CA1052827A - Nouveau procede d'obtention selective du paraxylene - Google Patents
Nouveau procede d'obtention selective du paraxyleneInfo
- Publication number
- CA1052827A CA1052827A CA209,629A CA209629A CA1052827A CA 1052827 A CA1052827 A CA 1052827A CA 209629 A CA209629 A CA 209629A CA 1052827 A CA1052827 A CA 1052827A
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- polymethylbenzene
- toluene
- methanol
- catalyst
- chosen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/86—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon
- C07C2/862—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains only oxygen as hetero-atoms
- C07C2/865—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains only oxygen as hetero-atoms the non-hydrocarbon is an ether
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/86—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon
- C07C2/861—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains only halogen as hetero-atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/86—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon
- C07C2/862—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains only oxygen as hetero-atoms
- C07C2/864—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains only oxygen as hetero-atoms the non-hydrocarbon is an alcohol
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C6/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions
- C07C6/08—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond
- C07C6/12—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond of exclusively hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring
- C07C6/126—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions by conversion at a saturated carbon-to-carbon bond of exclusively hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring of more than one hydrocarbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
- C07C2529/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
- C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- C07C2529/08—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
- C07C2529/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
- C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- C07C2529/50—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the eroionite or offretite type, e.g. zeolite T
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
- C07C2529/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
- C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- C07C2529/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups C07C2529/08 - C07C2529/65
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
La présenté invention a pour objet un procédé de synthèse de xylènes riches en paraxylène caractérisé en ce que l'on fait réagir, entre 50 et 450.degree.C, entre 1 et 150 bars, une charge dont la composition molaire comprend (a) 20 à 95% de toluène, (b) 2 à 60% d'un réactif choisi dans le groupe constitué par le méthanol, le diméthyléther et le chlorure de méthyle, et (c) 2 à 60% d'au moins un polyméthylbenzène en C10+ choisi dans le groupe constitué par les tétraméthylbenzènes, les pentaméthylbenzènes, les hexaméthylbenzènes, les polyméthylaromatiques condenses et les molécules complexes dont une partie est un méthylbenzène, un polyméthylbenzène ou un polyméthylaromatique condense, à raison d'une vitesse spatiale d'alimentation, exprimée en poids de charge par poids de catalyseur et par heure, comprise entre 0,05 et 20, en présence d'un catalyseur acide choisi parmi les zéolithes possédant des ouvertures de pores d'au moins 7,5 .ANG..
Description
~5'~8'~
~ 'invention concerne un nouveau procédé d'obtention sélective du paraxylène.
On sait que le paraxylène est le plu~ utilisé de~ 3 isomères xylènes. Il e~t notamment transformé en acide téré-phtalique ou diméthyltéréphtalate qui connaft de nombreuses applications dans la fabrication de ré~ines, de fibres (tergal par exemple), de films polye~ters et de plastiques.
; On peut obtenir le paraxylene par transformation de divers aromatiques, tel~ que notamment toluène, métaxylène et les triméthylbenzènes Parmi ces opération~, le~ plu8 COnnUe9 ~ont:
'alkylation du toluène par le méthanol.
., ,.,.. :,,
~ 'invention concerne un nouveau procédé d'obtention sélective du paraxylène.
On sait que le paraxylène est le plu~ utilisé de~ 3 isomères xylènes. Il e~t notamment transformé en acide téré-phtalique ou diméthyltéréphtalate qui connaft de nombreuses applications dans la fabrication de ré~ines, de fibres (tergal par exemple), de films polye~ters et de plastiques.
; On peut obtenir le paraxylene par transformation de divers aromatiques, tel~ que notamment toluène, métaxylène et les triméthylbenzènes Parmi ces opération~, le~ plu8 COnnUe9 ~ont:
'alkylation du toluène par le méthanol.
., ,.,.. :,,
- 2) ~a transalkylation du toluène par les triméthyl-benz~nes.
- 3) Isomérisation du m~taxylène ~ 'alkylation du toluène par le méthanol e~t la ~eule réaction parmi le~ 3 précédentes qui permette d'obtenir du para-xyl~ne avec lme sélectivité acceptable.
Cet~e réact-on présentait donc beaucoup d'intéret car le toluène est un réactif bon marché qui n'a que peu d'applica-tions pétrochimiques et le prix du méthanol connaftra vrai~embla-blement une bais8e importante dans le~ années à venir.
On a maintenant découvert que la sélectivlté en paraxylène - peut être augmentée en ~aisant réagir en~emble du tolu~ne, au moins un polyméthylben~ène et un réactif choisi par~i le m~thanol, ~
le diméthyléther et le chlorure de méthyle -~'invention concerne un nouveau procedé d'obtention , sélective du paraxylène par une réaction ou une combinaison ae réaction~ faisant intervenir le toluène, un ou plusieurs polyméthyl benzène~ et un réactii choisi parmi le méthanol, le dirn~thyléther et le chlorure de méthyle.
'.
' ' . . .: . . . .... . . ... . . . . .
~os~ 7 ~ a présente invention permet diobtenir du paraxylène avec des sélectlvités supérieures a celles obtenues dan~ l~art anté-rieur et pouvant aller ju~qu'à 60 - 70 % de paraxylène dans le~
xylène~. ~'invention permet donc d'accroItre le rendement de la ou de~ étapes de séparation du paraxylène et de diminuer la capa-cité de l'unité d'isomérisation qui suit éventuellem~nt.
~ es polyméthylbenzène~ utili~és peuvent être par exemple, des tétraméthylbenzènes, pentaméthylben~ènes~ hexamé-thylbenzènes, des polyméthylaromatiques condensé~ ou des molé-cule~ complexes dont une partie est un méthylbenzène, un polymé-thylbenzène ou un polyméthylaromatique condensé.
Dans le ca~ où on utilise des polyméthylbenzène~ ~im-ples o'est-à-dire comportant un seul noyau aromatique, il est recommandé que ces polym~thylbenzanes ren~erment au moins 4 grou-pements méthyle fixés ~ur le noyau: on utilisera ~in~i les tétraméthylbenz~nes, les pentaméthylbenzanes et le~ hexaméthyl-benzènes mais on évitera l'emploi des triméthylbenzbnes. En effet la transalkylation du toluene par les triméthylbenzane3 ne permet d'obtenir une sélectivité en paraxylène que de l'ordre de 20 35% environ, ceci étant dû à ce que dans le~ mélanges de triméthyl-~ benzènes, c'est le 1, 2, 4 triméthylbenzène qui domine: or le ;' départ d'un groupement m~thyle de oe 1, 2, 4 triméthylbenæène (ce groupem~t méthyle allant 81 accrocher sur le toluène pour for-mer es~entiellement du paraxylène) s'effectue préférentiellement en position 1 conduisant au métaxylène et abaissant donc la sélectivité en paraxylène Au contraire, si la transalkylation du toluène est effectu~e par un polym~thylbenzène en C10~ ' (t~tram~thylbenzene par exemple), la sélectivité en paraxylène est supérieure à 50%.
Dans le cas où on utilise le~ polym~thylbenz~nes en C10~ (tétra, penta et hexaméthylben~ène~) qui ne sont pas .
105'~B2'~
disponibles en grosse quantité sur le marché des aromatiques, on peut, dan~ un premier temp~, les préparer en faisant réagir des triméthylbenzènes ou de~ xylènes ou m~me du toluène avec le réactif choisi (méthanol, diméthyléther ou chlorure de méthyle).
Ainsi lorsqu'on utilise comme polyméthylbenzène~ en C10~ de~
tétra9 des penta ou des hexaméthylbenzène~ on peut opérer ~elon l'invention - soit en une étape en fai~ant r~agir simultanément le toluène, le ou les polyméthylbenzènes en C10~ et le réactif choisi (méthanol, diméthyléther ou chlorure de méthyle) - soit en deux ~tapes, la première de ces deux étapes étant destinée à la fabrication du ou des polyméthylbenzènes en C10~, par alkylation par le méthanol, le diméthyléther ou le chlorure de méthyle de polyméthylbenzène~ partiellement d~méthy-lés (par exemple par alkylation de triméthylbenzènes 9i l'on dé~ire préparer des tétraméthylbenzènes), la deuxieme de ces deux étapes étant destinée à la production de xylènes par action du toluène sur les polyméthylbenz~nes en C10~ préparés lor~ de la premi~re - :
étape.
~a présente invention peut donc comporter une ou deux étapes.
- 1) Dans le proc~d~ en une ~tape, on ~ait r~agir une charge contenant du toluène, ledit réactif (méthanol par exemple) et des polyméthylbenzènes Q nombre de groupes méthyl sup~rieur ou égal ~ 4 dan un domaine de température étroit qui dépend de ; l'activi-té du catalyseur, de façon ~ limiter l'inter~ention de réactions parasites qui pourraient nuire ~ la ~électivité ~e but de l'opération consiste ~ favori~er les deux réactlons - suivantes:
.1 ~a transalkylation du tolu~ne par les té-tram~thyl-benz~nes ou polyméthylbenzènes supérieurs qui donne ae3 xylènes et des triméthylbenzènes et/ou des polyméthylbenzènes sup~rieurs.
~ _ 3 _ :, .. . . ;.
~)5;~ 7 .2 ~'alkylation de3 triméthylbenzènes ou plu9 géné-ralement des polyméthylbe^nzène~ en C9+ par ledit r~actif (méthanol par exemple) en tétraméthylbenzènes et/ou polyméthylbenzanes sup~-rieurs que l'on fera réagir à nou~eau avec le toluène I.e pro-cédé peut 8tre effectué ~ volonté en pré~ence ou en l'absence d'un ga~ diluant tel que l~hydrogène ou d'tm gaz inerte (azote, argon, etc...), I.a présence d'hydrog~ne est pr~férée dans la présente invention ~ la condition de ne pa~ utili3er de cataly-seur contenant un agent fortement hydrogénant qui conduirait ~
une hydrogénation importante de~ aromatiques ~uivie d'une décy-clisation des naphtènes et du cracking des paraffines.
Dans ce procédé en une étape, on peut opérer de préfé-rence dans une phase unique vapeur, ~e~ conditions opératoires relatives au procédé de la présente invention en une étape, sont le~ suivantes:
- la composition molaire de la charge e~t située à
l'intérieur de~ limites suivantes:
20 à 95 ~ de tolu~ne, et 2 à 60 ~ dudit réactif de (méthanol par exemple) et 2 à 60~o de polyméthylbenzènes en ClO~ et de préférence, 40 ~ 85 ~ de toluène, et 5 à 40 ~ dudit réactif ou polyméthylbenzène3 en ClO+
- la température est comprise entre 50 et 450C et de préférence entre 150 et 350C, - les pre~sions so~t ~ltuée~ entre l (pre~ion atmos-phérique) et 150 bar~ et de préférence entre l et 60 bar~.
- la vitesse spatiale d'alimentation est exprimée en volume de charge par volume de catalyseur et par heure, compri~e entre 0,05 et lO et de préférence entre 0,1 et 5.
- 3a -.: .. ~ : .
, . . , : ~, .
~05~1~'Z7 - dans le cas où on opére en présence d'hydrogène, le rapport molai-re H2/alimentation est compris entre Cf,l et 20, de préférence entre l et 8.
Le choix des conditions opératoires doit tou~ours tenir compte de la nécessité de travailler en phase vapeur.
La formule en l étape de la présente invention permet ainsi d'obte-ni.r des teneurs en xylènes dans la phase organique des effluents allant Jusqu'à60 % environ avec des proportions en paraxylènes comprises entre 4i5 et 70 %
dans le mélan~e des 3 xylènes et entre 50 et 80 % dans le mélange para + méta-xylène.
0 - 2) Dans le procédé en 2 étapes, on réalise séparément dans une éta-pe l'alkylation, par ledit réactif (méthanol, par exemple) de composés du type polyméthylbenz~nes, accepteurs de groupes CH3, partiellement dém~thyl~s, et, dans une autre ~tape, la transalkylation du tolu~ne par les produits obtenus en premJ~re ~ftape. Ai.nsi les réactifs accepteurs de groupes CH3 peuvent 8tre pnr exemple, des triméthylbenzènes Pournissant des tétraméthylbenzènes au cours de , la première étape.
1 Les deux étapes peuvent être, comme dans le cas en l étape, conduites à volonté en présence d'hydrogène ou d'un ga~ inerte, la présence d'hydrogène interdisant l'utilisation d'un catalyseur contenant un agent fortement hydrogé-~0 nant.
! L'étape d'alkylation de la première étape doit avoir lieu en phase I vapeur mais par contre celle de transalkylation du toluène par les polyméthyl-`~ benzènes en ClO~ peut avoir lieu indifféremment en phase vapeur ou liquide ou `f m~me, éventuellement mixte.
1 ~ Mise à part la composition des charges, les conditions opératoires f~ décrites précédemment restent valables pour chacune des étapes de cette formu-j le.
'~1 i ~ ' : '' I.a composition molaire de la charge dans la première étape est si~
tu~e à l'intérieur du domaine suivant :
~0 lO ~ 95 % de triméthylbenzènes, ' 5 à 90 % dudit r~actif Iméthanol par exemple) f feeredncPeré~ 30 à 80 % de triméthylbenzènes f; 20 à 70 % dudit réactif.
Cet~e réact-on présentait donc beaucoup d'intéret car le toluène est un réactif bon marché qui n'a que peu d'applica-tions pétrochimiques et le prix du méthanol connaftra vrai~embla-blement une bais8e importante dans le~ années à venir.
On a maintenant découvert que la sélectivlté en paraxylène - peut être augmentée en ~aisant réagir en~emble du tolu~ne, au moins un polyméthylben~ène et un réactif choisi par~i le m~thanol, ~
le diméthyléther et le chlorure de méthyle -~'invention concerne un nouveau procedé d'obtention , sélective du paraxylène par une réaction ou une combinaison ae réaction~ faisant intervenir le toluène, un ou plusieurs polyméthyl benzène~ et un réactii choisi parmi le méthanol, le dirn~thyléther et le chlorure de méthyle.
'.
' ' . . .: . . . .... . . ... . . . . .
~os~ 7 ~ a présente invention permet diobtenir du paraxylène avec des sélectlvités supérieures a celles obtenues dan~ l~art anté-rieur et pouvant aller ju~qu'à 60 - 70 % de paraxylène dans le~
xylène~. ~'invention permet donc d'accroItre le rendement de la ou de~ étapes de séparation du paraxylène et de diminuer la capa-cité de l'unité d'isomérisation qui suit éventuellem~nt.
~ es polyméthylbenzène~ utili~és peuvent être par exemple, des tétraméthylbenzènes, pentaméthylben~ènes~ hexamé-thylbenzènes, des polyméthylaromatiques condensé~ ou des molé-cule~ complexes dont une partie est un méthylbenzène, un polymé-thylbenzène ou un polyméthylaromatique condensé.
Dans le ca~ où on utilise des polyméthylbenzène~ ~im-ples o'est-à-dire comportant un seul noyau aromatique, il est recommandé que ces polym~thylbenzanes ren~erment au moins 4 grou-pements méthyle fixés ~ur le noyau: on utilisera ~in~i les tétraméthylbenz~nes, les pentaméthylbenzanes et le~ hexaméthyl-benzènes mais on évitera l'emploi des triméthylbenzbnes. En effet la transalkylation du toluene par les triméthylbenzane3 ne permet d'obtenir une sélectivité en paraxylène que de l'ordre de 20 35% environ, ceci étant dû à ce que dans le~ mélanges de triméthyl-~ benzènes, c'est le 1, 2, 4 triméthylbenzène qui domine: or le ;' départ d'un groupement m~thyle de oe 1, 2, 4 triméthylbenæène (ce groupem~t méthyle allant 81 accrocher sur le toluène pour for-mer es~entiellement du paraxylène) s'effectue préférentiellement en position 1 conduisant au métaxylène et abaissant donc la sélectivité en paraxylène Au contraire, si la transalkylation du toluène est effectu~e par un polym~thylbenzène en C10~ ' (t~tram~thylbenzene par exemple), la sélectivité en paraxylène est supérieure à 50%.
Dans le cas où on utilise le~ polym~thylbenz~nes en C10~ (tétra, penta et hexaméthylben~ène~) qui ne sont pas .
105'~B2'~
disponibles en grosse quantité sur le marché des aromatiques, on peut, dan~ un premier temp~, les préparer en faisant réagir des triméthylbenzènes ou de~ xylènes ou m~me du toluène avec le réactif choisi (méthanol, diméthyléther ou chlorure de méthyle).
Ainsi lorsqu'on utilise comme polyméthylbenzène~ en C10~ de~
tétra9 des penta ou des hexaméthylbenzène~ on peut opérer ~elon l'invention - soit en une étape en fai~ant r~agir simultanément le toluène, le ou les polyméthylbenzènes en C10~ et le réactif choisi (méthanol, diméthyléther ou chlorure de méthyle) - soit en deux ~tapes, la première de ces deux étapes étant destinée à la fabrication du ou des polyméthylbenzènes en C10~, par alkylation par le méthanol, le diméthyléther ou le chlorure de méthyle de polyméthylbenzène~ partiellement d~méthy-lés (par exemple par alkylation de triméthylbenzènes 9i l'on dé~ire préparer des tétraméthylbenzènes), la deuxieme de ces deux étapes étant destinée à la production de xylènes par action du toluène sur les polyméthylbenz~nes en C10~ préparés lor~ de la premi~re - :
étape.
~a présente invention peut donc comporter une ou deux étapes.
- 1) Dans le proc~d~ en une ~tape, on ~ait r~agir une charge contenant du toluène, ledit réactif (méthanol par exemple) et des polyméthylbenzènes Q nombre de groupes méthyl sup~rieur ou égal ~ 4 dan un domaine de température étroit qui dépend de ; l'activi-té du catalyseur, de façon ~ limiter l'inter~ention de réactions parasites qui pourraient nuire ~ la ~électivité ~e but de l'opération consiste ~ favori~er les deux réactlons - suivantes:
.1 ~a transalkylation du tolu~ne par les té-tram~thyl-benz~nes ou polyméthylbenzènes supérieurs qui donne ae3 xylènes et des triméthylbenzènes et/ou des polyméthylbenzènes sup~rieurs.
~ _ 3 _ :, .. . . ;.
~)5;~ 7 .2 ~'alkylation de3 triméthylbenzènes ou plu9 géné-ralement des polyméthylbe^nzène~ en C9+ par ledit r~actif (méthanol par exemple) en tétraméthylbenzènes et/ou polyméthylbenzanes sup~-rieurs que l'on fera réagir à nou~eau avec le toluène I.e pro-cédé peut 8tre effectué ~ volonté en pré~ence ou en l'absence d'un ga~ diluant tel que l~hydrogène ou d'tm gaz inerte (azote, argon, etc...), I.a présence d'hydrog~ne est pr~férée dans la présente invention ~ la condition de ne pa~ utili3er de cataly-seur contenant un agent fortement hydrogénant qui conduirait ~
une hydrogénation importante de~ aromatiques ~uivie d'une décy-clisation des naphtènes et du cracking des paraffines.
Dans ce procédé en une étape, on peut opérer de préfé-rence dans une phase unique vapeur, ~e~ conditions opératoires relatives au procédé de la présente invention en une étape, sont le~ suivantes:
- la composition molaire de la charge e~t située à
l'intérieur de~ limites suivantes:
20 à 95 ~ de tolu~ne, et 2 à 60 ~ dudit réactif de (méthanol par exemple) et 2 à 60~o de polyméthylbenzènes en ClO~ et de préférence, 40 ~ 85 ~ de toluène, et 5 à 40 ~ dudit réactif ou polyméthylbenzène3 en ClO+
- la température est comprise entre 50 et 450C et de préférence entre 150 et 350C, - les pre~sions so~t ~ltuée~ entre l (pre~ion atmos-phérique) et 150 bar~ et de préférence entre l et 60 bar~.
- la vitesse spatiale d'alimentation est exprimée en volume de charge par volume de catalyseur et par heure, compri~e entre 0,05 et lO et de préférence entre 0,1 et 5.
- 3a -.: .. ~ : .
, . . , : ~, .
~05~1~'Z7 - dans le cas où on opére en présence d'hydrogène, le rapport molai-re H2/alimentation est compris entre Cf,l et 20, de préférence entre l et 8.
Le choix des conditions opératoires doit tou~ours tenir compte de la nécessité de travailler en phase vapeur.
La formule en l étape de la présente invention permet ainsi d'obte-ni.r des teneurs en xylènes dans la phase organique des effluents allant Jusqu'à60 % environ avec des proportions en paraxylènes comprises entre 4i5 et 70 %
dans le mélan~e des 3 xylènes et entre 50 et 80 % dans le mélange para + méta-xylène.
0 - 2) Dans le procédé en 2 étapes, on réalise séparément dans une éta-pe l'alkylation, par ledit réactif (méthanol, par exemple) de composés du type polyméthylbenz~nes, accepteurs de groupes CH3, partiellement dém~thyl~s, et, dans une autre ~tape, la transalkylation du tolu~ne par les produits obtenus en premJ~re ~ftape. Ai.nsi les réactifs accepteurs de groupes CH3 peuvent 8tre pnr exemple, des triméthylbenzènes Pournissant des tétraméthylbenzènes au cours de , la première étape.
1 Les deux étapes peuvent être, comme dans le cas en l étape, conduites à volonté en présence d'hydrogène ou d'un ga~ inerte, la présence d'hydrogène interdisant l'utilisation d'un catalyseur contenant un agent fortement hydrogé-~0 nant.
! L'étape d'alkylation de la première étape doit avoir lieu en phase I vapeur mais par contre celle de transalkylation du toluène par les polyméthyl-`~ benzènes en ClO~ peut avoir lieu indifféremment en phase vapeur ou liquide ou `f m~me, éventuellement mixte.
1 ~ Mise à part la composition des charges, les conditions opératoires f~ décrites précédemment restent valables pour chacune des étapes de cette formu-j le.
'~1 i ~ ' : '' I.a composition molaire de la charge dans la première étape est si~
tu~e à l'intérieur du domaine suivant :
~0 lO ~ 95 % de triméthylbenzènes, ' 5 à 90 % dudit r~actif Iméthanol par exemple) f feeredncPeré~ 30 à 80 % de triméthylbenzènes f; 20 à 70 % dudit réactif.
- 4 -., . ~ .
. ~ .
"~. ' `
..
105;~8Z7 La composition molaire ~e la charge pour la réaction de transalkyla-tion du toluène par des polyméthylbenzènes en C10~ est située entre :
40 à 98 % de toluène, et 2 à 60 % de polyméthylbenzènes et, de préférence entre 50 ~ 90 % de toluèlle, 10 à 50 % de polyméthylbenæènes. i i Cette formule en 2 étapes de la présente invention permet d'obtenir des teneurs en xylènes et des sélectivités en xylènes comparables à celles obte-nues en une étape. ¦
I
Tous les catalyseurs acides pourraient é~entuellement convenir à ¦
la ou aux étapes du procédé de la présente invention. Les catalyseurs préférés ¦
sorlt ceux ~avorisarlt les réactions d'a]kylation par rapport à celles dlisoméri-sati.oll des aromatiques. Col~lle exemples noll limitaCifs de tels caLalyseurs, on I pourrait citer, les silices alumines amorphes, les zéolithes, les silice-ma~né-sies, les silice-zircones, les alumine-oxyde de bore, les alumine-ma~nésie, etc......... ¦
Les catalyseurs Friedel Crafts (AlC13, AlC13 supportés par exemple~, peuvent également etre utilisés, mais ils présentent toutefois pour la plupart, l~in-conv~nient d~tre trop isomérisants. ¦
', . I
Donc parmi les catalyseurs précédents, on utilisera les zéolithes ) possédant des ouvertures de pores de 7,5 à 8 R au minimum, c'est-à-dire suffi- l samment larges pour permettre le passage des molécules de trim~thylbenzènes au ¦
moins : parmi les tamis moléculaires qui conviennent, on peut citer de mani~re non restrictive : l'offrétite, la mordénite à lar~es pores, la æéolithe ln~, et les tamis X et surtout Y
' ' ' ~ .
La plupart de ces tamis contiennent originellement des cations mé-talliques très ~énéralement alcalins (notamment le sodium). De ce fait, ils n'ont aucune acti.vité catalytique ou n'ont qu'une faible activité seulement.
Il est donc nécessaire d'éliminer ces cations et de les remplacer par d'autres qui confèrent à la zéolithe, une bonne activité. Ces tamis sont donc échan~és de manière à éliminer 50 % et de préférence ~O % au moins des cations métalli-ques alcalins. Le remplacement peut etre effectué par des ions ammonium décom-posables par la chaleur en ga~ ammoniac qui s'échappe hors de la structure et en protons 1~ qui restent à l'intérieur de la structure comme cations de com- ! ~:
pensation. On peut également introduire des cations métalliques plurivalents dans la structure par échange des ions alcalins ori~inels ou des ions ammonium précédents : dans le cas du tamis Y par exemple, on peut introduire de cette .
. ~ .
"~. ' `
..
105;~8Z7 La composition molaire ~e la charge pour la réaction de transalkyla-tion du toluène par des polyméthylbenzènes en C10~ est située entre :
40 à 98 % de toluène, et 2 à 60 % de polyméthylbenzènes et, de préférence entre 50 ~ 90 % de toluèlle, 10 à 50 % de polyméthylbenæènes. i i Cette formule en 2 étapes de la présente invention permet d'obtenir des teneurs en xylènes et des sélectivités en xylènes comparables à celles obte-nues en une étape. ¦
I
Tous les catalyseurs acides pourraient é~entuellement convenir à ¦
la ou aux étapes du procédé de la présente invention. Les catalyseurs préférés ¦
sorlt ceux ~avorisarlt les réactions d'a]kylation par rapport à celles dlisoméri-sati.oll des aromatiques. Col~lle exemples noll limitaCifs de tels caLalyseurs, on I pourrait citer, les silices alumines amorphes, les zéolithes, les silice-ma~né-sies, les silice-zircones, les alumine-oxyde de bore, les alumine-ma~nésie, etc......... ¦
Les catalyseurs Friedel Crafts (AlC13, AlC13 supportés par exemple~, peuvent également etre utilisés, mais ils présentent toutefois pour la plupart, l~in-conv~nient d~tre trop isomérisants. ¦
', . I
Donc parmi les catalyseurs précédents, on utilisera les zéolithes ) possédant des ouvertures de pores de 7,5 à 8 R au minimum, c'est-à-dire suffi- l samment larges pour permettre le passage des molécules de trim~thylbenzènes au ¦
moins : parmi les tamis moléculaires qui conviennent, on peut citer de mani~re non restrictive : l'offrétite, la mordénite à lar~es pores, la æéolithe ln~, et les tamis X et surtout Y
' ' ' ~ .
La plupart de ces tamis contiennent originellement des cations mé-talliques très ~énéralement alcalins (notamment le sodium). De ce fait, ils n'ont aucune acti.vité catalytique ou n'ont qu'une faible activité seulement.
Il est donc nécessaire d'éliminer ces cations et de les remplacer par d'autres qui confèrent à la zéolithe, une bonne activité. Ces tamis sont donc échan~és de manière à éliminer 50 % et de préférence ~O % au moins des cations métalli-ques alcalins. Le remplacement peut etre effectué par des ions ammonium décom-posables par la chaleur en ga~ ammoniac qui s'échappe hors de la structure et en protons 1~ qui restent à l'intérieur de la structure comme cations de com- ! ~:
pensation. On peut également introduire des cations métalliques plurivalents dans la structure par échange des ions alcalins ori~inels ou des ions ammonium précédents : dans le cas du tamis Y par exemple, on peut introduire de cette .
- 5 -~:)S'~ 7 manière des cations de métaux alcalino- terreux ou terres rares.
Dans certains cas, tel celui de l'offrétite par exemple, les cations d'origine peuvent ~etre des cations alkylamrnonium qui s011t également décomposa-bles thermiquement; Il n'est alors pas nécessaire d'échanger des cations pour obtenir une bonne activité catalytique.
.~ .
Les exemples suivants sont destinés à illustrer l'invention et ne ~ doivent en aucun cas être considérés comme limitatifs.
'' :, ler EXEMPLE.
-X de tamis Na-Y hydraté commercial contenant cnviron 8 % en 10 poids de sodium (vendu par la Société Union Carbide Co. sous la désignatior1 SK40) de rapport SiO2/Al203 voisin de 5 sont mis en suspension dans une solu-tion aqueuse de nitrate d~ammonium de concentral:ion 3M, le volume de solution correspondant à une quantité d'ions ammonium égale à 10 fois la quantiLé d'ions sodll-m pr~sents dans la masse de zéollthe introduilc. I.a sollltion est portée à
~0C pendant 6 heures, on filtre et on recommence un second échange identl(11le~On ~lltre et luve le solide, p-li8 on le met en suspcnsion dans 5 litres d~une sol-1tion aqueuse contenant l.650g de Ce (N03)3, 6 1120 et 306y de N11~ N03. On chauEfe à 90C pendant 4 heures. On filtre et on lave abondamn~ent le solide à
l'eau distillée.
La zéolithe est ensuite calcinée à 500C pendant 2 heures sous air, puis mise sous forme de pastil].es.
Son analyse indique une teneur de 1,8 % poids de Na et 9,3 % en poids . de cérium.
2ème l~.XEMPL:~ (Exemple comparatif).
. . .~ ..
Le procluit précédent sous forme de pastilles est teste comrne cataly-seur d'alkylation du toluène par le méthanol dans les conditions suivantes:
Composition molaire de la charge: toluène 60 %, rnéthanol 40 %.
Pression atmosphérique d'hydrog~ne.
Vitesse spatiale d~alimentation PPH = l/3 (~ de charge par g de catalyseur et 30 par heure), rapport molaire H2/charge = 3.
Le tableau 1 rassemble les résultats obtenus pour plusieurs températures de réaction.
Dans le tableau 2, on donne les résultats obtenus à 260C et à
PPH = 2/3, les autres conditions opératoires restant inchangées.
:
Dans certains cas, tel celui de l'offrétite par exemple, les cations d'origine peuvent ~etre des cations alkylamrnonium qui s011t également décomposa-bles thermiquement; Il n'est alors pas nécessaire d'échanger des cations pour obtenir une bonne activité catalytique.
.~ .
Les exemples suivants sont destinés à illustrer l'invention et ne ~ doivent en aucun cas être considérés comme limitatifs.
'' :, ler EXEMPLE.
-X de tamis Na-Y hydraté commercial contenant cnviron 8 % en 10 poids de sodium (vendu par la Société Union Carbide Co. sous la désignatior1 SK40) de rapport SiO2/Al203 voisin de 5 sont mis en suspension dans une solu-tion aqueuse de nitrate d~ammonium de concentral:ion 3M, le volume de solution correspondant à une quantité d'ions ammonium égale à 10 fois la quantiLé d'ions sodll-m pr~sents dans la masse de zéollthe introduilc. I.a sollltion est portée à
~0C pendant 6 heures, on filtre et on recommence un second échange identl(11le~On ~lltre et luve le solide, p-li8 on le met en suspcnsion dans 5 litres d~une sol-1tion aqueuse contenant l.650g de Ce (N03)3, 6 1120 et 306y de N11~ N03. On chauEfe à 90C pendant 4 heures. On filtre et on lave abondamn~ent le solide à
l'eau distillée.
La zéolithe est ensuite calcinée à 500C pendant 2 heures sous air, puis mise sous forme de pastil].es.
Son analyse indique une teneur de 1,8 % poids de Na et 9,3 % en poids . de cérium.
2ème l~.XEMPL:~ (Exemple comparatif).
. . .~ ..
Le procluit précédent sous forme de pastilles est teste comrne cataly-seur d'alkylation du toluène par le méthanol dans les conditions suivantes:
Composition molaire de la charge: toluène 60 %, rnéthanol 40 %.
Pression atmosphérique d'hydrog~ne.
Vitesse spatiale d~alimentation PPH = l/3 (~ de charge par g de catalyseur et 30 par heure), rapport molaire H2/charge = 3.
Le tableau 1 rassemble les résultats obtenus pour plusieurs températures de réaction.
Dans le tableau 2, on donne les résultats obtenus à 260C et à
PPH = 2/3, les autres conditions opératoires restant inchangées.
:
- 6 -' ~iLQS;~Z~
TABLEAU I
______.
':` ~ ,_ _ _ ~_ __ I~
TEMPEKATURE % Tol. % Xyl. % TMB % P.Xyl % M.Xyl % P.Xyl C ~ Xyl Xyl P.Xyl-~M.Xyl 2~0 95,~ 3,~ 0,8 55,0 25,0 68,8 250 89,4 9,1 1,5 51,S 26,0 66,6 260 84,1 13,1 2,8 48,1 26,1 64,8 280 77,7 19,3 3,0 48,0 32,7 S9,5 ., _= ~_ ~ ~b ~_ r~
Tol. = Tol~Iène : Xyl. = Xylènes TMB = Triméthylbenzène(s).
TABI.EAU 2 A 260C et PPH = 2/3, on obtient les résultats suivants :
_____ ~ ~
TEMPERATURE % Tol. % Xyl. % TMB % ~Y~ % _.Xyl % P.Xyl _ C ~ Xyl ~ Xyl P.Xyl~M.Xyl ;260 92,8 5,7 I.5 54,0 2S,0 68,4 Tol. = Toluene Xyl. = Xylène(s) ~ TMB = Triméthylbenzène(s).
.~, :
~ ~ ~ème EXEMPLE
On donne ici un exemple du procédé en deux étapes de synthèse sélec- -tive de paraxylèneJ selon l'invention.
Dans ~Ine première étape, le catalyseur de l'exen~ple 1 est utilisé
comme catalyseur d'alkylation du 1,2,4 trim~thylbenzène par le méthanol dans lesconditions suivantes :
' ~omposition molaire de la charge : 1,2,4 triméthylbenzène 60 %, méthanol 40 %.
Pression atmosphérique d'hydrogène.
Vitesse spatiale d'alimentation pph = 1./3.
; Rapport molaire H2/charge = 3.
TABLEAU I
______.
':` ~ ,_ _ _ ~_ __ I~
TEMPEKATURE % Tol. % Xyl. % TMB % P.Xyl % M.Xyl % P.Xyl C ~ Xyl Xyl P.Xyl-~M.Xyl 2~0 95,~ 3,~ 0,8 55,0 25,0 68,8 250 89,4 9,1 1,5 51,S 26,0 66,6 260 84,1 13,1 2,8 48,1 26,1 64,8 280 77,7 19,3 3,0 48,0 32,7 S9,5 ., _= ~_ ~ ~b ~_ r~
Tol. = Tol~Iène : Xyl. = Xylènes TMB = Triméthylbenzène(s).
TABI.EAU 2 A 260C et PPH = 2/3, on obtient les résultats suivants :
_____ ~ ~
TEMPERATURE % Tol. % Xyl. % TMB % ~Y~ % _.Xyl % P.Xyl _ C ~ Xyl ~ Xyl P.Xyl~M.Xyl ;260 92,8 5,7 I.5 54,0 2S,0 68,4 Tol. = Toluene Xyl. = Xylène(s) ~ TMB = Triméthylbenzène(s).
.~, :
~ ~ ~ème EXEMPLE
On donne ici un exemple du procédé en deux étapes de synthèse sélec- -tive de paraxylèneJ selon l'invention.
Dans ~Ine première étape, le catalyseur de l'exen~ple 1 est utilisé
comme catalyseur d'alkylation du 1,2,4 trim~thylbenzène par le méthanol dans lesconditions suivantes :
' ~omposition molaire de la charge : 1,2,4 triméthylbenzène 60 %, méthanol 40 %.
Pression atmosphérique d'hydrogène.
Vitesse spatiale d'alimentation pph = 1./3.
; Rapport molaire H2/charge = 3.
- 7 -1~5~ 7 - TABL~U 3 Ce tableau rassemble les résultats obtenus pour plusieurs températures.
:' ~:C~L:' !~i~.~ ~ ~_ ~ a~l~ r. ~UIiSL~
TEMP. C % Xyl % TMB % T~ MB% P5~B % 124 TMB 1.245 T4 MB
~ TMB~ T4 MB
.~ _ 180 5,0 85,6 9,4 _ 99,071,4 200 4,9 79,8 14,3 1,0 98,262,0 22015,0 51,3 31,8 1,9 91,555,6 230+16,2 ~ ,9 36,8 2,1 88,551,0 ~ __ ~_ ~_ ~ ~ __~1_ T4~ = tétraméthylbenz~ e~s) - p5MB = pentaméthylbenzène(s).
On constate que la réactivité du 1,2,4 triméthylbenzène est nettement plus élevée que celle du toluène dans la réaction d'alkylation par le méthflnol.Les polyméthylbenz~nes en C~O obtell~ls à 230C sont séparés du reste d~s e~Eluents par disti.llation et mélang~s avec du toluène dans les proportionssulvantes :
ToluPne : 68 % molaire, polyméthylbenYènes en C10 : 32 % molaire.
Dans la seconde étape, le solide de l'exemple 1 est utilisé comme ~! , catalyseur de transalkylation du toluene par les polyméthylbenzènes en Cl+O dans les conditions suivantes :
Pression atmosph~rique d'hydrogène.
Vitesse spatiale d'alimentation pph = 1/3.
.~20 Rapport molaire H2/charge = 3.
T~BL~AU 4 Ce tableau rassen~ble les rés--ltats obtenus pour plusieurs températures.
,, ~_~?~ ~ff~ ~_ _~ ~ r_ l TEMP. C % Tol. % Xyl. % TMB % T~MB % PsMB ¦% P.Xyl % P.Xyl __ _ _ ~ Xyl P.Xyl+M.Xyl i 2~0 61,35,2 7,9 25,2 0,4 5~,0 72,3 . 260 54,010,3 14,8 20,2 0,7 56,9 65,~
Z 280 48,516,3 20J4 13,8 1,0 54,0 60,8 ~ _. ~ _ _ ~ ~
On voit que les sélectivités en paraxylènes obtenues sont ici supé-rieures à celles obtenues par l'alkylation du toluène par le méthanol.
, , -`," .
~- .
l~S'~ 7 .. . . . . . . .
4ème ~ EMPI.F..
r n~r~s=~.c~.~v On donne ici un exemple du procédé en une étape de synthèse sélecti-ve de paraxylène.
l.e catalyseur de l'exemple l est testé sur une charge constituée par un mélange de toluèlle, de 1>2J4~5 tétraméthylbenzène et de méthanol, dans les conditions suivantes :
: Composition molaire de la charge : toluène 65 %, 1~2~5 T4~ : l.2 %, méthanol 23%
Pression atmosphérique d'hydrogène.
Vitesse spatiale d~alimentation pph = 1/3.
10 Rapport ll2/charge = 3.
-TABLE~U 5 Ce tableau rassemble les résultats obtenus pour plusieurs températures.
~_~ . _ ~ _~
TEMP. % Tol. % Xyl. % T~ % T4MB % P.Xy~ % P.Xyl :~
C Xyl P.Xyl -t M.Xyl .. _ .. . . .
2~0 67,6 14,8 10,3 7,3 6~,3 73,7 . 260 63,0 18,7 11,9 6,4 59,8 6~,1 280 54,5 21,6 16,9 7,0 55,2 59,9 310 ~1,9 31,3 21,6 5,2 ~9,6 54,1 ~ ____ __. :'-- On constate que ce procédé permet d'obtenir des sélectivités très élevées en paraxylène, supér.ieures même, dans ce cas, à celles obtenues avec le procédé en 2 étapes.
EXEMPLR 5 (comparatif) On domle ici un exemp:le d'un procédé en une étape comparable ~ :-:l'exemple 4, mals faisant intervenir le 1,2,4 triméthylbenzène au lieu du 1,2,4,5 tétram~thylbenzène.
' Le catalyseur de l'exemple l est testé sur une charge constituée par un mélange de toluène, de 1,2,4 trimethylbenzène et de méthanol, dans les ~ ~.
.
conditions suivantes :
Composition molaire de la charge : toluene 65%, 1,2,4 TMB : 12%~ méthanol 23%.
Pression atmosphérique d'hydrogène.
30 Vitesse spatiale d'alimentation pph = 1/3. .
Rapport H2/charge = 3. . -, : . .
.
i ' ~
la~;~sz7 Ce tableau rassemble les résultats obtenus pour plusieurs températures.
j TBMP. ~/~ Tol ¦ % Xyl. Y TM ¦ ~/~ T4MB /~ _ Xyl ~
Xyl P.Xyl + M.Xyl `' _ _ . . . .
240 71,3 18,4 6,2 4,1 35,2 41,7 260 66,2 2~,3 5,1 4,4 32,~ 38,1 ': __ _~_.,; ~ -., :
On voitque l~utilisation du 1,2,4 TMB ne permet pas d'obtenlr des sélectivités en paraxylène aussi élevées que celles obtenues avec 1~ 1,2,4,5 : -' ~' 6~me EXEMPLE.
~_ On dolme ici un second exemple du procédé en une étape de synthèse ;
s~leckive de parnxyl~ne.
I,e catalyseur de l'exemple 1 est tes~é sur ulle charge constituée pMr un m~lange de toluène, de t~tram~thylben~ènes (composition correspondant à l'équlllbre à 230C : 1,2,3,4 T4MB : 14%, 1,2,3,5 T4MB : S0,6%, 1,2,4,5 T4MB:
' 35,4% et de méthanol d~ns les conditions suivantes :
`, Composition molaire de la charge : toluène : 54 %, t~træméthylben~ènes : 23 %, ¦
;~ méthanol : 23 /0. I -Pression atmosphérique d'hydrogène.
Vitesse spatiale d'alimentation pph = 1/3.
Rapport molaire H2/charge = 3.
:' -- ' , Ce tableau rassemble les résultats obtenus pour plusieurs températures.
~_ __~ ~_w _~ _ _ _ __ _ TEMP. % Tol. % Xyl. % TMB % T4MB % P5MB % P.Xyl % P.Xyl _ ~ I
C . Xyl P.Xyl -~ ~.Xyl~ :
: ! _ .. __._ .~ __ ~: .
', ~ 260 47,1 16,9 12,9 22,2 0,9 56,9 61,3 -280 42,6 20,4 17,3 18,4 1,3 53,0 56,6 310 35,2 29,5 23,5 10,0 1,8 45,B 50,6 ___ ~,_ ,~ ~ .~ 1 ' ~' '.
- 10 - .
.;
i , . .
, , .,, ;. '., . . ~ ':
:' ~:C~L:' !~i~.~ ~ ~_ ~ a~l~ r. ~UIiSL~
TEMP. C % Xyl % TMB % T~ MB% P5~B % 124 TMB 1.245 T4 MB
~ TMB~ T4 MB
.~ _ 180 5,0 85,6 9,4 _ 99,071,4 200 4,9 79,8 14,3 1,0 98,262,0 22015,0 51,3 31,8 1,9 91,555,6 230+16,2 ~ ,9 36,8 2,1 88,551,0 ~ __ ~_ ~_ ~ ~ __~1_ T4~ = tétraméthylbenz~ e~s) - p5MB = pentaméthylbenzène(s).
On constate que la réactivité du 1,2,4 triméthylbenzène est nettement plus élevée que celle du toluène dans la réaction d'alkylation par le méthflnol.Les polyméthylbenz~nes en C~O obtell~ls à 230C sont séparés du reste d~s e~Eluents par disti.llation et mélang~s avec du toluène dans les proportionssulvantes :
ToluPne : 68 % molaire, polyméthylbenYènes en C10 : 32 % molaire.
Dans la seconde étape, le solide de l'exemple 1 est utilisé comme ~! , catalyseur de transalkylation du toluene par les polyméthylbenzènes en Cl+O dans les conditions suivantes :
Pression atmosph~rique d'hydrogène.
Vitesse spatiale d'alimentation pph = 1/3.
.~20 Rapport molaire H2/charge = 3.
T~BL~AU 4 Ce tableau rassen~ble les rés--ltats obtenus pour plusieurs températures.
,, ~_~?~ ~ff~ ~_ _~ ~ r_ l TEMP. C % Tol. % Xyl. % TMB % T~MB % PsMB ¦% P.Xyl % P.Xyl __ _ _ ~ Xyl P.Xyl+M.Xyl i 2~0 61,35,2 7,9 25,2 0,4 5~,0 72,3 . 260 54,010,3 14,8 20,2 0,7 56,9 65,~
Z 280 48,516,3 20J4 13,8 1,0 54,0 60,8 ~ _. ~ _ _ ~ ~
On voit que les sélectivités en paraxylènes obtenues sont ici supé-rieures à celles obtenues par l'alkylation du toluène par le méthanol.
, , -`," .
~- .
l~S'~ 7 .. . . . . . . .
4ème ~ EMPI.F..
r n~r~s=~.c~.~v On donne ici un exemple du procédé en une étape de synthèse sélecti-ve de paraxylène.
l.e catalyseur de l'exemple l est testé sur une charge constituée par un mélange de toluèlle, de 1>2J4~5 tétraméthylbenzène et de méthanol, dans les conditions suivantes :
: Composition molaire de la charge : toluène 65 %, 1~2~5 T4~ : l.2 %, méthanol 23%
Pression atmosphérique d'hydrogène.
Vitesse spatiale d~alimentation pph = 1/3.
10 Rapport ll2/charge = 3.
-TABLE~U 5 Ce tableau rassemble les résultats obtenus pour plusieurs températures.
~_~ . _ ~ _~
TEMP. % Tol. % Xyl. % T~ % T4MB % P.Xy~ % P.Xyl :~
C Xyl P.Xyl -t M.Xyl .. _ .. . . .
2~0 67,6 14,8 10,3 7,3 6~,3 73,7 . 260 63,0 18,7 11,9 6,4 59,8 6~,1 280 54,5 21,6 16,9 7,0 55,2 59,9 310 ~1,9 31,3 21,6 5,2 ~9,6 54,1 ~ ____ __. :'-- On constate que ce procédé permet d'obtenir des sélectivités très élevées en paraxylène, supér.ieures même, dans ce cas, à celles obtenues avec le procédé en 2 étapes.
EXEMPLR 5 (comparatif) On domle ici un exemp:le d'un procédé en une étape comparable ~ :-:l'exemple 4, mals faisant intervenir le 1,2,4 triméthylbenzène au lieu du 1,2,4,5 tétram~thylbenzène.
' Le catalyseur de l'exemple l est testé sur une charge constituée par un mélange de toluène, de 1,2,4 trimethylbenzène et de méthanol, dans les ~ ~.
.
conditions suivantes :
Composition molaire de la charge : toluene 65%, 1,2,4 TMB : 12%~ méthanol 23%.
Pression atmosphérique d'hydrogène.
30 Vitesse spatiale d'alimentation pph = 1/3. .
Rapport H2/charge = 3. . -, : . .
.
i ' ~
la~;~sz7 Ce tableau rassemble les résultats obtenus pour plusieurs températures.
j TBMP. ~/~ Tol ¦ % Xyl. Y TM ¦ ~/~ T4MB /~ _ Xyl ~
Xyl P.Xyl + M.Xyl `' _ _ . . . .
240 71,3 18,4 6,2 4,1 35,2 41,7 260 66,2 2~,3 5,1 4,4 32,~ 38,1 ': __ _~_.,; ~ -., :
On voitque l~utilisation du 1,2,4 TMB ne permet pas d'obtenlr des sélectivités en paraxylène aussi élevées que celles obtenues avec 1~ 1,2,4,5 : -' ~' 6~me EXEMPLE.
~_ On dolme ici un second exemple du procédé en une étape de synthèse ;
s~leckive de parnxyl~ne.
I,e catalyseur de l'exemple 1 est tes~é sur ulle charge constituée pMr un m~lange de toluène, de t~tram~thylben~ènes (composition correspondant à l'équlllbre à 230C : 1,2,3,4 T4MB : 14%, 1,2,3,5 T4MB : S0,6%, 1,2,4,5 T4MB:
' 35,4% et de méthanol d~ns les conditions suivantes :
`, Composition molaire de la charge : toluène : 54 %, t~træméthylben~ènes : 23 %, ¦
;~ méthanol : 23 /0. I -Pression atmosphérique d'hydrogène.
Vitesse spatiale d'alimentation pph = 1/3.
Rapport molaire H2/charge = 3.
:' -- ' , Ce tableau rassemble les résultats obtenus pour plusieurs températures.
~_ __~ ~_w _~ _ _ _ __ _ TEMP. % Tol. % Xyl. % TMB % T4MB % P5MB % P.Xyl % P.Xyl _ ~ I
C . Xyl P.Xyl -~ ~.Xyl~ :
: ! _ .. __._ .~ __ ~: .
', ~ 260 47,1 16,9 12,9 22,2 0,9 56,9 61,3 -280 42,6 20,4 17,3 18,4 1,3 53,0 56,6 310 35,2 29,5 23,5 10,0 1,8 45,B 50,6 ___ ~,_ ,~ ~ .~ 1 ' ~' '.
- 10 - .
.;
i , . .
, , .,, ;. '., . . ~ ':
Claims (11)
1. Procédé de synthèse de xylènes riches en paraxylène caractérisé en ce que l'on fait réagir, entre 50 et 450°C, entre 1 et 150 bars, une charge dont la composition molaire comprend (a) 20 à 95% de toluène, (b) 2 à 60% d'un réactif choisi dans le groupe constitué par le méthanol, le diméthyléther et le chlorure de méthyle, et (c) 2 à 60% d'au moins un polyméthyl-benzène en C10+ choisi dans le groupe constitué par les tétra-méthylbenzènes, les pentaméthylbenzènes, les hexaméthylbenzènes, les polyméthylaromatiques condenses et les molécules complexes dont une partie est un méthylbenzène, un polyméthylbenzène ou un polyméthylaromatique condense, à raison d'une vitesse spatiale d'alimentation, exprimée en poids de charge par poids de cataly-seur et par heure, comprise entre 0,05 et 20, en présence d'un catalyseur acide choisi parmi les zéolithes possédant des ouvertures de pores d'au moins 7,5 .ANG..
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le polyméthylbenzène en C10+ comporte au moins quatre groupements méthyle fixes sur le noyau benzénique.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel en outre le réactif est le méthanol.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le toluène, le méthanol et le polyméthylbenzène en C10+ réagissent en phase vapeur dans une seule et même étape.
5. Procédé selon la revendication 3, dans lequel on fait réagir dans une première étape, en phase vapeur le méthanol et au moins un composé polyméthylbenzène, accepteur d'au moins un groupe méthyle, et dans une seconde étape, en phase vapeur ou liquide, le toluène par au moins un composé
polyméthylbenzène en C10+ obtenu au cours de la première étape.
polyméthylbenzène en C10+ obtenu au cours de la première étape.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le composé polyméthylbenzène accepteur d'au moins un groupe méthyle est un triméthylbenzène.
7. Procédé selon les revendications 1, 4 ou 5, carac-térisé en ce qu'on opère en présence d'hydrogène dilué ou non par un gaz inerte avec des débits d'hydrogène caractérisés par des rapports molaire H2/charge compris entre 0,1 et 20.
8. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le catalyseur est choisi parmi l'offrétite, la zéolithe .OMEGA., la mordénite, les zéolithes de structure faujasite notamment, et les tamis moléculaires synthétiques, X et Y.
9. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le catalyseur est choisi parmi l'offrétite, la zéolithe .OMEGA., la mordénite, les zéolithes de structure faujasite notamment, et les tamis moléculaires synthétiques, X et Y.
10. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le catalyseur, avant d'être utilisé, est débarrassé au moins de la majeure partie des cations alcalins qu'il contient.
11. Procédé selon la revendication 9, dans lequel le catalyseur, avant d'être utilise, est débarrassé au moins de la majeure partie des cations alcalins qu'il contient.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7334746A FR2245588B1 (fr) | 1973-09-27 | 1973-09-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CA1052827A true CA1052827A (fr) | 1979-04-17 |
Family
ID=9125662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CA209,629A Expired CA1052827A (fr) | 1973-09-27 | 1974-09-18 | Nouveau procede d'obtention selective du paraxylene |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3962363A (fr) |
JP (1) | JPS5076028A (fr) |
CA (1) | CA1052827A (fr) |
DE (1) | DE2446189A1 (fr) |
FR (1) | FR2245588B1 (fr) |
GB (1) | GB1474065A (fr) |
IT (1) | IT1022392B (fr) |
NL (1) | NL7412859A (fr) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2346308A1 (fr) * | 1976-03-30 | 1977-10-28 | Inst Francais Du Petrole | Procede d'alkylation-transalkylation d'hydrocarbures aromatiques par le methanol |
NZ199034A (en) * | 1980-12-05 | 1984-11-09 | Ici Australia Ltd | Production of hydrocarbons from a feed containing methanol,water and a promotor passed over aluminosilicate |
JP2805091B2 (ja) * | 1989-08-31 | 1998-09-30 | 三井化学株式会社 | 4―メチルジフェニル及び4,4’―ジメチルジフェニルの製造方法 |
CN103121911A (zh) * | 2011-11-18 | 2013-05-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 增产邻二甲苯和对二甲苯的甲苯甲基化方法 |
CA2869550A1 (fr) | 2012-04-05 | 2013-10-10 | Gtc Technology Us Llc | Procede d'obtention de xylenes par integration de methylation et de transalkylation |
GB201615626D0 (en) * | 2016-09-14 | 2016-10-26 | Johnson Matthey Plc | Alkylation process |
US11208365B2 (en) | 2016-12-20 | 2021-12-28 | Uop Llc | Processes and apparatuses for methylation of aromatics in an aromatics complex |
US11130719B2 (en) | 2017-12-05 | 2021-09-28 | Uop Llc | Processes and apparatuses for methylation of aromatics in an aromatics complex |
US11130720B2 (en) | 2018-03-23 | 2021-09-28 | Uop Llc | Processes for methylation of aromatics in an aromatics complex |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2954414A (en) * | 1956-01-23 | 1960-09-27 | Standard Oil Co | Production of para xylene |
US3031513A (en) * | 1958-12-03 | 1962-04-24 | Exxon Research Engineering Co | Process for obtaining durene |
US3350469A (en) * | 1964-08-19 | 1967-10-31 | Sinclair Research Inc | Method for the production of paraxylene |
US3551510A (en) * | 1968-08-15 | 1970-12-29 | Universal Oil Prod Co | Alkylation-transalkylation process |
US3775511A (en) * | 1971-12-30 | 1973-11-27 | Phillips Petroleum Co | Olefin arylation and olefin coupling in the presence of palladium carboxylates |
US3751506A (en) * | 1972-05-12 | 1973-08-07 | Mobil Oil Corp | Vapor-phase alkylation in presence of crystalline aluminosilicate catalyst |
-
1973
- 1973-09-27 FR FR7334746A patent/FR2245588B1/fr not_active Expired
-
1974
- 1974-09-18 CA CA209,629A patent/CA1052827A/fr not_active Expired
- 1974-09-19 GB GB4090774A patent/GB1474065A/en not_active Expired
- 1974-09-25 US US05/509,147 patent/US3962363A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-09-27 IT IT27807/74A patent/IT1022392B/it active
- 1974-09-27 DE DE19742446189 patent/DE2446189A1/de not_active Withdrawn
- 1974-09-27 JP JP49111329A patent/JPS5076028A/ja active Pending
- 1974-09-27 NL NL7412859A patent/NL7412859A/xx not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5076028A (fr) | 1975-06-21 |
FR2245588A1 (fr) | 1975-04-25 |
GB1474065A (en) | 1977-05-18 |
US3962363A (en) | 1976-06-08 |
DE2446189A1 (de) | 1975-04-03 |
NL7412859A (nl) | 1975-04-02 |
IT1022392B (it) | 1978-03-20 |
FR2245588B1 (fr) | 1977-10-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5689027A (en) | Selective ethylbenzene conversion | |
US5705726A (en) | Xylene isomerization on separate reactors | |
US5516956A (en) | Dual bed xylene isomerization | |
US3856873A (en) | Xylene isomerization | |
EP0999182B1 (fr) | Procédé de préparation d'une zéolithe de type structural EUO à l'aide de germes de matériaux zéolitiques et son utilisation comme catalyseur d'isomérisation des aromatiques à huit atomes de carbone | |
US3856871A (en) | Xylene isomerization | |
EP0234684B1 (fr) | Procédé d'isomérisation de xylènes | |
CA1052827A (fr) | Nouveau procede d'obtention selective du paraxylene | |
FR2664264A1 (fr) | Procede de production de 2- et 3-phenylalcanes utilisant un catalyseur a base de mordenite modifiee. | |
US6797849B2 (en) | Xylene isomerization | |
US6313363B1 (en) | Process for isomerizing aromatic compounds containing eight carbon atoms | |
EP0363253B1 (fr) | Catalyseur à base de mordénite renfermant au moins un métal du groupe VIII et son utilisation en isomérisation d'une coupe C8 aromatique | |
FR2643830A1 (fr) | Catalyseur a base de mordenite renfermant au moins un metal des groupes iia, ivb, iib ou iva et son utilisation en isomerisation d'une coupe c8 aromatique | |
US6924405B2 (en) | Xylene isomerization | |
US4957891A (en) | Catalyst for isomerizing alkylaromatics | |
NO146056B (no) | Fremgangsmaate for dampfase-isomerisering av en blanding av alkylaromatiske forbindelser for fremstilling av p-xylen | |
EP0789009B1 (fr) | Procédé de dismutation et/ou de transalkylation d'hydrocarbures alkylaromatiques en présence de deux catalyseurs zéolithiques | |
EP0755717B1 (fr) | Catalyseurs à base de zéolithe mordénite modifié au cérium, et son utilisation en isomérisation d'une coupe C8 aromatique | |
US4886927A (en) | Process for isomerization of alkylaromatics | |
EP0350367B1 (fr) | Procédé de transformation du durène dans un mélange d'hydrocarbures de point d'ébullition compris entre 30 et 300 degrés C | |
EP2934747B1 (fr) | Catalyseur modifie de type structural mtw, sa méthode de préparation et son utilisation dans un procédé d'isomérisation d'une coupe c8 aromatique | |
EP1040089B1 (fr) | Procede de production de meta-xylene | |
FR2808519A1 (fr) | Zeolithe de type structural euo de faible rapport si/al et son utilisation en tant que catalyseur d'isomerisation des coupes c8 aromatiques | |
USRE30157E (en) | Xylene isomerization | |
EP0788837B1 (fr) | Utilisation en dismutation et/ou transalkylation d'hydrocarbures alkylaromatiques d'un catalyseur composite |