JP2017500323A - 側流分留塔（ｓｉｄｅ ｄｒａｗ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｔｏｗｅｒ）及び部分凝縮（ｐａｒｔｉａｌ ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ）を用いることによるエネルギー効率の良いナフテンの再循環 - Google Patents

側流分留塔（ｓｉｄｅ ｄｒａｗ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｔｏｗｅｒ）及び部分凝縮（ｐａｒｔｉａｌ ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ）を用いることによるエネルギー効率の良いナフテンの再循環 Download PDF

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Abstract

パラキシレン製造プロセスにおいてナフテン類をエネルギー効率よく再循環する方法は、反応器流出流を部分的に凝縮し、側流塔装置を用いることを含む。ナフテン類が、側流塔装置の側流中に効率的に分離される。側流の少なくとも一部をパラキシレン回収セクションに送り、パラキシレン生成物、及びパラキシレン回収セクションに送られる側流中のナフテン類の実質的に全部を含むパラキシレンが減少した流れを生成させる。パラキシレンが減少した流れは反応器に再循環して戻して、それによってプロセスからのナフテン類の過度の損失を阻止する。【選択図】図２

Description

本出願は、２０１３年１２月１７日出願の米国仮出願６１／９１７，０５５（その全部を参照として本明細書中に包含する）に対する優先権を主張する。
本発明は、パラキシレンの製造中においてナフテン類をエネルギー効率よく再循環するための方法及び装置に関する。かかる方法及び装置は、部分凝縮スキーム及び側流塔（sidedraw tower）を含む。
パラキシレンは、酸化してポリエステルへの前駆体であるテレフタル酸を形成する有用な化学中間体である。パラキシレン（ｐＸ）製造ユニットは、一般に再循環ループにおいて３つのセクション：（１）３種類のキシレン異性体の全部を含む流れからｐＸを回収して、ｐＸ生成物流及びｐＸが減少した流れを生成させるｐＸ回収セクション；（２）ｐＸが減少した流れの中のキシレン類をほぼ平衡まで異性化する、反応器内にキシレン異性化触媒を含む異性化セクション；及び（３）反応器中において生成した副生成物、及び／又は新しい供給物中に存在している副生成物を分離するための分留セクション；を含む。ｐＸユニット、及びしたがってｐＸ回収セクションへの新しい供給物はまた、一般にキシレン異性体と同じ分子式を有するキシレン類の構造異性体であるエチルベンゼン（ＥＢ）も含む。ＥＢの沸点はキシレン異性体と近接しているので、蒸留によってこれらの流れからＥＢを取り出すことは実際的ではない。而して、ＥＢは、ループ内におけるその蓄積を阻止するために、キシレン類又は蒸留によって容易に分離することができる副生成物に転化させなければならない。異なるルートによってＥＢを転化させる幾つかのタイプのキシレン異性化触媒が存在する。エチルベンゼン異性化タイプの触媒は、エチルベンゼンをキシレン類に転化させる手段を与え、パラキシレンの高い収率を提供する。環飽和化合物であるナフテン類は、ＥＢのキシレン類への転化における中間体であり、反応器流出物中の芳香族化合物とほぼ平衡である。過度のキシレンの損失を回避するためには、これらのナフテン中間体を反応器に効率よく再循環して戻す必要がある。
パラキシレンを製造し、ナフテンを再循環するための従来の構成はエネルギー集約的であり、而して運転するのが高価である。例えば、幾つかの従来技術のプロセスは別のナフテン塔を用いる。而して、パラキシレン製造プロセスにおいてナフテン類を再循環するエネルギー効率の良いプロセスに対する必要性が存在する。
一形態においては、反応器内において、キシレン異性体、エチルベンゼン、Ｃ８ナフテン類、及び水素を含む反応器供給流を、エチルベンゼン異性化触媒上で反応させて、キシレン異性体及びＣ８ナフテン類を含む反応器流出流が生成されるようにし；反応器流出流を冷却及び分離して、第１の凝縮された液体流及び第１の蒸気流を形成し；そして、第１の蒸気流を冷却及び分離して、第２の凝縮された液体流及び第２の蒸気流を形成する；ことを含む方法が提供される。この方法は、第１の凝縮された液体流及び第２の凝縮された液体流を側流塔装置に供給して、Ｃ８芳香族化合物及びＣ８ナフテン類の一部を含む側流（sidedraw stream）を生成させ；そして、パラキシレン回収セクションにおいて、側流からパラキシレンを回収する；ことを更に含む。
他の形態においては、反応器内において、キシレン異性体、エチルベンゼン、Ｃ８ナフテン類、及び水素を含む反応器供給流を、エチルベンゼン異性化触媒上、反応器供給流中のエチルベンゼンの少なくとも一部がキシレン異性体に転化する反応器条件において反応させて、キシレン異性体及びＣ８ナフテン類を含む反応器流出流が生成されるようにし；反応器流出流を冷却及び分離して、第１の凝縮された液体流及び第１の蒸気流を形成し；そして、第１の蒸気流を冷却及び分離して、第２の凝縮された液体流及び第２の蒸気流を形成する；ことを含む、反応器へナフテン類を再循環する方法が提供される。この方法は、第１の凝縮された液体流及び第２の凝縮された液体流を側流塔装置に供給して、Ｃ８芳香族化合物及びＣ８ナフテン類を含む側流を生成させ；パラキシレン回収セクションにおいて、側流からパラキシレンを回収し；Ｃ８ナフテン類の一部を含有するパラキシレンが減少した流れを生成させ；そして、パラキシレンが減少した流れを反応器に再循環する；ことを更に含む。
更に他の形態においては、エチルベンゼン、キシレン異性体、及びＣ８ナフテン類を含む液体流を予備加熱して予備加熱された液体流を形成し、予備加熱された液体流を、水素を含む再循環気体流と混合して反応器供給流を形成するための予備加熱器；及び、反応器供給流を反応させて、キシレン異性体及びＣ８ナフテン類を含む反応器流出流を生成させるための反応器；を含む、反応器にナフテン類を再循環する装置が提供される。この装置は、反応器流出流を冷却して冷却された反応器流出流を生成させるための第１の冷却装置；冷却された反応器流出流を、第１の凝縮された液体流及び第１の蒸気流に分離するための第１の分離器ドラム；第１の蒸気流を冷却して、蒸気相及び液相を含む冷却された第１の蒸気流を生成させるための第２の冷却装置；及び、冷却された第１の蒸気流を、第２の凝縮された液体流及び第２の蒸気流に分離するための第２の分離器ドラム；を更に含む。この装置はまた、第１の凝縮された液体流及び第２の凝縮された液体流を受容して、Ｃ８芳香族化合物及び７０％より多いＣ８ナフテン類を含む側流を生成させるための側流塔装置；側流を、パラキシレン生成物流、及び側流からのＣ８ナフテン類の実質的に全部を含むパラキシレンが減少した流れに分離するためのパラキシレン回収セクション；及び、パラキシレンが減少した流れを反応器に再循環するための再循環装置；も含む。
図１は、パラキシレンを製造するための従来技術の装置である。 図２は、部分凝縮及び単一の側流塔を用いる、パラキシレンを製造するための装置である。 図３は、側流トレイ（sidedraw tray）である。 図４は、部分凝縮、及び実質的に単一の側流塔として運転される２つの塔を用いる、パラキシレンを製造するための装置である。
混合キシレン類は、キシレン異性体だけでなく、キシレン異性体と同じ分子式（Ｃ８Ｈ１０）を有するが、キシレン異性体の場合の２つのメチル基の代わりにベンゼンに結合している１つのエチル基を有する構造異性体であるエチルベンゼン（ＥＢ）も含む流れに関して用いられる用語である。キシレン類の３つの異性体：オルトキシレン（ｏＸ）、メタキシレン（ｍＸ）、及びパラキシレン（ｐＸ）が存在する。キシレン異性体及びＥＢをまとめてＣ８芳香族化合物又はＣ８Ａと呼ぶ。当業者であれば、「ＣＸ」という表示はＸ個の炭素原子を含む化合物を指し、「ＣＸ＋」はＸ個またはそれより多い炭素原子を含む化合物を指し、「ＣＸ−」はＸ個またはそれより少ない炭素原子を含む化合物を指すことを認識するであろう。Ｃ８Ａは８個の炭素を有する芳香族化合物を意味する。Ｃ９Ａ＋は９個またはそれより多い炭素を有する芳香族化合物を意味する。
Ｃ８Ａに関する公称沸点の順番は、最も低いものから最も高いものへ：ＥＢ、ｐＸ、ｍＸ、及びｏＸである。しかしながら、Ｃ８Ａの沸点は全て非常に近接している。而して、高純度のＥＢ、ｐＸ、又はｍＸの個々の成分を蒸留によってＣ８Ａの混合物から分離することは実際的ではない。ｏＸは、ＥＢ、ｐＸ、及びｍＸよりも僅かに高い沸点を有し、而して蒸留によって他のＣ８Ａから経済的に分離することができ、商業的にそのように実施されている。しかしながら、蒸留によるｏＸの回収は、多くのトレイ及び高い還流比を有する蒸留塔、及びしたがって高いエネルギーが必要である。パラキシレンは、衣類のための繊維、飲料用のプラスチックボトル、及びフィルムを製造するために用いられるポリエステルの前駆体であるテレフタル酸に酸化されるので、最も多い量で回収される異性体である。
パラキシレン（ｐＸ）製造ユニットは、一般に、再循環ループにおいて３つのセクション：（１）３種類のキシレン異性体の全部を含む流れからｐＸを回収して、ｐＸ生成物流及びｐＸが減少した流れを生成させるｐＸ回収セクション；（２）ｐＸが減少した流れの中のキシレン類をほぼ平衡まで異性化する、反応器内にキシレン異性化触媒を含む異性化セクション；及び（３）反応器内において生成した副生成物、及び／又は新しい供給物中に存在している副生成物を分離するための分留セクション；を含む。パラキシレンは、通常は、UOP Parex（登録商標）技術のような、結晶化又は選択的吸着によって回収される。
スタンドアローン型のｐＸユニットは、通常は、それらの新しい供給流を、精油施設の接触改質器ユニットにおけるナフサから形成されるリフォーメート、又はオレフィン熱分解装置の副生成物である分解ガソリン（パイガス）から、Ｃ８留分として誘導している。パイガスの混合キシレン類は、一般にリフォーメートから誘導される混合キシレン類よりも高いエチルベンゼン含量を有する。パイガスのキシレン類のエチルベンゼン含量は、３０〜６０重量％のような高濃度でありうる。リフォーメートから誘導される混合キシレン類のエチルベンゼン含量は、一般に約１２〜２０重量％である。
ｐＸユニットは、しばしば、ｐＸユニット、および、トルエン（ＴＯＬ）不均化（ＴＤＰ）ユニット；キシレン異性体の中で非常に高い割合（＞８０パーセント）のｐＸを有する混合キシレン類（ｐＸ／ＸＹＬ＝％ｐＸ／（％ｐＸ＋％ｍＸ＋％ｏＸ））を生成する選択的ＴＤＰ（ＳＴＤＰ）ユニット；又はＴＯＬ／Ａ９＋もしくはＡ９＋トランスアルキル化ユニット；のような混合キシレン類供給原料を生成する他のユニットを含む芳香族化合物製造／生成複合施設の一部である。ＴＤＰ、ＳＴＤＰ、ＴＯＬ／Ａ９＋又はＡ９＋トランスアルキル化ユニットにおいて製造されるキシレン類は、一般にリフォーメートから得られる混合キシレン類よりも遙かに低いエチルベンゼン含量、通常は約５重量％未満のエチルベンゼンを有する。
ｐＸ回収セクションへの供給物は、ｐＸ生成物、及び選択的吸着の場合にはラフィネート、又は結晶化の場合には排除濾液流（パラキシレンが減少した流れとも呼ぶ）として知られるセクション供給物よりもｐＸが減少した流れに分離する。この流れは反応器に再循環して戻す。反応器内においてキシレン異性化触媒を用いて、反応器への液体供給物中のキシレン異性体をほぼ平衡まで異性化し、ｐＸユニットの再循環ループ内におけるエチルベンゼンの蓄積を阻止するために、エチルベンゼンの少なくとも一部をキシレン類又は副生成物（これらは、分留セクションにおいてＣ８芳香族化合物から容易に分離することができる）に転化させる。エチルベンゼンの転化は一般にキシレン異性化よりも遅く、而してキシレン性化触媒はしばしば、それらがエチルベンゼンを転化させる形態によって分類される。エチルベンゼン異性化、エチルベンゼン脱アルキル化、エチルベンゼントランスアルキル化に関与するものをはじめとする幾つかのタイプの触媒が有用である可能性がある。
上述の３つのタイプのキシレン異性化触媒は所定量の混合キシレン供給材料からｐＸの異なる収量を与えるので、キシレン異性化触媒の選択は、供給材料の入手容易性、及び供給材料の組成、特に供給材料中のキシレン異性体に対するエチルベンゼンの比によって定まる。現時点では、キシレン異性化触媒の最もポピュラーなタイプはエチルベンゼン脱アルキル化タイプであり、これはエチルベンゼンを水素との反応によってベンゼン及びエタンに転化させる。特に供給材料の入手容易性が低い場合、或いはリフォーメート又はパイガスキシレン類からのＣ８Ａを処理するスタンドアローン型のｐＸユニットのように供給材料が高いエチルベンゼン含量を含む場合には、エチルベンゼン異性化触媒も有用である。この触媒は、エチルベンゼンをキシレン異性体に転化させる能力を有する。このタイプの触媒は、強水素化／脱水素化触媒及び酸触媒が組み合わさっている。強水素化／脱水素化触媒は、一般に貴金属、最も好ましくは白金（Ｐｔ）、又は他の元素によって合金化又は助触媒化されているＰｔを含む。ポピュラーな合金化剤又は助触媒としては、スズ及びレニウムが挙げられるが、これらに限定されない。エチルベンゼンは、まず水素化／脱水素化触媒上でエチルベンゼンの芳香環を飽和してエチルシクロヘキサンを形成することによってキシレン類に転化させる。次に、酸触媒によって、エチルシクロヘキサンをアルキルシクロペンタン中間体を介してジメチルシクロヘキサン類に異性化する。次に、水素化／脱水素化触媒によってジメチルシクロヘキサン類を脱水素化してキシレン異性体を形成する。酸触媒としては、塩素化アルミナ、シリカ−アルミナ、及びモレキュラーシーブが挙げられるが、これらに限定されない。モルデナイトは、エチルベンゼン異性化触媒において用いられるポピュラーなタイプのモレキュラーシーブである。
強水素化／脱水素化触媒は一般に、エチルベンゼン及びキシレン類と、エチルシクロヘキサン及びジメチルシクロヘキサン類を含むそれらに対応する環飽和化合物、との間のほぼ平衡な環飽和を与え、酸触媒は一般に、Ｃ８ナフテン類又はＣ８Ｎ（エチルシクロヘキサン、Ｃ８アルキルシクロペンタン類、及びジメチルシクロヘキサン類を含む）のほぼ平衡な分布を与える。Ｃ８ナフテン類はまとめてナフテンプールとして知られる。反応器流出物中のナフテンプールを効率的に捕捉して反応器に再循環して、供給流中の価値のある芳香族化合物の低価値の非芳香族副生成物への純損失を阻止することができる。
トランスアルキル化、熱分解、及び／又は水素化分解反応のような副反応は、通常は若干の軽質芳香族化合物（ベンゼン及びトルエン）、若干の軽質非芳香族化合物（Ｃ１〜Ｃ６パラフィン）、及びナフテン類（Ｃ１〜Ｃ６Ｐ＆Ｎ）、並びに重質芳香族化合物（Ｃ９Ａ＋）を生成する。例えば、キシレン不均化は、２つのキシレン分子からトルエン（ＴＯＬ）及びトリメチルベンゼン異性体（ＴＭＢ、Ｃ９Ａ）を生成する。軽質及び重質芳香族副生成物は、ｐＸユニット分留セクションにおいて除去される。
エチルベンゼン異性化触媒は数多くの商業的供給業者から入手できる。提供されるか又は提供されていた幾つかのエチルベンゼン異性化触媒としては、UOPから提供されるI-9、I-200、I-400触媒、並びにZeolystによって提供されるOparis（登録商標）及びZapheis（登録商標）類が挙げられる。これらのZeolyst触媒の性能は公知である。例えば、Monique van der Zon, "Xylene Isomerization Catalyst and its Latest Developments", Zeolyst Users' Conference 2012を参照。Sinopecもまた、その独自のエチルベンゼン異性化触媒のRIC-200を開発している。Q. Hou及びZ. Liang, Petrochemical Technology (中国語）, 40, 1325 (2011)（以下、「Sinopec論文」）を参照。
エチルベンゼン異性化触媒を用いるｐＸユニットスキームに関する１つの一般的な従来技術の構成としては、UOP Isomar（登録商標）プロセス異性化セクション、及びUOP Parex（登録商標）ｐＸ回収セクションが挙げられる。R.A. Meyers編, Handbook of Petroleum Refining Processes, 3版, Mc-Graw-Hill (2004）を参照。UOP Isomar（登録商標）プロセスにおいては、反応器流出物を供給物／流出物交換器内で冷却し、次に空冷又は水冷によって周囲温度付近まで更に冷却する。冷却された反応器流出物は、次に、通常は単一の分離器ドラムに送って、そこで凝縮された液体から再循環ガスを分離する。再循環ガスを圧縮し、圧縮の前又は後に補給水素と混合し、次に反応器に再循環する。凝縮された液体は、脱ヘプタン化塔及びキシレン分離塔を含む分留セクションに送る。UOP社は、脱ヘプタン化器はIsomarユニットの一部であり、キシレン分離器はParex（登録商標）ユニットの一部であると考えている。しかしながら、脱ヘプタン化器及びキシレン分離塔は、一般的なｐＸユニットの分留セクションの部分であると理解すべきである。脱ヘプタン化器及びキシレン分離塔は、通常は別々のリボイラーを有する。脱ヘプタン化器は、ベンゼン（Ｂｚ）、ＴＯＬ、及び軽質非芳香族化合物を含む軽質液体留出流を、反応器流出物から分離する。Ｃ８Ｎは、脱ヘプタン化器の塔底生成物中に分離して、次にキシレンカラム及びParex（登録商標）ユニットを通して反応器に再循環することができる。このスキームにおいては、Ｃ８Ｎは、最後に反応器に再循環するためのラフィネート流にするために、キシレン分離カラム内において、そして再びParex（登録商標）ユニットのラフィネート塔中で、塔頂で沸騰させなければならない。しかしながら、Ｃ８Ｎは、一般にＣ８Ａよりも低い沸点を有し、したがってこれらは脱ヘプタン化器において塔頂で採取して、次に別のナフテン塔の塔底生成物として再循環するために回収することができる。A. Regular, "Commercial Application of OparisPlus in ZRCC", 2012 Zeolyst Uses' Conference, Shanghai,中国, 2012年5月を参照。この場合には、別のナフテン塔は、Ｃ８Ｎからの脱ヘプタン化器塔頂液体流中のベンゼン及びトルエン並びに他の軽質非芳香族副生成物を分離するために必要である。
図１は、上記で議論したナフテン塔を含むパラキシレンを製造するための１つの従来技術の装置の異性化及び分留セクションを示す。このスキームはエネルギー集約型であり、ナフテン塔のための資本が必要である。
ナフテン塔塔底生成物１０２及びｐＸが減少した流れ１０３の混合物であるｐＸが減少した流れ１０１の圧力をポンプ１０４によって上昇させて、流れ１０５を生成させる。流れ１０３は、ｐＸ回収セクション１０６から排出されるｐＸが減少した流れである。液体流１０５は、再循環気体流１０７と混合して反応器供給流１０８を生成させることができる。反応器供給流は、熱交換器の低温側であってよい第１の加熱ユニット１０９内で加熱することができる。この場合には、第１の加熱ユニット１０９及び第１の冷却ユニット１１０は、供給物／流出物熱交換器として通常的に知られている熱交換器の低温側及び高温側であり、破線１１１はこの２つの側の間の熱交換を表す。この場合には、第１の加熱ユニット１０９に導入される低温の流れを高温の反応器流出物によって加熱して、加熱された反応器供給流１１２を生成させる。流れ１０７及び１０８は、熱交換器の低温側に供給する別々のノズルを介して混合することができる。加熱された反応器供給流１１２は、加熱炉１１３内で更に加熱することができ、反応器１１４に供給することができ、ここで触媒上で水素と反応させて反応器流出流１１５を生成させることができる。触媒はエチルベンゼン異性化タイプの触媒であってよい。反応器流出流１１５は、第１の冷却ユニット１１０及び第２の冷却ユニット１１６に供給して、冷却された反応器流出流１１７を生成させることができる。第１の冷却ユニット１１０からの流出物は、空冷又は水冷ユニットであってよい第２の冷却ユニット１１６に送る。冷却された反応器流出流１１７は、周囲温度、好ましくは約５℃〜約３０℃の範囲内の周囲温度に非常に近接する温度に冷却することができる。冷却された反応器流出流１１７は、分離器ドラム１１８に送って、蒸気流１１９及び凝縮された液体流１２０を生成させることができる。蒸気流１１９の一部は流れ１２１を通して排気することができ、残り（流れ１２２）は、圧縮器１２３において圧縮して圧縮流１２４を形成し、補給（make-up）水素流１２５と混合して流れ１０７を形成することができる。凝縮された液体流１２０は、熱交換器であってよいユニット１２６において予備加熱することができ、次に分留セクション１２７に供給することができる。分留セクション１２７には、脱ヘプタン化器１２８、キシレン分離器１２９、及びナフテン塔１３０を含ませることができ、ここで脱ヘプタン化器１２８及びキシレン分離器１２９は、別々のリボイラー（脱ヘプタン化器リボイラー１３１及びキシレン分離器リボイラー１３２）を有する。脱ヘプタン化器１２８及びキシレン分離器１２９は、別々の凝縮器（脱ヘプタン化器凝縮器１３３及びキシレン分離器凝縮器１３４）を有する。ｐＸ回収セクション１０６が選択的吸着ユニットである場合には、キシレン分離器凝縮器１３４には直列又は並列の数個の凝縮器を含ませることができ、凝縮負荷を用いてｐＸ分離セクションにおいて流れを加熱又は再沸騰させるか、或いはこれを用いて水蒸気を生成させることができる。
凝縮された液体流１２０は、まず、高温のプロセス流（図示せず）又は水蒸気によって加熱される１以上の熱交換器であってよいユニット１２６内で予備加熱して、予備加熱された脱ヘプタン化器供給流１３５を生成させることができる。流れ１３５は脱ヘプタン化器１２８に供給して、そこで脱ヘプタン化器塔頂蒸気生成物（流れ１３６）及び脱ヘプタン化器塔頂液体生成物（流れ１３７）を含む脱ヘプタン化器塔頂生成物、並びに脱ヘプタン化器塔底生成物１３８に分離することができる。脱ヘプタン化器塔底生成物（流れ１３８）は、ベンゼン及びより低沸点の成分を実質的に含まない可能性があるが、反応器流出物中のＴＯＬの一部を含む可能性があり、これはｐＸ回収セクション１０６において取り出すことができる。例えば、反応器流出物からの若干のＴＯＬが流れ１３８中に残留している場合には、一部をｐＸ回収セクション１０６において流れ１４４として取り出すことができる。例えば、流れ１３８中のＴＯＬの一部を、UOP Parex（登録商標）ｐＸ分離セクション内の仕上げ処理塔（ｐＸ生成物をこの塔の塔底流として生成させる）の塔頂生成物として取り出すことができる。脱ヘプタン化器塔頂液体生成物１３７はナフテン塔１３０に供給して、ナフテン塔塔頂生成物１３９及びナフテン塔塔底生成物１０２を生成させることができる。ナフテン塔塔頂生成物１３９は、軽質非芳香族副生成物、並びにベンゼン及びトルエンのような軽質芳香族副生成物を含む可能性がある。ナフテン塔塔底生成物１０２はＣ８ナフテン類を含む可能性がある。Ｃ８ナフテン類は、反応器１１４に再循環することができる。
混合キシレン類供給材料を含む新しい供給物を、キシレン分離器１２９に送られる流れ１４０としてｐＸユニットに導入することができる。芳香族化合物複合施設におけるｐＸユニットへの新しい供給物には、Ｃ９Ａ＋を含ませることもできる。例えば、ｐＸユニットへの新しい供給物には、上流のリフォーメート分離器のＣ８Ａ＋塔底流を含ませることができる。これにはまた、ＴＤＰ、ＳＴＤＰ、又はＴＯＬ／Ａ９＋ＴＡユニットからのＣ８Ａ＋流を含ませることもできる。リフォーメートのＣ８Ａ＋及び他のユニットからのＣ８Ａ＋は、同じか又は別の供給トレイ上で塔に導入することができる。脱ヘプタン化器塔底生成物１３８もキシレン分離器１２９に供給することができ、そこでそれをキシレン分離器塔頂生成物１４１及びキシレン分離器塔底生成物１４２に分離することができる。キシレン分離器塔頂生成物１４１は主としてＣ８芳香族化合物を含む可能性があり、キシレン分離器塔底生成物１４２は主としてＣ９＋芳香族化合物を含む可能性がある。キシレン分離器塔底生成物１４２は、高オクタンガソリンブレンド流として有用な副生成物流として用いることができる。或いは、キシレン分離器塔底生成物１４２は、それだけで、又は添加するトルエンによって脱アルキル化及び不均化して、ＴＯＬ／Ａ９＋中のユニット又はＡ９＋トランスアルキル化ユニット（図示せず）のための更なるキシレン異性体供給物を生成させることができる。キシレン分離器塔頂生成物１４１はパラキシレン回収セクション１０６に供給することができ、ここでパラキシレン生成物流１４３、パラキシレンが減少した流れ１０３、及びＴＯＬ濃縮流１４４を生成させることができる。ｐＸが減少した流れ１０３はナフテン塔塔底生成物１０２と混合して、反応器１１４に再循環することができる。
或いは、脱ヘプタン化器供給流１３５中のＣ８ナフテン類は、高い回収率で脱ヘプタン化器塔底流１３８中に分離し、そして高い回収率でキシレン分離器塔頂流１４１中に分離して、ｐＸ回収セクション１０６に送ることができる。この場合には、ナフテン塔１３０、並びに流れ１０２及び１３９を排除することができ、ナフテン類は流れ１０３によって反応器１１４に再循環することができる。
ｐＸ回収セクション１０６は１つのブロックとして示されているが、一般に複数の設備機器を含む。Parex（登録商標）選択的吸着ｐＸ回収セクションのより詳細な説明に関しては、R.A. Mayers編, Handbook of Petroleum Refning Processes, 3版, Mc-Graw-Hill (2004)
を参照。
ＥＲＴＶＲＥの頭字語は、分留セクションへ送られる反応器流出物から凝縮される液体を気化させるのに必要なエネルギーの量を指す。上記の従来技術のスキームにおいて記載されている分留セクションは、主としてＣ８Ａの流れから軽質及び重質の副生成物を分離するためにＥＲＴＶＲＥの少なくとも1倍が必要であり、通常はＥＲＴＶＲＥの２倍より多い量が必要である。
効率的なキシレン異性化触媒は、最小量のＣ９Ａ＋副生成物を生成する。而して、反応器流出物中の軽質副生成物、Ｃ８Ａ、及びＣ８Ｎは、通常は、反応器流出物中の炭化水素の９０％より多く、しばしば９５％より多く、多くの場合においては９９％より多い。従来技術の分留セクションにおいては、軽質副生成物及びＣ８Ａは、脱ヘプタン化器及びキシレン分離器のそれぞれにおいて塔頂に導かれる。Ｃ８Ｎは、脱ヘプタン化器又はキシレン分離器において塔頂に導かれる。Ｃ９Ａ＋は凝縮可能な反応器流出物の５％未満、多くの場合においては約１％未満であるので、これらの塔が完全分離器であるならば、これらの生成物を塔頂に導くのに必要なエネルギーの最小量は、これらの生成物を気化させるのに必要なエネルギーの量であり、而してＥＲＴＶＲＥの１倍に近接する。これらの塔は完全分離器ではないので、これらは還流が必要であり、これらの塔に関する還流比は、通常は１より大きく、より通常的には２より大きい。而して、実際は、脱ヘプタン化器及びキシレン分離塔のために必要なエネルギーの量は、通常は、これらの従来技術の分留セクションに関するＥＲＴＶＲＥの２倍より多い。
本開示は、側流塔、又は実質的に単一の側流塔として運転される２つの別々の塔を含む分留セクションの使用に関し、これは、「部分凝縮」として知られるスキームと組み合わせると、ＥＲＴＶＲＥの１倍未満、通常はＥＲＴＶＲＥの約６０％未満しか必要とせずに、エチルベンゼン異性化触媒を用いる反応器の反応器流出物からの副生成物の十分な分離を与えることができる。このスキームを用いると、Ｃ８Ｎが主としてＣ８Ａの流れの中に効率的に捕捉され、これはｐＸ回収流に送られる。Ｃ８Ｎは、ｐＸ回収セクションにおいてｐＸ生成物からｐＸ回収セクションのｐＸが減少した流れの中に分離され、次にこれを反応器に再循環して、これにより再循環ループからのそれらの損失が阻止される。
図２は、単一の側流塔及び結晶化ｐＸ回収セクションを含む、本開示の異性化及び分留セクションの１つの構成を示す。ｐＸ回収セクション２０２から戻されるｐＸが希薄な（排除濾液）流れ２０１の圧力を、ポンプ２０３によって上昇させて液体流２０４を生成させる。
サイドドロー（sidedraw）は、通常はチムニートレイから引き抜かれる。チムニートレイ３０１の描写を図３において与える。チムニートレイの下方のトレイからの蒸気３０２を、上昇管を通過させてチムニートレイの上方のトレイへ送る。チムニートレイの上方のトレイからの液体３０３は、上昇管の周りの空間に送る。制御された液体サイドドロー３０４を取り出して、上昇管の周りの液体レベルを維持する。
図２においては、液体流２０４は、第１の加熱ユニット２０５及び第２の加熱ユニット２０６に供給して、予備加熱された液体流２０７を生成させることができる。液体流２０４は、エチルベンゼン、キシレン異性体、及びＣ８ナフテン類を含む可能性がある。予備加熱された液体流２０７は、再循環気体流２０８と混合して反応器供給流２０９を生成させることができる。
反応器供給流２０９は、第３の加熱ユニット２１０において更に加熱することができる。第１の加熱ユニット２０５、第２の加熱ユニット２０６、及び第３の加熱ユニット２１０は、熱交換器であってよい。ユニット２０５は、対応する高温側としてユニット２１１を有する熱交換器の低温側であってよい。この場合には、破線２１２は高温側と低温側の間の熱交換を表し、而して低温の液体流２０４を高温の流れ２１３によって予備加熱することができる。ユニット２０６は、その対応する高温側としてユニット２１４を有する熱交換器の低温側であってよい。この場合には、破線２１５は高温側と低温側の間の熱交換を表し、而して低温の液体流２１６を高温の側流（sidedraw stream）２１７によって予備加熱することができる。ユニット２１０は、その対応する高温側としてユニット２１８を有する熱交換器の低温側であってよく、破線２１９は高温側と低温側の間の熱交換を表し、而して低温の反応器供給流２０９を高温の反応器流出流２２０によって予備加熱して、予備加熱された反応器供給流２２１を生成させることができる。流れ２２１の温度は、加熱炉であってよいユニット２２２において加熱することによって、所望の反応器入口温度に更に上昇させることができる。
予備加熱された反応器供給流２２１は反応器２２３に供給することができ、そこで触媒上で水素と反応させて反応器流出流２２０を生成させることができる。触媒は、エチルベンゼン異性化タイプの触媒であってよい。エチルベンゼン異性化触媒には、反応器供給流中の芳香環を水素化及び脱水素化して芳香族化合物とナフテン類のほぼ平衡な分布を形成することができる酸触媒及び強水素化触媒を含ませることができる。反応器流出流２２０は第１の冷却ユニット２１８に供給して、低温の反応器供給流２０９の温度よりも高い温度の第１の冷却された反応器流出流２２４を生成させることができる。第１の冷却ユニット２１８は熱交換器であってよい。
第１の冷却された反応器流出流２２４は高温分離器２２５に送ることができ、そこで分離して第１の蒸気流２２６及び第１の凝縮された液体流２２７を生成させることができる。第１の蒸気流２２６は、まず側流塔供給流２２８を予備加熱するために用いた後に、第１の加熱ユニット２０５内で液体流２０４を予備加熱するために用いることができる。第１の蒸気流２２６は、第２の冷却ユニット２２９、第３の冷却ユニット（熱交換器ユニット２１１）、及び第４の冷却ユニット２３０において冷却して、周囲温度、好ましくは約５℃〜約３０℃の範囲内の周囲温度に非常に近い温度に冷却されている冷却された第１の蒸気流２３１を生成させることができる。流れ２３１は、蒸気及び液体の両方を含む二相流であってよい。第２の冷却ユニット２２９及び第３の冷却ユニット２１１は熱交換器であってよい。第４の冷却ユニット２３０は空冷又は水冷ユニットであってよい。冷却された第１の蒸気流２３１は低温分離器２３２に送ることができ、そこで分離して第２の蒸気流２３３及び第２の凝縮された液体流２３４を生成させることができる。第１の凝縮された液体流２２７及び第２の凝縮された液体流２３４は、側流塔装置２３５に供給することができる。第１の凝縮された液体流２２７は、側流２３６よりも下方の位置において側流塔装置２３５に供給することができ、第２の凝縮された液体流２３４は、側流２３６よりも上方の位置において側流塔装置２３５に供給することができる。第２の凝縮された液体流２２８は、側流塔装置２３５に供給する前に、ｐＸユニットへの新しい混合キシレン供給物である流れ２３７と混合して、ユニット２３８において予備加熱して、予備加熱された第２の凝縮された液体流２３９を生成させることができる。ユニット２３８は、対応する高温側としてユニット２２９を有する熱交換器の低温側であってよい。破線２４０は、ユニット２３８と２２９の間の伝熱を表す。
ｐＸユニットへの新しい供給物が約３重量％未満のＡ９＋を含む場合には、この新しい供給物は好ましくは流れ２３７によって導入する。約３重量％未満のＡ９＋を含む混合キシレン供給物の例は、ＡＳＴＭ-Ｄ５２１１-０７：「ｐ−キシレン供給材料のためのキシレンに関する標準的仕様（Standard Specification for Xylenes for p-Xylene Feedstock）」のＣ９及びより高沸点の芳香族炭化水素の最大で１重量％という仕様に適合する混合キシレン供給物である。しかしながら、ｐＸユニットへの新しい供給流がより多い量のＡ９＋を含む場合には、その供給流は、流れ２６０によって側流よりも下方のトレイ位置において側流塔装置に導入することが好ましい。より多い量のＡ９＋を含むｐＸユニットの新しい供給流には、上流のリフォーメート分離器のＡ８＋塔底流、又はＴＤＰ、ＳＴＤＰ、ＴＯＬ／Ａ９＋又はＡ９＋トランスアルキル化ユニットからのＡ８＋流を含めることができる。ｐＸユニットへの複数の新しい供給流が存在する場合には、これらは側流塔装置中の同じか又は異なる供給トレイに送ることが望ましい可能性がある。流れ２３７によって側流塔装置に供給流を送ることによって、その流れを流れ２６０によって供給する場合と比べてエネルギーが節約される。
第２の蒸気流２３３は水素を含む可能性があり、反応器に再循環することができる。流れ２３３の一部を、流れ２４１によって排気することができる。残り（流れ２４２）は、圧縮器２４３において圧縮して圧縮器排出流２４４を生成させることができる。圧縮器排出流２４４は、水素補給流２４５と混合して流れ２０８を形成することができる。
側流塔装置２３５には、側流塔リボイラー２４６及び側流塔凝縮器２４７を含ませることができる。側流塔装置２３５は、側流２３６、側流塔オフガス流２４８、塔頂液体生成物２４９、及び側流塔底生成物２５０を生成させることができる。側流２３６は、Ｃ８芳香族化合物及びＣ８ナフテン類を含む可能性がある。側流２３６はまた、反応器流出流２２０からのＣ８ナフテン類を７０％より多くも含む可能性もある。側流塔塔頂生成物は、軽質留分を含む塔頂蒸気流（側流塔オフガス流２４８）、及びＣ７炭化水素を含む塔頂液体流（塔頂液体生成物２４９）を含む可能性がある。側流塔塔底生成物２５０はＣ９＋炭化水素を含む可能性がある。
側流２３６（又はその少なくとも一部）は、パラキシレン流２５１及びパラキシレンが減少した流れ２０１を生成させることができるパラキシレン回収セクション２０２に供給することができる。ｐＸ回収セクション２０２は結晶化ｐＸ回収セクションであってよい。ｐＸ回収セクション２０２は単一のブロックとして示されている。しかしながら、それには、ポンプ、熱交換器、結晶化器及び／又は再スラリー化ドラム、固体分離装置等のような複数の設備機器を含ませることができる。結晶化器は、ジャケットに冷媒を通すことによって冷却されるジャケット型結晶化器であってよい。結晶化ｐＸ回収セクションには、カスケード型エチレン／プロパン又はエチレン／プロピレン冷却セクションのような冷却セクションを含ませることができる。結晶化器の一部はエチレン冷媒によって冷却することができ、一部はプロパン又はプロピレン冷媒によって冷却することができる。
パラキシレンが減少した流れ２０１はＣ８ナフテン類の一部を含む可能性があり、反応器２２３に再循環することができる。代表的な態様においては、パラキシレンが減少した流れ２０１は、結晶化セクション供給流２５２中のＣ８ナフテン類の少なくとも８０％、好ましくは実質的に全部を含む可能性がある。流れ２５２は、ｐＸ回収ユニット２０２に送る前に、１以上の冷却ユニット（図示せず）において冷却することができる。側流２３６の一部はまた、第２の加熱ユニット２０６内で液体流２０４を予備加熱するために用いることもできる。その部分は、その対応する低温側としてユニット２０６を有する熱交換器の高温側であってよいユニット２１４に通すことができる。
図４は、実質的に単一の側流塔として運転される２つの別々の塔である脱ヘプタン化器（ユニット４４６）及びキシレン分離塔（ユニット４４７）を含む分留セクション４３５を有するｐＸユニットを示す。ｐＸ分離セクション４０２から戻されるｐＸが減少した流れ４０１の圧力を、ポンプ４０３によって上昇させて流れ４０４を生成させる。液体流４０４は、第１の加熱ユニット４０５及び第２の加熱ユニット４０６に供給して予備加熱された液体流４０７を生成させることができる。液体流４０４は、エチルベンゼン、キシレン異性体、及びＣ８ナフテン類を含む可能性がある。予備加熱された液体流４０７は、再循環気体流４０８と混合して反応器供給流４０９を生成させることができる。
反応器供給流４０９は、第３の加熱ユニット４１０において更に加熱することができる。第１の加熱ユニット４０５、第２の加熱ユニット４０６、及び第３の加熱ユニット４１０は熱交換器であってよい。ユニット４０５は、対応する高温としてユニット４１１を有する熱交換器の低温側であってよい。この場合には、破線４１２は高温側と低温側の間の熱交換を表し、而して低温の液体流４０４を高温の流れ４１３によって予備加熱することができる。ユニット４０６は、その対応する高温側としてユニット４１４を有する熱交換器の低温側であってよい。この場合には、破線４１５は高温側と低温側の間の熱交換を表し、而して低温の液体流４１６を高温の側流４１７によって予備加熱することができる。ユニット４１０は、その対応する高温側としてユニット４１８を有する熱交換器の低温側であってよく、破線４１９は高温側と低温側の間の熱交換を表し、而して低温の反応器供給流４０９を高温の反応器流出流４２０によって予備加熱して、予備加熱された反応器供給流４２１を生成させることができる。流れ４２１の温度は、加熱炉であってよいユニット４２２において加熱することによって、所望の反応器入口温度に更に上昇させることができる。
予備加熱された反応器供給流４２１は反応器４２３に供給することができ、そこで触媒上で水素と反応させて反応器流出流４２０を生成させることができる。触媒は、エチルベンゼン異性化タイプの触媒であってよい。エチルベンゼン異性化触媒には、反応器供給流中の芳香環を水素化及び脱水素化して芳香族化合物及び対応するナフテン類のほぼ平衡のレベルを形成することができる酸触媒及び強水素化触媒を含ませることができる。反応器流出流４２０は第１の冷却ユニット４１８に供給して、流れ４０９の温度よりも高い温度の第１の冷却された反応器流出流４２４を生成させることができる。第１の冷却ユニット４１８は熱交換器であってよい。
第１の冷却された反応器流出流４２４は高温分離器４２５に送ることができ、そこで分離して第１の蒸気流４２６及び第１の凝縮された液体流４２７を生成させることができる。第１の蒸気流４２６は、まず側流塔供給流４２８を予備加熱するために用いた後に、第１の加熱ユニット４０５内で液体流４０４を予備加熱するために用いることができる。第１の蒸気流４２６は、第２の冷却ユニット４２９、第３の冷却ユニット（熱交換器ユニット４１１）、及び第４の冷却ユニット４３０において冷却して、周囲温度、好ましくは約５℃〜約３０℃の範囲内の周囲温度に非常に近い温度の冷却された第１の蒸気流４３１を生成させることができる。流れ２３１は、蒸気及び液体の両方を含む二相流であってよい。第２の冷却ユニット４２９及び第３の冷却ユニット４１１は熱交換器であってよい。第４の冷却ユニット４３０は空冷又は水冷ユニットであってよい。冷却された第１の蒸気流４３１は低温分離器４３２に送ることができ、そこで分離して第２の蒸気流４３３及び第２の凝縮された液体流４３４を生成させることができる。第１の凝縮された液体流４２７及び第２の凝縮された液体流４３４は、側流塔装置４３５に供給して側流４３６を生成させることができる。
第２の蒸気流４３３は水素を含む可能性があり、反応器に再循環することができる。流れ４３３の一部を排気流４４１として取り出すことができる。残り（流れ４４２）は、圧縮器４４３において圧縮して圧縮器排出流４４４を生成させることができる。圧縮器排出流４４４は、水素補給流４４５と混合して流れ４０８を形成することができる。
この構成においては、側流塔装置４３５に、安定化器としても機能する脱ヘプタン化器ユニット４４６、及びキシレン分離器４４７を含ませることができる。安定化器４４６には安定化器凝縮器４４８を含ませることができ、キシレン分離器にはキシレン分離器リボイラー４４９を含ませることができる。従来技術のスキーム（図１）の脱ヘプタン化器／安定化器リボイラー、及びキシレン分離器凝縮器は排除されている。キシレン分離器４４７は、キシレン分離器塔頂生成物４５０、及びキシレン分離器塔底生成物４５１を生成させることができる。キシレン分離器塔底生成物４５１はＣ９Ａ＋炭化水素を含む可能性がある。キシレン分離器塔頂生成物４５０は、安定化器４４６の底部に送って実質的に安定化器４４６のための再沸騰を与える蒸気流であってよい。そこにサイドドローの液体が蓄積される安定化器４４６の底部は、基本的にはチムニートレイ３０１（図３）の周りの領域と同様である。したがって、安定化器４４６及びキシレン分離器４４７は、実質的に単一の側流塔として運転される。安定化器４４６は、軽質留分４５２および、Ｃ７−かつ安定化器塔底生成物を含む安定化器塔頂液体生成物４５３を含む安定化器オフガス蒸気塔頂生成物（これは側流４３６である）を生成させることができる。第１の凝縮された液体流４２７は、キシレン分離器４４７に供給することができ、第２の凝縮された液体流４３４は、側流４３６よりも上方の位置において安定化器４４６に供給することができる。第２の凝縮された液体流４３４は、安定化器４４６に送る前に、ｐＸユニットへの新しい混合キシレン供給流である流れ４３７と混合し、ユニット４３８において予備加熱して予備加熱された第２の凝縮された液体流４３９を生成させることができる。ユニット４３８は、対応する高温側としてユニット４２９を有する熱交換器の低温側であってよい。破線４４０は、ユニット４３８と４２９の間の伝熱を表す。
ｐＸユニットへの新しい供給物が約３重量％未満のＡ９＋を含む場合には、この新しい供給物は好ましくは流れ４３７によって導入する。約３重量％未満のＡ９＋を含む混合キシレン供給物の例は、ＡＳＴＭ-Ｄ５２１１-０７：「ｐ−キシレン供給材料のためのキシレンに関する標準的仕様」のＣ９及びより高沸点の芳香族炭化水素の最大で１重量％という仕様に適合する混合キシレン供給流である。しかしながら、ｐＸユニットへの新しい供給流がより多い量のＡ９＋を含む場合には、その供給流は、流れ４６０によってサイドドローよりも下方のトレイ位置において塔４４７に導入することが好ましい。より多い量のＡ９＋を含むｐＸユニットの新しい供給流には、上流のリフォーメート分離器のＡ８＋塔底流、又はＴＤＰ、ＳＴＤＰ、ＴＯＬ／Ａ９＋又はＡ９＋トランスアルキル化ユニットからのＡ８＋流を含めることができる。ｐＸユニットへの複数の新しい供給流が存在する場合には、これらは側流塔装置中の同じか又は異なる供給トレイに送ることが望ましい可能性がある。流れ４３７によって側流塔装置に供給流を送ることによって、その流れを流れ４６０によって供給する場合と比べてエネルギーが節約される。
側流４３６はＣ８芳香族化合物及びＣ８ナフテン類を含む可能性がある。側流４３６はまた、反応器流出流４２０からのＣ８ナフテン類の７０％より多くも含む可能性がある。側流４３６（又はその少なくとも一部）は、パラキシレン生成物流４５５及びパラキシレンが減少した流れ４０１を生成させることができるパラキシレン回収セクション４０２に供給することができる。パラキシレンが減少した流れ４０１はＣ８ナフテン類の一部を含む可能性があり、反応器４２３に再循環することができる。代表的な態様においては、パラキシレンが減少した流れ４０１は、結晶化セクション供給流４５６中のＣ８ナフテン類の少なくとも８０％、好ましくは実質的に全部を含む可能性がある。流れ４５６は、ｐＸ回収ユニット４０２に送る前に、１以上の冷却ユニット（図示せず）において更に冷却することができる。側流４３６の一部はまた、第２の加熱ユニット４０６内で液体流４０４を予備加熱するために用いることもできる。
ｐＸ回収セクション４０２は好適には結晶化ｐＸ回収セクションであってよい。それは単一のブロックとして示されている。しかしながら、それには、結晶化器、再スラリー化ドラム、ポンプ、熱交換器、容器等のような複数の設備機器を含ませることができる。結晶化器は、ジャケットに冷媒を通すことによって冷却されるジャケット型結晶化器であってよい。結晶化ｐＸ回収セクションには、カスケード型エチレン／プロパン又はエチレン／プロピレン冷却セクションのような冷却セクションを含ませることができる。結晶化器の一部はエチレン冷媒によって冷却することができ、一部はプロパン又はプロピレン冷媒によって冷却することができる。
幾つかの態様においては、第１の凝縮された液体流２２７又は４２７の一部は、側流２３６又は４３６よりも上方の位置に供給することができ、これによってリボイラー負荷の更なる減少がもたらされるが、サイドドローからの軽質分及び重質分のより劣った分離につながる。必須ではないが、第１の凝縮された液体流２２７又は４２７の一部を、第２の凝縮された液体流２３９又は４３９と同じ供給トレイに送ることが好ましい。第２の凝縮された液体流２３９又は４３９の一部を、側流２３６又は４３６よりも下方の位置に供給することができる。サイドドローよりも下方においてキシレン分離器４４７に送られるいかなる液体も、図４のキシレン塔塔頂流４５０中、又は図２の側流塔２３５の上部部分中に気化しなければならないので、これによってリボイラー負荷が増加する。しかしながら、これによってサイドドローからの副生成物の全体的な分離が概して向上する。側流２３６又は４３６の一部は、サイドドローよりも下方の位置に再循環することができる。これによりサイドドローからの軽質分及び重質分の分離が増加するが、リボイラー負荷が増加する。サイドドローよりも上方に送る流れ２２７又は４２７の量、サイドドローよりも下方に送る流れ２３９又は４３９の量、及びサイドドローよりも下方に送る液体流２５８又は４５７の量は、オンラインオプティマイザーによって最適化することができる。
図２及び４の異性化及び分留セクションは、「部分凝縮」スキームを用いる。部分凝縮スキームにおいては、反応器流出流中の凝縮可能な炭化水素を少なくとも２つの分離器ドラムにおいて凝縮させる。凝縮可能な炭化水素とは、分離器ドラムにおいて反応器流出流から凝縮される炭化水素全体を意味する。反応器流出流を、まず周囲温度よりも実質的に高い温度に冷却して、凝縮可能な炭化水素の一部のみに相当する第１の凝縮された液体流が形成されるようにして、この第１の凝縮された液体流を、第１の分離器ドラムである高温分離器（ＨＴＳ）において分離し、次にこのドラムからの未凝縮の蒸気を更に冷却して、第２の凝縮された液体流が形成されるようにして、これを第２のドラムである低温分離器（ＬＴＳ）ドラムにおいて分離する。図２においては、ユニット２２５がＨＴＳドラムであり、ユニット２３２がＬＴＳドラムである。図４においては、ユニット４２５がＨＴＳドラムであり、ユニット４３２がＬＴＳドラムである。
ＨＴＳドラムにおいて、反応器流出流からの凝縮可能な炭化水素の約７０％未満、好ましくは約６０％未満、例えば約５０％未満を凝縮させることが望ましい可能性がある。これは、非効率的な供給物／流出物交換器（ユニット２１０及び２１８、又はユニット４１０及び４１８）を用いることによるか、又は好ましくはより効率的な供給物／流出物交換器を用いるが、再循環ガスを予備加熱し、及び／又は供給物／流出物交換器の前に反応器供給物を含む流れをより高い温度に加熱することによって達成することができる。より効率的な供給物／流出物交換器を用いることが好ましい。これは、異性化セクションにおいてより少ないエネルギー消費がもたらされるからである。しかしながら、より低効率の供給物／流出物熱交換器はより小さく、より少ない表面積しか必要でなく、したがってより効率的な供給物／流出物交換器よりもコストが低い。これらの流れを予備加熱し、より低効率の供給物／流出物交換器を用いることによって、供給物／流出物交換器からのより高温の高温側流出物、及びＨＴＳドラムにおけるより少ない凝縮がもたらされる。
図２及び４においては、異性化液体供給流（流れ２０４又は４０４）は、まず、塔供給物を予備加熱するために用いた後のＨＴＳドラムから排出される高温の蒸気によって、次に側流塔装置からの高温の液体サイドドローによって予備加熱する。まずＨＴＳドラムからの蒸気で予備加熱することはまた、ＨＴＳ蒸気流を、ＬＴＳドラムの前に最終の空冷器又は水冷器によって最終冷却する前に冷却するようにも働き、これにより最終冷却器に必要な負荷が減少し、その交換器がより小さくなる。
図４のキシレン分離塔は、反応器流出物中の凝縮可能な炭化水素の一部のみに相当する液体供給流を受容し、この流れを、キシレン分離塔塔頂蒸気流、及びキシレン分離器塔底液体流（Ａ９＋副生成物流）に分離する。上述したように、効率的なエチルベンゼン異性化触媒は非常に少量のＡ９＋副生成物しか生成しないので、この塔底流はキシレン塔供給流と比べて非常に小量である。
図４において、キシレン分離器のリボイラー負荷、即ち分留セクションに必要なエネルギーの量は、この塔への液体供給流４２７及び４５７を蒸気塔頂流４５０及びＡ９＋塔底流４５１に転化させるのにかかるエネルギーの量に等しい。新しい供給物が主としてＣ８Ａ、及び少量のＣ９Ａ＋を含む場合には、Ａ９＋流を生成させるのにかかるエネルギーの量は、この流れの流量は小さいので非常に少なく、Ａ９＋流中の成分をＨＴＳの温度からＡ９＋流のより高い温度に加温するために顕熱しか必要でない。気化熱は顕熱よりも非常に大きいので、キシレン塔リボイラーのエネルギーの殆どは、塔への液体供給流中の成分をキシレン分離器塔頂蒸気の状態に転化させることに関係し、即ちＨＴＳ液体流の殆どを流れ４５０中の蒸気の状態に気化させるのに必要な熱に関係する。図２及び４は、サイドドローの一部をサイドドローよりも下方のセクションに還流として供給することができることを示している。この流れは、サイドドローよりも下方のトレイに送ることができる。しかしながら、サイドドローが主として結晶化ｐＸ回収セクションへのＣ８Ａ供給流として機能する場合には、軽質及び重質副生成物の所望の分離を与えるためにこの還流を与える必要はない可能性がある。
サイドドローの還流流れがゼロである場合には、ＨＴＳ液体流は好ましくは反応器流出物中の凝縮可能な炭化水素の約５０〜７０％未満を示すから、このスキームにおける分離を行うのに必要なエネルギーの量は、ＥＲＴＶＲＥの約５０〜７０％未満である。従来技術のスキームと比べてより低いリボイラー負荷は、より低い沸騰速度、図２の側流塔の上部セクション及び下部セクションの両方、或いは図４の安定化器及びキシレン分離塔の両方におけるより少ない流動量、並びにしたがってより小さい直径及びより低コストの塔を意味する。エネルギーの節約に加えて、資本の節約は本開示において用いる分留スキームの他の有利性である。
幾つかの態様においては、ＨＴＳドラムの蒸気流中の炭化水素は、ＬＴＳドラムにおいて更なる炭化水素を凝縮させる前に、１以上の更なる中間温度分離器（ＭＴＳ）ドラムにおいて部分的に凝縮させることができる。例えば、流れ２１３又は４１３は蒸気及び液体を有する２つの相であってよく、この流れをＭＴＳドラムに送って液体から蒸気を分離することができる。これらのＭＴＳドラムにおいて分離された液体は、サイドドローよりも上方又は下方のいずれかの供給トレイに送ることができる。これらをサイドドローよりも上方に送ることによって、これらをサイドドローよりも下方に送る場合よりも低いリボイラー負荷がもたらされるが、側流からの副生成物の全体的な分離が減少する。
上述したように、図２のサイドドローの部分２５３、又は図４の安定化塔の塔底流の部分４５７（図４の「サイドドロー」）は、サイドドローの下方に送って、図２の側流塔の下部部分、又は図４のキシレン分離器への還流を与えることができる。これによって、側流からの副生成物の分離が向上するが、還流液体を気化しなければならないので増加したエネルギー消費がもたらさせる。また、例えば側流塔においてサイドドロー液体を回収するために用いるチムニートレイを溢流させることによって、図２の側流塔において還流を内部で与えることもできる。好ましくは、サイドドローの一部をこのようにして還流としては用いない。
他の態様においては、ｐＸユニットへの新しい供給物は、接触改質ユニットリフォーメート分離器の塔底流として生成するＣ８＋流であり、図２の新しい供給流２３７又は図４の流れ４３７は、好ましくは、流れ２６０又は４６０として側流塔２３５の下部セクション中の側流よりも下方のトレイ又はキシレン分離塔４４７に送ることができる。
図２において示す側流塔を含む分離スキーム、或いは図４におけるように本質的にサイドドローを伴う単一の塔として運転される２つの塔のスキームを用いることによって、上記に記載の従来技術の分離スキーム（例えば図１）において用いられる連続した安定化器、脱ヘプタン化器、及びキシレン分離器と比べてエネルギー及び資本コストが節約される。本発明者らは、驚くべきことに、エチルベンゼン異性化触媒を用いる反応器の流出物から副生成物を分離するために図２又は４の分留スキームを部分凝縮と共に用いると、従来技術の連続塔スキームと比べてエネルギー及び資本コストを節約しながら、Ｃ８ナフテン類をサイドドロー中に効率よく回収することができることを見出した。ナフテン類は次にｐＸ回収セクションに通してｐＸ回収のｐＸが減少した流れの中に送って、その結果として別のナフテン塔の必要なしに異性化反応器に効率よく再循環することができる。
比較例１：
本実施例は、従来技術におけるような連続的な脱ヘプタン化器及びキシレン分離器を用いてＥＢ異性化タイプの触媒を含む異性化反応器の反応器流出物から副生成物を分離するために必要なエネルギーの量を示す。
Aspen Technology, Inc.のAspen Plusプロセスシミュレーションプログラムを用いて、選択的ｐＸ吸着セクションへの供給物として好適な流れを生成させることができる、従来技術におけるようなＥＢ異性化タイプの触媒及び連続的な脱ヘプタン化器及びキシレン分離塔を用いるｐＸユニットの異性化及び分留セクションの部分をシミュレートした。シミュレーションから選択された流れの条件及び組成を下表１に与える。
ｐＸ選択的吸着セクションにおけるラフィネート塔の塔頂流として生成したこの吸着ユニットラフィネートを、１２５℃に冷却して異性化液体供給流にした。シミュレーションの目的のために、異性化供給物中のＣ９Ａ＋は０．０５重量％のメチルエチルベンゼン及び０．０３重量％のトリメチルベンゼンを含んでいると仮定した。
異性化液体供給物を、このシミュレーションの目的のために１００モル％の水素であると仮定した再循環ガスと、４のＨ２：Ｈｃのモル比で混合した。サイドドローによって予備加熱した後の再循環ガスと異性化液体供給流の混合物の温度は、２２８°Ｆ（１０８．９℃）であった。再循環ガスと混合した予備加熱した異性化液体供給物を、供給物／流出物熱交換器において６４０°Ｆ（３３８℃）の温度に加熱し、加熱炉において更に加熱してＴ＝７２０°Ｆ（３８２℃）及びＰ＝１０５ｐｓｉｇ（８２５．３ｋＰａ絶対圧（ｋＰａａ））の反応器入口条件を与えた。
反応器は、２つのASPENブロックのASPEN RSTOICブロック及びASPEN REQUILブロックによってシミュレートした。表１に示す組成を有する反応器流出物が与えられるように、これらのブロックに関するパラメーターを選択した。
REQUILブロックパラメーターは、キシレン異性体とＣ８Ｎ異性体のシミュレートした平衡分布が与えられるように設定した。而して、反応器ブロックは、参照文献において報告されているSinopec RIC-200触媒の性能に近接してシミュレートした。Q. Hou及びZ. Liang, Petrochemical Technology (中国語）, 40, 1325 (2011)を参照。
反応器流出物を供給物／流出物交換器において冷却し、空冷器において更に冷却し、蒸気−液体分離器に送って、そこでＴ＝４３℃、Ｐ＝７２８．７ｋＰａの条件において分離した。分離器ドラム液体を２０４℃に予備加熱した後に脱ヘプタン化器に送った。
脱ヘプタン化器は４２の理論段を含むようにシミュレートし、供給流は頂部から２８の理論段へ送った。脱ヘプタン化器に関する設計仕様は、（１）還流ドラム温度＝１２０°Ｆ＝４８．９℃；及びｂ（２）脱ヘプタン化器塔底流中のＣ８Ｎの回収率は９７．１％である；であった。塔の塔頂圧力は、５５．５ｐｓｉｇ＝４８４．０ｋＰａａであるとシミュレートした。還流ドラムへの圧力降下は、３ｐｓｉ＝２０．７ｋＰａであると仮定した。塔の圧力降下は、４ｐｓｉ＝２７．７ｋＰａであると推定した。脱ヘプタン化器塔底温度は２１０．８℃であると計算された。
脱ヘプタン化器塔底液体をクレイ処理装置に通してオレフィンを除去した。これは、ｐＸ選択的吸着セクションにおいて吸着剤として用いられるモレキュラーシーブを保護するために必要であった。クレイ処理装置の周りで供給物／流出物熱交換を行った後、脱ヘプタン化器塔底温度を１９１℃に調節し、その後、頂部から２６の理論段においてキシレン分離塔に送った。キシレン分離器は、１２２の全理論段を有するとシミュレートした。キシレン分離器塔頂圧力は、９０ｐｓｉｇ＝７２１．９ｋＰａａであるとシミュレートした。還流ドラムへの圧力降下は、５ｐｓｉ＝３４．５ｋＰａであるとシミュレートした。キシレン分離塔の圧力降下は、１６ｐｓｉ＝１１０．３ｋＰａであるとシミュレートした。
キシレン分離器塔頂蒸気温度は２３０．５℃であると計算され、これは、脱ヘプタン化塔、並びに選択的吸着セクションの抽出物塔、仕上げ処理塔、及びラフィネート塔を再沸騰させるために十分であった。
キシレン分離塔シミュレーションに関する設計仕様は、キシレン分離塔塔底流中の２重量％のＣ８Ａ、及びＣ８Ａ塔頂流中の１００ｐｐｍｗのメチルエチルベンゼン（ＭＥＢ）であった。Ｃ８Ａ塔頂流を、供給物としてｐＸ選択的吸着セクションへ送った。１００ｐｐｍｗのメチルエチルベンゼンの仕様は、通常はｐ−ジエチルベンゼンである脱着剤の汚染を阻止するためのｐＸ選択的吸着供給物に関する典型的な仕様である。
キシレン分離塔に関して計算された吸収リボイラー負荷は、３２４．４ＭＭＢＴＵ／時（３４２．２ＧＪ／時）であった。分離器ドラム液体の全部（これは、反応器流出物からの凝縮可能な物質の全量に等しい）を、脱ヘプタン化器への予備加熱された供給物の条件からキシレン分離塔の塔頂蒸気の条件（Ｐ＝９０ｐｓｉｇ（７２１．９ｋＰａａ）へ気化させるのに必要な計算された負荷は、１４４．６０ＭＭＢＴＵ／時（１５２．６ＧＪ／時）であった。而して、キシレン分離器リボイラー負荷は、ＥＲＴＶＲＥの２．２４倍に等しかった。脱ヘプタン化器塔底流中のＣ８ナフテン類の本質的に全部が、キシレン分離器のＣ８Ａ塔頂流中に回収された。次に、この流れをｐＸ選択的吸着セクションに送って、そこでＣ８ナフテン類の本質的に全部をラフィネート中に回収し、次に反応器に再循環した。
実施例１：
Aspen Technology, Inc.のAspen Plusプロセスシミュレーションプログラムを用いて、ＥＢ異性化タイプの触媒を用い、本発明の教示に合致した部分凝縮及び側流分留塔を用いる結晶化ｐＸユニットの異性化及び分留セクションの部分をシミュレートした。シミュレーションの詳細を下記に与える。
反応器液体供給流の組成を下表２に示す。シミュレーションのために、１，０００，０００ポンド／時（４５３，５９２ｋｇ／時）の異性化液体供給速度を仮定した。これは、比較例１に関するものと同じ流量及び組成であった。シミュレーションから選択された流れの条件及び組成を下表２に与える。
異性化液体供給流を、図２のものと同様の部分凝縮スキームで、ＨＴＳドラムからの蒸気との熱交換によって、及び最終的に高温のサイドドローとの熱交換によって、３２０°Ｆ（１６０℃）の最終温度に予備加熱した。このシミュレーションに関する側流温度は、３９１．１°Ｆ（１９９．５℃）であると計算された。シミュレーションの目的のために、異性化供給物中のＣ９Ａ＋は、０．０５重量％のメチルエチルベンゼン及び０．０３重量％のトリメチルベンゼンを含んでいると仮定した。
異性化液体供給物を、このシミュレーションの目的のために１００モル％の水素であると仮定した再循環ガスと、４のＨ２：Ｈｃのモル比で混合した。再循環ガスとサイドドローによって予備加熱した後の異性化液体供給物の混合物の温度は、２２８°Ｆ（１０８．９℃）であった。再循環ガスと混合した予備加熱した異性化液体供給物を、供給物／流出物熱交換器において６４０°Ｆ（３３８℃）の温度に加熱し、加熱炉において更に加熱してＴ＝７２０°Ｆ（３８２℃）及びＰ＝１０５ｐｓｉｇ（８２５．３ｋＰａａ）の反応器入口条件を与えた。
反応器は、２つのASPENブロックのASPEN RSTOICブロック及びASPEN REQUILブロックによってシミュレートした。表２に示す組成を有する反応器流出物が与えられるように、これらのブロックに関するパラメーターを選択した。REQUILブロックパラメーターは、キシレン異性体とＣ８Ｎ異性体のシミュレートした平衡分布が与えられるように設定した。而して、反応器ブロックは、参照文献において報告されているSinopec RIC-200触媒の性能に近接してシミュレートした。Q. Hou及びZ. Liang, Petrochemical Technology (中国語）, 40, 1325 (2011)を参照。
反応器流出物を供給物／流出物交換器において冷却し、ＨＴＳ分離器において蒸気及び液体流に分離し、次にＨＴＳドラム蒸気を幾つかの熱交換器によって更に冷却し、次にＬＴＳ流中の蒸気流及び液体流に分離した。ＨＴＳ分離器に関してシミュレートした条件は、Ｔ＝２６８．３°Ｆ（１３１．３℃）及びＰ＝９４ｐｓｉｇ（７４９．４ｋＰａａ）であった。ＬＴＳ分離器に関してシミュレートした条件は、Ｔ＝１００°Ｆ（３８℃）及びＰ＝８５ｐｓｉｇ（６８７．４ｋＰａａ）であった。
シミュレートしたＨＴＳ液体速度は４８６１０９ポンド／時（２２０４９５ｋｇ／時）であり、シミュレートＬＴＳ液体速度は４９３８２６ポンド／時（２２３９９６ｋｇ／時）であった。而して、ＨＴＳドラム中の凝縮可能な物質の割合（fraction）は４９．６％であった。ＬＴＳ液体は、側流塔装置に送る前に２４０°Ｆ（１１６℃）に予備加熱した。この場合に関しては、１００，０００ポンド／時（４５３５９ｋｇ／時）の予備加熱したＬＴＳ液体を、キシレン分離器の頂部トレイ（サイドドローよりも下方のトレイ）に送った。これにより、５９．８％のキシレン分離器塔頂蒸気の条件に気化する必要性よりも、反応器流出物の凝縮可能な物質の全割合がキシレン分離器に供給された。
安定化器及びキシレン分離器は、図４におけるように本質的に単一の側流塔として運転されるように構成されているとシミュレートした。安定化器は５１の理論段を有するとシミュレートし、キシレン分離器は３１の理論段を有するとシミュレートした。安定化器の供給トレイは頂部から１６番目の理論段上であるとシミュレートし、キシレン分離器の供給トレイはその頂部のトレイ、即ちサイドドローよりも下方のトレイであるとシミュレートした。本質的にゼロ（０．００１ポンド／時（０．０００５ｋｇ／時））のサイドドロー還流をキシレン分離塔に与えた。安定化器塔頂圧力は、４０ｐｓｉｇ（３７７．１ｋＰａａ）であるとシミュレートした。両方の塔のそれぞれの理論段に関して、０．１ｐｓｉ（０．６９ｋＰａ）のトレイ圧力降下を仮定した。キシレン分離器に関して計算されたリボイラー負荷は、１１７．５ＭＭＢＴＵ／時（１２４．０ＧＪ／時）であった。別のシミュレーションにおいては、安定化器への予備加熱したＬＴＳ液体供給物及びキシレン分離器へのＨＴＳ液体供給物を混合し、次にキシレン分離器塔頂圧力及び１．０の蒸気割合においてAspen Plusヒーターブロック内で気化させた。混合流を気化させるのに必要な計算された負荷は、２０１．３ＭＭＢＴＵ／時（２１２．４ＧＪ／時）であった。而して、リボイラー負荷はＥＲＴＶＲＥの僅か０．５８４倍に等しかった。
シミュレーションにより、ＨＴＳ及びＬＴＳ液体流中のＣ８Ｎの９７．１％がサイドドロー中に回収され、而してｐＸ回収セクションを通して反応器に効率的に再循環され、ここでＣ８Ｎの本質的に全部が最終的に結晶化ｐＸ回収セクションのｐＸが減少した流れの中に導入され、これが異性化液体供給物になることが予測される。
比較例２：
上記で議論した比較例１に関して、Aspen Plusシミュレーションプログラムを用いて、ＥＢ異性化タイプの触媒及び連続的な脱ヘプタン化器及びキシレン分離塔を用いるｐＸユニットの異性化セクション及び分留セクションの部分をシミュレートした。このシミュレーションは、ｐＸユニットの再循環ガスループ又は主液体ループを閉止することは試みてはいない。比較例１の目的は、反応器流出物中のナフテン類を、キシレン分離塔の塔頂流であるＣ８流中に効率的に捕捉することができ、これをｐＸ回収のために選択的吸着ユニットに送ることができることを示すことである。このシミュレーションにおける反応器ブロックは、参照文献において報告されているSinopec RIC-200触媒の性能を詳しくシミュレートした。この論文において与えられている組成を有する固定された供給流に関して、Q. Hou及びZ. Liang, Petrochemical Technology (中国語）, 40, 1325 (2011)を参照。ループを閉止しない理由は、この論文はｐＸユニットへの新しい供給物の組成を与えていなかったためである。
比較例２に関してシミュレートしたプロセスは、２つの例外：（１）塔の仕様を、Ｃ８ナフテン類が流れ１３７の代わりに主として流れ１３８中に回収されるように選択し、したがってナフテン塔１３０並びに流れ１０２及び１３９を排除したこと；及び（２）UOP Parex（登録商標）選択的吸着プロセスに典型的なように、若干のトルエンを安定化器塔底流１３８中に滴加した；ことを除いて、図１に示す通りであった。このＴＯＬはキシレン分離塔１２９において塔頂に移動し、選択的吸着ｐＸ回収セクション１０６に供給された。このＴＯＬの殆どは、Parex（登録商標）ユニットにおける仕上げ処理塔において流れ１４４として取り出された。而して、このシミュレーションに、このＴＯＬの一部を純粋なＴＯＬ流として流れ１０３から分離する分離器ブロックを含ませて、流れ１０１中のＴＯＬが０．５２重量％に減少する（これは、Sinopec論文の表８の１欄における液体反応器供給流中のＴＯＬと合致する）ようにした。
比較例２に関しては、再循環ガスループ及び主液体ループを閉止し、新しい供給物の組成を見積もり、ASPEN反応器ブロックにおける反応パラメーターを変化させて、液体供給物の組成（図１の流れ１０５）、及び分離器ドラム液体の組成によって表される反応器流出物の組成（図１の流れ１２０）の両方に厳密に一致させた。これは、Sinopec論文の表８の第１欄の反応器供給流及び生成物の組成と合致する。試行錯誤によって、Sinopec論文の液体供給物のＥＢ含量に合致する新しい供給物中のキシレン異性体に対するＥＢの比を見積もることが可能であった。得られた比は、専らリフォーメートからの蒸留留分として誘導される新しい供給物に典型的なものよりも低く、これは、供給物が、リフォーメートＣ８Ａ＋と、ＴＯＬ／Ａ９＋トランスアルキル化ユニットからのもののような低いＥＢ濃度を有するＣ８Ａ＋流の組み合わせであると思われることを示している。
新しい供給物中のＣ９Ａ＋の量を推定することが必要である。Ｃ９Ａ＋の量を推定して、リフォーメートキシレン類、及びＴＯＬ／Ａ９＋トランスアルキル化ユニット由来のＣ８Ａ＋流からの芳香族化合物複合施設のための混合供給流中におけるＣ８Ａに対するＣ９Ａ＋の典型的な比を与えた。本実施例の目的のためには、Ｃ９Ａ＋はキシレン分離器塔底流中に非常に効率的に分離されるので、新しい供給物中におけるＣ８Ａに対するＣ９Ａ＋の正確な比は重要ではない。しかしながら、比較例２を実施例２と比較する際には、同じ新しい供給物の組成を用いることが重要である。
上記に概説した工程の後に、表３の組成を、反復して推定された反応器性能パラメーターと共に有する新しい供給物を、表４に示すようにSinopec論文の表８の１欄において報告されている反応器供給物及び生成物の組成の両方と厳密に合致させることができることが見出された。比較例２に関する新しい供給流の速度は３８９６５５ポンド／時（１７６７４６ｋｇ／時）であった。
比較例２に関する他の関連する仕様は次の通りであった。分離器ドラム液体は、２０４℃の温度に予備加熱した後に、合計で４２の理論段を有する脱ヘプタン化器の頂部から２８の理論段に供給した。脱ヘプタン化器に関して計算された吸収負荷は７６．７ＭＭＢＴＵ／時（８０．９ＧＪ／時）であった。脱ヘプタン化塔シミュレーションに関して、次の仕様：（１）１２０°Ｆ（４８．９℃）の塔頂流凝縮器出口温度；（２）脱ヘプタン化器塔頂液体生成物流中の１重量％のＣ８Ａ；及び脱ヘプタン化器塔底流中の０．５５重量％のＴＯＬ；を仮定した。選択的吸着ｐＸユニットは、通常は若干のＴＯＬを脱ヘプタン化器塔底流中に落下させ、このＴＯＬは大部分は選択的吸着ユニットの抽出物流中に導かれ、その後に殆どが図１の流れ１４４としてＴＯＬの選択的吸着仕上げ処理からＴＯＬ生成物として取り出される。ＴＯＬはこの塔の塔頂流として取り出され、ｐＸ生成物は塔底流として取り出される。
キシレン分離塔に関する設計仕様は、Ｃ９Ａ＋キシレン分離器塔底流中の２重量％のＣ８Ａ、及びキシレン分離塔のＣ８Ａ塔頂流中の１００ｐｐｍｗのＭＥＢであり、これは選択的吸着ユニットへの供給物であった。
脱ヘプタン化器塔底流（図１の流れ１３８）を、１１２の理論段を有するキシレン分離塔の頂部から２６の理論段に供給した。混合した新しい供給物は、１７８．３℃の温度であり、上流の塔の塔底物として導かれ、頂部から６６の理論段に供給する（図１の流れ１４０）と推定した。
脱ヘプタン化塔に関する吸収負荷は、７６．６ＭＭＢＴＵ／時（８０．９ＧＪ／時）であると計算され、キシレン分離塔に関する吸収負荷は３４３．３ＭＭＢＴＵ／時（３６２．２ＧＪ／時）であると計算された。キシレン分離器の頂部のトレイからの塔頂蒸気の圧力（Ｐ＝９０ｐｓｉｇ（７２１．９ｋＰａａ））において分離器ドラム液体を気化させるのに必要な計算された負荷は、１２１．８ＭＭＢＴＵ／時（１２８．５ＧＪ／時）であった。而して、キシレン分離器に関するリボイラー負荷は、ＥＲＴＶＲＥの２．８２倍であった。脱ヘプタン化器及びキシレン分離器に関する合計の吸収負荷は、ＥＲＴＶＲＥの３．４５倍であった。
比較例２に関する幾つかの計算された流れの組成、流量、及び条件を表５に与える。
シミュレーションによって、分留塔に供給される分離器ドラム液体中のナフテン類の８５．８％が、キシレン分離器塔頂液体中に回収されることが予測された。
実施例２：
上記で議論した実施例１に関して、Aspen Plusシミュレーションプログラムを用いて、ＥＢ異性化タイプの触媒、側流塔、及び部分凝縮スキームを用いるｐＸユニットの異性化セクション及び分留セクションの部分をシミュレートした。このシミュレーションは、ｐＸユニットの再循環ガスループ又は主液体ループを閉止することは試みてはいない。実施例１の目的は、反応器流出物中のナフテン類を側流中に効率的に捕捉することができ、これを結晶化ｐＸ回収ユニットに送ることができることを示すことである。このシミュレーションにおける反応器ブロックは、参照文献において報告されているSinopec RIC-200触媒の性能に厳密に合致していた。この論文において与えられている組成を有する固定された供給流に関して、Q. Hou及びZ. Liang, Petrochemical Technology (中国語）, 40, 1325 (2011)を参照。
本実施例においては、結晶化ｐＸ回収セクションを有するｐＸユニットにおけるＥＢ異性化触媒の性能を評価して、側流塔及び部分凝縮を用いて反応器流出物中のＣ８ナフテン類をｐＸユニットのサイドドロー中に効率的に捕捉することができることを示した。再循環ガス及び主液体再循環ガスループを収束させた。比較例２において試算し、表３において与えたものと同じ新しい供給物の組成及び流量を用いた。このシミュレーションは、次の例外：
新しい供給物の組成は比較例２において試算したものと同じであり、これを図４の流れ４６０として、合計で４１の理論段を有するカラム４４７の２２理論段へ供給した；ことを除いて、図４に示すプロセスをシミュレートした。供給物はライン４３７を通して供給しなかった。
実施例２に関する他の関連する仕様は次の通りであった。１００，０００ポンド／時（４５，３５９ｋｇ／時）のサイドドローを、塔４４７の頂部のトレイに還流流れ４５７として供給した。供給された異性化液体を、ブロック４０５において１１５．６℃に、次に部分凝縮スキームの部分として、ブロック４０６において１８２．２℃に予備加熱した。液体供給物と再循環ガスの組合せ（流れ４０９）を、ブロック４０９において高温の反応器流出物によって６４１．４℃に加熱した。加熱炉４２２によって、反応器供給物を３８３℃に加熱した。
上述したように、結晶化ユニットに関しては、結晶化セクション排除濾液（これは反応器へ供給される液体物になる）中のｐＸの重量％は、共晶の制限のために選択的吸着ユニットにおけるよりも高かった。比較例２に関しては、選択的吸着ユニットラフィネート流（これは、反応器への液体供給流になる）中のｐＸの重量％は０．６４重量％であり、Sinopec論文の表８の１欄と合致していた。実施例２に関しては、排除濾液流４０１中のｐＸの濃度は９重量％であると仮定した。
実施例２に関しては、ＥＢをキシレン類へ転化させるために十分な駆動力を確保するために、反応器供給物中におけるＥＢ／ＸＹＬ（ここで、ＸＹＬは液体反応器供給物中のキシレン異性体の重量％の合計である）の比が比較例２に関するＥＢ／ＸＹＬの比よりも僅かに大きくなるまでキシレン類に転化するＥＢの割合を減少させることによって、結晶化ｐＸユニットにおけるＥＢ異性化触媒の性能を評価した。概算として、全ての副反応の転化率は、比較例２に関して求められたこれらの値から同じ割合だけ減少したと推定した。Aspen REQUILブロックを用いて、Ｃ８ＡとＣ８Ｎの間、並びにＣ８Ｎ異性体の間の平衡を実現した。
本実施例に関して試算された反応器供給物及び流出物の組成を、表５においてSinopec論文の表８の１欄のものと比較した。
結晶化の場合（実施例２）に関しては、ＥＢ転化率を約１２％に減少させて、選択的吸着の場合（比較例２；ここではＥＢ転化率は２２．９％であった）に関する値よりも大きい反応器供給物中におけるＥＢ／ＸＹＬの比を達成したことに注目されたい。これによって再循環率が増加する。しかしながら、より低いＥＢ転化率においては、Ｃ８Ａ損失％、環損失％、及び他の副反応の程度が減少し、これによってｐＸ収率の向上をもたらすことができると評価される。
結晶化ユニットにおける実際の触媒性能は、触媒の選択、及びＥＢ転化率（％）などの最適化された反応器条件によって左右される。本実施例の目的は、結晶化ｐＸユニットにおいて側流塔及び部分凝縮を用いることによって、Ｃ８ナフテン類を側流中に効率的に回収し、したがって比較例２の選択的吸着のために必要な値よりも大きく減少したリボイラーエネルギーを用いて反応器に効率的に再循環することができることを示すことである。
実施例２に関する幾つかの流れの組成及び条件を表７に示す。
このシミュレーションによって、側流塔に供給される分離器ドラム液体中のナフテン類の９１．７％が側流中に回収されることが予測された。
塔４４７に関して計算された吸収リボイラー負荷は、２０１．０ＭＭＢＴＵ／時（２１２．１ＧＪ／時）であった。塔４４７の塔頂の条件（６０ｐｓｉａ＝４１３．７ｋＰａａ）においてＨＴＳ及びＬＴＳ分離器ドラム液体を蒸気に転化させるのに必要な計算された負荷は、３７５．０ＭＭＢＴＵ／時（３９５．６ＧＪ／時）であった。而して、ＥＲＴＶＲＥは０．５３６であった。再循環流量は結晶化の場合に関してより高い（比較例２及び実施例２に関する異性化液体供給物の流量を比較されたい）が、分留セクションにおいて分離を行うために必要な絶対負荷は、実施例２の結晶化に関しては、比較的２の選択的吸着に関するものよりも遙かに小さいことに注目されたい。
本発明をその好ましい態様にしたがって上記に記載したが、それは本開示の精神及び範囲内で修正することができる。したがって、本出願は、ここに開示する一般原則を用いる発明の任意のバリエーション、使用、又は適応をカバーすると意図される。更に、本出願は、本開示からのかかる逸脱を、本発明が関係し、特許請求の範囲の限界内に包含される当該技術における公知又は慣習的な実施内に含まれるものとしてカバーすると意図される。

Claims (19)

  1. 反応器内において、キシレン異性体、エチルベンゼン、Ｃ８ナフテン類、及び水素を含む反応器供給流を、エチルベンゼン異性化触媒上で反応させて、キシレン異性体及びＣ８ナフテン類を含む反応器流出流が生成されるようにし；
    反応器流出流を冷却及び分離して、第１の凝縮された液体流及び第１の蒸気流を形成し；
    第１の蒸気流を冷却及び分離して、第２の凝縮された液体流及び第２の蒸気流を形成し；
    第１の凝縮された液体流及び第２の凝縮された液体流を側流塔装置に供給して、Ｃ８芳香族化合物及びＣ８ナフテン類の一部を含む側流を生成させ；そして
    パラキシレン回収セクションにおいて、側流からパラキシレンを回収する；
    ことを含む方法。
  2. 反応器内において、キシレン異性体、エチルベンゼン、Ｃ８ナフテン類、及び水素を含む反応器供給流を、エチルベンゼン異性化触媒上、反応器供給流中のエチルベンゼンの少なくとも一部がキシレン異性体に転化する反応器条件において反応させて、キシレン異性体及びＣ８ナフテン類を含む反応器流出流が生成されるようにし；
    反応器流出流を冷却及び分離して、第１の凝縮された液体流及び第１の蒸気流を形成し；
    第１の蒸気流を冷却及び分離して、第２の凝縮された液体流及び第２の蒸気流を形成し；
    第１の凝縮された液体流及び第２の凝縮された液体流を側流塔装置に供給して、Ｃ８芳香族化合物及びＣ８ナフテン類を含む側流を生成させ；
    パラキシレン回収セクションにおいて、側流からパラキシレンを回収し；Ｃ８ナフテン類の一部を含むパラキシレンが減少した流れを生成させ；そして
    パラキシレンが減少した流れを反応器に再循環する；
    ことを含む、反応器へナフテン類を再循環する方法。
  3. 第１の凝縮された液体流を側流よりも下方の位置において側流塔装置に供給し、第２の凝縮された液体流を側流よりも上方の位置において側流塔装置に供給する、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 第１の凝縮された液体流の一部を側流よりも上方の位置に供給する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 第２の凝縮された液体流の一部を側流よりも下方の位置に供給する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 側流の一部を側流よりも下方の位置に再循環する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
  7. エチルベンゼン異性化触媒は、反応器供給流中の芳香環を水素化及び脱水素化して芳香族化合物とナフテン類のほぼ平衡な分布を形成することができる酸触媒及び強水素化触媒を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
  8. エチルベンゼン、キシレン異性体、及びＣ８ナフテン類を含む液体流を予備加熱して、予備加熱された液体流を形成し；
    予備加熱された液体流を、水素を含む再循環気体流と混合して反応器供給流を形成し；そして
    反応器供給流を反応器に供給する；
    ことを更に含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 側流によって液体流を予備加熱する、請求項８に記載の方法。
  10. 第１の蒸気流によって液体流を予備加熱する、請求項８又は９に記載の方法。
  11. 第２の蒸気流を反応器に再循環することを更に含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. 第１の凝縮された液体流の質量は、第１の凝縮された液体流と第２の凝縮された液体流の質量の合計の約７０％未満である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 反応器流出流中のＣ８ナフテン類の７０％より多くを、パラキシレンが減少した流れの中に分離することを更に含む、請求項２〜１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 側流塔装置は、単一の蒸留塔を含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
  15. 側流塔装置は、１つより多い蒸留塔を含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
  16. 側流塔装置内において、軽質留分、Ｃ７−炭化水素を含む塔頂液体流、Ｃ９＋炭化水素を含む塔底流、及びＣ８芳香族化合物を含み、７０％より多いＣ８ナフテン類を含む側流を反応器流出流から生成させることを更に含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
  17. エチルベンゼン、キシレン異性体、及びＣ８ナフテン類を含む液体流を予備加熱して予備加熱された液体流を形成し、予備加熱された液体流を、水素を含む再循環気体流と混合して反応器供給流を形成するための予備加熱器；
    反応器供給流を反応させて、キシレン異性体及びＣ８ナフテン類を含む反応器流出流を生成させるための反応器；
    反応器流出流を冷却して冷却された反応器流出流を生成させるための第１の冷却装置；
    冷却された反応器流出流を、第１の凝縮された液体流及び第１の蒸気流に分離するための第１の分離器ドラム；
    第１の蒸気流を冷却して、蒸気相及び液相を含む冷却された第１の蒸気流を生成させるための第２の冷却装置；
    冷却された第１の蒸気流を、第２の凝縮された液体流及び第２の蒸気流に分離するための第２の分離器ドラム；
    第１の凝縮された液体流及び第２の凝縮された液体流を受容して、Ｃ８芳香族化合物及び７０％より多いＣ８ナフテン類を含む側流を生成させるための側流塔装置；
    側流を、パラキシレン生成物流、及び側流からのＣ８ナフテン類を含むパラキシレンが減少した流れに分離するためのパラキシレン回収セクション；及び
    パラキシレンが減少した流れを反応器に再循環するための再循環装置；
    を含む、反応器にナフテン類を再循環する装置。
  18. 側流塔装置は、単一の蒸留塔を含む、請求項１７に記載の装置。
  19. 側流塔装置は、塔底流塔及び上部の塔を含み；そして
    下部の塔からの塔頂蒸気流を上部の塔の底部に供給し、上部の塔の塔底液体流として側流を生成させる、請求項１７に記載の装置。
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