JP2010536954A - 反応区域への供給流を変化させるための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

１つの代表的な態様は、ベンゼン、トルエン、パラキシレン、及び芳香族ガソリンブレンドの少なくとも１つの製造を増加させるために、芳香族Ｃ９化合物に富む流れの行き先を変えることによってトランスアルキル化区域への供給流を変化させる方法を含むことができる。本方法は、第２の分別区域からの流出流を受容する第１の分別区域から芳香族Ｃ９化合物に富む流れを与えることを含むことができる。第２の分別区域は、ベンゼン及びトルエンの少なくとも１つに富む流れを与えることができる。芳香族Ｃ９化合物に富む流れは、少なくとも部分的に、トランスアルキル化区域への供給流及び芳香族ガソリンブレンドの少なくとも１つの中に含ませることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明の分野は、一般に反応区域への供給流を変化させるための方法及び装置に関する。

多くの芳香族総合施設は、ベンゼン及びパラキシレンの収量を最大にするようにデザインされる。ベンゼンは、エチルベンゼン、クメン、及びシクロヘキサンなどのその誘導化に基づく多くの異なる生成物において用いられる用途の広い石油化学構築ブロックである。パラキシレンも重要な構築ブロックであり、テレフタル酸又はジメチルテレフタレート中間体を経由して形成されるポリエステル繊維、樹脂、及びフィルムの製造のために用いることができる。

芳香族総合施設は、所望の生成物、入手できる供給原料、及び入手できる投資資本に応じて多くの異なる形態で構成することができる。一例として、トルエン及び芳香族ガソリンブレンドのような他の生成物を製造することができる。

しかしながら、市場状況は変動し、これらの生成物の１以上に関してより大きな需要が生じる可能性がある。したがって、市場状況に応じて、ベンゼン、パラキシレン、トルエン、及び／又は芳香族ガソリンブレンドのようなより多くの与えられた生成物を製造する大きな柔軟性を与えることの要望が存在する。

１つの代表的な態様は、ベンゼン、トルエン、パラキシレン、及び芳香族ガソリンブレンドの少なくとも１つの製造を増加させるために、芳香族Ｃ９化合物に富む流れの行き先を変えることによってトランスアルキル化区域への供給流を変化させる方法を包含することができる。この方法には、第２の分別区域からの供給流を受容する第１の分別区域から芳香族Ｃ９化合物に富む流れを与えることを含ませることができる。第２の分別区域は、ベンゼン及びトルエンの少なくとも１つに富む流れを製造することができる。芳香族Ｃ９化合物に富む流れは、少なくとも部分的にトランスアルキル化区域への供給流及び芳香族ガソリンブレンドの少なくとも１つの中に含ませることができる。

他の代表的な態様は、ベンゼン、トルエン、パラキシレン、及び芳香族ガソリンブレンドの少なくとも１つの製造を増加させるために反応区域への供給流を変化させる方法を包含することができる。一般に、この方法は、第２の分別区域からの流出流を受容する第１の分別区域から芳香族Ｃ９化合物に富む流れを与えることを含む。第２の分別区域は、ベンゼン及びトルエンの少なくとも１つに富む流れを製造することができる。一般に、芳香族Ｃ９化合物に富む流れは、芳香族ガソリンブレンド中に含ませる。場合によっては、この方法は、供給流をパラキシレン分離区域に通して、（ａ）パラキシレン分離区域を通る供給流を制限して芳香族ガソリンブレンドの製造を増加させるか；（ｂ）トルエン及び芳香族ガソリンブレンドの製造速度を制限してパラキシレンの製造速度を増加させる；ことのいずれかを行うことを更に含む。

更なる態様は、ベンゼン、トルエン、パラキシレン、及び芳香族ガソリンブレンドの少なくとも１つの製造を増加させる方法を包含することができる。一般に、この方法は、第２の分別区域からの流出流を受容する第１の分別区域から芳香族Ｃ９化合物に富む流れを与えることを含む。第２の分別区域は、ベンゼン及びトルエンの少なくとも１つに富む流れを製造することができる。一般に、芳香族Ｃ９化合物に富む流れは、少なくとも部分的に反応区域への供給流及び芳香族ガソリンブレンドの少なくとも１つの中に含ませる。

本発明の１つの代表的な態様は、芳香族物質製造装置を包含することができる。この芳香族物質製造装置には、第１の分別区域、第２の分別区域、及び第３の分別区域を含ませることができる。一般に、第１の分別区域は、芳香族Ｃ８⁻化合物に富む流れ及び芳香族Ｃ９化合物に富む流れを与えることができ、第２の分別区域は、トランスアルキル化区域の流出流からベンゼン及び場合によってはトルエンの少なくとも１つを分離し、第１の分別区域への供給流を与えることができ、第３の分別区域は、第１の分別区域からの芳香族Ｃ８⁻化合物に富む流れを受容することができる。第３の分別区域からの流出流は、パラキシレン分離区域へのパラキシレン分離区域供給流中に直接含ませることができる。

他の代表的な態様は、芳香族物質製造装置を包含することができる。芳香族物質製造装置には、芳香族Ｃ８⁻化合物に富む流れ及び芳香族Ｃ９化合物に富む流れを与えるための第１の分別区域を含ませることができる。第１の分別区域は、反応区域及び芳香族ガソリンブレンドと直接連絡させて、反応区域又は芳香族ガソリンブレンドへの芳香族Ｃ９化合物に富む流れの少なくとも一部を与えることができる。

更なる態様は、芳香族物質製造装置を包含することができる。芳香族物質製造装置には、ナフサ水素処理区域、改質区域、抽出区域、パラキシレン分離区域、トランスアルキル化区域、第１の分別区域、及び第２の分別区域を含ませることができる。改質区域は、ナフサ水素処理区域からの流出流を受容することができる。一般に、抽出区域は改質区域からの第１のフラクションを受容し、パラキシレン分離区域は第１の分別区域及び第２の分別区域を経由して抽出区域及びトランスアルキル化区域から第２のフラクションを受容する。第１の分別区域は、芳香族Ｃ８⁻化合物に富む流れ及び芳香族Ｃ９化合物に富む流れを与えることができる。一般に、第１の分別区域は、トランスアルキル化区域及び芳香族ガソリンブレンドと直接連絡させて、トランスアルキル化区域又は芳香族ガソリンブレンドへの芳香族Ｃ９化合物に富む流れの少なくとも一部を与える。第２の分別区域には、ベンゼンカラム及びトルエンカラムを含ませることができる。一般に、トルエンカラムからの塔底流を第１の分別区域に供給する。

したがって、本方法は製造における柔軟性を与えることができる。１つの有利性としては、市場状況に応じて、パラキシレン、ベンゼン、トルエン、又は芳香族ガソリンブレンドの製造を増加させることを挙げることができる。

図１は、代表的な芳香族物質製造装置の概要図である。 図２は、他の代表的な芳香族物質製造装置の概要図である。

ここで用いる「区域」という用語は、１以上の装置部材及び／又は１以上の下位区域などの領域を指すことができる。装置部材としては、反応器又は反応容器、加熱器、分離器、交換器、配管、ポンプ、圧縮機、及び制御装置の１以上を挙げることができる。更に、反応器又は容器のような装置部材は、１以上の区域又は下位区域を更に含んでいてもよい。

ここで用いる「流れ」という用語は、直鎖、分岐、又は環式のアルカン、アルケン、アルカジエン、及びアルキンのような種々の炭化水素分子、並びに場合によっては、例えば水素のようなガス又は重金属のような不純物などの他の物質を含む流れであってよい。また、流れは芳香族及び非芳香族炭化水素を含んでいてよい。更に、炭化水素分子は、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３・・・Ｃｎ（ここで、「ｎ」は炭化水素分子中の炭素原子の数を表す）と略称することができ、上付き記号「＋」又は「−」によって更に特徴づけることができる。かかる場合においては、例えばＣ３⁻化合物含有と特徴づけられている流れは、３つの炭素原子、２つの炭素原子、及び／又は１つの炭素原子を有する１種類以上の化合物のような３個以下の炭素原子の炭化水素を含むことができる。また、「Ａ９」という記号は、以下において芳香族Ｃ９炭化水素を表すために用いることができる。更に、「流れ」及び「ライン」という用語は、以下の記載において互換的に用いることができる。

ここで用いる「芳香族」という用語は、１以上の炭素基が１以上の非炭素基によって置き換えられていてもよい不飽和環式炭素基の１以上の環を含む基を意味することができる。代表的な芳香族化合物は、３つの二重結合を含むＣ６環を有するベンゼンである。更に、流れ又は区域を「芳香族」と特徴づけることによって、１種類以上の異なる芳香族化合物を示唆することができる。

ここで用いる「未処理の流れ」という用語は、分別カラム、吸着装置、結晶化器、抽出器、又は流れから１以上の成分を分離する他の装置を含む区域のような分離区域、或いは流れの１以上の化合物を反応させる反応区域にかけない流れを意味することができる。「未処理の」流れは、加熱器、炉、熱交換器、冷却器、又は蒸発器による加熱又は冷却にかけることができ、或いは他の流れと混合することができる。

ここで用いる「直接」という用語は、流れを、他の流れ又は区域に含ませるか又はこれと連絡させる前に分離区域又は反応区域にかけないことを意味することができる。分離区域は、分別、結晶化、吸着、及び／又は抽出のようなプロセスによって流れから１以上の成分を分離することができる。反応区域は、反応器内において流れの中の１種類以上の炭化水素を反応させて、１種類以上の炭化水素を異なる炭化水素に転化させることができる。かかる反応としては、トランスアルキル化又は異性化を挙げることができる。しかしながら、流れを、例えば加熱器、炉、熱交換器、冷却器、又は蒸発器による加熱又は冷却にかけるか、或いは他の流れと混合することができ、これも他の流れ又は区域に直接含ませるか又はこれと直接連絡させることと考えられる。

ここで用いる「ガソリンブレンド」という用語は、他の炭化水素とブレンドして１種類以上のガソリン製品を生成させることができる生成物を意味する。

ここで用いる「ＫＭＴＡ」という用語は、１年あたり１０００メートルトンを意味する。

ここで用いる「富む」という用語は、流れ中の１種類又は複数の化合物の群の、一般に少なくとも５０重量％、好ましくは７０重量％の量を意味することができる。

ここで用いる「実質的に」という用語は、流れ中の１種類又は複数の化合物の群の、一般に少なくとも９０重量％、好ましくは９５重量％、最適には９９重量％の量を意味することができる。

図１を参照すると、ナフサ水素処理区域１２０、改質区域１４０、抽出区域１８０、トランスアルキル化区域２２０、パラキシレン分離区域４１０、アルキル芳香族異性化区域５００、第１の分別区域２４０、第２の分別区域２８０、第３の分別区域３２０、第４の分別区域３４０、第５の分別区域３６０、及び第６の分別区域３８０のような１以上の反応及び分離区域を含ませることができる代表的な芳香族物質製造装置１００が示されている。これらの区域の少なくとも幾つかは、ＵＳ−６，７４０，７８８−Ｂ１（Maherら）及びＵＳ−７，１６９，３６８−Ｂ１（Sullivanら）に開示されている。

ナフサ水素処理区域１２０への供給流は、ライン１１０によって与えることができ、ナフサ、分解ガソリン、１種類以上のキシレン類、及びトルエンであってよい。好ましくは、供給流はナフサである。ナフサ水素処理区域１２０には、ナフサ水素処理触媒を有するナフサ水素処理装置を含ませることができる。一般に、触媒は、酸化コバルト又は酸化ニッケルの第１成分、酸化モリブデン又は酸化タングステンの第２成分、及び通常は高純度アルミナである無機酸化物担体の第３成分から構成される。一般に、酸化コバルト又は酸化ニッケル成分は１〜５重量％の範囲であり、酸化モリブデン成分は６〜２５重量％の範囲である。触媒の残りはアルミナであってよく、全ての成分は合計で１００重量％である。１つの代表的な触媒はＵＳ−７，００５，０５８−Ｂ１（Towler）に開示されている。通常の水素処理条件としては、０．５〜１５ｈｒ^−１の液体毎時空間速度（ＬＨＳＶ）、６９０〜６９００ｋＰａ（１００〜１０００ｐｓｉ）の圧力、及び２０〜５００標準ｍ^３／ｍ^３（１００〜３０００ＳＣＦＢ）の水素流量が挙げられる。

ナフサ水素処理区域１２０からの流出流は、ライン１３０を通して改質区域１４０に送ることができる。改質区域１４０においては、パラフィン及びナフテンを１種類以上の芳香族化合物に転化させることができる。通常は、改質区域１４０は、１種類以上の芳香族化合物の製造を最大にするために、１００〜１０６リサーチオクタン価（ＲＯＮ）の改質ガソリンの製造に相当する非常に厳しい条件で運転する。また、この非常に厳しい条件での運転により、改質油のＣ８^＋フラクション中の非芳香族炭化水素を除去することもでき、したがって芳香族Ｃ８及びＣ９化合物の抽出を排除することができる。

改質区域１４０においては、炭化水素流を改質条件下で改質触媒と接触させる。通常は、改質触媒は、白金族金属の第１成分、変性剤金属の第２成分、及び高純度アルミナであってよい無機酸化物担体の第３成分から構成される。一般に、白金族金属は０．０１〜２．０重量％であり、変性剤金属成分は０．０１〜５重量％である。触媒組成物の残りはアルミナであってよく、全ての成分の合計は１００重量％である。白金族金属は、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、又はイリジウムであってよい。好ましくは、白金族金属成分は白金である。金属変性剤としては、レニウム、スズ、ゲルマニウム、鉛、コバルト、ニッケル、インジウム、ガリウム、亜鉛、ウラン、ジスプロシウム、タリウム、又はこれらの混合物を挙げることができる。本発明において用いるための１つの改質触媒がＵＳ−５，６６５，２２３（Bogdan）に開示されている。通常の改質条件としては、０．５〜１５．０ｈｒ^−１の液体毎時空間速度、改質区域１４０に導入される炭化水素供給流１モルあたり０．５〜１０モルの水素の水素／炭化水素比、及び６９〜４８３０ｋＰａ（１０〜７００ｐｓｉ）の圧力が挙げられる。

改質区域１４０からの改質油生成物は、ライン１４４に導入して第４の分別区域３４０中に導入することができる。この分別区域３４０には、カラム３５０のような１以上の分別カラムを含ませることができる。一般に、カラム３５０は、導入される流れを、カラム３５０の頂部からライン３４４を通して排出するＣ７⁻フラクション、及びカラム３５０の底部からライン３４８を通して第３の分別区域３２０（以下において説明する）に排出するＣ８^＋フラクションに分離する。

ライン３４４内の炭化水素流は、抽出区域１８０に導入することができる。炭化水素流は、第４の分別区域３４０を通過した後のナフサ水素処理区域１２０及び／又は改質区域１４０からの第１フラクションであってよい。抽出区域１８０は、ライン１８４内に副生成物であるラフィネート流、及びライン１８６内にベンゼン及び／又はトルエンのような少なくとも１種類の芳香族化合物に富む流れを製造することができ、これは第２の分別区域２８０（以下において説明する）に送ることができる。ラフィネート流は、ガソリン中にブレンドするか、エチレンプラント用の供給材料として用いるか、或いは芳香族物質製造装置１００へ再循環することによって更なるベンゼンに転化させることができる。抽出区域１８０は、抽出蒸留、液−液抽出、又は液−液抽出／抽出蒸留プロセスの組み合わせのような抽出プロセスを用いることができる。代表的な抽出プロセスは、Thomas J. Stoodtら, "UOP Sulfolane Process", Handbook of Petroleum Refining Processes, McGraw-Hill (Robert A. Meyers, 第３版, 2004), pp.2.13-2.23に開示されている。好ましくは抽出蒸留を用い、これには、主蒸留カラムとして知られている少なくとも１つのカラムを含ませることができ、回収カラムとして知られている第２のカラムを含ませることができる。

抽出蒸留は、ほぼ同等の揮発性を有し、ほぼ同等の沸点を有する複数の成分を分離することができる。通常は、主抽出蒸留カラムの、抽出する炭化水素流の導入点より上方に溶媒を導入する。溶媒によって、異なる温度で沸騰する炭化水素流の複数の成分の揮発性に影響を与えて、その分離を促進することができる。代表的な溶媒としては、テトラヒドロチオフェン、１，１−ジオキサン、即ちスルホラン、ｎ−ホルミルモルホリン、即ちＮＦＭ、ｎ−メチルピロリドン、即ちＮＦＰ、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、メトキシトリエチレングリコール、又はこれらの混合物が挙げられる。また、他のグリコールエーテルも、単独か又は上記に列記したものと組み合わせて好適な溶媒である可能性がある。

ライン１８６内の少なくとも１種類の芳香族化合物に富む流れの少なくとも一部を、トランスアルキル化区域２２０（以下において説明する）からの流出流と混合して、第２の分別区域２８０に導入することができる。第２の分別区域２８０には、少なくとも１つのカラムを含ませることができる。好ましくは、第２の分別区域２８０は、複数のカラム、即ちベンゼンカラム２９０及びトルエンカラム３００を含む。ベンゼンカラム２９０は、カラム２９０の頂部においてベンゼンに富む流れを製造してこれをライン２９４を通して排出することができ、並びに実質的にＣ７^＋の１種類以上の芳香族炭化水素の塔底流を製造してこれをライン２９８を通してトルエンカラム３００に導入することができる。トルエンカラム３００はトルエン又は実質的にトルエンに富む流れを分離して、これをライン３０４を通して頂部から排出することができる。トルエンに富む流れの少なくとも一部は、バルブ３１０を通して送って、ライン３０８を通して生成物として回収するか、及び／又は少なくとも一部をバルブ３１２を通してライン３１４中に送ることによって再循環することができる。場合によっては、ライン３１４内のこのトルエンに富む流れを、以下に説明するようにライン３９４内の流れ及びライン２７６内の流れと混合することができる。Ｃ８^＋芳香族炭化水素に富む流れは、カラム３００の底部から流出流としてライン２４４を通して排出して、第１の分別区域２４０に供給することができる。

この代表的な態様において、第１の分別区域２４０には少なくとも１つのカラム２５０を含ませることができる。カラム２５０は、その頂部、側部、及び底部から排出される３つのフラクションを生成することができる。Ｃ１０^＋芳香族炭化水素に富む流れは、ライン２６２を通して第６の分別区域３８０に排出するか、又は下記に説明するようにライン４０４を通して燃料油のような生成物に排出することができる。芳香族Ｃ９炭化水素に富む流れは、側流としてライン２５８を通してカラム２５０から排出することができる。この流れの少なくとも一部は、それぞれライン２７８及び２７６を通して芳香族ガソリンブレンド、トランスアルキル化区域２２０、又は両方に送ることができる。特に、それぞれバルブ２７４及び２７２を開放、閉止、又は絞ることによって、芳香族Ｃ９炭化水素に富む流れの全部又は一部をこれらの行き先に送ることができる。この流れを芳香族ガソリンブレンドに送る場合には、バルブ２７２を閉止し、それにより芳香族Ｃ９炭化水素に富む流れをバルブ２７４及びライン２７８を通してライン４００に送り、そこで流れを他の成分と一緒に混合する芳香族ガソリンブレンドに送ってガソリン製品を製造することができる。

この流れをトランスアルキル化区域２２０に送る場合には、バルブ２７４を閉止し、それにより芳香族Ｃ９炭化水素に富む流れをバルブ２７２を通してライン２７６を通して送ることができる。ライン２７６内の流れは、ライン３１８内の流れと混合して、トランスアルキル化区域２２０に導入することができる。

トランスアルキル化区域２２０は、更なるキシレン及びベンゼンを製造することができる。いかなる理論にも縛られることは望まないが、少なくとも２つの反応、即ち不均化及びトランスアルキル化が起こる可能性がある。不均化反応により、２分子のトルエンが反応してベンゼン及びキシレン分子を形成することができ、トランスアルキル化反応により、トルエンと芳香族Ｃ９炭化水素が反応して２分子のキシレンを形成することができる。トランスアルキル化反応に関する例として、１モルのトリメチルベンゼン及び１モルのトルエンの反応物質により、生成物としてパラキシレンのような２モルのキシレンを生成させることができる。脱アルキルによって、エチル、プロピル、及びより高級のアルキル基で置換されている芳香族Ｃ９〜Ｃ１０化合物をより軽質の単環芳香族物質に転化させることができる。一例として、脱アルキルによってメチルエチルベンゼンからエチル基を脱離させてトルエンを形成させることができる。脱アルキルによって、プロピルベンゼン、ブチルベンゼン、及びジエチルベンゼンをベンゼンに転化させることができる。メチル置換芳香族物質、例えばトルエンを、上記で議論したように不均化又はトランスアルキル化によって更にベンゼン及びキシレンに転化させることができる。トランスアルキル化区域への供給流がより多くのエチル、プロピル、及びより高級のアルキル基で置換されている芳香族物質を有する場合には、トランスアルキル化区域においてより多くのベンゼンを生成させることができる。一般に、エチル、プロピル、及びより高級のアルキル基で置換されている芳香族化合物は、トリメチルベンゼン及びテトラメチルベンゼンのようなメチル置換芳香族化合物よりも高い転化速度を有する。

トランスアルキル化区域２２０においては、ライン２２４からの流れをトランスアルキル化条件下でトランスアルキル化触媒と接触させる。好ましくは、触媒は金属で安定化したトランスアルキル化触媒である。かかる触媒には、固体酸成分、金属成分、及び無機酸化物成分を含ませることができる。固体酸成分は、通常はペンタシルゼオライトであり、これはＭＦＩ、ＭＥＬ、ＭＴＷ、ＭＴＴ、及びＦＥＲ（ゼオライトの命名に関するＩＵＰＡＣ委員会）、ベータゼオライト、又はモルデナイトの構造を含むことができる。望ましくは、これはモルデナイトゼオライトである。他の好適な固体酸成分としては、マザイト、ＮＥＳタイプのゼオライト、ＥＵ−１、ＭＡＰＯ−３６、ＭＡＰＳＯ−３１、ＳＡＰＯ−５、ＳＡＰＯ−１１、及びＳＡＰＯ−４１を挙げることができる。一般に、マザイトゼオライトとしてはゼオライトオメガが挙げられる。ゼオライトオメガ、並びにＮＵ−８７、ＥＵ−１、ＭＡＰＯ−３６、ＭＡＰＳＯ−３１、ＳＡＰＯ−５、ＳＡＰＯ−１１、及びＳＡＰＯ−４１の更なる議論が、ＵＳ−７，１６９，３６８−Ｂ１（Sullivanら）に与えられている。

通常は、金属成分は貴金属又は卑金属である。貴金属は、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、又はイリジウムの白金族金属であってよい。一般に、卑金属は、レニウム、スズ、ゲルマニウム、鉛、コバルト、ニッケル、インジウム、ガリウム、亜鉛、ウラン、ジスプロシウム、タリウム、又はこれらの混合物である。卑金属は、他の卑金属又は貴金属と組み合わせることができる。好ましくは、金属成分はレニウムを含む。トランスアルキル化触媒中の好適な金属の量は、一般に０．０１〜１０重量％の範囲、好ましくは０．１〜３重量％の範囲、最適には０．１〜１重量％の範囲である。触媒中の好適なゼオライトの量は１〜９９重量％、好ましくは１０〜９０重量％、最適には２５〜７５重量％の範囲である。触媒の残りは、製造を容易にし、強度を与え、コストを低減させるために場合によって用いる耐火バインダー又はマトリクスから構成することができる。バインダーは、組成が均一で比較的耐火性でなければならない。好適なバインダーとしては、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、クロミア、チタニア、ボリア、トリア、ホスフェート、酸化亜鉛、及びシリカの少なくとも１つのような無機酸化物を挙げることができる。好ましくは、アルミナがバインダーである。１つの代表的なトランスアルキル化触媒が、ＵＳ−５，８４７，２５６（Ichiokaら）に開示されている。

通常、トランスアルキル化区域２２０は、２００℃〜５４０℃（３９０°Ｆ〜１０００°Ｆ）の温度及び６９０〜４１４０ｋＰａ（１００〜６００ｐｓｉ）の圧力で運転する。トランスアルキル化反応は広範囲の空間速度にわたって行うことができ、より高い空間速度は転化率の犠牲の下でより高いパラキシレンの比を与える。一般に、液体毎時空間速度は０．１〜２０ｈｒ^−１の範囲である。供給材料は、好ましくは気相中で水素の存在下においてトランスアルキル化する。液相中でトランスアルキル化する場合には、水素は場合によって存在させる。存在させる場合には、遊離水素は、アルキル芳香族物質１モルあたり０．１モル乃至１０モル以下の量で供給材料及び再循環炭化水素に含ませる。

トランスアルキル化反応２２０からの流出流は、ライン２２８を通して排出し、ライン１８６内の抽出区域１８０からの流出流と混合することができる。このライン２８４内の混合流は、上記で議論したように第２の分別区域２８０に導入することができる。

第１の分別区域２４０を参照すると、カラム２５０の頂部からの流出流はライン２５４を通して排出することができる。この流出流は、ライン３６４からの第５の分別区域３６０からの流出流と混合することができる。これらの混合流はライン３６６に導入することができる。ライン３６６内の混合流は、ライン３４８内の第４の分別区域３４０内のカラム３５０からの塔底流と再び混合することができる。これらの流れを混合して、第３の分別区域３２０に導入することができる。

第３の分別区域３２０は、ライン３３４内の塔頂流及びライン３３８内の塔底流（下記において説明する）を生成するカラム３３０を有することができる。塔頂流は、芳香族Ｃ８⁻炭化水素に富むことができ、ライン３３４を通してパラキシレン分離区域４１０に導入することができる。この流れは、第１の分別区域２４０及び第２の分別区域２８０を通過した後の抽出区域１８０及びトランスアルキル化区域２２０からの第２のフラクションであってよい。一般に、ライン３３４内のこの流れは、パラキシレン分離区域４１０の供給流中に直接含ませるか、又はパラキシレン分離区域４１０に直接送ることができる。

パラキシレン分離区域４１０は、結晶化プロセス又は吸着分離プロセスに基づくことができる。好ましくは、パラキシレン分離区域４１０は吸着分離プロセスに基づく。かかる吸着分離により、ライン４１４内に９９重量％を超えるパラキシレンのような実質的にパラキシレンを含む流れを与えることができる。パラキシレン分離区域４１０への供給流は、例えば制御バルブを絞ったり、トランスアルキル化区域２２０のようなベンゼン及びトルエンなどの他の生成物を生成する他の区域に分子を送ることによって制限することができる。

パラキシレン分離区域４１０からのラフィネート、パラキシレンを通常は１重量％未満のレベルに低減させることができる。ラフィネートはライン４１８を通してアルキル芳香族異性化区域５００に送ることができ、ここでキシレン異性体の平衡又はほぼ平衡の分布を再形成することによって更なるパラキシレンを製造する。パラキシレン分離ユニットのラフィネート中のエチルベンゼンは、用いる異性化触媒のタイプに応じて、更なるキシレンに転化させるか、又は脱アルキルによってベンゼンに転化させることができる。

アルキル芳香族異性化区域５００においては、ライン４１８内のラフィネート流を、異性化条件下で異性化触媒と接触させることができる。通常は、異性化触媒は、モレキュラーシーブ成分、金属成分、及び無機酸化物成分から構成される。モレキュラーシーブ成分によって、ベンゼンの総需要に応じて触媒特性をエチルベンゼンの異性化とエチルベンゼンの脱アルキルの間で制御することができる。したがって、モレキュラーシーブはゼオライト系アルミノシリケート又は非ゼオライト系モレキュラーシーブのいずれかであってよい。ゼオライト系アルミノシリケート（又はゼオライト）成分は、通常はＭＦＩ、ＭＥＬ、ＭＴＷ、ＭＴＴ、及びＦＥＲ（ゼオライトの命名に関するＩＵＰＡＣ委員会）の構造などのペンタシルゼオライト、ベータゼオライト、又はモルデナイトのいずれかである。通常は、非ゼオライト系モレキュラーシーブは、ＡＥＬ骨格タイプの１種類以上、特にＳＡＰＯ−１１、或いはＡＴＯ骨格タイプの１種類以上、特にＭＡＰＳＯ−３１である。金属成分は貴金属成分であってよく、貴金属に加えて又は貴金属に代えて場合によっては卑金属変性剤成分を含ませることができる。貴金属は、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、又はイリジウムの白金族金属であってよい。卑金属は、レニウム、スズ、ゲルマニウム、鉛、コバルト、ニッケル、インジウム、ガリウム、亜鉛、ウラン、ジスプロシウム、タリウム、又はこれらの混合物であってよい。卑金属は、他の卑金属又は貴金属と組み合わせることができる。異性化触媒中の好適な全金属量は、０．０１〜１０重量％、好ましくは０．１〜３重量％の範囲である。触媒中の好適なゼオライトの量は、１〜９９重量％、好ましくは１０〜９０重量％、より好ましくは２５〜７５重量％の範囲であってよい。触媒の残りは、無機酸化物バインダー、通常はアルミナから構成される。本発明において用いるための１つの代表的な異性化触媒が、ＵＳ−４，８９９，０１２（Sachtlerら）に開示されている。

通常の異性化条件としては、０℃〜６００℃（３２°Ｆ〜１１００°Ｆ）の範囲の温度及び大気圧〜３４５０ｋＰａ（５００ｐｓｉ）の圧力が挙げられる。触媒の体積に対する供給材料の液体毎時炭化水素空間速度は、０．１〜３０ｈｒ^−１であってよい。一般に、炭化水素は、０．５：１〜１５：１又はそれ以上の水素／炭化水素のモル比、好ましくは０．５〜１０のモル比の気体状水素との混合物で触媒と接触させる。異性化のために液相条件を用いる場合には、通常はアルキル芳香族異性化区域５００に水素は加えない。

ライン５０４内のアルキル芳香族異性化区域５００からの流出流の少なくとも一部を、第５の分別区域３６０に導入することができる。第５の分別区域３６０には、ライン３６２を通して芳香族物質製造装置１００からパージされるＣ７⁻炭化水素に富む塔頂流を製造するカラム３７０を含ませることができる。芳香族Ｃ８^＋炭化水素に富む塔底流をカラム３７０から製造し、上記で議論したように、ライン３６４を通して排出し、ライン２５４内の流れと混合してライン３６６内の混合流を生成させることができる。

第３の分別区域３２０に関し、ライン３３８内のＣ９^＋炭化水素に富む塔底流は第６の分別区域３８０に送ることができる。第６の分別区域３８０には、芳香族Ｃ９⁻炭化水素に富む塔頂流、及び燃料油のような製品中に含ませるライン４０４内の芳香族Ｃ１０^＋炭化水素に富む塔底流を製造するカラム３９０を含ませることができる。ライン３９２内の塔頂流は、芳香族ガソリンブレンドに送るか、トランスアルキル化区域２２０に再循環するか、又は任意の割合で２つの行き先の間で分割することができる。少なくとも一部を芳香族ガソリンブレンドに供給する場合には、この流れはバルブ３９８を通して送ってライン２７８内の流れと混合し、その後ライン４００を通して芳香族物質製造装置１００から排出することができる。少なくとも一部を再循環する場合には、ライン３９２内の流れをバルブ３９６及びライン３９４を通してライン３１４に送ることができる。ライン３１８内の混合流は、ライン２７６内の流れと混合することができる。この混合流は、上記で議論したようにライン２２４を通してトランスアルキル化区域２２０に再循環することができる。

他の態様においては、ライン３６４への流れを遮断することによって、第１の分別区域２４０からの流出流の少なくとも一部、好ましくは全部を、バルブ２６４及びライン２５６を通してパラキシレン分離区域４１０の供給口に送ることができる。更に、区域３８０の入口を閉止し、ライン２６２内の流れをライン４０６、バルブ４０８を通して燃料油のような製品のためのライン４０４中に送ることによって、ライン２６２内の塔底流の少なくとも一部、好ましくは全部が第６の分別区域３８０をバイパスするようにすることができる。この態様においては、第１の分別区域２４０によって、殆どのＣ８⁻炭化水素がライン２５４内に、殆どのＣ９炭化水素がライン２５８内に、そして殆どのＣ１０^＋炭化水素がライン２６２内に、ライン２４４内の成分が良好に分割される場合には、これらの別の行き先が好ましい。

図２を参照すると、他の代表的な芳香族物質製造ユニットが示されている。芳香族物質製造ユニット６００は、カラム２５０が塔頂流２５４及び塔底流２６２のみを有し（これは芳香族ガソリンブレンドが不明確な最終要求を有する場合には特に有効である可能性がある）、ライン４０６及びバルブ４０８が省かれていることを除いて、上記に記載の芳香族物質製造ユニット１００と実質的に同一である。芳香族Ｃ９^＋炭化水素に富む塔底流２６２は、バルブ２７２を通して送ることによってライン２７６を通してトランスアルキル化区域２２０に再循環することができ、及び／又はバルブ２７４を通して送ることによってライン２７８及び４００を通して芳香族ガソリンブレンドに送ることができる。塔底流２６２は、これら２つの行き先の間で任意の割合に分割することができる。また、ライン２６６はライン２６２と連絡して、芳香族物質製造装置６００から例えば燃料油製品へのパージを与える。バルブ２７０を、開放、閉止、又は絞って、芳香族物質製造装置６００から重質炭化水素をパージすることができる。

装置１００及び６００のいずれかに関する運転においては、種々の量のベンゼン、トルエン、芳香族ガソリンブレンド、及び／又はパラキシレンを製造することができる。複数のバルブ、特にバルブ３９６及び３９８及び／又は２７２及び２７４の任意のものを、開放、閉止、又は絞って、それぞれトランスアルキル化区域２２０への再循環及び芳香族ガソリンブレンドの量を調節し、それにより生成物の収量を増加又は減少させることができる。図１に関する一例として、ライン３９２によって第６の分別区域３８０から、及び装置１００に関してはライン２５８によって第１の分別区域２４０から芳香族Ｃ９炭化水素を与えることができる。流れをライン２５８から芳香族ガソリンブレンドに送ることにより、ライン３９２内の流れの少なくとも一部をライン３９４を通して送り、パラキシレンの製造を制限することによっても、より多くのベンゼンを生成させることができる。また、ライン２７６を通してライン２５８からトランスアルキル化区域２２０へ流れを送り、バルブ３９８を通る流れを増加させ、パラキシレンの製造を制限することによって、芳香族ガソリンブレンドの製造を増加させることができる。更には、バルブ２７２及び３１０を開放し、バルブ３９８を通る流れを減少させることによってパラキシレン及び芳香族ガソリンブレンドの製造を制限することにより、トルエンの製造を増加させることができる。更に、バルブ２７４を開放し、バルブ３９８を通る流れを制限することによって芳香族ガソリンブレンドの製造を制限することにより、パラキシレンの製造を増加させることができる。図２を参照すると、ライン２６２（図１のライン２５８に代えて）からの流れの少なくとも一部をトランスアルキル化区域２２０又は芳香族ガソリンブレンドに送ることによって、同様の生成物の柔軟性を得ることができる。

第１の分別区域２４０においてライン２４４内の成分の良好な分割が与えられる場合には、殆どが第１の分別区域２４０からのＣ８⁻炭化水素を含むライン２５４内の流出流の少なくとも一部、好ましくは全部を、上記で議論したようにライン２６４及びライン２５６を通してパラキシレン分離区域４１０の供給口に送ることができる。

バルブ２６４、２７０、２７２、２７４、３１０、３１２、３９６、３９８、及び４０８は制御弁であって、炭化水素の少なくとも一部をそれが通るそれぞれのラインに含ませることができる。

したがって、下記の実施例において更に示すように、上記の装置１００及び６００によって種々の生成物を製造する柔軟性を与えることができる。

以下の実施例は本方法を更に説明することを意図するものである。これらの本発明の幾つかの態様の説明は、本発明の特許請求の範囲をこれらの実施例の特定の詳細に限定することを意図しない。これらの実施例は、同様のプロセスを用いた工学的計算及び実際の運転経験に基づくものである。

これらの机上の実施例においては、図１に示す芳香族物質製造装置１００は、概して、それぞれの実施例に関して、下表１に示す流速を除いて、同等の供給速度及びＬＨＳＶの同じ供給材料組成、水素／炭化水素のモル比、反応器圧力、触媒、触媒分布、及び触媒循環比などの同等の条件を用いる。

比較例１及び実施例２〜４では、芳香族物質製造ユニットへのトルエン／ベンゼン供給流混合物の少量の添加を行なった。

比較例１：
この比較例においては、第１の分別区域２４０を省き、ライン２４４内の第２の分別区域２８０からの塔底流をライン３２８に送って、第３の分別区域３２０への供給流と混合した。また、バルブ３１０を閉止し、バルブ３１２を開放することによって、トルエンをトランスアルキル化区域２２０に再循環した。

実施例２〜４：
以下の３つの実施例においては、バルブ３１０を閉止し、バルブ３１２を開放して、図１に示されるように、分別されたトルエンの全部をトランスアルキル化区域２２０に再循環することができた。

実施例２：
この実施例においては、バルブ２７２を閉止し、バルブ３１２及び２７４を開放し、バルブ３９６を絞ることによってライン３９４を通る再循環流の量を制限することによってパラキシレンの製造を固定することにより、ベンゼンの収量を増加させることができた。

実施例３：
他の実施例においては、バルブ２７４を閉止し、バルブ２７２を開放し、バルブ３９６を絞ることによってライン３９４を通る再循環流の量を制限することによってパラキシレンの製造を固定することにより、芳香族ガソリンブレンドを増加させることができた。

実施例４：
更に他の実施例においては、バルブ２７４を閉止し、バルブ２７２を開放し、バルブ３９６を通る生成物の量を制限する（及びこれに対応してライン３９４を通る再循環流の量を増加させる）ことによって芳香族ガソリンブレンドの製造を固定することにより、ライン４１４内のパラキシレンの量を増加させることができた。

比較例５：
この比較例においては、比較例１と同様に、第１の分別区域２４０を省き、ライン２４４内の第２の分別区域２８０からの塔底流をライン３２８に送って、第３の分別区域３２０への供給流と混合した。しかしながら、バルブ３１０を開放することにより、トルエンの少なくとも一部を生成物として回収した。

実施例６〜８：
次の３つの実施例においては、バルブ３１０を開放して、それによりライン３０４内のトルエンの少なくとも一部を生成物として回収することができた。

実施例６：
この実施例においては、バルブ２７４を閉止し、バルブ２７２を開放し、トルエン及び芳香族ガソリンブレンドの製造速度を固定することにより、パラキシレンの収量を増加させることができた。

実施例７：
更に他の実施例においては、バルブ２７２を閉止し、バルブ２７４を開放し、パラキシレン及び芳香族ガソリンブレンドを固定することにより、ベンゼンの製造速度を増加させ、トルエンの製造速度を減少させることができた。

実施例８：
更なる実施例においては、バルブ２７４を閉止し、バルブ２７２を開放し、芳香族ガソリンブレンド及びパラキシレンの製造速度を固定することにより、トルエンの製造速度を増加させることができた。

実施例１〜８の結果を、表１においてＫＭＴＡとして示し、下表２において×１０００ポンド／時として示す。

実施例２及び３は、ベンゼン又は芳香族ガソリンブレンドの製造を増加させる柔軟性を示す。差は、ベンゼンは５０ＫＭＴＡ（１３×１０００ポンド／時）（４９０から４４０ＫＭＴＡ（１２３から１１１×１０００ポンド／時））、芳香族ガソリンブレンドは７７ＫＭＴＡ（１９×１０００ポンド／時）（４３２から５０９ＫＭＴＡ（１０９から１２８×１０００ポンド／時）））とすることができた。実施例４は、パラキシレン製造を増加させる柔軟性を示す。実施例４では、実施例１によって製造された１２００ＫＭＴＡ（３０２．４×１０００ポンド／時）のパラキシレンと比較して１２２１ＫＭＴＡ（３０７．７×１０００ポンド／時）であり２１ＫＭＴＡ（５．３×１０００ポンド／時）多いパラキシレンが製造されたが、実施例４では、実施例１によって製造された４５６ＫＭＴＡ（１１５×１０００ポンド／時）のベンゼンと比較して４４１ＫＭＴＡ（１１１×１０００ポンド／時）であり１５ＫＭＴＡ（３．８×１０００ポンド／時）少ないベンゼンが製造された。同じか又は異なる生成物による同様の柔軟性が実施例５〜８において示され、ここではトルエンは芳香族物質製造ユニットからの生成物でもあった。したがって、これらの実施例は本発明で開示する装置の柔軟性を更に示す。

一態様においては、芳香族物質製造装置に、芳香族Ｃ８⁻化合物に富む流れ及び芳香族Ｃ９化合物に富む流れを与える第１の分別区域を含ませることができる。第１の分別区域を反応区域及び芳香族ガソリンブレンドと直接連絡させて、反応区域又は芳香族ガソリンブレンドへの芳香族Ｃ９化合物に富む流れの少なくとも一部を与えることができる。場合によっては、第１の分別区域は、塔頂流中の芳香族Ｃ８⁻化合物に富む流れ及び塔底流中の芳香族Ｃ９化合物に富む流れを与えるカラムを含み、或いは芳香族Ｃ９化合物に富む流れは側流中に与えることができ、塔底流は芳香族Ｃ１０^＋化合物に富んでいてよい。

一態様においては、芳香族物質製造装置に、トランスアルキル化区域を含む反応区域からベンゼン及びトルエンの少なくとも１つを分離して、第１の分別区域への供給流を与える第２の分別区域を更に含ませることができる。場合によっては、第２の分別区域はベンゼンカラム及びトルエンカラムを含み、トルエンカラムからのトルエンに富む塔頂流を、反応区域に導入する前に芳香族Ｃ９化合物に富む流れと混合する。芳香族物質製造装置には、第１の分別区域からの芳香族Ｃ８⁻化合物流の少なくとも一部を受容するパラキシレン分離区域；パラキシレン分離区域からのパラキシレン分離区域流出流の少なくとも一部を受容するアルキル芳香族異性化区域；及び抽出区域の流出流の少なくとも一部を第２の分別区域に供給する抽出区域；を更に含ませることができる。

当業者であれば、更なる詳細な説明なしに、上述の記載を用いて本発明をその最大範囲まで利用することができると考えられる。したがって、上述の好ましい特定の態様は単なる例示として解釈すべきであり、いかなるようにも開示の残りの部分を限定するものと解釈すべきではない。

上記において、全ての温度は未補正の摂氏温度を示し、全ての部及びパーセントは他に示さない限り重量によるものである。

当業者であれば、上記の記載から本発明の本質的特徴を容易に突き止めることができ、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、それを種々の用法及び条件に適合させるために本発明の種々の変更及び修正を行うことができる。

Claims (10)

1. ベンゼン、トルエン、パラキシレン、及び芳香族ガソリンブレンドの少なくとも１つの製造を増加させるために、芳香族Ｃ９化合物に富む流れの行き先を変えることによってトランスアルキル化区域への供給流を変化させる方法であって、
   第２の分別区域からの流出流を受容する第１の分別区域から芳香族Ｃ９化合物に富む流れを与えることを含み、ここで第２の分別区域はベンゼン及びトルエンの少なくとも１つに富む流れを生成し、芳香族Ｃ９化合物に富む流れを少なくとも部分的にトランスアルキル化区域への供給流及び芳香族ガソリンブレンドの少なくとも１つの中に含ませる；
   上記方法。
2. 第１の分別区域が、芳香族Ｃ８⁻化合物に富む流れ、芳香族Ｃ９化合物に富む流れ、及び場合によっては芳香族Ｃ１０^＋化合物に富む流れを与えるカラムを更に含む、請求項１に記載の方法。
3. パージ流を芳香族Ｃ９化合物に富む流れと連絡することを更に含み、ここで芳香族Ｃ９化合物に富む流れはカラムからの塔底流であり；場合によってはパージ流を燃料油中に含ませる、請求項２に記載の方法。
4. 芳香族Ｃ９化合物に富む流れが少なくとも７０重量％の芳香族Ｃ９化合物を含む、請求項１、２、及び３のいずれかに記載の方法。
5. 第１の分別区域が、第２の分別区域からの流出流を受容するカラムを含み；
   芳香族ガソリンブレンドの製造を制限してトランスアルキル化区域への供給流を変化させる；
   請求項１に記載の方法。
6. 供給流をパラキシレン分離区域に通して、
   （ａ）パラキシレン分離区域を通る供給流を制限して芳香族ガソリンブレンドの製造を増加させるか；
   （ｂ）トルエン及び芳香族ガソリンブレンドの製造速度を制限してパラキシレンの製造速度を増加させる；
   ことのいずれかを行うことを更に含む、請求項１に記載の方法。
7. 芳香族Ｃ８⁻化合物に富む流れ及び芳香族Ｃ９化合物に富む流れを与え、反応区域及び芳香族ガソリンブレンドと直接連絡して、反応区域又は芳香族ガソリンブレンドへの芳香族Ｃ９化合物に富む流れの少なくとも一部を与える第１の分別区域；
   を含む芳香族物質製造装置。
8. 第１の分別区域が、塔頂流中の芳香族Ｃ８⁻化合物に富む流れ及び塔底流中の芳香族Ｃ９化合物に富む流れを与えるカラムを含む、請求項７に記載の芳香族物質製造装置。
9. 第１の分別区域が、塔頂流中の芳香族Ｃ８⁻化合物に富む流れ、側流中の芳香族Ｃ９化合物に富む流れ、及び芳香族Ｃ１０^＋化合物に富む塔底流を与えるカラムを含む、請求項７に記載の芳香族物質製造装置。
10. 反応区域からベンゼン及びトルエンの少なくとも１つを分離し、第１の分別区域への供給流を与える第２の分別区域を更に含み；反応区域がトランスアルキル化区域を含む、請求項７、８、及び９のいずれかに記載の芳香族物質製造装置。

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