎn)差小的異構(gòu)體的烷基芳香族烴類的 混合物中選擇性提取并分離出混合物中堿性最強(qiáng)的烷基芳香族烴（以下也稱為"特定烷基 芳香族烴"。）。上述C8的烷基苯類當(dāng)中堿性最強(qiáng)的是MX，C9的烷基苯類當(dāng)中堿性最強(qiáng)的 是均三甲苯，ClO的烷基苯類當(dāng)中堿性最強(qiáng)的是異杜烯。因此，在本實(shí)施方式的方法中，使 用C8的烷基苯類作為原料時(shí)提取分離的是MX，使用C9的烷基苯類作為原料時(shí)提取分離的 是均三甲苯，使用ClO的烷基苯類作為原料時(shí)提取分離的是異杜烯。
[0084] [酸堿提取工序]
[0085] 本實(shí)施方式的烷基芳香族烴的分離方法包括下述工序：
[0086] 在含有1種以上烷基芳香族烴及其異構(gòu)體的混合物中添加第1稀釋劑和由超強(qiáng)酸 形成的提取劑，進(jìn)行酸堿提取，由此形成前述烷基芳香族烴與前述超強(qiáng)酸的絡(luò)合物，然后從 前述混合物中分離前述絡(luò)合物的工序（酸堿提取工序）。
[0087](用作提取劑的超強(qiáng)酸）
[0088] 在本實(shí)施方式的分離方法中，首先，在至少含有1種以上上述特定烷基芳香族烴 及其異構(gòu)體的混合物中添加作為提取劑的超強(qiáng)酸。在此，"超強(qiáng)酸"是指顯示比哈米特的酸 度函數(shù)H°為-11. 93的100%硫酸還要強(qiáng)的酸強(qiáng)度的酸。此外，"超強(qiáng)酸"不僅包括單獨(dú)的 酸，也包括酸的溶液。超強(qiáng)酸與混合物當(dāng)中堿性最強(qiáng)的烷基芳香族烴形成絡(luò)合物。在含有 該絡(luò)合物（以下也稱為"烷基芳香族烴-超強(qiáng)酸絡(luò)合物"）的混合物中添加稀釋劑，對混合 物中除特定烷基芳香族烴以外的成分進(jìn)行汽提，由此能夠以絡(luò)合物的狀態(tài)從混合物中提取 特定烷基芳香族烴。
[0089] 作為用作提取劑的超強(qiáng)酸，沒有特別限定，對于布朗斯特酸，例如可列舉出：氟硫 酸（FSO 3H)、三氟甲磺酸（CF3SO3H)。此外，也可以使用布朗斯特酸與路易斯酸組合而成的混 合型的超強(qiáng)酸。作為混合型超強(qiáng)酸，例如可列舉出作為布朗斯特酸的選自由氟化氫（HF)、鹽 酸（HCl)、氟硫酸（FSO 3H)、三氟甲磺酸（CF3SO3H)和硫酸（H2SO 4)組成的組中的至少一種以 上的酸與作為路易斯酸的選自由五氟化銻（SbF5)、三氟化硼（BF 3)、氯化鋁（AlCl3)、五氟化 鉭（TaF5)、五氟化鈮（NbF 5)、四氟化鈦（TiF4)和五氟化磷（PF5)組成的組中的至少一種以上 的酸組合而成的超強(qiáng)酸。
[0090] 上述超強(qiáng)酸當(dāng)中，從超強(qiáng)酸的循環(huán)利用的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選烷基芳香族烴-超強(qiáng)酸 絡(luò)合物在-50°C?+20°C的溫度范圍內(nèi)以液態(tài)存在這樣的超強(qiáng)酸。例如，優(yōu)選使用氟化氫與 上述路易斯酸的混合物，更優(yōu)選氟化氫（HF)與三氟化硼（BF3)的混合物、氟化氫（HF)與五 氟化鉭（TaF 5)的混合物、氟化氫（HF)與五氟化鈮（NbF5)的混合物、氟化氫（HF)與四氟化鈦 (TiF 4)的混合物、氟化氫（HF)與五氟化磷（PF5)的混合物、氟化氫（HF)與五氟化銻（SbF5) 的混合物、氟化氫（HF)與六氟化鎢（WF 6)的混合物，這些當(dāng)中，特別優(yōu)選工業(yè)上有實(shí)際使用 的超強(qiáng)酸即氟化氫（HF)與三氟化硼（BF3)的混合物。
[0091] 需要說明的是，在-50°c?+20°C的溫度范圍內(nèi)以液態(tài)存在是指，在該溫度范圍所 涵蓋的任一溫度下為液態(tài)即可，不需要在整個(gè)溫度范圍內(nèi)為液態(tài)。
[0092] 使用上述布朗斯特酸與路易斯酸的混合物作為超強(qiáng)酸時(shí)，優(yōu)選以烷基芳香族 烴-超強(qiáng)酸絡(luò)合物、后述的絡(luò)合物交換反應(yīng)后的解吸劑-超強(qiáng)酸絡(luò)合物能夠維持絡(luò)合物狀 態(tài)而不會(huì)釋放路易斯酸（氣體）的量添加。具體而言，優(yōu)選超強(qiáng)酸中的布朗斯特酸相對于 路易斯酸的摩爾比（布朗斯特酸的摩爾數(shù)/路易斯酸的摩爾數(shù)）為5?50的范圍，更優(yōu)選 為5?20的范圍。超強(qiáng)酸中的布朗斯特酸相對于路易斯酸的摩爾比在上述范圍內(nèi)時(shí)，存在 能夠一邊維持形成絡(luò)合物的反應(yīng)容器的容積效率一邊穩(wěn)定維持烷基芳香族烴-超強(qiáng)酸絡(luò) 合物和/或解吸劑-超強(qiáng)酸絡(luò)合物的傾向。此外，由于能夠有效抑制路易斯酸以氣體形式 從超強(qiáng)酸絡(luò)合物溶液中釋放，因此存在能夠減少烷基芳香族烴、解吸劑向含有稀釋劑、提取 殘留物的油相側(cè)移動(dòng)的量的傾向。此外，以上述比例使用氟化氫作為布朗斯特酸時(shí)，能夠容 易地將解吸劑-超強(qiáng)酸絡(luò)合物控制為液態(tài)，因此特別優(yōu)選。
[0093](酸堿提取工序中使用的第1稀釋劑）
[0094] 在本說明書中，將酸堿提取工序中使用的稀釋劑稱為"第1稀釋劑"，將絡(luò)合物交 換工序中的稀釋劑稱為"第2稀釋劑"。需要說明的是，單純記為"稀釋劑"時(shí)，或者表示各 個(gè)單獨(dú)的稀釋劑，或者表示第1稀釋劑與第2稀釋劑的混合物。
[0095] 酸堿提取工序中添加的第1稀釋劑優(yōu)選以足以對通過提取劑所提取的成分中除 絡(luò)合物以外的成分、即通過絡(luò)合物所物理溶解的除特定烷基芳香族烴以外的烷基芳香族烴 類進(jìn)行汽提的量添加。此外，如后所述對解吸劑-超強(qiáng)酸絡(luò)合物行循環(huán)利用時(shí)，第1稀釋劑 優(yōu)選以足以使解吸劑-超強(qiáng)酸絡(luò)合物進(jìn)行絡(luò)合物交換形成特定烷基芳香族烴-超強(qiáng)酸絡(luò)合 物的量添加。
[0096] 作為第1稀釋劑，只要溶解烷基芳香族烴類就可以沒有特別限制地使用，但從抑 制烷基芳香族烴在超強(qiáng)酸的存在下發(fā)生的歧化反應(yīng)、聚合等副反應(yīng)的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選使用 脂肪族或脂環(huán)式的飽和烴。作為脂肪族或脂環(huán)式的飽和烴，例如可列舉出：正己烷、正庚烷、 正癸烷、異己烷、3-甲基戊烷、2-甲基己烷、2-乙基己烷、順-十氫化萘、四氫二環(huán)戊二烯、 乙基環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、甲基環(huán)戊烷、順-1，2-二甲基環(huán)己烷、1，3-二甲基金剛烷、十氫苊 等，這些可以單獨(dú)使用或混合使用2種以上。
[0097] 可以在上述飽和烴的基礎(chǔ)上組合使用不含季碳原子的其他飽和烴，該情況下，有 時(shí)裝置的容積效率會(huì)降低。此外，上述第1稀釋劑中優(yōu)選不含具有不飽和鍵的雜質(zhì)，含有 碳、氫以外的原子的雜質(zhì)。
[0098] 此外，上述飽和烴當(dāng)中，從抑制歧化反應(yīng)的角度來看，更優(yōu)選異己烷、3-甲基戊烷、 2-甲基己烷、2-乙基己烷、順-十氫化萘、四氫二環(huán)戊二烯、乙基環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、甲基 環(huán)戊烷、順-1，2-二甲基環(huán)己烷、1，3-二甲基金剛烷、十氫苊，特別優(yōu)選甲基環(huán)戊烷、順-十 氫化萘、十氫苊、順-1，2-二甲基環(huán)己烷、1，3-二甲基金剛烷、十氫苊。
[0099][絡(luò)合物交換工序]
[0100] 本實(shí)施方式的烷基芳香族烴的分離方法包括下述工序：
[0101] 在前述絡(luò)合物中添加相對于前述烷基芳香族烴的相對堿度在〇. 06?10的范圍的 解吸劑和第2稀釋劑，進(jìn)行前述烷基芳香族烴與前述解吸劑的絡(luò)合物交換，由此將前述烷 基芳香族烴從前述絡(luò)合物中分離的工序（絡(luò)合物交換工序）。
[0102](解吸劑）
[0103] 通過酸堿提取工序以烷基芳香族烴-超強(qiáng)酸絡(luò)合物的形式提取分離的烷基芳香 族烴通過在絡(luò)合物中添加特定的解吸劑而進(jìn)行絡(luò)合物狀態(tài)的交換（絡(luò)合物交換），所期望 的烷基芳香族烴被分離。即，在烷基芳香族烴-超強(qiáng)酸絡(luò)合物與絡(luò)合物交換的后的解吸 劑-超強(qiáng)酸絡(luò)合物之間，以下這種平衡反應(yīng)成立。
[0104] [化學(xué)式1]
[0105]

【權(quán)利要求】
1. 一種烷基芳香族烴的分離方法，該方法包括下述工序： 在含有1種以上所述烷基芳香族烴及其異構(gòu)體的混合物中添加第1稀釋劑和由超強(qiáng)酸 形成的提取劑，進(jìn)行酸堿提取，由此形成所述烷基芳香族烴與所述超強(qiáng)酸的絡(luò)合物，然后從 所述混合物中分離所述絡(luò)合物的工序； 在所述絡(luò)合物中添加相對于所述烷基芳香族烴的相對堿度在0. 06?10的范圍的解吸 劑和第2稀釋劑，進(jìn)行所述烷基芳香族烴與所述解吸劑的絡(luò)合物交換，由此將所述烷基芳 香族烴從所述絡(luò)合物中分離的工序。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括如下工序：將通過所述絡(luò)合物交換而形成的 解吸劑與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物與所述第2稀釋劑一同作為提取劑添加到所述混合物中進(jìn)行循 環(huán)利用的工序。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其包括如下工序：在所述絡(luò)合物中添加相對于所 述烷基芳香族烴的相對堿度在〇. 1?2. 0的范圍的解吸劑和第2稀釋劑，進(jìn)行所述烷基芳 香族烴與所述解吸劑的絡(luò)合物交換，由此將所述烷基芳香族烴從所述絡(luò)合物中分離的工 序。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，含有1種以上所述烷基芳香族烴 及其異構(gòu)體的混合物為C8的烷基苯、C9的烷基苯或C10的烷基苯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，含有1種以上所述烷基芳香族烴及其異構(gòu)體的混 合物為C8的烷基苯，并且所述烷基芳香族烴為間二甲苯。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述超強(qiáng)酸為布朗斯特酸與路易 斯酸的混合型超強(qiáng)酸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，以所述混合物中的烷基芳香族烴的摩爾數(shù)/所 述絡(luò)合物中的路易斯酸的摩爾數(shù)為〇. 5?1. 5的范圍的量添加所述解吸劑與超強(qiáng)酸的絡(luò)合 物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，以所述第1稀釋劑的容量/所述超強(qiáng)酸中的 路易斯酸的摩爾數(shù)為50mL/mol?500mL/mol的范圍的量添加所述第1稀釋劑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6?8中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，以按摩爾比計(jì)相對于所述烷基芳 香族烴與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物中的路易斯酸為1?15的范圍的量添加所述解吸劑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1?9中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，按質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，所述第2稀釋劑 相對于所述解吸劑的量為〇. 001?1的范圍。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1?10中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述解吸劑的沸點(diǎn)為145°c? 400°C的范圍。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6?11中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述路易斯酸為選自由三氟化 硼、五氟化鉭、五氟化鈮、四氟化鈦、五氟化磷、五氟化銻和六氟化鎢組成的組中的至少1種 路易斯酸。
13. 根據(jù)權(quán)利要求6?12中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述布朗斯特酸為氟化氫，所 述路易斯酸為三氟化硼。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1?13中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第1稀釋劑和/或第2稀 釋劑為飽和脂肪族烴和/或飽和脂環(huán)式烴。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1?14中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第1稀釋劑和/或第2稀 釋劑為選自由異己烷、3-甲基戊烷、2-甲基己烷、2-乙基己烷、十氫化萘、四氫二環(huán)戊二烯、 乙基環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷和甲基環(huán)戊烷組成的組中的1種以上稀釋劑。
16. 根據(jù)權(quán)利要求6?15中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述超強(qiáng)酸的所述布朗斯特酸 相對于所述路易斯酸的比例按摩爾比計(jì)為5?20的范圍。
17. -種具備酸堿提取塔和絡(luò)合物交換塔的烷基芳香族烴的分離裝置，其中， 所述酸堿提取塔具備：供給含有1種以上烷基芳香族烴及其異構(gòu)體的混合物的管；供 給第1稀釋劑的管；供給從所述絡(luò)合物交換塔的塔底提取的解吸劑與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物溶液 的管；將所述烷基芳香族烴以烷基芳香族烴與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物溶液的形式從所述酸堿提取 塔的塔底排出的管；以及，將由通過絡(luò)合物交換而分離的解吸劑、未提取的提取殘留異構(gòu)體 和稀釋劑形成的混合液從所述酸堿提取塔的塔頂排出的管， 所述絡(luò)合物交換塔具備：供給從所述酸堿提取塔的塔底排出的所述烷基芳香族烴與超 強(qiáng)酸的絡(luò)合物溶液的管；供給第2稀釋劑和解吸劑的管；將由所提取的所述烷基芳香族烴、 所述解吸劑和所述稀釋劑形成的混合液從所述絡(luò)合物交換塔的塔頂排出的管；以及，將進(jìn) 行絡(luò)合物交換后的解吸劑與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物溶液從所述絡(luò)合物交換塔的塔底排出的管。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述供給第2稀釋劑和解吸劑的管分為供給第 2稀釋劑的管和供給解吸劑的管。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的裝置，在所述絡(luò)合物交換塔中，使所供給的所述烷基 芳香族烴與超強(qiáng)酸的絡(luò)合物溶液與所供給的所述第2稀釋劑和解吸劑的混合溶液逆流接 觸。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17?19中的任一項(xiàng)所述的裝置，其還具備：對從所述絡(luò)合物交換塔 排出的由所述烷基芳香族烴、解吸劑和稀釋劑形成的混合液進(jìn)行蒸餾來將所述烷基芳香族 烴、解吸劑和稀釋劑分別分離的蒸餾塔。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17?20中的任一項(xiàng)所述的裝置，其還具備：對從所述酸堿提取塔 排出的由所述解吸劑、未提取的提取殘留異構(gòu)體和稀釋劑形成的混合液進(jìn)行蒸餾來將解吸 齊U、提取殘留異構(gòu)體和稀釋劑分別分離的蒸餾塔。
【文檔編號】C07C25/13GK104411666SQ201380034869
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】西內(nèi)潤也, 長尾伸一, 田中義孝, 北村光晴, 岡弘明 申請人:三菱瓦斯化學(xué)株式會(huì)社