JP2019151644A - Process for enhanced separation of ethylbenzene - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エチルベンゼンと、少なくとも1つの他のC8芳香族化合物とを含む混合物
からのエチルベンゼンの蒸留分離のための方法に関する。
The present invention relates to a process for the distillation separation of ethylbenzene from a mixture comprising ethylbenzene and at least one other C 8 aromatic compound.
エチルベンゼンは、商業的に広く利用される、価値の高い炭化水素化合物である。エチ
ルベンゼンは主に、ポリスチレン生産の中間体であるスチレンの生産に使用される。エチ
ルベンゼンは、ベンゼンとエチレンの間のアルキル化反応から得ることができる。エチル
ベンゼンを生産するための代替方法は、いくつかの石油化学プロセスから副生成物流とし
て一般に生産される、エチルベンゼンを含む炭化水素混合物からエチルベンゼンを回収す
る方法である。エチルベンゼンを含む炭化水素混合物は通常、エチルベンゼン、特にC8
芳香族異性体の沸点に近い沸点を持つ1つ又はそれ以上の炭化水素化合物も含む。
Ethylbenzene is a valuable hydrocarbon compound that is widely used commercially. Ethylbenzene is mainly used for the production of styrene, an intermediate for the production of polystyrene. Ethylbenzene can be obtained from an alkylation reaction between benzene and ethylene. An alternative method for producing ethylbenzene is to recover ethylbenzene from a hydrocarbon mixture containing ethylbenzene, which is generally produced as a by-product stream from several petrochemical processes. Hydrocarbon mixtures containing ethylbenzene are usually ethylbenzene, in particular C8.
Also included are one or more hydrocarbon compounds having a boiling point close to that of the aromatic isomer.
近沸点化合物の分離は通常、従来の蒸留よりも高度なプロセスを必要とする。抽出蒸留
は、この目的のために開発された技術のうちの1つである。抽出蒸留は、工業プロセスに
おいて応用されてきた。そして石油化学工業においてますます重要な分離方法になりつつ
ある。抽出蒸留の主な特徴は、通常、目標成分の比揮発度を大きくするために、分離され
る成分の混合物に高沸点の溶媒が抽出剤として加えられることである。
The separation of near-boiling compounds usually requires a more sophisticated process than conventional distillation. Extractive distillation is one of the techniques developed for this purpose. Extractive distillation has been applied in industrial processes. And it is becoming an increasingly important separation method in the petrochemical industry. The main feature of extractive distillation is that a high boiling point solvent is usually added as an extractant to the mixture of components to be separated to increase the relative volatility of the target component.
比揮発度は、液体混合物における、より高揮発性の成分の蒸気圧と、より低揮発性の成
分の蒸気圧との間の差の尺度である。比揮発度は、混合物中の2つの成分の分離可能性の
程度を示す。比揮発度の変更に加えて、さらに抽出剤が蒸留生成物から容易に分離可能で
あるべきであり、すなわち、抽出剤と、分離される成分との間の沸点差が大きいことが望
ましい。抽出剤は、抽出蒸留の設計において重要な役割を果たす。したがって、効果的且
つ経済的な設計にするためには、適した抽出剤の選択が極めて重要である。
Specific volatility is a measure of the difference between the vapor pressure of the more volatile components and the vapor pressure of the less volatile components in the liquid mixture. Specific volatility indicates the degree of separability of two components in a mixture. In addition to changing the specific volatility, it should also be possible for the extractant to be easily separable from the distillation product, i.e. it is desirable that the boiling point difference between the extractant and the components to be separated is large. Extractants play an important role in the design of extractive distillation. Therefore, the selection of a suitable extractant is extremely important for an effective and economical design.
炭化水素混合物からのエチルベンゼンの分離が試みられてきた。英国特許第11985
92号には、単一の多機能蒸留塔を使用してC8芳香族異性体を分離するためのプロセス
が記載されている。この蒸留は、高純度のエチルベンゼン生成物を得るために、少なくと
も250、好ましくは365の棚段及び100:1〜250:1の還流比を有する多段塔
において行われる。大きな蒸留塔は建設費が高いこと、及び運転中に多量のエネルギーを
消費することが公知である。
Attempts have been made to separate ethylbenzene from hydrocarbon mixtures. British Patent 11985
No. 92 describes a process for separating C8 aromatic isomers using a single multifunctional distillation column. This distillation is carried out in a multistage column having at least 250, preferably 365 plates and a reflux ratio of 100: 1 to 250: 1, in order to obtain a highly pure ethylbenzene product. Large distillation columns are known to be expensive to build and consume large amounts of energy during operation.
米国特許第3105017号には、エチルベンゼンに富む留分を分離する条件下、環上
、少なくとも2つの位置でクロロ基で置換された単一のベンゼン環を含む化合物の存在下
でC8芳香族炭化水素混合物を蒸留することにより前記混合物を分離するための方法が記
載されている。しかし、この方法では分離効率が高くならない。
U.S. Pat. No. 3,1050,017 describes a C8 aromatic hydrocarbon in the presence of a compound containing a single benzene ring substituted with chloro groups at least two positions on the ring under conditions that separate ethylbenzene-enriched fractions. A method for separating the mixture by distilling the mixture is described. However, this method does not increase the separation efficiency.
米国特許第4299668号には、1つ又はそれ以上の他の化合物と共に主成分として
ペンタクロロフェノールを含む抽出剤の存在下、精留塔内でp−キシレン及び/又はm−
キシレンからエチルベンゼンを分離するための方法が記載されている。ペンタクロロフェ
ノールは、高い融点を持つ室温で白色の結晶性固体として生じ、したがって米国特許第4
299668号の方法は、抽出剤としてペンタクロロフェノールを使用する前に、適した
溶媒にこれを溶解するために、追加の工程及びエネルギーを必要とする。さらに、急性摂
取及び吸入暴露によるペンタクロロフェノールは人に対して極めて有毒である。
U.S. Pat. No. 4,299,668 describes the use of p-xylene and / or m-
A method for separating ethylbenzene from xylene is described. Pentachlorophenol occurs as a white crystalline solid at room temperature with a high melting point and is therefore US Pat.
The 299668 process requires additional steps and energy to dissolve it in a suitable solvent before using pentachlorophenol as an extractant. Furthermore, pentachlorophenol from acute ingestion and inhalation exposure is extremely toxic to humans.
米国特許第5425855号には、蒸留における抽出剤としての5−メチル−2−ヘキ
サノンの使用が開示されている。この薬剤は、p−キシレンに対してエチルベンゼンの比
揮発度を改善すること、及び精留によりp−キシレンからのエチルベンゼンの分離を可能
にすることが明らかになっている。
U.S. Pat. No. 5,425,855 discloses the use of 5-methyl-2-hexanone as an extractant in distillation. This agent has been shown to improve the relative volatility of ethylbenzene relative to p-xylene and to allow separation of ethylbenzene from p-xylene by rectification.
しかし、エチルベンゼンと、少なくとも1つの他のC8芳香族化合物、例えばo−キシ
レン、p−キシレン、m−キシレン又はこれらの混合物とを含む混合物からのエチルベン
ゼンの蒸留分離のための改善されたプロセスが依然として必要とされている。
However, ethylbenzene, at least one other C 8 aromatics, such as o- xylene, p- xylene, m- xylene or improved process for the distillation separation of ethylbenzene from a mixture comprising these mixtures There is still a need.
したがって本発明の目的は、エチルベンゼンを高純度で得ることを可能にし、高い分離
効率を実現する、エチルベンゼンと、少なくとも1つの他のC8芳香族化合物とを含む混
合物からのエチルベンゼンの向上した蒸留分離のための方法を提供することである。
Therefore, an object of the present invention makes it possible to obtain ethylbenzene in high purity, high to realize separation efficiency, ethylbenzene and, improved distillation of ethylbenzene from a mixture comprising at least one other C 8 aromatics Is to provide a way for.
本発明の別の目的は、蒸留分留方法におけるエチルベンゼンとキシレンとの間の比揮発
度を大きくすることである。
Another object of the present invention is to increase the relative volatility between ethylbenzene and xylene in a distillation fractionation process.
さらに、本発明の目的は、方法が単純で実施の費用効率が高く、できるだけ有害物質の
使用を避け、又は少なくとも減らすことである。
Furthermore, it is an object of the present invention to be simple and cost-effective to implement, avoiding or at least reducing the use of harmful substances as much as possible.
本発明は、上述の目的が、エチルベンゼンと、少なくとも1つの他のC8芳香族化合物
との混合物を含む供給流の下方に水性流が導入される抽出蒸留方法によって達成されると
いう驚くべき知見に基づいている。
The present invention, the above object is, and ethylbenzene, on the surprising finding that achieved by extractive distillation method aqueous stream below the feed stream comprising a mixture of at least one other C 8 aromatics is introduced Is based.
したがって本発明は、エチルベンゼンと、少なくとも1つの他のC8芳香族化合物とを
含む混合物からのエチルベンゼンの蒸留分離のための方法であって、
a)前記混合物を含む供給流を第1の蒸留塔に導入する工程と、
b)第1の蒸留塔に供給流の上方にヘビーソルベントを含む第1の流れを導入する工程
と、
c)第1の蒸留塔に供給流の下方に水性流を導入する工程とを含む方法を提供する。
The present invention is therefore a process for the distillation separation of ethylbenzene from a mixture comprising ethylbenzene and at least one other C 8 aromatic compound, comprising:
a) introducing a feed stream comprising said mixture into a first distillation column;
b) introducing a first stream comprising a heavy solvent above the feed stream into the first distillation column;
c) introducing an aqueous stream into the first distillation column below the feed stream.
もちろん、本発明の方法を実施する間、工程a)〜c)は、少なくともほとんどの時間
、同時に行われる。
Of course, while carrying out the method of the invention, steps a) to c) are performed simultaneously for at least most of the time.
本発明の方法において、エチルベンゼンと、少なくとも1つの他のC8芳香族化合物と
の混合物は、供給流として工程a)の第1の蒸留塔に導入される。混合物のエチルベンゼ
ン含有量は、広範囲にわたって変更してもよい。しかし、エチルベンゼン含有量が非常に
低いと、方法が経済的にあまり魅力的でなくなる可能性がある。
In the method of the present invention, a mixture of ethylbenzene and at least one other C 8 aromatics, it is introduced into the first distillation column of step a) as the feed stream. The ethylbenzene content of the mixture may vary over a wide range. However, very low ethylbenzene content can make the process less economically attractive.
1つの実施形態において、混合物は、5〜99重量%のエチルベンゼン、好ましくは1
0〜95重量%のエチルベンゼン、より好ましくは10〜85重量%のエチルベンゼンを
含む。
In one embodiment, the mixture is 5 to 99% by weight ethylbenzene, preferably 1
It contains 0-95 wt% ethylbenzene, more preferably 10-85 wt% ethylbenzene.
供給流は、例えば、第1の蒸留塔の中間部分に導入することができる。 The feed stream can be introduced, for example, in the middle part of the first distillation column.
供給流は、エチルベンゼンと、少なくとも1つの他のC8芳香族化合物とを含む。 Feed stream contains ethylbenzene and at least one other C 8 aromatics.
少なくとも1つの他のC8芳香族化合物は、好ましくは、p−キシレン、m−キシレン
、o−キシレン及びこれらの混合物から選択される。
At least one other C 8 aromatics, preferably, p- xylene, are selected from m- xylene, o- xylene and mixtures thereof.
好ましくは、塔への全体の供給は、塔内への1つの供給流として、すなわち工程a)の
供給流として入る。
Preferably, the entire feed to the column enters as one feed stream into the column, i.e. as the feed stream of step a).
第1の蒸留塔に導入されつつある第1の流れはヘビーソルベントを含むか、又は、好ま
しくはヘビーソルベントからなる。また、用語「ヘビーソルベント」は(1つ又は複数の
)ヘビーソルベントと見なす化合物の混合物にも適用され、その時はこのような化合物の
全体を表す。
The first stream being introduced into the first distillation column contains or preferably consists of a heavy solvent. The term “heavy solvent” also applies to a mixture of compounds that are considered heavy solvent (s) and then represents the whole of such compounds.
本明細書において用いられる用語「ヘビーソルベント」は概して、少なくとも1つの他
のC8芳香族化合物の沸点よりも高い沸点を有する溶媒を表す。ヘビーソルベントは、好
ましくは150℃を超え、より好ましくは151〜290℃の範囲の沸点を有する。
The term “heavy solvent” as used herein generally refers to a solvent having a boiling point higher than that of at least one other C 8 aromatic compound. The heavy solvent preferably has a boiling point in excess of 150 ° C, more preferably in the range of 151-290 ° C.
第1の流れは、工程b)において第1の蒸留塔に供給流の上方に導入される。 The first stream is introduced into the first distillation column above the feed stream in step b).
例えば、供給流が第1の蒸留塔の中間部分に導入される場合、第1の流れは塔の上部に
導入される。
For example, if the feed stream is introduced into the middle part of the first distillation column, the first stream is introduced at the top of the column.
ヘビーソルベントは、好ましくは、少なくとも1つのCl、S、NもしくはO含有化合
物又はこれらの混合物を含み、或いはこれらからなる。
The heavy solvent preferably comprises or consists of at least one Cl, S, N or O containing compound or a mixture thereof.
Cl含有化合物は、好ましくは、2,4−ジクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロ
ベンゼン、1,2,4,5−テトラクロロベンゼン、ポリクロロベンゼン、ベンゼンヘキ
サクロリド、2,3,4,6−テトラクロロフェノール、1,2,3−トリクロロプロパ
ン及びこれらの混合物から選択され、より好ましくは、1,2,4−トリクロロベンゼン
及び1,2,3−トリクロロベンゼンから選択される。
The Cl-containing compound is preferably 2,4-dichlorobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene, 1,2,4,5-tetrachlorobenzene, polychlorobenzene, benzenehexachloride, 2,3,4,6- Selected from tetrachlorophenol, 1,2,3-trichloropropane and mixtures thereof, more preferably selected from 1,2,4-trichlorobenzene and 1,2,3-trichlorobenzene.
S含有化合物は、好ましくは、ジメチルスルホキシド、スルホラン、メチルスルホラン
及びこれらの混合物から選択される。
The S-containing compound is preferably selected from dimethyl sulfoxide, sulfolane, methyl sulfolane and mixtures thereof.
N含有化合物は、好ましくは、N−ホルミルモルホリン、アニリン、2−ピロリジノン
、キノリン、n−メチル−2−ピロリドン、n−メチルアニリン、ベンゾニトリル、ニト
ロベンゼン及びこれらの混合物から選択される。
The N-containing compound is preferably selected from N-formylmorpholine, aniline, 2-pyrrolidinone, quinoline, n-methyl-2-pyrrolidone, n-methylaniline, benzonitrile, nitrobenzene and mixtures thereof.
O含有化合物は、好ましくは、メチルサリシレート、メチルベンゾエート、n−メチル
−2−ピロリドン、1,2−プロパンジオール(プロピレングリコール)、1,2−ブタ
ンジオール、1,3−ブタンジオール、ベンズアルデヒド、フェノール、テトラヒドロフ
ルフリルアルコール、ジエチルマレエート、エチルアセトアセテート、4−メトキシアセ
トフェノン、イソホロン、5−メチル−2−ヘキサノン、2−ヘプタノン、シクロヘキサ
ノン、2−オクタノン、2−ノナノン、3−ヘプタノン、ジイソブチルケトン、5−ノナ
ノン、ベンジルアルコール及びこれらの混合物から選択される。
The O-containing compound is preferably methyl salicylate, methyl benzoate, n-methyl-2-pyrrolidone, 1,2-propanediol (propylene glycol), 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, benzaldehyde, phenol Tetrahydrofurfuryl alcohol, diethyl maleate, ethyl acetoacetate, 4-methoxyacetophenone, isophorone, 5-methyl-2-hexanone, 2-heptanone, cyclohexanone, 2-octanone, 2-nonanone, 3-heptanone, diisobutyl ketone, Selected from 5-nonanone, benzyl alcohol and mixtures thereof.
水性流は、工程c)において第1の蒸留塔に供給流の下方に導入される。 The aqueous stream is introduced below the feed stream into the first distillation column in step c).
例えば、供給流が第1の蒸留塔の中間部分に導入される場合、水性流は塔の下部に導入
される。
For example, if the feed stream is introduced into the middle part of the first distillation column, the aqueous stream is introduced at the bottom of the column.
水性流は、好ましくは水及び/又は蒸気を含み、或いは水及び/又は蒸気からなり、よ
り好ましくは水を含み、又は水からなる。
The aqueous stream preferably contains water and / or steam, or consists of water and / or steam, more preferably contains water or consists of water.
工程c)において蒸留塔に導入される水性流の量は、好ましくは、水性流の質量供給が
、蒸留塔へのヘビーソルベントの質量供給に基づいて、0,5〜25重量%、より好まし
くは1〜20重量%、さらにより好ましくは2〜15重量%、最も好ましくは4〜10重
量%になるような量である。
The amount of aqueous stream introduced into the distillation column in step c) is preferably such that the mass feed of the aqueous stream is from 0.5 to 25% by weight, more preferably based on the mass feed of heavy solvent to the distillation column. The amount is 1 to 20% by weight, even more preferably 2 to 15% by weight, and most preferably 4 to 10% by weight.
本発明の実施形態において、水性流は、水並びにCl、S、N又はO含有化合物及びこ
れらの混合物から選択される少なくとも1つのライトソルベントを含み、或いはこれらか
らなる。
In an embodiment of the invention, the aqueous stream comprises or consists of water and at least one light solvent selected from Cl, S, N or O containing compounds and mixtures thereof.
本明細書において用いられる用語「ライトソルベント」は概して、少なくとも1つの他
のC8芳香族化合物の沸点よりも低く、且つエチルベンゼンの沸点よりも低い沸点を有す
る溶媒を表す。また、用語「ライトソルベント」は(1つ又は複数の)ライトソルベント
と見なす化合物の混合物にも適用され、その時はこのような化合物の全体を表す。
The term “light solvent” as used herein generally refers to a solvent having a boiling point lower than that of at least one other C 8 aromatic compound and lower than that of ethylbenzene. The term “light solvent” also applies to a mixture of compounds considered as light solvent (s), and then represents the whole of such compounds.
ライトソルベントは、好ましくは135℃未満、より好ましくは130℃未満、さらに
より好ましくは125℃未満、さらにより好ましくは120℃未満、最も好ましくは11
0℃未満の沸点を有する。
The light solvent is preferably less than 135 ° C, more preferably less than 130 ° C, even more preferably less than 125 ° C, even more preferably less than 120 ° C, most preferably 11
Has a boiling point of less than 0 ° C.
Cl含有化合物は、好ましくは、クロロホルム、四塩化炭素及びこれらの混合物から選
択される。
The Cl-containing compound is preferably selected from chloroform, carbon tetrachloride and mixtures thereof.
N含有化合物は、好ましくは、ジメチルアミン、ジエチルアミン、アセトニトリル及び
これらの混合物から選択される。
The N-containing compound is preferably selected from dimethylamine, diethylamine, acetonitrile and mixtures thereof.
O含有化合物は、好ましくは、アセトアルデヒド、1−プロパナール、メチルイソプロ
ピルケトン、3−メチル−2−ペンタノン、3,3−ジメチル−2−ブタノン、2−ペン
タノン、2−メチルプロパナール、1−ブタナール、シクロペンタノン、アセトン、エタ
ノール及びこれらの混合物から選択される。
The O-containing compound is preferably acetaldehyde, 1-propanal, methyl isopropyl ketone, 3-methyl-2-pentanone, 3,3-dimethyl-2-butanone, 2-pentanone, 2-methylpropanal, 1-butanal , Cyclopentanone, acetone, ethanol and mixtures thereof.
本発明の方法は、エチルベンゼンと、少なくとも1つの他のC8芳香族化合物、例えば
o−キシレン、p−キシレン及びm−キシレン又はこれらの混合物とを含む混合物からの
エチルベンゼンの分離に限定されない。
The method of the present invention, ethylbenzene and at least one other C 8 aromatics, such as o- xylene, are not limited to the separation of ethylbenzene from p- xylene and m- xylene or mixture containing a mixture thereof.
本発明の方法の特定の実施形態において、エチルベンゼンと、少なくとも1つの他のC
8芳香族化合物とを含む混合物はさらに、少なくとも1つの非芳香族化合物及び/又は少
なくとも1つの別の芳香族化合物を含む。
In certain embodiments of the methods of the invention, ethylbenzene and at least one other C
The mixture comprising 8 aromatic compounds further comprises at least one non-aromatic compound and / or at least one other aromatic compound.
少なくとも1つの非芳香族化合物は、パラフィン、オレフィン、ナフタレン又は他の脂
肪族構造の炭化水素にすることができる。好ましくは、少なくとも1つの非芳香族化合物
は、C7〜C11非芳香族化合物、例えばイソプロピルシクロペンタン、2,4,4−ト
リメチルヘキサン、2,2−ジメチルヘプタン、cis−1,2−ジメチルシクロヘキサ
ン、1,1,4−トリメチルシクロヘキサン、2,3,4−トリメチルヘキサン、1,3
,4−トリメチルシクロヘキサン、2,3−ジメチルヘプタン、3,5−ジメチルヘプタ
ン、3,4−ジメチルヘプタン、2−メチルオクタン、3−メチルオクタン、1−エチル
−4−メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、trans−2−ノネン、イソブ
チルシクロペンタン、3−エチル−4−メチル−3−ヘキセン、n−ノナン、cis−1
−メチル−3−エチルシクロヘキサン、シクロオクタン、イソプロピルヘキサン及びこれ
らの混合物から選択される。
The at least one non-aromatic compound can be a paraffin, olefin, naphthalene or other aliphatic hydrocarbon. Preferably, the at least one non-aromatic compound is a C7-C11 non-aromatic compound such as isopropylcyclopentane, 2,4,4-trimethylhexane, 2,2-dimethylheptane, cis-1,2-dimethylcyclohexane, 1,1,4-trimethylcyclohexane, 2,3,4-trimethylhexane, 1,3
, 4-trimethylcyclohexane, 2,3-dimethylheptane, 3,5-dimethylheptane, 3,4-dimethylheptane, 2-methyloctane, 3-methyloctane, 1-ethyl-4-methylcyclohexane, ethylcyclohexane, trans 2-nonene, isobutylcyclopentane, 3-ethyl-4-methyl-3-hexene, n-nonane, cis-1
-Selected from methyl-3-ethylcyclohexane, cyclooctane, isopropylhexane and mixtures thereof.
少なくとも1つの別の芳香族化合物は、ベンゼン、トルエン、スチレン又はこれらの混
合物にすることができる。
The at least one other aromatic compound can be benzene, toluene, styrene or a mixture thereof.
また、特定の実施形態において、エチルベンゼンと、少なくとも1つの他のC8芳香族
化合物とを含む混合物は、本発明の方法に、より適した供給流を調製するために、第1の
蒸留塔に入る前に前処理工程を通過してもよい。前処理工程は、例えば、9個又はそれ以
上の炭素原子を有する重炭化水素化合物の分離を含んでもよい。
Also, in certain embodiments, a mixture comprising ethylbenzene and at least one other C8 aromatic compound enters the first distillation column to prepare a feed stream that is more suitable for the process of the present invention. You may pass a pre-processing process before. The pretreatment step may include, for example, separation of a heavy hydrocarbon compound having 9 or more carbon atoms.
第1の蒸留塔は、好ましくは、100mbar〜1100mbar、より好ましくは1
40mbar〜900mbar、さらにより好ましくは180〜700mbar、最も好
ましくは200〜500mbarの圧力で運転される。
The first distillation column is preferably from 100 mbar to 1100 mbar, more preferably 1
It is operated at a pressure of 40 mbar to 900 mbar, even more preferably 180 to 700 mbar, most preferably 200 to 500 mbar.
第1の蒸留塔内の温度は、好ましくは、50℃〜250℃、より好ましくは60℃〜2
00℃、さらにより好ましくは70℃〜180℃である。
The temperature in the first distillation column is preferably 50 ° C to 250 ° C, more preferably 60 ° C to 2 ° C.
It is 00 degreeC, More preferably, it is 70 degreeC-180 degreeC.
工程b)において蒸留塔に導入されるヘビーソルベントの量は、少なくとも1つの他の
C8芳香族化合物に対するエチルベンゼンの比揮発度を改善するために十分多くあるべき
である。
The amount of heavy solvent introduced into the distillation column in step b) should be large enough to improve the relative volatility of ethylbenzene relative to at least one other C8 aromatic.
工程b)において蒸留塔に導入されるヘビーソルベント流の量は、好ましくは、供給に
対するヘビーソルベントの質量供給比、すなわち第1の蒸留塔に導入される供給流の全質
量に対するヘビーソルベント流の全質量の比が1:1〜10:1、より好ましくは2:1
〜8:1、さらにより好ましくは3:1〜7:1であるような量である。
The amount of heavy solvent stream introduced into the distillation column in step b) is preferably the mass feed ratio of heavy solvent to feed, i.e. the total amount of heavy solvent stream relative to the total mass of feed stream introduced into the first distillation column. Mass ratio is 1: 1 to 10: 1, more preferably 2: 1
An amount such that it is ˜8: 1, even more preferably 3: 1 to 7: 1.
好ましい実施形態において、本発明による方法は、エチルベンゼンに富む第2の流れが
第1の蒸留塔から、通常は塔の最上部又は上部から取り出される工程d)を含む。供給流
中のエチルベンゼンに対する第2の流れ中のエチルベンゼンの比と定義されるエチルベン
ゼンの回収率は、好ましくは1より大きく、より好ましくは1,5より大きく、より好ま
しくは2より大きく、さらにより好ましくは2,5より大きく、さらにより好ましくは3
より大きく、最も好ましくは3,5より大きい。通常、この比は50より大きくない。
In a preferred embodiment, the process according to the invention comprises a step d) in which a second stream enriched in ethylbenzene is taken from the first distillation column, usually from the top or the top of the column. The recovery of ethylbenzene, defined as the ratio of ethylbenzene in the second stream to ethylbenzene in the feed stream, is preferably greater than 1, more preferably greater than 1,5, more preferably greater than 2, even more preferably Is greater than 2, 5 and even more preferably 3
Larger, most preferably greater than 3,5. Usually this ratio is not greater than 50.
第2の流れ又は塔頂流は、水及びライトソルベントをさらに含んでもよい。このような
場合、本発明による方法は、好ましくは、工程d)の第2の流れ中に存在する水及びライ
トソルベントからエチルベンゼンを分離する工程f)をさらに含む。これは、例えば、塔
頂流が取り出された後、デカンタにおける相分離及び/又は別の蒸留塔における蒸留分離
によって行うことができる。
The second stream or overhead stream may further comprise water and a light solvent. In such a case, the process according to the invention preferably further comprises a step f) of separating ethylbenzene from the water and light solvent present in the second stream of step d). This can be done, for example, by phase separation in a decanter and / or distillation separation in another distillation column after the overhead stream has been removed.
さらに好ましい実施形態において、本発明による方法は、少なくとも1つの他のC8芳
香族化合物に富み、且つヘビーソルベントをさらに含む第3の流れが塔から、通常は塔の
最下部又は下部から取り出される工程e)を含む。
In a further preferred embodiment, the process according to the invention comprises a step in which a third stream rich in at least one other C8 aromatic compound and further comprising a heavy solvent is taken from the column, usually from the bottom or the bottom of the column. e).
本発明の方法のある実施形態では、第2の蒸留塔が使用される。この第2の塔は溶媒回
収塔とも呼ばれる。この実施形態において、方法は、好ましくは、ヘビーソルベントから
少なくとも1つの他のC8芳香族化合物を分離するために、工程e)のあらかじめ取り出
された第3の流れが第2の蒸留塔において処理される工程g)をさらに含む。
In one embodiment of the method of the present invention, a second distillation column is used. This second column is also called a solvent recovery column. In this embodiment, the method preferably comprises treating the pre-removed third stream of step e) in a second distillation column to separate at least one other C8 aromatic from the heavy solvent. Step g).
効率の理由で、本発明の方法において、流れを回収及び再循環することができる。例え
ば、工程e)の分離ユニット及び/又は工程g)の第2の蒸留塔から取り出される流れは
、第1の蒸留塔内に再循環することができる。好ましくは、水及び/又はヘビーソルベン
ト及び/又はライトソルベントは、第1の蒸留塔に再循環される。
For efficiency reasons, the stream can be recovered and recycled in the process of the present invention. For example, the stream taken from the separation unit of step e) and / or the second distillation column of step g) can be recycled into the first distillation column. Preferably, water and / or heavy solvent and / or light solvent are recycled to the first distillation column.
本明細書において用いられる用語「還流比」は、留出物流に対する還流の比と定義され
る。好ましくは、本発明の方法の第1の蒸留塔において、1〜30、より好ましくは2〜
25、より好ましくは4〜20、最も好ましくは5〜15の還流比が適用される。
The term “reflux ratio” as used herein is defined as the ratio of reflux to distillate stream. Preferably, in the first distillation column of the process of the invention, 1-30, more preferably 2
A reflux ratio of 25, more preferably 4-20, most preferably 5-15 is applied.
また本発明は、エチルベンゼンと、少なくとも1つの他のC8芳香族化合物との混合物
を含む供給流の下方に導入される水性流の、前記混合物からのエチルベンゼンの蒸留分離
における、分離の効率を高めるための使用に関する。
The invention also increases the efficiency of separation in the distillation separation of ethylbenzene from an aqueous stream introduced below a feed stream comprising a mixture of ethylbenzene and at least one other C 8 aromatic compound. For use.
以下で説明する一例により、また以下の図を参照することにより本発明をさらに説明す
る。
The invention is further illustrated by the example described below and by reference to the following figures.
抽出蒸留プロセススキーム
図1を参照することにより、本発明の1つの実施形態による方法をシミュレートするた
めの例示的なプロセスフロースキームを以下で説明する。
Extractive Distillation Process Scheme An exemplary process flow scheme for simulating a method according to one embodiment of the present invention is described below with reference to FIG.
3つの流れは、第1の蒸留塔とも呼ばれる抽出蒸留塔10に導入される。第1の蒸留塔
の内部は、所望の効率を得るために様々に選ぶことができて、例えば蒸留塔は、いくつか
の充填床又は棚段で満たされてもよい。
The three streams are introduced into the extractive distillation column 10, also called the first distillation column. The interior of the first distillation column can be variously selected to obtain the desired efficiency, for example the distillation column may be filled with several packed beds or trays.
エチルベンゼンと、少なくとも1つの他のC8芳香族化合物とを含む混合物を含む供給
流11は、導管を経由して塔10に、例えば塔の中間部分に導入される。混合物の温度は
、必要に応じて、例えば熱交換器を使用して調節されてもよい。同時に、ヘビーソルベン
トを含む第1の流れ12及び水を含む水性流13は、2つのそれぞれの導管を経由して第
1の蒸留塔10に導入される。第1の流れ12は、供給流11の上方、例えば塔10の上
部に導入され、一方、水性流13は、供給流11の下方、例えば塔10の下部に同時に導
入される。
A feed stream 11 comprising a mixture comprising ethylbenzene and at least one other C8 aromatic is introduced via a conduit into the column 10, for example in the middle part of the column. The temperature of the mixture may be adjusted as necessary, for example using a heat exchanger. At the same time, a first stream 12 containing a heavy solvent and an aqueous stream 13 containing water are introduced into the first distillation column 10 via two respective conduits. The first stream 12 is introduced above the feed stream 11, for example at the top of the tower 10, while the aqueous stream 13 is simultaneously introduced below the feed stream 11, for example at the bottom of the tower 10.
ヘビーソルベントは、少なくとも1つの他のC8芳香族化合物と共に、より高沸点の混
合物を優先的に生成し、第1の蒸留塔10の下方で蒸留され、一方、ヘビーソルベントと
の親和性が低く、より軽質の沸騰しているエチルベンゼンは、塔の上方で蒸留される。
The heavy solvent preferentially produces a higher boiling mixture with at least one other C8 aromatic compound and is distilled below the first distillation column 10, while having a low affinity with the heavy solvent, Lighter boiling ethylbenzene is distilled above the column.
第1の塔の最上部又は上部から、エチルベンゼン、水、及び任意選択でライトソルベン
トを含む第2の流れ14が取り出される。この第2の流れを相分離器20に導入すること
ができて、ここでエチルベンゼンは水から分離される。分離されたエチルベンゼンを含む
流れはエチルベンゼンリッチな流れとも呼ばれるが、次に、その一部を第1の蒸留塔内に
還流21として再循環してもよいし、又は単に貯蔵22に移してもよい。分離された水は
、さらに使用することもできるし、又は図1に示す通り第1の蒸留塔10内に水性流23
として再循環することもできる。
A second stream 14 containing ethylbenzene, water, and optionally a light solvent is removed from the top or top of the first column. This second stream can be introduced into the phase separator 20, where the ethylbenzene is separated from the water. The stream containing the separated ethylbenzene, also referred to as the ethylbenzene rich stream, may then be recirculated as a reflux 21 into the first distillation column or simply transferred to the storage 22. . The separated water can be further used or an aqueous stream 23 in the first distillation column 10 as shown in FIG.
Can also be recycled.
第1の塔10の最下部から、ヘビーソルベント及び少なくとも1つの他のC8芳香族化
合物を含む第3の流れ15が取り出される。この第3の流れ15は、少量及びさらに少量
のエチルベンゼンを含んでもよい。第3の流れは、第2の蒸留塔とも呼ばれる溶媒回収塔
30に導入することができる。そこでは、少なくとも1つの他のC8芳香族化合物がヘビ
ーソルベントから分離される。溶媒回収塔30の最下部から、ヘビーソルベントが取り出
され、これは、第1の蒸留塔10内に第1の流れ32として再循環することができる。
A third stream 15 comprising a heavy solvent and at least one other C8 aromatic compound is withdrawn from the bottom of the first column 10. This third stream 15 may contain a small amount and even a small amount of ethylbenzene. The third stream can be introduced into a solvent recovery tower 30, also called a second distillation tower. There, at least one other C8 aromatic compound is separated from the heavy solvent. A heavy solvent is removed from the bottom of the solvent recovery tower 30 and can be recycled as a first stream 32 into the first distillation tower 10.
溶媒回収塔30の最上部から、少なくとも1つの他のC8芳香族化合物及びおそらく少
量のエチルベンゼンを含む流れ31が取り出される。この流れはエチルベンゼンリーンな
流れとも呼ばれる。
From the top of the solvent recovery column 30, a stream 31 containing at least one other C8 aromatic compound and possibly a small amount of ethylbenzene is removed. This flow is also called ethylbenzene lean flow.
プロセスの条件を適切に調節するために、別の機器、例えば熱交換器、ポンプ又は圧縮
機がプロセスシステムの任意の適切な場所に追加されてもよい。プロセス内のすべての機
器の適した寸法及び構成は、供給流の厳密な組成、抽出剤及び使用される特定の運転条件
に合わせるために当業者によって変更することができる。
Additional equipment, such as heat exchangers, pumps, or compressors, may be added at any suitable location in the process system to properly adjust the process conditions. The appropriate dimensions and configuration of all equipment in the process can be varied by those skilled in the art to suit the exact composition of the feed stream, the extractant and the specific operating conditions used.
本発明の実施形態を以下の実施例においてさらに説明する。 Embodiments of the invention are further described in the following examples.
実施例1
シミュレーションソフトウェア「Aspen HYSYS(登録商標)」を使用して、
14,66重量%エチルベンゼン、20,21重量%p−キシレン、43,35重量%m
−キシレン及び21,78重量%o−キシレンを含む供給流が133g/minの供給量
で18段を有する抽出蒸留塔に供給されることをシミュレートするコンピュータシミュレ
ーションを実施した。表1に示す様々な溶媒を段2、すなわち段10における供給流の導
入点の上方の位置において抽出蒸留塔に導入した。比較例として、溶媒を導入しない場合
のシミュレーションを実施した。運転温度は、塔に沿って75℃〜175℃の範囲内でシ
ミュレートした。塔内の圧力は、それぞれ200mbar及び1000mbarになるよ
うにシミュレートした(下表1参照)。供給流に対する溶媒の重量比は5:1に固定した
。シミュレーションモデルにはさらに、エチルベンゼンリッチな流れが塔の最上部で取り
出され、エチルベンゼンリーンな流れが塔の最下部で取り出されるという特徴が含まれて
いた。塔の最上部からのエチルベンゼンリッチな流れの一部は、還流として還流比10で
塔に戻されるようにシミュレートした。塔に水を加える影響を示すため、供給流の上方(
「上方の水」)及び下方(「下方の水」)それぞれに36g/minの供給量で水を導入
することをシミュレートした。比較のために、水を塔に導入しないこともシミュレートし
た。結果を以下の下表1に示す。表1において、システムへの水の導入は、運転圧力20
0mbar及び1000mbarそれぞれにおいて、使用したすべての溶媒についてプロ
セスの分離効率を改善することが分かる。塔の最上部から取り出された塔頂流において、
より高いエチルベンゼン含有量が得られたことが明らかになった(「塔頂のEB濃度」)
。特に、本発明による供給流の導入点の下方の位置で水が導入されたとき、より高い効率
が見られた(「下方の水」)。
Example 1
Using simulation software “Aspen HYSYS (registered trademark)”
14,66 wt% ethylbenzene, 20,21 wt% p-xylene, 43,35 wt% m
A computer simulation was performed to simulate a feed stream comprising xylene and 21,78 wt% o-xylene being fed to an extractive distillation column having 18 stages at a feed rate of 133 g / min. The various solvents shown in Table 1 were introduced into the extractive distillation column at stage 2, ie above the feed stream introduction point in stage 10. As a comparative example, a simulation was conducted when no solvent was introduced. The operating temperature was simulated in the range of 75 ° C to 175 ° C along the tower. The pressure in the tower was simulated to be 200 mbar and 1000 mbar, respectively (see Table 1 below). The solvent weight ratio to the feed stream was fixed at 5: 1. The simulation model further included the feature that an ethylbenzene-rich stream was withdrawn at the top of the tower and an ethylbenzene-lean stream was withdrawn at the bottom of the tower. A portion of the ethylbenzene-rich stream from the top of the column was simulated as being returned to the column as reflux at a reflux ratio of 10. To show the effect of adding water to the tower, above the feed stream (
Simulating the introduction of water at a feed rate of 36 g / min respectively in the “upper water”) and lower (“lower water”). For comparison, it was also simulated that no water was introduced into the tower. The results are shown in Table 1 below. In Table 1, the introduction of water into the system is the operating pressure 20
It can be seen that at 0 mbar and 1000 mbar respectively, the separation efficiency of the process is improved for all solvents used. In the tower top stream taken from the top of the tower,
It became clear that higher ethylbenzene content was obtained ("EB concentration at the top")
. In particular, higher efficiency was seen when water was introduced at a position below the point of introduction of the feed stream according to the present invention ("downward water").
下表1において、TCBは1,2,4−トリクロロベンゼン、NMPはn−メチル−2
−ピロリドンである。
-Pyrrolidone.
Claims (16)
ベンゼンを蒸留分離する方法であって、
a)前記混合物を含む供給流を第1の蒸留塔に導入する工程と、
b)前記第1の蒸留塔に前記供給流の上方にヘビーソルベントを含む第1の流れを導入
する工程と、
c)前記第1の蒸留塔に前記供給流の下方に水性流を導入する工程とを含む方法。 A process for distilling off ethylbenzene from a mixture comprising ethylbenzene and at least one other C 8 aromatic compound, comprising:
a) introducing a feed stream comprising said mixture into a first distillation column;
b) introducing into the first distillation column a first stream comprising a heavy solvent above the feed stream;
c) introducing an aqueous stream into the first distillation column below the feed stream.
の混合物を含む、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the heavy solvent comprises at least one Cl, S, N or O-containing compound and mixtures thereof.
、1,2,4,5−テトラクロロベンゼン、ポリクロロベンゼン、ベンゼンヘキサクロリ
ド、2,3,4,6−テトラクロロフェノール、1,2,3−トリクロロプロパン及びこ
れらの混合物、好ましくは1,2,4−トリクロロベンゼン及び1,2,3−トリクロロ
ベンゼンから選択される、請求項2に記載の方法。 The Cl-containing compound is 2,4-dichlorobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene, 1,2,4,5-tetrachlorobenzene, polychlorobenzene, benzenehexachloride, 2,3,4,6-tetrachloro. 3. Process according to claim 2, selected from phenol, 1,2,3-trichloropropane and mixtures thereof, preferably 1,2,4-trichlorobenzene and 1,2,3-trichlorobenzene.
らの混合物から選択される、請求項2又は3に記載の方法。 4. A process according to claim 2 or 3, wherein the S-containing compound is selected from dimethyl sulfoxide, sulfolane, methyl sulfolane and mixtures thereof.
ン、n−メチル−2−ピロリドン、n−メチルアニリン、ベンゾニトリル、ニトロベンゼ
ン及びこれらの混合物から選択される、請求項2から4のいずれか一項に記載の方法。 5. The N-containing compound is selected from N-formylmorpholine, aniline, 2-pyrrolidinone, quinoline, n-methyl-2-pyrrolidone, n-methylaniline, benzonitrile, nitrobenzene and mixtures thereof. The method as described in any one of.
ロリドン、1,2−プロパンジオール(プロピレングリコール)、1,2−ブタンジオー
ル、1,3−ブタンジオール、ベンズアルデヒド、フェノール、テトラヒドロフルフリル
アルコール、ジエチルマレエート、エチルアセトアセテート、4−メトキシアセトフェノ
ン、イソホロン、5−メチル−2−ヘキサノン、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、2
−オクタノン、2−ノナノン、3−ヘプタノン、ジイソブチルケトン、5−ノナノン、ベ
ンジルアルコール及びこれらの混合物から選択される、請求項2から5のいずれか一項に
記載の方法。 The O-containing compound is methyl salicylate, methyl benzoate, n-methyl-2-pyrrolidone, 1,2-propanediol (propylene glycol), 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, benzaldehyde, phenol, tetrahydro Furfuryl alcohol, diethyl maleate, ethyl acetoacetate, 4-methoxyacetophenone, isophorone, 5-methyl-2-hexanone, 2-heptanone, cyclohexanone, 2
6. The method according to any one of claims 2 to 5, selected from: -octanone, 2-nonanone, 3-heptanone, diisobutyl ketone, 5-nonanone, benzyl alcohol and mixtures thereof.
る少なくとも1つのライトソルベントとを含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の
方法。 8. A method according to any one of the preceding claims, wherein the aqueous stream comprises water and at least one light solvent selected from Cl, S, N or O containing compounds and mixtures thereof.
物から選択される、請求項8に記載の方法。 9. The method of claim 8, wherein the Cl-containing light solvent compound is selected from chloroform, carbon tetrachloride, and mixtures thereof.
リル及びこれらの混合物である、請求項8又は9に記載の方法。 The method according to claim 8 or 9, wherein the N-containing light solvent compound is dimethylamine, diethylamine, acetonitrile, or a mixture thereof.
イソプロピルケトン、3−メチル−2−ペンタノン、3,3−ジメチル−2−ブタノン、
2−ペンタノン、2−メチルプロパナール、1−ブタナール、シクロペンタノン、アセト
ン、エタノール及びこれらの混合物から選択される、請求項8から10のいずれか一項に
記載の方法。 The O-containing light solvent compound is acetaldehyde, 1-propanal, methyl isopropyl ketone, 3-methyl-2-pentanone, 3,3-dimethyl-2-butanone,
11. A process according to any one of claims 8 to 10 selected from 2-pentanone, 2-methylpropanal, 1-butanal, cyclopentanone, acetone, ethanol and mixtures thereof.
シレン及びこれらの混合物から選択される、請求項1から11のいずれか一項に記載の方
法。 Wherein the at least one other C 8 aromatics, p- xylene, m- xylene, is selected from o- xylene and mixtures thereof, The method according to any one of claims 1 to 11.
重量%である、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。 The mass feed of the aqueous stream is 0.5-25 based on the mass feed of the heavy solvent.
13. The method according to any one of claims 1 to 12, wherein the method is% by weight.
から13のいずれか一項に記載の方法。 The mass supply ratio of heavy solvent to said supply is from 1: 1 to 10: 1.
14. The method according to any one of 13 to 13.
d)エチルベンゼンに富む第2の流れを前記第1の蒸留塔から取り出す工程、をさらに
含む方法。 15. A method according to any one of claims 1 to 14, comprising
d) removing a second stream enriched in ethylbenzene from the first distillation column.
下方に導入される水性流の、前記混合物からのエチルベンゼンの蒸留分離における、前記
分離の効率を高めるための使用。 And ethylbenzene, the aqueous stream is introduced below the feed stream comprising a mixture of at least one other C 8 aromatics, in the distillation separation of ethylbenzene from the mixture, used to increase the efficiency of the separation.
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