CS223832B2 - Method of isomeraion of xylene - Google Patents
Method of isomeraion of xylene Download PDFInfo
- Publication number
- CS223832B2 CS223832B2 CS803550A CS355080A CS223832B2 CS 223832 B2 CS223832 B2 CS 223832B2 CS 803550 A CS803550 A CS 803550A CS 355080 A CS355080 A CS 355080A CS 223832 B2 CS223832 B2 CS 223832B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- xylene
- zeolite
- catalyst
- ethylbenzene
- carbon atoms
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C15/00—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts
- C07C15/02—Monocyclic hydrocarbons
- C07C15/067—C8H10 hydrocarbons
- C07C15/08—Xylenes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
- B01J29/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
- B01J29/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
- B01J29/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11, as exemplified by patent documents US3702886, GB1334243 and US3709979, respectively
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C4/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms
- C07C4/08—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms by splitting-off an aliphatic or cycloaliphatic part from the molecule
- C07C4/12—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms by splitting-off an aliphatic or cycloaliphatic part from the molecule from hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring, e.g. propyltoluene to vinyltoluene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C4/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms
- C07C4/08—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms by splitting-off an aliphatic or cycloaliphatic part from the molecule
- C07C4/12—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms by splitting-off an aliphatic or cycloaliphatic part from the molecule from hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring, e.g. propyltoluene to vinyltoluene
- C07C4/14—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms by splitting-off an aliphatic or cycloaliphatic part from the molecule from hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring, e.g. propyltoluene to vinyltoluene splitting taking place at an aromatic-aliphatic bond
- C07C4/18—Catalytic processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/22—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by isomerisation
- C07C5/27—Rearrangement of carbon atoms in the hydrocarbon skeleton
- C07C5/2729—Changing the branching point of an open chain or the point of substitution on a ring
- C07C5/2732—Catalytic processes
- C07C5/2737—Catalytic processes with crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/10—After treatment, characterised by the effect to be obtained
- B01J2229/26—After treatment, characterised by the effect to be obtained to stabilize the total catalyst structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
- B01J2229/36—Steaming
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2229/00—Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
- B01J2229/30—After treatment, characterised by the means used
- B01J2229/42—Addition of matrix or binder particles
-
- 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
- C07C2529/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/30—Aromatics
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu výroby aromatických sloučenin s 6 až 8 atomy uhlíku, zvláště benzenu, toluenu a xylenů.
V současné době je nejhodnotnější z těchto sloučenin p-xylen, který se pro použití při syntéze polyesterů odděluje ze směsi xylenů frakční krystalizací. Benzen je hodnotný jakožto chemická surovina, toluenu se používá pro různé účely jakožto rozpouštědla, v chemické výrobě a jakožto složky vysokooktanových benzinů. Způsob podle vynálezu umožňuje, aby se suroviny, jako je
Teplota tuhnutí °C reformát, zpracovávaly za získání p-xylenu, jakožto hlavního, produktu a toluenu a benzenu jakožto v podstatě jediných aromatických vedlejších produktů.
Zpravidla se p-xylen získává ze směsí aromatických látek s 8 atomy uhlíku získaných ze surovin, jako je ropa a zvláště jako jsou reformáty, a to obvykle selektivní rozpouštědlovou extrakcí. Aromatické látky s 8 atomy uhlíku v takových směsích jsou následující vlastnosti:
Teplota varu Hustota °C kg/1
Ethylbenzen | —95,0 | 136,0 | 0,869 |
p-Xylen | 22,8 | 138,0 | 0,864 |
m-Xylen | —47,6 | 139,0 | 0,866 |
o-Xylen | —25,2 | 144,0 | 0,885 |
Hlavními zdroji jsou katalyticky reformovaná nafta a pyrolýzní destiláty. Frakce aromatických uhlovodíků s 8 atomy uhlíku z těchto zdrojů se svým složením široce liší, zpravidla však obsahuje 10 až 32 % hmotnostních ethylbenzenu a do 100 % xyleny, přičemž na meta-xylen připadá asi 50 °/o a na para-xylen a orto-xylen vždy 25 proč. Jednotlivé izomerní produkty se mohou oddělit z přirozeně získaných směsí vhodnými fyzikálními způsoby. Ethylbenzen se může oddělit frakční destilací jakkoliv je to nákladná operace. Orto-xylen se může oddělit frakční destilací, a tak se provozně vyrábí. Para-xylen se odděluje ze směsi izomerů frakční krystalizací.
Jelikož průmyslové používání para-xylénu a orto-xylenu vzrůstá, je zájem na izomeraci ostatních aromatických uhlovodíků s 8 atomy uhlíku na rovnovážnou směs a tak o zvýšení výtěžků žádaných xylenů, jako< například při způsobu zvaném Oktafining. V typické jednotce pro proces Oktafining se směs aromatických látek s 8 atomy uhlíku zavádí do ethylbenzenové věže, kde se z produktu stripuje část jeho ethylbenzenového obsahu do takové míry, aby veškeré xyleny v zavedené surovině zbyly bez zbytečně nákladné „superfrakcionace“. Ethylbenzen se odebírá z hlavy, zatímco na dně věže zbývá produkt sestávající hlavně z xylenů, spolu se značným množstvím ethylbenzenu a zavádí se do dělicí kolony pro xylen. Produkt ze dna kolony ke štěpení xylenu sestává z orto-xylenu a z aromatických látek s 9 atomy uhlíku a vede se do věže pro o-xylen, ze které se o-xylen odvádí z hlavy a těžký zbytek se odstraňuje. Produkt z hlavy dělicí kolony pro xylen se převádí do běžné separace krystalizační. Krystalizátor pracuje způsobem popsaným v americkém patentovém spise čís. 3 662 013.
Jelikož má p-xylen teplotu tání mnohem vyšší než ostatní aromatické látky s 8 atomy uhlíku, odděluje se p-xylen ochotně v krystalizátoru po zmrazení produktu a směs xylenů, ochuzená o p-xylen se převádí do izomerační jednotky. Izomerovaná látka se vede vyhřívačem, mísí se s vodíkem a směs se zavádí do izomerační jednotky.
Izomerovaný produkt z izomerační jednotky se ochladí a vede se do vysokotlakého separátoru, ze kterého se vodík může recyklovat do procesu. Kapalný produkt izomerace prochází do striperu, z jehož hlavy se odvádí lehké produkty. Zbylý kapalný produkt sestává z aromatických látek s 8 atomy uhlíku a z uhlovodíků a recykluje se do jednotky ke štěpení xylenu.
Je zřejmé, že je systém uzpůsoben pro výrobu hlavně p-xylenu ze směsi aromatických látek s 8 atomy uhlíku obsahující všechny xylenové izomery plus ethylbenzen.
Klíčem к účinnosti operace takto zaměřené je izomerační jednotka, do které se zavádí produkt z krystalizátoru ochuzený o p-xylen a převádí se na jiné xylenové izomery, částečně na p-xylen pro jeho další oddělení v krystalizátoru.
Mezi způsoby xylenové izomerace známými ze stavu techniky, byl Oktafining původně jedinečný svojí schopností převádět ethylbenzen. Jiné xylenové izomerační způsoby vyžadovaly mimořádně nákladnou frakcionaci к oddělování složek aromatických frakcí s 8 atomy uhlíku. Jak je zřejmé ze shora uvedené tabulky vlastností, je teplota varu ethylbenzenu velmi blízká teplotě varu p-xylenu a m-xylenu. Dokonalé odstraňování ethylbenzenu z produktu je nepraktické. Běžným prostředkem pro překlenutí tohoto problému je separační jednotka pro ethylbenzen v soustavě izomerační a separační jednotky při použití katalyzátoru odlišného než je pro proces Oktafining. Je zřejmé, že Oktafining nepotřebuje toto nákladné pomocné opatření pro separaci ethylbenzenu. Tato výhoda je založena na tom, že katalyzátor používaný při procesu Oktafining konvertuje ethylbenzen.
Při procesu Oktafining reaguje ethylben223832 zen přes ethylcyklohexan na dimethylcyklohexany, které se pak převádějí na xyleny. Konkurenčními reakcemi jsou disproporcionace ethylbenzenu na benzen a diethylbenzen, hydrokrakování ethylbenzenu na ethan a benzen a hydrokrakování alkylcyklohexanů.
Významným zlepšením je zavedení katalyzátorů, jako je zeotit ZSM-5 spolu s kovem, jako je patina, jak je popsáno v americkém patentovém spise číslo 3 856 872. Při teplotách okolo 370 až 430 °C se ethylbenzen konvertuje disproporcionací na tomto katalyzátoru na benzen a diethylbenzen. Při vyšších teplotách a za použití zeolitu ZSM-5 jakožto katalyzátoru se sníženou aktivitou se ethylbenzen a jiné aromatické látky s jedním kruhem, konvertují odštěpením postranních řetězců se dvěma nebo několika atomy uhlíku. Tento vývoj umožňuje efektivnější využití reaktorů Oktafining použitím zlepšeného katalyzátoru (ZSM-5).
Jiným xylenovým izomeračním systémem, kterého· se široce používá, je nízkotlaká operace v parní fázi. Používané teploty jsou stejného řádu jako při procesu Oktafining okolo 454 °C. Používá se pouze tlaků potřebných k vyrovnání poklesu tlaku v připojené jednotce pro získání produktu, ve výměnících tepla a v podobných jednotkách. Pro všechny praktické účely se reakce provádí za tlaku okolí při vstupním přetlaku do reaktoru 207 kPa. Katalyzátorem je v podstatě systém. oxid křemičitý — oxid hlinitý, přičemž se kyselý amorfní heterogenní katalyzátor používá v četných takových kysele katalyzovaných procesech. Některé přednosti tohoto typu izomerace budou hned vysvětleny.
Náklady na katalyzátor se výrazně sníží vynecháním platiny. Při tomto nízkém tlaku se reaktorové nádoby mohou vyrábět z levné oceli a nevyžadují žádných konstrukčních opatření pro odolání tlakovému namáhání. Proces se provádí bez zavádění molekulárního vodíku a nevyžaduje žádných jednotek pro výrobu a recyklování tohoto plynu. Tyto· skutečnosti značně snižují investiční a provozní náklady a nízkotlaký proces · je tak v podstatě konkurenční procesu Oktafining, nehledě na požadavek velkých nádob při nízkotlaké operaci a na nízkou prostorovou rychlost a na provozní nedostatky vlastní tomuto procesu.
Primárním nedostatkem nízkotlaké izomerace ve fázi par dosud provád^ě je jej nízká snášenlivost pro ethylbenzen. Katalyzátor konvertuje ethylbenzen pouze při velmi drsných podmínkách, které způsobují nepřijatelnou ztrátu xylenu disproporcionací. Dalším nedostatkem je skutečnost, že rychle klesá aktivita katalyzátoru v důsledku ukládám „koksu“, umlkalo povte^ který maskuje aktivní místa katalyzátoru na bázi oxidu křemičitého a oxidu hlinitého běžně přítomného při této operaci. Koks se můré odstianit vypálením na vzduchu k re generaci aktivity katalyzátoru. Pracovní kontinuity se dosahuje dobře známou techniku ,,výměnnéuo reaktoru“ používající dvou nebo několika reaktorů, z nichž jeden je v provozu, zatímco v reaktoru , obsahujícím vyčerpaný katalyzátor se provádí regenerace katalyzátoru vypalováním k aktivaci katalyzátoru spálením vytvořeného koksu. Jsou běžné cykly dvou až čtyř dnů za použití jednoho reaktoru v provozu po takovou dobu a pak převedení do čerstvě regenerované nádoby.
Současná provozní praxe zahrnuje mnoho velkých jednotek jak pro proces ^taftem^ tak pro nízkotlaký způsob při separaci p-xyienu a recyklovám ostatmch teom-erů spolu s takovým množstvím ethylbenzenu, jaké může být přítomno, izomerací a zpět do· jednotky pro získání p-xylenu. Současnou volbou pro průmysl je použití vysokotlakého izomeračního· postupu s velkým množstvím vodíku nebo nízkotlaký izomerační postup v podstatě za tlaku okolí s komplikovanou cyklizací a s měněním reaktorů a s potřebou nákladné destilace k odstranění ethylbenzenu na přijatelnou hodno^ zpravidla asi 5 %.
Použití zeolitu ZMS-5 místo· katalyzátoru na bázi oxidu křemičitého· a oxidu · hlinitého při nízkotlaké izomerací vede k výhodné konverzi se zřetelem·· na disproporcionaci ethylbenzenu a xylenů. Takto upravený proces, jak je popsáno v americkém· patentovém spise mste 4 Wl 596 pracuje za nižší teploty než běžná nízkotlaká izomerace v přítomnosti oxidu křemičitého a oxidu hlinitého. Za těchto podmínek jsou možné dlouhodobé procesy i při vysokém obsahu ethylbenzenu ve vsázce, což umožňuje operaci ethylbenz.enové věže za mírných a méně nákladných podmínek k odstraňování pouze podílu ethylbenzenu ve vsázce. Tak zlepšený nízkotlaký proces se zeo-litem ZSM-5 vyžaduje modifikaci běžné nízkotlakové jednotky k pnzprnsobem operace za mzk teploty.
Způsob podle vynálezu se týká izomerace xylenů ve vsázce obsahující také ethylbenzen, a popřípadě za přítomnosti vodíku, stykem za konverzních podmínek s katalyzátorem obsahujícím zeolit s poměrem oxidu křemičitého k oxidu hlinitému větším než 12 a s C indexem 1 až 12. Podle vynálezu vsázka dále obsahuje alkylaromatické látky s více než 8 atomy uhlíku. Izomerace· se provádí za konverzního tlaku nižšího než
791,3 kPa· za konverzní tepoty 426,7 až 537,8 cc, při poměru 1 až 200 hmotnostních dílů vsázky ke hmotnostnímu dílu · katalyzátoru za hodinu. Izomerace se provádí na katalyzátoru, který konvertuje méně než 2 % hmotnostm xytenu na jmé sloučeniny než xylen za teploty 482,2 °C, za tlaku 1480,3 kPa a při prostorové rychlosti za hodinu 5.
Výhodným zeolitem je ZSM-5, který může být v kyselé formě nebo může obsaho223832 vat katlonty alkalického kovu. Při použití v kyselé formě může být pařen.
Izomerace se provádí při hmotnosti vsázky na hmotnostní díl katalyzátoru za hodinu ' 1 až 200 se zřetelem na zeolit, který tvoří méně než 10 % taotoostrn^ útvaru s inertním nosičovým materiálem.
Tlak při styku vsázky s katalyzátorem je s výhodou 446,1 kPa, výhodněji 0,1 MPa nebo· nižší.
Vsázka může být prosta přidávaného vodíku, může obsahovat parafinové uhlovodíky nebo· může sestávat v podstaté z aromatických uhlovodíků.
Poměr oxid křemičitý/oxid hlinitý v zeolitu je s výhodou větší než 200, s výhoůou je větší než 500.
Ostatně je známo, že zeolit ZSM-5 je velmi účinným· katalyzátorem izomerace xylenů jak uvádí například americké Rentové spisy číslo· 3 790 471 a 3 856 871.
Vynález zlepšuje nízkotlaký izomerační proces, přičemž se pracuje v navrženém rozsahu teplot za použití jakožto katalyzátoru zeolitu charakteru ZSM-5 s podstatně sníženou aktivitou zředěním, velmi vysokým, poměrem oxid křemičitý/oxid hlinitý, výměnou zásady alkalickým kovem, basováním nebo podobným způsobem. Při těchto · vysokých teplotách 426,7 až 537,8 °C má · zeolit se sníženou aktivitou účinnou schopnost izomerovat xylen a odštěpovat alkylové postranní řetězce se dvěma nebo několika atomy uhlíku od aromatických látek s jedním· kruhem při dlouhodobém provozu. Disproporcionační aktivita zeolitu se silně sníží sníženou kyselou aktivitou, což vede k nízkým ztrátám xylenu při tomto mechanismu. Nedostatek di.sproporctena^ aktlvity zhoršuje kapacitu katalyzátoru pro aromatické látky s 9 a více atomy uhlíku, například trimethylbenzenu, jako se provádí při · některých procesech. Tak je nutné odstraňovat z recyklovaného produktu složky s více než 8 atomy uhHku, aby se ^edeste nadměrnému zabudování do systému sloučeniny s 9 a více atomy uhlíku. Katazátor má také schopnost krakovat parafiny ve vsázce na níže vroucí steučeniny snadněji odstranitelné z recyklovaného produktu frykcionátorem běžně obsaženým v soustavě pro· získání a izomeraci p-xylenu.
Pro· kombinování aktivit se katalyzátor může instalovat v běžném nízkotlakém izomeračmm zanzern s v^uštemm a/nebo se snížením· použití některých pomocných jednotek normálně používaných při přípravě vsázky. Například normální vsázkou je aromatická frakce s 8 atomy uhlíku, ze které se většina ethylbenzenu odstranila přesnou frakcionací. Tak se reformát z ropy deštice k odstraněrn stezek s mžší tepteteu varu než mají aromatické látky s 8 atomy uhlíku, opět se destiluje k odstranění podílů s 9 a více atomy uhlíku. Získaná frakce s 8 atomy uhlíku se pak extrahuje rozpouštedlem· k odděle.m aromatických látek od parafrnů a aromatické látky s 8 atomy uhlíku se opět destilují nákladným způsobem k odd^ern alespoň velké části ethyteenzenu.
^riso! jakým některá z teclite zanzem se mohou vynechat, je naznačen na připojeném obrázku, který znázorňuje graficky hlavní prvky běžné jednotky pro přípravu p-xylenu nízkotlakým izomeračním způsobem.. Technologické zařízení, které může být: vypuštěno nebo se může snížit jeho vytížení při způsobu podle vynálezu, je čárkovaně ohkresleno a označuje se jako případné.
Podstatou vynálezu je užitečný a účinný izomerační rea^o^ toerý je použiteteý také pro· selektivní dealkylaci aromatických sloučenin s jedním· kruhem· k odstranění postranních alkylových řetězců se dvěma nebo s několika atomy uhlíku. Takový reaktor obsahuje katalyzátor ve formě zeolitu s poměrem· oxid křemičitý/oxid hlinitý alespoň 12, s C indexem 1 až 12 a se sníženou kyselou aktivitou dále definovanou.
Reaktor se udržuje na teplotě 426,7 až 537,8 °C a pod tlakem 791,3 kPa s výhodou pouze pod přetlakem dostatečným k předcházení poklesu tlaku v dalších zařazených jednotkách, například pod tlak 446,1 kPa. Při některých provedeních se může výpust na konci z^acovatelslte hnky udržovat: pod tlakem .okolí napojením na sací konec vhodného čerpadla, a tak se realctor udržuje na tlaku nebo· pod tlakem- 0,1 MPa. Ukázalo se, že snížení tlaku vede ke snížení ztrát xylenu a zlepšuje katalytické vlastnosti amorfního systému oxidu křemičitého- a oxidu hlinitého, jakožto katalyzátoru.
Jak ukázáno· na obr. může se realkter podle vynálezu zapojovat do linky, ve které se ropná frakce zpracovává na p-xylen. Nebo se může způsob podle vynálezu používat v jednotce, kde se dávkují získané aromatické látky s 8 atomy uWfe nebo· směsi xylenů. Při procese podle připojeného obr. se dodává lehká frakce ropy potrubí;m 10 d.o reformeru 11, pracujícího ke konverzi naftenů na aromatické látky dehydrogenací pod ttota vodíku na platině na oxteu hlinitém, jakožto· katalyzátoru.
Reformátový produkt, bohatý aromatickými látkami, z reformeru 11 se vede potrubím 12 do frakcionátoru 13, ze kterého se sloučeniny se 7 nebo méně atomy uhlíku odvádějí z hlavy, a na jehož dně zůstává frakce s · 8 a více atomy uhlíku, která se může potrubím· 14 převádět do frakcLonátoru 15. Nebo se produkt ze dna frakcionátoru 13 vede přímo do· rozpouštědlového extrakčního· stupně nízkotlakého reaktoru, jak bude popsáno. Za předpokladu použití frakcionátoru 15 sestává frakce ze dπa, odváděná potrubím 16 z uhlovodíků s 9 nebo více atomy uhlíku a je bohatá na aromatické látky. Frakce z potrubí 16 se může používat jakožto složky vysokooktanových motoro223832 vých paliv nebo se může zpracovávat к převedení obsahu aromatických látek na směs benzenu, toluenu a xylenů.
Produkt, odváděný z hlavy frakcionátoru 15 potrubím 17, obsahuje sloučeniny s 8 atomy uhlíku a zavádí se do rozp.ouštědlového extrakčního stupně 18, kde se oddělují parafiny použitím vhodného rozpouštědla o sobě známým způsobem. Nebo se produkt s 8 atomy uhlíku z frakcionátoru 15 odvádí z hlavy přímo do nízkotlakého reaktoru. Aromatická frakce s 8 atomy uhlíku, připravená rozpouštědlovou extrakcí ve stupni 18 se s výhodou převádí potrubím 19 d.o striperu 20 к odstranění ethylbenzenu. Pokud se odstraňování ethylbenzenu provádí, může se stupeň odstranění ethylbenzenu přizpůsobit přání operátora, jelikož nízkotlaký reaktor podle vynálezu může snášet značná množství ethylbenzenu, který se v něm konvertuje na benzen.
V každém případě je vsázka do izomerizéru tvořena produktem ze dna striperu 20 dodávaným potrubím 21, produktem ze dna frakcionátoru 13, produktem z hlavy frakcionátoru 15 neb.o aromatickou frakcí s 8 atomy uhlíku z rozpouštědiového extrakčního stupně 18. Každá z těchto vsázek obsahuje xyleny generované v reformeru 11 spolu s větším nebo menším množstvím parafinů a/nebo aromatických látek s teplotou varu v oboru varu xylenu nebo vyšší. Jestliže se vsázka odebírá ze dna striperu 20 ethylbenzenu, dodává se přímo do separátoru p-xylenu 22 ve směsi s recyklovaným produktem, který bude popsán. V separátoru p-xylenu 22 se odděluje p-xylen ze směsi jakýmkoliv známým způsobem. Zbytek ze separátoru p-xylenu 22 se vede potrubím 23 do nízkotlakého reaktoru 24 obsahujícího katalyzátor sestávající v podstatě ze zeolitu s nízkou aktivitou majícího poměr oxid křemičitý/oxid hlinitý větší než 12 a index potlačení 1 až 12.
Za nízkého tlaku převažuje v nízkotlakém reaktoru 24 vysoká teplota, takže katalyzátor má kapacitu (1) к izomeraci xylenů, čímž se znovu vytvoří směsné xyleny v produktu ze separátoru p-xylenu 22 za vzniku přídavného p-xylenu, (2) к .odstranění alkylových řetězců s 2 nebo několika atomy uhlíku z aromatických látek s jediným kruhem, za ponechání methylových skupin, čímž vznikne směs benzenu, toluenu a xylenů a (3) ke krakování parafinů na níževroucí sloučeniny, které se mohou .odstranit v dále zařazeném frakcionátoru. Při vynálezu se tedy uvažuje o přidávání do vsázky pro reaktor 24 produktů, obsahujících parafiny a/nebo aromatické látky s více než 8 atomy uhlíku. Takové produkty se získají ze dna frakcionátoru 13 nebo z hlavy frakcionátoru 15 a mohou se popřípadě extrahovat rozpouštědlem v zařízení podobném rozpouštědlovému extrakčnímu stupni 18. Podobně se může vypustit striper 20 к odstraňování ethylbenzenu. Jedna taková varianta způsobu je znázorněna na obr. čárkovaným potrubím 25 pro převádění produktu ze dna frakcionátoru 13 do reaktoru
24.
Produkt z reaktoru 24 v potrubí 26 obsahuje tři xyleny v podílech blížících se termodynamické rovnováze spolu s konverzními produkty reakce ethylbenzenu a výše vroucích alkylaromatických látek, jakož také podíl nezreagovaného ethylbenzenu a vyšších látek. Vedlejšími produkty jsou benzen, toluen a xyleny vzniklé reakcí takových sloučenin, jako je ethylbenzen, methylethylbenzen, dimethylbenzen atd. Jestliže se reakční směs frakcionuje v koloně 27 к získání sloučenin s 5 a méně atomy uhlíku z hlavy, benzenu a toluenu jakožto vedlejšího produktu, sestává produkt ze dna v podstatě z aromatických látek s 8 a více atomy uhlíku. Veškerá frakce ze dna se vede potrubím 28 do frakcionátoru 29 к odstranění aromatických sloučenin s 9 nebo s více atomy uhlíku, kde se oddělí jakožto produkt ze dna. Frakce odváděná z hlavy obsahuje 8 atomů uhlíku a vede se potrubím 30, jakožto vsázka pro separátor p-xylenu 22.
Těžké aromatické látky ze dna frakcionátoru 29 se s výhodou nerecyklují do reaktoru jako při jiných procesech. Nedostatek transalkylační aktivity katalyzátoru podle vynálezu způsobuje, že jsou neschopné generovat podstatnější množství xylenů, například reakcí trimethylbenzenu. Produkty ze dna frakcionátoru 29 se mohou nechávat reagovat s toluenem v odděleném reaktoru pro těžší aromatické látky pro výrobu xylenů a reakční produkty se zavádějí do procesu potrubím 26, jak je popsáno v americkém patentovém spise číslo (přihláška vynálezu 945 279 z 25. 09. 78) nebo se mohou převádět na palivové motorové směsi.
Reaktor 24 obsahuje krystalický katalyzátor na bázi oxidu křemičitého a oxidu hlinitého (zeolit) s relativně nízkou kyselou aktivitou. Katalyzátor promotuje průběh reakce, který je jedinečný při teplotě nad 427 CC. Ethylbenzen ve vsázce se selektivně krakuje na benzen při nepatrné konverzi na xyleny nebo při zcela žádné konverzi na xyleny. Řetězce se dvěma nebo několika atomy uhlíku na ostatních aromatických látkách podléhají podobné konverzi. Tyto dva typy konverzí jsou jako takové odděleny, poprvé drsné podmínky reakce nejsou kompromisem к dosažení účinné konverze ethylaromatických sloučenin za „přijatelné44 ztráty xylenu. Pro tuto charakteristiku procesu není nutná předběžná destilace к oddělení alespoň určité části ethylbenzenu a aromatických látek s 9 atomy uhlíku ze vsázky, jako se prováděla při způsobech známých ze stavu techniky.
Dále se zjistilo, že způsob podle vynálezu je schopen konvertovat parafinové uhlo223832 vodíky. To umožňuje vypustit nákladný extrakční stupeň běžně používaný pro· frakci katalyticky reformované ropy při výrobě a izolaci xylenů. V souhlase s výhodou této charakteristiky procesu obsahuje vsázka v potrubí 25 aromatické látky s 8 atomy uhlíku z reformátu nebo obsahuje tyto aromatické látky spolu s parafiny podobného oboru teploty varu, nonany a těžší parafiny. Parafiny ve vsázce hydrokrakovaných uhlovodíků na nižší parafiny pricházej z kolony 27 v mnohem· větším· množství, než jak se získají z konverze ethylbenzenu.
Jakožto příklady třídy zde definovaných zeolttů se uvádějí zeolity ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-35, ZSM-38; tyto zeolity se popřípadě definují difrakcí rentgenových paprsků, jak je zřejmé z amerických patentových spisů čís. 3 702 886, 3 709 979, 3 832 449, 4 016 245 a 4 046 859.
Specifické popsané zeolity, pokud se připravují v přítomnosti organických kationtů, jsou katalyticky inaktivní pravděpodobně protože interkrystalické volné prostory jsou obsazeny organickými kationty z přípravného roztoku. Mohou se aktivovat zahřátím v inertní atmosféře po dobu jedné hodiny při · teplotě například 538 °C, načež se provede výměna báze s amoniovými solemi, načež se kalcinuje na vzduchu při teplotě 538 °C. přftomnost organických tottontů ve vytvářecím roztoku nemusí být · absolutně podstatná pro vytváření tohoto · typu zeolltu; přítomnost takových kationtů se však zdá podporovat vytváření speciálního· typu zeolitu. Obecněji řečeno je žádoucí aktivovat tento typ katalyzátoru výměnou báze · · s amoniovými solemi následovanou kalcinací na vzduchu při teplotě asi 538 °C po dobu asi 15 minito až asi 24 hodin.
Někdy se mohou na tento typ zeolitového katalyzátoru převádět přírodní zeo!ity za použití různých aktivačních procesů · a jiných úprav, jako je výměna báze, paření, extrakce oxidu hlinitého· a kalcinace, přičemž se tyto· upravovači procesy kombinují. Mezi přírodní minerály; které se mohou takto u^avova^ se počítají fernett^ brev^βΓί^ ^сИнг^1, epist^L·!^ heulandit a clinoptilolit.
Podle výhodného hlediska vynálezu se zeolity voh tak aby mély hustotu toystahcké výstavby v suché vodíkové formě ne podstatně · nižší než 1,6 g/cm3. Suchá hustota známých struktur se může vypočítat z počtu atomů křemíku a hhnftu v 1000 x 103 nm, jak se například uvádí v článto o StruWuře zeolitů W. M. Meiera, uvedeném v publikaci „Proceedings of the Conference of Molecular Sieves, Lonto^ AprH 1967“.
Při syntetizování ve formě alkalického kovu se zeolit zpravidla převádí na vodíkovou formu obecně za přechodného· vytváření amoniové formy, jakožto · výsledek výměny amoniového iontu a amoniová forma se kalcinuje k získání vodíkové formy. · Kromě vodíkové formy se může použít jiných forem zenitů ve kterých se původrn obsah altohckáho· kovu snížk na m-éně , než asi 1,5 . % hmotnostních. Tak se původní alkalický kov zeolitu může nahradit iontovou výměnou jinými vhodnými ionty prvků skupiny IB až VIII periodické soustavy prvků včetně například niklem, mědí, zinkem, paládiem, vápníkem nebo· kovy vzácných zemin.
při prováděm žádaného· tonverzrnto způsobu může být zroucí vnášet shora popsané toystahcto aluminotШkátové zeollty do jtaého· matertalu odolného působení vysokých teplot a jiným podmínkám pri procesu. Takové matricové materiály zahrnují přírodm a syntetické tetk^ stejně jako anorgarncto materiály, jato jsou jíly; oxid křemtéttý a/nebo oxtay tovů. Tyto materiáty mohou být v prir^rn formě nebo· ve formě gelovitych sraronin nebo gelů včetně směsí oxtau Wemtértého a oxidů tovů. Přnodně se vyskytující jíly, kterých je možno· použít spolu se zeolity, zahrnují jíly ze skupiny montmoriilonitu a kaolinu, kterážto skupina zahrnuje subbentonity a kaoliny obecně známé jatožto Dixίe, jíly McNamee-Georgia a Hortaa nebo· jnm jOy; ve toerých je hlavní minerální složkou hall^sk, kaolinit, dickit, natot nebo· anauxit. Takových jílů se může · ^užít v surovém stav^ jak se dolují nebo· se nejdříve kalcinují, zpracovávají kysehnou nebo se chemiky modtfitojL
Kromě se shora uvedenými materiály se zeolity mohou používat spolu s porézním matricovým materiálem, jako je oxid hlinitý, oxid ^emmRý-oxta hltail^ oxid křemlftty-oxta horecnaty, oxta křemičitý-oxid zirkoniCitý, oxid ^emimty-oxta · oxta křemičitý-oxid berylia, oxid křemičitý-oxid titaničitý nebo jako jsou ternární směsi, jako je oxid křemičity-oxid hlinitý-oxid thoг^^ oxid MemJ&ty-oxta Minitý-oxtó zirkoničitý, oxid křemičitý-oxid hlinitý-oxid hořečnaty a oxta Memi&ty-oxta hořečnatý-oxid zirkoničitý. Matrice může být ve formě kogelu. Poměr zeolitové složky · a anorganické oxidové gelové matrice se může měnit v širokých mezích při obsahu zeolitu asi 1 · až 99 % hmrtnrttních a zpravtala 5 až 80 % hmntnottmch ve směném útaaru.
Při způsobu podle vynálezu se používá zeoHtů shora popsaného typu s tím omezením, že používané formy mají poměrně malou kyselou aktivitu. Zjistilo se, že při snížern aktMty tacto.o zeolRů klesá jejich schopnost katalyzovat ditprrpnrcirnaci bez podstatného poklesu katalyzovat izomeraci xylenů při teplotách nad 427 °C. Při způsobu podle vynálezu se využívá tato jeidmečné cb<^i^^]^1^^]^istiky k dosahovám provozm výhody, a že je izomerace oddělena od konverze e^^enzen^ toerá se nyrn provádí dealkylací v přítomnosti zeolitu s nízkou aktivitou. Významným· důsledkem· této katalytické vlastnosti je, že je obecně nežádoucí · recyklovat toluen a trimethylbenzen do reaktoru. Nedostatek ditprrpnrcίrnačm aktivity znamená, že se tyto methylbenzeny nekonvertují ve významnějším množství na xyleny. Proto recyklování těchto nereaktivních složek vede к nežádoucímu zabudovávání zřediovacích materiálů do procesu.
Nízké kyselé aktivity katalyzátoru se dosahuje jakýmkoliv běžným způsobem nebo jejich vzájemnou kombinací. Výhodnou alternativou je příprava zeolitu s vysokým poměrem oxid křemičitý/nxid hlinitý nad 200, s výhodou nad 500. Velmi vysoké zředění inertní matricí je také účinné. Například útvar z aktivnější formy zeolitu ZSM-5 s oxidem hlinitým při poměru 5 dílů zenlitu a 95 dílů inertní matrice poskytuje vhodný katalyzátor, jak je popsáno v DE zveřejněné přihlášce vynálezu DOS číslo 2 819 304.
Aktivita těchto zeolitů se může snížit na míru vhodnou pro provádění způsobu podle vynálezu tepelným zpracováním nebo pařením při vysoké teplotě, jak je popsáno v americkém patentovém spise číslo 3 965 209. Zeolity používané za tak drsných reakčních podmínek, jako je aromatizace parafinů a olefinů ztrácejí aktivitu do míry, která je činí vhodnými pro použití při způsobu podle vynálezu. V americkém patentovém spise číslo 3 960 978 je podrobná diskuse tohoto způsobu desaktivace zeolitu. Jiným způsobem snížení aktivity je dodávání zásaditých kationtů, jako sodíku, ve značném množství do kationických míst zeolitu. Takový způsob je popsán v americkém patentovém spise číslo 3 899 544.
V mnoha případech je paření výhodným způsobem snižování aktivity zeolitového katalyzátoru. Příprava katalyzátoru se může provádět in šitu vedením páry o vhodné teplotě obecně 427 °C nebo .o vyšší teplotě katalyzátorem v reaktoru 24 po dobu několika hodin až do dosažení žádaného snížení disproporcLonační aktivity.
Ať se již snížení kyselé aktivity dosáhne jakýmkoliv způsobem, může se aktivita měřit disproporci onační aktivitou. Vhodná zkouška pro tento účel zahrnuje uváděním do styku xylenů ve formě jakékoliv směsi nebo ve formě jediného čistého izomeru s katalyzátorem při teplotě 482 °C, za tlaku
148,3 kPa a při hodinové prostorové rychlosti kapaliny 5. Vhodné katalyzátory pro použití při procesu podle vynálezu vykazují při jednom průchodu ztrátu xylenu disproporci onací menší než 2 % hmotnostní, s výhodou menší než 1 % hmotnostní.
Katalyzátory, kterých se při způsobu podle vynálezu použilo, vykazují ztráty okolo 0,5 % hmotnostních. To je velmi nízká hodnota při disproporcionaci velkého množství ethylbenzenu konverzí na benzen (asi 30 %), což je výhodou nového chemického zpracování aromatických látek podle vynálezu. Nedostatek disproporcionační a obecně transalkylační aktivity také určuje stažení sloučenin o teplotě varu nad a pod teplotou varu aromatických sloučenin s 8 atomy uhlíku. Například toluen a trimethylbenzen se konvertují ve velmi malé míře, pokud se vůbec konvertují, a stávají se ředidly, která nevýhodně zabírají prostor reaktoru. Malé množství takových ředidel se může připustit, čímž se míní taková množství, která vznikají pouze přibližnou frakcionací, avšak odstraňování alespoň jejich největšího podílu je důležité pro účinnou operaci.
Při podmínkách reakce podle vynálezu se nepoužívá kovových katalyzátorových složek, jako je nikl, platina a podobné kovy. Proces se pr.ovádí v nepřítomnosti vodíku v podstatě za tlaku okolí. Pokusy prováděné к hodnocení dvojí funkce katalyzátorů, totiž niklu a zeolitu ZSM-5 s nízkou aktivitou, vykazují rychlý pokles aktivity. Konverze ethylbenzenu klesá z 27 % na 12 % v průběhu třídenního zpracování vsázky obsahující 15 % ethylbenzenu a 85 % xylenové směsi za tlaku okolí, při teplotě 471 °C při 12 hmotnostních dílech vsázky na jeden hmotnostní díl katalyzátoru za hodinu za použití jako katalyzátoru extrudátu 0,7 % niklu se zeolitem ZSM-5 s poměrem oxid křemičitý/oxid hlinitý 500.
Stabilita systému katalyzátoru podle vynálezu proti parafinu, ilustrována za použití extrudátu ZSM-5 pařeného a používaného pro 22denní provoz konverze směsi ethylbenzenu a xylenů za malé ztráty aktivity. Přidání 1,2 % nonanu do vsázky nemá žádného vlivu na stárnutí po přídavných osmi dnech provozu.
Malý rozdíl chemie procesu zjištěn u ZSM-5 katalyzátoru o nízké aktivitě dosažené jinými způsoby než pařením, přičemž tyto zkoušky vykazují vyšší rychlost stárnutí, jak se zjišťuje zvyšováním teploty potřebné к udržení konstantní konverze ethylbenzenu. Katalyzátor ZSM-5 s poměrem oxid křemičitý/oxid hlinitý 1600 stárne rychlostí odpovídající nutnému zvýšení teploty o asi 0,6 °C za den. Zředěný katalyzátor 2% ZSM-5 s matricí z oxidu hlinitého stárne rychlostí odpovídající nutnému zvýšení teploty o 3,0 c Celsia za den.
Při mnoha operacích pro přípravu vsázky к výrobě p-xylenu se reformátorové frakce s 8 atomy uhlíku extrahuje Sulfolanem, což je obecný název pro dioxytetrahydrothiofen, к oddělení parafinů. Aromatický extrakt může obsahovat stopy selektivního rozpouštědla, které mohou nepříznivě působit na některé katalyzátory. Po 22 dnech provozu se pařený ZSM-5 vystavil působení vsázky obsahující 2A0 ppm Sulf.olanu (odpovídá 80 ppm síry) po dobu 22 hodin, přičemž se nepozoroval žádný měřitelný vliv na stárnutí. Pak se vystavil působení vsázky obsahující 725 ppm Sulfolanu, což odpovídá 200 ppm síry, po dobu 21 hodin, přičemž došlo ke stárnutí odpovídajícímu nutnému vzrůstu teploty o 7,8 °C za den. Na rozdíl od toho, přidání 360 ppm Sulfolanu, což odpovídá 100 ppm síry, do vsázky zpracovávané způsobem podle ame223832 rického patentového spisu 4 101 596 vede ke stárnutí po 24 hodinách, které odpovídá nutnému vzrůstu teploty o 30 až 60 °C.
Příklad 1 (Pařený katalyzátor)
Provádí se dlouhodobá zkouška vedením simulované izomerizátorové vsázky při 12 dílech hmotnostních vsázky na hmotnostní díl katalyzátoru za hodinu, za tlaku okolí a v nepřítomnosti vodíku přes extrudát H ZSM-5 s poměrem oxid křemičitý/oxid hlinitý 70 v 35 % oxidu hlinitého jako pojidle, přičemž se katalyzátor pařil 16 hodin při teplotě 566 °C 100% párou za tlaku okolí. Měření reakčních podmínek a analýza produktů se provádí v intervalech po dobu 776 hodin. Naměřené reprezentativní hodnoty jsou uvedeny v tabulce I. Výrazem „lehké parafiny“ se míní všechny parafiny s nejvýše 8 atomy uhlíku včetně.
V průběhu zkoušky obsahovala vsázka 0,1 % jak toluenu, tak aromatických látek s 9 atomy uhlíku, 9,9 % až 10,1 % ethylbenzenu, 68,6 až 68,8 % m-xylenu, 9,1 až 9,4 % p-xylenu a 11,7 až 12,1 % o-xylenu. V průběhu konečné periody zkoušky se do shora popsané vsázky přidalo 1,2 % n.onanu. Teplota v průběhu zkoušky byla 460 až 472 °C.
V průběhu této zkoušky se přidával Sulfolan v množství odpovídajícím 80 ppm v 530., 554. a 575. hodině.
TABULKA I
Nízkotlaká izomerace — pařený ZSM-5
Doba provozu, | 3 | 99 | 411 | 5531’ | 5752> | 7423’ | 776 |
hodiny Teplota, °C | 460 | 461 | 462 | 462 | 461 | 461 | ;461 |
Produkty, % hmotnostní lehké parafiny | 0,36 | 0,74 | 1,05 | 1,02 | 0,52 | 0,86 | 0,89 |
benzen | 2,82 | 3,24 | 3,25 | 3,15 | 2,87 | 2,86 | 2,83 |
toluen | 0,88 | 0,75 | 0,69 | 0,68 | 0,63 | 0,61 | 0,55 |
ethylbenzen | 4,96 | 5,29 | 5,40 | 5,46 | 5,90 | 5,83 | 5,81 |
m-xylen | 47,24 | 47,49 | 47,66 | 47,82 | 48,16 | 47,66 | 47,86 |
p-xylen | 20,67 | 20,67 | 20,43 | 20,3.9 | 20,67 | 20,39 | 20,32 |
o-xylen parafiny od 9 atomů | 20,21 | 20,00 | 19,78 | 19,76 | 19,74 | 19,51 | 19,49 |
uhlíku aromatické uhlovo- | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,85 | 0,86 |
díky od 9 atomů uhlíku | 2,17 | 1,85 | 1,75 | 1,72 | 1,39 | 1,43 | 1,39 |
ethylbenzenová | |||||||
konverze, % hmotnostní | 50,98 | 47,62 | 46,53 | 45,94 | 42,32 | 41,11 | 42,31 |
ppm síry ve vsázce 2) 200 ppm ve vsázce 3) 1,2 % nonanu ve vsázce
Příklad 2
Příklad 3 (Vysoký obsah oxidu křemičitého)
Provádí se vysokoteplotní, nízkotlaké izomerace xylenů ve směsi s ethylbenzenem za použití extrudovaného H-ZMS-5 s poměrem oxid křemičitý/oxid hlinitý 1600 za tlaku okolí a v nepřítomnosti vodíku. Vsázka obsahuje 0,1 % hmotnostní toluenu, 9,8 % hmotnostních xylenu para, 4,4 % hmotnostní o-xylenu, 0,2 % parafinů nad 9 atomů uhlíku a 0,3 % aromatických látek s 9 atomy uhlíku, 9,8 % hmot, ethylbenzenu a 75,4 % hmot, m-xylenu.
Ostatní reakční podmínky a reakční produkty jsou uvedeny v tabulce II.
(Zředění)
Podobným způsobem se použije extrudovaného katalyzátoru obsahujícího 2 % hmotnostní H-ZSM-5 s poměrem oxid křemičitý/oxid hlinitý 70 a obsahujícího 98 % hmotnostních oxidu hlinitého pro konverzi vsázky obsahující 0,2 % hmotnostní toluenu, 10,3 % hmotnostní ethylbenzenu, 67,9 % hmotnostních m-xylenu, 9,4 % hmotnostní p-xylenu, 12,1 % hmotnostní o-xylenu a 0,1 % hmotnostní aromatických látek s 9 atomy uhlíku.
Hodnoty z těchto zkoušek jsou uvedeny v tabulce II.
TABULKA II
Nízkotlaká izomerace
Příklad 2, ZSM-5 s vysokým obsahem Příklad 3, zředěný ZSM-5 oxidu křemičitého
Doba provozu, hodiny | 3 | 199 | |
Hmotnostní díly vsázky na hmotnostní díl katalyzátoru, hod-1 | 8,00 | 8,00 | |
Teplota °C | 482 | 482 | |
Produkty, % hmotnostní lehké parafiny | 1,11 | 0,75 | |
benzen | 4,04 | 2,96 | |
toluen | 1,41 | 0,74 | |
ethylbenzen | 4,15 | 5,42 | |
m-xylen | 45,62 | 48,08 | |
p-xylen | 20,27 | 20,39 | |
o-xylen | 20,18 | 20,18 | |
parafiny od 9 atomů uhlíku | 0,00 | 0,00 | |
aromatické uhlovodíky od 9 atomů uhlíku | 3,16 | 1,47 | |
ethylbenzenová konverze % hmotnostní | 57,65 | 44,69 |
340 | 348 | 5 | 145 | 222 |
8,00 | 8,00 | 5,00 | 6,50 | 5,00 |
481 | 489 | 466 | 464 | 468 |
0,81 | 1,12 | 0,54 | 0,57 | 0.07 |
2,55 | 2,92 | 2,82 | 1,51 | 1,34 |
0,62 | 1,25 | 0,86 | 0,27 | 0,31 |
5,86 | 5,39 | 6,30 | 7,99 | 8,14 |
50,59 | 48,15 | 49,33 | 53,47 | 52,40 |
20,34 | 20,70 | 20,68 | 19,21 | 19,76 |
18,27 | 19,40 | 18,36 | 16,41 | 17,34 |
0,00 | 0,00 | '0,00 | 0,00 | 0,00 |
0,96 | 1,05 | 1,10 | 0,56 | 0,65 |
40,20 | 45,00 | 38,83 | 22,42 | 20,97 |
Příklad 4 (Nízkotlaká konverze těžkého reformátu)
Vliv přidání reformátu do vsázky se objasňuje na příkladech, při kterých se těžký reformát konvertuje za tlaku okolí a za vysoké teploty ve styku s pařeným zeolitem ZSM-5. Katalyzátorem je extrudovaný H-ZSM-5 s poměrem oxid křemičitv/oxid hlinitý 70. Katalyzátor se paří v reaktoru při teplotě 482 °C, za přetlaku 345 kPa po dobu 16 hodin. V průběhu první periody je vsázkou obchodní reformát frakcionovaný pro přípravu frakce o teplotě varu nad 152 °C, v podstatě složky s 9 nebo více atomy uhlíku. Složení těžkého reformátu je uvedeno v tabulce III jakožto „vsázka A“. V průběhu další periody je vsázkou směs těžkého reformátu se simulovaným recyklem z isomerizeru, aromatickými látkami s 8 atomy uhlíku. Složení tét.o směsi je uvedeno v tabulce III jakožto „vsázka B“. Podmínky zpracování a složení produktu jsou uvedeny v tabulce IV. Jako shora jsou parafiny s nejvýše 8 atomy uhlíku včetně označovány jakožto „lehké parafiny“. Hodnoty za 293 a 297 hodiny jsou pro vsázku A. Vsázky В použito pro údaje za 302 a 303 hodin.
TABULKA III
Vsázka pro reakci reformátu s více než 9 atomy uhlíku vedením přes pařený H-ZSM-5.
Složení produktu, % hmotnostní Vsázka A Vsázka В
toluen | 0,1 | |
ethylbenzen | 0,9 | 8,4 |
m-xylen | 3.9 | 53,9 |
p-xylen | 1,6 | 10,8 |
o-xylen | 1,9 | 11,1 |
parafiny s alespoň 9 atomy uhlíku | 2,3 | 0,4 |
aromatické látky s 9 atomy uhlíku | 58,9 | 8,8 |
aromatické látky s 10 atomy uhlíku | 22,2 | 5,0 |
aromatické látky s 11 až 12 atomy uhlíku | 5,3 | 1,2 |
naftalen | 0,2 | |
sloučeniny s alespoň 13 atomy uhlíku | 3,0 |
Reakce reformátu s alespoň 9 atomy uhlíku vedením přes pařený H-ZSM-5
TABULKA IV
Teplota, °C | 482 | 462 | 461 | 483 |
Tlak, kPa | 108 | 108 | 108 | 0 |
Hmotnostní díly vsázky na | ||||
hmotnostní díly katalyzátoru | ||||
za hodinu | 10,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 |
H2/HC | 0 | 0 | 0 | 0 |
Doba provozu, h | 293 | 297 | 302 | 306 |
Složení produktu, | ||||
°/o hmotnostní | ||||
Lehké parafiny | 5,44 | 5,17 | 1,41 | 1,62 |
Benzen | 2,98 | 2,72 | 2,62 | 3,39 |
Toluen | 9,59 | 8,76 | 1,87 | 2,39 |
Ethylbenzen | 1,66 | 1,73 | 5,61 | 5,97 |
m-xylen | 5,74 | 5,56 | 42,05 | 41,39 |
p-xylen | 2,52 | 2,48 | 18,36 | 17,50 |
o-xylen | 2,81 | 2,43 | 16,75 | 16,97 |
parafiny s alespoň 9 atomy | ||||
uhlíku | 0,22 | 0,23 | 0 | 0 |
aromatické látky s alespoň | ||||
9 atomy uhlíku | 69,07 | 70,91 | 12,32 | 11,77 |
Vyrobený benzen | 2,98 | 2,72 | 2,62 | 3,39 |
Vyrobený toluen | 9,59 | 8,96 | 1,77 | 2,39 |
Vyrobené aromatické uhlovo- | ||||
díky s 8 ' atomy uhlíku | 4,45 | 3,90 | 0,47 | 0,08 |
% hmotnostm konvertovaných | ||||
uhlovodíků s alespoň | ||||
9 atomy uhlíku | 22,74 | 20,68 | 18,94 | 22,57 |
PŘEDMĚT VYNALEZU
Claims (8)
- PŘEDMĚT VYNALEZU1. Způsob izomerace xylenů ve vsázce obsahupd také ethylbenzen, a popřípadě za přítomnosti vodíku, stykem za konverzních podmínek s katalyzátorem obsahujícím zeolit s poměrem oxtau Wemtáitéřio k oxidu hlinitému větším než 12 a s C indexem 1 až 12, vyznačujítí se tm že vsázka dále obsahuje alkylaromatické látky s více než 8 atomy uhlíku a izomerace se provádí za konverzního tlaku nižšího než 791,3 kPa, za konverzní teploty 426,7 až 537,8 CC, při poměru 1 až 200 hmotnostních dílů vsázky ke hmotnostnímu dílu katalyzátoru za hodinu, na katalyzátoru, který konvertuje méně než 2 % hmotnosti xylenu na jiné sloučeniny než xylen za teploty 482,2 °C, za tlaku 1480,3 kPa a při prostorové rychlosti kapaliny za hodinu 5.
- 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se používá zeolitu v kyselé formě.
- 3. Způsob -podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se jako zeolitu používá zeditu ZSM-5.
- 4. Způsob podle bodu 1 nebo 3, vyznačující se tím, že se použwá zeolitu obsahujtado kationty alkalického kovu.
- 5. Způsob pode bodu vyznačující se tím, že se používá pařeného zeolitu ZSM-5.
- 6. Způsob podle bodů 1 2 až 5, vyznačuje se tm že zeoht: tvoří nanejvýš 10 % hmotnostních katalyzátorového útvaru s inertní nos ’ čovou matricí.
- 7. Způsob podle bodů 1 až 6, vyznačující se tím, že tlak při uvádění do styku vsázky s katalyzátorem je meráí než 446,1 kpa.
- 8. Způsob podle bodů 1 až 7, vyznačující se tím, že tlak při uvádění d.o styku vsázky s katalyzátorem je nižší než 0,1 MPa.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/041,268 US4224141A (en) | 1979-05-21 | 1979-05-21 | Manufacture of aromatic compounds |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS223832B2 true CS223832B2 (en) | 1983-11-25 |
Family
ID=21915655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS803550A CS223832B2 (en) | 1979-05-21 | 1980-05-21 | Method of isomeraion of xylene |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4224141A (cs) |
EP (1) | EP0020043B1 (cs) |
JP (1) | JPS603368B2 (cs) |
AR (1) | AR220627A1 (cs) |
AT (1) | ATE1417T1 (cs) |
AU (1) | AU536713B2 (cs) |
CA (1) | CA1147353A (cs) |
CS (1) | CS223832B2 (cs) |
DE (1) | DE3060723D1 (cs) |
ES (1) | ES491630A0 (cs) |
HU (1) | HU184932B (cs) |
MX (1) | MX154768A (cs) |
NO (1) | NO153004C (cs) |
NZ (1) | NZ193796A (cs) |
PL (1) | PL224387A1 (cs) |
PT (1) | PT71326A (cs) |
Families Citing this family (40)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU550371B2 (en) * | 1981-02-02 | 1986-03-20 | Mobil Oil Corp. | Isomerisation of xylenes and conversion of ethyl benzene to p-xylene |
US4443326A (en) * | 1981-10-16 | 1984-04-17 | Chevron Research Company | Two-step reforming process |
US4429176A (en) | 1982-02-08 | 1984-01-31 | Mobil Oil Corporation | Active zeolite catalysts of improved stability |
US4469909A (en) * | 1982-06-18 | 1984-09-04 | Mobil Oil Corporation | Heavy aromatics process |
US5254770A (en) * | 1982-09-01 | 1993-10-19 | Mobil Oil Corp. | Isomerization of aromatic compounds over ZSM-22 zeolite |
EP0136133B1 (en) * | 1983-09-28 | 1989-01-11 | Mobil Oil Corporation | Xylene isomerization process |
US4594146A (en) * | 1983-10-06 | 1986-06-10 | Mobil Oil Corporation | Conversion with zeolite catalysts prepared by steam treatment |
US4584423A (en) * | 1984-07-30 | 1986-04-22 | Chevron Research Company | Xylene isomerization using a zeolite with a group II metal |
US5043512A (en) * | 1988-10-06 | 1991-08-27 | Mobil Oil Corp. | Alkylaromatic isomerization process |
US5030787A (en) * | 1990-01-24 | 1991-07-09 | Mobil Oil Corp. | Catalytic disproportionation/transalkylation utilizing a C9+ aromatics feed |
US5349114A (en) * | 1993-04-05 | 1994-09-20 | Mobil Oil Corp. | Shape selective hydrocarbon conversions over modified catalyst |
US5659098A (en) * | 1993-05-28 | 1997-08-19 | Beck; Jeffrey S. | High conversion touluene disproportionation with ex situ selectivated zeolite catalysts |
US5382737A (en) * | 1993-05-28 | 1995-01-17 | Mobil Oil Corp. | Selective ethylbenzene disproportionation process (SEBDP) with ex situ selectivated zeolite catalysts |
US6576582B1 (en) | 1993-05-28 | 2003-06-10 | Exxonmobil Oil Corporation | Binderless ex situ selectivated zeolite catalyst |
US5403800A (en) * | 1993-05-28 | 1995-04-04 | Mobil Oil Corp. | Multiple impregnation technique for the preparation of ex situ selectivated zeolite catalysts |
US5476823A (en) * | 1993-05-28 | 1995-12-19 | Mobil Oil Corp. | Method of preparation of ex situ selectivated zeolite catalysts for enhanced shape selective applications and method to increase the activity thereof |
US5530170A (en) * | 1993-05-28 | 1996-06-25 | Mobil Oil Corporation | Ethylbenzene alkylation with ethylene to produce para-diethylbenzene |
US5698756A (en) * | 1993-05-28 | 1997-12-16 | Mobil Oil Corporation | Toluene alkylation with ethylene to produce para-ethyloluene |
US5365004A (en) * | 1993-05-28 | 1994-11-15 | Mobil Oil Corp. | Selective toluene disproportionation process (STDP) with ex situ selectivated zeolite catalysts |
US5367099A (en) * | 1993-05-28 | 1994-11-22 | Mobil Oil Corp. | Selective toluene disproportionation process (STDP) with ex situ selectivated zeolite catalyst |
US5406015A (en) * | 1993-05-28 | 1995-04-11 | Mobil Oil Corp. | Selective ethylbenzene disproportionation processes (SEBDP) with ex situ selectivated zeolite catalyst |
US5396010A (en) * | 1993-08-16 | 1995-03-07 | Mobil Oil Corporation | Heavy naphtha upgrading |
US5726114A (en) * | 1993-10-27 | 1998-03-10 | Mobil Oil Corporation | Method of preparation of ex situ selectivated zeolite catalysts for enhanced shape selective applications and methods to increase the activity thereof |
US5625104A (en) * | 1995-06-06 | 1997-04-29 | Mobil Oil Corporation | Alkali metal ion exchanged selectivated zeolite catalyst |
FR2730728B1 (fr) * | 1995-02-21 | 1997-05-23 | Inst Francais Du Petrole | Procede de separation du p-xylene comportant un pretraitement par hydrogenation selective et par de la terre activee |
US5849968A (en) * | 1995-06-06 | 1998-12-15 | Mobil Oil Corporation | Hydrocarbon conversion process with alkaline earth metal ion exchanged selectivated zeolite catalyst |
US5773679A (en) * | 1995-12-26 | 1998-06-30 | Mobil Oil Corporation | Performance enhancement of zeolite catalysts with water cofeed |
US5945364A (en) * | 1996-06-26 | 1999-08-31 | Phillips Petroleum Company | Catalyst composition comprising acid-base leached zeolites |
US6518472B1 (en) | 1996-08-05 | 2003-02-11 | Bp Corporation North America Inc. | Stabilized dual bed xylene isomerization catalyst system |
US6207871B1 (en) | 1997-12-19 | 2001-03-27 | Mobil Oil Corporation | High-purity meta-xylene production process |
US6346498B1 (en) | 1997-12-19 | 2002-02-12 | Exxonmobil Oil Corporation | Zeolite catalysts having stabilized hydrogenation-dehydrogenation function |
US5998688A (en) * | 1998-08-25 | 1999-12-07 | Mobil Oil Corporation | Xylene isomerization process using toluene co-feed |
JP2003500517A (ja) * | 1999-05-25 | 2003-01-07 | モービル・オイル・コーポレイション | 最終段階においてレニウム含有触媒を用いる複数工程の改質方法 |
US7629283B2 (en) * | 2007-10-08 | 2009-12-08 | Uop Llc | Aromatic isomerization catalyst and isomerization process |
US20090093662A1 (en) * | 2007-10-08 | 2009-04-09 | Whitchurch Patrick C | Aromatic isomerization catalyst |
US8840762B2 (en) * | 2010-08-25 | 2014-09-23 | Uop Llc | Energy conservation in heavy-hydrocarbon distillation |
WO2013085681A1 (en) * | 2011-12-06 | 2013-06-13 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Production process of para -xylene and apparatus thereof |
SG11202100545UA (en) * | 2018-07-20 | 2021-02-25 | Scg Chemicals Co Ltd | Integrated processes for para-xylene production |
US11198822B2 (en) * | 2019-04-10 | 2021-12-14 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Processes to convert naphtha to heavier products |
WO2021041022A1 (en) * | 2019-08-23 | 2021-03-04 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Processes for isomerizing c8 aromatic hydrocarbons using serial reactors |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3856871A (en) * | 1973-09-13 | 1974-12-24 | Mobil Oil Corp | Xylene isomerization |
US3856872A (en) * | 1973-09-13 | 1974-12-24 | Mobil Oil Corp | Xylene isomerization |
US3856873A (en) * | 1973-09-13 | 1974-12-24 | Mobil Oil Corp | Xylene isomerization |
US4100214A (en) * | 1976-05-07 | 1978-07-11 | Mobil Oil Corporation | Isomerization of monocyclic alkyl aromatic hydrocarbons |
US4101597A (en) * | 1977-06-23 | 1978-07-18 | Mobil Oil Corporation | Recovery of p-xylene and benzene from eight carbon atom aromatic fractions |
US4163028A (en) * | 1977-07-22 | 1979-07-31 | Mobil Oil Corporation | Xylene isomerization |
-
1979
- 1979-05-21 US US06/041,268 patent/US4224141A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-05-12 AT AT80301536T patent/ATE1417T1/de not_active IP Right Cessation
- 1980-05-12 DE DE8080301536T patent/DE3060723D1/de not_active Expired
- 1980-05-12 EP EP80301536A patent/EP0020043B1/en not_active Expired
- 1980-05-20 NO NO801488A patent/NO153004C/no unknown
- 1980-05-20 ES ES491630A patent/ES491630A0/es active Granted
- 1980-05-21 PL PL22438780A patent/PL224387A1/xx unknown
- 1980-05-21 JP JP55066564A patent/JPS603368B2/ja not_active Expired
- 1980-05-21 NZ NZ193796A patent/NZ193796A/xx unknown
- 1980-05-21 HU HU801282A patent/HU184932B/hu not_active IP Right Cessation
- 1980-05-21 CA CA000352418A patent/CA1147353A/en not_active Expired
- 1980-05-21 MX MX182438A patent/MX154768A/es unknown
- 1980-05-21 CS CS803550A patent/CS223832B2/cs unknown
- 1980-05-21 AR AR281156A patent/AR220627A1/es active
- 1980-05-21 AU AU58639/80A patent/AU536713B2/en not_active Ceased
- 1980-05-29 PT PT71326A patent/PT71326A/pt not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO153004B (no) | 1985-09-23 |
NZ193796A (en) | 1983-06-14 |
CA1147353A (en) | 1983-05-31 |
EP0020043A1 (en) | 1980-12-10 |
MX154768A (es) | 1987-12-11 |
AU5863980A (en) | 1980-11-27 |
US4224141A (en) | 1980-09-23 |
JPS603368B2 (ja) | 1985-01-28 |
EP0020043B1 (en) | 1982-08-04 |
ATE1417T1 (de) | 1982-08-15 |
AU536713B2 (en) | 1984-05-17 |
ES8104382A1 (es) | 1981-04-01 |
JPS5643219A (en) | 1981-04-21 |
PL224387A1 (cs) | 1981-02-13 |
NO801488L (no) | 1980-11-24 |
ES491630A0 (es) | 1981-04-01 |
PT71326A (en) | 1980-06-01 |
DE3060723D1 (en) | 1982-09-30 |
HU184932B (en) | 1984-11-28 |
AR220627A1 (es) | 1980-11-14 |
NO153004C (no) | 1986-01-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CS223832B2 (en) | Method of isomeraion of xylene | |
US4188282A (en) | Manufacture of benzene, toluene and xylene | |
KR101162796B1 (ko) | 여러고리 방향족 화합물의 크실렌으로의 촉매 전환 | |
US3856873A (en) | Xylene isomerization | |
US3856871A (en) | Xylene isomerization | |
CA1181434A (en) | Manufacture of benzene, toluene and xylene | |
EP0000812B1 (en) | A process for isomerizing xylenes | |
CN101910094B (zh) | 将乙烷或混合低级烷烃转化为芳族烃的方法 | |
EP0021604B1 (en) | Xylene isomerization | |
US3948758A (en) | Production of alkyl aromatic hydrocarbons | |
US3957621A (en) | Production of alkyl aromatic hydrocarbons | |
EP0234684B1 (en) | Xylene isomerization process | |
US4211886A (en) | Manufacture of benzene, toluene and xylene | |
US5028573A (en) | Dual function catalyst and isomerization therewith | |
KR102235872B1 (ko) | 방향족 탄화수소의 메틸화 방법 | |
US5004854A (en) | Pseudocumene and mesitylene production and coproduction thereof with xylene | |
US3856874A (en) | Xylene isomerization | |
US4469909A (en) | Heavy aromatics process | |
US4218573A (en) | Xylene isomerization | |
US4351979A (en) | Manufacture of aromatic compounds | |
US4101596A (en) | Low pressure xylene isomerization | |
DE60009729T2 (de) | Aufwertung von reformaten mit zeolit-katalysatoren | |
US5082984A (en) | Dual function catalyst and isomerization therewith | |
US4283584A (en) | Manufacture of aromatic compounds | |
USRE30157E (en) | Xylene isomerization |