ES2259050T3 - Proceso de cristalizacion para la produccion de para-xileno muy puro. - Google Patents
Proceso de cristalizacion para la produccion de para-xileno muy puro.Info
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Abstract
Un procedimiento para la producción de paraxileno a partir de una corriente de alimentación que contiene paraxileno, comprende hidrocarburos aromáticos C8 y que tiene una concentración de paraxileno de al menos aproximadamente 60 por ciento en peso, el procedimiento comprende: a) la cristalización de dicha corriente de alimentación en un primer cristalizador a una temperatura
Description
Proceso de cristalización para la producción de
para-xileno muy puro.
La presente invención describe un procedimiento
novedoso de eficiente consumo de energía para la producción de
paraxileno (pX) de alta pureza a partir de una materia prima de C8
aromáticos los que preferiblemente comprenden al menos
aproximadamente el 60 por ciento en peso (% en peso) de paraxileno
en donde una primera porción del producto de paraxileno de alta
pureza se obtiene en una primera etapa de cristalización a una
temperatura desde aproximadamente -12.2ºC (10ºF) a
aproximadamente 12.8ºC (55ºF) seguida por la separación de
los cristales de paraxileno sin la necesidad de más resuspensión y
recristalización y en donde otra porción del producto de paraxileno
de alta pureza se obtiene continuando con una etapa de resuspensión
que calienta el paraxileno cristalino obtenido de las subsecuentes
cristalizaciones a baja temperatura para producir una mezcla en
suspensión a una temperatura desde aproximadamente -12.2ºC
(10ºF) a aproximadamente 12.8ºC (55ºF) sin la necesidad de
más refrigeración. Los cristales de paraxileno se separan a partir
del licor madre en suspensión para obtener un producto de
paraxileno de alta pureza. En una modalidad alterna de la invención,
la materia prima puede comprender al menos aproximadamente el 55 por
ciento en peso de paraxileno.
La separación de los isómeros de xileno ha sido
de particular interés a causa de la utilidad del
para-xileno en la manufactura del ácido terftálico
el cual se emplea en la fabricación de tela de poliéster. El
paraxileno es un químico intermedio útil para la fabricación del
ácido terftálico, el constituyente principal de tereftalato de
polietileno. El Paraxileno que tiene una pureza de al menos
aproximadamente 99.5, más preferible de al menos aproximadamente
99.7 por ciento en peso, se emplea para la producción de ácido
terftálico mediante la oxidación del paraxileno. Otros componentes
de la corriente de alimentación de hidrocarburos aromáticos C8 a
partir de los cuales generalmente se produce el
para-xileno (pX) son: el orto-xileno
(oX), que se emplea en la producción de anhídrido ftálico, el cual
se utiliza para obtener plastificantes basados en ftalato; el
meta-xileno (mX), que se emplea en la producción de
ácido isoftálico empleado en la producción de fibras especiales de
poliéster, pinturas y resinas; y el etilbenceno (EB) que se emplea
en la producción de estireno.
Una refinería de materias primas de mezclas de
C8 aromáticos que se compone de etilbenceno y xilenos típicamente
tendrá el siguiente contenido:
| etilbenceno | aproximadamente 0% en peso a aproximadamente 50% en peso | |
| para-xileno | aproximadamente 0% en peso a aproximadamente 25% en peso | |
| orto-xileno | aproximadamente 0% en peso a aproximadamente 35% en peso | |
| meta-xileno | aproximadamente 20% en peso a aproximadamente 90% en peso | |
| no-aromáticos | aproximadamente 0% en peso a aproximadamente 10% en peso | |
| C_{9} + aromáticos | aproximadamente 0% en peso a aproximadamente 30% en peso |
Mezclas balanceadas de hidrocarburos de C8
aromáticos generalmente contienen aproximadamente 22 por ciento en
peso de para-xileno, aproximadamente 21 por ciento
en peso de orto-xileno, y aproximadamente 48 por
ciento en peso de meta-xileno.
El procedimiento para separar isómeros de xileno
incluye una cristalización a temperatura baja, destilación
fraccional, sulfonación selectiva con subsecuente hidrólisis y una
separación de solventes selectiva; sin embargo, dicho procedimiento
requiere de unos altos costos de operación.
La cristalización puede ser empleada para
separar el paraxileno a partir de una corriente de alimentación de
C8 aromático que contiene paraxileno, meta-xileno,
orto-xileno, y etilbenceno debido al hecho de que
los componentes tienen diferentes puntos de fusión. El paraxileno se
congela a 13ºC, el meta-xileno se congela a -48ºC,
el orto-xileno se congela a -25ºC, y el etilbenceno
se congela a -95ºC.
La cristalización ha sido empleada
comercialmente para aislar y purificar el paraxileno, típicamente a
partir de una mezcla de xilenos y etilbenceno cercana al equilibrio
químico. Debido a la baja concentración de paraxileno en estas
corrientes de xileno mezclado, generalmente se requieren muy bajas
temperaturas para recuperar efectivamente el paraxileno a partir de
una fracción C8 mediante cristalización. Adicionalmente, hay un
límite operacional de baja temperatura, generalmente tomado como la
temperatura eutéctica binaria del
meta-xilenolparaxileno o del
orto-xileno/paraxileno que previene la recuperación
completa de todo el paraxileno a partir de una fracción C8. En este
límite o debajo, ya sea meta-xileno u
orto-xileno se co-cristalizaran con
paraxileno. La utilización de estas bajas temperaturas para la
cristalización es costosa y requiere de un uso sustancial de
energía. Existe la necesidad de un proceso más eficiente de energía
para la cristalización y la purificación de paraxileno a partir de
un suministro que contiene paraxileno y otros C8 aromáticos.
US 6,111,161 revela un procedimiento para la
producción de paraxileno de alta pureza a partir de una carga que
contiene hidrocarbuos aromáticos C7-C9 en la que una
primera fracción se enriquece con al menos el 30% en peso con
paraxileno y ésta fracción se purifica mediante al menos una
cristalización de alta-temperatura en al menos una
zona de cristalización. Dicha primera fracción se cristaliza en una
zona de cristalización a alta temperatura T1 y favorablemente entre
+10 y -25ºC. Los cristales en suspensión se recuperan en un licor
madre, y los cristales se separan a partir del licor madre en al
menos una primera zona de separación. Los cristales obtenidos son
parcialmente fundidos en al menos una zona para la fusión parcial y
se recupera una suspensión de cristales. Los cristales en suspensión
se separan y se lavan en al menos una zona de separación y de lavado
y se recuperan los cristales de paraxileno puro y el licor de
lavado, los cristales puros opcionalmente son fundidos completamente
y se colecta una corriente líquida de paraxileno fundido.
US 5,448,005 revela un procedimiento para la
producción de paraxileno de alta pureza a partir de una materia
prima de paraxileno de alto por ciento en peso, que comprende al
menos aproximadamente un 70% en peso de paraxileno y preferiblemente
al menos aproximadamente 80% en peso de paraxileno que emplea una
sola temperatura de cristalización en la etapa de producción a una
temperatura en el rango desde aproximadamente 0ºF a aproximadamente
50ºF y también emplea las etapas de consumo para aumentar la rata de
recuperación de paraxileno. El cristalizador de una etapa de
producción de una sola temperatura, emplea un lavado usado
únicamente para el producto de
paraxileno.
paraxileno.
US 5,811,629 revela un procedimiento para la
producción de paraxileno a partir de la materia prima que se compone
desde 65 a 90 por ciento de paraxileno, que utiliza una primera
etapa de cristalización conducida a una temperatura desde -15ºF a
5ºF y arriba de -5ºF a 10ºF. Los cristales y el licor madre se
separan con una porción del licor madre siendo reciclados a una
primera etapa de cristalización. El licor madre remanente se
recristaliza y el proceso se repite con una porción del licor madre,
siendo reciclado a una segunda etapa de cristalización.
La presente invención tiene una ventaja sobre el
procedimiento de cristalización. Se reducen los requerimientos de
refrigeración comparados con los diseños revelados en US 6,111,161 y
US 5.448.005. De esta manera, se requiere menos gasto de energía y
se provee un ahorro en los costos en comparación con aquellos
diseños. Esto se lleva a cabo mediante la separación de alguno o la
mayoría del producto final con anticipación en la secuencia de
separación, por consiguiente reduciendo la cantidad de material que
requiere temperaturas de refrigeración inferiores. No se recicla la
torta de atrás para el primer cristalizador de la etapa(s) de
baja temperatura, pero más bien emplea un tambor de resuspensión
para calentar suficientemente los cristales así que se puede
recuperar el producto adicional de para-xileno sin
la necesidad de más refrigeración. Como se calcula de acuerdo con
las prácticas de ingeniería estándar, los caballos de fuerza del
compresor de refrigeración pueden ser tanto como un 13% menos que
los para diseños comparables basados en la teoría que se desarrollo
en US 6,111,161.
La presente invención relata un proceso para la
producción de paraxileno a partir de una materia prima que contiene
paraxileno, que comprende hidrocarburos aromáticos C8 y tiene una
concentración de paraxileno de al menos aproximadamente 60 por
ciento en peso, el proceso comprende:
a) la cristalización de la citada materia prima
en un primer cristalizador a una temperatura desde aproximadamente
-12.2ºC (10ºF) a aproximadamente 12.8ºC (55ºF);
b) la recuperación de un efluente que comprende
cristales de paraxileno en un licor madre;
c) La separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una primera unidad de separación, el
lavado de los cristales de paraxileno con paraxileno líquido, la
fusión completa de los cristales de paraxileno y la recolección del
producto de paraxileno líquido;
d) la transferencia de al menos una porción del
filtrado a partir de la primera unidad de separación a un segundo
cristalizador que funciona a una temperatura inferior que la del
primer cristalizador, el filtrado de cristalización, y la
recuperación del efluente que contiene los cristales de paraxileno
en un licor madre;
e) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una segunda unidad de separación y el
envío de los cristales de paraxileno a un equipo de suspensión;
f) la transferencia de al menos una porción del
filtrado a partir de la segunda unidad de separación a un tercer
cristalizador, que funciona a una temperatura inferior que la del
segundo cristalizador, el filtrado de cristalización, y la
recuperación de un efluente que contiene los cristales de paraxileno
en un licor madre;
g) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una tercera unidad de separación y el
envio de los cristales de paraxileno al equipo de suspensión;
h) el contacto de los cristales de paraxileno en
el equipo de suspensión con un licor que contiene paraxileno para
formar una mezcla en suspensión que tiene una temperatura superior
que la temperatura más baja del cristalizador;
i) la separación de la mezcla en suspensión en
una cuarta unidad de separación para producir un filtrado y un
producto de paraxileno cristalino, el lavado de los cristales de
paraxileno con un paraxileno líquido, la fusión completa de los
cristales de paraxileno, y la recolección del producto de paraxileno
líquido;
j) el reciclado de al menos una porción del
filtrado a partir de la cuarta unidad de separación para un segundo
cristalizador; y
k) el reciclado de al menos una porción del
filtrado seleccionado a partir del grupo que se compone del filtrado
a partir de la primera unidad de separación, el filtrado a partir
de la cuarta unidad de separación, y el filtrado a partir de la
primera y la cuarta unidades de separación al equipo de
suspensión.
Preferiblemente, el producto de paraxileno
cristalino del paso (c) se combina con el producto de paraxileno
cristalino del paso (i) previo a la fusión. Este puede ser
convenientemente acabado mediante el envio de dos productos de
paraxileno para el mismo tambor de fusión.
La presente invención también relata un proceso
para la producción de paraxileno a partir de la materia prima que
contiene paraxileno, que comprende los hidrocarburos aromáticos C8 y
tiene una concentración de paraxileno de al menos aproximadamente 60
por ciento en peso, el proceso comprende:
a) la cristalización de dicha corriente de
alimentación en un primer cristalizador a una temperatura desde
aproximadamente -12.2ºC (10ºF) a aproximadamente
12.8ºC (55ºF), por ejemplo desde aproximadamente -1.1ºC
(30ºF) a aproximadamente 12.8ºC (55ºF);
b) la recuperación de un efluente que contiene
los cristales de paraxileno en un licor madre;
c) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una primera unidad de separación, el
lavado de los cristales de paraxileno con paraxileno líquido, la
fusión completa de los cristales de paraxileno, y la recolección del
producto de paraxileno líquido;
d) la transferencia de al menos una porción a
partir de la primera unidad de separación a un segundo cristalizador
que funciona a una temperatura desde aproximadamente -23.3ºC
(-10ºF) a aproximadamente 1.7ºC (35ºF), el filtrado de
cristalización, y la recuperación de un efluente que contiene los
cristales de paraxileno en un licor madre;
e) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una segunda unidad de separación y el
envio de los cristales de paraxileno a un equipo de suspensión;
f) la transferencia de al menos una porción del
filtrado a partir de la segunda unidad de separación a un tercer
cristalizador, que funciona a una temperatura desde aproximadamente
-37.2ºC (-35ºF) a aproximadamente -15ºC (5ºF), la cristalización del
filtrado, y la recuperación de un efluente que contiene los
cristales de paraxileno en un licor madre;
g) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una tercera unidad de separación y el
envio de los cristales de paraxileno a los equipos de
suspensión;
h) el contacto de los cristales de paraxileno en
los equipos de suspensión con el licor que contiene paraxileno para
formar una mezcla en suspensión que tiene una temperatura desde
aproximadamente -12.2ºC (10ºF) a aproximadamente
12.8ºC (55ºF);
i) la separación de la mezcla en suspensión en
una cuarta unidad de separación para producir un filtrado y un
producto de paraxileno cristalino, el lavado de los cristales de
paraxileno con paraxileno líquido, la fusión completa de los
cristales de paraxileno, y la extracción del producto de paraxileno
líquido;
j) el reciclado de al menos una porción del
filtrado a partir de la cuarta unidad de separación al segundo
cristalizador, y
k) el reciclado de al menos otra porción del
filtrado seleccionado a partir del grupo que se compone del filtrado
a partir de la primera unidad de separación, el filtrado a partir de
la cuarta unidad de separación, y el filtrado a partir de la primera
y cuarta unidad de separación al equipo de suspensión.
La presente invención adicionalmente describe un
procedimiento para la producción de paraxileno a partir de una
corriente de alimentación que contiene paraxileno que comprende
hidrocarburos aromáticos C8 y tiene una concentración de paraxileno
de al menos aproximadamente 60 por ciento en peso, el proceso
comprende:
a) la cristalización de dicha corriente de
alimentación en un primer cristalizador a una temperatura desde
aproximadamente -1.1ºC (30ºF) a aproximadamente 12.8ºC
(55ºF), por ejemplo desde aproximadamente 1.7ºC (35ºF) a
aproximadamente 7.2ºC (45ºF);
b) la recuperación de un efluente que contiene
los cristales de paraxileno en un licor madre;
c) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una primera unidad de separación, el
lavado de los cristales de paraxileno con paraxileno líquido, la
fusión completa de los cristales de paraxileno, y la recolección del
producto paraxileno líquido;
d) la transferencia de al menos una porción del
filtrado a partir de la primera unidad de separación a un segundo
cristalizador que funciona a una temperatura desde aproximadamente
-9.4ºC (15ºF) a aproximadamente -3.9ºC (25ºF), la cristalización del
filtrado, y la recuperación de un efluente que contiene los
cristales de paraxileno en un licor madre;
e) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una segunda unidad de separación y el
envio de los cristales de paraxileno a un equipo de suspensión;
f) la transferencia de al menos una porción del
filtrado a partir de la segunda unidad de separación a un tercer
cristalizador que funciona a una temperatura desde aproximadamente
-23.3ºC (-10ºF) a aproximadamente -20.6ºC
(-5ºF), la cristalización del filtrado, y la recuperación de un efluente que contiene los cristales de paraxileno en un licor madre;
(-5ºF), la cristalización del filtrado, y la recuperación de un efluente que contiene los cristales de paraxileno en un licor madre;
g) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una tercera unidad de separación y el
envio de los cristales de paraxileno al equipo de suspensión;
h) el contacto de los cristales de paraxileno en
el equipo de suspensión con líquido que contiene paraxileno para
formar una mezcla en suspensión que tiene una temperatura desde
aproximadamente -1.1ºC (30ºF) a aproximadamente 10ºC
(50ºF);
i) la separación de la mezcla en suspensión en
una cuarta unidad de separación para producir un filtrado y un
producto de paraxileno cristalino, el lavado de los cristales de
paraxileno con paraxileno líquido, la fusión completa de los
cristales de paraxileno, y la extracción del producto de paraxileno
líquido;
j) el reciclado de al menos una porción del
filtrado a partir de la cuarta unidad de separación en el segundo
cristalizador; y
k) el reciclado de al menos otra porción del
filtrado seleccionado a partir del grupo que se compone del filtrado
de la primera unidad de separación, el filtrado de la cuarta unidad
de separación, y el filtrado de la primera y cuarta unidades de
separación en el equipo de suspensión.
La presente invención también describe un
proceso para la producción de paraxileno a partir de una corriente
de alimentación que contiene paraxileno que comprende hidrocarburos
aromáticos C8 y que tiene una concentración de paraxileno de al
menos aproximadamente el 55 por ciento en peso, el proceso
comprende:
a) la cristalización de dicha corriente de
alimentación en un primer cristalizador a una temperatura desde
aproximadamente -12.2ºC (10ºF) a aproximadamente
12.8ºC (55ºF);
b) la recuperación de un efluente que contiene
los cristales de paraxileno en un licor madre;
c) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una primera unidad de separación, el
lavado de los cristales de paraxileno con paraxileno líquido, la
fusión completa de los cristales de paraxileno, y la recolección del
producto de paraxileno líquido;
d) la transferencia de al menos una porción del
filtrado a partir de la primera unidad de separación a un segundo
cristalizador que funciona a una temperatura inferior que la del
primer cristalizador, el cristalizado de filtrado, y la recuperación
de un efluente que contiene los cristales de paraxileno en un licor
madre,
e) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una segunda unidad de separación y el
envio de los cristales de paraxileno a un equipo de suspensión;
f) la transferencia de al menos una porción a
partir de la segunda unidad de separación a un tercer cristalizador,
que funciona a una temperatura inferior que la del segundo
cristalizador, la cristalización del filtrado, y la recuperación de
un efluente que contiene los cristales de paraxileno en un licor
madre;
g) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una tercera unidad de separación y el
envio de los cristales de paraxileno al equipo de suspensión;
h) el contacto de los cristales de paraxileno en
el equipo de suspensión con el licor que contiene paraxileno para
formar una mezcla en suspensión que tiene una temperatura mayor que
la temperatura más baja del cristalizador;
i) la separación de la mezcla en suspensión en
una cuarta unidad de separación para producir un filtrado y un
producto de paraxileno cristalino, el lavado de los cristales de
paraxileno con paraxileno líquido, la fusión completa de los
cristales de paraxileno, y la recolección del producto de paraxileno
líquido;
j) el reciclado de al menos una porción del
filtrado de la cuarta unidad de separación en el primer
cristalizador; y
k) el reciclado de al menos otra porción del
filtrado seleccionado del grupo que se compone del filtrado de la
primera unidad de separación, filtrado de la cuarta unidad de
separación, y el filtrado de la primera y cuarta unidades de
separación en el equipo de suspensión.
La presente invención adicionalmente describe un
proceso para la producción de paraxileno a partir de la corriente de
alimentación que contiene paraxileno, que comprende hidrocarburos
aromáticos C8 y tiene una concentración de paraxileno de al menos
aproximadamente el 55 por ciento en peso, el proceso comprende:
a) la cristalización de dicha corriente de
alimentación en un primer cristalizador a una temperatura desde
aproximadamente -12.2ºC (10ºF) a aproximadamente
12.8ºC (55ºF);
b) la recuperación de un efluente que contiene
los cristales de paraxileno en un licor madre,
c) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una primera unidad de separación, el
lavado de los cristales de paraxileno con paraxileno líquido, la
fusión completa de los cristales de paraxileno, y la recolección del
producto de paraxileno líquido;
d) la transferencia de al menos una porción del
filtrado a partir de la primera unidad de separación a un segundo
cristalizador que funciona a una temperatura desde aproximadamente
-23.3ºC (-10ºF) a aproximadamente 1.7ºC (35ºF), la
cristalización del filtrado, y la recuperación de un efluente que
contiene los cristales de paraxileno en un licor madre;
e) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una segunda unidad de separación y el
envio de los cristales de paraxileno a un equipo de suspensión;
f) la transferencia de al menos una porción del
filtrado de la segunda unidad de separación a un tercer
cristalizador, que funciona a una temperatura desde aproximadamente
-37.2ºC (-35ºF) a aproximadamente -15ºC (5ºF), la
cristalización del filtrado, y la recuperación de un efluente que
contiene los cristales de paraxileno en un licor madre,
g) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una tercera unidad de separación y el
envio de los cristales de paraxileno al equipo de suspensión;
h) el contacto de los cristales de paraxileno en
el equipo de suspensión con licor que contiene paraxileno para
formar una mezcla en suspensión que tiene una temperatura desde
aproximadamente -12.2ºC (10ºF) a aproximadamente
12.8ºC (55ºF);
i) la separación de la mezcla en suspensión en
una cuarta unidad de separación para producir un filtrado y un
producto de paraxileno cristalino, el lavado de los cristales de
paraxileno con paraxileno líquido, la fusión completa de los
cristales de paraxileno, y la extracción del producto de paraxileno
líquido;
j) el reciclado de al menos una porción del
filtrado de la cuarta unidad de separación en el primer
cristalizador: y
k) el reciclado de al menos una porción del
filtrado seleccionado del grupo que se compone del filtrado de la
primera unidad de separación, filtrado de la cuarta unidad de
separación, y el filtrado de la primera y la cuarta unidad de
separación en el equipo de suspensión.
Adicionalmente, la presente invención relata un
procedimiento para la producción de paraxileno a partir de una
corriente de alimentación que contiene paraxileno, que comprende
hidrocarburos aromáticos C8 y tiene una concentración de paraxileno
de al menos aproximadamente el 55 por ciento en peso, el proceso
comprende:
a) la cristalización de dicha corriente de
alimentación en un primer cristalizador a una temperatura desde
aproximadamente -6,7ºC (20ºF) a aproximadamente -1.1ºC
(30ºF):
b) la recuperación de un efluente que contiene
los cristales de paraxileno en un licor madre;
c) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una primera unidad de separación, el
lavado de los cristales de paraxileno con paraxileno líquido, la
fusión completa de los cristales de paraxileno, y la recolección del
producto de paraxileno líquido;
d) la transferencia de al menos una porción del
filtrado de la primera unidad de separación en un segundo
cristalizador que funciona a una temperatura desde aproximadamente
-15ºC (5ºF) a aproximadamente -9.4ºC (15ºF), la
cristalización del filtrado, y la recuperación de un efluente que
contiene los cristales de paraxileno en un licor
madre;
madre;
e) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una segunda unidad de separación y el
envio de los cristales de paraxileno a un equipo de suspensión;
f) la transferencia de al menos una porción del
filtrado de la segunda unidad de separación en un tercer
cristalizador, que funciona a una temperatura desde aproximadamente
-23.3ºC (-10ºF) a aproximadamente -20.6ºC (-5ºF), la
cristalización del filtrado, y la recuperación de un efluente que
contiene los cristales de paraxileno en un licor madre;
g) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una tercera unidad de separación y el
envio de los cristales de paraxileno al equipo de suspensión;
h) el contacto de los cristales de paraxileno en
el equipo de suspensión con el licor que contiene paraxileno para
formar una mezcla en suspensión que tiene una temperatura desde
aproximadamente -1.1ºC (30ºF) a aproximadamente 10ºC
(50ºF);
i) la separación de la mezcla en suspensión en
una cuarta unidad de separación para producir un filtrado y un
producto de paraxileno cristalino, el lavado de los cristales de
paraxileno con paraxileno líquido, la fusión completa de los
cristales de paraxileno, y la extracción del producto de paraxileno
líquido;
j) el reciclado de al menos de una porción del
filtrado de la cuarta unidad de separación en el primer
cristalizador; y
k) el reciclado de al menos otra porción del
filtrado seleccionado del grupo que consiste del filtrado de la
primera unidad de separación, el filtrado de la cuarta unidad de
separación, y el filtrado de la primera y cuarta unidades de
separación en el equipo de suspensión.
En el proceso de la invención, el producto de
paraxileno cristalino producido en el paso (c) se combina
convenientemente con el producto de paraxileno cristalino producido
en el paso (i) en un tambor de fusión u otro instrumento de fusión
adecuado y se funde para obtener un producto de paraxileno líquido
de alta pureza.
Una porción del producto de paraxileno líquido
de alta pureza preferiblemente se emplea para lavar el paraxileno
cristalino obtenido en los pasos (c) e (i). La relación de lavado
para paraxileno cristalino es en conformidad aproximadamente 0.10:1
a aproximadamente 0.5:1 por peso, más preferiblemente
aproximadamente 0.2:1 a aproximadamente 0.35:1 por peso. Una fuente
preferible de paraxileno para el lavado del paraxileno cristalino
purificado es el producto purificado de paraxileno líquido,
producido mediante el proceso de esta invención.
La mezcla en suspensión formada por la mezcla de
los cristales de paraxileno obtenidos a partir de la segunda y
tercera cristalización con líquido que contiene paraxileno, también
puede ser refiriéndose a una mezcla de resuspensión, dado que los
cristales de paraxileno tendrán que salir del segundo y el tercer
cristalizador en una suspensión con licor madre previo a la
separación y se ponen en contacto con líquido que contiene
paraxileno en un recipiente de suspensión o un equipo de suspensión
para formar otra suspensión. Esto es preferible para mezclar o
agitar la mezcla en suspensión con, por ejemplo un equipo de
agitación mecánica apropiado. La mezcla en suspensión se mantiene
en el equipo de suspensión (que también puede referirse como un
recipiente en suspensión o un tambor de resuspensión) por un tiempo
suficiente para incrementar la pureza del paraxileno cristalino
contenido en ésta para la deseada pureza. Para el proceso continuo
preferido de esta invención, el tiempo de residencia de la
suspensión en el recipiente de suspensión es típicamente
aproximadamente de 0.2 a aproximadamente 2 horas, más
preferiblemente aproximadamente de 0.5 a aproximadamente 1 hora.
El paraxileno producido en el proceso de la
invención tiene una pureza de aproximadamente 99.5% en peso de
paraxileno o más, preferiblemente aproximadamente 99.7% en peso de
paraxileno o más; y más preferiblemente aproximadamente 99.8% en
peso de paraxileno o más.
Fig. 1 muestra un esquema de una modalidad de la
presente invención en la que se utilizan tres pasos de la
cristalización y un paso de resuspensión y en los que al menos una
porción del filtrado rechazado de la separación del efluente del
tambor de resuspensión, se recicla al segundo paso de
cristalización. El producto de paraxileno de alta pureza se obtiene
a partir del primer paso de cristalización sin ser sujeto al
reciclado o a la recristalización.
Fig. 2 muestra un esquema de una modalidad de la
presente invención en la que al menos una porción del filtrado
rechazado de la separación del efluente a partir del tambor de
resuspensión se combina con el avance de la alimentación para el
primer paso de cristalización antes de que sea enviado al segundo
paso de la cristalización.
Fig. 3 muestra un proceso en el que el
paraxileno cristalino formado en el primer paso de la cristalización
no va al producto de paraxileno, continuando con la cristalización y
la separación, pero se combina con las tortas de paraxileno
cristalino formadas en el segundo y tercer paso de
cristalización/separación y luego se somete a un paso de
resuspensión.
La presente invención describe un proceso
eficiente de energía para la recuperación de un producto de
paraxileno de alta pureza a partir de una corriente de alimentación
que contiene paraxileno en una concentración mayor que la encontrada
en mezclas en equilibrio de C8 aromáticos. Preferiblemente, la
corriente de alimentación contendrá al menos aproximadamente el 60
por ciento en peso de paraxileno. La corriente de alimentación
también puede contener otros compuestos aromáticos C7 a C9, que
incluyen orto-xileno, meta-xileno, y
etilbenceno. El proceso se basa en dos conceptos que juntos dan una
ventaja sobre otros métodos conocidos. El primer concepto se centra
sobre la primera etapa de cristalización y separación. Mediante la
selección apropiada de las condiciones del proceso y el equipo, la
primera etapa tiene la capacidad de producir un producto de alta
pureza que no requiere un posterior tratamiento. Esto mejora la
eficiencia y el costo comparado con otros procesos de cristalización
que reciclan y recristalizan el paraxileno antes de obtener el
producto final. El segundo concepto se centra en el uso de la
tecnología del resuspensión para calentar toda la tarta del
paraxileno cristalino que es muy fría para producir
convenientemente un producto de paraxileno de alta pureza
directamente pero, más importante, no requiere refrigeración y, por
lo tanto, reduce los requerimientos de energía y el costo. Un tambor
de resuspensión se utiliza para calentar los cristales de
paraxileno que son obtenidos a partir de los cristalizadores de
temperatura baja, que son muy fríos para hacer un producto de
paraxileno directa o convenientemente. Si los cristales de
paraxileno son muy fríos, el paraxileno de lavado empleado para
desplazar la impureza del licor madre en la tarta se congelará y no
penetrará en la
torta.
torta.
El procedimiento de cristalización de la
presente invención puede ser empleado en combinación con un proceso
que produce una corriente que contiene al menos aproximadamente el
60 por ciento en peso (% en peso) de paraxileno, preferiblemente
mayor que aproximadamente 60% en peso de paraxileno, más
preferiblemente al menos aproximadamente el 70% en peso de
paraxileno, más preferiblemente al menos aproximadamente un 75% en
peso de paraxileno, más preferiblemente al menos aproximadamente 80%
en peso de paraxileno, más preferiblemente al menos aproximadamente
85% en peso de paraxileno, más preferiblemente al menos
aproximadamente 90% en peso de paraxileno, y más preferiblemente al
menos aproximadamente 95% en peso de paraxileno, para producir un
producto de paraxileno de alta pureza. En una modalidad de la
invención, la corriente de alimentación puede contener al menos
aproximadamente el 55% en peso de paraxileno.
El paraxileno producido en el proceso de la
invención tiene una pureza de aproximadamente 99.5% en peso de
paraxileno o más, preferiblemente aproximadamente el 99.7% en peso
de paraxileno o más, más preferiblemente aproximadamente 99.8% en
peso de paraxileno o más.
Una modalidad de la presente invención se
ilustra en la Fig. 1. En las discusiones siguientes, cuando se
refiere a los dibujos, el número de corriente corresponde al número
de la línea en la cual la corriente se transporta. Un suministro
que contiene paraxileno se pasa a través de la línea 1 a al
menos un cristalizador de alta temperatura 100 donde este se
enfría a una temperatura suficiente para cristalizar el paraxileno
sin la cristalización de meta-xileno y
orto-xileno. Preferiblemente, el suministro de la
línea 1 (corriente 1) contendrá al menos
aproximadamente el 60% en peso de paraxileno. La corriente 1
puede ser obtenida de cualquier fuente apropiada que pueda producir
un suministro que contiene aproximadamente el 60% en peso de
paraxileno. Por ejemplo, podría provenir de un proceso de adsorción
tal como una unidad de HYSORB ™ fabricada por UOP; podría provenir
de una unidad de adsorción a presión oscilante (PSA); podría
provenir de un proceso de reacción tal como una unidad de
desproporcionamiento de tolueno (TDP); o podría provenir de otro
proceso de cristalización tal como una etapa de cristalización a
temperatura baja. Varios suministros que tienen la misma o
diferentes composiciones de paraxileno también pueden ser
combinados par proveer el suministro para el proceso de la presente
invención. Es deseable que la composición de la corriente 1 sea de
al menos aproximadamente el 60 por ciento en peso de paraxileno,
preferiblemente mayor que aproximadamente el 60% en peso de
paraxileno, más preferiblemente al menos aproximadamente 70% en peso
de paraxileno, más preferiblemente al menos aproximadamente 75% en
peso de paraxileno, más preferiblemente al menos aproximadamente 80%
en peso de paraxileno, más preferiblemente al menos aproximadamente
85% en peso de paraxileno, más preferiblemente al menos
aproximadamente 90% en peso de paraxileno, más preferiblemente más
que aproximadamente 90% en peso de paraxileno, aún más
preferiblemente al menos aproximadamente el 95% en peso de
paraxileno.
Una corriente de C8 aromático que contiene al
menos aproximadamente el 60% en peso de paraxileno (corriente
1) se alimenta vía línea 1 a un cristalizador
100 de alta temperatura que está a una temperatura de
aproximadamente -12.2ºC (10ºF) a aproximadamente
12.8ºC (55ºF), preferiblemente desde aproximadamente -1.1ºC
(30ºF) a aproximadamente 12.8ºC (55ºF) que produce un
efluente en la línea 2 (corriente 2) que contiene una
suspensión de cristales de paraxileno y el licor madre que se
conduce vía línea 2 a una unidad de separación 30
líquido-sólido que funciona a una temperatura
suficientemente baja para mantener el cristalino en la etapa
cristalina. No se necesita refrigeración para mantener esta
temperatura de operación. Las condiciones de la corriente 2
variarán dependiendo de la composición de la corriente 1.
Para una modalidad en la que la corriente 1 contiene
aproximadamente el 90% en peso de paraxileno, la temperatura o la
corriente efluente (corriente 2) en la línea 2 puede
ser de aproximadamente 4.4ºC (40ºF). En la presente
invención, todos los cristalizadores preferiblemente funcionan a
aproximadamente una presión atmosférica; sin embargo, por esto se
entiende que se mantiene una presión suficiente dentro del
cristalizador para prevenir la entrada del aire en el evento de una
fuga. Consecuentemente, en operación, la cámara del cristalizador
usualmente de mantendrá a una presión ligeramente superior a la
presión atmosférica. Esto es menos costoso que operar bajo presión,
lo que requiere paredes más gruesas y bridas fuertes para manejar
el incremento de la presión.
El cristalizador 100 por el cual se
alimenta la corriente 1 de C8 aromático puede comprender
varios números y tipos de dispositivos de cristalización en varias
secuencias como se conoce por aquellos de habilidad en el oficio.
Por ejemplo, un sencillo dispositivo de cristalización puede ser
empleado o se pueden emplear unidades múltiples. Si se emplean
unidades múltiples, los recipientes de cristalización pueden ser
arreglados en paralelo, en series o en otras conFiguraciones más
complejas. Existen varios tipos de dispositivos para la
cristalización, tales como cristalizadores de tubo de aspiración y
cristalizadores de pared de raspado. El tipo de cristalizador
empleado no es crítico. La refrigeración puede ser suministrada
indirectamente en donde la refrigeración no se mezcla con el
material en proceso. Típicos ejemplos incluyen
chaquetas-cubiertas circundantes a los recipientes
de cristalización o intercambiadores de calor en tubo y corazas
externas para los recipientes de cristalización. El propileno es un
refrigerante preferido. Alternativamente, la refrigeración puede
suplirse directamente en donde la refrigeración, por diseño, se
mezcla con el material del proceso. Típicos ejemplos incluyen la
inyección de dióxido de carbono frío o de nitrógeno frío dentro de
un cristalizador de tubo de aspiración. Típicos tiempos de
residencia en los cristalizadores están en el rango de
aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 5 horas,
preferiblemente aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 3
horas, más preferiblemente aproximadamente 0.5 a aproximadamente 2
horas.
Aunque no se muestra en la Fig. 1, una modalidad
alterna del proceso en el que ambos o los dos tipos de corrientes
recicladas se incorporan dentro de los diseños de cristalización,
podría ser empleada para mejorar la capacidad de operación. La
primera corriente reciclada podría reciclar una porción del efluente
atrás del cristalizador 100. esto se representa en la Fig. 1
mediante el envio de una porción del efluente de la suspensión en la
línea 2 atrás del cristalizador 100. La Segunda
corriente reciclada podría reciclar una porción de una o más de las
corrientes del filtrado a partir de la unidad de separación
líquido-sólido 30, inmediatamente corriente
abajo del cristalizador 100. éste podría estar representado
en la Fig. 1 mediante el envio de al menos una porción del efluente
filtrado a la línea 3 y/o a la línea 4 atrás del
cristalizador 100.
Como se muestra en la Fig. 1, una corriente
efluente desde el cristalizador 100 que comprende una
suspensión de cristales de paraxileno y el licor madre se
transportan a través de la línea 2 a una unidad de separación
30 que comprende uno o más dispositivos de separación
líquido/sólido. En una modalidad preferida, el separador
líquido/sólido 30 comprende una o más centrifugadoras que son
empleadas para separar los cristales de paraxileno a partir del
licor madre. Las centrifugadoras utilizadas como separadores en el
proceso de la invención pueden ser centrifugadoras de recipiente
bruñido o centrifugadoras de empuje o una combinación de estas.
Otros dispositivos de separación líquido/sólido tal como lavado de
columnas o filtros rotatorios también podrían ser empleados para la
separación de los cristales de paraxileno en el procedimiento. Las
columnas de lavado que podrían ser empleadas son, por ejemplo,
columnas de lavado NIRO o columnas de lavado hidráulico TNO tales
como aquellas descritas en US Pat. Nos. 4,734,102 y 4,735,781.
Cuando todos los separadores líquido/sólido son
centrifugadoras, se prefiere utilizar un suministro inicial que
contenga una alta concentración de paraxileno, por ejemplo, al menos
aproximadamente el 80% en peso de paraxileno, preferiblemente al
menos aproximadamente el 85% en peso de paraxileno, más
preferiblemente al menos aproximadamente 90% en peso de paraxileno.
Cuando la temperatura de la suspensión de paraxileno cristalino para
ser separada, se baja aproximadamente a 2.8ºC (37ºF), es
preferible emplear columnas de lavado para la separación o, si se
emplean centrifugadoras, para lavar con solvente tal como tolueno.
Sin embargo, empleando tolueno u otro solvente antes que el
paraxileno de alta pureza como líquido de lavado requiere un paso de
destilación adicional y un equipo adicional para separar el tolueno
a partir del producto de paraxileno, lo que puede incrementar el
costo del proceso.
Cuando el dispositivo de separación
líquido-sólido 30 es una centrifugadora, ésta
produce una corriente de producto de cristales de paraxileno
lavados. Esta corriente de producto de paraxileno se envía a un
tambor de fusión 35 vía línea 5 donde los cristales de
paraxileno se funden completamente para proveer un producto de
paraxileno líquido de alta pureza. Una porción de éste paraxileno de
alta pureza se retira del tambor de fusión 35 como un
producto dentro de la línea de recolección del producto 16
sin un procedimiento posterior, i.e., sin pasar a través de un ciclo
adicional de cristalización y centrifugación. Tomando una porción
del paraxileno a partir del primer dispositivo de separación
directamente del producto de paraxileno líquido sin un procedimiento
adicional, hace el proceso de la invención más eficiente y a un
costo más útil que los procesos de cristalización que requieren un
procedimiento posterior de los cristales de paraxileno, tal como
recristalización y recentrifugación. Una operación de lavado puede
ser llevada a cabo en el dispositivo de separación 30 para
incrementar la pureza de la corriente del producto de paraxileno
5 al 99.5% en peso de paraxileno o más alta, preferiblemente
99.8% en peso de paraxileno o más alta. Si una operación de lavado
se lleva a cabo, una porción del paraxileno fundido se regresa al
separador 30 y se rocía sobre la torta de paraxileno al final
del separador 30. la relación del líquido de lavado con el
paraxileno cristalino es en consecuencia aproximadamente de 0.05 a
aproximadamente 0.5 en peso, preferiblemente aproximadamente de 0.15
a aproximadamente 0.25 por peso. Cuando el separador líquido/sólido
es una centrifugadora y se emplea el paraxileno purificado como un
líquido de lavado, se prefiere que la temperatura de la suspensión
de los cristales de paraxileno y el licor madre se separen para
estar a una temperatura de al menos aproximadamente 2.8ºC
(37ºF). El dispositivo de separación líquido-sólido
30 también produce uno o más corriente de filtrado conducidas
vía las líneas 3 (corriente 3) y 4 (corriente
4) en la Fig. 1. La corriente 3 es una corriente de
filtrado rechazado, y la corriente 4 es una corriente de
filtrado lavado que contiene más paraxileno que la corriente
3. Para una modalidad en la que la corriente 1
contiene aproximadamente el 90% en peso de paraxileno, la corriente
3 puede contener aproximadamente 81% en peso de paraxileno y
la corriente 4 puede contener aproximadamente 84% en peso de
paraxileno. Estos porcentajes en peso pueden variar dependiendo del
tipo de centrifugadora empleada y la relación de lavado
seleccionado. Si la corriente del producto de paraxileno 5
contiene sólidos, como es el caso cuando las centrifugadoras se
emplean como dispositivos de separación, los sólidos pueden fundirse
para producir un producto líquido. Si se emplea un líquido de
lavado, este puede ser ya sea el licor del producto de paraxileno
por si mismo u otros materiales tales como tolueno o metanol. Si el
líquido de lavado no es el producto de paraxileno, entonces se
emplean separaciones posteriores para obtener el producto de
paraxileno purificado final y recuperar el material(s) de
lavado. Dos columnas de destilación se emplean típicamente para este
propósito. Preferiblemente, el líquido de lavado será una fracción
del producto de paraxileno.
Para una modalidad en donde existe únicamente
efluente de la corriente del filtrado a partir del dispositivo de
separación 30, la línea 4 en la Fig. 1 no tiene flujo
efluente y puede ser eliminada. Para una centrifugadora de empuje en
la utilidad de la etapa del producto, existen típicamente dos
corrientes de filtrado como se muestra en la Fig. 1. La composición
del filtrado en la línea 3 (corriente 3), que es el
filtrado rechazado, es menor en paraxileno que el del filtrado en
la línea 4 (corriente 4), que es filtrado lavado. El
filtrado de la línea 4 puede ser enviado a un tambor de
resuspensión 32 por la vía de la línea 19 como un
diluente, como se muestra en la Fig. 1. Con el fin de controlar la
temperatura en el tambor de resuspensión 32, la corriente
del filtrado se transporta vía línea 4 se puede calentar con
el uso de un intercambiador de calor (no se muestra) antes de ser
adicionada al tambor de resuspensión.
Una porción de la corriente del filtrado
rechazado que se transporta a través de la línea 3 se puede
enviar al tambor de resuspensión 32 vía línea 17 como
diluente. La porción del filtrado de la corriente 3 se
transporta al tambor de resuspensión 32 a través de la línea
17 se puede calentar, si se desea, con el fin de controlar la
temperatura en el tambor de resuspensión. La porción remanente de la
corriente del filtrado 3 se puede combinar con cualquier
filtrado del separador líquido-sólido 31 en
la línea 13 que no se recicla a través de la línea 18
al tambor de resuspensión 32 para ser utilizada como diluente
en el tambor de resuspensión 32. Las corrientes combinadas de
las líneas 3 y 13 se alimentan a través de la línea
25 a un segundo cristalizador 200 que opera a una
temperatura más baja que la del primer cristalizador 100. El
cristalizador 200 funciona a una temperatura desde
aproximadamente -23.3ºC (-10ºF) a aproximadamente
1.7ºC (35ºF), preferiblemente desde aproximadamente
-9.4ºC (15ºF) a aproximadamente -3.9ºC (25ºF). El
efluente del cristalizador 200 de temperatura más baja, que
contiene el paraxileno cristalino y el licor madre, se transporta a
través de la línea 6 a un separador 33 que contiene
uno o más dispositivos de separación líquido-sólido.
Para el ejemplo mostrado, el efluente en la línea 6 está
aproximadamente a -3.9ºC (25ºF). La modalidad ilustrada en la
Fig. 1 utiliza una centrifugadora sencilla como el separador
33 a pesar de que puede emplearse más de una centrifugadora u
otro instrumento de separación. La torta de paraxileno cristalino de
la centrifugadora 33 se transporta a través de la línea
8 al tambor de resuspensión 32. El filtrado de la
centrifugadora 33 se envía a través de la línea 7 a un
tercer cristalizador 300 que está a una temperatura más baja
que la del cristalizador 200. Para una modalidad en la que la
corriente 1 contiene aproximadamente 90% en peso de
paraxileno, la corriente 7 contendrá aproximadamente el 68%
en peso de paraxileno. El cristalizador 300 funciona a
aproximadamente -37.2ºC (-35ºF) a aproximadamente
-15ºC (5ºF), preferiblemente desde aproximadamente
-23.3ºC (-10ºF) a aproximadamente -20.6ºC (-5ºF).
Como se explica arriba, otros dispositivos de separación podrían ser
empleados en lugar de las centrifugadoras 33 y 34.
Aunque no se muestra en la Fig. 1, uno o más pasos de lavado pueden
ser incluidos, si se desea. Si se usa el lavado, luego se pueden
obtener múltiples corrientes de filtrado, cada uno con una
composición de paraxileno diferente. Estas corrientes de filtrado
pueden ser ya sea reciclados atrás o alimentados adelante en
diferentes partes del diseño que dependen de su composición
particular. La modalidad preferida no emplea lavado.
El efluente del cristalizador 300, que es
una suspensión que contiene paraxileno cristalino y licor madre, se
alimenta a través de la línea 9 a un separador 34, que
contiene uno o más dispositivos de separación
líquido-sólido. En la modalidad ilustrada en la Fig.
1, el efluente del cristalizador transportado a través de la línea
9, está a aproximadamente -20.6ºC (-5ºF). En la
modalidad ilustrada, una centrifugadora de empuje sencilla se emplea
como el separador 34. La torta de paraxileno de la
centrifugadora 34 se envía a través de la línea 11 al
tambor de resuspensión 32 mientras el filtrado se retira a
través de la línea 10. La corriente del filtrado en la línea
10 puede ser empleada para enfriar la corriente de
alimentación del C8 aromático 1 antes de la corriente
1 entra al cristalizador de alta temperatura 100. Esto
reducirá el requerimiento de refrigeración para este cristalizador.
La corriente del filtrado en la línea 10 puede luego ser
enviada al reactor, tal como un reactor que convierte el etilbenceno
en otro compuesto que puede ser separado más fácilmente a partir de
los otros C8 aromáticos, o a otro proceso de separación. Para una
modalidad en la que la corriente 9 está a -20.6ºC
(-5ºF), la corriente 10 contendrá aproximadamente 45% en peso
de paraxileno.
El tambor de resuspensión 32 funciona a
una temperatura suficientemente alta así que el efluente del tambor
de resuspensión puede ser enviado a uno o más dispositivos de
separación líquido-sólido que son capaces de la
producción de un producto de la más alta pureza. Aunque no es
necesario, la temperatura del tambor de resuspensión puede ser más
alta que la de cualquiera de los cristalizadores antes mencionados.
En todos los casos, éste estará más caliente que la temperatura más
baja del cristalizador. La temperatura de la suspensión está
apropiadamente al menos a aproximadamente -12.2ºC (10ºF),
preferiblemente aproximadamente -1.1ºC (30ºF), más
preferiblemente aproximadamente 1.7ºC (35ºF) a
aproximadamente 7.2ºC (45ºF), más preferiblemente a una
temperatura de aproximadamente 3.3ºC (38ºF) a
aproximadamente 5.6ºC (42ºF), y más preferiblemente a una
temperatura de aproximadamente 4.4ºC (40ºF) a aproximadamente
5.6ºC (42ºF). El paraxileno cristalino se contacta con el
líquido que contiene paraxileno en una suspensión por un tiempo
suficiente para permitir que los cristales y el licor madre alcancen
el equilibrio. Este tiempo preferiblemente es aproximadamente de
0.1 a aproximadamente 2 horas, más preferiblemente aproximadamente
de 0.4 a aproximadamente 1 hora. La cantidad del líquido en la
suspensión podría tener una cantidad suficiente para producir una
mezcla que puede ser suspendido y bombeado. El líquido empleado para
La suspensión es un líquido que contiene paraxileno. Aquellas
corrientes que tienen concentraciones más altas se prefieren más
para usar como un líquido en suspensión. Por ejemplo, para la
modalidad mostrada en la Fig. 1, las corrientes 4 y
14 podrían preferiblemente escogerse primero, y luego la
corriente 3 y/o la corriente 13. Después la suspensión
se equilibra suficientemente, el paraxileno cristalino purificado se
separa del líquido y preferiblemente se lava con paraxileno líquido
para retirar el licor madre adherido. El paraxileno líquido empleado
para el lavado tiene preferiblemente paraxileno de alta pureza que
tiene una pureza de al menos aproximadamente 99.5 por ciento en
peso, preferiblemente al menos aproximadamente 99.7 por ciento en
peso, más preferiblemente al menos aproximadamente 99.8 por ciento
en peso. La relación de peso del paraxileno líquido lavado con el
paraxileno cristalino es típicamente aproximadamente de 0.05:1 a
aproximadamente 0.5:1, más preferiblemente aproximadamente 0.15:1 a
aproximadamente 0.25:1; aún más preferiblemente aproximadamente de
0.18:1 a aproximadamente 0.2:1. Por encima de la fusión el
paraxileno cristalino purificado, un producto líquido de paraxileno
se produce, el cual tiene una pureza de al menos 99.5 por ciento en
peso, más preferiblemente al menos aproximadamente 99.7 por ciento
en peso, y más preferiblemente al menos aproximadamente 99.8 por
ciento en peso.
En los casos donde el tambor de resuspensión
32 está más caliente que el catalizador 100, es
posible que la concentración de paraxileno en la corriente del
filtrado en la línea 13 pueda acercarse o exceder la
concentración del paraxileno suministrado en la línea 1. En
tales casos, la fracción de la corriente del filtrado en la línea
13 que no es reciclado al tambor de resuspensión 32
puede ser enviado al cristalizador 100 mejor que al
cristalizador 200, adicionalmente mejorando la eficiencia del
consumo de energía del proceso. Este proceso se muestra en la Fig.
2. El tambor de resuspensión 32 funciona a aproximadamente de
-12.2ºC (10ºF) a aproximadamente 12.8ºC (55ºF),
preferiblemente desde aproximadamente -1.1ºC (30ºF) a
aproximadamente 10ºC (50ºF).
Una suspensión de cristales de paraxileno y
líquido que contiene paraxileno se prepara en el tambor de
resuspensión 32. El líquido que contiene paraxileno empleado
para preparar la suspensión del paraxileno cristalino y el
paraxileno líquido puede ser una o más corrientes del licor madre
producidas mediante la separación del paraxileno cristalino a partir
del líquido de licor madre. El líquido que contiene paraxileno
empleado para la suspensión está en una cantidad apropiada para el
suministro de la suspensión del paraxileno cristalino y el líquido.
Para una modalidad en la que la corriente 1 en la Fig. 1
contiene aproximadamente 90% en peso de paraxileno, el líquido para
el tambor de resuspensión preferiblemente comprende toda la
corriente 4, la que está al 84% en peso de paraxileno, toda
la corriente 14, la que tiene 86% en peso de paraxileno, y
32% de la corriente 13, la que tiene 83% en peso de
paraxileno. Típicamente, el remanente es una mezcla de orto- y
meta-xileno, etilbenceno y otros hidrocarburos del
proceso. La cantidad de paraxileno cristalino en la suspensión es
típicamente aproximadamente 30 a aproximadamente 60 por ciento en
peso, preferiblemente aproximadamente 30 a aproximadamente 55 por
ciento en peso, y más preferiblemente aproximadamente 35 a
aproximadamente 50 por ciento en peso. Esta suspensión se agita
preferiblemente, mediante un agitador mecánico. La suspensión se
retiene en el recipiente de suspensión 32 por un tiempo
suficiente para permitir que toda la suspensión se aproxime al
equilibrio. Para la preferida operación continua de está modalidad
de la invención, el tiempo de residencia de esta suspensión en el
recipiente de suspensión 32 es conveniente aproximadamente de
0.2 a aproximadamente 2 horas, más preferiblemente aproximadamente
de 0.4 a aproximadamente 1 hora.
El separador de líquido-sólidos
31 se alimenta del tambor de resuspensión 32. Los
tipos de dispositivos de separación que pueden ser empleados, ya han
sido discutidos anteriormente en conexión con la corriente 2.
En una modalidad del proceso ilustrado en la Fig. 1. se emplearon
dos centrifugadoras. También se puede proporcionar el lavado (no se
muestra). Cuando se emplea el lavado, una porción del paraxileno
purificado fundido del tambor de fusión 35 se utiliza para
lavar la torta de paraxileno en el final de la centrifugadora. La
torta de paraxileno cristalino del separador 31 se envía al
tambor de fusión 35 a través de la línea 15 y los
cristales de paraxileno se funden completamente para proveer el
producto de paraxileno purificado. Una porción del paraxileno
fundido se puede reciclar a la centrifugadora 31 como un
líquido de lavado. Para la modalidad mostrada en la Fig. 1, la
corriente de paraxileno en la línea 15 es una corriente del
producto de paraxileno a partir de la centrifugadora 31, y
las corrientes filtradas en las líneas 13 y 14 son las
corrientes filtradas a partir de la centrifugadora 31. La
corriente total del producto de paraxileno se conduce del tambor de
fusión 35 a través de la línea 16 y es la combinación
de las corrientes del producto de paraxileno de las líneas 5
y 15. La corriente filtrada en la línea 14 (el lavado
del filtrado) tiene una composición de paraxileno más alta que la
de la corriente filtrada en la línea 13 (el rechazo del
filtrado). La corriente filtrada del lavado en la línea 14
puede ser combinada con la corriente filtrada del lavado en la línea
4 y se envían a través de la línea 19 al tambor de
resuspensión 32 como diluente. Una porción de la corriente
del filtrado rechazado en la línea 13 también puede ser
enviada al tambor de resuspensión 32 como diluente. La
porción remanente de la corriente del filtrado rechazado 13
se combina con la corriente del filtrado rechazado 3 y se
envían al cristalizador 200, como se discutió anteriormente.
Cualquiera o todas las corrientes utilizadas como diluentes en el
tambor de resuspensión pueden calentarse con el empleo de
intercambiadores de calor (no se muestran). Además, algunas o todas
las corrientes de varios diluentes pueden ser combinadas antes de
entrar al tambor de resuspensión o antes de pasar a través de un
intercambiador de calor. También pueden emplearse otras alternativas
para controlar la temperatura del tambor de resuspensión, tales como
calentar el tambor de resuspensión con el uso de una chaqueta de
vapor.
Existen dos importantes conceptos en la
invención. El primer concepto se centra en la primera etapa de
cristalización y separación. Por la elección apropiada de las
condiciones del proceso y del equipo, la primera etapa es capaz de
producir un producto de alta pureza (corriente 5) que no
requiere de un procedimiento adicional.
En el ejemplo facilitado, sobre el 50% del
producto final (la corriente en la línea 16 la cual es una
combinación de las corrientes producidas 5 y 15), que
tiene una pureza de aproximadamente 99.85% en peso de paraxileno, se
obtiene de la primera etapa de cristalización/separación. Este
material no va a través del equipo corriente abajo; por
consiguiente, los requerimientos de energía se reducen y
probablemente el capital de costos también se reduce en comparación
con la mayoría de los otros procesos (particularmente aquellos
planteados en US 6,111,161).
El importante segundo concepto se centra en el
tambor de resuspensión, cuya función es calentar la torta que es
convenientemente muy fría para producir el producto de paraxileno de
alta pureza directamente. Lo más importante, el tambor de
resuspensión no requiere refrigeración, lo que reduce los costos de
energía comparados con otros diseños de procesos, aunque este puede
requerir calor. Por consiguiente, la torta de las etapas de
cristalización más frías puede ser procesada empleando el tambor de
resuspensión para producir el producto de paraxileno de alta pureza
(la corriente de paraxileno cristalino en la línea 15) sin la
necesidad de refrigeración adicional. (El empleo de este tambor de
resuspensión hace la presente invención significantemente diferente
de la invención revelada en la Patente US 5,448,005.) Finalmente, el
tambor de resuspensión en la presente invención no es simplemente un
dispositivo para fundir parcialmente los cristales para hacer una
suspensión. El tambor de resuspensión en esta invención es capaz,
como en el ejemplo proporcionado anteriormente, de producir más
sólidos de paraxileno cristalino en el efluente del tambor en
suspensión que proporcionar en todas las varias entradas de
corrientes, a pesar de la adición del calor. Por consiguiente, la
presente invención también incluye aquellas modalidades en donde la
cantidad de cristales de paraxileno, en la mezcla en suspensión
formada en el equipo de suspensión, es más grande que la cantidad de
cristales de paraxileno enviados al equipo de suspensión.
Las temperaturas de las varias etapas de
cristalización y el número de las etapas de cristalización variarán
dependiendo del ciclo(s) de refrigeración escogido(s),
el refrigerante(s) escogido(s), y la composición de la
corriente 1. La elección del equipo de separación también
puede cambiar el esquemático y la pureza final del producto de
paraxileno. Por ejemplo, las columnas de lavado típicamente tienen
únicamente una corriente del filtrado rechazado y ellas pueden
producir un producto de pureza más alta que las centrifugadoras.
Otra modalidad del proceso de la presente
invención se ilustra en la Fig. 2. Una alimentación (corriente
102) que comprende al menos aproximadamente el 55% en peso de
paraxileno se envía a través de la línea 102 al cristalizador
150. Es deseable que la composición de la corriente
102 será al menos aproximadamente el 55 por ciento en
peso (% en peso) de paraxileno, preferiblemente más grande que
aproximadamente el 55% en peso de paraxileno, más preferiblemente al
menos aproximadamente 60% en peso de paraxileno, más preferiblemente
al menos aproximadamente 70% en peso de paraxileno, más
preferiblemente al menos aproximadamente 75% en peso de paraxileno,
más preferiblemente al menos aproximadamente 80% en peso de
paraxileno, más preferiblemente al menos aproximadamente 85% en peso
de paraxileno, más preferiblemente al menos aproximadamente 90% en
peso de paraxileno, y más preferiblemente al menos aproximadamente
95% en peso de paraxileno. El cristalizador 150 funciona a
una temperatura de aproximadamente -12.2ºC (10ºF) a
aproximadamente 12.8ºC (55ºF), preferiblemente
aproximadamente -6.7ºC (20ºF) a aproximadamente -1.1ºC
(30ºF).
El efluente del cristalizador 150, que
contiene los cristales de paraxileno y el licor madre, se envía a
una unidad de separación 130 que comprende una o más
centrifugadoras que se emplean para separar cristales de paraxileno
a partir del licor madre. Otros dispositivos de separación
diferentes de las centrifugadoras, tales como columnas de lavado o
filtros rotatorios, también pueden emplearse en este paso y en otros
pasos en el proceso donde, se emplean los dispositivos de separación
líquido-sólidos. La torta de paraxileno cristalino
se lava dentro de las centrifugadoras empleando material de
paraxileno de alta pureza. Las centrifugadoras 130 producen
un producto de paraxileno de alta pureza (corriente 106) y
dos corrientes del filtrado (corrientes 104 y 105). La
corriente 105 es el filtrado lavado y es más concentrada en
paraxileno que el filtrado rechazado, corriente 104. Todo el
filtrado lavado se envía al tambor de resuspensión 132 para
proveer algo del líquido para la operación de resuspensión. Todo el
filtrado rechazado se envía vía línea 104 al cristalizador
250, que opera a una temperatura más baja que la del
cristalizador 150. El cristalizador 250 funciona a una
temperatura desde aproximadamente -23.3ºC (-10ºF) a
aproximadamente 1.7ºC (35ºF), preferiblemente desde
aproximadamente -15ºC (5ºF) a aproximadamente -9.4ºC
(15ºF).
El efluente del cristalizador 250, que
contiene una suspensión de paraxileno cristalino en licor madre, se
envía vía línea 107 a una unidad de separación 133,
que contiene al menos una centrifugadora u otro instrumento de
separación. La torta de paraxileno cristalino de la centrifugadora
133 se transporta vía línea 109 dentro del tambor de
resuspensión 132 mientras que el filtrado rechazado
(corriente 108) se envía vía línea 108 al
cristalizador 350, que opera a una temperatura más baja que
la del cristalizador 250. El cristalizador 350
funciona a una temperatura desde aproximadamente -37.2ºC
(-35ºF) a aproximadamente -15ºC (5ºF). Preferiblemente desde
aproximadamente -23.3ºC (-10ºF) a aproximadamente
-20.6ºC (-5ºF).
El efluente del cristalizador 350
(corriente 110) que contiene una suspensión de paraxileno
cristalino en el licor madre se envía vía línea 110 a la
unidad de separación 134 que comprende al menos una
centrifugadora u otro instrumento de separación. La torta de
paraxileno cristalino de la centrifugadora se deja caer dentro del
tambor de resuspensión 132. El filtrado rechazado (corriente
111) contiene aproximadamente 45% en peso de paraxileno y es
un intercambiador de calor con corriente de alimentación 101
antes de ser enviado a otro sitio en la unidad. Por ejemplo, este
puede ser enviado a un reactor de etilbenceno o a otro proceso de
separación. La suspensión del tambor de resuspensión 132, que
contiene paraxileno cristalino y licor madre, se envía vía línea
113 a una unidad de separación 131 que comprende una o
más centrifugadoras donde el paraxileno cristalino se separa a
partir del licor madre. La torta de paraxileno cristalino se lava
dentro de estas centrifugadoras empleando material de paraxileno de
alta pureza. Estas centrifugadoras producen adicional producto de
paraxileno de alta pureza, corriente 116, que se combina con
la corriente del producto de paraxileno de alta pureza 106,
fundido en un tambor de fusión (no se muestra) si es necesario, y
colectado vía línea 117. La unidad de separación 131
también produce dos corrientes del filtrado (corrientes 114 y
115). La corriente 115 es el filtrado lavado y es más
concentrada en paraxileno que el filtrado rechazado, corriente
114. Todo el filtrado lavado se envía vía línea 115 al
tambor de resuspensión 132 para proveer algo del líquido para
la operación del resuspensión. Una porción del filtrado rechazado
se envía vía línea 114 al tambor de resuspensión 132
para proveer el resto del líquido para la operación del
resuspensión. El tambor de resuspensión 132 funciona a una
temperatura desde aproximadamente 12.2ºC (10ºF) a
aproximadamente 12.8ºC (55ºF), preferiblemente desde
aproximadamente -1.1ºC (30ºF) a aproximadamente 10ºC
(50ºF), más preferiblemente desde aproximadamente 1.7ºC
(35ºF) a aproximadamente 7.2ºC (45ºF), más preferiblemente
desde aproximadamente 3.3ºC (38ºF) a aproximadamente
5.6ºC (42ºF), y más preferiblemente a una temperatura desde
aproximadamente 4.4ºC (40ºF) a aproximadamente 5.6ºC
(42ºF). El filtrado rechazado remanente (corriente 114) de
la unidad de separación 131 se combina con la corriente
101 corriente arriba del cristalizador 150 para formar
la alimentación de corriente 102. Para una modalidad en la
que la corriente 102 contiene aproximadamente el 70% en peso
de paraxileno, la corriente 114 contendrá aproximadamente el
83% en peso de paraxileno. En esta modalidad del proceso de la
invención, el cristalizador 150 funciona a una temperatura
desde aproximadamente -12.2ºC (10ºF) a aproximadamente
12.8ºC (55ºF), preferiblemente desde aproximadamente
-6.7ºC (20ºF) a aproximadamente -1.1ºC (30ºF). El
cristalizador 250 funciona a una temperatura desde
aproximadamente 23.3ºC (-10ºF) a aproximadamente 1.7ºC
(35ºF), preferiblemente desde aproximadamente -15ºC (5ºF) a
aproximadamente -9.4ºC (15ºF), y el cristalizador 350
funciona a una temperatura desde aproximadamente -37.2ºC
(-35ºF) a aproximadamente -15ºC (5ºF), preferiblemente desde
aproximadamente -23.3ºC (-10ºF) a aproximadamente
-20.6ºC (-5ºF).
Los siguientes ejemplos servirán para ilustrar
ciertas modalidades de la invención reveladas en esta. Estos
ejemplos no deberían, sin embargo, ser interpretados como limitantes
del alcance de la novedosa invención.
Los cálculos de rendimiento en los ejemplos se
hacen de acuerdo con prácticas de ingeniería estándar. Para una
comparación particular, el suministro y el producto fueron idénticos
entre cada ejemplo comparable. Cada ejemplo tiene disponibles tres
niveles de refrigeración. El efluente del cristalizador más frío fue
ajustado a -20.6ºC (-5ºF) en cada caso, asegurando que se
recupera el paraxileno completo para cada ejemplo comparable fue
casi idéntico. Se escoge cambiar como mucho, la temperatura para las
otras dos etapas de cristalización debido a que el cristalizador es
más caliente mientras aún se mantiene un balance razonable entre las
etapas. Por encima de este criterio existió la necesidad de mantener
la primera etapa de calentamiento de los cristalizadores suficiente
para permitir la producción de un producto de alta pureza a partir
del primer conjunto de dispositivos de separación para los diseños
basados en la Fig. 1 y la Fig. 2. Uno podría prever que manteniendo
la primera etapa de cristalización a una temperatura de
calentamiento podría cambiar más la refrigeración debido a los
cristalizadores de temperatura baja (al cual se hizo). Uno podría
prever que esto incrementaría los requerimientos de poder del
compresor de refrigeración relativo a los ejemplos comparativos, sin
embargo, este, inesperadamente, no fue el caso. Los diseños de los
proceso de la Fig. 1 y la Fig. 2 requieren menos poder del
compresor, y esto fue sorprendente y no-obvio. Esto
muestra que el proceso de la presente invención tiene la ventaja de
tener más eficiencia de energía, y, por consiguiente, también será
prevista para ser menos costosa.
El Ejemplo 1, Ejemplo 2, y la Comparison del
Ejemplo A compara el rendimiento de los tres diferentes procesos
completamente producidos 52544 kg/hr (115,840 lb/hr) del
producto de paraxileno que tiene una pureza del 99.80% en peso de
paraxileno. Los Ejemplos 1 y 2 ilustran las modalidades de la
presente invención en las que una porción del total del producto de
paraxileno de alta pureza se hace del efluente de la primera
cristalización sin someterse a un paso de resuspensión o a un paso
parcial de fusión, y la Comparación del Ejemplo A, ilustra un
proceso de comparación en la que la torta de paraxileno cristalino a
partir de la primera cristalización/separación no va al producto,
pero en lugar se combina con las tortas de paraxileno cristalino de
los subsecuentes pasos de cristalización/separación de temperatura
más baja y sometidos a un paso de resuspensión.
Para cada proceso, se emplea un suministro que
contiene el 90% en peso de paraxileno, el producto de paraxileno de
alta pureza contiene 99.8% en peso de paraxileno. El paraxileno
completo recuperado para cada ejemplo es del 91%. Las
centrifugadoras se emplearon para las separaciones líquido/sólido.
Cuando el Ejemplo 1, Ejemplo 2, y la Comparación del Ejemplo A se
comparan, el proceso del Ejemplo 1 es el más eficiente de energía y
el proceso del Ejemplo 2 es el siguiente más eficiente de energía.
El diseño del proceso del Ejemplo 2, ilustrado por la Fig. 2,
requiere aproximadamente 3% más de poder del compresor de
refrigeración para la misma rata de producción del producto de
paraxileno 52544 kg/hr (115,840 lb/hr) que tiene una pureza
del 99.80% en peso de paraxileno que el proceso del Ejemplo 1,
mientras que el proceso de la Comparación del Ejemplo A requiere
aproximadamente 5% más de poder del compresor de refrigeración que
el proceso del Ejemplo 1.
Para este ejemplo, la operación de una modalidad
del proceso ilustrado en el diagrama de flujo de la Fig. 1 se
muestra para ser el más eficiente de energía de los tres procesos
diseñados (Ejemplo 1, Ejemplo 2, y Comparación del Ejemplo A) basado
en el consumo de poder del compresor de refrigeración del propileno.
Un suministro que contiene el 90% de paraxileno se enfría en el
cristalizador 100 a una temperatura de 4.72ºC (40.5ºF). El
efluente del cristalizador se envía a una unidad de separación
30 que comprende dos centrifugadoras. La torta de paraxileno
cristalino se lava dentro de las centrifugadoras empleando un
material de paraxileno de alta pureza. Las centrifugadoras producen
28631 kg/hr (63,120 lb/hr) del producto de alta pureza, la
corriente 5, y dos corrientes del filtrado (corrientes
3 y 4). La corriente 4 es el filtrado lavado, y
tiene una mayor concentración de paraxileno que la del filtrado
rechazado, la corriente 3. Todo el filtrado lavado (corriente
4) se envía al tambor de resuspensión 32 para proveer
algo del líquido necesario para la operación de resuspensión. Todo
el filtrado rechazado (corriente 3) se envía al cristalizador
200. El cristalizador 200 funciona a -3.9ºC
(25ºF). El efluente del cristalizador 200 se envía a una
unidad de separación 33 que comprende una centrifugadora. La
torta de paraxileno cristalino de la centrifugadora se deja caer
dentro del tambor de resuspensión 32, mientras el filtrado
rechazado se envía vía línea 7 al cristalizador 300,
que opera a -20.6ºC (-5ºF). El efluente del cristalizador
también se envía a la unidad de separación 34 que comprende
una centrifugadora. La torta de paraxileno cristalino de la
centrifugadora 34 se deja caer dentro del tambor de
resuspensión 32. La corriente del filtrado rechazado en la
línea 10 contiene aproximadamente el 45% en peso de
paraxileno y se calienta por intercambio con el suministro,
corriente 1, antes de ser enviada a otra parte de la unidad.
La suspensión del tambor de resuspensión 32 se envía a la
unidad de separación 31 que comprende dos centrifugadoras. La
torta de paraxileno cristalino se lava dentro de estas
centrifugadoras empleando un material de paraxileno de alta pureza.
Estas centrifugadoras producen 23913 kg/hr (52,720 lb/hr)
adicionales del producto de paraxileno de alta pureza (corriente
15), que se combinan con el producto de paraxileno de alta
pureza en la línea 5 (corriente 5), se funden y se
colecta vía línea 16. La corriente 14 es el filtrado
lavado y es más concentrada en paraxileno que el filtrado rechazado,
corriente 13. Todo el filtrado lavado se envía vía línea
14 al tambor de resuspensión 32 para proveer algo del
líquido para la operación del resuspensión. Aproximadamente 32% del
filtrado rechazado se envía al tambor de resuspensión 32 para
proveer el resto del líquido para la operación del resuspensión. El
tambor de resuspensión opera a 5.6ºC (42ºF). El filtrado
rechazado remanente de la unidad de separación 31 se combina
con la corriente 3 corriente arriba del cristalizador
200 y se envían al cristalizador 200. Tres niveles de
refrigeración de propileno se emplean en este ejemplo a presiones de
aproximadamente 0.46, 0.33 y 0.18 Mpa (66, 48 y 26 psia). El
compresor de refrigeración requiere aproximadamente 2019 kW
(2707 caballos de fuerza (hp)).
El diseño del proceso ilustrado por la Fig. 2
requiere aproximadamente 3% más de poder del compresor de
refrigeración para la misma rata de producción de 52544 kg/hr
(115,840 lb/hr) del producto de paraxileno que tiene una pureza del
99.80% en peso de paraxileno. Un suministro que contiene el 90% de
paraxileno (corriente 102) se envía al cristalizador
150 que opera a una temperatura de 4.4ºC (40ºF). El
efluente del cristalizador se envía a una unidad de separación
130 que comprende tres centrifugadoras. La torta de
paraxileno cristalino se lava dentro de las centrifugadoras
empleando material de paraxileno de alta pureza. Las centrifugadoras
130 producen 31343 kg/hr (69,100 lb/hr) de producto de
alta pureza (corriente 106) y dos corrientes del filtrado
(corrientes 104 y 105). La corriente 105 es el
filtrado lavado y es más concentrada en paraxileno que el filtrado
rechazado, corriente 104. Todo el filtrado lavado se envía al
tambor de resuspensión 132 para proveer algo del líquido
necesario para la operación de resuspensión. Todo el filtrado
rechazado se envía al cristalizador 250. El cristalizador
250 funciona a 3.9ºC (25ºF). El efluente se envía a la
unidad de separación 133 que comprende una centrifugadora. La
torta de paraxileno cristalino de la centrifugadora 133 se
deja caer dentro del tambor de resuspensión 132 mientras el
filtrado rechazado (corriente 108) se envía al cristalizador
350, que opera a -20.6ºC (-5ºF). El efluente de este
cristalizador (corriente 110) se envía a la unidad de
separación 134 que comprende una centrifugadora. La torta de
paraxileno cristalino de la centrifugadora se deja caer dentro del
tambor de resuspensión 132. El filtrado rechazado (corriente
111) contiene aproximadamente 45% en peso de paraxileno y se
calienta con intercambiador con la corriente de alimentación
101 siendo antes enviado a otro sitio en la unidad. La
suspensión del tambor de resuspensión 132, que comprende el
paraxileno cristalino y el licor madre, se envía vía línea
113 a una unidad de separación 131 que comprende dos
centrifugadoras y un separador. La torta de paraxileno cristalino se
lava dentro de estas centrifugadoras empleando un material de
paraxileno de alta pureza. Estas centrifugadoras producen 21201
kg/hr (46,740 lb/hr) adicionales del producto de alta pureza,
corriente 116 que se combina con la corriente del producto
106, se funden, y se colectan vía línea 117. La unidad
de separación 131 también produce dos corrientes del filtrado
(corrientes 114 y 115). La corriente 115 es el
filtrado lavado y es más concentrada en paraxileno que el filtrado
rechazado, corriente 114. Todo el filtrado lavado se envía al
tambor de resuspensión 132 para proveer algo del líquido
necesario para la operación del resuspensión. Aproximadamente 6% del
filtrado rechazado se envía al tambor de resuspensión 132
para proveer el resto del líquido necesario para la operación del
resuspensión. El tambor de resuspensión opera a 5.6ºC (42ºF).
El filtrado rechazado remanente (corriente 114) de las
centrifugadoras 131 se combina con la corriente 101
corriente arriba del cristalizador 150 para formar la
corriente de alimentación 102. Tres niveles de refrigeración
de propileno se emplean en este ejemplo a presiones de
aproximadamente 0.43, 0.33 y 0.18 MPa (63, 48 y 26 psia). El
compresor de refrigeración requiere aproximadamente 2081 kW
(2791 hp), que es el 3.1% más alto que los caballos de fuerza
requeridos por el diseño representado en la Fig. 1 (Ejemplo 1).
Una comparación del diseño del proceso en el
cual la torta de paraxileno cristalino a partir de los dispositivos
de separación que el proceso de los efluentes de todos los tres
pasos de cristalización se combinan y se someten a una operación de
resuspensión (ilustrado en la Fig. 3) que requiere aproximadamente
del 5% más de poder el compresor de refrigeración que el proceso del
Ejemplo 1 para la misma rata de producción de 52544 kg/hr
(115,840 lb/hr) del producto de paraxileno que tiene una pureza del
99.80% en peso de paraxileno. Un suministro que contiene el 90% de
paraxileno se envía al cristalizador 400 que opera a una
temperatura de 4.18ºC (39.5ºF). El efluente del cristalizador
se envía vía línea 203 a una unidad de separación 217
que comprende dos centrifugadoras. La torta de paraxileno cristalino
de estas centrifugadoras se deja caer vía línea 205 dentro
del tambor de resuspensión 220. El filtrado rechazado,
corriente 204, se envía al cristalizador 500 que opera
a -3.61ºC (25.5ºF). El efluente del cristalizador 500
se envía vía línea 206 a una unidad de separación 218
que comprende una centrifugadora. La torta de paraxileno cristalino
de la unidad de separación 218 se deja caer vía línea
208 dentro del tambor de resuspensión 220. El filtrado
rechazado, corriente 207, se envía al cristalizador
600 que opera a -20.6ºC (-5ºF). El efluente desde este
cristalizador (corriente 209) se envía a la unidad de
separación 219 que comprende una centrifugadora. La torta de
paraxileno cristalino de la unidad de separación 219 se deja
caer vía línea 211 dentro del tambor de resuspensión
220. El filtrado rechazado (corriente 210) contiene
aproximadamente 45% en peso de paraxileno y se calienta con un
intercambiador con el suministro, corriente 201, siendo antes
enviado a otro sitio en la unidad. La suspensión del tambor de
resuspensión 220 se envía vía línea 212 a una unidad
de separación 221 que comprende cuatro centrifugadoras. La
torta de paraxileno cristalino se lava dentro de estas
centrifugadoras empleando un material de paraxileno de alta pureza.
Estas centrifugadoras producen el total de 52544 kg/hr
(115,840 lb/hr) del producto de alta pureza, corriente 215.
La corriente 214 es el filtrado lavado y es más concentrado
en paraxileno que el filtrado rechazado, corriente 213. Todo
el filtrado lavado se envía al tambor de resuspensión 220
para proveer algo del líquido necesario para la operación de
resuspensión. Aproximadamente 82% del filtrado rechazado se envía al
tambor de resuspensión 220 vía línea 218 para proveer
el resto del líquido necesario para la operación de resuspensión. El
tambor de resuspensión opera a 5.6ºC (42ºF). El filtrado
rechazado remanente de las centrifugadoras se combina con el
suministro de corriente 201 corriente arriba del
cristalizador 400 para formar el suministro de corriente
202. Tres niveles de refrigeración de propileno se usan en
este ejemplo a presiones de aproximadamente 0.43, 0.33 y 0.18
Mpa (63, 48 y 26 psia). El compresor de refrigeración requiere
aproximadamente 2116 kW (2837 hp), que es el 4.8% más alto
que para el diseño descrito en la Fig. 1.
El Ejemplo 3, Ejemplo 4, y la Comparación del
Ejemplo B, comparan el rendimiento de los tres diferentes procesos,
toda la producción 52544 kg/hr (115,840 lb/hr) del producto
de paraxileno que tiene una pureza de 99.90% en peso de paraxileno.
Para cada proceso, se emplea un suministro que contiene 90% en peso
de paraxileno. El paraxileno completo recuperado para cada ejemplo
es del 91%. El proceso descrito en el Ejemplo 3, Ejemplo 4, y la
Comparación del Ejemplo B, son los mismos como las del proceso
descrito en el Ejemplo 1, Ejemplo 2, y la Comparación del Ejemplo
A, respectivamente con la excepción de que las columnas hidráulicas
de lavado TNO se emplean para algunas de las separaciones
líquido/sólido para producir el producto de paraxileno de alta
pureza preferiblemente que el empleo de las centrifugadoras en todas
partes como separadores líquido/sólido. Los ejemplos 3 y 4 ilustran
las modalidades de la presente invención mientras la Comparación del
Ejemplo B ilustra una comparación del proceso. Esto puede verse
cuando el Ejemplo 3, Ejemplo 4, y la Comparación del Ejemplo B se
comparan, el proceso del Ejemplo 3 es el más eficiente de energía, y
el proceso del Ejemplo 4 es más eficiente el consumo de energía que
el proceso de la Comparación del Ejemplo B. El proceso del Ejemplo 4
requiere únicamente aproximadamente el 2% más de poder del compresor
de refrigeración que el proceso del Ejemplo 3 para la misma rata de
producción de 52544 kg/hr (115,840 lb/hr) del producto de
paraxileno que tiene una pureza del 99.90% en peso, mientras que el
proceso de Comparación del Ejemplo B requiere aproximadamente un 7%
más de poder el compresor de refrigeración que el proceso del
Ejemplo 3.
Se muestra en este ejemplo, la operación de una
modalidad del procedimiento de la invención ilustrada en el diagrama
de flujo de la Fig. 1 se muestra. Esta modalidad del procedimiento
ilustrada en el diagrama de flujo de la Fig. 1 se muestra para ser
el de más eficiencia de energía de los tres procesos diseñados (Los
Ejemplos 3, 4, y la Comparación del Ejemplo B) basado en el consumo
de poder del compresor de la refrigeración del propileno. Un
suministro que contiene el 90% en peso de paraxileno se enfría en el
cristalizador 100 a una temperatura de 4.72ºC
(40.5ºF). El efluente del cristalizador se envía a la unidad de
separación 30 que comprende dos columnas de lavado
hidráulicas TNO (ver la Patente US Nos. 4,734,102 y 4,735,781, para
las descripciones de estas columnas de lavado). Las columnas de
lavado producen 30123 kg/hr (66,410 lb/hr) del producto de
alta pureza, corriente 5, y una corriente de filtrado
sencilla, corriente 3. Toda la corriente 3 se envía al
cristalizador 200. Dado que las columnas de lavado se
emplean, no hay corriente 4 en ésta modalidad. El
cristalizador 200 funciona a -3.9ºC (25ºF). El
efluente del cristalizador 200 se envía a una unidad de
separación 33 que comprende una centrifugadora. La torta de
la centrifugadora 33 se deja caer dentro del tambor de
resuspensión 32, mientras que el filtrado rechazado
(corriente 7) se envía al cristalizador 300, que opera
a -20.6ºC (-5ºF). El efluente de este cristalizador también
se envía a una unidad de separación 34 que comprende una
centrifugadora. La torta de la centrifugadora 34 se deja caer
dentro del tambor de resuspensión 32. El filtrado rechazado
(corriente 10) contiene aproximadamente 45% en peso de
paraxileno y se calienta en el intercambiador con la corriente de
alimentación 1 siendo antes enviado a otra parte en la
unidad. La suspensión del tambor de resuspensión 32 se envía
a la unidad de separación 31 que comprende una columna
hidráulica de lavado TNO. Esta columna de lavado produce 22421
kg/hr (49,430 lb/hr) adicionalmente del producto de alta pureza
(corriente 15). Aproximadamente 84% del filtrado de la
columna de lavado se envía al tambor de resuspensión 32 para
proveer el líquido para la operación del resuspensión. El tambor de
resuspensión opera a 5.6ºC (42ºF). El filtrado remanente de
la columna de lavado se combina con la corriente 3 corriente
arriba del cristalizador 200. En este ejemplo, la corriente
14 no existe. Los tres niveles de la refrigeración de
propileno se emplean en este ejemplo a presiones de aproximadamente
0.46, 0.33 y 0.18 Mpa (66, 48 y 26 psia). El compresor de
refigeración requiere aproximadamente 1991 kW (2670 hp).
Se muestra en este ejemplo, la operación de una
modalidad del proceso ilustrado en el diagrama de flujo de la Fig.2.
Esta modalidad del proceso requiere aproximadamente el 2% más de
poder para el compresor de refrigeración para la misma rata de
producción de 52544 kg/hr (115,840 lb/hr) del producto de
paraxileno que tiene una pureza del 99.90% en peso de paraxileno. Un
suministro que contiene el 90% en peso de paraxileno se envía vía
línea 102 al cristalizador 150 que opera a una
temperatura de 4.4ºC (40ºF). El efluente del cristalizador se
envía a una unidad de separación 130 que comprende tres
columnas hidráulicas de lavado TNO. Las columnas de lavado producen
31770 kg/hr (70.040 lb/hr) del producto de alta pureza,
corriente 106, y una corriente de filtrado sencillo,
corriente 104, que se envía al cristalizador 250. No
existe corriente 105 para este particular ejemplo. El
Cristalizador 250 funciona a -4.4ºC (24ºF). El
efluente del cristalizador 250 se envía a una unidad de
separación 133 que comprende una centrifugadora, y los
cristales de paraxileno se separan a partir del licor madre. La
torta de paraxileno cristalino de la centrifugadora 133 se
deja caer dentro del tambor de resuspensión 132 mientras el
filtrado rechazado (corriente 108) se envía al cristalizador
350, que funciona a -20.6ºC (-5ºF). El efluente del
cristalizador 350 se envía a la unidad de separación
134 que comprende una centrifugadora, y los cristales de
paraxileno se separan a partir del licor madre. La torta de
paraxileno cristalino de la centrifugadora se deja caer dentro del
tambor de resuspensión 132. El filtrado rechazado (corriente
111) contiene aproximadamente 45% en peso de paraxileno y se
calienta en el intercambiador con el suministro, corriente
101, siendo antes enviada a otro lugar en la unidad. La
suspensión del tambor de resuspensión 132 se envía a la
unidad de separación 131 que comprende dos columnas
hidráulicas de lavado TNO. Estas columnas de lavado producen
20775 kg/hr (45,800 lb/hr) adicionales del producto de
paraxileno de alta pureza (corriente 116) que se combina con
producto de paraxileno de alta pureza, corriente 106 y se
colecta vía línea 117. Aproximadamente 84% del filtrado
(corriente 114) de la unidad de separación 131 se
envía al tambor de resuspensión 132 vía línea 118 para
proveer el líquido para la operación del resuspensión. El tambor de
resuspensión opera a 5.6ºC (42ºF). El filtrado remanente de
la columna de lavado se combina vía línea 114 con la
corriente de suministro 101 corriente arriba del
cristalizador 150. En este ejemplo, la corriente 115
no existe. Tres niveles de refrigeración de propileno se usan en
este ejemplo a presiones de aproximadamente 0.43, 0.32 y 0.18
MPa (63, 47 y 26 psia). El compresor de refrigeración requiere
de aproximadamente 2027 kW (2718 hp), que es 1.8% más alto que para
el diseño representado en la Fig 1.
Una comparación del diseño del proceso, en el
que la torta de paraxileno cristalino a partir de los dispositivos
de separación que procesa los efluentes de los tres pasos de
cristalización se combinan y se someten a una operación de
resuspensión (ilustrado en la Fig. 3), que requiere de
aproximadamente 7% más de poder para el compresor de refrigeración
que el del diseño para el proceso de la presente invención mostrado
arriba en el Ejemplo 3 para la misma rata de producción de 52544
kg/hr (115,840 lb/hr) del producto de paraxileno que tiene una
pureza del 99.90% en peso de paraxileno. Un suministro que contiene
el 90% en peso de paraxileno (corriente 202) se envía al
cristalizador 400, que opera a una temperatura de
3.9ºC (39ºF). El efluente del cristalizador se envía a una
unidad de separación 217 que comprende dos centrifugadoras, y
los cristales de paraxileno se separan a partir del licor madre. La
torta de paraxileno cristalino de estas centrifugadoras se deja caer
dentro del tambor de resuspensión 220 vía línea 205.
El filtrado rechazado, corriente 204, se envía al
cristalizador 500 que opera a -3.9ºC (25ºF). El
efluente se envía vía línea 206 a la unidad de separación
218 que comprende una centrifugadora. La torta de paraxileno
cristalino de la unidad de separación 218 se deja caer vía
línea 208 dentro del tambor de resuspensión 220. El
filtrado rechazado (corriente 207) se envía al cristalizador
600 que opera a -20.6ºC (-5ºF). El efluente a partir
de este cristalizador se envía vía línea 209 a la unidad de
separación 219 que comprende una centrifugadora. La torta de
paraxileno cristalino de la unidad de separación 219 se deja
caer vía línea 211 dentro del tambor de resuspensión
220. El filtrado rechazado (corriente 210) que
contiene aproximadamente 45% en peso de paraxileno y se calienta con
intercambiador con la corriente de alimentación 201, siendo
antes enviada a otro lugar en la unidad. La suspensión del tambor de
resuspensión 220 se envía vía línea 212 a la unidad de
separación 221 que comprende tres columnas hidráulicas de
lavado TNO. Estas columnas de lavado producen el total de 52544
kg/hr (115.840 Ib/hr) del producto de paraxileno de alta pureza,
que se colecta vía línea 215. Aproximadamente el 90% del
filtrado desde las columnas de lavado (corriente 213) se
envía vía línea 218 al tambor de resuspensión 220 para
proveer el líquido necesario para la operación de resuspensión. El
tambor de resuspensión opera a 5.6ºC (42ºF). El filtrado
remanente desde las columnas de lavado se combina con la corriente
201 corriente arriba del cristalizador 400 para formar
la corriente de alimentación 202. En este ejemplo, la
corriente 214 no existe. Tres niveles de refrigeración de
propileno se usan en este ejemplo a presiones de aproximadamente
0.43, 0.33 y 0.18 MPa (62, 48 y 26 psia). El compresor de
refrigeración requiere de aproximadamente 2124 kW (2849 hp),
que es 6.7% más que para el diseño del proceso del Ejemplo 4.
El Ejemplo 5, Ejemplo 6, y la Comparación del
Ejemplo C compara los desempeños de los tres diferentes procesos de
toda la producción 52544 kg/hr (115,840 lb/hr) del producto
de paraxileno que tiene una pureza del 99.90% en peso de paraxileno.
Los procesos descritos en el Ejemplo 5. Ejemplo 6, y la Comparación
del Ejemplo C son los mismos como los de los procesos descritos en
el Ejemplo 3, Ejemplo 4, y la Comparación del Ejemplo B.
Respectivamente, con la excepción de que la concentración de
paraxileno en el suministro inicial es más baja. Para cada proceso,
se emplea un suministro que contiene el 70% en peso de paraxileno.
El paraxileno completo recuperado para cada ejemplo es del 69%. Los
Ejemplos 5 y 6 ilustran las modalidades de la presente invención
mientras la Comparación del Ejemplo C ilustra una comparación del
proceso. Esto puede verse cuando el Ejemplo 5, Ejemplo 6, y la
Comparación del Ejemplo C se comparan, el proceso del Ejemplo 6 es
el que tiene un consumo más eficiente de energía y el proceso del
Ejemplo 5 es el siguiente de más eficiencia en el consumo de
energía. Para el proceso de la modalidad del Ejemplo 5, el compresor
de refrigeración requiere de aproximadamente 3642 kW (4884
hp), que es el 8.9% superior que la que se necesita para el proceso
del Ejemplo 6. Para el proceso de Comparación del Ejemplo C, el
compresor de refrigeración requiere de aproximadamente 3861
kW (5178 hp), que es el 15.5% superior que los caballos de
fuerza requeridos para el proceso del Ejemplo 6 y 6.0% superior que
los caballos de fuerza requeridos para el proceso del Ejemplo 5.
En este ejemplo de una modalidad de la
invención, el proceso de la modalidad ilustrada por el diagrama de
flujo de la Fig. 1 se muestra que requiere aproximadamente 9% más de
poder para el compresor de refrigeración que el proceso del diseño
de la modalidad descrita en la Fig. 2. Un suministro que contiene el
70% en peso de paraxileno se enfrió en el cristalizador 100 a
una temperatura de -5.6ºC (22ºF). El efluente del
cristalizador, que comprende los cristales de paraxileno y el licor
madre, se envía a una unidad de separación 30 que comprende cuatro
columnas hidráulicas de lavado TNO. Las columnas de lavado producen
23560 kg/hr (51,940 lb/hr) de producto de alta pureza
(corriente 5) y una sola corriente de filtrado (corriente
3). En esta modalidad, toda la corriente 3 se envía
vía línea 3 al cristalizador 200. Puesto que se usan
columnas de lavado, no hay corriente 4 para este particular
ejemplo. El cristalizador 200 funciona a -10ºC (14ºF).
El efluente se envía vía línea 6 a la unidad de separación
33 que comprende tres centrifugadoras donde el paraxileno
cristalino se separa a partir del licor madre. La torta de
paraxileno cristalino de las centrifugadoras se deja caer dentro del
tambor de resuspensión 32, mientras que el filtrado rechazado
se envía vía línea 7 al cristalizador 300, que opera a
-20.6ºC (-5ºF). El efluente del cristalizador 300, que
comprende el paraxileno cristalino y el licor madre, se envía a la
unidad de separación 34 que comprende dos centrifugadoras
para la separación. La torta de paraxileno cristalino de las
centrifugadoras se deja caer dentro del tambor de resuspensión
32. El filtrado rechazado (corriente 10) contiene
aproximadamente el 42% en peso de paraxileno y se calienta en el
intercambiador con el suministro (corriente 1) siendo antes
enviado a otro lugar de la unidad. La suspensión del tambor de
resuspensión 32 se envía a la unidad de separación 31
que comprende dos columnas hidráulicas de lavado TNO. Estas columnas
de lavado producen 28985 kg/hr (63,900 lb/hr) adicionales del
producto de paraxileno de alta pureza, corriente 15, que se
combina con la corriente 5, producto de paraxileno de alta
pureza y se colecta en la línea 16. Aproximadamente 29% del
filtrado de la columna de lavado 31 se envía al tambor de
resuspensión 32 para proveer el líquido para la operación de
resuspensión. El tambor de resuspensión opera a 5.6ºC (42ºF).
El filtrado remanente de la columna de lavado 31 se combina
con la corriente 3 corriente arriba del cristalizador
200. En este ejemplo, la corriente 14 no existe. Tres
niveles de refrigeración de propileno se usan en este ejemplo a
presiones de aproximadamente 0.32, 0.27 y 0.18 MPa (47, 39 y
26 psia). El compresor de refrigeración requiere de aproximadamente
3642 kW (4884 hp), que es 8.9% superior que la necesitada
para el diseño descrito en el Ejemplo 6 (Fig. 2).
En este ejemplo de una modalidad de la
invención, el proceso de la modalidad ilustrada por el diagrama de
flujo de la Fig. 2 se muestra para tener al menos la intensidad de
la energía de los tres diseños (Ejemplo 5, Ejemplo 6, y Comparación
del Ejemplo C) basado en el poder de consumo del compresor de
refrigeración de propileno para este ejemplo. Un suministro que
contiene el 70% en peso de paraxileno se envía al cristalizador
150 que opera a una temperatura de -4.4ºC (24ºF). El
efluente del cristalizador, que contiene paraxileno cristalino y
licor madre, se envía a la unidad de separación 130 que
comprende tres columnas hidráulicas de lavado TNO. Las columnas de
lavado producen 31003 kg/hr (68,350 lb/hr) de producto de
alta pureza (corriente 106) y una sola corriente de filtrado
(corriente 104) que se envía vía línea 104 al
cristalizador 250. No hay corriente 105 para éste
ejemplo específico. El cristalizador 250 funciona a
-11.7ºC (11ºF). El efluente del cristalizador 250 se
envía a la unidad de separación 133 que comprende tres
centrifugadoras. La torta de paraxileno cristalino de las
centrifugadoras se deja caer dentro del tambor de resuspensión
132, mientras que el filtrado rechazado se envía vía línea
108 al cristalizador 350, que opera a -20.1ºC
(-5ºF). El efluente de este cristalizador se envía a una unidad de
separación 134 que comprende dos centrifugadoras. La torta de
paraxileno cristalino de las centrifugadoras se deja caer dentro del
tambor de resuspensión 132. El filtrado rechazado (corriente
111) contiene aproximadamente 42% en peso de paraxileno y se
calienta en el intercambiador con el suministro (corriente
101) siendo antes enviado a otro lugar en la unidad. La
suspensión del tambor de resuspensión 132 se envía a la
unidad de separación 131 que comprende una columna hidráulica
de lavado TNO. Esta columna de lavado produce 21541 kg/hr
(47,490 lb/hr) adicionales de producto de paraxileno de alta pureza,
corriente 116, que se combina con la corriente 106,
producto de paraxileno de alta pureza y se recolecta vía línea
117. Aproximadamente 34% del filtrado de la columna de
lavado (corriente 114) se envía al tambor de resuspensión
132 para proveer el líquido para la operación de
resuspensión. El tambor de resuspensión opera a 5.6ºC (42ºF).
El filtrado remanente de la columna de lavado 131 se combina
con la corriente 101 corriente arriba del cristalizador
150 para formar la corriente 102. En este ejemplo, la
corriente 115 no existe. Tres niveles de refrigeración de
propileno se usan en este ejemplo a presiones de aproximadamente
0.32, 0.25 y 0.18 MPa (47, 36 y 26 psia). El compresor de
refrigeración requiere aproximadamente 3343 kW (4483 hp).
Una comparación del diseño del proceso, en el
cual la torta de paraxileno cristalina de los dispositivos de
separación que procesa los efluentes de los tres pasos de
cristalización se combinan y se someten a una operación de
resuspensión (ilustrada en la Fig. 3), requiere aproximadamente 16%
más de poder para el compresor de refrigeración que el proceso del
Ejemplo 2 para la misma rata de producción de 52544 kg/hr
(115,840 lb/hr) del producto de paraxileno que tiene una pureza del
99.90% en peso de paraxileno. Un suministro que contiene el 70% en
peso de paraxileno (corriente 202) se envía al cristalizador
400 que opera a una temperatura de -3.9ºC (25ºF). El
efluente del cristalizador, que contiene paraxileno cristalino y
licor madre, se envía a la unidad de separación 217 que
comprende tres centrifugadoras. La torta de paraxileno cristalino de
estas centrifugadoras se deja caer vía línea 205 dentro del
tambor de resuspensión 220. El filtrado rechazado (corriente
204) se envía al cristalizador 500 que opera a
-10.6ºC (13ºF). El efluente de cristales de paraxileno y
licor madre del cristalizador 500 se envía a la unidad de
separación 218 que comprende tres centrifugadoras. La torta
de paraxileno cristalino de las centrifugadoras se deja caer vía
línea 208 dentro del tambor de resuspensión 220. El
filtrado rechazado (corriente 207) se envía al cristalizador
600 que opera a -20.6ºC (-5ºF). El efluente del
cristalizador 600 se envía a la unidad de separación
219 que comprende dos centrifugadoras. La torta de paraxileno
cristalino de las centrifugadoras se deja caer vía línea 211
dentro del tambor de resuspensión 220. El filtrado rechazado
(corriente 210) contiene aproximadamente 42% en peso de
paraxileno y se calienta en el intercambiador con el suministro,
corriente 201, siendo antes enviado a otro lugar en la
unidad. La suspensión del tambor de resuspensión 220 se envía
a la unidad de separación 221 que comprende tres columnas
hidráulicas de lavado TNO. Estas columnas de lavado produce el total
de 52544 kg/hr (115,840 lb/hr) del producto de paraxileno de
alta pureza que se colecta vía línea 215. Aproximadamente 45%
del filtrado de las columnas de lavado (corriente 213) se
envía vía línea 218 al tambor de resuspensión 220 para
proveer el líquido para la operación de resuspensión. El tambor de
resuspensión opera a 5.6ºC (42ºF). El filtrado remanente de
las columnas de lavado se combina con la corriente 201
corriente arriba del cristalizador 400. En este ejemplo, la
corriente 214 no existe. Tres niveles de refrigeración de
propileno se usan en este ejemplo a presiones de aproximadamente
0.33, 0.26 y 0.18 MPa (48, 38 y 26 psia). El compresor de
refrigeración requiere aproximadamente 3861 kW (5178 hp), que
es el 15.5% más alto que aquel para el diseño descrito en el Ejemplo
6 (Fig. 2) y el 6.0% más alto que aquel para el diseño descrito en
el Ejemplo 5 (Fig. 1).
Claims (19)
1. Un procedimiento para la producción de
paraxileno a partir de una corriente de alimentación que contiene
paraxileno, comprende hidrocarburos aromáticos C8 y que tiene una
concentración de paraxileno de al menos aproximadamente 60 por
ciento en peso, el procedimiento comprende:
a) la cristalización de dicha corriente de
alimentación en un primer cristalizador a una temperatura de
aproximadamente -12.2ºC (10ºF) a aproximadamente
12.8ºC (55ºF);
b) la recuperación de un efluente que contiene
cristales de paraxileno en un licor madre;
c) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una primera unidad de separación, el
lavado de los cristales de paraxileno con paraxileno líquido, la
fusión completa de los cristales de paraxileno, y la recolección del
producto del paraxileno líquido;
d) la transferencia de al menos una porción del
filtrado de la primera unidad de separación a un segundo
cristalizador, que funciona a una temperatura inferior que la del
primer cristalizador, la cristalización del filtrado, y la
recuperación de un efluente que comprende los cristales de
paraxileno en un licor madre;
e) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una segunda unidad de separación y el
envio de los cristales de paraxileno a un equipo de suspensión;
f) la transferencia de al menos una porción del
filtrado de la segunda unidad de separación a un tercer
cristalizador, que funciona a una temperatura inferior que la del
segundo cristalizador, la cristalización del filtrado, y la
recuperación de un efluente que comprende los cristales de
paraxileno en un licor madre;
g) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una tercera unidad de separación y el
envio de los cristales de paraxileno al equipo de suspensión;
h) el contacto de los cristales de paraxileno en
el equipo de suspensión con el líquido que contiene paraxileno para
formar una mezcla en suspensión que tiene una temperatura superior
que la temperatura más baja del cristalizador;
i) la separación de la mezcla en suspensión en
una cuarta unidad de separación para producir un filtrado y un
producto de paraxileno cristalino, el lavado de los cristales de
paraxileno con el paraxileno líquido, la fusión completa de los
cristales de paraxileno, y la recolección del producto del
paraxileno líquido;
j) el reciclado de al menos una porción del
filtrado de la cuarta unidad de separación a un segundo
cristalizador; y
k) el reciclado de al menos otra porción del
filtrado seleccionado del grupo que se compone del filtrado de la
primera unidad de separación, el filtrado de la cuarta unidad de
separación, y el filtrado de la primera y cuarta unidades de
separación en el equipo de suspensión.
2. El procedimiento de la reivindicación 1 en
donde el primer cristalizador funciona a una temperatura de
aproximadamente -1.1ºC (30ºF) a aproximadamente 12.8ºC
(55ºF), el segundo cristalizador funciona a una temperatura de
aproximadamente -23.3ºC (-10ºF) a aproximadamente
1.7ºC (35ºF), el tercer cristalizador funciona a una
temperatura de aproximadamente -37.2ºC (-35ºF) a
aproximadamente -15ºC (5ºF), y la temperatura de la mezcla en
suspensión del paso (h) es de aproximadamente -12.2ºC (10ºF)
a aproximadamente 12.8ºC (55ºF).
3. El procedimiento de la reivindicación 1 en
donde el primer cristalizador funciona a una temperatura de
aproximadamente 1.7ºC (35ºF) a aproximadamente 7.2ºC
(45ºF), el segundo cristalizador funciona a una temperatura de
aproximadamente -9.4ºC (15ºF) a aproximadamente -3.9ºC
(25ºF), el tercer cristalizador funciona a una temperatura de
aproximadamente -23.3ºC (-10ºF) a aproximadamente
-20.6ºC (-5ºF), y la temperatura de la mezcla en suspensión
en el paso (h) es aproximadamente de -1.1ºC (30ºF) a
aproximadamente 10ºC (50ºF).
4. El procedimiento de la reivindicación 1 en
donde la temperatura de la mezcla en suspensión en el paso (h) es
aproximadamente de 3.3ºC (38ºF) a aproximadamente
5.6ºC (42ºF).
5. El procedimiento de la reivindicación 1 en
donde la corriente de alimentación que contiene paraxileno comprende
al menos aproximadamente 75% en peso de paraxileno.
6. El procedimiento de la reivindicación 1 en
donde el combinado del producto de paraxileno comprende al menos
aproximadamente 99.5% en peso de paraxileno.
7. El procedimiento de la reivindicación 1 en
donde la mezcla en suspensión en el paso (h) comprende
aproximadamente de 30 a aproximadamente 60 por ciento en peso de
paraxileno cristalino.
\newpage
8. El procedimiento de la reivindicaciones 1, 2,
3, 4, 5, 6, o 7 en donde el producto de paraxileno cristalino del
paso (c) se combina con el producto de paraxileno cristalino del
paso (i) antes de la fusión.
9. El procedimiento de la reivindicación 1 en
donde la cantidad de cristales de paraxileno en la mezcla en
suspensión formada en el equipo de suspensión es superior que la de
la cantidad de cristales de paraxileno enviada al equipo de
suspensión.
10. Un procedimiento para la producción de
paraxileno de una corriente de alimentación que contiene paraxileno
que comprende hidrocarburos aromáticos C8 y que tiene una
concentración de paraxileno de al menos aproximadamente 55 por
ciento en peso, el procedimiento comprende:
a) la cristalización de dicha corriente de
alimentación en un primer cristalizador a una temperatura de
aproximadamente -12.2ºC (10ºF) a aproximadamente
12.8ºC (55ºF);
b) la recuperación de un efluente que comprende
cristales de paraxileno en un licor madre;
c) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una primera unidad de separación, el
lavado de los cristales de paraxileno con paraxileno líquido, la
fusión completa de los cristales de paraxileno, y la recolección del
producto de paraxileno líquido;
d) la transferencia de al menos una porción del
filtrado de la primera unidad de separación a un segundo
cristalizador que funciona a una temperatura inferior que la del
primer cristalizador, la cristalización del filtrado, y la
recuperación de un efluente que comprende cristales de paraxileno en
un licor madre;
e) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una segunda unidad de separación y el
envio de los cristales de paraxileno a un equipo de suspensión;
f) la transferencia de al menos una porción del
filtrado de la segunda unidad de separación a un tercer
cristalizador, que funciona a una temperatura inferior que la del
segundo cristalizador, la cristalización del filtrado, y la
recuperación de un efluente que comprende cristales de paraxileno
en un licor madre;
g) la separación de los cristales de paraxileno
a partir del licor madre en una tercera unidad de separación y el
envio de los cristales de paraxileno al equipo de suspensión:
h) el contacto de los cristales de paraxileno en
el equipo de suspensión con el líquido que contiene paraxileno para
formar una mezcla en suspensión que tiene una temperatura superior
que la temperatura más baja del cristalizador;
i) la separación de la mezcla en suspensión en
una cuarta unidad de separación para producir un filtrado y un
producto de paraxileno cristalino, el lavado de los cristales de
paraxileno con paraxileno líquido, la fusión completa de los
cristales de paraxileno, y la recolección del producto de paraxileno
líquido;
j) el reciclado de al menos una porción del
filtrado de la cuarta unidad de separación en el primer
cristalizador; y
k) el reciclado de al menos otra porción del
filtrado seleccionado del grupo que se compone del filtrado de la
primera unidad de separación, el filtrado de la cuarta unidad de
separación, y el filtrado de la primera y cuarta unidades de
separación en el equipo de suspensión.
11. El procedimiento de la reivindicación 10 en
donde el primer cristalizador funciona a una temperatura de
aproximadamente -12.2ºC (10ºF) a aproximadamente
12.8ºC (55ºF), el segundo cristalizador funciona a una
temperatura de aproximadamente -23.3ºC (-10ºF) a
aproximadamente 1.7ºC (35ºF), el tercer cristalizador
funciona a una temperatura de aproximadamente -37.2ºC
(-35ºF) a aproximadamente -15ºC (5ºF), y la temperatura de la
mezcla en suspensión en el paso (h) es aproximadamente de
-12.2ºC (10ºF) a aproximadamente 12.8ºC (55ºF).
12. El procedimiento de la reivindicación 10 en
donde el primer cristalizador funciona a una temperatura de
aproximadamente -6.7ºC (20ºF) a aproximadamente -1.1ºC
(30ºF), el segundo cristalizador funciona a una temperatura de
aproximadamente -15ºC (5ºF) a aproximadamente -9.4ºC
(15ºF), el tercer cristalizador funciona a una temperatura de
aproximadamente -23.3ºC (-10ºF) a aproximadamente
-20.6ºC (-5ºF), y la temperatura de la mezcla en suspensión
en el paso (h) es de aproximadamente -1.1ºC (30ºF) a
aproximadamente 10ºC (50ºF).
13. El procedimiento de la reivindicación 10 en
donde el primer cristalizador funciona a una temperatura de
aproximadamente -1.1ºC (30ºF) a aproximadamente 12.8ºC
(55ºF), el segundo cristalizador funciona a una temperatura de
aproximadamente -23.3ºC (-10ºF) a aproximadamente
1.7ºC (35ºF), el tercer cristalizador funciona a una
temperatura de aproximadamente -37.2ºC (-35ºF) a
aproximadamente -15ºC (5ºF), y la temperatura de la mezcla
en suspensión en el paso (h) es de aproximadamente -1.1ºC
(30ºF) a aproximadamente 10ºC (50ºF).
14. El procedimiento de la reivindicación 10 en
donde el primer cristalizador funciona a una temperatura de
aproximadamente 1.7ºC (35ºF) a aproximadamente 7.2ºC
(45ºF), el segundo cristalizador funciona a una temperatura de
aproximadamente -9.4ºC (15ºF) a aproximadamente -3.9ºC
(25ºF), el tercer cristalizador funciona a una temperatura de
aproximadamente -23.3ºC (-10ºF) a aproximadamente
-20.6ºC (-5ºF), y la temperatura de la mezcla en suspensión
en el paso (h) es aproximadamente de 3.3ºC (38ºF) a
aproximadamente 5.6ºC (42ºF).
15. El procedimiento de la reivindicación 10 en
donde la corriente de alimentación que contiene paraxileno comprende
al menos aproximadamente 75% en peso de paraxileno.
16. El procedimiento de la reivindicación 10 en
donde el combinado del producto de paraxileno comprende al menos
aproximadamente 99.5% en peso de paraxileno.
17. El procedimiento de la reivindicación 10 en
donde la mezcla en suspensión en el paso (h) comprende
aproximadamente de 30 a aproximadamente 60 por ciento en peso de
paraxileno cristalino.
18. El procedimiento de la reivindicaciones 10,
11, 12, 13, 14, 15, o 16 en donde el producto de paraxileno
cristalino del paso (c) se combina con el producto de paraxileno
cristalino del paso (i) antes de la fusión.
19. El procedimiento de la reivindicación 10 en
donde la cantidad de cristales de paraxileno en la mezcla en
suspensión formada en el equipo de suspensión es superior que la
cantidad de cristales de paraxileno enviada al equipo de
suspensión.
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