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Transalkylierungsverfahren
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Die Erfindung betrifft ein Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren,
in dem C8-alkylaromatische Kohlenwasserstoffe aus C9 - oder C7 und Cg-alkylaromatischen
Kohlenwasserstoffen gebildet werden; die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur
Herstellung von p-xylol, bei dem eine p-Xylol-Abtrennungszone und eine Xylol-Isomerisierungszone
hintereinander in Stromrichtung verwendet werden. Die Erfindung betrifft insbesondere
ein Transalkylierungsverfahren, bei dem ein an Cg-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen
reicher Beschickungsstrom zugeführt und der Abstrom aus der Transalkylierungszone
fraktioniert wird unter Bildung eines Recyclisierungsstromes, der eine Mischung
von C9- und C1O-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen enthält oder daraus besteht.
Der hier verwendete Ausdruck "Transalkylierung" wird in der Literatur häufig als
Disproportionierung" bezeichnet.
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Die Transalkylierung von alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen einschließlich
Toluol wird heute kommerziell in großem Maßstab durchgeführt. Transalkylierungsverfahren
sind beispielsweise in den US-PS 2 795 629 (Cl. 260 -668), 3 551 510 (Cl. 260 -
672), 3 701 813 (Cl. 260 - 668 Aj und 3 729 521 (Cl. 260 - 672 T) beschrieben. in
diesen Patentschriften sind Beispiele für Katalysatoren, Fiießschemata und Reaktionszonenbedingungen
angegeben.
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Katalysatoren für die Verwendung in Transalkylierungsverfahren sind
außerdem in den US-PS 3 720 726 (Cl. 260 -672 T), 3 780 122 (Cl. 260 - 672 T) und
3 849 340 (Cl.
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252 - 455 Zy an-gegeben. -Ein Transalkylierungskatalysator, der den
bevorzugten, mit Ammoniak gewaschenen mordenithaltigen Träger enthält, ist in der
US-PS 4 083 886 (Cl. 260 - 672 T-) beschrieben.
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In der US-PS 3 996 305 (Cl. 260 - 672 T) ist die Einleitung von Cg-alkylaromatischen
Kohlenwasserstoffen in eine Transalkylierungszone und die anschließende Fraktionierung
des Transalkylierungszonen-Abstromes in einen C &-Produkt strom und einen einzelnen
Recyclisierungsstrom, der sowohl Toluol als auch Cg-alkylaromatische Kohlenwasserstoffe
enthält, beschrieben. In der US-PS 4 172 813 (Cl. 585 -475) ist außerdem ein Verfahren
zur Transalkylierung von Cg-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen beschrieben. In
dieser Patentschrift werden C1O oder C10+-Alkylaromaten zuerst aus einem schweren
Reformat fraktioniert, das dann durch die Reaktionszone geführt wird im Gemisch
mit Toluol und C9-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen, die aus einer stromabwärts
gelegenen Fraktionierungszone recyclisiert worden sind.
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Die Verknüpfung einer Transalkylierungszone mit einer p-Xylolgewinnungszone
und einer Xylolisomerisierungszone ist in den US-PS 3 211 798, 3 825 613 und 4 041
091 beschrieben. In der US-PS 4 041 091 ist außerdem die Einführung von einigen
C9- und C 10-Alkylbenzolen in die
Transalkylierungszone, nachdem
diese Kohlenwasserstoffe von dem Transalkylierungszonen-Abstrom getrennt worden
sind, beschrieben.
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In der US-PS 4 211 886 (Cl. 585 - 321) ist ein Verfahren zur Herstellung
von Benzol, Toluol und Xylol aus einem Naphtha beschrieben C+-Aromaten und Toluol
werden in einen Reaktor für schwere Aromaten, der unter Desalkylierungs/Transalkylierungs-Bedingungen
betrieben wird, recyclisiert. Der Abstrom aus diesem Reaktor wird in eine Fraktionierzone
mit drei Kolonnen eingeführt. Zu den Unterschieden zwischen dem Verfahren gemäß
dieser Patentschrift und verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens
gehören das angewendete Fraktionierungsverfahren und die angewendete Fraktionierungsvorrichtung,
die Recyclisierung von Benzol sowie das Verfahren und der Strom des p-Xylolgewinnungssystems
bzw. -abtrennungssystems.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von C8-alkylaromatischen
Kohlenwasserstoffen aus Cg-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen. Gemäß einer allgemeinen
Ausführungsform kann die Erfindung charakterisiert werden als ein Transalkylierungsverfahren,
das die folgenden Stufen umfaßt: Einführen eines Beschickungsstromes, der C9-alkylaromatische
Kohlenwasserstoffe enthält, eines ersten Recyclisierungsstromes, der Toluol enthält,
und eines weiter unten beschriebenen zweiten Recyclisierungsstromes, der eine Mischung
von C9 und C1O-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen enthält, in eine Transalkylierungszone
unter Bildung eines Transalkylierungszonen-Abstromes, der C6-C10-alkylaromatische
Kohlenwasserstoffe enthält, sowie das Fraktionieren des Transalkylierungszonen-Abstromes
in einer Drei-Kolonnen-Fraktionierzone in den zweiten Recyclislerungsstrom, der
Toluol enthält, einen Produktstrom, der Benzol enthält, einen Produktstrom, der
C8-alkylaromatische Kohlenwasserstoffe enthält, einen Bodenfraktionsproduktstrom,
der C10-alkylaromatische
Kohlenwasserstoffe enthält, und den zweiten
Recyclisierungsstrom, der eine Mischung von C9- und C10-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen
enthält.
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Bei einer besonders bevorzugten spezielleren Ausführungsform der Erfindung
wird praktisch das gesamte Benzol und Toluol, das in dem Transalkylierungszonen-Abstrom
enthalten ist, in einem leichten Kohlenwasserstoffstrom konzentriert, der in die
Transalkylierungszone recyclisiert wird. Außerdem wird der Recyclisierungsstrom,
der C9-und C10-a ikylaromatische Kohlenwasserstoffe enthält, als Nebenfraktionsstrom
aus einem Produktfraktionator abgezogen, in dem ein Bodenfraktionsproduktstrom,
der C10 Alkylaromaten enthält, verworfen wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren
wird die Bildung von C8-Kohlenwasserstoffen erhöht durch die Recyclisierung von
C10- und C6-aromatischen Kohlenwasserstoffen. Durch die vorliegende Erfindung wird
auch dié'KomplexizitAt der Fraktionierungszone, die normalerweise mit der Abtrennung
bzw.
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Gewinnung eines hochreinen C8-Stromes und von Recyclisierungsströmen
aus dem Transalkylierungszonen-Abstrom verbunden ist, vermindert. Dadurch werden
auch die Investitionskosten und die Betriebskosten des Verfahrens gesenkt.
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Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt ein vereinfachtes Fließdiagramm, das mehrere
verschiedene Ausführungsformen der Erfindung erläutert.
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C0-AlkyIaromaten werden aus dem ersten 8+ C8+-Beschickungsstrom der
Leitung 1 entfernt und durch die Leitung 25 in eine p-Xylolgewinnungs- und Xylolabtrennungsschleife
eingeführt Nachdem der größte Teil des Indans und der C1o-Iiohlenwasserstoffe durch
die Leitung 6 verworfen worden ist, werden die restlichen Cg+-Alkylaromaten im Gemisch
mit einem Recyclisierungsstrom aus der Leitung 9, der C9- und C10-alkylaromatische
Kohlenwasserstoffe
enthält, in eine Transalkylierungszone 11 eingeführt.
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Bei einer gegebenenfalls anwendbaren Abänderung des Grundverfahrens
werden auch das aus der Leitung 20recyclisierte Benzol und Toluol und ein zweiter
Beschickungsstrom, der Toluol enthält, durch die Leitung 7 in die Transalkylierungszone
eingeführt. Der Transalkylierungszonen-Abstrom wird vorzugsweise in einer Drei-Kolonnen-Fraktionierzone
in leichte und schwere Recyclisierungsströme und in einen zweiten C8-Alkylaromatenstrom
aufgetrennt, der durch die Leitung 23 in die Xylolabtrennungs-und -isomerisierungsschleife
eingeführt wird. Der schwere Recyclisierungsstrom wird aus der Kolonne 22 als Nebenfraktionsstrom
entfernt, der 50 Mol-% der in dem Transalkylierungszonen-Abstrom enthaltenen C10-Alkylaromaten
enthält Toluol und Cg-alkylaromatische Kohlenwasserstoffe werden derzeit in einer
viel höheren Rate hergestellt, als sie zur Befriedigung der. Nachfrage nach diesen
Kohlenwasserstoffen als Reaktanten oder Produkte erforderlich wäre.
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Es besteht jedoch eine verhältnismäßig starke und zunehmende Nachfrage
nach verschiedenen Xylolen, insbesondere Xylol. Die Xylole sind ebenfalls sehr wertvoll
als Ausgangsmaterialien für viele in großem Umfange verwendete Petrochemikalien
und tRunststoffe.So wird beispielsweise o-Xylol bei der Herstellung von Phthalsäureanhydrid
verwendet und p-Xylol wird für die Herstellung von Polyestern verwendet.
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Es sind bereits verschiedene kommerzielle Verfahren entwickelt worden,
mit denen Toluol und Cg-Alkylaromaten. in Xylole umgewandelt werde. Diese Verfahren
umfassen Molekülumlagerungen, wie z.B. die Übertragung der Methylgruppen des Toluols
unter Bildung von Benzol und Xylolen, und die Übertragung der Methylgruppen des
Toluols und der Trimethylbenzole unter Bildung von Xylole. Andere Cg-Aromaten können
anderen Typen von Reaktionen unterworfen sein. So können beispielsweise Äthylgruppen
transalkyliert
oder desalkyliert werden, während Propylgruppen
im allgemeinen desalkyliert werden. Da kommerzielle Cg-Aromatenströme Verbindungen
dieser Typen enthalten, ist es offensichtlich, daß auch andere Produkte als Polymethylbenzole
erhalten werden. Diese Verfahren werden manchmal als Disproportionierungsverfahren
bezeichnet, hier werden sie jedoch als Transalkylierungsverfahren bezeichnet.
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Die wirtschaftliche Brauchbarkeit eines katalytischen Transalkylierungsverfahrens
hängt von verschiedenen Faktoren ab. Einer der wichtigsten Faktoren ist die Gesamtausbeute
des gewünschten Produkts. Weitere wichtige Faktoren sind die Menge der Nebenprodukte,
die Selektivität des Katalysators und die Gebrauchsdauer (Lebensdauer) des Katalysators.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Transalkylierungsverfahren
zu schaffen, das Xylole in hoher Ausbeute liefert. Ein spezifisches Ziel der Erfindung
besteht darin, ein Transalkylierungsverfahren zu schaffen, das geringe Mengen an
aromatischen Nebenprodukten und eine erhöhte Menge an C8-alkylaromatìschen Kohlenwasserstoffen
liefert.
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Ein spezifischer Cg-aromatischer Kohlenwasserstoff, der in dem erfindungsgemäßen
Verfahren unerwünscht ist, weil er die katalytische Aktivität herabsetzt, ist Indan.
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In typischen kommerziellen Verfahren wird diese Verbindung, die normalerweise
in einer Menge von weniger als 5 g vorhanden ist, durch Fraktionierung aus der frischen
Cg-Aromatenbeschickung zusammen mit dem größten Teil der C0-Aromaten weitgehend
entfernt. Es wurde jedoch gefunden, daß sehr wenig Indan die Transalkylierungsreaktionsbedingungen
übersteht, so daß die Recyclisierung von C9 und höheren Aromaten in die Reaktionszone
aus den Produkten allein die Katalysatoraktivität nicht beeinflußt.
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Die unabhängige Kontrolle der schweren Aromaten (und von Indan), die
aus der frischen Beschickung und aus Produkt-
quellen stammen,
ist ein Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung. Durch Recyclisierung einiger von
Indan relativ freien Ca0-Alkylaromaten in die Transalkylierungszone wird die C8-Gesamtausbeute
und damit der Wirkungsgrad des Verfahrens verbessert.
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Bei dem frischen Haupt-Beschickungsstrom, der in dem erfindungsgemaßen
Verfahren verwendet wird, handelt es sich vorzugsweise um einen Strom, der reich
ist an 08 und Cg-aromatischen Kohlenwasserstoffen. Die in dem Beschickungsstrom
enthaltenen aromatischen Kohlenwasserstoffe können aus verschiedenen Quellen stammen
und sie können beispielsweise durch die katalytische Reformierung oder durch die
Pyrolyse von Naphtha und die anschließende Behandlung mit Wasserstoff synthetisch
gebildet werden. Eine bevorzugte Quelle für die aromatischen Kohlenwasserstoffe
ist die Extraktion von aromatischen Kohlenwasserstoffen aus einem Gemisch aus aroma
tischen und nicht-aromatischen Kohlenwasserstoffen. So können beispielsweise hochreine
aromatische Kohlenwasserstoffe durch Verwendung eines selektiven Lösungsmitels,
wie z.B. eines solchen vom Sulfolan-Typ in einer Flüssig-Flüssig-Extraktionszone
aus einem Naphtha-Reformat gewonnen bzw. abgetrennt werden. Auf diese Weise werden
große Mengen an aromatischen Kohlenwasserstoffen kommerziell gewonnen. Die gewonnenen
aromatischen Kohlenwasserstoffe können dann durch Fraktionierung in Ströme mit dem
gewünschten Bereich der Anzahl der Kohlenstoffatome aufgetrennt werden. Wenn die
Reformierungs- oder -Pyrolysebedingungen ausreichend streng sind, ist jedoch eine
Extraktion nicht erforderlich und eine bloße Fraktionierung reicht aus.
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Aus welcher Quelle auch immer wird ein Strom, der reich ist an C&+-aromatischen
Kohlenwasserstoffen in die erste einer Reihe von Fraktionierkolonnen, nachstehend
als erste Fraktionierzone bezeichnet, eingeführt. Bei diesem Strom handelt es sich
um den primären Beschickungsstrom des Gesamtverfahrens und er enthält weniger als
5 Mol-% Kohlenwasser-
stoffe mit 7 oder weniger Kohlenstoffatomen
pro Molekül.
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Die Xylole werden von dem Strom abgetrennt, wobei man einen Strom
von 09 und schwereren aromatischen Kohlenwasserstoffen erhält, der in eine zweite
Kolonne eingeleitet wird.
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Diese Kolonne liefert einen Bodenfraktionsstrom, der normalerweise
die meisten der 010 oder schwereren Kohlenwasserstoffe, die in die Kolonne-eingefUhrt
worden sind, enthält, Unter dem hier verwendeten Ausdruck "die meisten" ist zu verstehen,
daß mehr als 50 Mol-% der angegebenen chemischen Verbindungen oder Gruppe von Verbindungen
in dem relevanten Verfahrensstrom auf die angegebene Weise behandelt worden sind.
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Wenn der Indangehalt in der frischen Beschickung hoch ist, werden
mehr als 50 Mol-% und wahrscheinlich praktisch alle Oio und schwereren Aromaten
auf diese Weise verworfen.
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Unter dem hier verwendeten Ausdruck n im wesentlichen alle bzw. praktisch
alle" ist eine Menge von mehr als 90 Mol-%, vorzugsweise von mehr als 95 Mol-, der
Gesamtverbindung oder Gruppe von Verbindungen, auf die im Zusammenhang mit dem Gebrauch
dieses Ausdruckes Bezug genommen wird, zu verstehen. Unter dem hier verwendeten
Ausdruck Bereich an" ist eine Konzentration von mehr als 50 Mol-%, vorzugsweise
von mehr als 65 Mol-% der genannten Verbindung oder Klasse von Verbindungen zu verstehen.
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In die Transalkylierungszone kann ein zweiter frischer Transalkylierungszonenbeschickungsstrom,
der reich an Toluol ist, eingeführt werden. Für die erfolgreiche Durchführung des
Verfahrens ist es bevorzugt, jedoch nicht erforderlich, daß dieser zweite Beschickungsstrom
in die Transalkylierungszone eingeführt wird. Das in diesem Strom vorhandene Toluol
kann aus den gleichen Quellen wie der andere frische Transalkylierungszonen-Beschickungs-
strom
stammen und es kann durch anderes verfügbares Toluol ergänzt werden. Der zweite
Transalkylierungszonen-Beschickungsstrom sollte weniger als 10 Mol-% nicht-aroamtische
Kohlenwasserstoffe und weniger als 5 Mol-% Kohlenwasserstoffe mit weniger oder mehr
als 7 Kohlenstoffatomen pro Molekül enthalten. Der zweite frische Transalkylierungszonen-Beschickungsstrom
wird vorzugsweise mit dem Haupt-Transalkylierungszonen-Beschickungsstrom und dem
(den) Recyclisierungsstrom(en) gemischt und in die Transalkylierungszone eingeführt.
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Den Kohlenwasserstoffen, die in die Transalkylierungszone eingeleitet
werden, wird genügend Wasserstoff zugemischt zur Bildung einer Mischung mit einem
FIolukhältnis von Wasserstoff zu Gesamtkohlenwasserstoffen von mehr als 2:1 und
vorzugsweise mehr als 5:1. Das Molverhältnis Wasserstoff zu Kohlenwasserstoff darf
für die erfolgreiche Durchführung des Verfahrens einen Wert von 10:1 nicht übersteigen.
Diese Mischung wird durch ein Bett aus festem Transalkylierungskatalysator, der
innerhalb einer Reaktionszone angeordnet ist, in Form eines Dampfstromes (Gasstromes)
bei erhöhter Temperatur im Kreislauf geführt. Die Umwandlung, die innerhalb der
Reaktionszone erzielt werden kann, ist begrenzt durch das thermodynamische Gleichgewicht
der- vorhandenen Kohlenwasserstoffe.
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Aus diesem Grunde ist es erwünscht, daß die Mischung nur eine geringe
Menge irgendeines Produktkohlenwasserstoffs enthält. Vorzugsweise enthaltender Beschickungsstrom
weniger als 2 Mol-% irgendeines Produktkohlenwasserstoffs. Beim Arbeiten auf die
bevorzugte Weise erhält man normalerweise eine Umwandlung der Beschickungskohlenwasserstoffe
in die Produktkohlenwasserstoffe von 35 bis 40 Mol-%.
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In der Regel wird die in die Reaktionszone eingeführte Mischung zuerst
durch indirekten Wärmeaustauch mit dem Abstrom aus der Reaktionszone erhitzt und
dann in einer befeuerten Heizeinrichtung weiter erhitzt. Der Dampfstrom
wird
dann durch die Reaktionszone geführt, die einen oder mehr einzelne Reaktoren umfassen
kann. Die Verwendung eines einzelnen Reaktionsbehälters mit einem fixierten zylindrischen
Katalysatorbett ist bevorzugt, es können aber auch andere Reaktorkonfigurationen
mit sich bewegendenKatal'satorbetten oder Reaktoren mit einem Radialstrom gewünschtenfalls
verwendet werden. Beim Durchleiten der Beschickungsmischung durch die Reaktionszone
entsteht ein dampfförmiger Abstrom, der Wasserstoff und sowohl die Beschickungskohlenwasserstoffe
als auch Produktkohlenwasserstoffe enthält. Dieser Abstrom wird normalerweise durch
indirekten Wärmeaustausch mit dem in die Reaktionszone eintretenden Strom gekühlt
und dann durch Verwendung von Luft oder Kühlwasser weiter gekühlt. Die Temperatur
des Abstromes wird. normalerweise genügend herabgesetzt, um eine Kondensation praktisch
der gesamten Beschickungs- und Produktkohlenwasserstoffe mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen
pro Molekül zu erzielen. Der dabei erhaltene Mischphasenstrom wird in einen Dampf-Flüssig-Separator
eingeführt, in dem die beiden Phasen voneinander getrennt werden. Der an Wasserstoff
reiche Dampf wird recyclisiert. Das Kondensat wird in eine AbstreíRolonne eingeführt,
in der praktisch alle in dem Abstrom vorhandenen C- - und leichteren Kohlenwasserstoffe
in einem Überkopfstrom konzentriert und aus dem Verfahren entfernt werden. Die verbleibenden
Kohlenwasserstoffe werden als reiner Stripper-BO&enfraktionsstrom abgezogen,
der hier als Transalkylierungszonen-Abstrom bezeichnet wird.
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Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendeten Transalkylierungsbedingungen
umfassen normalerweise eine Temperatur von etwa 200 bis etwa 525°C. Die zurAufrechterhaltung
des gewünschten Umwandlungsgrades erforderliche Temperatur steigt an, wenn der Katalysator
während der Behandlung allmählich seine Aktivität verliert.
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Die normalen Temperaturen am Ende des Durchgangs können daher die
Temperaturen am Beginn des Durchgangs um 650C oder mehr übersteigen. Vorzugsweise
liegt die durchschnitt-
liche Temperatur zwischen 350 und 5000C,
Die Reaktionszone der Transalkylierungszone wird bei mäßig erhöhten Drucken, die
allgemein innerhalb des Bereiches von etwa 1,0 bis etwa 60 Atmosphären (gauge) liegen,
betrieben.
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Ein bevorzugter Druckbereich liegt bei 20 bis 35 Atmosphären. Die
Transalkylierungsreaktion kann über einen breiten Bereich der Raumgeschwindigkeiten
durchgeführt werden.
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Ein genereller Bereich von geeigneten Raumgeschwindigkeiten liegt
bei etwa 0,2 bis etwa 10,0. Ein bevorzugter Bereich der Raumgeschwindigkeit liegt
bei 0,8 bis 3,0. Diese Bereiche beziehen sich auf stündliche Flüssigkeitsraungeschwindigkeiten.
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Es ist bereits eine große Anzahl von festen Transalkylierungskatalysatoren
entwickelt worden. So sind beispielsweise in der bereits weiter oben erwähnten US-PS
3 729 521, 27 verschiedene Katalysatoren beschrieben, die auf ikre Trans aLkyl ierungs
aktivität und Selektivität hin getestet wurden.
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Der den besten Wirkungsgrad ergebende Katalysator wurde so hergestellt,
daß er 2,5 Gew.-% Kobaltoxid und 10 Gew.-% Molybdäntrioxid enthielt,abgeschieden
auf einem Träger, der 35 Gew.-% ultrastabiles großporiges kristallines Aluminosilikatmaterial
enthielt, suspendiert und verteilt innerhalb einer Matrix aus katalytisch aktivem
Aluminiumoxid.
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Bei einer anderen Ausführungsform wird das ultrastabile großporige
kristalline Aluminosilikatmaterial in einem amorphen Sil ic iumdioxid-Aluminiumoxid-Crackkatalys
ator suspendiert. In der obengenannten US-PS 3 849 340 ist ein für die Transalkylierung
von Toluol geeigneter Katalysator beschrieben, der eine.Zeolithkomponente mit einer
Mordenitkristallstruktur und einem Siliciumdioxid : Aluminiumoxid-Molverhältnis
On mindestens 40 : 1 aufweist, der hergestellt worden ist durch Säureextraktion
von Aluminiumoxid aus einer Mordenit-Ausgangszusammensetzung mit einem Siliciumdioxid
. Aluminiumoxid-MolverhEltnis von etwa 12 : 1 bis etwa 30-: 1 und einer Metallkomponente,
die ausgewählt wird aus der Gruppe Kupfer, Silber, Gold und Zirkonium.
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In dem erfindungsgemäßen Transalkylierungsverfahren wird vorzugsweise
ein Katalysator verwendet, der dem in der US-PS 4 083 886 beschriebenen ähnelt.
Er wird hergestellt nach einem Verfahren, bei dem ein Zeolith mit einer>1ordenitkristallstruktur
und einem Natriumgehalt von weniger als etwa 5 Gew.-%, berechnet als Na20, bei einem
pH-Wert vonmindestens etwa 9,5 einer wäßrigen ammoniakalischen Behandlung unterworfen
und in innigem Gemisch mit einem feuerfesten (schwerschmelzbaren) anorganischen
Oxid calciniert wird.
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Der Transalkylierungszonen-Abstrom wird in eine Fraktionierzone eingeführt,
die hier als zweite Fraktionierzone oder bei den spezifischeren Ausführungsformen
der Erfindung als Produktfraktionator bezeichnet wird. Diese Fraktionierzone kann
drei Fraktionierkolonnen umfassen, die so wie in der Zeichnung angegeben angeordnet
sind. Ein C10-Kohlenwasserstoffe enthaltender Produktstrom, ein im wesentlichen
alle C8-alkylaromatischen Produktkohlenwasserstoffe enthaltender zweiter Produktstrom
und mindestens ein Recyclisierungsstrom werden in dieser Zone gebildet. Der erforderliche
Recyclisierungsstrom enthält eine Mischung von C9 -und C10-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen
und er wird vorzugsweise aus der letzten Kolonne in der Fraktionierzone in Form
eines flüssigen Nebenfraktionsstromes abgezogen. Der größte Teil des Indans, der
als Teil des Haupt-Transalkylierungszonen-Beschickungsstromes in die Transalkylierungszone
gelangt, wird innerhalb der Transalkylierungszone in andere Verbindungen umgewandelt
und der Transalkylierungszonen-Abstrom und der Cg+-Recyclisierungsstrom ist deshalb
im wesentlichen frei von Indan. Dies erlaubt die Recyclisierung der C10-Kohlenwasserstoffe
ohne Recyclisierung des Indans, das aufgrund seiner geringen Menge und des sich
überlappenden Siedepunktes durch Fraktionierung nur schwer vollständig zu entfernen
ist. Durch die Recyclisierung der C10-alkylarornatischen Kohlenwasserstoffe kann
die Gesamtausbeute an C8-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen und, bei den spezifischen
bevorzugten
Ausführungsformen der Erfindung, an p-Xylol, erhöht
werden.
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Eine allgemeine (breite) Ausführungsform der Erfindung kann daher
charakterisiert werden als Transalkylierungsverfahren, das die folgenden Stufen
umfaßt: Einleiten eines ersten Beschickungsstromes, der C9 - alkylaromatische Kohlenwasserstoffe
enthält, eines ersten Recyclisierungsstromes, der Toluol enthält, und eines zweiten
Recyclisierungsstromes, der C9- und C10-alkylaromatische Kohlenwasserstoffe enthält,
in eine Transalkylierungszone, die unter Transalkylierungsbedingungen gehalten wird,
so daß ein Transalkylierungszonen-Abstrom entsteht, der C7-C 10-alkylaromatische
Kohlenwasserstoffe enthält, und das Einführen des Transalkylierungszonen-Abstromes
in eine Fraktionierzone sowie das Abziehen eines leichten Kohlenwasserstoffstromes,
der reich an Toluol ist und als erster Recyclisierungsstrom verwendet wird, eines
schweren Kohlenwasserstoffstromes, der C10-alkylaromatische Kohlenwasserstoffe enthält
und reich an Cg-alkyla.omatischen Kohlenwasserstoffen ist, und als zweiter Recyclisierungsstrom
verwendet wird, eines Produktstromes, der reich an C8-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen
ist und aus dem Verfahren abgezogen wird, und eines Bodenfraktionsstromes, der C10-alkylaromatische
Kohlenwasserstoffe enthält und zusammen mit dem schweren Kohlenwasserstoffstrom,
dem Produktstrom und dem Bodenfraktionsstrom, die aus der gleichen Fraktionierkolonne
abgezogen werden, aus dem Verfahren abgezogen wird, aus der Fraktionierzone.
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Eine spezifischere Ausführungsform der Erfindung umfaßt eine p-Xylolabtrennzone
und eine Xylolisomerisierungszone zur Herstellung eines Produktstromes von hochreinem
p-Xylol.
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In der beiliegenden Zeichnung wird ein Verfahrensbeschikkungsstrom,
der C8- und schwerere alkylaromatische Kohlenwasserstoffe enthält, durch die Leitung
1 in das Gesamtverfahren eingeführt und gelangt in eine Fraktionierkolonne
2
einer ersten Fraktionierzone. Diese Fraktionierkolonne ist so aufgebaut und wird
so betrieben, daß die eintretenden Kohlenwasserstoffe in einen reinen Überkopfstrom,
der durch die Leitung 25 abgezogen wird, der im wesentlichen die gesamten in dem
Beschickungsstrom enthaltenen c8 -Aromaten enthält, getrennt werden. Der reine Bodenfraktionsstrom
der Fraktionierkolonne'2 wird durch die Leitung 3 abgezogen und er enthält praktisch
alle in dem Beschickungsstrom enthaltenen C9 - und schwereren aromatischen Kohlenwasserstoffe.
Die durch die Leitung 3 strömenden Kohlenwasserstoffe gelangen in eine zweite Fraktionierkolonne
4, die so aufgebaut und so betrieben wird, daß die eintretenden Kohlenwasserstoffe
aufgetrennt werden in einen verhältnismäßig kleinen Strom von C 10+-Kohlenwasserstoffen,
der aus dem Verfahren als reiner Bodenfraktionsstrom der Fraktionierkolonne durch
die Leitung 6 abgezogen wird, und einen reinen überkopfstrom, der im wesentlichen
alle in dem durch die Leitung 5 eingeführtenBeschickungsstrom enthaltenen C9-aromatischen
Kohlenwasserstoffe enthält.
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Indan, das durch die Leitung 1 in das Verfahren gelangt, kann bis
zu dem gewünschten Grade mit der durch die Leitung 6 geführten Kolonnenbodenfraktion
entfernt werden.
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Der in der Leitung 5 fließende Strom von C9-alklylaromatischen Kohlenwasserstoffen
wird mit einem gegebenenfalls vorhandenen Strom, der durch die Leitung 7 fließt
und Toluol enthält, gemischt und er kann gewünschtenfalls auch Benzol enthalten.
Wenn man annimmt, daß Benzol in der Leitung 7 strömt, entsteht beim Mischen ein
in der Leitung 8 fließender Strom, der Benzol Toluol und Cg-alkylaromatische Kohlenwasserstoffe
enthält, der dann mit einem in der Leitung 9 fließenden Recyclisierungsstrom, der
C9- und C10-alkylaromatische Kohlenwasserstoffe enthält, gemischt wird. Das Ergebnis
dieser zweiten Mischung ist ein Benzol, Toluol und C9- und C10-aromatische Kohlenwasserstoffe
enthaltender Strom. Dieser Strom wird durch die Leitung 10 in eine Transalkylierungszone
ii eingeführt. In der Transalkylierungszone kommen die eintretenden Kohlenwas-
serstoffe
mit einem geeigneten Katalysator, der bei die Transalkylierung fördernden Bedingungen
gehalten wird, in Kontakt, um die Bildung von C8-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen
und eines Gesamtverbrauchs an Cg-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen zu bewirken.
Aus dieser Zone werden mit einer Leitung, die nicht angegeben ist, C5Ne =Nebenprodukt-Kohlenwasserstoffe
entfernt. Dabei erhält man einen Transalkylierungszonen-Abstrom, der durch die Leitung
12 fließt, der Benzol und c7-C10-alkylarOmatische Kohlenwasserstoffe enthält. Die
Benzolkonzentration ist normalerweise nicht so groß, weil aus einem C9-Beschickungsstrom
nicht viel Benzol entsteht.
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Der Transalkylierungszonen-Abstrom gelangt in eine zweite Fraktionierzone,
die zwei oder drei Fraktionierkolonnen umfaßt. Wenn Benzol abgetrennt (gewonnen)
werden soll, wird praktisch das gesamte in dem Transalkylierungszonen-Abstrom enthaltene
Benzol in einen reinen Überkopfstrom in der Kolonne 13 abgetrennt und durch die
Leitung 14 aus der Kolonne abgezogen. Ein Teil oder das gesamte Benzol kann aus
dem Verfahren als reiner Produktstrom durch die Leitung 15 entfernt werden, wobei
der Rest durch die Leitung 16 recyclisiert wird. Wenn das gesamte Benzol in die
Transalkylierungszone recyclisiert werden soll, können das Benzol und das Toluol
in Form eines kombinierten Überkopfstroms in einer einzelnen Kolonne, beispielsweise
der Kolonne 18, entfernt werden, wodurch die Kolonne 13 überflüssig wird. Wenn Benzol
als ein Produkt gewonnen (abgetrennt) werden soll, enthält der reine Bodenfraktionsstrom
der Fraktionierkolonne 13 C7-C10-alkylaromatische Kohlenwasserstoffe und möglicherweise
eine geringe Menge an schweren Kohlenwasserstoffen, die in der Transalkylierungszone
entstanden sind. Dieser Strom wird an einem mittleren Punkt einer nachfolgenden
Fraktionierkolone 18 eingeführt und aufgeteilt in einen reinen Überkopf strom, der
durch die Leitung 19 entfernt wird, der Toluol enthält, und in einen reinen Bodenproduktstrom,
der durch die Leitung 21 entfernt wird, der im wesentlichen alle C8+
aromatischen
Kohlenwasserstoffe enthält, die in diese Kolonne eintreten. Der gesamte reine Überkopfstrom
der Kolonne 18 wird vorzugsweise durch die Leitungen 19, 20 und 7 in die Transalkylierungszone
recyclisiert.
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Die durch die Leitung 21 geführten C -Kohlenwasserstoffe 8+ gelangen
in die Kolonne 22, die so aufgebaut und so betrieben wird, daß die eintretenden
Kohlenwasserstoffe aufgetrennt werden in einen reinen Überkopfstrom, der durch die
Leitung 23 fließt, der praktisch alle eintretenden C-Kohlenwasserstoffe enthält,
und in zwei andere Ströme, die praktisch alle Cg+-gohlenwasserstoffe enthalten.
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Diese beiden Ströme stellen einen Nebenfaktionsstrom dar, der an einem
Punkt unterhalb des Beschickungspunktes in die Kolonne aus der Kolonne abgezogen
wird, der praktisch alle C9-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffe enthält, die ursprünglich
in dem Transalkylierungszonen-Abstr9m enthalten waren, und der auch einen einstellbaren
Prozentsatz der C10-Aromaten enthält, die in dem Transalkylierungszonen-Abstrom
enthalten waren. Dieser Nebenfraktionsstrom wird durch die Leitung 9 in die Transalkylierungszone
recyclisiert zur Erhöhung der Produktion an C8-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen.
Dieser Strom, der hier als schwerer Kohlenwasserstoffstrom bezeichnet wird, enthält
vorzugsweise zwischen 30 und 70 Mol-% der in dem Transalkylierungszonen-Abstrom
enthaltenen C1o-Alkylaromaten. Ein reiner Bodenfraktionsstrom wird durch die Leitung
33 aus der Kolonne 2 entfernt und aus dem Verfahren abgezogen. Dieser reine Bodenfraktionsstrom
enthält einen Teil der in dem Transalkylierungszonen-Abstrom enthaltenen C1O-Rohlenwasserstoffe
und die meisten schwereren Xohlenwasserstoffe, die in diesem Strom vorhanden waren.
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Der durch die Leitung 23 fließende Strom an C8-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen
wird mit dem durch die Leitung 23 fließenden Abstrom einer Xylolisomerisierungszone
und mit dem durch die Leitung 25 fließenden Strom von C8-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen
gemischt. Bei dieser
Mischung entsteht ein durch die Leitung 27
fließender Beschickungsstrom für eine p-Xylolabtrennzone 28. Die Abtrennzone bewirkt
die selektive Entfernung von p-Xylol von den eintretenden C8-Kohlenwasserstoffen
unter Bildung eines Produktstromes mit hochreinem p-Xylol, der durch die Leitung
29 aus dem Verfahren entfernt wird. Die p-Xylol-Abtrennzone liefert auch einen durch
die Leitung 30 in die Xylolisomerisierungszone 31 eingeführten C8-Kohlenwasserstoffstrom
mit einem Defizit an p-Xylol. In dieser Zone werden die eintretenden C8-Kohlenwasserstoffe
mit einem Isomerisierungskatalysator in Kontakt gebracht, der bei geeigneten, die
Isomerisierung fördernden Bedingungen gehalten wird, unter Bildung eines Abstromes,
der fast eine Gleichgewichtsmischung der verschiedenen Xylolisomeren enthält. Dieser
Strom wird dann durch die Leitungen 32, 26 und 27 in die Xylolabtrennzone recyclisiert,
um zusätzliches p-Xylol abzutrennen (zu gewinnen). Irgendwelche überschüssigen C
7-Kohlenwasserstoffe, die in dieser Schleife gebildet werden, werden durch Fraktionierung
in der Isomerisierungszone abgetrennt und in einer nicht dargestellten Leitung abgezogen.
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Für den Fachmann ist es klar, daß der Gesamtablauf des Verfahrens
und insbesondere der Strom innerhalb der Fraktionierzone beträchtlich variiert werden
können. So kann beispielsweise, wie weiter oben angegeben, der gesamte Transalkylierungszonen-Abstrom
in eine Kolonne eingeführt werden, die einen reinen Überkopfstrom bildet, der im
wesentlichen das gesamte Benzol und Toluol, die in dem Abstrom enthalten sind, enthält.
Es ist auch möglich, obgleich nicht erwünscht, daß der Transalkylierungszonen-Abstrom
in umgekebzter Reihenfolge fraktioniert wird, wobei die schwersten Komponenten zuerst
als getrennte Ströme entfernt werden So könnte der Transalkylierungszonen-Abstrom
beispielsweise in eine Eingangskolonne eingeführt werden, die einen geringen Strom
von C 10+-Material und einen Nebenfraktionsstrom, der eine Mischung von C9- und
C1O-Aromaten enthält und recyclisiert wird,
und einen Uberkopfstrom,
der die C8-C6-aromatischen Kohlenwasserstoffe enthält, bildet. Der Überkopfstrom
dieser Kolonne würde dann in eine nachfolgende Fraktionierkolonne eingeführt werden
zur Abtrennung der C8-Kohlenwasserstoffe von den übrigen C6- und C7-Kohlenwasserstoffen.
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In der p-Xylolabtrennzone kann irgendeines von mehreren verschiedenen
Abtrennverfahren, beispielsweise die Fraktionierung, Kristallisation oder selektive
Adsorption, zur Entfernung von p-Xylol aus dem Strom der gemischten Xylole, der
in die p-Xylolabtrennzone eintritt, angewendet werden. Die bevorzugte p-Xylolabtrennzone
enthält ein Bett von Molekularsieben, die entsprechend den Lehren der US-PS 3 201
491 so betrieben werden, daß die Verwendung eines sich ständig bewegenden Bettes
von Molekularsieben simuliert wird. Spätere Verbesserungen dieses Verfahrens sind
in den US-PS 3 696 107 und 3 626 020 beschrieben.
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Die bevorzugte p-Xylolabtrennzone wird daher unter Adsorptionsbedingungen
betrieben, die Temperaturen innerhalb des Bereiches von 36 bis etwa 3000C, vorzugsweise
von 40 bis 2500C, umfaßt. Diese Zone kann mit Verfahrensströmen entweder in der
Dampfphase oder in der flüssigen Phase betrieben werden, wobei Flüssigphasen-Operationen
bevorzugt sind. Die angewendeten Drucke können von Atmosphärendruck bis etwa 71
kg/cm2 (1000 psig) variieren, wobei mäßigere Drucke von etwa 8 bis etwa 22 kg/cm2
(100 bis 300 psig) bevorzugt sind. Vorzugsweise sind die Molekularsiebe in einer
oder mehr vertikalen Kolonnen enthalten, wobei die Einlaß- und Auslaßpositionen
für den Beschickungsstrom, den Raffinatstrom, den Extraktstrom und den Desorptionsmittelstrom
periodisch und in einer Richtung verschoben werden, um ein sich kontinuierlich bewegendes
Bett des Adsorptionsmittels zu simulieren. Die Abströme des Adsorptionsmittelbettes
werden bei Bedarf fraktioniert, um durch diese Andetungen der Einlaß- und Auslaßstellen.eingeführte
Verunreinigungen zu entfernen. Das in dem Verfahren verwendete Desorptionsmittel
wird während dieser Fraktionierung zurückgewonnen und in das Adsorptions-
mittelbett
recyclisiert. Dies führt zu einem kontinuierlichen Verfahren, bei dem ein Xylolproduktstrom
entsteht, der mehr als 98 % p-Xylol enthält. Eine detailliertere Beschreibung dieses
Verfahrens ist in dem Artikel mit dem Titel "The Parex Process for Recovering Paraxylene",
beschriebenauf Seite 70 von "Chemical Engineering Progress", Band 66, Nr. 9, Sept.
1970, enthalten. Weitere Details bezüglich des Betriebs der bevorzugten p-Xylol-Abtrennzone
sind auch aus den US-PS 4 039 599 und 4 184 943 zu entnehmen. Die p-Xylol-Abtrennzone
kann von dieser bevorzugten Art des Betriebs abweichen durch Anwendung von absatzweise
durchgeführten Operationen oder durch Verwendung eines echten sich bewegenden Bettes
aus dem festen Adsorbens.
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Der hier verwendete Ausdruck "Molekularsiebe" bezieht sich au verschiedene
natürliche und synthetische Aluminosilicat-Adsorbentien, welche die Fähigkeit haben,
ausgewählte Xylolisomere bevorzugt zu adsorbieren. Für die Verwendung in der Abtrennzone
bevorzugt sind synthetisch hergestellte Zeolithe vom Typ X und Y, die ausgewählte
Kationen an den austauschbaren Kationenzentren innerhalb der Kristallstruktur enthalten.
Ein geeignetes Molekularsieb ist ein Kationen-ausgetauschter Zeolith vom Typ X oder
v, der ein einzelnes Kation enthält, das ausgewählt wird aus Kalium, Barium, Natrium
und Silber. Ein zweites geeignetes Molekularsieb ist ein Zeolith vom Typ X oder
Y, der sowohl ein erstes Kation, ausgewählt aus der Gruppe Kalium, Rubidium, Cäsium,
Barium und Silber, als auch ein zweites Kation, ausgewählt aus der Gruppe Lithium,
Natrium, Magnesium, Calcium, Strontium, Beryllium, Cadmium, Kobalt, Nickel, Kupfer,
Mangan und Zink,enthält. Die Molekularsiebe sind in der US-PS 3 626 020 näher beschrieben.
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Es können auch andere Adsorbentien einschließlich soicher, die bisher
noch nicht bekannt sind, verwendet werden, wenn sie den Kriterien einer ausreichenden
Selektivität und Haltbarkeit, die für den kommerziellen Betrieb erforderlich ist,
genügen. Zwei weitere Adsorbentien, die für die p-
Xylolabtrennung
geeignet sind, sind in den US-PS 3 943 183 und 3 943 184 beschrieben.
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Die beiden Hauptabströme der p-Xylolabtrennungszone sind der p-Xylol-Produktstrom
und ein Raffinatstrom, der das restliche Xylol und p-Xylol enthält und in eine Xylolisomerisierungszone
eingeführt wird. Diese Isomerisierungszone kann von beliebigem Typ oder beliebiger
Konfiguration sein, die in der Lage ist, die katalytische Isomerisierung von o-Xylol
und m-Xylol und von Äthylbenzol, falls vorhanden, in p-Xylol mit kommerziell akzeptablen
Raten und unter kommerziell akzeptablen Bedingungen zu bewirken. Zur Durchführung
der Isomerisierungsreaktion können Reaktoren mit sich bewegendem Bett, Reaktoren
mit Fixbett und Reaktoren mit Wirbelbett verwendet werden. Diese Reaktoren können
ferner dahingehend abgeändert werden, daß die Kohlenwasserstoffreaktanten als Dampf
oder als Flüssigkeit durch den Katalysator hindurchgeleitet werden können, sowie
dahingehend, daß der Reaktor mit nach oben gerichtetem, nach unten gerichtetem oder
radial fließendem Reaktantenstrom betrieben werden kann.
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Die Isomerisierungszone wird unter Bedingungen betrieben, die eine
Isomerisierung von o- und m-Xylol zu p-Xylol bewirken. Neben der Anwesenheit eines
Katalysators umfassen diese Bedingungen eine Temperatur von etwa 0 bis etwa 600%,
vorzugsweise von 320 bis etwa 450%, und einen Druck von etwa 1,0 bis etwa 100 Atmosphären.
Bevorzugt ist ein Druck innerhalb des Bereiches von etwa 7 bis etwa 28 Atmosphären
und die Verwendung eines einzelnen Fixbettreaktors, der mit einem nach unten gerichteten
Strom der Reaktanten in der Dampfphase betrieben wird. Durch den Reaktor sollte
Wasserstoff in einer Rate zirkuliert werden, die ausreicht, um ein Wasserstoff :
Kohlenwasserstoff-Molverhältnis von 1 : 1 bis etwa 20 : 1 in dem Reaktor aufrechtzuerhalten.
Das Verhältnis wird vorzugsweise innerhalb des Bereiches von etwa 1,5 : 1 bis etwa
8 : 1 gehalten.
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Die Katalysatormenge innerhalb des Reaktors sollte eine
stündliche
Gewichtsraumgeschwindigkeit (Gewicht der Kohlenwasserstoffe, die den Reaktor innerhalb
einer Stunde pro Einheitsgewicht des Katalysators passieren) von etwa 0,5 bis etwa
10, vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 5, ergeben.
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Die angewendeten genauen Bedingungen variieren natürlich in Abhängigkeit
von dem Alter und der Verwendung eines Katalysators und sie werden festgelegt durch
die Aktivität des Katalysators und den Einfluß der Bedingungen auf die Selektivität,
die Umwandlung und die Endausbeute an Xylol in der Isomerisierungszone.
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Entscheidend für den Betrieb der Xylolisomerisierungszone ist ein
wirksamer Isomerisierungskatalysator. Dem Fachmanne sind mehrere verschiedene geeignete
Formulierungen bekannt und wirksame Katalysatoren sind im Handel erhältlich. Der
Katalysator enthält in der Regel einen sauren anorganischen Oxidträger, wie z.B.
Aluminiumoxid, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-b£ischungen, Faujasite und Mordenite,
die mit einer Metallkomponente kombiniert oder imprägniert worden sind.
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Bevorzugt ist ein Katalysator auf Aluminiumoxid-Träger, der etwa 0,05
bis etwa 5,0 Gew.-% einer Metallkomponente der Gruppe VIII des Periodischen Systems
der Elemente und 0,3 bis 5,0 Gew.-% Platin oder Palladium und etwa 0,5 bis etwa
2,5 Gew.-% Fluor oder etwa 0,-1 bis etwa 1,5 Gew.-% Chlor enthält. Diese Halogenkonzentration
kann aufrechterhalten werden durch Injektion von halogenhaltigen Substanzen, wie
z.B. Tetrachlorkohlenstoff, in das in die Isomerisierungszone eintretende Material.
Diese katalytischen Zusammensetzungen können zusätzlich noch etwa 0,1 bis etwa 1,0Gew.-%
Schwefel enthalten zur Verbesserung ihres Wirkungsgrades. Alle Prozentsätze, die
in Bezug auf die Katalysatorzusammensetzung angegeben worden sind, wurden errechnet
auf der Basis des Elements. Andere Katalysatoren, die in der Xylolisomerisierungszone
verwendet werden können, sind in den US-PS 3 464 929, 3 409 685 und 3 409 686 näher
beschrieben.
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Eine signifikante Menge von Kohlenwasserstoffen, die 7 oder weniger
Kohlenstoffatome pro Molekül enthalten, wird
innerhalb des Xylolisomerisierungszonenreaktors
gebildet.
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Deshalb wird nach einer anfänglichen partiellen Kondensation und Phasentrennung,
die durchgeführt wird, um die Recyclisierung von Wasserstoff zu erleichtern, der
Rest des Abstromes des Isomerisierungsreaktors in eine erste Fraktionierkolonne
eingeführt, die als Abstreifkolonne, in der Regel eine Heptanentfernungseinrichtung,
betrieben wird.
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Eine gewisse Recyclisierung von Toluol in der Isomerisierungszone
ist bevorzugt. Das überschüssige Toluol, das in der Isomerisierungszone gebildet
wird, wird als Teil der Heptanabtrennungseinrichtung überkopf entfernt und kann
abgetrennt (zurückgewonnen) werden für die Einführung in die Transalkylierflnq's
zone Der Bodenfraktioflsstrom der Heptanentfernungseinrichtung wird in eine zweite
Fraktionierkolonne eingeführt, welche die eintretenden aromatishen Kohlenwasserstoffe
aufspaltet in einen reinen Uberkopfstrom, der alle eintretenden Kohlenwasserstoffe
enthält mit Ausnahme einer geringen Menge von Cg+-ftaterial, das als reiner Bodenfraktionsstrom
entfernt wird. Der Oberkopfstrom dieser Fraktionierkolonne wird in die p-Xylolabtrennzone
recyclisiert zuÄ Gewinnüng bzw. Abtrennung des in der Isomerisierungszone gebildeten
p-Xylols, und der reine Bodenfraktionsstrom dieser Kolonne kann aus dem Verfahren
abgezogen, in die stromabwärts von der Transalkylierungszone angeordnete erste Fraktionierzone
eingeführt oder direkt durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Leitung in
die Transalkylierungszone eingeführt werden.
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Wenn es erwünscht ist, gleichzeitig o-Xylol zu bilden, wird die gewünschte
Menge o-Xylol als Teil des Bodenfraktionsprodukts der zweiten Fraktionierkolonne
abgezogen und dieser Bodenfraktionsstrom wird dann in eine dritte Fraktionierkolonne,
hier' als o-Xylolkolonne bezeichnet, eingeführt. Das o-Xylol wird dann als Überkopfstrom
dieser Kolonne abgetrennt (gewonnen) und der reine Bodenfraktionsstrom kann wie
vorstehend beschrieben behandelt werden.
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Die Fraktionierung des Xylolreaktorabstroms ist in den US-PS 3 856
871, 3 856 872, 3 856 873, 3 856 874, 3 939 221 und 4 039 599 beschrieben. Da das
erfindungsgemäße Ver-
fahren durch die Art, in der der Xylolisomerisierungszonen-Reaktorabstrom
fraktioniert wird, nicht direkt beeinflußt wird, sind die erforderlichen Fraktioniereinrichtungen
in der beiliegenden Zeichnung nicht dargestellt und sie werden als Teil der Xylolisomerisierungszone
angesehen.
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Eine spezifische Ausführungsform der Erfindung kann charakterisiert
werden als Verfahren zur Herstellung von p-Xylol, das folgende Stufen umfaßt: Auftrennen
eines Beschickungsstromes, der eine Mischung von C8-, C9- und C1O-alkylaromatischen
Kohlenwasserstoffen enthält, in einer ersten Fraktionierzone in einen ersten C 8-Strom,
der reich an C8-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen ist, einen ersten Strom, der
reich an Cg-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen ist, und einen ersten Bodenfraktionsstrom,
der reich an C10-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen ist, Einführen des ersten
Cg-Stromes, eines ersten Recyclisierungsstromes, der Toluol enthält, und eines zweiten
Recyclisierungsstromes, der C9- und C10-alkylaromatische Kohlenwasserstoffe enthält,
in eine unter Transalkylierungsbedingüngen gehaltene Transalkylierungszone unter
Bildung eines Transalkylierungszonen-Abstroms, der C7-C10-alkylaromatische Kohlenwasserstoffe
enthält, Auftrennen des Transalkylierungszonen-Abstroms in einer zweiten Fraktionierzone
unter Bildung eines leichten Kohlenwasserstoffstroms, -der reich an Toluol ist und
als erster Recyclisierungsstrom verwendet wird, eines schweren Kohlenwasserstoffstroms,
der C10-alkylaromatische Kohlenwasserstoffe enthält und reich an Cg-alkylaromatischen
Kohlenwaserstoffen ist und als zweiter Recyclisierungsstrom verwendet wird, eines
zweiten C8-Stromes, der reich an C8 -alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen ist,
und eines zweiten Bodenfraktionsstromes, der reich an C1 0-alkylaromatischen Kohlenwasserstoffen
ist, wobei der schwere Kohlenwasserstoffstrom, der zweite C8-Strom und der zweite
Bodenfraktionsstrom aus der gleichen Kolonne abgezogen werden, und Einführen des
ersten C 8-Stromes, des zweiten C8-Stromes und eines dritten Recyclisierungsstromes
in eine
p-Xylol-Abtrennzone, in der p-Xylol in einem an p-Xylol
reichen Produktstrom konzentriert wird, der aus dem Verfahren abgezogen wird, unter
Bildung eines p-Xylol--Abtrennzonen-Abstroms, der m-Xylol enthält, und Einführen
des p-Xylol-Abtrennzonen-Abstroms in eine Xylol-Isomerisierungszone unter Bildung
eines Isomerisierungs-zonen--Abstroms, der p-Xylol, o-Xylol und m-Xylol enthält
und als dritter Recyclisierungsstrom verwendet wird. Diese Ausführungsform umfaßt
die Einleitung von getrennten Strömen oder eines kombinierten Stroms von Toluol
und C 9+-Alkylaromaten aus der Isomerisierungszone in die Transalkylierungszone
oder in die stromabwärts gelegene erste Fraktionierzone.
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Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte
Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich,
daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht
abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden
Erfindung verlassen wird.