JP2017509600A - Tol/a9+トランスアルキル化プロセスからの反応器流出流を分離するためのエネルギー効率のよい分別方法 - Google Patents
Tol/a9+トランスアルキル化プロセスからの反応器流出流を分離するためのエネルギー効率のよい分別方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
MEB+H2→TOL+C2 (2)
TOL+TMB=2XYL (3)
C3Bz+H2→Bz+C3 (4)
DMEB+H2→XYL+C2 (5)
DEB+H2→EB+C2 (6)
EB+C2→Bz+C2 (7)
C4Bz+H2→Bz+C4 (8)
C3XYL+H2→XYL+C3 (9)
TMB+TOL=TTMB+Bz (10)
ここで、
XYL=キシレン異性体;
MEB=メチルエチルベンゼン類(3つの異性体);
TMB=トリメチルベンゼン類(3つの異性体);
C3Bz=プロピルベンゼン類(イソプロピルベンゼン=クメン、及びn−プロピルベンゼン)
H2=水素;
C2=エタン;
C3=プロパン;
DMEB=ジメチルエチルベンゼン類(6つの異性体);
DEB=ジエチルベンゼン類(3つの異性体);
C4Bz=ブチルベンゼン類(4つの異性体);
C3XYL=プロピルキシレン類(n−プロピルキシレン類、及びシメン類として知られるイソプロピルキシレン類など);
TTMB=テトラメチルベンゼン類(3つの異性体)。
[0046]実施例において示すように、予備分別(PREFRAC)カラムと側流カラム(SD−COL)の組合せは、A8側流流中におけるTOL及びA9+に関する仕様を満足させて、この流れを選択的吸着又は結晶化のいずれかによってpXを分離するユニットに直接送ることができるように設計することができる。
[0054]本実施例においては、表1に示す成分質量分率を有する、ベンゼン及びTOL並びにTOL/A9+凝縮反応器流出流を含むpXユニットC7−(軽質芳香族化合物)流を用いた。凝縮TOL/A9+反応器流出流は、640ppmwのナフタレンを含んでいた。組成は代表的なものであるが、当業者に公知なように、組成及び流速は、リフォーメートの組成、並びにpXユニットとTOL/A9+ユニットの相対的寸法などの多くの変数によって定まる。
[0058]実施例1は、図1の分別スキームにしたがってベンゼンカラム塔底流を更に分別することによる混合キシレン類の製造を示す。
[0064]実施例2は、図1の分別スキームにしたがってベンゼンカラム塔底流を更に分別することによる混合キシレン類の製造を示す。
[0070]この実施例に関する分離スキームは図2に示すものであり、ASPENによってシミュレートした。安定化器及びベンゼンカラムの設計は、実施例1及び2に関するものと同じであった。予備分別カラム及び側流カラムに関する設計パラメーターの種々の組合せを実施した。A8流中における1.5重量%の未満のTOL及び500ppmw未満のA9+の仕様を満足させて、A8流を、更なる分別の必要なしにpXを分離するための選択的吸着ユニットに送ることができるようにしながら実施例1に対して省エネルギーを達成することができる幾つかの場合に関する設計変数と対応するカラム性能パラメーターの組み合わせを表3に要約する。実施例3の予備分別(PREFRAC)及び側流(SD−COL)カラムの合計吸収負荷は、Bzカラム塔底流を、TOL/A9+反応器に再循環するのに好適なTOL流、A9+流、及び更なる分別の必要なしにpXを回収するための選択的吸着ユニットに直接送ることができるA8流に分離するのに必要な負荷を示す。A9+流はA9カラムに送ることができ、ここでA9及び若干のA10を含む塔頂流(TOL/A9+TAユニットに再循環することができる)、並びにA9を実質的に含まないC10+を含む塔底流(例えば燃料として用いることができる)を生成させることができる。
[0072]実施例4:結晶化によってpXを回収するためのユニットに直接送るために好適なA8流を製造するための分離スキーム:
[0073]この実施例に関する分離スキームは図2に示すものであり、ASPENによってシミュレートした。安定化器及びベンゼンカラムの設計は、実施例1及び2に関するものと同じであった。SD−COLの塔頂圧力は62.3psia(430kPa絶対圧)であると推定し、凝縮器による5psi(34.5kPa)の圧力損失を推定した。予備分別カラム(PREFRAC)及び側流カラム(SD−COL)に関する設計パラメーターの種々の組合せを試みた。A8流中における1.0重量%の未満のTOL及び1重量%未満のA9+の仕様を満足させて、A8流を、更なる分別の必要なしにpXを分離するための結晶化セクションに送ることができるようにしながら実施例2に対して省エネルギーを達成することができる幾つかの場合に関する設計変数と対応するカラム性能パラメーターの組み合わせを表4に要約する。A9+流はA9カラムに送ることができ、ここでA9及び若干のA10を含む塔頂流(TOL/A9+TAユニットに再循環することができる)、並びにA9を実質的に含まないC10+を含む塔底流(例えば燃料として用いることができる)を生成させることができる。
[0075]実施例4の場合に関してpX結晶化セクションに供給するために必要なA8側流流の仕様を満足させるためのエネルギー必要量は、pX選択的吸着セクションにA8流を供給するために必要なA8側流流の仕様を満足させるためのエネルギー必要量よりも少なかったことに留意されたい。また、実施例4に関しては、実施例3に関するよりも少ない段しか必要でなかったことも留意されたい。リボイラー負荷は塔内の蒸気及び液体の流動量に関係する。実施例4のために必要な負荷が実施例3よりも低いことは、より小さい直径のカラムしか必要でないことを意味する。より低い負荷はまた、CO2温室ガスの放出がより少ないことも意味する。
[0077]この実施例に関する分離スキームは図2に示すものであり、ASPENによってシミュレートした。この場合に関しては、PREFRAC及びSD−COLカラムの圧力を上昇させて、SD−COLの凝縮塔頂蒸気から中圧(10barg)の水蒸気を生成させた。SD−COLの塔頂圧力は116.8psia(805kPa絶対圧)であると推定し、凝縮器による5psi(34.5kPa)の圧力損失を推定した。これにより、203℃の凝縮器に導入されるSD−COL塔頂温度、及び約201℃の凝縮器出口温度が与えられ、これは約185℃の飽和温度を有する10bargの水蒸気を生成させるのに十分であった。これらの凝縮器温度はまた、約150℃の塔底温度を有するベンゼンカラムを再沸騰させるのに十分であり、185℃の塔底温度を有する安定化器カラムを再沸騰させるのに十分でもあった。
[0081]この実施例に関する分離スキームは図3に示すものであり、ASPENによってシミュレートした。安定化器、ベンゼンカラム、予備分別カラム、及び側流カラムに関する条件及び設計の検討事項は、下記の例外を除いて実施例5のケース5.3(表5に示す)と同じであった。
Claims (39)
- (a)トルエン、C8芳香族化合物、及びC9+芳香族化合物を含む予備分別カラム供給流を再沸騰予備分別カラムに供給して、予備分別カラム塔頂流及び予備分別カラム塔底流を生成させ;そして
(b)予備分別カラム塔頂流及び予備分別カラム塔底流を側流カラムに供給して、トルエンを含む側流カラム塔頂流、及びC8芳香族化合物を含む側流カラムの第1の側流を生成させる;
工程を含む方法。 - C9+芳香族化合物を含む側流カラム塔底流を生成させることを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 更なる分別なしにTOL/A9+トランスアルキル化反応器へ再循環するためのA9を含む側流カラムの第2の側流、及びA9を実質的に含まないC10+側流カラム塔底流を生成させることを更に含む、請求項1に記載の方法。
- C8芳香族化合物を含む側流カラムの第1の側流からパラキシレンを回収して、パラキシレン生成物流及びパラキシレンが減少した流れを生成させることを更に含む、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 工程(a)の前に、
ベンゼン、トルエン、C8芳香族化合物、及びC9+芳香族化合物を含むベンゼンカラム供給流をベンゼンカラムに供給して、ベンゼンを含むベンゼンカラム塔頂流、並びにトルエン、C8芳香族化合物、及びC9+芳香族化合物を含むベンゼンカラム塔底流を生成させる;
ことを更に含み;
ベンゼンカラム塔底流は予備分別カラム供給流である、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。 - ベンゼンカラム供給流が、
軽質留分、ベンゼン、トルエン、C8芳香族化合物、及びC9+芳香族化合物を含む安定化器カラム供給流を安定化器カラムに供給して、軽質留分を含む1つ又は複数の安定化器カラム塔頂流、並びにベンゼン、トルエン、C8芳香族化合物、及びC9+芳香族化合物を含む安定化器カラム塔底流を生成させる;
ことを含む方法によって得られ;
安定化器カラム塔底流がベンゼンカラム供給流である、請求項5に記載の方法。 - 軽質留分、ベンゼン、トルエン、C8芳香族化合物、及びC9+芳香族化合物を含むトランスアルキル化反応器流出流を、ベンゼン及びトルエンを含むパラキシレンユニット流と混合して安定化器カラム供給流を生成させることを更に含む、請求項6に記載の方法。
- 安定化器カラム供給流を予備加熱する、請求項7に記載の方法。
- 側流カラム塔頂流の少なくとも一部をトランスアルキル化反応器に再循環することを更に含む、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- C9+芳香族化合物を含む側流カラム塔底流の少なくとも一部をトランスアルキル化反応器に再循環することを更に含む、請求項2に記載の方法。
- A9を含む側流カラムの第2の側流の少なくとも一部をトランスアルキル化反応器に再循環することを更に含む、請求項3に記載の方法。
- 側流カラム塔頂流がC8芳香族化合物を実質的に含まない、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- C8芳香族化合物を含む側流カラム側流がトルエン及びC9+芳香族化合物を実質的に含まない、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- C9+芳香族化合物を含む側流カラム塔底流がC8芳香族化合物を実質的に含まない、請求項2に記載の方法。
- A9を含む側流カラムの第2の側流がC8芳香族化合物を実質的に含まない、請求項3に記載の方法。
- 側流カラムを大気圧よりも高い圧力で運転し、側流カラム塔頂流中の凝縮蒸気を用いて水蒸気を生成させることを更に含む、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 側流カラムを大気圧よりも高い圧力で運転して、側流カラム塔頂流の凝縮蒸気を用いてベンゼンカラムを再沸騰させるようにする、請求項5に記載の方法。
- 側流カラムを大気圧よりも高い圧力で運転して、側流カラム塔頂流の凝縮蒸気を用いて安定化器カラムを再沸騰させるようにする、請求項6に記載の方法。
- 側流カラムが、予備分別カラム塔頂流を凝縮なしに蒸気流として受容する、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 予備分別カラム及び側流カラムが、分割壁を介して共通のシェルを共有している、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- (a)トルエン、C8芳香族化合物、及びC9+芳香族化合物を含む予備分別供給流を受容して、予備分別カラム塔頂流及び予備分別カラム塔底流を生成させる再沸騰予備分別カラム;並びに
(b)予備分別カラム塔頂流及び予備分別カラム塔底流を受容して、トルエンを含む側流カラム塔頂流、及びC8芳香族化合物を含む側流カラムの第1の側流を生成させる側流カラム;
を含む装置。 - 側流カラムが、C9+芳香族化合物を含む側流カラム塔底流を更に生成させる、請求項21に記載の装置。
- 側流カラムが、更なる分別なしにTOL/A9トランスアルキル化反応器に再循環するためのA9を含む側流カラムの第2の流れ、及びA9を実質的に含まないC10+側流カラム塔底流を更に生成させる、請求項21に記載の装置。
- ベンゼン、トルエン、C8芳香族化合物、及びC9+芳香族化合物を含むベンゼンカラム供給流を受容して、ベンゼンカラム供給流を、ベンゼンを含むベンゼンカラム塔頂流、並びにトルエン、C8芳香族化合物、及びC9+芳香族化合物を含むベンゼンカラム塔底流に分離するベンゼンカラムを更に含み;
ベンゼンカラム塔底流は予備分別カラム供給流である、請求項21に記載の装置。 - 軽質留分、ベンゼン、トルエン、C8芳香族化合物、及びC9+芳香族化合物を含む安定化器カラム供給流を受容して、軽質留分を含む安定化器カラム塔頂流、並びにベンゼン、トルエン、C8芳香族化合物、及びC9+芳香族化合物を含む安定化器カラム塔底流を生成させる安定化器カラムを更に含み;
安定化器カラム塔底流はベンゼンカラム供給流である、請求項24に記載の装置。 - 軽質留分、ベンゼン、トルエン、C8芳香族化合物、及びC9+芳香族化合物を含むトランスアルキル化反応器流出流を、ベンゼン及びトルエンを含むパラキシレンユニット流と混合して安定化器カラム供給流を生成させる混合器を更に含む、請求項24に記載の装置。
- C8芳香族化合物を含む側流カラムの側流からパラキシレンを回収するパラキシレン回収セクションを更に含む、請求項21〜26のいずれかに記載の装置。
- パラキシレン回収セクションがパラキシレン選択的吸着ユニットを含む、請求項27に記載の装置。
- パラキシレン回収セクションが結晶化ユニットを含む、請求項27に記載の装置。
- トルエン、及び場合によってはC9+芳香族化合物を含む反応器供給流を反応させて、軽質留分、ベンゼン、トルエン、C8芳香族化合物、及びC9+芳香族化合物を含むトランスアルキル化反応器流出流を生成させるトランスアルキル化反応器を更に含む、請求項21〜29のいずれかに記載の装置。
- 側流カラムが、予備分別カラム塔頂流を凝縮なしに蒸気流として受容する、請求項21〜30のいずれかに記載の装置。
- 予備分別カラム及び側流カラムが、分割壁を介して共通のシェルを共有している、請求項21〜31のいずれかに記載の装置。
- (a)トランスアルキル化反応器内において、トルエン、及び場合によってはC9+芳香族化合物を含む反応器供給流を反応させて、軽質留分、ベンゼン、トルエン、C8芳香族化合物、及びC9+芳香族化合物を含むトランスアルキル化反応器流出流を生成させ;
(b)場合によっては、トランスアルキル化反応器流出流を、ベンゼン及びトルエンを含むパラキシレンユニット流と混合して、軽質留分、ベンゼン、トルエン、C8芳香族化合物、及びC9+芳香族化合物を含む安定化器カラム供給流を生成させ;
(c)安定化器カラム内において安定化器カラム供給流を分離して、軽質留分を含む安定化器カラム塔頂流、並びにベンゼン、トルエン、C8芳香族化合物、及びC9+芳香族化合物を含む安定化器カラム塔底流を生成させ;
(d)ベンゼンカラム内において安定化器カラム塔底流を分離して、ベンゼンを含むベンゼンカラム塔頂流、並びにトルエン、C8芳香族化合物、及びC9+芳香族化合物を含むベンゼンカラム塔底流を生成させ;
(e)ベンゼンカラム塔底流を再沸騰予備分別カラムに供給して、予備分別カラム塔頂流及び予備分別カラム塔底流を生成させ;
(f)予備分別カラム塔頂流及び予備分別カラム塔底流を側流カラムに供給して、トルエンを含む側流カラム塔頂流、及びC8芳香族化合物を含む側流カラムの第1の側流を生成させ;
(g)C8芳香族化合物を含む側流カラムの側流からパラキシレンを回収し;そして
(h)ベンゼンカラム塔頂流からベンゼンを回収する;
工程を含む方法であって;
側流カラム塔頂流の少なくとも一部をトランスアルキル化反応器に再循環する上記方法。 - 側流塔がC9+芳香族化合物を含む側流カラム塔底流を更に生成させ、この流れの少なくとも一部をトランスアルキル化反応器に再循環する、請求項33に記載の方法。
- A9を含む側流塔の第2の側流(その少なくとも一部は更なる分別なしにTOL/A9+トランスアルキル化反応器に再循環する)、及びA9を実質的に含まないC10+側流カラム塔底流を生成させることを更に含む、請求項33に記載の方法。
- 側流カラムを大気圧よりも高い圧力で運転し、側流カラム塔頂流の少なくとも一部を凝縮することによってベンゼンカラムを再沸騰させることを更に含む、請求項33に記載の方法。
- 側流カラム塔頂流の少なくとも一部を凝縮させることから水蒸気を生成させることを更に含む、請求項33に記載の方法。
- 側流カラムが予備分別カラム塔頂流を凝縮なしに蒸気流として受容する、請求項33に記載の方法。
- 予備分別カラム及び側流カラムが、分割壁を介して共通のシェルを共有している、請求項33に記載の方法。
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