BRPI0721567A2 - Process for the production of para-xylene - Google Patents

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BRPI0721567A2
BRPI0721567A2 BRPI0721567-3A BRPI0721567A BRPI0721567A2 BR PI0721567 A2 BRPI0721567 A2 BR PI0721567A2 BR PI0721567 A BRPI0721567 A BR PI0721567A BR PI0721567 A2 BRPI0721567 A2 BR PI0721567A2
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Edwin P Boldingh
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Abstract

PROCESSO PARA A PRODUÇçO DE PARA-XILENO.É revelado um processo aperfeiçoado para o desproporcionamento seletivo de tolueno. O processo seletivamente usa um catalisador de desproporcionamento compreendendo zeólita do tipo pentasila tal como MFI que é ligada com fosfato de alumínio. Condução do processo em uma conversão de tolueno maior do que 30% em peso em uma razão de hidrogênio-para-hidrocarboneto menor do que 3,0, e especialmente uma razão de 0,1 a 1,0, aperfeiçoa o rendimento máximo para para-xileno. Rejuvenescimento periódico pelo aumento da razão de hidrogênio-para- hidrocarboneto remove alguns depósitos de carbono e restaura a atividade do catalisador. Um gás diluente inerte também auxilia na pré-coqueificação seletiva do catalisado.PROCESS FOR THE PRODUCTION OF PAR-XYLENE. An improved process for the selective disproportionation of toluene is disclosed. The process selectively uses a disproportionate catalyst comprising pentasyl-type zeolite such as MFI which is alloyed with aluminum phosphate. Conducting the process at a toluene conversion of greater than 30 wt% at a hydrogen-to-hydrocarbon ratio of less than 3.0, and especially a ratio of 0.1 to 1.0, optimizes the maximum yield for -xylene. Periodic rejuvenation by increasing the hydrogen-to-hydrocarbon ratio removes some carbon deposits and restores catalyst activity. An inert diluent gas also assists in selective catalyst pre-coking.

Description

"PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE PARA-XILENO" FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO Esta invenção refere-se a um processo aperfeiçoado para a conversão de hidrocarbonetos aromáticos, tal como conversão de tolueno em para-xileno. Mais especificamente, a presente invenção concerne às seletivação e operação de um processo de desproporcionamento em níveis baixos de hidrogênio para permitir formação de coque favorável e conversãoBACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to an improved process for the conversion of aromatic hydrocarbons, such as the conversion of toluene to para-xylene. More specifically, the present invention concerns the selectivation and operation of a disproportionate process at low hydrogen levels to enable favorable coke formation and conversion.

de aromáticos.of aromatics.

Os isômeros de xileno são produzidos em volumes grandes a partir de petróleo como matérias-primas para uma variedade de compostos químicos industriais importantes. O mais importante dos isômeros de xileno é para-xileno, a carga de alimentação principal para poliéster que continua a gozar de uma taxa de crescimento alta da demanda base extensa. Orto-xileno é usado para produzir anidrido itálico, que tem mercados de volume alto não obstante desenvolvidos. Meta-xileno é usado em volumes menores mas crescentes para tais produtos como plastificantes, corantes azo e conservantes de madeira. Etil-benzeno geralmente está presente em misturas de xileno e é ocasionalmente recuperado para produção de estireno, mas costumeiramente é considerado um componente menos desejável de aromáticos C8. Dentre os hidrocarbonetos aromáticos, a importância total dosXylene isomers are produced in large volumes from petroleum as raw materials for a variety of important industrial chemical compounds. The most important of the xylene isomers is para-xylene, the main polyester feedstock that continues to enjoy a high growth rate from extensive base demand. Ortho-xylene is used to produce italic anhydride, which has high volume markets nevertheless developed. Methylene is used in smaller but increasing volumes for such products as plasticizers, azo dyes and wood preservatives. Ethyl benzene is generally present in xylene mixtures and is occasionally recovered for styrene production, but is usually considered a less desirable component of C8 aromatics. Among aromatic hydrocarbons, the full importance of

xilenos rivaliza com a do benzeno como uma carga de alimentação para compostos químicos industriais. Nem os xilenos nem benzeno são produzidos a partir de petróleo pela refomia de nafta em volume suficiente para atender à demanda, e conversão de outros hidrocarbonetos é necessária para aumentar o rendimento de xilenos e benzeno. Freqüentemente tolueno é seletivamente desproporcionado para dar benzeno e aromáticos C8 dos quais os isômeros dexylenes rivals that of benzene as a feedstock for industrial chemical compounds. Neither xylenes nor benzene are produced from petroleum by naphta remediating in sufficient volume to meet demand, and conversion of other hydrocarbons is required to increase xylene and benzene yield. Often toluene is selectively disproportionate to give benzene and C8 aromatics of which the isomers of

xileno individuais são recuperados.Individual xylene are recovered.

Um objetivo corrente de muitos complexos petroquímicos eA current goal of many petrochemical complexes and

aromáticos é aumentar o rendimento de xilenos e desenfatizar a produção de 15aromatics is to increase the yield of xylenes and to de-emphasize the production of 15

benzeno. Demanda está crescendo mais rapidamente para derivados de xdeno do que para derivados de benzeno. Modificações de refinaria estão sendo realizadas para reduzir o teor de benzeno da gasolina em pa.ses industrializados, o que aumentará o fornecimento de benzeno disponível para atender à demanda. Um rendimento mais alto de xilenos às custas de benzeno é portanto um objetivo favorável, e processos para converter tolueno têm s>dobenzene. Demand is growing faster for xdene derivatives than for benzene derivatives. Refinery modifications are being made to reduce the benzene content of gasoline in industrialized countries, which will increase the supply of benzene available to meet demand. A higher yield of xylenes at the expense of benzene is therefore a favorable goal, and processes for converting toluene have been>

comercializados para obter rendimentos altos de xileno.marketed for high xylene yields.

US 4.016.219 revela um processo para desproporcionamentoUS 4,016,219 discloses a process for disproportionate

de tolueno usando um catalisador compreendendo zeólita que tem sidoof toluene using a catalyst comprising zeolite that has been

modificado pela adição de fósforo em uma quantidade de pelo menos 0,5%modified by the addition of phosphorus in an amount of at least 0,5%

em massa. Os cristais da zeólita são contatados com um composto de fosforoin large scale. The zeolite crystals are contacted with a phosphorus compound.

para efetuar uma reação da zeólita e o composto de fósforo. A zeohtato effect a reaction of the zeolite and the phosphorus compound. The zeohta

modificada pode ser então inco,porada em materiais de matriz indicados. USThe modified material may then be inoculated into indicated matrix materials. US

4 097 543 revela desproporcionamento de tolueno para a produção selet.va deNo. 4,097,543 discloses disproportionate toluene for the selective production of

para-xileno usando uma zeólita que tem sofrido pré-coqueificação controlada.para-xylene using a zeolite that has undergone controlled pre-coking.

A zeólita pode ser íon-trocada com uma variedade de elementos dos GruposZeolite can be ion exchanged with a variety of elements from

IB a VIII e composta com uma variedade de argilas e outros matenats deIB to VIII and composed of a variety of clays and other matenats of

2020

matrizmatrix

2525

US 4.182.923 revela um processo para desproporcionamento de tolueno com uma conversão alta do tolueno a benzeno e para-xileno pelo uso de uma zeólita de aluminossilicato de razão de sílica para alumina acuna de 12 e que tem sido modificada pelo tratamento com hidrogeno-fosfato de amônio para depositar fósforo. US 4.629.717 releva i, hidrogel de alununa modificada com fósforo formada pela gelificação de um hidrossol homogêneo. O compósito tem uma área superficial relativamente alta de 140 a 450 m2/g e seletividade e atividade elevadas em testes de conversão de 1-US 4,182,923 discloses a process for toluene disproportionation with a high conversion of toluene to benzene and para-xylene by the use of a silica to alumina ratio aluminosilicate zeolite of 12 and which has been modified by hydrogen phosphate treatment. of ammonium to deposit phosphorus. US 4,629,717 releva, phosphorus-modified pupil hydrogel formed by the gelation of a homogeneous hydrosol. The composite has a relatively high surface area of 140 to 450 m2 / g and high selectivity and activity in 1–2 conversion tests.

hepteno.heptene.

US 6 114 592 releva uma combinação de processo aperfeiçoada para o desproporcionamento de tolueno. A combinação compreende hidrogenação seletiva de uma carga de alimentação de tolueno seguida por um catalisador zeolítico. US 6.359.185 releva um catalisador zeolítico gotejado em óleo em uma aglutinante de fosfato de alumínio amorfoUS 6 114 592 discloses an improved process combination for toluene disproportionation. The combination comprises selective hydrogenation of a toluene feedstock followed by a zeolitic catalyst. US 6,359,185 discloses an oil dripped zeolitic catalyst in an amorphous aluminum phosphate binder

que intensifica a seletividade.which intensifies selectivity.

US 6.191.331 releva um método de pré-coqueificação que6,191,331 discloses a method of precoking

evita um aumento de temperatura grande pelo uso de uma pressão baixa na presença de nitrogênio e em uma razão baixa de hidrogênio-para- hidrocarboneto. US 6.429.347 releva que condução de um processo em uma razão de hidrogênio-para-hidrocarboneto entre 0,2 e 0,5 melhora a seletividade de para-xileno e diminui a seletividade de benzeno.avoids a large temperature rise by using low pressure in the presence of nitrogen and in a low hydrogen-to-hydrocarbon ratio. US 6,429,347 discloses that conducting a process at a hydrogen-to-hydrocarbon ratio between 0.2 and 0.5 improves para-xylene selectivity and decreases benzene selectivity.

Trabalhadores no campo de desproporcionamento de aromáticos continuam a procurar processos e catalisadores tendo conversão excepcionalmente alta para para-xileno a partir de tolueno combinado comAromatic disproportionate workers continue to look for processes and catalysts having exceptionally high conversion to para-xylene from toluene combined with

seletividade e estabilidade favoráveis.favorable selectivity and stability.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO Um objetivo da presente invenção é fornecer um processo aperfeiçoado para o desproporcionamento de hidrocarbonetos aromáticos. Um objetivo específico é obter um rendimento maximamente alto de xilenos porSUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an improved process for the disproportionation of aromatic hydrocarbons. A specific objective is to obtain a maximally high yield of xylenes per

desproporcionamento seletivo de tolueno.selective disproportionation of toluene.

Esta invenção é baseada na descoberta surpreendente de que operação em níveis baixos de hidrogênio-para-hidrocarboneto promove rendimentos aumentados de para-xileno pela permissão da operação em conversão mais elevada de tolueno do que usado previamente. Níveis baixos de hidrogênio também aperfeiçoam o condicionamento e a pré-coqueificação seletiva de catalisadores zeolíticos quando combinados com um diluenteThis invention is based on the surprising discovery that operation at low hydrogen-to-hydrocarbon levels promotes increased yields of para-xylene by permitting the higher toluene conversion operation than previously used. Low hydrogen levels also improve conditioning and selective pre-coking of zeolitic catalysts when combined with a diluent.

nitrogênio antes do uso no processo de conversão alta.nitrogen before use in the high conversion process.

A presente invenção é direcionada a um processo para a produção de xileno compreendendo uma zona de desproporcionamento seletivo em condições compreendendo um nível de conversão de tolueno maior do que 30% em peso e razão de hidrogênio-para-hidrocarboneto de 0,1 a 1,0. Na zona de desproporcionamento a corrente é contatada com um catalisador de desproporcionamento em condições de desproporcionamento. Quando a temperatura de entrada de desproporcionamento tem aumentado em pelo menos 20°C acima da temperatura de entrada de desproporcionamento, o catalisador de desproporcionamento é rejuvenescido pelo aumento da razão de hidrogênio-para-hidrocarboneto em pelo menos 0,5. O catalisador de desproporcionamento preferivelmente compreende um aluminossilicato zeolítico pentasila, mais preferivelmente MFI. Este catalisador é submetido a uma etapa de pré-coqueificação antes de seu uso na zona de desproporcionamento com o propósito de aumentar sua seletividade para para-xileno no produto além de sua concentração de equilíbrio.The present invention is directed to a process for the production of xylene comprising a selective disproportionate zone under conditions comprising a toluene conversion level greater than 30 wt% and hydrogen to hydrocarbon ratio of 0.1 to 1, 0 In the disproportionate zone the current is contacted with a disproportionate catalyst under disproportionate conditions. When the disproportionate inlet temperature has increased by at least 20 ° C above the disproportionate inlet temperature, the disproportionate catalyst is rejuvenated by increasing the hydrogen-to-hydrocarbon ratio by at least 0.5. The disproportionate catalyst preferably comprises a pentasyl zeolitic aluminosilicate, more preferably MFI. This catalyst undergoes a pre-coking step prior to its use in the disproportionate zone for the purpose of increasing its para-xylene selectivity in the product beyond its equilibrium concentration.

Estes bem como outros objetivos e modalidades se tornarãoThese as well as other objectives and modalities will become

evidentes a partir da descrição detalhada da invenção. FIG. 1 mostra os rendimentos de para-xileno em várias razõesevident from the detailed description of the invention. FIG. 1 shows para-xylene yields in various ratios

de hidrogênio-para-hidrocarboneto como aumentos de conversão de toluenohydrogen-to-hydrocarbon emissions as toluene conversion increases

sobre catalisador seletivamente pré-coqueificado.on selectively precoking catalyst.

FIG. 2 mostra os rendimentos de benzeno em várias razões deFIG. 2 shows benzene yields in various ratios of

hidrogênio-para-hidrocarboneto como aumentos de conversão de toluenohydrogen-to-hydrocarbon as toluene conversion increases

sobre catalisador seletivamente pré-eoqueificado.on selectively preheated catalyst.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDASDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

Uma modalidade ampla da presente invenção é um processo de desproporcionamento seletivo de tolueno operando em razão baixa de hidrogênio-para-hidrocarboneto para seletividade aumentada para para-xileno. Conformemente, um elemento necessário do processo é um catalisador zeolítico que tem sido submetido a uma etapa de pré-coqueificação, antes de seu uso para desproporcionamento, com o propósito de depositar uma concentração controlada de carbono sobre o catalisador e aumentar a seletividade de para-xileno. O teor de para-xileno do produto rico em para- xileno do desproporcionamento da presente invenção está acima de sua concentração de equilíbrio em condições de desproporcionamento.A broad embodiment of the present invention is a selective toluene disproportionation process operating at low hydrogen-to-hydrocarbon ratio for increased para-xylene selectivity. Accordingly, a necessary element of the process is a zeolitic catalyst which has been subjected to a pre-coking step prior to its use for disproportionation with the purpose of depositing a controlled concentration of carbon on the catalyst and increasing para-selectivity. xylene. The para-xylene content of the disproportionate para-xylene rich product of the present invention is above its equilibrium concentration under disproportionate conditions.

A zona de processo de desproporcionamento seletivo da presente invenção compreende uma peneira molecular e um óxido inorgânico refratário. As peneiras moleculares são aluminossilicatos zeolíticos, ou zeólitas, que podem ser qualquer uma daquelas que têm uma razão de SiCVAl2O3 maior do que 10, preferivelmente maior do que 20, e um diâmetro de poro de 0,5 a ,8 nanômetros (nm). Exemplos específicos de zeólitas que podem ser usadas são os tipos MFI, MEL, EUO, FER, MFS, MTT, MTW, ΤΟΝ, MOR e FAU de zeólitas. Zeólitas pentasila MFI, MEL, MTW e TON são preferidas, e zeólitas do tipo MFI, freqüentemente designadas ZSM-5, sãoThe selective disproportionate process zone of the present invention comprises a molecular sieve and a refractory inorganic oxide. Molecular sieves are zeolitic aluminosilicates, or zeolites, which may be any of those having a SiCVAl2O3 ratio greater than 10, preferably greater than 20, and a pore diameter of 0.5 to, 8 nanometers (nm). Specific examples of zeolites that may be used are the zeolite types MFI, MEL, EUO, FER, MFS, MTT, MTW, OR, MOR and FAU. Menta, MEL, MTW and TON pentasila zeolites are preferred, and MFI type zeolites, often referred to as ZSM-5, are

especialmente preferidas.especially preferred.

A preparação da zeólita do tipo MFI preferido é bemPreparation of the preferred MFI type zeolite is well

conhecido na arte. A zeólita preferivelmente é preparada por cristalização de uma mistura contendo uma fonte de alumina, uma fonte de sílica, uma fonte de metal alcalino, água e um composto de alquil-amônio ou seu precursor.Known in the art. The zeolite is preferably prepared by crystallization of a mixture containing an alumina source, a silica source, an alkali metal source, water and an alkyl ammonium compound or precursor thereof.

Uma matriz ou aglutinante refratário(a) é utilizado(a) para facilitar a fabricação do catalisador de desproporcionamento, proporcionar resistência e reduzir custos de fabricação. O aglutinante deve ser uniforme em composição e relativamente refratário às condições usadas no processo. Aglutinantes adequados incluem óxidos inorgânicos tais como um ou mais de alumina, magnésia, zircônia, crômia, titânia, bória, tória, óxido de fósforo, óxido de zinco e sílica. Alumina e/ou sílica são aglutinantes preferidos. A quantidade de zeólita presente no catalisador aglutinado pode variar consideravelmente mas costumeiramente está presente em uma quantidade de a 90% em massa e preferivelmente de 50 a 80% em massa do catalisador.A refractory matrix or binder (a) is used to facilitate fabrication of the disproportionate catalyst, provide strength and reduce manufacturing costs. The binder should be uniform in composition and relatively refractory to the conditions used in the process. Suitable binders include inorganic oxides such as one or more of alumina, magnesia, zirconia, chromia, titania, boria, thorium, phosphorus oxide, zinc oxide and silica. Alumina and / or silica are preferred binders. The amount of zeolite present in the bonded catalyst can vary considerably but is usually present in an amount of from 90 to mass% and preferably from 50 to 80 mass% of catalyst.

Um componente de matriz ou aglutinante preferido é um componente de alumina contendo fósforo (daqui em diante chamado de fosfato de alumínio). O fósforo pode ser composto com a alumina em qualquer maneira aceitável conhecida na arte. A zeólita e o aglutinante de fosfato de alumínio são misturados e transformados em partículas por meios bem conhecidos na arte tais como gelificação, recobrimento, nodulização, marumerização, secagem por pulverização, extrusão ou qualquer combinação destas técnicas. Um método preferido de preparar o suporte de fosfato de alumínio / zeólita envolve adição da zeólita quer em um sol de alumina quer em um composto de fósforo, transformação de uma mistura de sol de alumina / zeólita / composto de fósforo em partículas pela utilização de um método de gotejamento em óleo como descrito aqui abaixo e calcinação das partículasA preferred matrix or binder component is a phosphorus-containing alumina component (hereinafter called aluminum phosphate). Phosphorus may be composed of alumina in any acceptable manner known in the art. The zeolite and aluminum phosphate binder are mixed and particulate by means well known in the art such as gelation, coating, nodulating, marumerizing, spray drying, extrusion or any combination of these techniques. A preferred method of preparing the aluminum phosphate / zeolite support involves adding the zeolite to either an alumina sol or a phosphorus compound, transforming a particulate alumina / zeolite / phosphorus sol mix by the use of a oil drip method as described here below and particle calcination

esféricas.spherical.

O método de gotejamento em óleo preferido para preparar o fosfato de alumínio é descrito em US 4.629.717 que é incorporada como referência. A técnica descrita na patente '717 envolve a gelificação de um hidrossol de alumina que contém um composto de fósforo usando o bem conhecido método de gotejamento de gota. Geralmente esta técnica envolve preparar um hidrossol por digestão de alumínio em ácido clorídrico aquoso em temperaturas de refluxo de 80° a 105°C. A razão em massa de alumínio para cloreto no sol varia de 0,7:1 a 1,5:1. Um composto de fósforo é então adicionado no sol. Os compostos de fósforo preferidos são ácido fosfórico, ácido fosforoso e fosfato de amônio. A quantidade relativa de fósforo e alumínio expressada em de razões molares varia de 10:1 a 1:100, respectivamente, em uma base elementar. A zeólita é adicionada no hidrossol de fosfato de alumínio e a mistura é gelificada. Um método de gelificação desta mistura envolve combinar um agente gelificante com a mistura e então dispersar a combinação resultante em um banho de óleo ou torre de óleo que tem sido aquecido(a) para temperaturas elevadas de tal modo que ocorra gelificação com a formação de partículas esferoidais. Os agentes gelificantes que podem ser usados neste processo são hexametileno-tetramina, uréia ou suas misturas. Os agentes gelificantes liberam amônia nas temperaturas elevadas que endurece ou converte as esferas de hidrossol em esferas de hidrogel. A mistura combinada preferivelmente é dispersada dentro do banho de óleo na forma de gotículas a partir de um bocal, orifício ou disco rotativo. As esferas são então continuamente demovidas do banho de óleo e tipicamente submetidas aos específicos tratamentos de envelhecimento e secagem em óleo e em solução amoniacal para adicionalmente melhorar suas características físicas. As partículas gelificadas e envelhecidas resultantes são então lavadas e secas em uma temperatura relativamente baixa de 100° a 150°C e submetidas a um procedimento de calcinação em uma temperatura deThe preferred oil drip method for preparing aluminum phosphate is described in US 4,629,717 which is incorporated by reference. The technique described in the '717 patent involves the gelling of an alumina hydrosol containing a phosphorus compound using the well-known droplet drip method. Generally this technique involves preparing a hydrosol by digestion of aluminum in aqueous hydrochloric acid at reflux temperatures of 80 ° to 105 ° C. The mass ratio of aluminum to chloride in the sun ranges from 0.7: 1 to 1.5: 1. A phosphorus compound is then added to the sun. Preferred phosphorus compounds are phosphoric acid, phosphorous acid and ammonium phosphate. The relative amount of phosphorus and aluminum expressed in molar ratios ranges from 10: 1 to 1: 100, respectively, on an elemental basis. The zeolite is added to the aluminum phosphate hydrosol and the mixture is gelled. One method of gelling this mixture involves combining a gelling agent with the mixture and then dispersing the resulting combination in an oil bath or oil tower that has been heated to elevated temperatures such that gelling occurs with particulate formation. spheroidal. The gelling agents that may be used in this process are hexamethylene tetramine, urea or mixtures thereof. Gelling agents release ammonia at elevated temperatures which hardens or converts the hydrosol spheres to hydrogel spheres. The combined mixture is preferably dispersed into the oil bath as droplets from a nozzle, orifice or rotating disc. The spheres are then continuously removed from the oil bath and typically subjected to specific aging and drying treatments in oil and ammonia solution to further improve their physical characteristics. The resulting gelled and aged particles are then washed and dried at a relatively low temperature of 100 ° to 150 ° C and subjected to a calcination procedure at a temperature of 100 ° C.

450° a 700°C por um período de 1 a 20 horas.450 ° to 700 ° C for a period of 1 to 20 hours.

Alternativamente, as partículas podem ser formadas por secagem por pulverização da mistura. Em qualquer caso, condições e equipamento devem ser selecionadas para obter partículas esféricas pequenas; as partículas preferivelmente devem ter um diâmetro médio de menor do que 1,0 mm, mais preferivelmente de 0,2 a 0,8 mm, e otimamente de 0,3 a 0,8 mm.Alternatively, the particles may be formed by spray drying the mixture. In any case, conditions and equipment must be selected to obtain small spherical particles; the particles preferably should have an average diameter of less than 1.0 mm, more preferably 0.2 to 0.8 mm, and optimally 0.3 to 0.8 mm.

A quantidade de componente de alumina contendo fósforo (como o óxido) no catalisador pode variar de 10 a 70% em massa e preferivelmente de 20 a 50% em massa. A matriz/aglutinante de fosfato de alumínio otimamente pode conter proporções menores de outros óxidos inorgânicos incluindo, mas não limitados a, magnésia, berília, bória, sílica, germânia, óxido de estanho, óxido de zinco, titânia, zircônia, vanádia, óxido de ferro, crômia, óxido de cobalto e semelhante que podem ser adicionados noThe amount of phosphorus-containing alumina component (such as oxide) in the catalyst may range from 10 to 70 mass% and preferably from 20 to 50 mass%. The aluminum phosphate matrix / binder may optimally contain smaller proportions of other inorganic oxides including, but not limited to, magnesia, beryllium, boron, silica, germanium, tin oxide, zinc oxide, titania, zirconia, vanadia, iron, chromia, cobalt oxide and the like that can be added in the

hidrossol antes do gotejamento. O aglutinante contendo alumínio geralmente é amorfo, í.e., ohydrosol before dripping. The aluminum-containing binder is generally amorphous, i.e. the

material aglutinante é essencialmente de caráter amorfo. PreferivelmenteBinder material is essentially amorphous. Preferably

menos do que 10% em massa do volume de poro de aglutinante é volume deless than 10% by weight of the binder pore volume is the volume of

microporo, característico de material cristalino, e o volume de microporo maischaracteristic of crystalline material, and the highest micropore volume

preferivelmente é menor do que 5% e otimamente menor do que 2% do volume de poro. Aluminofosfato cristalino geralmente é um material aglutinante inadequado para preparar um catalisador forte, resistente ao esmagamento. Material que não é uma fase amorfa geralmente está presente como gama-alumina; à medida que o teor de fósforo do fosfato de alumino amorfo é diminuído, portanto, a proporção de material cristalino é aumentada. A densidade aparente média das esferas também varia com o teor de fósforo, porque uma proporção mais alta de fósforo diminui a densidade aparente média. A área superficial também é controlada pelo teor de fósforo: partículas esféricas de gama-alumina gotejadas em óleo tipicamente têm áreas superficiais de até 250 m2/g, enquanto que partículas esferoidais de fosfato de alumínio podem ter áreas superficiais de até 450 m2/g. Razões atômicas de Al/P de aglutinante/matriz geralmente variam de 1/10 a 100/1, mais tipicamente de 1/5 a 20/1, e muitas vezes estão entre 1:1 e 5:1.preferably it is less than 5% and optimally less than 2% of pore volume. Crystalline aluminophosphate is generally an inappropriate binder material to prepare a strong, crush-resistant catalyst. Material that is not an amorphous phase is usually present as gamma-alumina; As the phosphorus content of amorphous alumina phosphate is decreased, therefore, the proportion of crystalline material is increased. The average apparent density of the spheres also varies with the phosphorus content, because a higher proportion of phosphorus decreases the average apparent density. Surface area is also controlled by phosphorus content: Oil-dripped gamma-alumina spherical particles typically have surface areas of up to 250 m2 / g, whereas aluminum phosphate spheroidal particles may have surface areas of up to 450 m2 / g. Atomic ratios of binder / matrix Al / P generally range from 1/10 to 100/1, more typically from 1/5 to 20/1, and are often between 1: 1 and 5: 1.

O catalisador pode conter um componente metálico, preferivelmente selecionado de componentes do grupo consistindo de gálio, rênio e bismuto. Preferivelmente, contudo, o catalisador consiste essencialmente de um aluminossilicato zeolítico tendo um diâmetro de poro de 0,5 a 0,8 nm e um aglutinante de fosfato de alumínio.The catalyst may contain a metal component, preferably selected from the group consisting of gallium, rhenium and bismuth. Preferably, however, the catalyst consists essentially of a zeolitic aluminosilicate having a pore diameter of 0.5 to 0.8 nm and an aluminum phosphate binder.

O catalisador zeolítico é submetido à pré-coqueificaçãoZeolitic catalyst is pre-coking

seletiva para aumentar a proporção de para-xileno no produto rico em para- xileno acima dos níveis de equilíbrio em condições de desproporcionamento. A proporção de para-xileno no produto acima dos níveis de equilíbrio em condições de desproporcionamento é em geral de pelo menos 80% em massa e preferivelmente 90% em massa ou mais dos aromáticos C8. Pré- coqueificação é realizada sobre um catalisador novo ou regenerado, antes de seu uso para desproporcionamento, por um tempo variando de 0,5 hora a 10 dias. O catalisador pode ser submetido à pré-coqueificação quer in-situ quer ex-situ com o propósito de aumentar a proporção de para-xileno no produtoselective to increase the proportion of para-xylene in the para-xylene-rich product above equilibrium levels under disproportionate conditions. The proportion of para-xylene in the product above equilibrium levels under disproportionate conditions is generally at least 80 mass% and preferably 90 mass% or more of the C8 aromatics. Pre-coking is performed on a new or regenerated catalyst prior to use for disproportionation for a time ranging from 0.5 hours to 10 days. The catalyst may be subjected to pre-coking either in situ or ex situ in order to increase the proportion of para-xylene in the product.

de aromáticos Cg. A pré-coqueificação é realizada em condições relativas à etapa de desproporcionamento subsequente compreendendo uma ou mais de uma temperatura mais alta, pressão mais baixa, e velocidade espacial mais elevada. Tais condições de pré-coqueificação compreendem uma pressão de 100 kPa a 4 MPa absoluta, e uma velocidade espacial horária de líquido de 0,2 a 20 h"1. As condições compreendem uma ou mais de uma temperatura de entrada pelo menos 50°C mais alta; uma pressão pelo menos 100 kPa mais baixa, ou preferivelmente não maior do que a metade da pressão utilizada na etapa de desproporcionamento subsequente. Pressão menor e/ou razão de hidrogênio / hidrocarboneto mais baixa diminuirão a proporção de reações exotérmicas de saturação de aromático, e assim restringirão o aumento de temperatura; o resultado assim deve ser um perfil de temperatura relativamente mais plano. Assim uma faixa de temperatura típica seria de 300° a 700°C e uma faixa típica de hidrogênio para alimentação de formação de coque seria 0,01 a 5. Acredita-se que o uso de nitrogênio ou outro gás diluenteof aromatics Cg. Pre-coking is performed under conditions relating to the subsequent disproportionation step comprising one or more of a higher temperature, lower pressure, and higher spatial velocity. Such pre-coking conditions comprise a pressure of 100 kPa at 4 MPa absolute, and a liquid hourly space velocity of 0.2 to 20 hr. 1. The conditions comprise one or more of an inlet temperature of at least 50 ° C. at least 100 kPa lower, or preferably not greater than half the pressure used in the subsequent disproportionation step. Lower pressure and / or lower hydrogen / hydrocarbon ratio will decrease the proportion of exothermic saturation reactions. thus restrict the temperature increase, the result should be a relatively flatter temperature profile, so a typical temperature range would be 300 ° to 700 ° C and a typical hydrogen range for coke feed would be 0.01 to 5. It is believed that the use of nitrogen or other diluent gas

similarmente inerte tal como metano, etano, ou propano é elevadamente benéfico quando incluído com hidrogênio durante a fase de pré-coqueificação. Tal gás diluente termicamente inerte auxiliar no controle do perfil de temperatura e está presente em uma razão molar para a alimentação de formação de coque de 0,01 a 10, preferivelmente dentro de uma razão maior do que 1. Acredita-se que o perfil de temperatura afeta a velocidade de coqueificação em várias partes do leito de catalisador. Um gradiente de temperatura abrupto portanto ocasionará uma deposição de coque não uniforme, e partes do leito de catalisador assim serão tornadas seletivas em uma extensão diferente causando desempenho mais insatisfatório em reações de desproporcionamento subsequentes. Assim um diferencial de temperatura típico através do leito de catalisador durante pré-coqueificação seletiva estaria entre um aumento ou uma diminuição de 10°C, e preferivelmente entre um aumento de 3°C e uma diminuição de 4°C. Pré-coqueificação resulta em um teor de carbono ou de coqueSimilarly inert such as methane, ethane, or propane is highly beneficial when included with hydrogen during the pre-coking phase. Such thermally inert diluent gas assists in controlling the temperature profile and is present at a molar ratio to the coke forming feed of 0.01 to 10, preferably within a ratio greater than 1. It is believed that the coke profile is Temperature affects the coking rate in various parts of the catalyst bed. An abrupt temperature gradient will therefore cause non-uniform coke deposition, and parts of the catalyst bed will thus be made selective to a different extent causing more unsatisfactory performance in subsequent disproportionate reactions. Thus a typical temperature differential across the catalyst bed during selective pre-coking would be between an increase or decrease of 10 ° C, and preferably between an increase of 3 ° C and a decrease of 4 ° C. Pre-coking results in a carbon or coke content

em catalisador de entre 5 e 40% em massa de carbono, e preferivelmente entrein a catalyst of between 5 and 40 mass% of carbon, and preferably between

e 30% em massa de carbono. Uma alimentação de formação de coque paraand 30 wt% carbon. A coke formation feed for

pré-coqueificação pode compreender a carga de alimentação para a etapa dePre-coking can comprise the feed load for the

desproporcionamento como descrita aqui abaixo, tal como tolueno, ou outrosdisproportionate as described herein below, such as toluene, or other

hidrocarbonetos específicos ou misturas conhecidas na arte preferivelmentespecific hydrocarbons or mixtures known in the art preferably

compreendendo aromáticos podem ser usados. Outros detalhes relativos à pré-comprising aromatics may be used. Other details regarding pre-

coqueificação são revelados em US 4.097.543 e US 6.191.331, aquicoking plants are disclosed in US 4,097,543 and US 6,191,331 herein

incorporadas como referências. A carga de alimentação para o presente processo compreendeincorporated as references. The feed charge for the present process comprises

hidrocarbonetos alquil-aromáticos de fórmula geral C6H(6.n)Rn, onde η varia de 0 a 5 e R é CH3, C2H5, C3H7, ou C4H9, em qualquer combinação para obter alquil-aromáticos mais valiosos. Hidrocarbonetos alquil-aromáticos adequados incluem, por exemplo sem limitar a invenção, benzeno, tolueno, xilenos, etil-benzeno, trimetil-benzenos, etil-toluenos, propil-benzenos, tetrametil-benzenos, etil-dimetil-benzenos, dietil-benzenos, metil-propil- benzenos, etil-propil-benzenos, trietil-benzenos, di-isopropil-benzenos, e suas misturas.alkyl aromatic hydrocarbons of the general formula C6H (6.n) Rn, where η ranges from 0 to 5 and R is CH3, C2H5, C3H7, or C4H9, in any combination to obtain more valuable alkyl aromatics. Suitable alkyl aromatic hydrocarbons include, for example without limitation the invention, benzene, toluene, xylenes, ethylbenzene, trimethylbenzenes, ethyl toluenes, propylbenzenes, tetramethylbenzenes, ethyl dimethylbenzenes, diethylbenzenes, methylpropylbenzenes, ethylpropylbenzenes, triethylbenzenes, diisopropylbenzenes, and mixtures thereof.

A carga de alimentação preferivelmente compreende tolueno, opcionalmente em combinação com aromáticos C9, e adequadamente é derivada de uma ou de uma variedade de fontes. Matérias-primas podem ser produzidas sinteticamente, por exemplo, a partir de nafta por reforma catalítica ou por pirólise seguida por hidrogenação para dar um produto rico em aromáticos. A carga de alimentação pode ser derivada de tal produto com pureza adequada por extração de hidrocarbonetos aromáticos de uma mistura de hidrocarbonetos aromáticos e não-aromáticos e fracionamento do extrato. Por exemplo, aromáticos podem ser recuperados de um reformado. O reformado pode ser produzido por qualquer um dos processos conhecidos na arte. Os aromáticos então podem ser recuperados do reformado através do uso de um solvente seletivo, tal como um do tipo sulfolane, em uma zona de extração de líquido-líquido. Os aromáticos recuperados podem ser então separados em correntes tendo a faixa de número de carbonos desejada por fracionamento. A carga de alimentação deve conter não mais do que 10% em massa de não-aromáticos; o teor de benzeno e aromáticos C8 é principalmente uma decisão econômica relacionada com a diluição de tolueno destes aromáticos. Quando a severidade da reforma ou pirólise é suficientemente alta, extração pode ser desnecessária e fracionamento pode ser suficiente paraThe feedstock preferably comprises toluene, optionally in combination with C9 aromatics, and suitably is derived from one or a variety of sources. Raw materials may be synthetically produced, for example, from naphtha by catalytic reforming or by pyrolysis followed by hydrogenation to give a product rich in aromatics. The feedstock may be derived from such product of adequate purity by extracting aromatic hydrocarbons from a mixture of aromatic and non-aromatic hydrocarbons and extract fractionation. For example, aromatics can be recovered from a pensioner. The reformed may be produced by any of the processes known in the art. Aromatics can then be recovered from the reformed by the use of a selective solvent, such as a sulfolane type, in a liquid-liquid extraction zone. The recovered aromatics can then be separated into streams having the desired carbon number range per fractionation. The feedstock must contain no more than 10% by weight of non-aromatics; The content of benzene and aromatics C8 is mainly an economic decision related to the toluene dilution of these aromatics. When the severity of reform or pyrolysis is high enough, extraction may be unnecessary and fractionation may be sufficient to

preparar a carga de alimentação. Dentro do processo de desproporcionamento a alimentaçãoprepare the feed load. Within the process of disproportionate feeding

costumeiramente é primeiro aquecida por troca de calor indireta contra ois usually first heated by indirect heat exchange against the

efluente da zona de reação e é então adicionalmente aquecida em umeffluent from the reaction zone and is then further heated in a

aquecedor ignizado. A corrente vaporizada resultante é então passada atravésignited heater. The resulting vaporized current is then passed through

de uma zona de reação que pode compreender um ou mais reatoresof a reaction zone that may comprise one or more reactors

individuais. O uso de um único vaso de reação tendo um leito cilíndrico fixoindividual. The use of a single reaction vessel having a fixed cylindrical bed

de catalisador é preferido, mas outras configurações de reação utilizandocatalyst is preferred, but other reaction configurations using

leitos móveis de catalisador ou reatores de fluxo radial podem ser utilizadas semoving catalyst beds or radial flow reactors may be used if

desejadas. Passagem da alimentação combinada através da zona de reaçãodesired. Passing combined feed through reaction zone

realiza a produção de uma corrente de efluente vaporizada compreendendoperforms the production of a vaporized effluent stream comprising

hidrogênio e ambos produto e hidrocarbonetos de alimentação nãohydrogen and both product and feed hydrocarbons not

convertidos. Este efluente é normalmente esfriado por troca de calor indiretaconverted. This effluent is normally cooled by indirect heat exchange.

contra a corrente entrando na zona de reação e então é adicionalmenteagainst the current entering the reaction zone and then it is additionally

esfriado através do uso de água de refrigeração ou ar. A temperatura dacooled through the use of cooling water or air. The temperature of

corrente de efluente geralmente é abaixada pela troca de calor suficientementeeffluent stream is usually lowered by sufficiently heat exchange

para realizar a condensação de substancialmente todos os hidrocarbonetos dato condense substantially all of the hydrocarbons in the

alimentação ou do produto tendo seis ou mais átomos de carbono porfood or product having six or more carbon atoms per

molécula. A corrente de fase mista resultante é passada em um separador demolecule. The resulting mixed phase current is passed through a

vapor-líquido no qual as duas fases são separadas e do qual o vapor rico emliquid vapor into which the two phases are separated and from which vapor rich in

hidrogênio é reciclado para a zona de reação. O condensado do separador é passado em uma coluna de extração na qual substancialmente todos os hidrocarbonetos C5 ou mais leves presentes no efluente são concentrados em uma corrente de topo e removidos do processo. Uma corrente rica em aromáticos que é aqui chamada de a corrente de efluente de desproporcionamento é recuperada como produto de fundo do extrator.hydrogen is recycled to the reaction zone. Separator condensate is passed through an extraction column in which substantially all C5 or lighter hydrocarbons present in the effluent are concentrated in a top stream and removed from the process. A stream rich in aromatics which is referred to herein as the disproportionate effluent stream is recovered as the extractor bottom product.

Condições utilizadas na zona de processo de desproporcionamento normalmente incluem uma temperatura de 200° a 600°C, e preferivelmente de 350° a 575°C. A temperatura exigida para manter o grau de conversão desejado aumentará à medida que o catalisador gradualmente perde atividade durante processamento. Temperaturas normais de final de processo podem portanto ultrapassar temperaturas de início deConditions used in the disproportionate process zone typically include a temperature of from 200 ° to 600 ° C, and preferably from 350 ° to 575 ° C. The temperature required to maintain the desired degree of conversion will increase as the catalyst gradually loses activity during processing. Normal end-of-process temperatures may therefore exceed start-up temperatures.

processo em 65°C ou mais.process at 65 ° C or higher.

A zona de desproporcionamento é geralmente operada emThe disproportionate zone is generally operated in

razões de hidrogênio-para-hidrocarboneto de 0,1 a 1,0, preferivelmente de 0,2 a 0,5. A razão de hidrogênio-para-hidrocarboneto é calculada baseada na razão molar de hidrogênio livre comparado com o hidrocarboneto da carga de alimentação. Aumentos periódicos em razão de hidrogênio-para- hidrocarboneto de pelo menos 0,5 permitem rejuvenescimento de catalisador por hidrogenação de coque macio. Preferivelmente a razão de hidrogênio- para-hidrocarboneto durante rejuvenescimento está dentro da faixa de 1 a5.hydrogen to hydrocarbon ratios of from 0.1 to 1.0, preferably from 0.2 to 0.5. The hydrogen-to-hydrocarbon ratio is calculated based on the free hydrogen molar ratio compared to the feedstock hydrocarbon. Periodic hydrogen-to-hydrocarbon ratio increases of at least 0.5 allow catalyst rejuvenation by soft coke hydrogenation. Preferably the hydrogen to hydrocarbon ratio during rejuvenation is within the range of 1 to 5.

A zona de desproporcionamento é operada em pressões moderadamente elevadas amplamente variando de 100 kPa a 6 MPa absoluta. Uma faixa de pressão preferida é de 2 a 3,5 MPa. A reação de desproporcionamento pode ser realizada sobre uma faixa ampla de velocidades espaciais, com velocidades espaciais mais altas resultando em uma proporção maior de para-xileno às custas da conversão. Velocidade espacial horária de líquido geralmente está dentro da faixa de 0,2 a 20 h- .The disproportionate zone is operated at moderately high pressures widely ranging from 100 kPa to 6 absolute MPa. A preferred pressure range is 2 to 3.5 MPa. The disproportionate reaction can be performed over a wide range of space velocities, with higher space velocities resulting in a larger proportion of para-xylene at the expense of conversion. Hourly liquid space velocity is usually within the range of 0.2 to 20 h-.

A corrente de efluente de desproporcionamento é separada em uma corrente de reciclo leve, uma corrente de produto de aromáticos C8 mista rica em para-xileno e uma corrente de aromáticos pesados. O produto rico em para-xileno pode ser enviado a uma zona de separação de xileno para recuperação de para-xileno puro; opcionalmente, outros xilenos e etil-benzeno também podem ser recuperados como produtos puros. A corrente rica em para-xileno preferivelmente contém para-xileno em proporção para xilenos totais acima de sua concentração de equilíbrio em condições de desproporcionamento, mais preferivelmente pelo menos 80% em massa de para-xileno, e muito mais preferivelmente pelo menos 85% em massa de para- xileno. A corrente de reciclo leve pode ser desviada para outros usos tais como para recuperação de benzeno e tolueno, mas opcionalmente uma porção é reciclada porque ela contém não apenas benzeno e tolueno mas também quantidades de não-aromáticos que permaneceriam com o benzeno e reduziriam seu valor comercial. A corrente de reciclo pesado contém substancialmente todos os aromáticos C9 e mais pesados e pode ser removidaThe disproportionate effluent stream is separated into a lightweight recycle stream, a para-xylene rich mixed aromatics product stream and a heavy aromatics stream. The para-xylene rich product may be sent to a xylene separation zone for recovery of pure para-xylene; optionally other xylenes and ethyl benzene may also be recovered as pure products. The para-xylene rich stream preferably contains para-xylene in proportion to total xylenes above their equilibrium concentration under disproportionate conditions, more preferably at least 80% by weight of para-xylene, and most preferably at least 85% by weight. paraxylene mass. The lightweight recycle stream may be diverted to other uses such as benzene and toluene recovery, but optionally a portion is recycled because it contains not only benzene and toluene but also non-aromatic amounts that would remain with benzene and reduce its value. commercial. The heavy recycle stream contains substantially all C9 and heavier aromatics and can be removed.

como um produto do processo.as a process product.

A zona de separação de xileno pode utilizar uma ou maisThe xylene separation zone may use one or more

técnicas de separação diferentes tais como fracionamento, cristalização ou adsorção seletiva para recuperar para-xileno substancialmente puro da corrente rica em para-xileno na zona de separação de xileno. Cristalização convencional é revelada em US 3.177.255, US 3.467.724 e US 3.662.013. Várias outras alternativas de cristalização são discutidas em US 5.329.061, incorporada como referência. Em uma modalidade na qual o produto rico em para-xileno tem um teor de para-xileno substancialmente acima da concentração de equilíbrio, recuperação de para-xileno pode ser conduzida usando apenas um único estágio de cristalização correspondendo ao estágio de purificação de temperatura mais alta de cristalização convencional.different separation techniques such as fractionation, crystallization or selective adsorption to recover substantially pure para-xylene from the para-xylene rich stream in the xylene separation zone. Conventional crystallization is disclosed in US 3,177,255, US 3,467,724 and US 3,662,013. Several other crystallization alternatives are discussed in US 5,329,061, incorporated by reference. In an embodiment in which the para-xylene rich product has a para-xylene content substantially above equilibrium concentration, para-xylene recovery may be conducted using only a single crystallization stage corresponding to the highest temperature purification stage. conventional crystallization

Uma zona de separação alternativa compreende um leito de peneiras moleculares operado de acordo com o ensinamento de US 3.201.491 para estimular o uso de um leito continuamente móvel de peneiras moleculares. Melhorias subsequentes são descritas em US 3.696.107 e US 3.626.020. Detalhes sobre a operação da zona de separação de xileno podem ser obtidos de US 4.039.599 e US 4.184.943. A zona de separação de xileno também pode incorporar uma zona de isomerização catalítica de alquil- aromático dentro do circuito de separação, com o propósito de deslocar os isômeros de orto- e meta-xileno na direção de para-xileno, bem como para isomerizar etil-benzeno a xileno se não para desalquilá-lo a benzeno. O benzeno aqui produzido também pode ser enviado para a zona de transalquilação. A zona de separação de xileno também pode utilizar um processo de separação adsortiva concorrente simulado de US 4.402.832. As correntes de extrato e rafinato podem ser manuseadas como descrito nestas referências ou como descrito em US 4.381.410 e US 5.495.061.An alternative separation zone comprises a molecular sieve bed operated in accordance with the teachings of US 3,201,491 to encourage the use of a continuously mobile molecular sieve bed. Subsequent improvements are described in US 3,696,107 and US 3,626,020. Details on the operation of the xylene separation zone can be obtained from US 4,039,599 and US 4,184,943. The xylene separation zone may also incorporate an alkyl aromatic catalytic isomerization zone within the separation circuit for the purpose of displacing the ortho- and meta-xylene isomers towards para-xylene as well as to isomerize ethyl benzene to xylene if not to alkylate it to benzene. The benzene produced herein can also be sent to the transalkylation zone. The xylene separation zone may also utilize a simulated concurrent adsorptive separation process of US 4,402,832. Extract and raffinate streams may be handled as described in these references or as described in US 4,381,410 and US 5,495,061.

Variações na combinação de processo acima descritas estão dentro do escopo da invenção. Por exemplo, benzeno bem como tolueno podem ser carregados para a zona de desproporcionamento como uma carga de alimentação suplementar. A zona de separação de xileno pode usar uma ou mais das várias técnicas de separação conhecidas tais como adsorção, cristalização e fracionamento. Orto-xileno e/ou para-xileno podem ser recuperados por uma ou mais de tais técnicas como produtos puros da zona deVariations in the process combination described above are within the scope of the invention. For example, benzene as well as toluene may be charged to the disproportionate zone as an additional feed charge. The xylene separation zone may use one or more of several known separation techniques such as adsorption, crystallization and fractionation. Orthoxylene and / or para-xylene may be recovered by one or more of such techniques as pure zone products.

separação de xileno.xylene separation.

O processo de desproporcionamento pode ser realizado até queThe disproportionate process may be carried out until

a conversão de tolueno não seja mais economicamente favorável devido ao declínio, à deterioração, ou à desativação do catalisador. Um alvo econômico típico ocorre quando a conversão inicial tem diminuído, conforme medida por um aumento de temperatura de entrada de 20°C ou maior, em cujo ponto o catalisador é rejuvenescido pelo aumento da razão molar de hidrogênio livre para hidrocarbonetos de carga de alimentação em pelo menos 0,5. Conformemente, condições de rejuvenescimento preferidas incluem hidrogênio livre presente em uma razão molar para hidrocarbonetos de carga de alimentação de 1 a 5, uma temperatura de entrada de 200° a 600°C, uma pressão de 100 kPa a 6 MPa absoluta, e uma velocidade espacial horária deConversion of toluene is no longer economically favorable due to catalyst decline, deterioration, or deactivation. A typical economic target occurs when the initial conversion has decreased, as measured by an inlet temperature rise of 20 ° C or greater, at which point the catalyst is rejuvenated by the increase in the free hydrogen molar ratio to feedstock hydrocarbons at at least 0.5. Accordingly, preferred rejuvenation conditions include free hydrogen present at a molar ratio to hydrocarbon feedstock of 1 to 5, an inlet temperature of 200 ° to 600 ° C, a pressure of 100 kPa to 6 MPa absolute, and a speed hourly space

líquido de 0,2 a 20 h"1.0.2 to 20 hours "1.

EXEMPLOSEXAMPLES

Os seguintes exemplos são apresentados para demonstrarem a presente invenção e para ilustrarem certas modalidades específicas da mesma. Estes exemplos não devem ser entendidos como limitantes do escopo da invenção mostrado nas reivindicações. Há muitas outras variações possíveis, como aquelas pessoas ordinariamente experientes na arte reconhecerão, que estão dentro do espírito da invenção.The following examples are presented to demonstrate the present invention and to illustrate certain specific embodiments thereof. These examples are not to be construed as limiting the scope of the invention shown in the claims. There are many other possible variations, as those ordinarily skilled in the art will recognize, that are within the spirit of the invention.

EXEMPLO IEXAMPLE I

Um catalisador MFI aglutinado com alumina-fosfato foi preparado para avaliar a invenção. Uma primeira solução foi preparada pela adição de ácido fosfórico em uma solução aquosa de hexametileno-tetraamina (HMT) em uma quantidade para dar um teor de fósforo do catalisador final igual 3,8% em massa e uma razão atômica de alumínio : fósforo noAn alumina phosphate-bonded MFI catalyst was prepared to evaluate the invention. A first solution was prepared by the addition of phosphoric acid in an aqueous hexamethylene tetraamine (HMT) solution in an amount to give a final catalyst phosphorus content of 3.8 mass% and an aluminum: phosphorus atomic ratio.

aglutinante de 1:1.1: 1 binder.

Uma segunda solução foi preparada pela adição de uma zeólitaA second solution was prepared by the addition of a zeolite.

do tipo MFI tendo uma razão de SVAl2 de 39 para suficiente sol de alumina, preparado por digestão de alumínio metálico em ácido clorídrico, para dar um teor de zeólita no catalisador acabado igual a 70% em massa. Estas duas soluções foram misturadas para dar uma mistura homogênea de HMT, fósforo, sol de alumina, e zeólita. A mistura foi dispersada como gotículas em um banho de óleo mantido a 93°C. As gotículas permaneceram dentro do banho de óleo até endurecerem e formarem esferas de hidrogel tendo um diâmetro de 1,6 mm. As esferas foram removidas do banho de óleo, lavadas com água, secas com ar, e calcinadas em uma temperatura de 650°C. Este catalisador de desproporcionamento foi utilizado nos testes de pré- coqueificação e desproporcionamento descritos aqui abaixo. EXEMPLO IIMFI type having an SVAl2 ratio of 39 to sufficient alumina sol prepared by digestion of metallic aluminum in hydrochloric acid to give a finished catalyst zeolite content of 70% by weight. These two solutions were mixed to give a homogeneous mixture of HMT, phosphorus, alumina sol, and zeolite. The mixture was dispersed as droplets in an oil bath maintained at 93 ° C. The droplets remained in the oil bath until they hardened and formed hydrogel beads having a diameter of 1.6 mm. The beads were removed from the oil bath, washed with water, air dried, and calcined at a temperature of 650 ° C. This disproportionation catalyst was used in the pre-coking and disproportionation tests described herein below. EXAMPLE II

O catalisador foi então pré-coqueificado em condições compreendendo uma temperatura de 560°C, uma pressão de 0,72 MPa e velocidade espacial horária ponderai de 4 (WHSV) na presença de uma razão de hidrogênio-para-hidrocarboneto de 0,5 por um período de tempo suficiente para realizar aproximadamente 90% em mol de para-xileno em xilenos totais. Desproporcionamento de tolueno puro então foi conduzido a 2,45 MPa e WHSV 4 na presença de hidrogênio puro em temperaturas variadas como exigido alcançando uma faixa de níveis de conversão de tolueno.The catalyst was then precooked under conditions comprising a temperature of 560 ° C, a pressure of 0.72 MPa and a weighted hourly space velocity of 4 (WHSV) in the presence of a hydrogen to hydrocarbon ratio of 0.5 per cent. sufficient time to make approximately 90 mol% para-xylene in total xylenes. Pure toluene disproportionation was then conducted at 2.45 MPa and WHSV 4 in the presence of pure hydrogen at varying temperatures as required reaching a range of toluene conversion levels.

Corridas de teste foram conduzidas em razões de hidrogênio- para-hidrocarboneto de 3,0, 2,0, 1,0, 0,5 e 0,2 com o propósito de ilustrar a invenção. FIG. 1 mostra os rendimentos de para-xileno nestas razões de hidrogênio-para-hidrocarboneto como aumentos de conversão de tolueno sobre o catalisador seletivamente pré-coqueificado. FIG. 2 mostra os rendimentos de benzeno nestas razões de hidrogênio-para-hidrocarboneto. Surpreendentemente, um rendimento máximo crítico de para-xileno foi encontrado próximo de um nível de conversão de 30% em peso, e este máximo se desloca para níveis de conversão ainda maiores à medida que a razão de hidrogênio-para-hidrocarboneto cai para abaixo de 3,0.Test runs were conducted in hydrogen-to-hydrocarbon ratios of 3.0, 2.0, 1.0, 0.5 and 0.2 for the purpose of illustrating the invention. FIG. 1 shows the yields of para-xylene in these hydrogen-to-hydrocarbon ratios as toluene conversion increases over the selectively precoking catalyst. FIG. 2 shows benzene yields in these hydrogen-to-hydrocarbon ratios. Surprisingly, a critical maximum para-xylene yield was found close to a 30% by weight conversion level, and this maximum shifts to even higher conversion levels as the hydrogen-to-hydrocarbon ratio drops below 3.0

Seguindo FIG. 1, a razão de hidrogênio-para-hidrocarboneto de 1,0 parece proporcionar um rendimento máximo de para-xileno dentro da faixa de 12,5% em peso sobre um nível de conversão de 30 a 33% em peso. Além disso, quando a razão de hidrogênio-para-hidrocarboneto caiu abaixo de 1,0, o máximo se desloca para um nível de conversão ainda mais alto. Este deslocamento de conversão permite que sejam alcançados rendimentos ainda maiores de para-xileno, que estão não disponíveis em razões mais altas deFollowing FIG. 1, the hydrogen to hydrocarbon ratio of 1.0 appears to provide a maximum yield of para-xylene within the range of 12.5 wt% over a conversion level of 30 to 33 wt%. Also, when the hydrogen-to-hydrocarbon ratio dropped below 1.0, the maximum shifts to an even higher conversion level. This conversion shift allows even higher yields of para-xylene, which are not available at higher ratios of conversion.

hidrogênio-para-hidrocarboneto.hydrogen-to-hydrocarbon.

Seguindo FIG. 2, um aumento de rendimento de benzeno foi observado à medida que o nível de conversão de tolueno aumentou em todos os casos. Ainda, em cada nível de conversão o rendimento de benzeno diminui à medida que a razão de hidrogênio-para-hidrocarboneto decresce. Quando o nível de conversão foi menor do que 33% em peso com a razão de hidrogênio-para-hidrocarboneto menor do que 1,0, o rendimento de benzeno foi menor do que 15% em peso em todos os casos.Following FIG. 2, an increase in benzene yield was observed as the toluene conversion level increased in all cases. Also, at each conversion level benzene yield decreases as the hydrogen-to-hydrocarbon ratio decreases. When the conversion level was less than 33 wt% with the hydrogen-to-hydrocarbon ratio less than 1.0, benzene yield was less than 15 wt% in all cases.

EXEMPLO IIIEXAMPLE III

A adição de nitrogênio durante a fase de seletivação foi investigada pela condução de um primeiro teste sem nitrogênio e de um teste com uma razão de nitrogênio-para-hidrogênio de 2,5 ao mesmo tempo mantendo uma razão de hidrogênio-para-hidrocarbonetos de 0,5 em ambos os testes. Temperaturas foram mantidas a 560°C, pressões a 0,72 MPa, e WHSV a 3 h"1. Desproporcionamento foi subseqüentemente realizado com tolueno puro a 2,45 MPa, uma WHSY de 4 h'1 e em uma razão de hidrogênio-para- hidrocarboneto de 3,0 para alcançar uma conversão de tolueno de 30% emNitrogen addition during the selection phase was investigated by conducting a first nitrogen-free test and a test with a nitrogen-to-hydrogen ratio of 2.5 while maintaining a hydrogen-to-hydrocarbon ratio of 0. , 5 in both tests. Temperatures were maintained at 560 ° C, pressures at 0.72 MPa, and WHSV at 3 h "1. Disproportionation was subsequently performed with pure toluene at 2.45 MPa, a 4 h'1 WHSY and a hydrogen-to-hydrogen ratio. 3.0 hydrocarbon to achieve a 30% toluene conversion to

peso.Weight.

Dados obtidos no teste de desproporcionamento mostraram que uma razão de para-xileno para xilenos totais de 90% em peso, o processo de seletivação de hidrogênio puro alcançou uma razão de benzeno para xilenos totais de 1,6. Contudo, o procedimento de seletivação usando nitrogênio alcançou uma razão de benzeno para xilenos totais de 1,3. Conformemente, foi confirmado que a presença de um gás inerte tal como nitrogênio durante o procedimento de seletivação tem um efeito benéfico de redução da produção de benzeno.Data obtained from the disproportionation test showed that a para-xylene to total xylene ratio of 90% by weight, the pure hydrogen selection process achieved a benzene to total xylene ratio of 1.6. However, the nitrogen selectivation procedure achieved a ratio of benzene to total xylenes of 1.3. Accordingly, it has been confirmed that the presence of an inert gas such as nitrogen during the selection procedure has a beneficial effect on reducing benzene production.

Claims (7)

1. Processo para a produção de para-xileno, caracterizado pelo fato de compreender: a) desproporcionar uma carga de alimentação contendo tolueno pelo contato da carga de alimentação com um catalisador seletivamente pré-coqueificado na presença de um gás inerte, dito contato ocorrendo em condições de desproporcionamento compreendendo hidrogênio livre presente em uma razão molar para os hidrocarbonetos da carga de alimentação de 0,1 a 1,0, uma temperatura de entrada de 200° a 600°C, uma pressão de 100 kPa a 6 MPa absoluta, e uma velocidade espacial horária de líquido de 0,2 a 20 h"1 para obter um produto rico em para-xileno contendo para-xileno acima de sua concentração de equilíbrio por conversão de mais do que 30% em peso do tolueno presente na carga de alimentação; b) recuperar para-xileno do produto rico em para-xileno por uma ou ambas de adsorção e cristalização; e c) realizar etapa (a) por um período de tempo até que a temperatura de entrada inicial tenha aumentado em 20°C ou mais, em cujo ponto o catalisador é rejuvenescido pelo aumento da razão molar de hidrogênio livre para hidrocarbonetos da carga de alimentação em pelo menos 0,5.Process for the production of para-xylene, characterized in that it comprises: a) disproportionate a toluene-containing feedstock by contacting the feedstock with a selectively pre-cached catalyst in the presence of an inert gas, said contact occurring at disproportionate conditions comprising free hydrogen present at a molar ratio to the feedstock hydrocarbons of 0.1 to 1.0, an inlet temperature of 200 ° to 600 ° C, a pressure of 100 kPa to 6 MPa absolute, and a liquid hourly spatial velocity of 0.2 to 20 h "1 to obtain a para-xylene-rich product containing para-xylene above its equilibrium concentration by converting more than 30% by weight of the toluene present in the b) recover para-xylene from the para-xylene rich product by one or both of adsorption and crystallization, and c) perform step (a) for a period of time until the inlet temperature begins has increased by 20 ° C or more, at which point the catalyst is rejuvenated by increasing the free hydrogen to hydrocarbon molar ratio of the feedstock by at least 0.5. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a conversão de tolueno é 33% em peso ou maior.Process according to Claim 1, characterized in that the conversion of toluene is 33 wt.% Or greater. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a conversão de tolueno é30a33%em peso.Process according to Claim 1, characterized in that the conversion of toluene is 30 to 33% by weight. 4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o produto rico em para-xileno da etapa (b) adicionalmente compreende benzeno presente em uma quantidade não maior do que 15% em peso calculada sobre uma base de alimentação de tolueno.Process according to Claim 3, characterized in that the para-xylene rich product of step (b) further comprises benzene present in an amount not greater than 15% by weight calculated on a toluene feed base. . 5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as condições de rejuvenescimento de etapa (c) adicionalmente compreendem hidrogênio livre presente em uma razão molar para hidrocarbonetos de carga de alimentação de 1 a 5, uma temperatura de entrada de 200° a 600°C, uma pressão de 100 kPa a 6 MPa absoluta, e uma velocidade espacial horária de líquido de 0,2 a 20 h"1.Process according to claim 1, characterized in that the rejuvenation conditions of step (c) further comprise free hydrogen present at a molar ratio to feed charge hydrocarbons of 1 to 5, an inlet temperature of 200 ° C. ° at 600 ° C, a pressure of 100 kPa at 6 MPa absolute, and a net hourly space velocity of 0,2 to 20 h "1. 6. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador é seletivamente pré-coqueificado pelo contato de uma zeólita pentasila selecionada do grupo consistindo de MFI, MEL, MTW, e ΤΟΝ, com uma alimentação de formação de coque na presença de um gás compreendendo hidrogênio e um gás diluente inerte em condições de pré-coqueificação compreendendo uma temperatura de entrada de 300° a 700°C, uma pressão de 100 kPa a 4 MPa absoluta, uma razão molar de hidrogênio livre para alimentação de formação de coque de 0,1 a 5, uma razão molar de gás diluente inerte para alimentação de formação de coque de 0,01 a 10, e uma velocidade espacial horária de líquido de 0,2 a 20 h"1, para depositar entre 5 e 40% em massa de carbono sobre o catalisador e obter um catalisador seletivamente pré-coqueificado.Process according to Claim 1, characterized in that the catalyst is selectively pre-coking by contacting a pentasilic zeolite selected from the group consisting of MFI, MEL, MTW, and ΤΟΝ with a coking formation feed at the feedstock. presence of a gas comprising hydrogen and an inert pre-coking diluent gas comprising an inlet temperature of 300 ° to 700 ° C, a pressure of 100 kPa to 4 MPa absolute, a free hydrogen molar ratio for forming feed 0.1 to 5, a molar ratio of inert diluent gas to coke-forming feed from 0.01 to 10, and a liquid hourly space velocity of 0.2 to 20 h "1 to deposit between 5 and 40% by weight of carbon on the catalyst and obtain a selectively precoking catalyst. 7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o gás diluente inerte é selecionado do grupo consistindo de nitrogênio, metano, etano, propano, e suas misturas.Process according to Claim 6, characterized in that the inert diluent gas is selected from the group consisting of nitrogen, methane, ethane, propane, and mixtures thereof.
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