DE19680458C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Ethylbenzol aus gemischten Xylolströmen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Ethylbenzol aus gemischten XylolströmenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Systeme zur Entfernung von Ethylben
zol aus einem gemischten Xylolstrom und zur Optimierung der p-Xylol-Trennung.
Ein erstes Verfahren und System umfaßt einen Vorbehandlungsschritt der Durchleitung
des Speisestroms durch ein Reaktionsgefäß, das eine kleine Version einer Isomeri
sierungseinheit umfaßt, in der ein Isomerisierungskatalysator angeordnet ist und der
Katalysator einen hohen Grad der Umwandlung von Ethylbenzol in Benzol unter
gleichzeitiger Minimierung von Nebenreaktionen, wie beispielsweise das Cracken von
Xylolen bewirkt. Das Benzol wird dann aus dem Speisestrom vor der cyclischen p-Xylol-
Trennung oder Isomerisierung entfernt.
Ein weiteres Verfahren und System schlägt vor, den Fluß des p-Xylol-Speisestroms
direkt in die Isomerisierungseinheit des Systems und nicht zu dem p-Xylol-Abtrenner des
Systems zu führen, um die durch den Abtrenner verursachten Flaschenhalsbedingungen
zu vermeiden. Falls gewünscht, kann auch der vorstehend definierte Vorbehandlungs
schritt eingeschlossen werden. Obwohl die Systeme und Methoden für die Produktion
von p-Xylol vorgeschlagen werden, sind sie auch in gleicher Weise geeignet für die
Produktion von o-Xylol und m-Xylol.
p-Xylol ist ein Vorläufer in der Herstellung von Polyestern, die zur Herstellung von Be
kleidung und anderen synthetischen Materialien benutzt werden. Das meiste p-Xylol wird
in Erdölraffinerien hinter den katalytischen Umformern, die Benzin produzieren, produ
ziert.
Benzin enthält eine Mischung von Kohlenwasserstoffen einschließlich C8-Aromaten. Die
C8-Aromaten umfassen vier chemische Verbindungen: p-Xylol, m-Xylol, o-Xylol und
Ethylbenzol. Das p-Xylol wird von den anderen C8-Aromaten isoliert und extrahiert durch
eine der zwei physikalischen Trennprozesse, nämlich Kristallisation oder Molekularsieb
technologie. Wenn das p-Xylol aus der Mischung der C8-Aromaten entfernt ist, wird die
verbleibende Mischung aus m-Xylol, o-Xylol und Ethylbenzol, üblicherweise als Raffinat
bezeichnet, zu einer Isomerisierungseinheit geführt, wo weiteres p-Xylol durch Rück
führung der Xylolmischung zu einer Gleichgewichtskonzentration gebildet wird, und das
neue Verhältnis der Xylolisomeren, üblicherweise als Ausfluß bezeichnet, wird zu der
Trenneinheit zur Weiterbehandlung zurückgeführt.
Die Konzentration an p-Xylol in der gesamten Beschickung der Trenneinheit bestimmt
die Wirksamkeit der Operation. Beispielsweise enthält die Mutterlauge in einem Kristalli
sator ungefähr 10% p-Xylol. Wenn der gesamte Beschickungsstrom 19% enthält,
werden deshalb ungefähr 9% extrahiert und 10% nicht. Wenn jedoch der gesamte Be
schickungsstrom 21% p-Xylol enthält, steigt die Produktionsrate wegen einer 11%igen
Extraktion wesentlich. Die Erhöhung des p-Xylol im Beschickungsstrom von 19% auf
21% steigert deshalb die Anlagenkapazität um ungefähr 11/9 oder 20%. Ein optimales
Ziel ist einen auf 24% p-Xylol angereicherten Strom einem hochwirksamen Trenner
zuzuführen.
In modernen Einheiten wird Ethylbenzol zu Benzol in der Isomerisierungseinheit dealky
liert. Diese Reaktion geschieht mit einer 50 bis 60%igen Umwandlung per Durchgang.
Demgemäß enthält der der Trenneinheit zugeführte Beschickungsstrom immer einen
wesentlichen Anteil an Ethylbenzol. Dieses Ethylbenzol baut sich in der Kombination aus
Mutterlauge und Raffinat auf und erfordert Behandlungseinrichtungen, die größer sind
als zur Behandlung des p-Xylol, o-Xylol und m-Xylol erforderlich wären. Da der Be
schickungsstrom für die Trenneinheit ungefähr 20% p-Xylol enthält, enthält der Strom
aus Mutterlauge und Raffinat nicht extrahiertes p-Xylol und die anderen Chemikalien, die
nicht p-Xylol sind. Der Strom aus Mutterlauge und Raffinat wird so recht groß und erfor
dert große Behandlungseinrichtungen. Bei einem Kristallisierer ist der Mutterlaugenum
fluß 6mal größer als die p-Xylol-Flußrate. Bei einer Molekularsiebextraktionseinheit ist
das Raffinat ungefähr 4mal so groß wie die p-Xylol-Flußrate. Wenn Ethylbenzol aus dem
Beschickungsstrom am Anfang entfernt wird, könnte der verbleibende Strom eine
wesentlich höhere Konzentration an p-Xylol, m-Xylol und o-Xylol haben.
Die Parameter der Bedingungen für eine Isomerisierungsreaktion bis zum Gleich
gewichtspunkt bei der Umwandlung des m-Xylots und o-Xylols zu deren Kombination mit
gebildetem p-Xylol werden weniger schwer, wenn nur wenig oder kein Ethylbenzol der
Isomerisierungseinheit zugeführt wird. Die Schwierigkeit wird reduziert, weil der Gleich
gewichtspunkt sich jetzt nur um die drei Xylole dreht und die Kontaminierung durch Ethyl
benzol nicht mehr berücksichtigt werden muß. Auch die Flußrate der Mutterlauge pro
Einheit der p-Xylol-Produktion wird reduziert und spart für die Behandlung erforderliche
Energie.
Unter bestimmten nachstehend beschriebenen Umständen tritt, wenn der Beschickungs
strom in den p-Xylol-Separator zusammen mit der zurückgeführten Beschickung aus der
Isomerisierungseinheit geleitet wird, im Separator ein Flaschenhalseffekt auf, der den
Trennprozeß verlangsamt, so daß über die Zeit eine geringe Menge an p-Xylol
produziert wird.
Eine anfängliche Entfernung von im wesentlichen allem Ethylbenzol aus einem Be
schickungsstorm würde demgemäß einen beachtlichen Vorteil bieten, weil die Produktion
von p-Xylol mit der Konzentration des p-Xylol in dem zurückgeführten Beschickungs
strom proportional wachsen würde und die Systemeinheit, der der Beschickungsstrom
zugeführt wird, wegen des Fehlens von Ethylbenzol im Beschickungsstrom proportional
wachsen würde und die Systemeinheit, der der Beschickungsstrom zugeführt wird,
wegen des Fehlens von Ethylbenzol in dem Beschickungsstrom in der Behandlung
wirksamer wäre.
Dies anfängliche Entfernen von Ethylbenzol aus dem Beschickungsstrom wird durch die
Verfahren und Systeme der vorliegenden Erfindung erreicht.
Wenn die Separator-Parameter weniger optimal sind und dort ein Flaschenhalseffekt
auftritt, schlägt ein System und Verfahren vor, die Beschickung der Isomerisierungsein
heit und nicht dem Separator zuzuführen.
Schließlich können durch Änderung des Beschickungsorts und der Betriebsvariablen
einige vorteilhaftere Reaktionen in einem Isomerisierungsreaktor zur Behandlung von
sowohl frischer Beschickung als auch eines Stroms aus Mutterlauge und Raffinat erzielt
werden.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Verfahrens und Systems des Standes der Technik,
um p-Xylol zu erhalten.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Ausführung der Verfahren und Systeme der vor
liegenden Erfindung.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Verfahren und
Systeme der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Verfahren und
Systeme der vorliegenden Erfindung ähnlich der Ausführungsform der Fig. 3.
Fig. 1 illustriert das Verfahren und das System zur Herstellung von p-Xylol nach dem
Stand der Technik. Wie bekannt ist wird ein Beschickungsstrom, der eine Mischung aus
C8-Aromaten einschließlich p-Xylol, m-Xylol, o-Xylol und Ethylbenzol enthält, einem p-
Xylol-Separator zugeführt. Aus dem Separator wird das vorhandene p-Xylol in eine
Sammeleinheit geleitet und das Ethylbenzol, o-Xylol und m-Xylol enthaltende Raffinat
wird zu einer Isomerisierungseinheit geleitet. In dieser Isomerisierungseinheit wird
Ethylbenzol zu Benzol dealkyliert mit einem Reaktionsergebnis einer Umwandlung von
50 bis 60% pro Durchgang. Das umgewandelte Benzol wird aus dem Strom entfernt und
ein Ausfluß, der den Rest des umlaufenden Beschickungsstroms, der jetzt Ethylbenzol
im Bereich von ungefähr 40 bis 50% der ursprünglichen Menge und Gleichgewichts
mengen an o-Xylol, m-Xylol und in der Isomerisierungseinheit gebildetes p-Xylol enthält,
wird zu der Zuleitung zurückgeführt, durch die der Beschickungsstrom dem p-Xylol-
Separator zugeführt wird.
Die cyclische Trennung und Isomerisierung wird fortgesetzt, bis die Beschickung völlig
aufgebraucht ist.
Es versteht sich, daß das Ethylbenzol in dem rückgeführten Beschickungsstrom sich
aufbaut, weil der der Trennung rückgeführte Strom typischerweise 20% nicht extrahiertes
p-Xylol und 80% der anderen vorstehend definierten C8-Aromaten enthält. Demgemäß
ist der rückgeführte Strom recht groß und erfordert eine Anlage, die extrem groß ist, um
den darin gebildeten Strom aufnehmen zu können. Wenn jemand in der Lage ist, das
Ethylbenzol aus der Beschickung in einem Vorbehandlungsschritt und nicht erst in der
Isomerisierungseinheit zu entfernen, könnten ungefähr 15% der Beschichtungs
strombelastung zu Beginn des Verfahrens entfernt werden, und eine größere
Konzentration des p-Xylols wäre zu erhalten und sowohl die Isomerisierungseinheit als
auch die Trenneinheit würden beide wirksamer arbeiten. Dies würde nicht nur die
Wirksamkeit erhöhen und signifikant weniger Energie für das Verfahren erfordern,
sondern auch die Größe der Einheiten könnte wesentlich verkleinert werden, während
eine größere Verfahrenskapazität aufrechterhalten werden kann. Außerdem wären die
Verfahrensbedingungen in der Isomerisierungseinheit weniger schwer, die Ausbeute
würde signifikant steigen und die Lebensdauer des Katalysators verlängert.
Es wird deshalb vorgeschlagen, wie in Fig. 2 gezeigt, ein erstes System und Verfahren
zur Produktion von p-Xylol bereitzustellen, worin im wesentlichen alles Ethylbenzol zu
Benzol in einer Vorbehandlung oder erstem Schritt umgewandelt, abgedampft und
entfernt wird und nur p-Xylol, o-Xylol und m-Xylol dem weiteren Verfahrenskomplex zu
geführt wird. Dieses System ist allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Obwohl
die vorliegende Beschreibung p-Xylol als gewünschtes Produkt nennt, soll dies keine
Beschränkung sein, da das System 10 und das Verfahren auch für die Herstellung von
o-Xylol und/oder m-Xylol und/oder p-Xylol anwendbar ist. Zum Zwecke der Kürze wird
die Anwendung auf einen p-Xylol-Produktionskomplex als erste Ausführungsform
beschrieben, und ein weiterer Bereich der Anwendung ist ohne unangemessene
Versuche ausführbar.
Wie gezeigt, umfaßt das System 10 einen p-Xylol-Separator 12, der die Abtrennung des
p-Xylols 13 bewirkt, und eine Isomerisierungseinheit 14, die wirksamer arbeitet, weil ein
Vorbehandlungsreaktor 20, dessen Funktion nachstehend beschrieben wird, in der Zu
leitung 18 vorgesehen ist. Weil fast kein Ethylbenzol der Isomerisierungseinheit 14 zu
geführt wird, muß keiner der zugeführten C8-Aromaten aus dem Beschickungsstrom ab
getrennt werden. Die Isomerisierungseinheit 14 wirkt hier nur in der Weise, daß aus o-
Xylol und m-Xylol in dem zugeführten Raffinat 15 p-Xylol hergestellt wird. Obwohl
mehrere Durchgänge durch die Isomerisierungseinheit 14 jetzt wie auch früher erforder
lich sind, besteht eine Gleichgewichtskonzentration von m-Xylol und o-Xylol in einer Aus
flußleitung 16, die hinter dem Reaktor 20 in die Zuleitung 18 des p-Xylol-Separators 12
führt. Wegen der erhöhten Wirksamkeit ist die Menge an m-Xylol und o-Xylol wesentlich
erniedrigt und eine größe Menge an p-Xylol ist in der Ausflußleitung 16 vorhanden.
Es wird vorgeschlagen, das Ethylbenzol aus dem dem p-Xylol-Separator 12 zugeführten
Beschickungsstrom durch Anordnung einer Vorbehandlungseinheit oder Reaktor 20 in
der Zuleitung 18 der neuen Beschickung 21 zu entfernen. Diese Vorbehandlungseinheit
20 umfaßt eine kleine Version einer Isomerisierungseinheit und enthält darin eine große
Menge eines Isomerisierungskatalysators 22, von dem eine Form unter der Marke I-100
von der Firma UOP, Inc. in Des Plaines, Illinois, verkauft wird. Andere Firmen, die
ähnliche Katalysatoren verkaufen, sind Criterion Co. in Houston, Texas, Englehardt Co. in
New York, New York, IFP (Institute de Francaise Petroleum), Paris, Frankreich, und
Toray (Toyo Rayon Company) in Tokio, Japan. Es wird angenommen, daß dieser
Katalysator 22 aus Platin und Chlorid auf Tonerde besteht. Auch ein Katalysator, der auf
einer Molekularsieb-Basis beruht, wäre wirksam. Ein solcher Katalysator ist bei Mobil Oil
Corporation in Princeton, New Jersey, erhältlich.
Durch empirische Versuche unter Verwendung des I-100-Katalysators wurde gefunden,
daß eine ungefähr 90%ige Umwandlung von Ethylbenzol in Benzol 24 im Vorbehand
lungsreaktor 20 bei einer stündlichen Raumgeschwindigkeit der Flüssigkeit von 1 bis 4,
wie bekannt ist, erreicht werden kann, wobei das Benzol 24 sofort aus dem System 10
abgeführt wird. Weil die Rate des Beschickungsstroms 18 viel niedriger als die Rate des
Rückführungs- oder Ausflußstroms 16 ist, kann das Volumen des Katalysators 22 groß
im Vergleich zu der Kohlenwasserstoffrate sein. Dieses große Katalysatorvolumen
erlaubt eine hohe Umwandlung des Ethylbenzols unter gleichzeitiger Vermeidung von
Nebenreaktionen, wie beispielsweise dem Cracken von Xylolen.
Auf der Basis von Berechnungen, die sich auf die durchgeführten empirischen Versuche
stützen, werden die folgenden Vorteile für die Trenntechniken erwartet:
Für eine p-Xylol-Einheit, die die Molekularsieb-Technologie verwendet und 20 t/h p-Xylol
produziert, beträgt die gesamte Fließrate zur p-Xylol-Trenneinheit 86,3 t/h und die
Beschickungsrate zur Isomerisierungseinheit ungefähr 60 t/h.
Unter Verwendung des Systems 10 und des beschriebenen Verfahrens und Konstant
halten der Beschickungsrate der p-Xylol-Trenneinheit steigt die Produktion an p-Xylol auf
27,2 t/h, ein Zuwachs von 36%. Bei dem gegenwärtigen Marktpreis von $2000/t ist die
Zuwachsproduktion über $115 Millionen pro Jahr wert:
(7,2 t/h)(8000 h/Jahr)($2000/t) = $115.200,000/Jahr.
(7,2 t/h)(8000 h/Jahr)($2000/t) = $115.200,000/Jahr.
Weil das der Isomerisierungseinheit 14 zugeführte Raffinat 15 auf 55,3 t/h abnimmt,
sinken die Energiekosten um fast 8%:
(55,3 t/h)/(59,8 t/h) = 92%.
(55,3 t/h)/(59,8 t/h) = 92%.
Bei den gegenwärtigen Energiekosten von grob $100/t an p-Xylol bedeutet dies mehr als
$1.000.000 pro Jahr:
($100/t(20 t/h(8000 h/Jahr)(8%) = $1.280.000/Jahr
($100/t(20 t/h(8000 h/Jahr)(8%) = $1.280.000/Jahr
Wenn die p-Xylol-Trennung die Kristallisations-Technologie benutzt, ändern sich die Um
laufzahlen, aber die Ergebnisse sind genauso dramatisch. Hält man die Umlaufrate bei
ungefähr 60 t/h, beträgt die Produktion von p-Xylol ungefähr die Hälfte derjenigen, die
durch die Molekularsiebeinheit produziert wird, oder 10 t/h.
Bei Verwendung des Systems 10 und des vorstehend beschriebenen Verfahrens steigt
die Produktion von p-Xylol auf 13,6 t/h, die Hälfte der vorstehenden Zahlen. Die Vorteile
betragen gleichfalls ungefähr die Hälfte der obenstehend berechneten Dollarbeträge.
Es versteht sich, daß manche Beschickungen für die Produktion von p-Xylol aus Nieder
druckreformern oder aus Hochdruckreformern, gefolgt von Extraktion stammen. In
Niederdruckreformern werden Nicht-Aromaten im Flüchtigkeitsbereich von Xylol
entweder zu Aromaten oder leichten Nicht-Aromaten umgesetzt. In Reformern, die bei
über ungefähr 7 kg/cm2 (100 psig) arbeiten, werden die Nicht-Aromaten nicht bis fast zur
Löschung umgesetzt. Als Ergebnis müssen die Nicht-Aromaten von den Aromaten durch
Extraktion getrennt werden, was ein teures Verfahren ist.
Ein weiterer großer Vorteil des Systems 10 und des Verfahrens ist, daß ein Hydro
cracken der Nicht-Aromaten zu leichten Verbindungen eintritt, so daß sie leicht von den
Xylolen entfernt werden können.
Ein solches System 10 wurde in empirischen Versuchen als sehr wirksam in Systemen
gefunden, in denen die Separator-Parameter den kombinierten Fluß der Beschickung 18
und der Rückführung 16 anpassen können.
Wenn die Parameter des Separators 12 die kombinierten Ströme jedoch nicht anpassen
können, wurde gefunden, daß ein Flaschenhals-Effekt im Separator 12 eintritt und
weniger als ein Optimum an p-Xylol 13 produziert wird.
In solchen Fällen wird das System 100, das Verfahren der vorliegenden Erfindung, zur
Verwendung vorgeschlagen.
Das System 100 umfaßt einen Separator 112 und eine Isomerisierungseinheit 114. Um
die Bildung von Flaschenhals-Bedingungen im Separator 112 zu vermeiden, wurde der
Leitungspfad 118 für die Beschickung 121 modifiziert und führt in die Isomerisierungs
einheit 114. Um die Isomerisierung zu maximieren, kann ein Vorbehandlungsreaktor 120
in den Beschickungsflußpfad 118 eingefügt werden, um im wesentlichen alles Ethyl
benzol aus der Beschickung 121 zu entfernen, wie vorstehend beschrieben, und die p-
Xylol-Produktion in der Isomerisierungseinheit 114 wiederum zu optimieren. Die Isomeri
sierungseinheit 114 liefert jetzt einen Ausfluß 116 mit einer angereicherten optimierten
Konzentration des Xylolgemischs. Das angereicherte Xylolgemisch 116 wird dem
Separator 112 zugeführt und eine optimierte Menge des Xylolprodukts 113 wird extra
hiert.
Der Vorbehandlungsreaktor 120 wurde bis jetzt als eine kleine Version einer Isomeri
sierungseinheit mit darin eingeschlossener großer Menge eines Isomerisierungskata
lysators definiert. Betriebsparameter, die einheitenspezifisch sind, können berechnet
werden, um die Ethylbenzol-Umwandlung zu optimieren.
Ein solcher Vorbehandlungsreaktor 120 wird zur Benutzung mit einer Isomerisierungs
einheit 114 vorgeschlagen, die klein und/oder wirksam ist.
Wenn jedoch eine extrem große und wirksame Isomerisierungseinheit 114 vorhanden ist,
kann, falls dies gewünscht wird, die Vorbehandlung der Beschickung 121 entfallen, um
Kosten zu sparen, wie in Fig. 4 gezeigt. Die Umwandlung von Ethylbenzol und dessen
Entfernung erfolgt immer noch am Anfang, jetzt innerhalb der wirksamen Iso
merisierungseinheit 114 durch Einstellung seiner Betriebsparameter, um eine Umgebung
zu schaffen, die denen des Reaktors 120 gleicht, wobei umgewandeltes Benzol 124
sofort aus dem System 100 entfernt wird. Auch hier wird nur eine angereicherte Xylol
mischung 116 dem Separator 112 zugeführt.
Es versteht sich, daß nur ein Teil des vorhandenen Ethylbenzols bisher zu Benzol in der
Isomerisierungseinheit 14, gezeigt in Fig. 1, wie vorstehend definiert umgewandelt
wurde. Wenn es gewünscht ist, eine maximierte anfängliche Dealkylierung zu erzielen,
können die bekannten Kontrollvariablen für die Dealkylierung, nämlich stündliche
Raumgeschwindigkeit der Flüssigkeit, Temperatur, Wasserstoffpartialdruck und/oder
Katalysatormengen für die verwendete spezifische wirksame Isomerisierungseinheit 114
berechnet und eingesetzt werden, um eine im wesentlichen völlige Umwandlung von
Ethylbenzol im ersten Durchgang der Beschickung 121 durch die Isomerisierungseinheit
114 zu erreichen.
Wie vorstehend definiert, bieten die Verfahren und Systeme der vorliegenden Erfindung
eine Anzahl von Vorteilen, von denen einige vorstehend beschrieben und andere in der
Erfindung inhärent sind. Modifikationen sind auch möglich, ohne die vorstehenden
Lehren zu verlassen. Beispielsweise kann der verwendete Separator die Form eines
Destillationsturms haben, wenn das gewünschte Produkt o-Xylol ist, und dies wird immer
noch als innerhalb der Erfindung liegend betrachtet. Auch wenn ein funktional äquivalen
ter Katalysator anstelle eines Isomerisierungskatalysators verwendet wird, liegt dies noch
innerhalb des Bereichs der Erfindung. Demgemäß wird der Bereich der Erfindung nur
beschränkt durch die nachfolgenden Ansprüche.
Claims (29)
1. Verfahren zur Herstellung einer Mischung von Xylolen hoher Reinheit aus einer an
Aromaten mit 8 Kohlenstoffatomen reichen, nicht extrahierten Mischung, umfassend
folgende Schritte:
Ausgehen von einem Beschickungsstrom, der p-Xylol, m-Xylol, o-Xylol, Ethylbenzol und nicht-aromatische Verbindungen enthält;
Umwandlung des Ethylbenzols in Benzol unter Verwendung eines geeigneten Iso merisierungskatalysators und Entfernen des umgewandelten Benzols aus dem Strom unter gleichzeitiger hochgradiger Umwandlung der nicht aromatischen Verbindungen in leichtere Kohlenwasserstoffe und Entfernung der leichteren Kohlenwasserstoffe aus dem Strom zur Erzielung eines Stroms gemischter Xylole hoher Reinheit.
Ausgehen von einem Beschickungsstrom, der p-Xylol, m-Xylol, o-Xylol, Ethylbenzol und nicht-aromatische Verbindungen enthält;
Umwandlung des Ethylbenzols in Benzol unter Verwendung eines geeigneten Iso merisierungskatalysators und Entfernen des umgewandelten Benzols aus dem Strom unter gleichzeitiger hochgradiger Umwandlung der nicht aromatischen Verbindungen in leichtere Kohlenwasserstoffe und Entfernung der leichteren Kohlenwasserstoffe aus dem Strom zur Erzielung eines Stroms gemischter Xylole hoher Reinheit.
2. Verfahren nach Anspruch 1, in dem der Isomerisierungskatalysator ein Katalysator
auf der Basis eines Molekularsiebs ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Isomerisierungskatalysator ein Katalysator ist,
der unter der Marke I-100 vertrieben wird.
4. System zur Benutzung bei der Produktion von mindestens einem ausgewählten
Xylol-Isomeren aus einem p-Xylol, o-Xylol, m-Xylol und Ethylbenzol umfassenden
Beschickungsstrom, umfassend:
eine Vorbehandlungseinheit mit einem Isomerisierungskatalysator zur Umwandlung von Ethylbenzol in Benzol in einem zugeführten Beschickungsstrom, Abdestillieren und Entfernen des Benzols aus dem Strom;
wenigstens einem Xylolisomeren-Separator, dem der aus dem Reaktor austretende Strom zur Abtrennung des gewählten Xylolisomeren aus dem Strom zugeführt wird;
und einer Isomerisierungseinheit, der der aus dem Separator austretende Strom zugeführt wird, wobei die Isomerisierungseinheit einen Katalysator enthält, der den ankommenden Strom in Gleichgewichtskonzentrationen von p-Xylol, o-Xylol und m- Xylol überführt und der aus dieser Einheit austretende Strom dem Separator nach dem Reaktor zugeführt wird.
eine Vorbehandlungseinheit mit einem Isomerisierungskatalysator zur Umwandlung von Ethylbenzol in Benzol in einem zugeführten Beschickungsstrom, Abdestillieren und Entfernen des Benzols aus dem Strom;
wenigstens einem Xylolisomeren-Separator, dem der aus dem Reaktor austretende Strom zur Abtrennung des gewählten Xylolisomeren aus dem Strom zugeführt wird;
und einer Isomerisierungseinheit, der der aus dem Separator austretende Strom zugeführt wird, wobei die Isomerisierungseinheit einen Katalysator enthält, der den ankommenden Strom in Gleichgewichtskonzentrationen von p-Xylol, o-Xylol und m- Xylol überführt und der aus dieser Einheit austretende Strom dem Separator nach dem Reaktor zugeführt wird.
5. System nach Anspruch 4, worin der Separator ein Molekularsieb ist.
6. System nach Anspruch 4, worin der Separator ein Kristallisierer ist.
7. System nach Anspruch 4, worin der Isomerisierungskatalysator ein Katalysator auf
der Basis einer Molekularsiebbasis ist.
8. System nach Anspruch 4, worin der Isomerisierungskatalysator in dem Reaktor ein
Katalysator ist, der unter der Marke I-100 vertrieben wird.
9. System nach Anspruch 4, worin der Isomerisierungskatalysator in der Isomeri
sierungseinheit ein unter der Marke I-100 vertriebener Katalysator ist.
10. Verfahren zur Herstellung von wenigstens einem ausgewählten Xylolisomeren aus
einem o-Xylol, m-Xylol, Ethylbenzol und p-Xylol enthaltenden Beschickungsstrom,
umfassend die Schritte:
Ausgehen von einem Beschickungsstrom, enthaltend p-Xylol, m-Xylol, o-Xylol und Ethylbenzol;
Zuführen des Beschickungsstroms zu einer Vorbehandlungseinheit mit einem geeigneten Isomerisierungskatalysator in einer Menge, die ausreicht, um Ethyl benzol in hohem Maße zu Benzol umzuwandeln, und Entfernung des umgewan delten Benzols aus dem Strom;
Leitung des verbliebenen Stroms der Xylole zu einem isomerspezifischen Separator;
Entfernung des gewünschten Isomeren aus dem Strom;
Führen des verbliebenen Stroms durch eine Isomerisierungseinheit mit einem darin enthaltenen Isomerisierungskatalysator;
Bildung einer vordefinierten Gleichgewichtsmenge der Xylolisomeren in der Isomerisierungseinheit; und
Führen des Gleichgewichtsstroms zu dem isomerenspezifischen Separator zur Behandlung.
Ausgehen von einem Beschickungsstrom, enthaltend p-Xylol, m-Xylol, o-Xylol und Ethylbenzol;
Zuführen des Beschickungsstroms zu einer Vorbehandlungseinheit mit einem geeigneten Isomerisierungskatalysator in einer Menge, die ausreicht, um Ethyl benzol in hohem Maße zu Benzol umzuwandeln, und Entfernung des umgewan delten Benzols aus dem Strom;
Leitung des verbliebenen Stroms der Xylole zu einem isomerspezifischen Separator;
Entfernung des gewünschten Isomeren aus dem Strom;
Führen des verbliebenen Stroms durch eine Isomerisierungseinheit mit einem darin enthaltenen Isomerisierungskatalysator;
Bildung einer vordefinierten Gleichgewichtsmenge der Xylolisomeren in der Isomerisierungseinheit; und
Führen des Gleichgewichtsstroms zu dem isomerenspezifischen Separator zur Behandlung.
11. Verfahren nach Anspruch 10, worin der Separator in der Form eines Kristallisierers
bereitgestellt ist.
12. Verfahren nach Anspruch 10, worin der aus der Isomerisierungseinheit austretende
Strom cylisch wiederbehandelt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 10, worin der Separator in Form eines Molekularsiebs
bereitgestellt ist.
14. Verfahren zur Herstellung gemischter Xylole hoher Reinheit aus einer an Aromaten
mit 8 Kohlenstoffatomen reichen nichtextrahierten Mischung, umfassend die Schritte:
Ausgehen von einem Beschickungsstrom, enthaltend p-Xylol, m-Xylol, o-Xylol, Ethyl benzol und nicht-aromatische Verbindungen;
Zuführen des Beschickungsstroms einer Vorbehandlungseinheit mit einem geeigneten Isomerisierungskatalysator in einer Menge, die ausreicht, um Ethyl benzol in Benzol zu einem gewählten Grad umzuwandeln und Entfernen des umgewandelten Benzols aus dem Strom; und
gleichzeitige hochgradige Umwandlung von nicht-aromatischen Verbindungen zu leichteren Kohlenwasserstoffen in der Vorbehandlungseinheit und Entfernen der leichteren Kohlenwasserstoffe aus dem Strom.
Ausgehen von einem Beschickungsstrom, enthaltend p-Xylol, m-Xylol, o-Xylol, Ethyl benzol und nicht-aromatische Verbindungen;
Zuführen des Beschickungsstroms einer Vorbehandlungseinheit mit einem geeigneten Isomerisierungskatalysator in einer Menge, die ausreicht, um Ethyl benzol in Benzol zu einem gewählten Grad umzuwandeln und Entfernen des umgewandelten Benzols aus dem Strom; und
gleichzeitige hochgradige Umwandlung von nicht-aromatischen Verbindungen zu leichteren Kohlenwasserstoffen in der Vorbehandlungseinheit und Entfernen der leichteren Kohlenwasserstoffe aus dem Strom.
15. Ein System zur Verwendung bei der Produktion von mindestens einem ausgewähl
ten Xylolisomeren aus einem p-Xylol, o-Xylol, m-Xylol und Ethylbenzol enthaltenden
Beschickungsstrom, umfassend:
eine Isomerisierungseinheit, der wenigstens der Beschickungsstrom zugeführt wird, wobei die Isomerisierungseinheit einen Katalysator enthält, der den Beschickungs strom in einen im wesentlichen von Ethylbenzol freien Ausfluß mit Gleichgewichts konzentrationen von p-Xylol, o-Xylol und m-Xylol umwandelt; und
wenigstens einem Xylolisomeren-Separator, dem der Ausfluß zur Extraktion des gewählten Xylolisomeren unter Bildung eines Raffinats der übrigen Xylolisomeren zugeführt wird, wobei das Raffinat zur Isomerisierungseinheit zurückgeführt wird.
eine Isomerisierungseinheit, der wenigstens der Beschickungsstrom zugeführt wird, wobei die Isomerisierungseinheit einen Katalysator enthält, der den Beschickungs strom in einen im wesentlichen von Ethylbenzol freien Ausfluß mit Gleichgewichts konzentrationen von p-Xylol, o-Xylol und m-Xylol umwandelt; und
wenigstens einem Xylolisomeren-Separator, dem der Ausfluß zur Extraktion des gewählten Xylolisomeren unter Bildung eines Raffinats der übrigen Xylolisomeren zugeführt wird, wobei das Raffinat zur Isomerisierungseinheit zurückgeführt wird.
16. System nach Anspruch 15, worin der Separator ein Molekularsieb ist.
17. System nach Anspruch 15, worin der Separator ein Kristallisierer ist.
18. System nach Anspruch 1, weiter enthaltend einen Vorbehandlungsreaktor im
Beschickungsstrom, der einen Isomerisierungskatalysator zur Umwandlung von
Ethylbenzol in Benzol enthält, das sofort abgeführt wird.
19. System nach Anspruch 18, worin der Isomerisierungskatalysator in dem Reaktor ein
Katalysator auf der Basis einer Molekularsiebbasis ist.
20. System nach Anspruch 18, worin der Isomerisierungskatalysator in dem Reaktor ein
unter der Marke I-100 vertriebener Katalysator ist.
21. System nach Anspruch 15, worin der Isomerisierungskatalysator in der Isomeri
sierungseinheit ein unter der Marke I-100 vertriebener Katalysator ist.
22. Verfahren zur Herstellung von wenigstens einem ausgewählten Xylolisomeren aus
einem o-Xylol, m-Xylol, Ethylbenzol, p-Xylol und nicht aromatischen Verbindungen
enthaltenden Beschickungsstrom, umfassend die Schritte:
Ausgehen von einem p-Xylol, m-Xylol, o-Xylol, Ethylbenzol und nicht-aromatische Verbindungen enthaltenden Beschickungsstrom;
Leiten des Beschickungsstroms durch eine Isomerisierungseinheit mit darin enthaltenem Isomerisierungskatalysator und einheitspezifischen Betriebsparametern der Temperatur, stündliche Raumgeschwindigkeit der Flüssigkeit, Sauerstoffpartial druck und/oder Katalysatormenge, berechnet und eingesetzt zur Maximierung der Umwandlung von Ethylbenzol und der nicht-aromatischen Verbindungen;
Umwandlung von Ethylbenzol zu Benzol und der nicht-aromatischen Verbindungen zu leichten Erdölgasen und Entfernen des umgewandelten Benzols und der leichten Erdölgase aus dem Strom unter gleichzeitiger Bildung eines vordefinierten Gleichgewichtsausflusses der Xylolisomeren in der Isomerisierungseinheit;
Führen des Ausflusses in einen isomerenspezifischen Separator;
Extrahieren des gewünschten Isomeren; und
Rückführen des Raffinats der verbliebenen Xylolisomeren zu der Isomeri sierungseinheit.
Ausgehen von einem p-Xylol, m-Xylol, o-Xylol, Ethylbenzol und nicht-aromatische Verbindungen enthaltenden Beschickungsstrom;
Leiten des Beschickungsstroms durch eine Isomerisierungseinheit mit darin enthaltenem Isomerisierungskatalysator und einheitspezifischen Betriebsparametern der Temperatur, stündliche Raumgeschwindigkeit der Flüssigkeit, Sauerstoffpartial druck und/oder Katalysatormenge, berechnet und eingesetzt zur Maximierung der Umwandlung von Ethylbenzol und der nicht-aromatischen Verbindungen;
Umwandlung von Ethylbenzol zu Benzol und der nicht-aromatischen Verbindungen zu leichten Erdölgasen und Entfernen des umgewandelten Benzols und der leichten Erdölgase aus dem Strom unter gleichzeitiger Bildung eines vordefinierten Gleichgewichtsausflusses der Xylolisomeren in der Isomerisierungseinheit;
Führen des Ausflusses in einen isomerenspezifischen Separator;
Extrahieren des gewünschten Isomeren; und
Rückführen des Raffinats der verbliebenen Xylolisomeren zu der Isomeri sierungseinheit.
23. Verfahren nach Anspruch 22, worin der Separator in Form eines Kristallisierers
bereitgestellt ist.
24. Verfahren nach Anspruch 22, worin der Ausfluß cyclisch wiederbehandelt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 22, worin der Separator in Form eines Molekularsiebs
bereitgestellt ist.
26. Verfahren zur Herstellung von wenigstens einem ausgewählten Xylolisomeren aus
einem o-Xylol, m-Xylol, Ethylbenzol und p-Xylol enthaltenden Beschickungsstroms
umfassend die Schritte:
Ausgehen von einem p-Xylol, m-Xylol, o-Xylol und Ethylbenzol enthaltenden Beschickungsstrom;
Führen des Beschickungsstroms durch einen Vorbehandlungsreaktor mit einem geeigneten Isomerisierungskatalysator in einer Menge, die ausreicht, um Ethylbenzol in hohem Maße in Benzol umzuwandeln, und Entfernen des umgewan delten Benzols aus dem Strom unter Bildung eines an gemischten Xylolen ange reicherten Beschickungsstroms;
Führen der Beschickung und des Raffinats durch eine Isomerisierungseinheit mit einem Isomerisierungskatalysator, um einen Ausfluß herzustellen, der eine vorde finierte optimierte Gleichgewichtskonzentration der darin enthaltenen Xylolisomeren hat;
Führen des Ausflusses in einen isomerenspezifischen Separator zur Behandlung;
Extrahieren des gewünschten Isomeren aus dem Ausfluß; und
Rückführen des Raffinats der verbliebenen Xylole zurück zur Isomerisierungseinheit.
Ausgehen von einem p-Xylol, m-Xylol, o-Xylol und Ethylbenzol enthaltenden Beschickungsstrom;
Führen des Beschickungsstroms durch einen Vorbehandlungsreaktor mit einem geeigneten Isomerisierungskatalysator in einer Menge, die ausreicht, um Ethylbenzol in hohem Maße in Benzol umzuwandeln, und Entfernen des umgewan delten Benzols aus dem Strom unter Bildung eines an gemischten Xylolen ange reicherten Beschickungsstroms;
Führen der Beschickung und des Raffinats durch eine Isomerisierungseinheit mit einem Isomerisierungskatalysator, um einen Ausfluß herzustellen, der eine vorde finierte optimierte Gleichgewichtskonzentration der darin enthaltenen Xylolisomeren hat;
Führen des Ausflusses in einen isomerenspezifischen Separator zur Behandlung;
Extrahieren des gewünschten Isomeren aus dem Ausfluß; und
Rückführen des Raffinats der verbliebenen Xylole zurück zur Isomerisierungseinheit.
27. Verfahren nach Anspruch 26, worin der Separator in Form eines Kristallisierers
bereitgestellt ist.
28. Verfahren nach Anspruch 26, worin der aus der Isomerisierungseinheit austretende
Strom cyclisch wieder behandelt wird.
29. Verfahren nach Anspruch 26, worin der Separator in Form eines Molekularsiebs
bereitgestellt ist.
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|---|---|---|---|
| US08/437,986 US6342649B1 (en) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | Method for removing ethylbenzene from a para-xylene feed stream |
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1996
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| GB2304349A (en) | 1997-03-19 |
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