JP2003523984A

JP2003523984A - ｐ−キシレンを生成する方法

Info

Publication number: JP2003523984A
Application number: JP2001561702A
Authority: JP
Inventors: デックマン、ハリー・ダブリュ; レイノソ、ジュアン・ジェイ; オウ、ジョン・ディ−イ; マクヘンリー、ジェイムス・エイ; チャンス、ロナルド・アール
Original assignee: エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2003-08-12
Also published as: CN100368360C; CA2394378A1; WO2001062691A1; EP1511705A1; US7270792B2; KR20020077458A; MXPA02008195A; CN1404465A; US6878855B2; US20050165265A1; US20020065444A1; AU2001241727A1

Abstract

(57)【要約】少なくとも１つのキシレン異性化反応器を少なくとも１つの圧力スイング吸着単位装置又は温度スイング吸着単位装置を組み合わせて、過平衡ｐ−キシレン濃度を有する生成物を生成することによる、Ｃ_８芳香族供給流れからのｐ−キシレン生成を増大させるための方法及びシステム。その生成物は次にｐ−キシレン分離及び精製に付される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、Ｃ_８芳香族化合物を含有する炭化水素供給流れからのｐ−キシレン
の回収及び生成を増大するための方法及びシステムに関する。特に、その方法及
びシステムは、キシレン異性化及び圧力スイング吸着を含み、ｐ−キシレン富有
化生成物(ｐ−キシレンが富有化された生成物)を含有する脱着流出液を生成する
。次に、ｐ−キシレンは、この脱着流出液から回収される。

【０００２】エチルベンゼン(ＥＢ)、ｐ−キシレン(ＰＸ)、ｏ−キシレン(ＯＸ)及びｍ−キ
シレン(ＭＸ)は、化学プラント又は製油所からの典型的な工業的Ｃ_８芳香族生成
物流れ中に一緒に存在する。例えば、工業的に利用できる、ＭｏｂｉｌＳｅｌ
ｅｃｔｉｖｅＴｏｌｕｅｎｅＤｉｓｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｔｉｏｎ法及び
ＭｏｂｉｌＴｏｌｕｅｎｅＤｉｓｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｔｉｏｎ法は、そ
のような流れを生成し得る。ナフサ改質プラントもそれらの芳香族化合物を生成
する。商業的な例は、ＰＯＷＥＲＦＯＲＭＩＮＧ法及びＰＬＡＴＦＯＲＭＩＮＧ
法を含む。Ｃ_３／Ｃ_４炭化水素をＣＹＣＬＡＲ法により、芳香族化合物に変換す
ることも可能である。それらのＣ_８芳香族化合物は又、ガソリン、ディーゼル燃
料、加熱油及び他の燃料を生成する製油所において多量生成される。Ｃ_８流れよ
りも低い分子量を有するベンゼん及びトルエンは、いくつかのそれらの化学プラ
ント及び製油所から生成される２つの他の多量の価値のある芳香族生成物である
。(ＰＬＡＴＦＯＲＭＩＮＧ及びＣＹＣＬＡＲは、ＵＯＰ，Ｉｎｃ．の登録商標
である。)

【０００３】すべてが同じ分子式、Ｃ_８Ｈ_１０を有する、本発明に関する４つのＣ_８芳香族化
合物のなかで、ＥＢは、直接的脱水素、酸化的脱水素、又はプロピレンオキシド
を生成するための“Ｏｘｉｒａｎｅ”法からの同時生成物であるエチルベンゼン
ヒドロペルオキシド中間体経由での変換により、スチレンを生成するのに主に用
いられる。スチレンは、ポリスチレン及びスチレン−ブタジエンゴムのような多
くの重要なポリマーを生成するための多量のモノマーである。しかし、主として
、経済的な論理主義的な生産制御及び生成物純度の理由のために、典型的なスチ
レン生成プラントにおいて用いられるほとんどのＥＢ供給原料は、化学プラント
又は製油所からのＣ_８芳香族流れからの回収によるのではなく、ベンゼンのエチ
レンでのアルキル化による目的で生成される。典型的なＣ_８芳香族流れからのＥ
Ｂの総量は、副生物としてその回収及び精製のための付加的な設備を設置するこ
とを正当化するのに十分に重要ではない。従って、ほとんどの経済的な方法にお
いてＥＢを除去、変換又はそうでなければ処分することがしばしば望ましく、時
には必要である。

【０００４】３つのキシレン異性体のうち、ＰＸは最も大きな市場を有する。ＰＸは、ポリ
(エチレンテレフタレート)、すなわちＰＥＴ、ポリ(プロピレンテレフタレート)
、すなわちＰＰＴ、及びポリ(ブテンテレフタレート)、すなわちＰＢＴのような
種々のポリマーを製造するのに用いられる精製されたテレフタル酸(ＰＴＡ)、及
びジメチルテレフタレート(ＤＭＴ)のようなテレフタレートエステルを生成する
ために主に用いられる。異なる等級のＰＥＴは、フィルム、合成繊維及び清涼飲
料用のプラスチック瓶のような多くの異なる人気のある消費財に用いられる。Ｐ
ＰＴ及びＰＢＴは、異なる性質を有する類似の製品を製造するために用いられる
。

【０００５】ＯＸ及びＭＸは、溶媒、又はそれぞれ、無水フタル酸及びイソフタル酸のよう
な製品を製造するための原料としても用いられるが、市場におけるＯＸ及びＭＸ
並びにそれらの下流誘導体に対する需要はずっと少なく、より限定されている。
ＯＸ及びＭＸに対する需要よりも、供給原料としてのＰＸに対するはるかに多い
需要のために、Ｃ_８芳香族物質の特定の供給源からのＰＸ生成を増大させる又は
最大にさえすることは、通常、商業的により望ましい。そうでないと、ＭＸ及び
／又はＯＸの過剰生産並びにＰＸの不適切な生産になり得て、従って、種々のＣ _８芳香族化合物市場における供給と需要のアンバランスを生じる。

【０００６】特定の方法又はプラントからのＰＸ収量及び／又は生成を増大させる又は最大
にするというこの目標を達成することにおける２つの主な技術的な課題がある。
第一に、Ｃ_８芳香族化合物は、類似の化学的構造及び物理的性質及び同一の分子
量のゆえに分離するのが困難である。第二に、４つのＣ_８芳香族化合物、特に３
つのキシレン異性体は、特定のプラント又は製油所におけるＣ_８芳香族流れの生
成の熱力学により決められた濃度で通常存在する。結果として、ＰＸ生成は、Ｐ
Ｘの量を増大させるために及び／又はＰＸ回収効率を改良するために付加的な処
理工程を用いなければ、せいぜい初めにＣ_８芳香族流れにいかに多くのＰＸが存
在するかということに制限される。従って、異なる、新規な技術又は方法を用い
ることによりＰＸ収量を増大させること及びＰＸ生成効率を改良することは、化
学及び精製工業及び技術界により常に求められている２つの目標である。

【０００７】分別蒸留は、化学物質を分離するために多くの工業プラントにおける多くのプ
ロセスのための通常用いられる方法である。しかし、そのような従来の分別蒸留
技術を、ＥＢ及び異なるキシレン異性体を効率良くかつ経済的に分離するために
用いることはしばしば困難である。それは、４つのＣ_８芳香族化合物の沸点が、
非常に狭い８℃の範囲内、約１３６℃から約１４４℃までにあるからである(表
１参照)。ＰＸ及びＥＢの沸点は、約２℃離れている。ＰＸ及びＭＸの沸点は、
約１℃しか離れていない。結果として、有効なかつ満足のゆくキシレン分離をさ
せるためには、大きい機器、かなりのエネルギー消費、及び／又は実質的再循環
が求められる。

【０００８】

【表１】

【０００９】それにもかかわらず、それらのＣ_８芳香族成分を個々の生成物に分離するため
に単純な分別蒸留以外の種々の方法及びプロセスが試験され、開発され、いくつ
かは、工業的規模で成功裡に実施されている。それらの例には、分別結晶化、吸
着及びそれらの組み合わせが含まれる。

【００１０】晶析装置における分別結晶化は、凍結点と、異なる温度におけるＣ_８芳香族成
分の溶解度との間の差を利用する。比較的により高い凍結点ゆえに、ＰＸは、通
常、そのようなプロセスにおいて固体として分離され、一方、他の成分は、ＰＸ
が涸渇された濾液において回収される。このタイプの分別結晶化により、高いＰ
Ｘ純度、多くのプラントにおいてＰＸのＰＴＡ及び／又はＤＭＴへの商業的に満
足な変換に必要な主要な性質が得られる。このように操作され得る晶析装置は、
米国特許第３，６６２，０１３号に記載されている。工業的に利用できるプロセ
ス及び晶析装置には、結晶化イソファイニング法、連続的向流結晶化法、直接Ｃ
Ｏ_２晶析装置及びスクレープドドラム晶析装置が含まれる。高いユーティリティ
ー使用量及びＰＸとＭＸとの間の共融混合物の生成のために、ＰＸを回収するた
めに分別結晶化を用いるときに、できる限り高い初期のＰＸ濃度を使用すること
が通常、より有利である。

【００１１】異なるキシレン分離法では、ゼオライトのような分子篩が用いられて、Ｃ_８芳
香族供給流れからｐ−キシレンを選択的に吸着し、ＰＸ涸渇流出液を生成する。
次に、吸着されたＰＸは、加熱、ストリッピング及び他のような種々の方法によ
り脱着される(一般的に、米国特許第３，７０６，８１２号、３，７３２，３２
５号及び４，８８６，９２９号を参照)。多くの化学プラント又は製油所におい
て用いられる２つの工業的に利用できる方法は、ＰＡＲＥＸ法及びＥＬＵＸＹＬ
法である。そのような分子篩に基づく吸着法において、典型的には６５％未満の
分別結晶化法からのＰＸに比較して多量のＰＸ、典型的には９０％を超えるＰＸ
が、特定の供給原料中に存在するＰＸから回収される(ＰＡＲＥＸはＵＯＰＩ
ｎｃ．の登録商標であり、ＥＬＵＸＹＬはＩｎｓｔｉｔｕｔＦｒａｎｃａｉｓ
ｄｕＰｅｔｒｏｌｅの登録商標である)。

【００１２】特定の分離法又はシステムの効率に依存して、それらのＰＸ涸渇流れ又は濾液
は、種々の量の残存するＰＸをなお含有し得る。同時に、ＭＸ、ＯＸ及びＥＢ濃
度は、最初のＣ_８芳香族供給原料中の濃度よりも高い。実際のＥＢ濃度は、主に
、(ａ)分離法、(ｂ)供給原料組成及び(ｃ)異性化触媒、及びＰＸ涸渇流れを、１
つ以上のキシレン異性化工程に通過させ、再循環させる場合、異性化反応器にお
ける異性化条件によって、実質的に変わる。

【００１３】それらのＰＸ分離法の多くでは、供給原料中の最初のＰＸ濃度が高ければ高い
ほど、より容易に、より効率的にそしてより経済的に、ＰＸ分離を達成するよう
になる。従って、Ｃ_８芳香族化合物を含有する炭化水素供給流れを、ＰＡＲＥＸ
単位装置又は上記のような分別晶析装置のようなＰＸ分離機に送る前の前記炭化
水素流れ中のＰＸ濃度を増大するための強力な経済的及び技術的動機が存在する
。

【００１４】先のパラグラフで記載したように、ＰＸは、分別結晶化又は選択的吸着のよう
な異なる方法によって分離され得る。しかし、付加的な処理工程なしで、回収さ
れ得るＰＸの総量はまだ限定されている。それは、そのような生成条件下でのそ
れらの相互転換性により、ＥＢ及び３種のキシレンがそれらが生成される熱力学
的条件下により決められる濃度に近い濃度で通常存在するからである。PX濃度が
、製油所又は化学プラントにおいて生成される典型的な芳香族流れ中に存在する
総Ｃ_８芳香族化合物の約２５モル％(２５重量％と等価)以下であり、ＭＸは約５
０モル％であることは、珍しくない。従って、多くの工業的芳香族化合物方法は
、ＯＸ、ＭＸ及びときにＥＢをＰＸに異性化することにより多くのＰＸを精製す
るために、分離工程から来る種々のＰＸ涸渇流れを再循環させ、異性化するため
の付加的な工程を備えている。

【００１５】ＥＢの化学的性質のために、ＥＢは、特定のキシレン異性化条件下で部分的に
又は完全に破壊され得る。後に記載するように、キシレン異性化の間にＥＢが破
壊される場合、ＥＢは通常、水素の存在下で及び消費でベンゼン及びエタンに改
変される。ベンゼン及びエタンの非常に異なる物理的及び化学的性質のために、
ベンゼン及びエタンは、多くの従来の方法によりキシレン類から容易に分離され
得る。ＥＢの破壊を伴って又は伴わずに、キシレン異性化反応からの異性化生成
物流出液は、晶析装置又は吸着単位装置のようなＰＸ分離機への供給流れの一部
になる。

【００１６】それらの異性化法のために選ばれる特定のシステム及び触媒にもかかわらず、
異性化反応器からの異性化流出液におけるＰＸ濃度は、熱力学により主に決まる
。すなわち、異性化条件下でのＰＸの平衡濃度制限内である。製油所又は化学プ
ラントから直接来るＣ_８芳香族流れに関する先に記載した状況と同様に、キシレ
ン異性化流出液におけるＰＸ濃度を、異性化流出液を供給原料としてＰＸ分離単
位装置に送る前に、キシレン異性化熱力学により決まる濃度よりも高濃度(過平
衡濃度)にまで増大させるのが望ましい。先のように、このより高いＰＸ濃度は
、ＰＸ分離のための分別晶析装置のような存在する単位装置及び装置のより良好
な利用及び／又はあい路打開を可能にする。

【００１７】本発明において、少なくとも１つのキシレン異性化工程と、少なくとも１つの
の圧力スイング吸着(ＰＳＡ)工程又は温度スイング（ＴＳＡ）工程を組み合わせ
ることにより、過平衡濃度におけるＰＸを有する、すなわち、ＰＸ富有化された
ＰＳＡ及び／又はＴＳＡ脱着生成物を生成することができる。この過平衡濃度の
ＰＸを含有する芳香族生成物は、純粋なＰＸのより高い収量を生じさせるための
、さらに下流の分別結晶化又は他の種類の分離法の供給原料として有用である。
ＥＢは、キシレン異性化工程におけるプロセスにおいて破壊され得る。任意に、
異性化性能を改良するために、水素がキシレン異性化反応器において用いられ得
る。

【００１８】この新規な方法及び関連するシステムは、グラスルーツプラント、既存の化学
プラント、既存の製油所又は、ＰＸ生産能力、特定のＣ_８芳香族供給原料からの
全体のＰＸ回収及び／又はＰＸ収量を増大させるまたは最大にするための関連し
た方法において用いられ得る。１つの選択として、本発明では、消滅近くまでＭ
Ｘ及び／又はＯＸ及び／又はＥＢを再循環し及び異性化し又は破壊し、従って、
炭化水素供給流れの特定のキシレン留分から本質的にＰＸのみを生成することを
可能にする。本明細書における開示から、本発明の特定の態様を芳香族化合物生
成法及びシステムに適用することにより、より効率的な熱集積化及びより良好な
熱管理がなされ得るか又は、より少ない装置しか必要としないことが可能である
ことが明らかになるであろう。

【００１９】本発明は、キシレン類及びエチルベンゼンを含有する供給流れからｐ−キシレ
ン富有化生成物を生成する方法に関し、その方法は、供給流れを、異性化触媒を
含有する少なくとも１つの異性化反応器に、任意に水素分圧下で、通過させ、異
性化流出液を生成すること、並びにその異性化流出液を、収着剤を含有する、好
ましくは蒸気相における、圧力スイング吸着単位装置又は温度スイング吸着装置
に通し、サイクル時間において、ｐ−キシレン富有化生成物を含有する脱着流出
液、及びｐ−キシレン涸渇流れを含有する流出する存在するラフィネートを代わ
るがわるに生成することを含む。その収着剤は、吸着剤及び任意に熱吸収媒体を
含む。

【００２０】ＰＸ生成を増大するために少なくとも１つの異性化反応器に入る供給流れの一
部にするために、ＰＸが涸渇した流出ラフィネートを再循環させることは、本発
明の他の目的である。

【００２１】異性化反応器において有効な異性化条件下で、供給流れ中に存在するすべての
ＥＢを部分的に、実質的に完全に又は完全に破壊することができる異性化触媒を
用いることも本発明の目的である。異性化反応器から出てくる異性化流出液中に
ＥＢが不存在又は実質的に不存在である場合、ＰＸが涸渇したＰＳＡ又はラフィ
ネートともいわれるＴＳＡ流出ラフィネートを、第二異性化反応器へのかなりの
入熱の必要性なしに、より低い温度において第二の異性化反応器に通過させるこ
とは、本発明の態様の範囲内である。

【００２２】本発明はさらに、ｐ−キシレン富有化生成物を生成するためのシステムに関す
る。このシステムは、第一のｐ−キシレン涸渇供給流れを異性化し、異性化条件
下で、平衡濃度において又は平衡濃度付近において、ｐ−キシレンを含有する第
一生成物を生成する、水素分圧下の、異性化触媒を含有する、少なくとも１つの
キシレン異性化反応器；第一生成物から、加圧工程を含む吸着モード中にｐ−キ
シレン涸渇生成物を、そしてブローダウン工程を含む脱着モード中に、過平衡ｐ
−キシレン濃度を有するｐ−キシレン富有化生成物を代わるがわるに生成するた
めの、サイクル時間を有するサイクルにおいて操作する、少なくとも１つの気相
圧力スイング吸着単位装置又は温度スイング吸着単位装置(以下、「スイング吸
着」(ＳＡ)単位装置として一般的にいう)；並びにｐ−キシレンが、ｐ−キシレ
ン富有化生成物から分離され、回収される、少なくとも１つのｐ−キシレン回収
単位装置を含む。ＳＡ操作のためのパージ及びすすぎのような付加的な工程が用
いられ得る。

【００２３】２つ以上のＳＡ単位装置、及び任意に２つ以上の異性化反応器を用いることも
、本発明の態様の範囲内である。所定の方法又はシステムにおいて、ＳＡ単位装
置及び異性化反応器は、２種以上の異なる温度においてであることができ、又は
２組以上の異なる操作条件下で操作されることができる。異性化条件下で、すべ
ての又はほとんどのＥＢを破壊するのに十分に高い、2種以上の異性化温度の一
種を有することが好ましい。異なる触媒が異なる異性化反応器において用いられ
得る。異なるＳＡ単位装置において異なる収着剤又は吸着剤が用いられ得る。

【００２４】他の態様は、本明細書中に開示された方法により又はシステムにより生成され
るＰＸ富有化生成物に関する。

【００２５】本発明は、添付図面と関連付けて読むと、より良好に理解され、本明細書にお
ける記載から利点がより明らかになるであろう。

【００２６】当業者は、それらの図面は、例示目的のためだけに用いられ、本発明により体
現されるすべての可能なシステム又は方法のバリエーションを表すものではない
ことを理解する。又、図面には、工業的、商業的又はさらに実験的な目的のため
に必要であり得る機器及び装置並びに処理工程の多くの部分を含んでいない。本
発明の本質を理解するために必要とされないそのような機器、装置及び工程は、
図面中に示されていないが、それらのいくつかは、本発明の種々の面を例示する
ためにときどき記載され得る。熱交換器及び圧縮機のような機器のいくつかは、
異なる反応器における温度及び圧力のような条件により、方法又はシステムにお
ける異なる場所において設置され得る．

【００２７】本発明は、Ｃ_８芳香族化合物が分離され、生成され及び／又は処理される、化
学プラント及び製油所におけるｐ−キシレン(ＰＸ)の生成、回収及び／又は収率
を増大させる又は最大にする方法及びシステムに関する。本発明は又、そのよう
な方法により又はそのようにプラントにおいて生成されるＰＸ富有化生成物に関
する。

【００２８】本発明の方法は、Ｃ_８芳香族化合物を含有する供給流れを異性化し、異性化流
出液を生成すること、続いて、その異性化流出液を吸着剤の存在下でスイング吸
着(ＳＡ)工程に付すことを含む。他に特定されていなければ、「異性化」及び「
キシレン異性化」という用語は、本明細書において互換的に用いられる。以下で
は、方法をＰＳＡ単位装置に関して記載するが、その記載は、ＳＡ単位装置とし
てＴＳＡ単位装置の使用を意図すると理解すべきである。

【００２９】ＰＳＡ単位装置は、サイクル時間を有する、吸着モード−脱着モードサイクル
において操作される。吸着モードにおいて、加圧工程及び高圧吸着工程があり得
る。その脱着モードは、(ａ)並流又は向流であるブローダウン工程、(ｂ)低圧脱
着工程及び任意に(ｃ)ブローダウン工程の前に、より高い生成物純度のために吸
着剤床をパージするための高圧におけるすすぎ工程(吸着モード圧力のような)を
含み得る。ユーティリティ使用量を低減するための又はより良好な結果を得るた
めにＰＳＡ単位装置を操作することにおいて均圧のような付加工程があり得る。
そのサイクル時間は、一定であるか又は変わり得る。各規則的ＰＳＡサイクル内
又は外において１つ以上のパージもあり得る。それらのパージは、予定されて又
は必要に応じて又は両方で行なわれる。

【００３０】ＰＸ涸渇された流出するラフィネートは、ＰＳＡの吸着モード中に生成される
。ＰＳＡの脱着モードの間に、過平衡ＰＸ濃度を有する脱着流れが生成される。
任意に、ＰＳＡ単位装置からのＰＸが涸渇した流出するラフィネートが、供給流
れの一部になるために異性化反応器に送り返され得る。このラフィネートは、又
、サイクルの脱着モードの後に、収着剤の空隙に捕捉された更なるＰＸを回収す
るためにＰＳＡ収着剤床をパージするために用いられる。同じ又は異なる条件で
操作される２つ以上の異性化反応器があり得る。少なくとも2つのＰＳＡ単位装
置を有するのも好ましい。２つ以上のＰＳＡ単位装置がある場合、同じ又は異な
る条件下で操作され得る。

【００３１】「ＰＸが涸渇した」という用語は、同じＰＳＡ単位装置への供給流れにおける
ＰＸ濃度に比べ、特定のＰＳＡ単位装置の流出する流れ(ラフィネート)における
ＰＸ濃度が低減していることを意味するだけである。ＰＸのすべてが涸渇すべき
である又はＰＳＡ単位装置へのキシレン含有供給流れから除去されなくてはなら
ないということを意味しない。

【００３２】本発明では、キシレン異性化反応器への供給流れが、異性化条件下で他の相互
転換できるＣ_８芳香族化合物に相関してＰＸをその平衡濃度よりも低い濃度で含
有する。触媒によるキシレン異性化工程は、その平衡レベル付近までＰＸ濃度を
増大させる。次に、異性化流出液は、ＰＳＡ単位装置に供給される。異性化工程
は、又、温度が約３５０℃より高い場合に、供給原料中に存在するＥＢの一部又
はすべてを破壊するのに役立ち得る。ＰＳＡによるより良好なＰＸ分離を達成す
るために、ＰＳＡ単位装置における温度は、典型的には異性化温度よりも低く、
特に、そのうえ、異性化工程においてＥＢ破壊が望ましい場合は、低い。

【００３３】ＥＢが第一の温度において異性化反応器中でかなり完全に破壊される場合、第
一の温度よりも低い第二の温度において操作される他の１つ以上のキシレン異性
化反応器を有することは任意であり、しばしば好ましい。この第二のより低いキ
シレン異性化温度は、組み合わされたＰＳＡ単位装置の温度とはあまりに異なら
ない、例えば、±２０℃以内である場合、この第二の(他の)キシレン異性化反応
器からの異性化生成物は、その流れを冷却するために熱交換機を用いる必要なく
ＰＳＡ単位装置に送られ得る。又、ＰＳＡ単位装置からのＰＸ涸渇流出流れは、
任意に、熱交換機による付加的な入熱の必要がなく、より低い(第二の)温度で操
作される第二のキシレン異性化反応器にもどし得る。本発明によれば、単純化し
たプラント操作、よりすんない数のプラン機器及びより低いユーティリティー使
用量を用いて付加的なＰＸが生成し得る。このように、ＭＸ及びＯＸは消滅する
まで再循環され得る。

【００３４】本発明の他の面は、必要な処理単位装置、反応器、機器及び制御装置を含むプ
ラント又はシステムに関する。そのような処理単位装置、反応器、機器及び制御
装置は、キシレン類を異性化し、圧力スイング吸着によりＰＸ富有化生成物を生
成し、望ましい、より高い最大の及び／又は改良されたＰＸ生成、回収及び／又
は収率を達成する種々の必要な及び／又は任意の機能を備える。又、既存のプラ
ント又はグラスルーツプラントにおいて本発明の態様を用いることにより、より
低いユーティリティー使用量又は必要な機器のより少ない数も達成し得て、ＰＸ
生産を増大させ得る。又、より低い価値の生成物又は廃棄物をより少なく生成す
ることも構想される。

【００３５】Ｃ_８芳香族化合物を含有する供給流れを、水素分圧の圧力の存在下で、適する
異性化触媒を含有する少なくとも１つの異性化反応器に通し、異性化流出液を生
成させ、続いて、その異性化流出液を、流出するラフィネートを生成する吸着モ
ードと脱着流出液を生成する脱着モードとを交互に作動させる少なくとも１つの
ＰＳ単位装置に供給することにより、過平衡ＰＸ濃度を有する脱着流出液は、Ｐ
ＳＡの脱着モード中に生成される。プラント又はシステムにおいて２つ以上のＰ
ＳＡ単位装置を用いるのが通常である。

【００３６】ＰＳＡ単位装置における吸着のキャパシティーにより主に決定される、吸着モ
ードになった一定時間の後に、２つ以上のＰＳＡ単位装置がある場合、第一への
供給流れを停止させるかもしくは他のＰＳＡ単位装置に迂回させ、又は、脱トル
エン塔のような他の塔もしくは装備に迂回される。ブローダウンの前に、高圧す
すぎ工程を行い得る。圧力を低下(ブローダウン)させ、続いての低圧脱着工程に
よりＰＸに富んだ(過平衡濃度の)生成物を含有する脱着流出液を生成することに
より、第一のＰＳＡ単位装置を用いて脱着モードを行う。

【００３７】次に、すすぎ工程からの流出液流れを合わせて又は合わせずに、脱着流出液を
、ＰＸ回収及び精製のためのＰＡＲＥＸ単位装置又は分別結晶化単位装置のよう
な分離単位装置に送る。脱着後、第一のＰＳＡ単位装置を吸着モードにもどし得
る。吸着モードと脱着モードの間又はその外側で１つ以上のパージがあり得る。
圧力を、真空にさえ、低下させることに加えて及び／又はその代わりに、脱着を
達成するためのＰＳＡ単位装置において、温度の上昇化、脱着生成物パージ、溶
媒ストリッピング、特に(エタンが存在する又は存在しない)ベンゼン／トルエン
流れ及びＭＸ富有流れのようなプロセスにおいて生成された流れの溶媒ストリッ
ピング又はそれらの組み合わせが用いられ得る。パージは、向流法で行われ得る
。すでに記載したように、付加的なすすぎ工程も同様に行われ得る。

【００３８】典型的な化学プラント又は製油所からのＣ_８芳香族化合物流れは、熱力学的平
衡濃度に近い濃度で、ＰＸ、ＭＸ、ＯＸ及びＥＢを含有する。この流れをキシレ
ン異性化に付すことは、あまり利益をもたらさず、あったとしてもごくわずかで
ある。従って、本発明のために用いられる異性化反応器への供給流れは、好まし
くは、供給流れにおける最終的なＰＸ濃度が、異性化反応器のために用いられる
一組の異性化条件下、特に異性化温度下で、熱力学的により決定されるよりも低
いように、１つ以上のＰＳＡ単位装置から再循環されるＰＸ涸渇流出ラフィネー
トの少なくとも一部を含む。典型的には、キシレン異性化反応器へのこの供給流
れにおけるＰＸ濃度は、供給流れ中に存在する４つのＣ_８芳香族化合物すべての
約２５重量％よりも低い。

【００３９】Ｃ_８芳香族供給流れは、キシレン類及びエチルベンゼンの他に、ある量の他の
芳香族化合物又は非芳香族化合物でさえ含有する。そのような芳香族化合物の例
は、ベンゼン、トルエン並びにメシチレン、プソイドクメン等のようなＣ_９芳香
族化合物である。分子量、沸点並びに他の物理的及び化学的性質における違いの
ために、これらの他の化合物、芳香族又は非芳香族化合物は、キシレン類及びＥ
Ｂから比較的容易に分離され得る。当業者により理解されるように、これらの化
合物は、ほとんどのキシレン生成方法又は設備に対して重大な問題を生じない。
従って、それらの分離を達成するための異なる処理単位装置、反応器、機器及び
制御装置は、図１及び図２の図面から実質的に省かれている。

【００４０】望ましい異性化反応を達成するためのキシレン異性化反応器において用いられ
得る多くの触媒又は触媒の組み合わせが存在する。一般的に、２つの種類のキシ
レン異性化触媒が存在する。１つの種類の異性化触媒は、ＥＢを含む４つの異な
るＣ_８芳香族化合物を、反応条件下で熱力学により決定される濃度に多少平衡さ
せる。このことは、特定の供給原料におけるＣ_８芳香族化合物からのＰＸの最大
な生成を可能にする。それらの種類の触媒の例には、それぞれの方法において用
いられるＩＦＰ／ＥｎｇｅｌｈａｒｄＯｃｔａｆｉｎｉｎｇ及びＯｃｔａｆｉ
ｎｉｎｇＩＩ触媒が含まれる。

【００４１】もう一方の種類のキシレン異性化触媒は、好ましくは水素の存在下で、ＥＢ破
壊も達成することができる。先に記載したように、この種類のプロセス、プラン
ト及び触媒は、ＥＢを除去し、副生物としてベンゼン及びエタンを生成する。こ
のことは、特定のプラントにおいて存在する他の機器と同様に種々の生成物の供
給及び需要によって、ＥＢの望ましい処分であり得る。例には、それぞれの方法
において用いられるＭｏｂｉｌＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＩｓｏｍ
ｅｒｉｚａｔｉｏｎ (ＭＨＴＩ)触媒、ＭｏｂｉｌＨｉｇｈＡｃｔｉｖｉｔ
ｙＩｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ (ＭＨＡＩ)触媒及びＵＯＰＩＳＯＭＡＲ
Ｉ−１００触媒が含まれる(ＩＳＯＭＡＲはＵＯＰ，Ｉｎｃ．の登録商標である)
。

【００４２】多くの適する異性化反応器が本発明のために用いられ得る。いくつかの非限定
例は、米国特許第４，８９９，０１１号及び４，２３６，９９６号に記載されて
いる。

【００４３】キシレン異性化反応は種々の有効な条件下で、多くの異なるシステムにおいて
行われ得る。そのような有効な条件には広範な温度範囲が含まれる。キシレン類
のうちのＰＸ平衡濃度は、本発明に適する範囲内で強力な温度依存性ではないこ
とは一般的に知られており、及び／又は考えられているので、特定の異性化反応
器のための特定の温度の選択は、ＰＸ回収又は収率に実質的な影響は与えない。
しかし、本発明方法又はシステムの特定の反応器における特定の異性化反応温度
の選択は、供給原料中にＥＢが存在するか否か、異性化中に供給原料中のＥＢを
破壊するのが望ましいか否か、２つ以上の異性化反応器が存在するか否か、ＰＳ
Ａ単位装置における操作温度は何度か並びにそれらの組み合わせに依存する。

【００４４】キシレン異性化のための温度範囲は、約２００℃乃至約５５０℃、好ましくは
約２５０℃乃至約５２０℃及びより好ましくは約３２５℃乃至約４５０℃の範囲
である。すべてでなければほとんどの公知の触媒では、反応温度が、約３００℃
、好ましくは約３２５℃に達するまで、ＥＢ破壊は、かなりの程度まで起こらな
い。従って、ＥＢを破壊するためには、上記温度の範囲内で約３２５℃より高い
温度において操作することが好ましい。方法又はシステムのために用いられる２
つ以上のキシレン異性化反応器がある場合、１つの反応器を上記温度範囲におけ
る第一の温度において操作し、他方の反応器を第一の温度よりも低い温度で操作
することが好ましい。そのようなより低い温度は、約２００℃乃至約３５０℃、
より好ましくは約２２０℃乃至約３００℃の範囲であることが好ましい。

【００４５】特定の異性化反応器への供給流れにおいてＥＢが存在しない場合又はＥＢ破壊
が必要でないか又は好ましくない場合、エネルギー消費及びユーティリティー使
用量を低減させるためにより低い異性化温度が用いられ得る。熱交換及び／又は
熱交換機器の必要性を最小にするために、異性化反応器の温度をＰＳＡ単位装置
の温度に合致させることがより好ましくあり得る。ＰＳＡ単位装置は、ＥＢ破壊
を伴うキシレン異性化反応器における温度よりも低い温度で典型的には操作され
る。

【００４６】本発明のためには、キシレン異性化反応は、液相、蒸気(気)相、超臨界相又は
それらの組み合わせにおいて行い得る。異性化反応条件及び異性化される芳香族
供給流れの特定の組成の選択により、キシレン異性化反応器における芳香族供給
流れの物理的状態が決定する。異性化反応器と組み合わされた少なくとも１つの
ＰＳＡ単位装置が存在し、本発明のＰＳＡ単位装置が好ましくは蒸気相において
操作されるので、同様に蒸気相において異性化反応を行うことがより有利である
。このことは、工業用の又は実験用のプロセス及びプラント操作を合理化し、単
純化し、そのようなプロセス又はプラントから熱交換機のような特定の機器をな
くす。

【００４７】異性化触媒、システム又は異性化工程中にＥＢを異性化及び／又は破壊するこ
とができる他の方法を用いることも本発明の態様の範囲内である。先に記載した
ように、ＥＢは、スチレンのような重要なモノマーの有用な原料であるが、芳香
族化学プラントにおいて比較的少量のＥＢを回収することは経済的でないかもし
れない。結果として、同時に望ましい破壊を達成することもできる適する異性化
触媒の存在下で、適する反応条件、特により高い温度を用いることは、操作上及
び経済上、より望ましくあり得て、従って好ましくあり得る。ＥＢは、多くの反
応条件下で、約３００℃より高い温度で脱アルキル化され、ベンゼン及びエチレ
ンを生成し得る。本発明のために好ましい、水素の存在下で、ＥＢは、主として
、水添脱アルキル化反応により、ベンゼン及びエタンに変換される。この方法に
おいて破壊されるＥＢの各モルに対して、反応化学量論により、１モルの水素が
消費される。従って、異性化反応器における特定の供給流れにおいて変換される
べきＥＢのモル数に少なくとも等しいモル量で水素を用いることがより好ましい
。

【００４８】さらに、ほとんどのＥＢを破壊するのに十分な温度で操作させる少なくとも１
つの異性化反応器を有することは、本発明の態様の範囲内である。このことによ
り、先に記載されたＥＢが低い又はない場合になる。従って、高温キシレン異性
化反応器と組み合わされたＰＳＡ単位装置からの、吸着モードにおいて生成され
たＰＸ涸渇流出ラフィネートを第二の異なる、より低い温度の異性化反応器に送
り、流出ラフィネート中のＭＸ及びＯＸをより多いＰＸにさらに異性化すること
は任意であり、好ましい。次に、この再平衡ＰＸ含有混合物を、ＰＸ富有化生成
物を生成するために同じ又は異なるＰＳＡ単位装置に送ることができる。このモ
ードにおいて、望ましい場合、異なる異性化反応器において異なる触媒を用いる
ことは任意である。本発明方法又はプラントにおいて、ＭＸ及びＯＸを消滅する
まで再循環することは任意である。

【００４９】本発明の方法及びシステムの異性化工程では、キシレン異性化反応器中に存在
するすべての炭化水素及び水素のような他の気体又は蒸気を含む、反応器におけ
る全圧は、約２００ｋＰａ乃至約６ＭＰａ、好ましくは約３００ｋＰａ乃至約３
ＭＰａ、より好ましくは約４００ｋＰａ乃至約１ＭＰａの範囲である。異性化反
応器における水素の適する分圧は、約５０ｋＰａ乃至約６ＭＰａ、好ましくは約
１００ｋＰａ乃至約３ＭＰａの範囲である。異性化反応器におけるキシレン及び
エチルベンゼンの適する分圧は、約１００ｋＰａ乃至約６ＭＰａ、好ましくは約
２００ｋＰａ乃至約３ＭＰａである。

【００５０】キシレン異性化反応それ自体により要求されないが、少なくともいくらかの水
素を異性化反応器中に適する分圧において有することが有利であり、好ましいこ
とが見出される。例えば、水素は、置き換えられるか又は再生されなくてはなら
なくなる前に、異性化触媒のサイクル寿命及び／又は極限寿命を改良することが
示された。一般的に、水素は、異性化触媒上のコーキング、すなわち、炭質物質
の堆積を低減することが考えられる。先に記載したように、ＥＢを脱アルキル化
し、エタン及びベンゼンを生成することによるＥＢ破壊のために、ＥＢと少なく
とも等モル量で水素が必要である。

【００５１】Ｃ_８芳香族化合物に対する水素のモル比(Ｈ_２／油比ともいう)は、１モルのキ
シレンに対して約０．１乃至１００モルの広範囲であることができる。１モルの
キシレンに対して約０．５乃至２モルの水素、より好ましくは約０．８乃至１．
２、最も好ましくは約０．９乃至１．１の範囲のモル比を有することが好ましい
。典型的な工業的操作において、水素分圧を特定の異性化反応器における全圧の
およそ半分又はわずかに小さく保つことが通常便利であり、有利である。当業者
は、蒸気相において、それらのモル比が、成分のそれぞれの分圧の比と同じであ
るか又はそれに近い(仮想概念気体法に従う)ことを理解する。

【００５２】特定の方法又はシステムにおいて、１つより多い異性化反応器が存在する場合
、異なる異性化反応器において、水素圧を変え得るか又は調整され得る。又、水
素圧又は濃度のバランスをとり、及び／又は１つ又は複数のＰＳＡ単位装置及び
いずれかの再循環流れを含む、全体の方法又はシステムの種々の部分において水
素蓄積を防ぐことが必要であり得る。例えば、コークスが形成されるか又は他の
意図しない及び／又は望ましくない脱水素反応が生じるときに水素が生成され得
る。それらすべては、方法又はシステムの特定の地点における水素組成をパージ
し、及び／又は提供することにより達成され得る。

【００５３】キシレン異性化反応器における触媒に対して、供給原料中の、すべての芳香族
化合物を含む総炭化水素のＷＨＳＶ(毎時重量空間速度)流量は、約０．５乃至２
０時間^−１の範囲である。流量は、重量対重量ベースで決定される。

【００５４】本明細書中に記載されているように、本発明の方法又はシステムにおいて、少
なくとも１つのＰＳＡ工程又は単位装置は、異性化流出液から、過平衡ＰＸ濃度
、すなわち、熱力学により決められた平衡濃度よりも高い濃度を有する脱着ＰＸ
富有化流出液を生成するための、少なくとも１つのキシレン異性化工程又は反応
器(下方の)に連結される。ＰＸ富有化生成物におけるそのようなＰＸ過平衡濃度
は、ＰＳＡ単位装置からの脱着流出液中に存在するすべての４つのＣ_８芳香族化
合物、ＥＢ、ＯＸ、ＭＸ及びＰＸの約２８重量％(又は２８モル％に等しい)乃至
約８０重量％の範囲のＰＸ濃度を意味する。

【００５５】ＳＡは、１つ以上の適する吸着剤そして任意に１つ以上の熱吸収媒体を含む１
つ以上の適する収着剤の存在下での循環高圧吸着／低圧脱着法である。それは、
異なる条件下で、特に異なる圧力下で、少なくとも２つの成分が異なる吸着特性
を有することを条件として、蒸気相又は気相における異なる成分を分離する方法
である。有利な場合、温度のような他の条件は、脱着モード中に同様に変えられ
得る。

【００５６】典型的なＰＳＡ単位装置、又は過平衡のＰＸ濃度を有するＰＸ富有化生成物を
生成するのに適するいずれかの他のＰＳＡ型処理機器において、任意にいくらか
の水素を含有するキシレンガス又は蒸気の混合物を、高圧においてＰＳＡ単位装
置において適する収着剤と接触させる。吸着工程の前に加圧工程が存在し得る。
これが吸着モードである。混合物中の少なくとも１つ成分、本発明のためのＰＸ
は、他の化合物(ＭＸ、ＯＸ、ＥＢ等)よりも収着剤の吸着剤部分に対してより高
い親和性を示し得て、従って、吸着剤により選択的に吸着される。優先的に吸着
される成分、ＰＸは、次にサイクルの吸着モード中にＰＳＡ単位装置を流出する
流出ラフィネートにおいて部分的に又は全体的に涸渇され、従って、選択的に吸
着された成分、ＰＸと混合物中の残りの成分との間の望ましい部分的な又は完全
な分離を達成する。

【００５７】吸着は、吸着剤のキャパシティーに達するまで続く。吸着される化合物、分離
の種類、及び好結果の分離を規定する操作基準により、流出するラフィネートに
おいて、（ａ）ＰＸが検出される；（ｂ）ＰＸの濃度が予め決められた認容でき
るレベルよりも高くなる；及び（ｃ）ＰＸの濃度が供給流れにおけるＰＸの濃度
と同じになることの１つ以上が観察されるときに、特定の成分、ＰＸに対する特
定の吸着剤のキャパシティーに達したと考える。

【００５８】ＰＳＡ単位装置において用いられる収着剤は、特定の分離を達成するために選
択される。先に記載したように、収着剤は、１つ以上の吸着剤及び任意に又は好
ましくは１つ以上の熱吸収媒体を含む。空気中の酸素から窒素を分離するための
、天然及び合成の多くのゼオライトがＰＳＡ単位装置における吸着剤として用い
られた。芳香族化合物からｎ−パラフィン類を分離するためのゼオライト５Ａ、
毛沸石及び斜方沸石のような他の吸着剤が、米国特許第５，８６３，３１５号に
開示されている。

【００５９】多くの異なる化合物及びそれらの混合物が、Ｃ_８芳香族化合物を分離するため
に本発明のＰＳＡ工程のための吸着剤としての使用のために適していることが見
出された。１つの重要な判定基準は、適する吸着剤は、吸着モードにおける条件
下でＰＸに対する容認できるキャパシティーを有しなければならないことである
。本明細書において、「キャパシティー」は、重量％ -- 条件の特定の組み合わ
せ下で用いられる吸着剤の１００重量当り吸着されるＰＸの重量の比として表わ
される。プロセス経済及び操作効率の理由のために、ＰＸに対する吸着剤のキャ
パシティーが高ければ高いほどよい。より低いキャパシティーでも用いられ得る
が，一般的に、本発明の操作条件下で、少なくとも約０．１重量％のＰＸキャパ
シティーを有することがより良好である。０．５重量％以上のＰＸキャパシティ
ーを有することが好ましく、１重量％以上のキャパシティーを有することがより
好ましい。構造化された収着剤が用いられる場合、低キャパシティーの吸着剤が
容認でき、特に急速な又は迅速なサイクルを用いて容認できる。

【００６０】吸着剤の吸着キャパシティーに加えて、吸着及び脱着の動力学も非常に重要な
因子である。吸着キャパシティーに達するために必要な時間は、供給原料中のＣ _８芳香族化合物と他の競合する物質の相対的な濃度(分圧)、Ｃ_８芳香族化合物と
他の競合する物質の競合的吸着親和力、温度及び圧力のような操作条件、供給流
れの流量、脱着動力学並びにＰＸ及び他の成分の拡散速度によって、実質的に変
わり得る。吸着動力学は、いかに長くＰＳＡが脱着モードにおいて存在する必要
があるかを大きく決定する。脱着温度及び圧力並びに用いられるストリッピング
化合物があるか否かが脱着動力学において実質的な影響を有する。

【００６１】収着剤は、吸着剤及び任意に適する熱吸収媒体が、モノリス支持体のような構
造化支持体上に配置される構造化収着剤から本質的に成り得る。支持体は、シリ
カ、ムライト、ジルコニア、アルミナ、チタニア、マグネシア、鋼鉄のような金
属及びそれらの組み合わせのような多くの物質から製造され得る。支持体は、配
向しても配向していなくてもよい。支持体は、ハネカム、スポンジ、スクリーン
、コイルとして造形され得る。支持体は、又、最初に、コロイドシリカ球晶のよ
うな他の物質で被覆され得る。米国特許第５，９２５，８００号及び３，５１８
，２０６号は、それらがそのような支持体を開示し、記載する程度まで、引用に
より本明細書に組み入れられる。構造化収着剤は、典型的には、非常に高い圧力
降下をせずに、非常に短い吸着−脱着サイクルを用いることを可能にする。それ
らを、時々、急速な又は迅速なサイクルＰＳＡプロセスという。

【００６２】構造化収着剤を形成するために、吸着剤又は、支持体上の吸着剤と任意の熱吸
収媒体を含有する収着剤の総量は、支持体の重量に基づいて、約０．０１重量％
乃至７０重量％の範囲である。

【００６３】特定の時間、又は吸着剤のキャパシティーに達するまで、吸着モードにおいて
操作した後に、異性化反応器からの異性化流出液の流れを止め、他のＰＳＡ単位
装置に進路を変えさせ、脱トルエン塔又はプラントにおける他の適する処理装置
又は単位装置に迂回させる。ＰＳＡ単位装置を、脱着モードに変える。通常、ブ
ローダウン工程があり、それによって、ＰＳＡ単位装置の圧力が低下し、続いて
低圧脱着工程がある。優先的に吸着される成分、ＰＸの脱着は、減圧、排気(大
気圧よりも低い圧力に)、低圧ストリッピング又は単純なストリッピングのよう
な種々の方法により達成され得る。ＰＸを脱着するための減圧(圧力を低下させ
る)は、本発明では好ましい。

【００６４】ＰＳＡ脱着モードの脱着工程は、時々、特に、吸着される成分が不純物である
か又は除去すべき他の望ましくない物質である場合に、再生工程ともいう。一端
、吸着剤が「再生され」たら、供給流れ、キシレン異性化流出液の流れは、パー
ジが行われない場合、吸着モードのために再び用いられる。本発明において、完
全な吸着−脱着サイクルを行く時間をサイクル時間という。より詳細な定義は後
で行う。吸着工程と脱着工程の間で異なる気体又は液体物質を用いるＰＳＡ単位
装置又は他の関連する機器の一つ以上のパージが又、各サイクルについて又は必
要に応じて行われ得る。パージは、種々の生成物の望ましくない蓄積を除去する
のに役立ち得る。

【００６５】脱着モードの後でかつ吸着モードの前にパージ工程を有することも本発明の範
囲内である。これは、吸着剤が、床空隙スペースに主に残された又は捕捉された
更なるＰＸを回収するために吸着剤を流れでパージする工程である。これは、通
常、吸着中の供給流れの流れの同じ方向で行われる。その流れは、ＰＸ濃度が低
い流体であることができる。１つのそのような流体は、ＰＸ涸渇された流出する
ラフィネートを含有する。

【００６６】特定の分離のためのＰＳＡの効率は、選ばれた吸着剤、選ばれた収着剤、吸着
の機構、供給流れの組成、種々のＣ_８芳香族成分及び存在する他の成分の絶対的
及び相対的濃度、用いられる機器、操作条件、望ましい処理量操作条件等に依存
する。特定のＣ_８芳香族供給流れにおいて多くの異なる成分を有する可能性のた
めに、効率は、実質的に変わり得る。

【００６７】意図されたり、好ましかったりするのではないが、本発明は、システムにおけ
る少量の液体の存在下で十分に操作され得ることにも注意すべきである。液体は
、微粒化、連行、局部冷却効果、毛管現象(例えば、吸着剤中又は吸着剤上)、過
圧化又はそれらの組み合わせのような多くの理由のためにシステム内のどこかに
存在し得る。

【００６８】好ましい多くの場合において、吸着、脱着又はパージ(必要な場合)モードにお
いて代わるがわる又は特定の所定の順序で操作される反応器を有するために２つ
以上のＰＳＡ単位装置を用いることは任意である。このことは、ＰＸ回収効率を
増大し、及び/又は特定のプロセスのよりスムースな操作性を与える。単純なプ
ロセスにおいて用いられる多くのＰＳＡ単位装置を制御するために種々の手法及
びシステムが案出され得る。軽質パラフィン類(アルカン類)の混合物を分離する
ためのそのような手法の１つの例は、米国特許第５，８６３，３１５号に記載さ
れている。本発明では、少なくとも２つのＰＳＡ単位装置を用いるのが好ましい
。

【００６９】吸着モードは、通常、発熱であるので、熱伝達、熱分布及び/又は温度を管理
又は制御するためにＰＳＡ単位装置において不活性な又は実質的に不活性な熱吸
収媒体を用いることがときには有利である。床がオンラインである間に除去され
るべき成分が吸着されると、吸着プロセスは、吸着剤を通して熱パルスを下流に
進行させる吸着の熱を発生する。ＰＳＡ単位装置における局部的なホットスポッ
ト及び／又は大きな熱勾配を避けることが望ましく、好ましい。熱吸収媒体は、
気体、液体又は固体であり得る。下流分離及び生成物汚染問題を最小にするため
に、本発明では、固体熱吸収媒体又は異なる熱吸収媒体の混合物を用いることが
より便利であり、従って好ましい。

【００７０】例えば、アルミニウム粒子を選択された吸着剤と混合し得て、ＰＳＡ単位装置
内に配置させるべき適する混合物を生成する。この混合物は、サイクルの吸着モ
ードと脱着モードとの間で均一の温度分布、より少ないホットスポット、より小
さな温度勾配及びより良好な温度制御を示し得る。他のそのような適する固体媒
体には、炭化珪素、カーボランダム、グラファイト、炭化タングステン及びそれ
らの混合物並びにアルミニウム粒子とともに含まれるがそれらに必ずしも限定さ
れない。それらの物質は、典型的には、キシレン類及びＥＢに対して不活性であ
り、高い熱容量及び／又は高い熱伝導性を有する。

【００７１】先にすでに記載したように、本発明における収着剤は、１つ以上の吸着剤及び
任意に又は好ましくは１つ以上の先に記載した熱吸収媒体を含有する。望ましい
場合、収着剤中に他の成分があり得る。又、収着剤は、構造化された支持体上に
配置され得て、非常に短いサイクル時間を有する急速な又は迅速なサイクルプロ
セスを行う。

【００７２】収着剤として熱吸収媒体又は混合物が用いられる場合、ＰＳＡにおいて用いら
れる量は、吸着剤それ自体(ＭＦＩ又はシリケートタイプのゼオライトのような)
の量に対して、約１００：１乃至約１：１００、好ましくは約１：１０乃至約１
０：１、より好ましくは約１：９乃至約１：１の範囲であり、すべては、容量比
による。ＰＳＡ単位装置において、少なすぎる熱吸収媒体を用いることは、熱管
理、熱伝達又は温度制御における十分な望ましい効果を与えない。一方、多すぎ
るそのような非吸着物質を用いることは、多すぎる吸着剤を必ず置換するので、
必ずキャパシティーを、従って、容量ベースでの特定のＰＳＡ単位装置のＰＸ処
理量を低減させる。そうでなければ、より高い資本投資を犠牲にして、はるかに
大きい反応器が必要であり得る。有利な熱吸収特性を有する吸着剤を選ぶこと及
び使用することも本発明の態様の範囲内である。収着剤が構造化された支持体上
に配置される場合、吸着剤の熱吸収媒体に対する同様な容量比が用いられ得る。
その場合のすべてにおいて、収着剤組成物中に他の成分が存在し得る。

【００７３】典型的なＰＳＡ操作において、いくらかの水素を含む、キシレン異性化反応器
からの異性化流出液は、ＰＳＡ単位装置中の吸着剤と接触される。吸着モードの
間に、ＰＳＡ単位装置から出る流出液を流出するラフィネートという(以下、図
１及び図２を参照)。流出するラフィネートは、ＰＸ涸渇流れである。主に、プ
ロセス経済及び下流分離設備に依存して、ＰＸは、特定のプロセスのＰＳＡ単位
装置において実質的に又は部分的にのみ涸渇され得る。吸着剤のキャパシティー
が「達せられる」又は飽和される場合、ときどき「漏出点」といい、流出ラフィ
ネート中にＰＸのいくらかの望ましくない量が検出される。

【００７４】吸着モードは、その系の「漏出点」に達するまで、継続する。次に、異性化流
出液の供給を停止し、方法又はシステムに１つある場合、他のＰＳＡ単位装置に
進路を変えさせる。飽和されたＰＳＡ単位装置を脱着モードに変える。サイクル
時間及び他の考慮すべき事柄により、ＰＸ生成のための特定の方法又はシステム
において２つ又は複数のＰＳＡ単位装置を存在させ得る。

【００７５】脱着流出液の部分として、ｐ−キシレン富有化(すなわち、過平衡ＰＸ濃度を
有する)生成物が、ＰＳＡ単位装置のブローダウン工程の後の脱着モード中に回
収される。本発明では、任意のすすぎ工程の可能な例外を有して、脱着モード中
のＰＳＡ単位装置の圧力は、吸着モード中のそれよりも常に低い。

【００７６】単純に、ＰＳＡ単位装置の圧力を低減させることにより、本発明ではほとんど
の場合において望ましい脱着を達成することができる。ＰＳＡ単位装置温度を上
昇させること、溶媒／気体でパージすること又はそれらの組み合わせ(圧力、温
度及びパージ)により、脱着を促進するか又は増大させることが可能である。

【００７７】脱着流出液中に、通常、水素が存在するので、そのプロセスにおけるどこかで
水素を炭化水素から分離することが必要である。脱着流出液中のキシレン類から
水素を分離するための１つの方法は、水素、過平衡濃度におけるＰＸ、ＭＸ及び
他の物質を含有する脱着流出液を圧縮機に供給し、その圧力を、水素とすべての
キシレン類を回収ドラムにおける気体／液体平衡により、分離するのに十分に高
い水準に増大させることによる(例えば、図１及び図２を参照)。必要な場合、操
作の吸着モードの間にＰＸ涸渇した流出ラフィネート中の水素のすべて又は一部
を除去するのと同じ方法が用いられ得る。

【００７８】本発明のために適する吸着剤のいくつかの非限定的な例には、ゼオライト系(
ゼオライト)又は非ゼオライト系の分子篩、柱状クレー、炭素及びそれらの混合
物が含まれる。好ましいゼオライトには、約７オングストロームより小さな細孔
直径を有する、ＺＳＭ−５、シリカライト及び他のようなＭＦＩタイプの中間細
孔ゼオライトが含まれる。約７オングストロームより大きな細孔直径を有する、
ゼオライトＸ及びゼオライトＹのようなモルデン沸石及びフォージャサイトを含
む大きな細孔ゼオライトも、後に記載する改質をして又はせずに用いられ得る。
約４オングストロームより小さな細孔を有するゼオライトは好ましくない。

【００７９】吸着剤としての使用に適する非ゼオライト系分子篩には、シリコアルミノホス
フェート(ＳＡＰＯ)、アルミノホスフェート(ＡＬＰＯ)、置換されたＳＡＰＯ、
置換されたＡＬＰＯ及びそれらの混合物が含まれる。例には、ＡＬＰＯ−１１、
ＳＡＰＯ−１１等が含まれる。大きな細孔の(７オングストローム以上の)非ゼオ
ライト系分子篩が、後に記載する改質をして又はせずに用いられ得る。この場合
も、約４オングストロームより大きな細孔直径を有することが好ましい。約５オ
ングストロームより大きい層距離を有する柱状クレーが好ましい。適する炭素に
は、活性炭、黒鉛、チャコール及びそれらの混合物が含まれる。

【００８０】それらのキャパシティー、吸着動力学及び吸着に関する他の性質を変える又は
増大させるために、そのような吸着剤すべてを化学的、物理的、機械的又はそれ
らの組み合わせにさらに改質させ得る。そのような改質のいくつかの例は、本明
細書中により詳細に記載される。

【００８１】記載されたように、４オングストロームより大きな細孔口直径を有する分子篩
吸着剤を用いることが好ましい。約５オングストローム乃至約８.５オングスト
ロームの範囲の細孔直径を有することがより好ましく、約５.３オングストロー
ム乃至約７オングストロームが最も好ましい。そのような細孔径はいくつかの方
法で得られる。例えば、ＺＳＭ−５、中間細孔径のＭＦＩタイプゼオライトは約
５.５オングストロームの細孔直径を有する。従って、細孔直径に関して改質す
る必要はない。吸着剤としての使用に適する他の中間細孔分子篩には、硼珪酸塩
、珪酸塩、ＳＡＰＯ−１１、ＡＬＰＯ−１１及びそれらの混合物が含まれるが、
それらに限定されない。ＺＳＭ−５ゼオライトが用いられる場合、その物質がＭ
ＦＩタイプの固体状態構造を維持し得るという条件で、約４０から無限近くの高
さまでの範囲におけるＳｉ／Ａｌ比を有するものを用いることがより好ましい。

【００８２】モルデン沸石、ゼオライトＸ、ゼオライトＹのような大細孔の又は超大細孔の
分子篩は、化学的真空メッキのような化学的に又は他の方法により改質され得て
、それらの細孔直径を約８.５オングストロームより大きいものから約７オング
ストローム未満に低減させる。小細孔分子篩の細孔口を大きくすることも可能で
ある。例えば、細孔径を制御する骨格から、アルミニウムのような特定の元素を
除去するために、ＨＣｌ、ＨＦ又は他のような酸を用いることは可能である。他
の方法では、電子又は他の高エネルギー光線を用い得る。このように、小細孔分
子篩は、本発明のための吸着剤の有用な形態に改変され得る。

【００８３】分子篩は、本発明のための吸着特性を改良するために金属又は非金属でさらに
改質され得る。そのような改質は、多くの異なる効果を生じ得る。細孔口におい
て金属が濃縮した場合、細孔直径は、低減されるか又は制限され得る。金属は又
、拡散速度(動力学)又は吸着エネルギー(熱力学)又は両方における識別を改良す
ることを助け得る。特定の金属又は特定の分子篩の金属による特定の改質を用い
て異なる効果の組み合わせが生じることは間違いなく可能である。

【００８４】先に記載したように、ＰＳＡ工程は、蒸気相又は気相で操作される。ＰＳＡ単
位装置内のすべての又は実質的にすべての供給原料化合物を蒸気相又は気相中に
維持するために、操作温度と化合物の全圧／分圧との間の一般的な相互関係があ
ることを当業者は理解する。一般的に、分離すべき所定の混合物組成では、収着
剤床温度が高ければ高いほど、用いることができ得る操作圧力が高い。ＰＳＡ単
位装置の吸着モードではより高い圧力が好ましい。

【００８５】吸着モードにおいてＰＳＡ単位装置における適する温度は、約１５０℃乃至約
４００℃、好ましくは約２００℃乃至約３７５℃の範囲である。ＰＳＡ単位装置
における温度は、付加的な入熱が必要でないように、異性化反応器から出る異性
化流出液の温度よりも高くないことが好ましい。異性化流出液を、その温度を低
下させるために熱交換機を通さなくてはならないことがあり得る(図１を参照)。

【００８６】吸着モードにおいてＰＳＡを用いて、キシレン類を分離するために、１５０℃
より低い又は４００℃より高い温度が用いられ得る。そのような温度を商業的に
魅力がなくし得る特定の不利な操作上の又は経済上の理由があり得るので、それ
らの温度は好ましくない。例えば、ＰＳＡ単位装置が１７５℃より低い温度で操
作される場合、脱着モードにおいて多くのＰＸを脱着するためには減圧(約１０
１ｋＰａより低い圧力)を必要とし得る。このことは、特別な装備又は真空ポン
プを必要とし得る。そのことは、プロセス又はプラント設計及び／又はプロセス
経済に悪影響を及ぼし得る。

【００８７】ＰＳＡ単位装置が吸着中にあまり高い温度において操作される場合、ＰＳＡ装
置がはるかに高い圧力で操作され得ても、吸着剤のキャパシティーは、有用であ
るには低すぎることがあり得る。典型的には、特定の吸着剤のキャパシティーは
、操作温度が上昇するにつれて低減する。さらに、ＰＳＡ温度が異性化反応器温
度よりも高い場合、付加的な入熱を必要とし、より高いユーティリティー費用を
生じる。従って、反応条件の特定の１組の選択、特に特定のＰＳＡ単位装置のた
めの温度及び圧力の選択は、多くの因子、いくつかの技術的、いくつかの操作上
及びいくつかの経済上の因子を考慮する必要がある。

【００８８】吸着モードのための圧力は、約２００ｋＰａ乃至約２０ＭＰａ、好ましくは約
４００ｋＰａ乃至約１５ＭＰａである。この場合も液体生成を避ける又は最小に
するために、より高い圧力はより高い温度を必要とし得る。

【００８９】より高いＰＳＡ温度はより高い圧力において行われるべき吸着を可能にし、蒸
気相にすべての成分を維持さえするが、吸着剤が、約２００℃より高い温度にお
いて、本発明の条件下で、満足のいく結果を与えるか否かはわからない。特定の
吸着剤が、本発明の開示された条件下で、特により高い温度で、PSA単位装置に
おいてＰＸを十分にかつ効率的に分離することができることが予期せずに見出さ
れた。

【００９０】ＰＳＡにおける１つの又は複数の吸着剤は、選択的に吸着するための又は異性
化反応器から出る異性化流出液からＰＸを保持する条件下で特定のキャパシティ
ーを有する。このキャパシティーに達する前に、流出するラフィネートは、完全
に又は部分的にＰＸが涸渇した生成物である。換言すれば、ＰＸ濃度は、異性化
反応器から出る異性化流出液における濃度よりも低い。

【００９１】ＰＳＡ単位装置における吸着剤がそのキャパシティーに達したら又はほとんど
達したら、供給流れの流れを停止しさせるか、他のＰＳＡ単位装置に進路を変え
させるか、脱トルエン塔のような他の単位装置に迂回させるか又はそれらの組み
合わせを行なう。正確にいつ供給流れを停止するかは、経済上、好ましい操作モ
ード及び他のような多くの因子により決まる。ＰＳＡが脱着モードに変えられた
後に、ＰＳＡ単位装置の圧力は、ＰＸ及びいずれかの他の吸着された化合物を脱
着するために低減され、いくらかの残存する水素及び過平衡濃度におけるＰＸ、
すなわち、異性化反応器を出る異性化流出液中に得られるＰＸ濃度よりも高いＰ
Ｘを含有する脱着流出液を生成する。典型的には、脱着流出液中に又、いくらか
の水素が存在する。脱着流出液における過平衡ＰＸ濃度は、ＰＳＡ単位装置への
供給原料中のＰＸ濃度よりも高い。換言すれば、脱着流出液はＰＸ富有化されて
いる。過平衡ＰＸ濃度は、４つのＣ_８芳香族化合物すべての少なくとも約２８重
量％、好ましくは約３０重量％より高く、より好ましくは約３２重量％よりも高
くあるべきである。

【００９２】脱着モードは、約１５０℃乃至約５５０℃、好ましくは約２００℃乃至約５０
０℃の範囲の温度で行われる。脱着モードにおける圧力は、吸着圧力よりも低い
いずれかの値であることができる。吸着が完了した後に、圧力を低減するために
ブローダウン工程が通常存在する。有用な範囲は、約１ｋＰａ乃至約１ＭＰａ、
好ましくは約１０ｋＰａ乃至約５００ｋＰａ、より好ましくは約１０１ｋＰａ(
約０ｐｓｉｇ又は１気圧又はおよそ周囲圧力)乃至約２００ｋＰａである。いか
に多くのＰＸが回収され得るかのみでなく、下流分離のために付加的な加圧が必
要であるか否かが考慮される。

【００９３】除圧後、非常に少しの炭化水素がまだＰＳＡ単位装置から出るときに脱着モー
ドを完了させる。ＰＳＡ単位装置は、再加圧され、脱着の後に、再び吸着モード
に入るためにＰＳＡ単位装置を再加圧する。パージが存在するか否かにかかわら
ず、完全なサイクルの間の、例えば、脱着工程の初めから次の脱着工程の初めま
での総時間をサイクル時間という。先に記載したように、サイクル時間は、固定
され得て又は変え得る。

【００９４】方法又はプラントのために選ばれるサイクル時間は、選択される吸着剤、存在
するいずれかの熱吸収媒体、異性化流出液中のＰＸ濃度、脱着流出液中の望まし
い過平衡ＰＸ濃度、吸着条件、脱着条件、その方法におけるＰＳＡ及び異性化反
応器の数、その方法等の他の機器又は装置により賦課される制約条件のような多
くの因子に依存する。典型的に、本発明に適するサイクル時間は、約０.１秒乃
至約１２０分、好ましくは約０.１秒乃至約６０分の範囲である。先に説明した
ように、構造化収着剤を用いる短いサイクル時間が好ましい。ペレット、顆粒、
粒子等のような他のタイプの収着剤では、低い方の制限は、約１分、好ましくは
約２分である。

【００９５】処理量、種々の流れ又は流出液の流量又は異なる機器サイズでのＰＸ生成速度
を調和させるために、1つより多くの異性化反応器及び／又は１つより多くの吸
着単位装置を有するのが望ましくあり得る。少なくとも2つのＰＳＡ単位装置を
有するのが好ましい。

【００９６】ＰＳＡの先の記載は、ＰＳＡの代替的操作として知られているＴＳＡ操作の主
要部分に適用される。ＴＳＡにおいて、サイクル時間は延長され、先に記載した
熱パルスが、供給又はオンライン時間の間、吸着床の下流端から生じることを可
能にする。従って、再生を達成するために、熱を供給し、吸着された成分を脱着
することが必要である。このために、用いられる再生気体は、通常の供給方向に
対して向流に床を移動する熱パルスを生じるための期間、加熱される。加熱され
た再生気体のこの流れの後に通常、上流端に向かう熱パルスの移動を継続させる
冷たい再生気体の流れが続く。ＴＳＡは、ＰＳＡと比較して延長されたサイクル
時間により特徴付けられ、ＴＳＡは、吸収床が再生される方法に関してのみ主に
異なる。従って、ＴＳＡはＰＳＡが本発明の目的のために用いられるのと同様な
仕方で用いられ得る。

【００９７】本発明は又、第一のｐ−キシレン涸渇供給流れを異性化し、異性化条件下で、
平衡濃度において又は平衡濃度付近において、ｐ−キシレンを含有する第一生成
物を生成する、水素分圧下の、異性化触媒を含有する、少なくとも１つのキシレ
ン異性化反応器；第一の生成物から、吸着モード中にｐ−キシレン涸渇生成物を
そして脱着モード中に、過平衡ｐ−キシレン濃度を有するｐ−キシレン富有化生
成物を代わるがわるに生成するためにサイクルにおいて操作する、少なくとも１
つの気相圧力スイング吸着単位装置；並びにｐ−キシレンがｐ−キシレン富有化
生成物から分離され、回収される、少なくとも１つのｐ−キシレン回収単位装置
を含む、ｐ−キシレン富有化生成物を生成するための生成システムに関する。

【００９８】少なくとも２つの異性化反応器を有することは通常であり、時々好ましい。第
一の異性化反応器は、多くのＥＢ破壊する(水素の存在下でベンゼン及びエタン
を生成する)のに十分に高い温度において操作される。平衡又は平衡に近いＰＸ
濃度を有する第一の異性化単位装置からの生成物流出液は、より低い温度で操作
するＰＳＡ又はＴＳＡ単位装置に送られる。ＳＡ単位装置からのＰＸが涸渇し、
低いＥＢ流出ラフィネートは、次に、異性化のためにＳＡ単位装置それ自体とお
よそ同じ温度における第二の異性化反応器に送られる。その生成物は、同じＳＡ
単位装置又は異なるＳＡ単位装置に送られ、第二のＰＸ涸渇流出ラフィネートを
生成し、そのラフィネートは、更なる異性化のためにより低い温度の第二のキシ
レン異性化反応器にもどされるか又はその方法から単純にパージされる。ＳＡ単
位装置からのＰＸ富有化生成物を含有する第二の吸着流出液は、純粋なＰＸを回
収するためにＰＸ分離単位装置に送られる。

【００９９】又、同じ又は異なる吸着剤を用いて、同じ又は異なる条件 − 温度、圧力、サ
イクル時間、流量等 − 下で少なくとも２つのＳＡ単位装置を有することが好ま
しい。従って、吸着モードにおいて一方のＳＡ単位装置を、脱着モードにおいて
他方のＳＡ単位装置を有することが可能である。時々、よりスムースな連続的生
成操作を与えるために、複数のＳＡ単位装置を有することが好ましくあり得る。
流れがサイクル中の正しい時間に意図したＳＡ単位装置に向けられることを確保
するために精巧な制御システムを必要とし得る。

【０１００】多くの発明の特徴及び以上に記載した態様は、図１及び図２を参照することに
より、より良好に理解され得る。

【０１０１】図１に描かれている典型的なかつ単純化された方法／システムにおいて、ＰＸ
含有Ｃ_８芳香族供給流れ２を水素及びＰＸ涸渇流出ラフィネート２０(下方)と混
合し、ＰＳＡ工程又は装置からの水素３６を再循環させる。この混合物４は、熱
交換機６を通過し、異性化反応器８に供給される前にその温度を望ましいレベル
に上昇させる。１つより多い異性化反応器を存在させ得る。通常、異性化反応器
において少なくとも1つの異性化触媒が存在する。８からの流出液、異性化流出
液は、熱交換機１０を通過し、低温流れ１２を生成し、次に、特定の分子篩又は
混合物のような吸着剤を含有する蒸気(気)相圧力スイング吸着単位装置、１４を
通る。１つより多いＰＳＡ単位装置を存在させ得る。

【０１０２】ＰＳＡ単位装置１４は、２つの異なるモード、吸着及び脱着で操作される。吸
着モードにおいて、完全に又は部分的に涸渇されたＰＸを含有する流出するラフ
ィネート１６は、再循環ブロアーを通過し、高圧ラフィネート２０を生成する。
ラフィネート２０を供給流れ２と混合し、供給流れ４の一部にする。１４におけ
る吸着剤のキャパシティーに達したとき(定義については上記)に、ＰＳＡ単位装
置１４を、脱着(ブローダウン)モードに変える。流れ１２の流れが停止され、脱
トルエン塔のような異なる単位装置に迂回され、又は１つより多いＰＳＡ単位装
置が用いられる場合に、他のＰＳＡ単位装置(図1には示されていない)に進路を
変える。脱着モードの間に、ＰＳＡ単位装置１４における圧力は、ブローダウン
工程において、続いて脱着工程において低下される。

【０１０３】水素、及びＰＸを過平衡濃度で有する生成物を含有する脱着流出液を圧縮機２
４に供給し、高圧流れ２６を生成し、それは、最初に気−液分離機２８を通した
後に回収ドラム３０に送出される。回収ドラムからの液体３２は、ＰＸ及びベン
ゼン分離及び回収のために送出される。気体３４は、水素再循環流れ３６のため
に用いられ、３８を通してパージされる。そのシステムからの水素のいくらかの
パージは、その方法における水素蓄積を回避するために必要である。再循環流れ
３６は、圧縮機４０を通過し、必要な場合に補充水素４２と混合し、次に戻して
再循環され、供給流れ２の一部になる。

【０１０４】脱着モードが完了した後に、ＰＳＡ単位装置１４への流れ１２の流れは、再び
、吸着モードを開始するために再び用いられる。全サイクルの各モードの前、間
又は後に、付加的なパージを存在させ得る。パージを含む1つの全サイクルを完
了する時間をサイクル時間という。

【０１０５】図２に描かれている他の単純化された方法／システムにおいて、ＰＸ含有Ｃ_８芳香族供給流れ１０２を補充水素１４８及び再循環水素１４４からの水素１５０
と混合する。この混合物１０４は、熱交換機１０６を通過し、第一のキシレン異
性化反応器１０８に供給される前に、その温度を望ましいレベルにまで上昇させ
る。その温度は、異性化中に供給流れ中の多くのＥＢを破壊させるのに十分に高
い。１０８において少なくとも１つの異性化触媒が存在する。１０８からの流出
液、異性化流出液は、熱交換機１１０を通過し、流れ１１２を生成する。流れ１
１２は、流れ１２８(下方)と混合され、特定の分子篩又は混合物のような吸着剤
を含有する蒸気(気)相圧力スイング吸着単位装置１１６への供給原料として流れ
１１４を生成する。ＰＳＡ単位装置１１６における温度は、好ましくは反応器１
０８における濃度よりも低い。

【０１０６】ＰＳＡ単位装置１１６は、２つの異なるモード、吸着及び脱着において操作さ
れる。吸着モードの間、いくらかの水素を含有し、ＰＸが完全に又は部分的に涸
渇した流出するラフィネート１１８は、再循環ブロアー１２２を通過し、高圧ラ
フィネート１２４を生成する。ラフィネート１２４は、第二のキシレン異性化反
応器１２６に供給し、その反応器は、反応器１０８の温度よりも低い温度で操作
される。第二の異性化流出液１２８は、流れ１１２と混合され得るか又は、流れ
１３０として回収される。

【０１０７】１１６における吸着剤のキャパシティーが完全に又はほとんど完全に使い果た
されたときに、ＰＳＡ単位装置１１６を、ブローダウン工程及び脱着工程を用い
て脱着モードに変える。流れ１１４の流れが停止され、脱トルエン塔のような異
なる単位装置に迂回され、又は１つより多いＰＳＡ単位装置が用いられる場合に
、他のＰＳＡ単位装置(図２には示されていない)に進路を変えられる。この脱着
モードの間に、ＰＳＡ単位装置１１６における圧力は低下される。残存する水素
、及び過平衡濃度でＰＸを有するＰＸ富有化生成物を含有する脱着流出液１２０
を圧縮機１３２に供給し、高圧流れ１３４を生成し、それは、気−液分離機１３
６を最初に通した後に回収ドラム３０に送出される。回収ドラムからの液体１４
０は、ＰＸ及びベンゼン分離及び回収のために分離機(示されていない)に送出さ
れる。気体１４２は、パージされる。そのシステムからの水素のいくらかのパー
ジは、その方法における水素蓄積を回避するために必要である。任意に、気体１
４４の一部は圧縮機１４６に送出され、１４６からのより高い圧力の流出する気
体は補充水素流れ１４８と混合され、流れ１５０になる。脱着モードが完了した
後に、ＰＳＡ単位装置１１６への流れ１１４の流れは、再び、吸着モードを開始
するために用いられる。

【０１０８】開示条件下で、ＰＸがＭＸ及びＥＢから効率的に及び選択的に分離され得るこ
とをさらに示すために、合成混合物を用いる下記の競合吸着実験が用いられる。
過平衡濃度においてＰＸを含有する生成物は、吸着剤としてＭＦＩタイプのゼオ
ライト、Ｓ１１５、シリカライトを用いることにより生成される。先に記載した
ように、ＭＦＩタイプのゼオライトは典型的に記載された中間細孔径、約５.５
オングストロームを有する１０員環細孔を有する。この実験機器は、図３に示さ
れている。

【０１０９】実験は下記のように行なわれた。予備か焼されたゼオライトの試料を秤量し、
温度を制御するために砂浴２０５中に設置された１０ｍｌの収着剤床２００中に
装填された。水素ガス２１０を、三方弁２３０の適切な使用による予熱コイル２
１５により収着剤床に導入し、収着剤床の温度を、３００℃のような１５０℃乃
至３５０℃の範囲であることができるおよそ望ましい実験的温度に上げた。収着
剤床における圧力を、反応器からの下流に設置された背圧調節器２６０を用い、
調節することにより水素２３５を用いて望ましい圧力に上昇させた。芳香族化合
物２２０及び、特定の実験においては水素２２５を設定速度で、通常、約０．０
５ｍｌ／分乃至約０.５ｍｌ／分の芳香族化合物の範囲である速度で三方弁２３
０の適切な使用により反応器に導入した。生成物２４５が吸着剤から出たときに
、設定した間隔で、典型的には、３０乃至６０秒の間隔で、計量弁２５５の適切
な使用により試料回収バイアル２５０中に生成物を回収した。約０.５ｍｌ／分
の一定の流量においてヘキサン２４０を連続的に生成物２４５中にポンプで注入
し、生成物分析のための参照化合物(マーカー)として用いた。生成物を水素イオ
ン化検出器(ＦＩＤ)を装備したガスクロマトグラフを用いることにより参照化合
物(マーカー)としてのｎ−ヘキサンで所定の間隔で分析した。分析器具及び関連
機器は、図面に示されていない。

【０１１０】次の組の実験において、吸着温度を２５０℃、圧力を２４０ｋＰａ(約５０ｐ
ｓｉｇ)、液体芳香族供給原料流れの流量を０.０８５ｃｃ／分、吸着剤をＳ１１
５ＭＦＩゼオライト粉末に設定した。この吸着剤は、ＵｎｉｏｎＣａｒｂ
ｉｄｅＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手した市販の物質であり、約４００より
大きいＳｉ／Ａｌを有した。これらの実験において用いられた芳香族供給原料は
、５重量％のＥＢ、２０重量％のＰＸ、７０重量％のＭＸ、及び５重量％の１,
３,５−トリメチルベンゼンの組成を有した。

【０１１１】その結果は図4に示されている。流出液における測定されたＰＸ、ＭＸ、ＥＢ
及びＴＭＢの量(すべて分析マーカー、ｎ−ヘキサンに関して)、縦座標を、時間
、横座標に対してプロツトする。ＰＸは吸着剤により非常に保持され、吸着実験
への約６乃至７分まで流出液において非常にわずかしか検出されなかった。実験
のこの部分は、プラント操作におけるＰＳＡ単位装置の吸着モードを与える又は
シミュレーションする。ここでの流出液は、ＰＳＡ単位装置からの流出ラフィネ
ートにおいて検出されたＰＸを平行にする。一方、ＭＸは吸着剤により有意な程
度まで吸着されなかった。流出液におけるＭＸ濃度は、供給原料における濃度と
およそ同じであった。図４から、ＰＸの有効な吸着の約１０分間の間、ＰＸ／Ｍ
Ｘ選択度は約４.５であることが見積もられる。同様に、ＰＸが吸着される同じ
期間、ＥＢも供給原料から消失することが図４から注目される。これらの実験に
おいてＰＸ／ＥＢ選択度は約２であつた。流出液において検出された濃度により
証明されるように、より重質のＣ_９化合物、ＴＭＢは、これらの実験においてＳ
１１５ＭＦＩゼオライトにより吸着されなかった。

【０１１２】いくつかの理論及び理論的側面が与えられ、記載されたが、本発明は、本明細
書に引用された又は記載されたいずれかの特定の理論により限定されたり又は限
定されることが意図されたりしない。それらの理論は、開示された発明のより容
易な理解及びより良好な評価のために意図される。同様に、例は、例示目的のた
めにのみを意図している。理論及び例は、書かれた記載及び特許請求の範囲によ
り定義されている本発明の精神又は範囲を限定するように解釈すべきではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による連結された装置及び機器を用いる方法及び単純化したシ
ステムの概略図である。

【図２】図２は、本発明による連結された装置及び機器を用いる他の方法及び単純化し
たシステムの概略図である。

【図３】図３は、吸着実験を行うために用いられる機器の単純な図である。

【図４】図４は、本明細書に記載された異なる競合的吸着実験の結果を示す。水素炎イ
オン化検出器、ＦＩＤを装備したガスクロマトグラフを用いることにより流出液
において検出され、ｎ−ヘキサン標準物質と関連付けられたＰＸ、ＭＸ、ＥＰ、
及びＴＭＢの濃度を時間の関数としてプロットしている。ＴＭＢは、１，３，５
−トリメチルベンゼン、Ｃ_９芳香族化合物である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者レイノソ、ジュアン・ジェイアメリカ合衆国、テキサス州 77062、ヒューストン、アンダーウッド・クリーク・ウェイ 14718 (72)発明者オウ、ジョン・ディ−イアメリカ合衆国、テキサス州 77059、ヒューストン、ベイ・グリーン・コート 15415 (72)発明者マクヘンリー、ジェイムス・エイアメリカ合衆国、ニュージャージー州 07882、ワシントン、パートリッジ・ラン４ (72)発明者チャンス、ロナルド・アールアメリカ合衆国、ニュージャージー州 08801、アナンデイル、ウィローブルック・レーン２Ｆターム(参考） 4H006 AA02 AC27 AD11 AD17 BA28 BA62 BC10 BC11 BD41 BD51 BD60 DA12 4H039 CA11 CJ10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給流れを、異性化触媒を含有する少なくとも１つの異性化反
応器に通過させ、異性化反応をさせ、異性化流出液を生成すること、並びにその異性化流出液を、収着剤を含有する少なくとも１つのスイング吸着単位装置
に通過させて蒸気相中に供給し、サイクル時間において、吸着モード中にｐ−キ
シレン涸渇流れを含有する流出するラフィネートをそして脱着モード中にｐ−キ
シレン富有化生成物を含有する脱着流出液を代わるがわるに生成することを含む、キシレン類及びエチルベンゼンを含有する供給流れからｐ−キシレン富
有化生成物を生成する方法。
【請求項２】供給流れを、第一の温度において、第一の水素分圧下で、第一
の異性化触媒を含有する少なくとも１つの異性化反応器に通過させ、第一の異性
化流出液を生成すること、その第一の異性化流出液を、１つ以上の吸着剤を含有する収着剤を含有する少な
くとも１つのスイング吸着単位装置に通過させて蒸気相中に供給し、第二の温度
において操作し、サイクル時間において、ｐ−キシレン涸渇流れを含有する流出
するラフィネート、及びｐ−キシレン富有化生成物を含有する脱着流出液を代わ
るがわるに生成すること、流出するラフィネートを、第一の温度よりも低い第三の温度において、第二の水
素分圧下で、第二の異性化触媒を含有する少なくとも１つの第二の異性化反応器
に送ること、並びにその第二の異性化流出液を同じ又は異なるスイング吸着単位装置に供給すること
を含む、キシレン類及びエチルベンゼンを含有する供給流れからｐ−キシレン富
有化生成物を生成する方法。
【請求項３】異性化の間に水素分圧における水素を存在させる、請求項１に
記載の方法。
【請求項４】流出するラフィネートを再循環させ、供給原料の一部にする、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】脱着流出液をより高い圧力に圧縮すること及びその脱着流出液
をｐ−キシレン回収のために送る、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項６】異性化触媒が、約３２５℃乃至約４５０℃の温度における分子
篩を含み、ｐ−キシレン涸渇流れを含有する流出するラフィネートは第一の圧力
において存在し、ｐ−キシレン富有化生成物を含有する脱着流出液は、第一の圧
力よりも低い第二の圧力において存在し、脱着流出液を、第二の圧力より高い第
三の圧力に圧縮し、ｐ−キシレン富有化生成物をｐ−キシレン回収反応器に送る
、請求項1に記載の方法。
【請求項７】収着剤が、炭素、約５オングストローム乃至約８．５オングス
トロームの細孔直径を有するゼオライト及びそれらの混合物から成る群から選択
される吸着剤を含む、請求項１又は請求項６に記載の方法。
【請求項８】収着剤が、ＭＦＩ型の中細孔ゼオライトを含む、請求項７に記
載の方法。
【請求項９】収着剤が、ＺＳＭ−５、硼珪酸塩、珪酸塩、ＳＡＰＯ−１１、
ＡＬＰＯ−１１及びそれらの混合物を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】収着剤がＺＳＭ−５を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】収着剤が、約４０から無限大近くまでの範囲のＳｉ／Ａｌ比
を有するＺＳＭ−５を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】収着剤が１つ以上の熱吸収媒体をさらに含む、請求項７に記
載の方法。
【請求項１３】収着剤が、構造化収着剤から本質的に成る、請求項１又は請
求項６に記載の方法。
【請求項１４】ｐ−キシレン富有化生成物が、ｐ−キシレン富有化生成物中
に存在する総Ｃ_８芳香族化合物の約２８重量％乃至約８０重量％のｐ−キシレン
濃度を有する、請求項２又は請求項４に記載の方法。
【請求項１５】水素分圧が約１００ｋＰａ乃至約３ＭＰａであり、水素分圧
が水素蓄積を避けるように調整される、請求項２又は請求項３に記載の方法。
【請求項１６】水素及びｐ−キシレンが、約０．５：１乃至約２：１のモル
比を有する、請求項２又は請求項３に記載の方法。
【請求項１７】スイング吸着単位装置が圧力スイング吸着単位装置であり、
吸着モード中は約２００℃乃至約３７５℃の範囲の第一温度そして脱着モード中
は約２００℃乃至約５００℃の範囲の第二温度において操作される、請求項２又
は請求項３に記載の方法。
【請求項１８】スイング吸着単位装置が温度スイング吸着単位装置であり、
吸着モード中は約２００℃乃至約３７５℃の範囲の第一温度及び脱着モード中は
約２００℃乃至約５００℃の範囲の第二温度において操作される、請求項２又は
請求項３に記載の方法。
【請求項１９】付加的なｐ−キシレンを回収するために、脱着流出液を生成
した後に、ｐ−キシレン濃度が低い流体を用いることによるパージ工程をさらに
含む、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項２０】キシレン類及びエチルベンゼンを含有する供給流れを異性化
し、異性化条件下で、平衡濃度において又は平衡濃度付近において、ｐ−キシレ
ンを含有する第一の生成物を生成する、水素分圧下で、異性化触媒を含有する、
少なくとも１つのキシレン異性化反応器、第一の生成物から、吸着モードにおいてｐ−キシレン涸渇生成物をそして脱着モ
ードにおいて、過平衡ｐ−キシレン濃度を有するｐ−キシレン富有化生成物を代
わるがわるに生成するためにサイクルにおいて操作される、少なくとも１つの蒸
気相スイング吸着単位装置、並びにｐ−キシレンがｐ−キシレン富有化生成物から分離され、回収される、少なくと
も１つのｐ−キシレン回収単位装置を含む、ｐ−キシレン富有化生成物を生成するためのｐ−キシレン生成システム
。
【請求項２１】キシレン類及びエチルベンゼンを含有する供給流れを異性化
し、第一の異性化条件下で、第一の平衡濃度において又は第一の平衡濃度付近に
おいて、ｐ−キシレンを含有する第一の生成物を生成する、第一の温度における
、第一の水素分圧下の、第一の触媒を含有する、少なくとも１つの第一のキシレ
ン異性化反応器、第一生成物から、吸着モードにおいてｐ−キシレン涸渇生成物をそして脱着モー
ドにおいて、過平衡ｐ−キシレン濃度を有するｐ−キシレン富有化生成物を代わ
るがわるに生成するためにサイクルにおいて操作される、少なくとも１つの蒸気
相スイング吸着単位装置、第二の温度が第一の温度よりも低く、ｐ−キシレン涸渇生成物から第二の平衡濃
度において又は第二の平衡濃度付近で、第二の異性化条件下で、ｐ−キシレンを
含有する第二の生成物が少なくとも１つの蒸気相スイング吸着単位装置に戻され
る、第二の温度における、第二の水素分圧下の、第二の触媒を含有する少なくと
も１つのキシレン異性化第二反応器、並びにｐ−キシレンがｐ−キシレン富有化生成物から分離され、回収される、少なくと
も１つのｐ−キシレン回収単位装置を含む、ｐ−キシレン富有化生成物を生成するためのｐ−キシレン生成システム
。