JP2006517206A - 直接的再循環を伴う芳香族アルキル化方法 - Google Patents
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Abstract
アルキル化生成物を部分的に再循環させることを伴わせて芳香族基質にアルキル化を受けさせる方法。芳香族基質とアルキル化剤を含んで成る供給原料をアルキル化反応ゾーンに導入してモレキュラーシーブ触媒と接触させることでアルキル化生成物を生じさせ、それを前記アルキル化反応ゾーンから取り出して2つの部分に分割する。1番目の部分を再循環させて前記アルキル化反応ゾーンに戻して前記アルキル化ゾーンに送る。2番目の部分を適切な回収ゾーンに送り込んで、アルキル化芳香族成分を未反応芳香族基質から分離する。前記アルキル化反応ゾーンを前記芳香族基質が超臨界相中に存在する条件下で操作してもよくかつそれに複数の触媒床を含めてもよく、この場合には、前記アルキル化反応生成物の再循環部分を副次的生成物に細分して、一方の副次的生成物を前記アルキル化反応ゾーンの入り口に再循環させかつもう一方の副次的生成物を前記アルキル化反応ゾーンの中の触媒床間に導入する。
Description
本発明は反応槽の中で芳香族基質にアルキル化反応を受けさせること、より詳細には、反応槽をベンゼンが液相または超臨界相中に存在する条件下で操作してベンゼンにエチル化を受けさせることに加えて生成物の一部を前記反応槽に再循環させることに関する。
アルキルベンゼンまたはポリアルキルベンゼンが生じるように芳香族基質、例えばベンゼンまたはアルキルベンゼンなどにアルキル化を受けさせることは本技術分野で良く知られている。例えば、エチルベンゼンを製造する目的でモレキュラーシーブ触媒を用いてベンゼンにエチレンによるアルキル化を受けさせることは良く知られた手順である。このアルキル化反応は典型的にエチレンとベンゼンを段間注入することを伴う多段式反応槽内で実施され、それによって、モノアルキルベンゼンとポリアルキルベンゼンの混合物を包含する生産物が前記反応槽からもたらされる。主要なモノアルキルベンゼンは勿論所望のエチルベンゼン生成物である。ポリアルキルベンゼンにはジエチルベンゼン、トリエチルベンゼンおよびキシレンが含まれる。
多くの場合、前記アルキル化反応槽の操作をアルキル交換反応槽の操作と協力させて行ってポリエチルベンゼンとベンゼンのアルキル交換反応を起こさせることで追加的エチルベンゼンを生じさせる方が望ましい。一段階以上の中間的分離段階を伴うフロースキームで前記アルキル化反応槽をアルキル交換反応槽と連結させることでエチレン、エチルベンゼンおよびポリエチルベンゼンの回収を行うことができる。
また、アルキル交換反応を最初のアルキル化反応槽内で起こさせることも可能である。これに関して、アルキル化反応槽の中の段と段の間にエチレンとベンゼンを注入すると結果として追加的エチルベンゼンの生成がもたらされるばかりでなくまたアルキル化反応槽の中で起こるアルキル交換反応も助長され、このアルキル交換反応では、ベンゼンとジエチルベンゼンが不均化反応で反応してエチルベンゼンがもたらされる。
そのようなアルキル化反応槽およびアルキル交換反応槽内で用いることができる相条件は様々である。アルキル交換反応槽の操作は典型的に液相条件、即ちベンゼンとポリエチルベンゼンが液相中に存在する条件下で行われ、そしてアルキル化反応槽は気相条件、即ちベンゼンが気相中に存在する圧力および温度条件下で操作される。しかしながら、アルキル化反応槽から望ましくない副生成物が生じる度合を最小限にすることが望まれる場合には液相条件を用いることも可能である。
本発明に従い、アルキル化生成物を部分的に再循環させることを伴わせて芳香族基質にアルキル化を受けさせる方法を提供する。
本発明の実施では、芳香族アルキル化用モレキュラーシーブ触媒(molecular sieve aromatic alkylation catalyst)が入っているアルキル化反応ゾーンを準備する。芳香族基質とアルキル化剤(alkylating agent)を含んで成る供給原料を前記アルキル化反応ゾーンに導入して、それに入っている触媒と接触させる。前記アルキル化ゾーンを前記芳香族基質のアルキル化が前記モレキュラーシーブ触媒の存在下で起こるに有効な温度および圧力条件下で操作することでアルキル化生成物を生じさせて、それを前記アルキル化反応ゾーンから取り出す。前記アルキル化生成物は典型的に前記芳香族基質とモノアルキル化およびポリアルキル化芳香族成分の混合物を含んで成る。前記アルキル化反応ゾーンから取り出した生成物を2つの部分に分割する。前記アルキル化生成物の1番目の部分を再循環させて前記アルキル化反応ゾーンに戻して前記アルキル化ゾーンに前記芳香族基質および前記アルキル化剤と一緒に送り込む。前記アルキル化生成物の2番目の部分を適切な回収ゾーンに送り込んで、そのゾーンの中でアルキル化芳香族成分を未反応の芳香族基質から分離することを達成する。
通常の操作を行っている過程では、前記アルキル化生成物のかなりの部分を再循環させて前記アルキル化反応ゾーンに戻す。再循環させる前記1番目の部分と回収ゾーンに送り込む前記2番目の部分の重量比を好適には少なくとも1:1、より好適には少なくとも2:1にする。前記1番目の部分と前記2番目の部分の重量比の上限は一般に約5:1であるが、上限を10:1にするのが好適である。
本発明の好適な態様では、前記アルキル化反応ゾーンを前記芳香族基質が液相中または超臨界相中に存在するように操作する。特に好適な態様では、前記芳香族基質が超臨界相中に存在するようにする。
本発明の特別な面における芳香族基質はベンゼンでありそしてアルキル化剤はエチレンであることに加えて前記アルキル化反応ゾーンに入れるモレキュラーシーブ触媒はゼオライトベータを含んで成る。そのようなアルキル化用ゼオライトベータ触媒は、好適には希土類により変性されたゼオライトベータ、より具体的にはランタンにより変性されたゼオライトベータまたはセリウムにより変性されたゼオライトベータである。
前記アルキル化反応ゾーンに単一の触媒床または多数の触媒床を含めてもよい。好適には、前記アルキル化用触媒の少なくとも主要部分を前記アルキル化反応ゾーンの中の単一触媒床の中に入れておく。多数の触媒床を用いる場合、アルキル化反応生成物の中の再循環させる部分を副次的生成物(subproducts)に細分して、一方の副次的生成物を前記アルキル化反応ゾーンの入り口に再循環させかつもう一方の副次的生成物を前記アルキル化反応ゾーンの中の触媒床間に導入する。
本発明のさらなる面では、この上に記述した如き再循環手順をアルキル化反応ゾーンとアルキル交換反応ゾーンを含んでなる一体式方法で用いる。本発明の具体的態様では、ベンゼンとC2−C4アルキル化剤を含んで成る供給原料を前記アルキル化反応ゾーンに供給して前記アルキル化反応ゾーンを液相または超臨界相条件下で操作することで、ベンゼンとモノアルキルベンゼンとポリアルキルベンゼンの混合物を含んで成るアルキル化生成物を生じさせる。前記アルキル化反応ゾーンから回収した前記アルキル化生成物の1番目の部分をこの上に記述した如きアルキル化反応ゾーンに再循環させる。2番目の部分を中間的回収ゾーンに送り込むことでアルキルベンゼンを回収しかつジアルキルベンゼンを包含するポリアルキル化芳香族成分を回収する。前記ポリアルキル化芳香族成分の少なくとも一部をアルキル交換反応用モレキュラーシーブ触媒が入っているアルキル交換反応ゾーンにベンゼンと一緒に送り込む。好適には、前記アルキル交換反応ゾーンを前記ポリアルキル化芳香族が不均化反応を起こしてジアルキルベンゼン含有量が低下しかつアルキルベンゼン含有量が上昇した不均化反応生成物が生じさせる条件下で操作する。好適には、前記分離回収ゾーンの中で前記アルキル化生成物から回収したベンゼンを前記アルキル化反応ゾーンに再循環させる。
本発明は、アルキル化用モレキュラーシーブ触媒を用いて芳香族基質、例えばベンゼンなどにアルキル化をアルキル化反応槽内で受けさせそして生成物の一部を前記アルキル化反応槽から前記アルキル化反応槽に再循環させて直接戻すことに関する。前記アルキル化反応槽を前記アルキル化反応ゾーンの中で生じる副生成物の生成が制御されかつ望ましくはその生成量が最小限になるような条件下で操作する。前記アルキル化反応ゾーンに供給する供給原料はベンゼンを主成分として含有しかつエチレンを主要でない成分として含有して成る。典型的には、ベンゼンの流れとエチレンの流れを一緒にすることでベンゼン−エチレン混合物を生じさせて前記反応ゾーンの中に入れる。反応ゾーンに導入する前または後のいずれかでエチレンと一緒に混合するベンゼンの流れは、汚染物が入っていても非常に少量のみである比較的高純度の流れであるべきである。このベンゼン流のベンゼン含有量は少なくとも95重量%でなければならない。このベンゼン流は好適にはベンゼンが少なくとも98重量%であり、ベンゼンから容易には分離することができないトルエン、エチルベンゼンおよびC7脂肪族化合物の如き材料の量は痕跡量のみである。前記アルキル化ゾーンを気相条件下で操作することも可能ではあるが、好適には液相または超臨界相条件下にする。好適には、前記アルキル化反応ゾーンを超臨界条件、即ちベンゼンの臨界圧力以上および臨界温度以上の圧力および温度条件下で操作する。具体的には、前記アルキル化ゾーンの中の温度を310℃またはそれ以上にし、そして圧力を550psiaまたはそれ以上、好適には少なくとも600psiaにする。前記アルキル化反応槽の中の温度を好適には平均値で320−350℃の範囲内に維持しかつ圧力を550−1600psia、より好適には600−800psiaの範囲内に維持する。そのような臨界相アルキル化反応は発熱反応であり、この反応槽の入り口から出口に向かって正の温度勾配が存在し、典型的には、約20−100℃の範囲内の温度増分がもたらされる。
そのようにアルキル化反応ゾーンを超臨界範囲で操作すると、そのアルキル化ゾーンの操作をベンゼン−エチレンのモル比を比較的低いレベル、通常は前記アルキル化反応ゾーンを液相条件下で操作する時に見られるベンゼン−エチレンモル比よりいくらか低いレベルに維持することが可能な条件下で行うことが可能になる。そのベンゼン−エチレンのモル比をほとんどの場合1−15の範囲内にする。そのベンゼン/エチレンのモル比を、好適には、1サイクルの操作の少なくとも一部の間、前記範囲の下限の範囲内のレベルに維持し、具体的には、ベンゼン−エチレンのモル比を10未満に維持する。従って、操作を超臨界相の状態で行うと、気相アルキル化でしばしば見られる副生成物の生成、特にキシレンの生成に関連した問題を伴うことなく、ベンゼン−エチレン比を低く保つことが可能な気相アルキル化の利点が得られる。それと同時に、操作を超臨界相の状態で行うと、副生成物の生成量が低いレベルに制御される液相アルキル化の利点も得られる。操作を超臨界相状態で行うに必要な圧力は液相アルキル化に必要な圧力に比べて実質的に高くなく、超臨界相中のベンゼンは、モレキュラーシーブ触媒を奇麗な状態に保持しかつ触媒の失活をもたらすコークス化を遅らせる溶媒として機能する。
ここに、図1を参照して、本発明を利用したアルキル化/アルキル交換反応工程の図式的ブロック図を示す。図1に示すように、エチレンに対するベンゼンのモル比が約1から15のエチレンとベンゼンの混合物を含んで成る生成物流れをライン1によって熱交換器2に通してアルキル化反応ゾーン3(これは一段または多段であってもよい)に送る。アルキル化ゾーン3は、好適には、本明細書に記述する如きアルキル化用モレキュラーシーブ触媒が入っている並列反応槽を含んで成る。前記アルキル化ゾーン3は気相または液相であってもよいが、好適には、アルキル化反応が超臨界相に維持、即ちベンゼンが超臨界状態にある温度および圧力条件下で操作しかつジエチルベンゼンの生成が向上すると同時に副生成物の生成速度が遅くなるような空間速度をもたらす供給速度で操作する。ベンゼン供給流れの空間速度を好適には1触媒床当たり10−150時−1LHSV、より具体的には1触媒床当たり40−100時−1LHSVの範囲内にする。
前記アルキル化反応槽3の産物をライン4によって分割弁5に送り込んで、それで前記アルキル化生成物を2つの部分に分離させる。前記アルキル化生成物の1番目の部分をライン4aで再循環させて前記アルキル化反応器に戻す。前記アルキル化生成物の2番目の部分をライン4bで中間的ベンゼン分離ゾーン6(これに1個以上の蒸留塔の形態を取らせてもよい)に送り込む。ベンゼンをライン8に通して回収した後、ライン1に通してアルキル化反応槽に再循環させる。前記ベンゼン分離ゾーン6の釜残溜分(bottoms fraction)[これにはエチルベンゼンおよびポリアルキル化ベンゼン(ポリエチルベンゼンを包含)が入っている]をライン9によってエチルベンゼン分離ゾーン10に送り込む。このエチルベンゼン分離ゾーンも同様に連続的に連結している1個以上の蒸留塔を含んで成っていてもよい。そのエチルベンゼンをライン12に通して回収した後、適切な任意目的、例えばビニルベンゼンの製造などの目的で送る。前記エチルベンゼン分離ゾーン10の釜残溜分(これはポリエチルベンゼン、主にジエチルベンゼンを含んで成る)をライン14によってアルキル交換反応槽16に送り込む。このアルキル交換反応ゾーンにベンゼンをライン18に通して送り込む。このアルキル交換反応槽を好適には液相条件下で操作し、これにモレキュラーシーブ触媒、好適にはゼオライト−Yを入れておくが、それが有する孔径は典型的に前記アルキル化反応ゾーンで用いるモレキュラーシーブのそれよりもいくらか大きい。前記アルキル交換反応ゾーンの産物をライン20によってベンゼン分離ゾーン6に再循環させる。
ここに、図2を参照して、前記アルキル化およびアルキル交換反応工程に関係した成分の分離および再循環を行うに適した多段式中間回収ゾーンを組み込んだ適切な装置をより詳細に示す。図2に示すように、投入する供給流れを、ライン31を通って来る新鮮なエチレンおよびライン32を通って来る新鮮なベンゼンによって供給する。ライン32によって供給する新鮮なベンゼンの流れは高純度であり、これのベンゼン含有量は少なくとも98重量%、好適には約99重量%で、他の成分の含有量は1重量%以下である。その新鮮なベンゼン流のベンゼン含有量は典型的に約99.5重量%であり、エチルベンゼンの含有量が0.5%未満であることに加えて、非芳香族およびトルエンの量は痕跡量のみである。ライン32に予熱器34を取り付けておくことで、新鮮なベンゼンと再循環ベンゼンで構成させたベンゼン流を、アルキル化反応を起こさせるに適した所望の温度になるまで加熱する。その供給流れを二方三位弁36そして注入ライン30に通して各々に所望のアルキル化用モレキュラーシーブ触媒が入っている並列の液相もしくは臨界相アルキル化反応槽38および38Aの片方または両方の上部に供給する。超臨界相操作の場合には、これらの反応槽をベンゼンが臨界相中に保持されるような温度、好適には310−350℃の範囲内の注入温度で圧力が約550から1000psiaの範囲になるような条件下で操作する。液相の場合には、温度が通常は150−300℃の範囲内で圧力が450−1000psiaの範囲内になるようにする。
図2に示した装置の通常操作では、1サイクルの操作の大部分の間、反応ゾーン38および38Aの両方をこれらの両方が同時に稼働中である並行様式の操作で操作してもよい。この場合には、弁36の構造配置を、ライン30の中の注入流れがおおよそ2分割されて両方の反応槽にほぼ等しい量で流れ込むような構造配置にする。触媒を再生させる目的で一方の反応槽を定期的に稼働状態から外してもよい。その場合には、弁36の構造配置を、ライン30を通って来る供給流れの全部が反応槽38に供給され得るような構造配置にし、その間に、反応槽38Aの中の触媒を再生させ、そしてそれを逆にすることも可能である。その再生手順を以下に詳細に記述するが、その再生手順に要する時間は、通常は、その反応槽を並行アルキル化様式で操作している間の時間に比べて比較的短い。反応槽38Aの中の触媒の再生が完了したならば、その時点で、その触媒を稼働状態に戻してもよく、そして適切な時点で、反応槽38を再生の目的で稼働状態から外してもよい。この様式の操作は個々の反応槽の操作を比較的低い空間速度で長時間行うことを伴うが、定期的に一方の反応槽を稼働状態から外した時には操作を空間速度を相対的に高くした高速で相対的に短時間行うことを伴う。例として、反応槽38および38Aの両方が稼働状態である通常の装置操作中には供給流れを各反応槽に空間速度が約10−45時−1LHSVになるように供給する。反応槽38Aを稼働状態から外しそして供給速度を継続して遅くしない時には、反応槽38への空間速度は約2倍になって50−90時−1LHSVになるであろう。反応槽38Aの再生が完了したならば、それを稼働状態に戻し、そして各反応槽への供給流れ速度である空間速度は低下して再び10−45時−1になり、この速度を、反応槽38を稼働状態から外す時点まで継続させるが、稼働状態から外した時の反応槽38Aへの流量は勿論高くなり、その結果として、反応槽38への過渡的空間速度は再び約50−90時−1LHSVになる。
アルキル化反応槽38および38Aの片方または両方から出る流出流れを出口用二方向三位弁44そして流出ライン45に通して分割弁40(これは図1に示した弁5に類似している)に送り込む。本明細書の以下により詳細に記述するように、前記アルキル化生成物の1番目の部分をライン41によってアルキル化反応槽38および38aの片方または両方に再循環させる。前記アルキル化生成物の2番目の部分をライン46によって二段式ベンゼン回収ゾーンに送るが、前記二段式ベンゼン回収ゾーンは予備分溜塔47を1番目の段階として含んで成る。塔47の操作をベンゼンを含有する塔頂の軽質溜分がライン48によって加熱器34の注入側に送られるように行うが、それはライン32の中でベンゼンと混ざり合った後、アルキル化反応槽注入ライン30に向かう。より重質な液状溜分(これはベンゼン、エチルベンゼンおよびポリエチルベンゼンを含有する)はライン50によってベンゼン分離ゾーンの2番目の段階52に送られる。段階47および52に持たせる形態は適切な任意形態の蒸留塔、典型的には段数が約20−60の塔の形態であってもよい。塔52から出る塔頂溜分が残りのベンゼンを含有しており、それをライン54によってアルキル化反応槽入り口に再循環させる。このように、ライン48および54は図1の流出ライン8に相当する。塔52から出る重質釜残溜分はライン56によってエチルベンゼン回収用の2番目の分離ゾーン58に送られる。塔58から出る塔頂溜分は比較的高純度のエチルベンゼンを含んで成り、これをライン60によって貯蔵槽または適切な任意の製品目的地に送る。例として、そのエチルベンゼンは、スチレンをエチルベンゼンの脱水素で生産するスチレンプラントへの供給流れとして使用可能である。釜残溜分(これはポリエチルベンゼン、より重質な芳香族、例えばクメンおよびブチルベンゼンなどを含有していて、エチルベンゼンの量は一般に少量のみである)をライン61に通して3番目のポリエチルベンゼン分離ゾーン62に送る。以下に記述するように、ライン61に比例分配用弁63を取り付け、この弁を用いて釜残溜分の一部をアルキル交換反応槽に直接転送してもよい。塔62の釜残溜分は残留物を含んで成り、これをライン64によって工程から取り出して、適切な任意様式で更に用いてもよい。塔62から出る塔頂溜分はポリアルキル化芳香族成分(これはジエチルベンゼンを含有しかつトリエチルベンゼンをより少ない量で含有しかつエチルベンゼンを少量含有する)を含んで成り、これを稼働中のアルキル交換反応ゾーンに送る。この上にアルキル化反応に関して記述したのと同様に、並列のアルキル交換反応槽65および66への供給も弁67および68を伴う注入および流出用分岐管を通して行う。反応槽65および66の両方が並列様式の操作で稼働状態であるようにそれらを同時に稼働状態に置いてもよい。別法として、アルキル交換反応槽の一方のみを稼働状態にして、もう一方に再生操作を受けさせることで触媒床からコークスを焼失させてもよい。塔58の下部から回収されるエチルベンゼンの量を最小限にすることによって、アルキル交換用供給流れに含まれるエチルベンゼンの含有量を低く保つことができ、それによって、アルキル交換反応をエチルベンゼンが生じる方向に押しやることができる。塔62の塔頂から取り出されたポリエチルベンゼン溜分はライン69を通して送られた後、ライン70によって供給されるベンゼンと混ざり合う。次に、この混合物をライン71によってオンラインのアルキル交換反応槽65に送る。ライン70に通して供給するベンゼン供給材料の水含有量を好適には比較的低くし、約0.05重量%以下にする。この水含有量を好適には約0.02重量%以下、より好適には0.01重量%以下の濃度にまで低くする。そのアルキル交換反応槽をこの上に記述したようにして操作することで、このアルキル交換反応槽内のベンゼンとアルキル化ベンゼンを液相の状態に維持する。このアルキル交換反応槽の操作を典型的にはこのアルキル交換反応槽内の平均温度が約65−290℃で平均圧力が約600psiであるように行ってもよい。このアルキル交換反応槽内で用いる好適な触媒はゼオライトYである。ベンゼンとポリエチルベンゼンの重量比を少なくとも1:1にすべきであり、好適には1:1から4:1の範囲内にする。
前記アルキル交換反応槽1基または2基以上から出る産物はベンゼンおよびエチルベンゼンを含有していてポリエチルベンゼンの量が低下しており、それをライン72に通して回収する。本発明の1つの態様では、示すように、ライン72を予備分溜塔47への再循環用注入ライン46と連結させる。しかしながら、液相アルキル交換反応槽から出る流出液を蒸留塔47および52のいずれかまたは両方に送ってもよい。
本発明の別の態様は、前記アルキル交換反応槽の産物を前記アルキル化反応槽への流入物に直接戻すことを伴う。このように、前記アルキル交換流出液の全部もしくは一部を再循環させて図2に示すライン41に戻してもよい。別法として、アルキル交換反応槽産物の全部をライン41に送るか或は一部をライン41に送りかつその他を分割弁に通してライン46に送ってもよい。本発明のこの態様を図2Aに示し、この図に、アルキル交換反応槽の流出ライン72に修飾を受けさせた図2の流れ図を示す。示すように、ライン72を二方向二位弁72(a)に送る。弁72(a)から出る流出液の全部をライン72(b)に通してライン41に送りそして最終的にアルキル化反応槽38、38(a)に送ってもよい。別法として、弁72(a)の流出液を望まれる如何なる比率で分割してもよく、一部をライン72bによってライン41に送りそして別の一部をライン72cによってライン46に送る。
分離装置の操作に戻り、1つの様式の操作では、エチルベンゼン分離塔58から出る釜残溜分の全体を3番目の分離塔62に向かわせることに加えてこのゾーンから出る塔頂溜分をアルキル交換反応槽に向かわせる。この様式の操作では、アルキル交換反応槽内の触媒が触媒活性向上のための触媒再生と触媒再生の間で示す触媒寿命が相対的に長いと言った利点が得られる。本発明の別の様式の操作では、エチルベンゼン分離塔58から出る産物の一部を弁63に通してアルキル交換反応槽に直接送ることで前記利点を達成する。
図2に示すように、2番目の分離ゾーン58から出る釜残溜分の一部が塔62を迂回して弁63そしてライン88によってアルキル交換反応槽65に直接送られるようにする。前記エチルベンゼン塔から出る釜残溜分の2番目の部分を弁63そしてライン90に通して3番目の分離塔62に送る。塔62の塔頂から出る溜分はライン88の中でその迂回して来た流出液と混ざり合い、その結果として生じた混合物はライン67によってアルキル交換反応槽に送り込まれる。この様式の操作では、塔58から出る釜残生成物がポリエチルベンゼン塔62を迂回してアルキル交換反応槽にかなりの量で直接送り込まれるようにすることができる。ライン88によってアルキル交換反応槽に直接送る1番目の部分とライン90によってポリエチルベンゼンに最初に送る2番目の部分の重量比を一般に約1:2から約2:1の範囲内にする。しかしながら、その相対量は1番目の部分と2番目の部分の重量比が約1:3から3:1の比率の範囲内であるようにより幅広く多様であり得る。
本企てで用いるアルキル化反応槽1基または2基以上はベンゼンアルキル化方法で通常用いられる種類の多段式反応槽であってもよいか或はそれらに一段式反応槽または複数ではあるが限られた数の触媒床が入っている反応槽の形態を持たせることも可能である。本発明の好適な態様では、アルキル化反応槽の形態を、アルキル化用触媒が反応槽内の単一の触媒床の中に存在するような形態にするか或はアルキル化用触媒の主要部分が反応槽内の単一触媒床の中に存在するような形態にする。単一の触媒床または限られた数の触媒床を用いて本発明を実施すると、反応の発熱が触媒段間のクエンチ用流体(quench fluid)としてエチレンを段間注入することで達成される様式と同様な様式で制御されることから、それは反応物を液相または超臨界相中に保持する機能を果たす。
ここに、図3を参照して、本発明で用いるに適した一段式反応槽形態を示す。図3に示すように、反応槽91は、インレットプレナム(inlet plenum)93とアウトレットプレナム94が与えられるように反応槽内に担持されている触媒床92を有する一段式反応槽である。この反応槽の下部から回収した生成物の一部を再循環ライン96によって注入ライン95に再循環させて反応槽のインレットプレナム93の所に導入する。追加的エチレンおよびベンゼンをライン95によって前記反応槽の入り口に送り込む。
図4は、初期触媒床98と下方触媒床99に加えて上方触媒床と下方触媒床の間に位置する内部プレナムチャンバ100を有する多段式反応槽97の図式図である。図4では、反応槽97の下部から回収したアルキル化生成物の再循環部分をライン102によって分割弁103に送って、この分割弁で2つの副次的部分に分割する。一方の副次的部分をライン105によって中間的プレナム100に送りそして前記生成物のもう一方の副次的部分をライン106によって前記反応槽のインレットプレナム107に送る。ベンゼンとエチレンの混合物を含んで成る新鮮な供給原料をライン108によって反応槽インレットプレナム107に送りかつまたライン109によって中間的プレナム100にも送る。
図4に示す態様では、反応槽床98に入れておく触媒の量の方が下方触媒床99に入れておく触媒の量よりも実質的に多く、この場合、ライン106によって送る再循環流れの方がライン105によって送る再循環流れ部分よりも比例して多くなるようにする。しかしながら、床98および99の中の触媒の体積をほぼ等しくすることも可能であり、その場合には、ライン105および106によって反応槽に循環させる副次的部分も同様にほぼ等しくする。
多段式反応槽を用いる場合に必要な触媒床の数は3以上であり得、再循環流れを連続的に位置する触媒床の間に段間注入することを伴わせてもよい。このような操作概念は、用いる反応槽の触媒床が複数であるか或は触媒床が単一であるかに拘わらず同じである。しかしながら、本発明は、この上に記述したように再循環流れのお陰で単一床のアルキル化反応槽を用いることでも非常に多数の触媒床が入っている多段式反応槽を用いた時に得られる結果と同様な結果を得ることができる点で大きな利点を与える。
前記アルキル化反応ゾーンで用いるモレキュラーシーブ触媒と前記アルキル交換反応ゾーンで用いるモレキュラーシーブ触媒は同じか或は異なってもよいが、以下に記述するように、通常は、異なるモレキュラーシーブを用いる方が好適であろう。通常は、液相もしくは臨界相アルキル化反応槽で用いるモレキュラーシーブ触媒に持たせる孔径特徴の方が気相アルキル化工程で使用可能なシリカライトなどの如き触媒のそれよりも大きい。これに関して、シリカライトのように孔径が小から中間的なモレキュラーシーブは液相もしくは臨界相条件下では良好なアルキル化活性を示さない。従って、シリカ−アルミナ比が高いシリカライトモレキュラーシーブを臨界相条件下で行うベンゼンのエチル化で用いた時にそれが示した活性は非常に低い。しかしながら、反応槽条件を気相条件(この条件ではベンゼンが気相中に存在する)に変えると、その同じ触媒が良好なアルキル化活性を示す。
ゼオライトY触媒を前記アルキル化反応槽で用いることは可能であるが、好適には、臨界相アルキル化反応槽で用いるモレキュラーシーブ触媒はゼオライトベータ触媒であり、このゼオライトベータ触媒は通常のゼオライトベータであってもよいか或は以下に記述するようにいろいろな種類の変性されたゼオライトベータであってもよい。そのようなゼオライトベータ触媒を通常は結合剤、例えばシリカまたはアルミナなどを用いて大きさが約1/8インチ以下の押出し加工ペレットの状態に成形しておく。好適な形態の結合剤はシリカであり、それを用いると、結果として、通常のアルミナである結合剤を用いてゼオライトベータを成形した時に比べて失活および再生特徴がいくらか向上した触媒がもたらされる。典型的な触媒配合は結合剤含有量が約20重量%でモレキュラーシーブ含有量が約80重量%の配合であり得る。
前記アルキル交換反応槽で用いる触媒に持たせる形態は、通常、ゼオライトY触媒、例えばゼオライトYまたは超安定性ゼオライトYなどの形態であってもよい。この上で述べたように、ゼオライトY型のモレキュラーシーブをまた臨界相アルキル化反応槽でも用いることは可能であるが、通常は、ゼオライトベータ型の触媒を用いる。
Y型およびベータ型のいろいろなゼオライトは本質的に本技術分野で良く知られている。例えば、ゼオライトYはWardの米国特許第4,185,040号に開示されており、そしてゼオライトベータはWadlingerの米国特許第3,308,069号およびCalvert他の米国特許第4,642,226号に開示されている。
前記液相もしくは臨界相アルキル化反応槽で用いるゼオライトベータは通常のゼオライトベータであってもよいか、或は以下により詳細に記述するように、いろいろな種類の変性したゼオライトベータであってもよい。臨界相アルキル化では、好適には、変性したゼオライトベータを用いる。本発明で用いるゼオライトベータは、シリカ/アルミナ比が高いゼオライトベータ、希土類ランタニドにより変性したベータ、具体的にはセリウムもしくはランタンにより変性したゼオライトベータ、またはZSM−12により変性したゼオライトベータ(以下に詳述する如き)であってもよい。
ゼオライトベータの基本的な製造手順は本分野の技術者に良く知られている。そのような手順は上述したWadlinger他の米国特許第3,308,069号およびCalvert他の米国特許第4,642,226号そしてReubenのヨーロッパ特許公開番号159,846に開示されており、それらの開示は引用することによって本明細書に組み入れられる。ナトリウム含有量が低く、即ちNa2Oとして表して0.2重量%未満のゼオライトベータを生じさせることができ、そしてそれにイオン交換処理を受けさせることでナトリウム含有量を更に低くして約0.02重量%の値にまですることができる。
この上で引用したWadlinger他およびCalvert他の米国特許に開示されているように、シリカ、アルミナ、ナトリウムまたは他のアルカリ金属の酸化物と有機鋳型剤(templating agent)を含んで成る反応混合物に熱水分解(hydrothermal digestion)を受けさせることでゼオライトベータを生じさせることができる。典型的な分解条件には、水が大気圧下で示す沸点より若干低い温度から約170℃の範囲の温度において水がその必要な温度で示す蒸気圧に等しいか或はそれより高い圧力下が含まれる。その反応混合物に穏やかな撹拌を約1日から数カ月間の範囲の期間受けさせて所望度合の結晶度を達成することでゼオライトベータを生じさせる。その結果として得るゼオライトベータは一般にアルミナに対するシリカのモル比(SiO2/Al2O3として表す)が約20から50の範囲であることを特徴とする。
次に、そのゼオライトベータにアンモニウムイオンによるイオン交換をpHを制御しないで受けさせる。無機アンモニウム塩、例えば硝酸アンモニウムなどの水溶液をイオン交換用媒体として用いるのが好適である。そのアンモニウムによるイオン交換処理を受けさせた後のゼオライトベータを濾過し、洗浄し、乾燥させた後、それに焼成を約530℃から580℃の範囲の温度で2時間以上受けさせる。
ゼオライトベータは、これの結晶構造が対称的であることとx線回折パターンで特徴付け可能である。ゼオライトベータは孔径中央値が約5−6オングストロームのモレキュラーシーブであり、これは12環経路システム(12−ring channel systems)を含有する。ゼオライトベータは正方対称P4I22、a=12.7、c=26.4Åを有し(W.M.MeierおよびD.H.Olson Butterworth、「Atlas of Zeolite Structure Types」、Heinemann、1992、58頁)、ZSM−12は一般に単斜対称を有することで特徴づけられる。ゼオライトベータが有する孔は、一般に、001面に沿って直径が約5.5オングストロームの円形でありかつ100面に沿って直径が約6.5および7.6オングストロームの楕円形である。ゼオライトベータは更にHiggins他、「The framework topology of zeolite beta」、Zeolites、1988、8巻、11月、446−452頁(これの開示は全体が引用することによって本明細書に組み入れられる)にも記述されている。
本発明の実施で用いるゼオライトベータ配合は、通常のゼオライトベータ、例えば上述したCalvert他の特許に開示されている如き通常のゼオライトベータなど、ランタニド系列により促進された(lanthanide series−promoted)ゼオライトベータ、例えば上述したShamshoum他のヨーロッパ特許公開番号507,761に開示されている如きセリウムによる助長を受けさせたゼオライトベータまたはランタンにより変性したゼオライトベータなど、またはGhoshの米国特許第5,907,073号に開示されているようにZSM−12結晶を合生(intergrowth)させることにより変性したゼオライトベータを基にした配合であってもよい。本発明に従って用いるに有用なゼオライトベータを生じさせる手順のさらなる記述に関しては、上述したWadlingerの特許第3,308,069号、Calvert他の特許第4,642,226号およびGhoshの特許第5,907,073号そしてShamshoumのEPA公開番号507,761(これらの開示は全体が引用することによって本明細書に組み入れられる)を参照のこと。
本発明は、シリカ/アルミナ比が通常見られる比率よりも高いゼオライトベータを用いて実施可能である。例えば、Kennedyのヨーロッパ特許公開番号186,447に開示されているように、焼成を受けさせておいたゼオライトベータに蒸気処理による脱アルミニウムを受けさせることでゼオライトのシリカ/アルミナ比を高くすることができる。従って、Kennedyが開示したように、焼成を受けさせておいたシリカ/アルミナ比が30:1のゼオライトベータに100%の蒸気を用いた蒸気処理を大気圧下650℃で24時間受けさせた。その結果としてシリカ/アルミナ比が約228:1の触媒がもたらされ、その後、それに酸洗浄工程を受けさせることで250:1のゼオライトベータを生じさせた。硝酸による抽出でアルミニウムをゼオライトベータの構造から抽出する目的でいろいろなゼオライトベータ、例えばこの上に記述した如きゼオライトベータに抽出手順を受けさせることができる。最初に、前記ゼオライトベータの酸洗浄を実施してシリカ/アルミナ比が高いゼオライトベータに到達させる。その後にイオン交換を実施してランタンをゼオライト構造の中に入り込ませる。ランタンがゼオライトから取り除かれることがないように、その後に酸洗浄を実施すべきではない。
本発明で用いるセリウム促進ゼオライトベータを製造する時、ランタンをゼオライトベータの中に取り込ませる目的でShamshoum他がEP 507,761に開示した手順と同じ手順を用いることができる。このように、ランタンをイオン交換によってゼオライトベータの中に取り込ませる目的で、EP 507,761に開示されたプロトコルに従い、硝酸セリウムを脱イオン水に溶解させた後、ゼオライトベータを脱イオン水に入れることで生じさせておいた懸濁液に加える。次に、イオン交換手順を実施した後、セリウムによる交換を受けたゼオライトベータを溶液から濾過し、脱イオン水で洗浄した後、110℃の温度で乾燥させてもよい。次に、そのセリウム交換ゼオライトベータを粉末状にしてアルミニウムまたはケイ素系の結合剤と一緒にして成形した後、押出し加工でペレット形態にしてもよい。
本発明に関して実施した実験研究では、一段式アルキル化反応槽を用いてエチレンとベンゼンの反応を臨界相条件下で実施した。この反応槽を図3に示した種類の一段式反応槽の実験室模擬として操作した。この実験研究の実施では、シリカ/アルミナ比が150でセリウム/アルミニウム原子比が0.75のセリウム助長ゼオライトベータを用いた。シリカである結合剤を用いて、この触媒の成形を行った。
そのようなセリウム助長ゼオライトベータを再循環式反応槽で約16週間用いた。この試験全体に渡って、反応槽入り口の温度を約315℃±5℃にしそして反応槽出口の所の温度は約330℃±10℃であり、その結果として、この反応槽を横切る増分的温度上昇は約15−25℃であった。この反応槽を約595−600 PSIGの入り口圧力で操作し、この反応槽を横切る圧力勾配は1平方インチ当たり数ポンドのみであった。
前記反応槽にセリウム促進ゼオライトベータを22グラム入れた。ベンゼンを前記反応槽の上部に1分当たり3から3.5グラムの範囲の供給速度で供給しそしてエチレンをベンゼンとエチレンのモル比が以下に記述するように約3から6.5の範囲内になるように供給した。初期始動期間後、再循環比が約5:1になるように、前記反応槽から取り出した反応生成物を分割した。その結果として、反応槽に新鮮なベンゼン供給材料が1分当たり3から3.5グラム供給されることに加えて再循環生成物が反応槽の前部に1分当たり約15グラム戻るような平衡状態になった。従って、反応槽から出る産物の総量は1分当たり約18グラムであり、1分当たり3グラムが工程から取り出されそして残りの15グラム(1分当たり)が再循環される。
この実験研究の結果を図5−11に示す。最初に図5を参照して、曲線110はベンゼンを示し、これを縦軸に1分当たりのグラム数でプロットし、それを横軸にプロットした累積総稼働日数と対比させる。曲線112はベンゼン/エチレンモル比の相当するプロットである。図5に示すように、約44日目にベンゼンの速度を1分当たり約3.35から3.4グラムの名目値から1分当たり約3.15グラムの名目値にまで削減した。初期段階中のベンゼンとエチレンのモル比を約5.7にしそしてベンゼンの速度を低くした後にはベンゼンとエチレンのモル比を約3.25の値にまで低下させた。
図6に、接触反応で利用された床のパーセント(縦軸にプロット)を横軸にプロットした総稼働日数に対比させて示す。曲線114で示す如き触媒床のパーセントは、反応槽の入り口から出口に向かって間隔を置いて位置させた6個の温度センサーが床を横切るように検知した最大温度を基にして計算したパーセントであった。図6を検討することで分かるであろうように、セリウム促進ゼオライトベータ触媒は試験実験全体に渡って顕著に安定であり、再生を受けさせる必要はないことが分かった。
図7に、エチルベンゼンの当量収量(equivalent yield)(ベンゼンを基準にした変換パーセントで表す)(縦軸にプロット)を横軸にプロットした実験日数と対比させて示す。曲線116が示すように、エチルベンゼンの収率は約24−25%の範囲であるが、次に結果としてベンゼン/エチレンのモル比が上昇するようにベンゼンの収率を低くすると約28−30%まで高くなった。図7に示したデータを検討する時、エチルベンゼンの収率はベンゼンを基準にした当量収率であり、絶対的収率ではないことを認識すべきである。
図8に、エチルベンゼンの収率とジエチルベンゼンの収率を反応槽稼働寿命全体に渡る総生成物産出量のパーセントとして示す。生成物のパーセントとしてプロットしたエチルベンゼン収率を曲線118で示しそして生成物総量のパーセントとしてプロットしたジエチルベンゼン収率を曲線120で示す。曲線120が示すように、ジエチルベンゼンの収率は稼働寿命全体に渡って比較的一定のままであり、42日目にベンゼン/エチレンのモル比を低くした時にエチルベンゼンの収率に相当して比例して上昇したのみであった。
図9に、エチルベンゼンを基準にした副生成物収率を示し、プロピルベンゼンを曲線122で示しかつブチルベンゼンを曲線123で示す。図9中の曲線122および123は個々の副生成物のプロットであり、それらをエチルベンゼン収率を基準にしたppm(parts per million)で表す。図9中のデータが示すように、プロピルベンゼンおよびブチルベンゼン両方の生成率とも生成率の初期部分中には1,000ppm未満でありそしてベンゼンとエチレンのモル比を低くした後でも1,500ppm未満、たいていは約1,200ppm未満の値のままであった。
図10中の曲線124はトリエチルベンゼンの生成率(エチルベンゼンを基準にしたppm)(縦軸にプロット)を横軸にプロットした実験日数と対比させて示す。図11中の曲線125は、「重質物」(分子量がトリエチルベンゼンより大きい生成物)に関する相当するデータを示しており、これをエチルベンゼンを基準にしたppmで表す。図11に示したデータ点は幅広く散乱しており、特にベンゼン/エチレンのモル比を低くした後に散乱しているが、トリエチルベンゼンおよび「重質物」両方の副生成物とも他の副生成物の生成率と一般に同様な反応を示した。あらゆるケースで、ベンゼンとエチレンのモル比が決まっている場合のそれらの生成率は比較的一定のままであり、アルキル化反応槽の生成物を再循環させることに起因し得る累進的増加はほとんどか或は全く見られなかった。
この上で述べたように、図5−11に示した如き実験研究の場合の再循環比は約5:1である。このような比較的高い比率で操作を行うと、エチレンを溶解させる溶媒が存在しかつ反応槽の中に余分な熱が蓄積しないようにする熱交換が存在することになる。それと同時に、これは、再循環比を比較的高くして5:1にしたにも拘らず不純物の過度の蓄積無しに達成された。
本発明の具体的な態様を記述してきたが、それの修飾形が本分野の技術者に思い浮かぶ可能性がありそして添付請求の範囲の範囲内に入る如きそのような修飾形の全部を保護することを意図することは理解されるであろう。
Claims (23)
- 芳香族基質のアルキル化方法であって、
(a)芳香族アルキル化用モレキュラーシーブ触媒が入っているアルキル化反応ゾーンを準備し、
(b)芳香族基質とアルキル化剤を含んで成る供給原料を前記アルキル化反応ゾーンの入り口に導入して前記触媒と接触させ、
(c)前記アルキル化反応ゾーンを前記芳香族基質のアルキル化が前記アルキル化用モレキュラーシーブ触媒の存在下で起こって前記芳香族基質とモノアルキル化およびポリアルキル化芳香族成分の混合物を含んで成るアルキル化生成物を生じさせる温度および圧力条件で操作し、
(d)前記アルキル化生成物を前記アルキル化反応ゾーンから取り出し、
(e)前記アルキル化反応ゾーンから取り出したアルキル化生成物の1番目の部分を再循環させて前記アルキル化反応ゾーンに戻して前記1番目の部分を前記反応ゾーンに前記芳香族基質および前記アルキル化剤と一緒に送り込み、そして
(f)前記アルキル化生成物の2番目の部分を回収ゾーンに送り込んでモノアルキル化およびポリアルキル化芳香族成分を未反応の前記芳香族基質から分離する、
ことを含んで成る方法。 - 前記アルキル化生成物の前記1番目の部分と前記2番目の部分の重量比を少なくとも1:1にする請求項1記載の方法。
- 前記アルキル化生成物の前記1番目の部分と前記2番目の部分の重量比を少なくとも2:1にする請求項1記載の方法。
- 前記アルキル化反応ゾーンを前記芳香族基質が液相中または超臨界相中に存在する温度および圧力条件で操作する請求項1記載の方法。
- 前記アルキル化反応ゾーンを前記芳香族基質が超臨界相中に存在する温度および圧力条件下で操作する請求項4記載の方法。
- 前記芳香族基質がベンゼンでありそして前記アルキル化剤がエチレンでありそして前記芳香族アルキル化用モレキュラーシーブ触媒がゼオライトベータを含んで成る請求項5記載の方法。
- 前記アルキル化用ゼオライトベータ触媒が希土類金属により変性されたゼオライトベータ触媒を含んで成る請求項6記載の方法。
- 前記アルキル化用ゼオライトベータ触媒がランタンにより変性されたゼオライトベータを含んで成る請求項7記載の方法。
- 前記アルキル化用ゼオライトベータ触媒がセリウムにより変性されたゼオライトベータを含んで成る請求項7記載の方法。
- 前記アルキル化反応ゾーンに入れる前記アルキル化用触媒の少なくとも主要部分を前記アルキル化反応ゾーンの単一触媒床の中に入れておく請求項1記載の方法。
- 前記アルキル化反応ゾーンを前記芳香族基質が超臨界相中に存在する温度および圧力条件下で操作する請求項10記載の方法。
- 前記芳香族基質がベンゼンでありそして前記アルキル化剤がエチレンでありそして前記芳香族アルキル化用モレキュラーシーブ触媒がゼオライトベータを含んで成る請求項11記載の方法。
- 前記アルキル化用反応ゾーンが間隔を置いて位置する少なくとも2個の触媒床を含み、前記触媒床の各々が前記芳香族アルキル化用モレキュラーシーブ触媒を含んでいる請求項1記載の方法。
- 前記アルキル化反応生成物の前記1番目の部分を2つの副次的生成物に分割して、前記副次的生成物の1番目を前記アルキル化反応ゾーンの入り口に再循環させて前記1番目の触媒床に接触させそして前記副次的生成物の2番目を前記アルキル化反応ゾーンに再循環させて前記アルキル化反応ゾーンの中の前記1番目と2番目の触媒床の間に導入する請求項13記載の方法。
- ベンゼンのアルキル化方法であって、
(a)芳香族アルキル化用モレキュラーシーブ触媒が入っているアルキル化反応ゾーンを準備し、
(b)ベンゼンとC2−C4アルキル化剤を含んで成る供給原料を前記アルキル化反応ゾーンに供給し、
(c)前記アルキル化反応ゾーンをベンゼンが液相または超臨界相中に存在する温度および圧力条件で操作して前記ベンゼンにアルキル化を前記アルキル化用モレキュラーシーブ触媒の存在下で受けさせることでベンゼンとモノアルキルベンゼンとポリアルキルベンゼンの混合物を含んで成るアルキル化生成物を生じさせ、
(d)前記アルキル化生成物を前記アルキル化反応ゾーンから回収して前記生成物の1番目の部分を前記アルキル化反応ゾーンに導入される再循環流れに送り込みそして前記生成物の2番目の部分を中間的回収ゾーンに送り込むことでアルキルベンゼンをアルキル化生成物から分離回収しかつジアルキルベンゼンを包含するポリアルキル化芳香族成分を分離回収し、
(e)前記ジアルキルベンゼンを包含する前記ポリアルキル化芳香族成分の少なくとも一部をアルキル交換反応用モレキュラーシーブ触媒が入っているアルキル交換反応ゾーンに送り込み、
(f)前記アルキル交換反応ゾーンにベンゼンを供給し、そして
(g)前記アルキル交換反応ゾーンを前記ポリアルキル化芳香族が不均化反応を起こしてジアルキルベンゼン含有量が低下しかつアルキルベンゼン含有量が上昇した不均化反応生成物を生じさせる温度および圧力条件下で操作する、
ことを含んで成る方法。 - 前記回収ゾーンの中でベンゼンを前記アルキル化反応生成物から回収して前記アルキル化反応ゾーンに再循環させる請求項15記載の方法。
- 前記アルキル化用触媒がゼオライトベータモレキュラーシーブでありそして前記反応ゾーンをベンゼンが超臨界相中に存在する温度および圧力条件で操作する請求項15記載の方法。
- 前記アルキル化用ゼオライトベータ触媒がランタニド希土類を含有させることにより変性されたゼオライトベータである請求項17記載の方法。
- 前記ゼオライトベータがランタンにより変性されたゼオライトベータを含んで成る請求項18記載の方法。
- 前記ゼオライトベータがセリウムにより変性されたゼオライトベータを含んで成る請求項18記載の方法。
- 前記不均化反応生成物の少なくとも一部を前記アルキル交換反応ゾーンから前記中間的回収ゾーンに送り込むことも更に含んで成る請求項15記載の方法。
- 前記不均化反応生成物の少なくとも一部を再利用の目的で前記アルキル化反応ゾーンに送り込むことも更に含んで成る請求項15記載の方法。
- 前記アルキル交換反応ゾーンから再循環させた前記生成物の少なくとも一部を再利用の目的で前記アルキル化反応ゾーンに送り込みそして前記不均化反応生成物の別の部分を前記中間的回収ゾーンに送り込む請求項22記載の方法。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009522217A (ja) * | 2005-12-29 | 2009-06-11 | ポリメーリ エウローパ ソシエタ ペル アチオニ | ビニル−芳香族モノマーを製造するための、アルキル−芳香族炭化水素の改良脱水素化方法 |
JP2010502636A (ja) * | 2006-09-05 | 2010-01-28 | フイナ・テクノロジー・インコーポレーテツド | 低いシリカ対アルミナ比の触媒を使用する、アルキル化触媒の失活の減少法 |
JP2010502637A (ja) * | 2006-09-05 | 2010-01-28 | フイナ・テクノロジー・インコーポレーテツド | 積層触媒床を使用するアルキル化触媒の失活の減少法 |
JP2011513486A (ja) * | 2008-03-13 | 2011-04-28 | フイナ・テクノロジー・インコーポレーテツド | 液相アルキル化のための方法 |
JP2011513487A (ja) * | 2008-03-13 | 2011-04-28 | フイナ・テクノロジー・インコーポレーテツド | トルエン及びメタンからのエチルベンゼンの製造方法 |
JP2015512444A (ja) * | 2012-04-05 | 2015-04-27 | ジーティーシー テクノロジー ユーエス, エルエルシー | メチル化とアルキル交換の統合を介するキシレンの製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7371911B2 (en) | 2005-02-25 | 2008-05-13 | Fina Technology, Inc. | Critical phase alkylation and transalkylation process in the presence of a beta zeolite |
FR2876099B1 (fr) * | 2004-10-06 | 2007-03-09 | Inst Francais Du Petrole | Procede de production de phenylalcanes mettant en oeuvre au moins deux reacteurs d'alkylation en parallele |
FR2876098B1 (fr) * | 2004-10-06 | 2007-03-09 | Inst Francais Du Petrole | Procede de production de phenylalcanes mettant en oeuvre au moins deux reacteurs d'alkylation en parallele |
EP1968919A4 (en) * | 2006-01-07 | 2009-01-21 | Fina Technology | LIQUID PHASE ALKYLATION DILUTED |
US20070161835A1 (en) * | 2006-01-07 | 2007-07-12 | Fina Technology, Inc. | Liquid phase alkylation system |
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Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3308069A (en) * | 1964-05-01 | 1967-03-07 | Mobil Oil Corp | Catalytic composition of a crystalline zeolite |
US4008290A (en) * | 1975-03-10 | 1977-02-15 | Uop Inc. | Cumene production |
US4185040A (en) * | 1977-12-16 | 1980-01-22 | Union Oil Company Of California | Alkylation of aromatic hydrocarbons |
US4169111A (en) * | 1978-02-02 | 1979-09-25 | Union Oil Company Of California | Manufacture of ethylbenzene |
DE3020698A1 (de) * | 1980-05-31 | 1982-05-19 | Kurt Prof. Dr. 8000 München Dialer | Verfahren zur wiederherstellung oder aufrechterhaltung der aktivitaet von heterogenen katalysatoren fuer normal- und niederdruckreaktionen |
US4642226A (en) * | 1984-04-16 | 1987-02-10 | Mobil Oil Corporation | Process for the preparation of zeolite Beta using dibenzyldimethylammonium ions and the product produced |
US4735929A (en) * | 1985-09-03 | 1988-04-05 | Uop Inc. | Catalytic composition for the isomerization of paraffinic hydrocarbons |
US4891458A (en) * | 1987-12-17 | 1990-01-02 | Innes Robert A | Liquid phase alkylation or transalkylation process using zeolite beta |
US5081323A (en) * | 1987-12-17 | 1992-01-14 | Chevron Research And Technology Company | Liquid phase alkylation or transalkylation process using zeolite beta |
US5030786A (en) * | 1989-06-23 | 1991-07-09 | Fina Technology, Inc. | Liquid phase aromatic conversion process |
US5073653A (en) * | 1989-06-23 | 1991-12-17 | Fina Technology, Inc. | Aromatic alkylation processes |
US5475180A (en) * | 1991-03-04 | 1995-12-12 | Shamshoum; Edwar S. | Stable toluene disproportionation process |
US6137020A (en) * | 1995-03-21 | 2000-10-24 | Fina Technology, Inc. | Alkylation process with reduced heavy residue |
US5900518A (en) * | 1996-10-30 | 1999-05-04 | Fina Technology, Inc. | Heat integration in alkylation/transalkylation process |
US5955642A (en) * | 1996-10-30 | 1999-09-21 | Fina Technology, Inc. | Gas phase alkylation-liquid transalkylation process |
US6479721B1 (en) * | 1997-06-16 | 2002-11-12 | Uop Llc | Alkylation process operating at low olefin ratios |
US6008422A (en) * | 1997-07-14 | 1999-12-28 | Uop Llc | Alkylation process using interbed recycling of cooled reactor effluent |
US5907073A (en) * | 1998-02-24 | 1999-05-25 | Fina Technology, Inc. | Aromatic alkylation process |
US6222084B1 (en) * | 1999-04-09 | 2001-04-24 | Fina Technology, Inc. | Gas phase alkylation-liquid phase transalkylation process |
US6376729B1 (en) * | 2000-12-04 | 2002-04-23 | Fina Technology, Inc. | Multi-phase alkylation process |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009522217A (ja) * | 2005-12-29 | 2009-06-11 | ポリメーリ エウローパ ソシエタ ペル アチオニ | ビニル−芳香族モノマーを製造するための、アルキル−芳香族炭化水素の改良脱水素化方法 |
JP2010502636A (ja) * | 2006-09-05 | 2010-01-28 | フイナ・テクノロジー・インコーポレーテツド | 低いシリカ対アルミナ比の触媒を使用する、アルキル化触媒の失活の減少法 |
JP2010502637A (ja) * | 2006-09-05 | 2010-01-28 | フイナ・テクノロジー・インコーポレーテツド | 積層触媒床を使用するアルキル化触媒の失活の減少法 |
JP2011513486A (ja) * | 2008-03-13 | 2011-04-28 | フイナ・テクノロジー・インコーポレーテツド | 液相アルキル化のための方法 |
JP2011513487A (ja) * | 2008-03-13 | 2011-04-28 | フイナ・テクノロジー・インコーポレーテツド | トルエン及びメタンからのエチルベンゼンの製造方法 |
JP2015512444A (ja) * | 2012-04-05 | 2015-04-27 | ジーティーシー テクノロジー ユーエス, エルエルシー | メチル化とアルキル交換の統合を介するキシレンの製造方法 |
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