JP2022524908A - フェノールおよびキシレンを製造するためのプロセス - Google Patents
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Abstract
フェノール類含有供給原料からフェノールおよびキシレンを製造するためのプロセスが記載される。プロセスは、フェノールおよびアルキルベンゼンを形成するためのアルキルフェノールのトランスアルキル化を伴う。フェノールは、アルキルベンゼンから分離され、アルキルベンゼンは、ベンゼン、トルエン、キシレンおよび重質アルキルベンゼンストリームに分離してもよい。ベンゼンストリームは、トランスアルキル化反応ゾーンに再循環できる。トルエンは、不均化反応ゾーンに送ることができ、生成物は、芳香族分離ゾーンに戻される。トルエンは、トランスアルキル化ゾーンに再循環することもできる。キシレンは、分離されて、ｐ－キシレンストリームと、ｍ－キシレンおよびｏ－キシレンを含む混合キシレンストリームとになる。混合キシレンストリームは、異性化され、異性化生成物は、芳香族分離ゾーンに戻される。重質アルキルベンゼンは脱アルキル化されて分離され、芳香族ストリームが芳香族分離ゾーンに再循環される。【選択図】図１
Description
本発明は、フェノールおよびキシレンを製造するためのプロセスに関する。
多くの考えられる供給原料は、費用効果の高い方法で回収することが難しい可能性のある著しい量のフェノール類を含む。例えば、中低温のコールタールは通常、フェノール系化合物が豊富である。場合によっては、含有量がコールタールストリームの約４０ｗｔ％に近い可能性がある。これらのフェノール類は、様々な方法、例えば水酸化ナトリウム水溶液での洗浄とそれに続く硫酸または二酸化炭素での中和、溶媒抽出、加圧結晶化などを用いてコールタールから抽出できる。しかし、得られる粗フェノール類の組成は非常に複雑である。例えば、１種の重質コールタールの沸点が１７０～２４０℃の範囲の留分から抽出されるフェノール類混合物は、６０種類のフェノール類を含有し、そのほとんどは濃度が全コールタールの１ｗｔ％未満であり、それは、Ｗａｎｇらにより、「Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ＧＣ／ＭＳ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｐｈｅｎｏｌｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｉｎ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏａｌ ｔａｒ ｆｒｏｍ Ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｓｈａａｎｘｉ」、Ｊ．ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、３６（４）（２０１１）、６６４～６６９に報告されている通りである。これらのフェノール類の中には、非常に類似した沸点を有するものもある。このため、それらの分離および精製は、非常に困難である。加えて、ある特定のフェノール類、例えばフェノール、クレゾール、キシレノール、ナフトール、および場合によってはメチルナフトールのみが大量で広く使用されており、したがって経済的関心を集めている。
したがって、費用効果の高い方法でコールタールおよび他のフェノール類含有供給原料を処理して、フェノールおよびキシレンを得る方法が必要とされている。
著しい量のフェノール類を含有する材料を処理して、フェノール類を回収する、および／またはキシレンを生成することができれば、望ましい。フェノール含有供給原料ストリームとは、製薬、化学、または石油処理からの任意の炭化水素系または水性ストリームを意味し、０．１～１００ｗｔ％、または０．１～８０％、または０．１～６０％、または０．１～４０％、または１～４０％、または５～４０％、または５～３０％の範囲のフェノール類を含有する。適切なフェノール含有供給原料ストリームとしては、石炭、木材、植物油、および他のバイオマス材料のガス化および液化から生じるコールタール、軽油、バイオオイルのような生成物ストリームが挙げられるが、これに限定されない。
粗フェノール類混合物中のアルキルフェノール、例えば先に言及したものは、フェノールおよび／またはナフトールに変換して、分離および使用を容易にすることができる。有益な生成物、例えばキシレンも生成される。
直接的な脱アルキル化を採用してアルキルフェノールを変換することもできるが、プロセスに関連する多数の問題が存在する可能性がある。触媒を用いずに直接的な脱アルキル化を行う場合、プロセス温度は、７００～９００℃の範囲である。これは、高プロセス温度での熱分解によるフェノール類の脱アルキル化につながる可能性がある。それは、高プロセス温度のために、極めてエネルギー集約的である。加えて、ヒドロキシル基が失われるために、通常は選択的ではない。触媒脱アルキル化は、遙かに穏やかな条件で行うことができる。３００～４００℃の温度で、ＺＳＭ－５ゼオライト上でエチルフェノールおよびプロピルフェノールを脱アルキル化してフェノールおよびエチレン／プロピレンを生成することができる。しかし、深刻な触媒失活を防止するために、通常水を同時供給する必要がある。加えて、クレゾールの脱アルキル化は比較的困難であり、フェノールの選択性が懸念となる可能性がある。
一実施形態において、本プロセスは、アルキル基、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチルをベンゼンまたはトルエンに移動させて、フェノール、およびアルキルベンゼン、例えばトルエン、キシレン、ならびに重質アルキルベンゼン、例えばエチルベンゼン、プロピルベンゼンおよびブチルベンゼンを形成するために、トランスアルキル化反応において粗アルキルフェノールをベンゼンまたはトルエンと反応させるステップを伴う。「重質アルキルベンゼン」とは、エチルベンゼン、およびキシレンよりも分子量が大きい他のアルキルベンゼンを意味する。アルキルフェノールが二重環を有している場合、ナフトールがトランスアルキル化後の生成物となる。芳香族化合物、例えばトルエンを用いたアルキルフェノールのトランスアルキル化は、非常に穏やかな条件（５０～７００℃、または２００～５４０℃）で遂行することができる。
トランスアルキル化反応の生成物ストリーム中のベンゼン、トルエン、およびキシレンが分離される。いくつかの実施形態において、ベンゼンとトルエンは一緒に取り出され、トランスアルキル化反応ゾーンに再循環される。あるいは、ベンゼンとトルエンは別々に取り出され、ベンゼンはトランスアルキル化反応ゾーンに再循環され、トルエンは、キシレンを製造するために不均化反応ゾーンに送られる。
キシレンは、分離と異性化によって更に処理されて、ｐ－キシレンを製造することができる。
トランスアルキル化ストリーム中の残りの芳香族生成物（重質アルキルベンゼン）は、脱アルキル化反応ゾーンに送られる。２つ以上の炭素原子を含有するアルキル基、例えばエチル、プロピルを有するアルキルベンゼンは、脱アルキル化されてベンゼンおよびオレフィンを形成するか、脱アルキル化中に水素化が発生する場合には、パラフィンを形成する。
トランスアルキル化ストリーム中の残りの芳香族生成物（重質アルキルベンゼン）は、脱アルキル化反応ゾーンに送られる。２つ以上の炭素原子を含有するアルキル基、例えばエチル、プロピルを有するアルキルベンゼンは、脱アルキル化されてベンゼンおよびオレフィンを形成するか、脱アルキル化中に水素化が発生する場合には、パラフィンを形成する。
全体として、主な生成物は、フェノールおよび／またはナフトール、ならびにキシレン、特に、パラキシレンであり、副生成物として軽質オレフィンまたはパラフィンが含まれる。
フェノール類含有供給原料ストリームは、プロセスを容易にするために、トランスアルキル化反応ゾーンの前に分離することができる。例えば、コールタールを分留し、ある特定の沸点範囲の一部をフェノール抽出に使用できる。処理（反応および分離）を容易にするために、全コールタールからの粗フェノール類を事前に単環フェノールと多環フェノール（２環以上）とに分離し、ベンゼンまたはトルエンと別々に反応させてもよい。
本発明の一態様は、フェノールおよびキシレンのうちの１つまたは複数を生成するためのプロセスである。一実施形態において、プロセスは、フェノール類含有供給原料ストリームを供給原料分離ゾーンに導入するステップ；フェノール類含有供給原料ストリームを供給原料分離ゾーンにおいて、少なくとも、フェノールを含むフェノールストリームと、アルキルフェノールを含むアルキルフェノールストリームとに分離するステップ；アルキルフェノールストリーム、およびベンゼンまたはトルエンのうちの１つまたは複数を含む反応物質ストリームを、トランスアルキル化反応ゾーンにおいてトランスアルキル化反応条件下でトランスアルキル化して、フェノール類およびアルキルベンゼンを含むトランスアルキル化流出物ストリームを生成するステップ；トランスアルキル化流出物ストリームをフェノール分離ゾーンにおいて、フェノール類を含むフェノール再循環ストリームと、ベンゼン、トルエン、キシレンおよび重質アルキルベンゼンを含む芳香族ストリームとに分離するステップ；芳香族ストリームを芳香族分離ゾーンにおいて、少なくとも、ベンゼンまたはトルエンのうちの１つまたは複数を含む再循環ストリームと、重質アルキルベンゼンを含む重質アルキルベンゼンストリームと、混合キシレンを含む混合キシレンストリームとに分離するステップ；混合キシレンストリームをキシレン分離ゾーンにおいて、ｏ－キシレンおよびｍ－キシレンを含む第２のキシレンストリームと、ｐ－キシレンを含むｐ－キシレンストリームとに分離するステップ；第２のキシレンストリームを異性化反応ゾーンにおいて異性化反応条件下で異性化して、混合キシレンを含む異性化流出物ストリームを形成するステップ；およびフェノールストリームおよびｐ－キシレンストリームのうちの１つまたは複数を回収するステップを含む。
いくつかの実施形態において、芳香族ストリームを芳香族分離ゾーンにおいて、少なくとも、ベンゼンまたはトルエンのうちの１つまたは複数を含む再循環ストリームと、重質アルキルベンゼンを含む重質アルキルベンゼンストリームと、混合キシレンを含む混合キシレンストリームとに分離するステップは、芳香族ストリームを芳香族分離ゾーンにおいて、少なくとも、ベンゼンまたはトルエンのうちの１つまたは複数を含む再循環ストリームと、重質アルキルベンゼンを含む重質アルキルベンゼンストリームと、混合キシレンを含む混合キシレンストリームと、トルエンを含むトルエンストリームとに分離するステップを含み、トルエンストリームを不均化反応ゾーンにおいて不均化反応条件下で不均化して、キシレンを含む不均化流出物ストリームを形成し、不均化流出物ストリームを芳香族分離ゾーンに再循環するステップ；またはトルエンストリームをトランスアルキル化反応ゾーンに再循環するステップのうちの１つまたは複数を更に含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは、重質アルキルベンゼンストリームを脱アルキル化反応ゾーンにおいて脱アルキル化反応条件下で脱アルキル化して、ベンゼン、トルエン、キシレン、重質芳香族化合物、水素および軽質炭化水素を含む脱アルキル化流出物ストリームを形成するステップを更に含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは、脱アルキル化流出物ストリームを脱アルキル化分離ゾーンにおいて、水素および軽質炭化水素を含む軽質ガスストリームと、ベンゼン、トルエン、キシレンおよび重質アルキルベンゼンを含む第２の芳香族ストリームとに分離するステップ；および第２の芳香族ストリームを芳香族分離ゾーンに再循環するステップを更に含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは、軽質ガスストリームをガス分離ゾーンにおいて、水素を含む水素ストリームと、Ｃ２～Ｃ４炭化水素を含む軽質炭化水素ガスストリームとに分離するステップ；および水素ストリームを脱アルキル化反応ゾーンに再循環するステップを更に含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは、新鮮な水素ストリームを脱アルキル化反応ゾーンに導入するステップを更に含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは、再循環ストリームをトランスアルキル化反応ゾーンに再循環するステップ；または異性化流出物ストリームを芳香族分離ゾーンに再循環するステップのうちの１つまたは複数を更に含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは、再循環ストリームをトランスアルキル化反応ゾーンに再循環するステップ；または異性化流出物ストリームを芳香族分離ゾーンに再循環するステップのうちの１つまたは複数を更に含む。
いくつかの実施形態において、反応物質ストリームは、新鮮なベンゼン、再循環されたベンゼン、新鮮なトルエン、または再循環されたトルエンのうちの１つまたは複数を含む。
いくつかの実施形態において、フェノール類含有供給原料ストリームを分離するステップは、フェノール類含有供給原料ストリームの第１の留分を抽出して、フェノールおよびアルキルフェノールを含む抽出済フェノールストリームと、炭化水素ストリームとにするステップを含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは、フェノール類含有供給原料ストリームを、第１の留分と、ナフトールを含む第２の留分とに分留するステップ；および第２の留分からナフトールを回収するステップを更に含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは、抽出済フェノールストリームを、少なくとも、アルキルフェノールストリームと、フェノールストリームとに分留するステップを更に含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは、フェノールストリームを精製するステップを更に含む。
いくつかの実施形態において、フェノール類含有供給原料ストリームはコールタールを含む。
いくつかの実施形態において、フェノール類含有供給原料ストリームはコールタールを含む。
本発明の別の態様は、フェノールおよびキシレンのうちの１つまたは複数を生成するためのプロセスである。一実施形態において、プロセスは、フェノール類含有供給原料ストリームを供給原料分離ゾーンに導入するステップ；フェノール類含有供給原料ストリームを供給原料分離ゾーンにおいて、少なくとも、フェノールを含むフェノールストリームと、アルキルフェノールを含むアルキルフェノールストリームとに分離するステップ；アルキルフェノールストリーム、およびベンゼンまたはトルエンのうちの１つまたは複数を含む反応物質ストリームを、トランスアルキル化反応ゾーンにおいてトランスアルキル化反応条件下でトランスアルキル化して、フェノール類およびアルキルベンゼンを含むトランスアルキル化流出物ストリームを生成するステップ；トランスアルキル化流出物ストリームをフェノール分離ゾーンにおいて、フェノールを含むフェノール再循環ストリームと、ベンゼン、トルエン、キシレンおよび重質アルキルベンゼンを含む芳香族ストリームとに分離するステップ；芳香族ストリームを芳香族分離ゾーンにおいて、少なくとも、ベンゼンを含む再循環ストリームと、トルエンを含むトルエンストリームと、混合キシレンを含む混合キシレンストリームと、重質アルキルベンゼンを含む重質アルキルベンゼンストリームとに分離するステップ；トルエンストリームを不均化反応ゾーンにおいて不均化反応条件下で不均化して、キシレンを含む不均化流出物ストリームを形成するステップ；混合キシレンストリームをキシレン分離ゾーンにおいて、ｏ－キシレンおよびｍ－キシレンを含む第２のキシレンストリームと、ｐ－キシレンを含むｐ－キシレンストリームとに分離するステップ；第２のキシレンストリームを異性化反応ゾーンにおいて異性化反応条件下で異性化して、混合キシレンを含む異性化流出物ストリームを形成するステップ；重質アルキルベンゼンストリームを脱アルキル化反応ゾーンにおいて脱アルキル化反応条件下で脱アルキル化して、ベンゼン、トルエン、キシレン、重質芳香族化合物、水素および軽質炭化水素を含む脱アルキル化流出物ストリームを形成するステップ；およびフェノールストリームおよびｐ－キシレンストリームのうちの１つまたは複数を回収するステップを含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは、ベンゼンストリームをトランスアルキル化反応ゾーンに再循環するステップ；不均化流出物ストリームを芳香族分離ゾーンに再循環するステップ；または異性化済キシレンストリームを芳香族分離ゾーンに再循環するステップのうちの１つまたは複数を更に含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは、脱アルキル化流出物ストリームを脱アルキル化分離ゾーンにおいて、水素および軽質炭化水素を含む軽質ガスストリームと、ベンゼン、トルエン、キシレンおよび重質芳香族化合物を含む第２の芳香族ストリームとに分離するステップ；および第２の芳香族ストリームを芳香族分離ゾーンに再循環するステップを更に含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは、軽質ガスストリームをガス分離ゾーンにおいて、水素を含む水素ストリームと、Ｃ２～Ｃ４炭化水素ストリームを含む軽質炭化水素ガスストリームとに分離するステップ；および水素ストリームを脱アルキル化反応ゾーンに再循環するステップを更に含む。
いくつかの実施形態において、フェノール類含有供給原料ストリームを分離するステップは、フェノール類含有供給原料ストリームの第１の留分を抽出して、フェノールおよびアルキルフェノールを含む抽出済みフェノールストリームと、炭化水素ストリームとにするステップを含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは、フェノール類含有供給原料ストリームを、第１の留分と、ナフトールを含む第２の留分とに分留するステップ；および第２の留分からナフトールを回収するステップを更に含む。
いくつかの実施形態において、プロセスは、抽出済フェノールストリームを、少なくとも、アルキルフェノールストリームと、フェノールストリームとに分留するステップを更に含む。
図は、プロセス１００の一実施形態を示す。便宜上、プロセス１００は、コールタール供給原料ストリーム１０５を使用して論じられる。当業者は認識することであるが、他のフェノール含有供給原料も使用できる。フェノール類を含有するコールタール供給原料ストリーム１０５は、供給原料分離ゾーン１１０に送られる。図に示される実施形態において、供給原料分離ゾーン１１０は、第１の分留ゾーン１１５、抽出ゾーン１２０、および第２の分留ゾーン１２５を含む。コールタール供給原料ストリーム１０５は、第１の分留ゾーン１１５において分留される。沸点が２４５℃より低い第１の留分１３０は、抽出ゾーン１２０に供給される一方、沸点が２４５℃より高い第２の留分１３５は、更なる処理のために送り出されてもよい。
第１の留分１３０は、抽出ゾーン１２０において分離され、炭化水素ストリーム１４０と、抽出済フェノールストリーム１４５とになる。抽出済フェノールストリーム１４５は、フェノールおよびアルキルフェノールを含む。抽出済フェノールストリーム１４５は、第２の分留ゾーン１２５に送られ、そこで分離されて、少なくとも、アルキルフェノールを含むアルキルフェノールストリーム１５０と、フェノールを含むフェノールストリーム１５５とになる。
アルキルフェノールストリーム１５０は、反応物質ストリーム１７０と共にトランスアルキル化反応ゾーン１６０に供給される。反応物質ストリーム１７０は、ベンゼンおよび／またはトルエンを含むことができる。反応物質ストリーム１７０は、新鮮なベンゼンおよび／もしくはトルエンを含む新鮮ストリーム１７５、ならびに／または再循環されたベンゼンを含む再循環ストリーム１８０を含むことができる。アルキルフェノールおよびベンゼンは、トランスアルキル化されて、フェノールおよびアルキルベンゼンを含むトランスアルキル化流出物ストリーム１８５を生成する。
トランスアルキル化に触媒が使用される場合、温度は、典型的には５０～７００℃、または２００～５４０℃の範囲である。トランスアルキル化ゾーンは、典型的には約１００ｋＰａ（ａ）～６ＭＰａ（ａ）、または１５０ｋＰａ（ａ）～３ＭＰａ（ａ）の範囲の圧力で操作される。毎時重量空間速度（ＷＨＳＶ）は一般に、０．１～２０ｈｒ－１、または０．２～１０ｈｒ－１の範囲である。
触媒は、典型的には高活性レベルで比較的高い安定性を有するように選択される。適切なトランスアルキル化触媒としては、当技術分野で公知のように、ゼオライト、酸性粘土、シリカアルミナ、酸性樹脂、混合金属酸化物などが挙げられるが、これに限定されない。
ベンゼン／トルエン対フェノールの比（モル比）は、０．１：１～２０：１、または０．５：１～１０：１、または１：１～５：１である。
トランスアルキル化流出物ストリーム１８５は、フェノール類分離ゾーン１９０に送られ、そこで分離されて、フェノール類を含むフェノール類再循環ストリーム１９５と、ベンゼン、トルエン、キシレンおよび重質アルキルベンゼンを含む芳香族化合物ストリーム２００とになる。フェノール類再循環ストリーム１９５は、供給原料分離ゾーン１１０に再循環され、そこで、第２の分留ゾーン１２５に送り込むことができる。フェノール類再循環ストリーム１９５は、第２の分留ゾーン１２５に直接送ることも、抽出済フェノールストリーム１４５と合流させ、合流させたストリームを第２の分留ゾーン１２５に送ることもできる。
トランスアルキル化流出物ストリーム１８５は、フェノール類分離ゾーン１９０に送られ、そこで分離されて、フェノール類を含むフェノール類再循環ストリーム１９５と、ベンゼン、トルエン、キシレンおよび重質アルキルベンゼンを含む芳香族化合物ストリーム２００とになる。フェノール類再循環ストリーム１９５は、供給原料分離ゾーン１１０に再循環され、そこで、第２の分留ゾーン１２５に送り込むことができる。フェノール類再循環ストリーム１９５は、第２の分留ゾーン１２５に直接送ることも、抽出済フェノールストリーム１４５と合流させ、合流させたストリームを第２の分留ゾーン１２５に送ることもできる。
芳香族化合物ストリーム２００は、芳香族分離ゾーン２０５に送られ、そこで分離されて、ベンゼンを含む再循環ベンゼンストリーム１８０と、任意選択でトルエンを含むトルエンストリーム２１０と、ｐ－キシレン、ｏ－キシレンおよびｍ－キシレンを含む混合キシレンストリーム２１５と、重質アルキルベンゼンを含む重質アルキルベンゼンストリーム２２０とになる。
再循環ストリーム１８０は、トランスアルキル化反応ゾーン１６０に戻すことができる。
トルエンストリーム２１０は、水素ストリーム２２７と共に不均化反応ゾーン２２５に送られ、そこで、トルエンは不均化されて、キシレンおよびベンゼンを含む不均化流出物２３０を形成する。不均化プロセスゾーンにおいて採用される条件としては、通常、２００～６００℃、または３５０～５７５℃の温度が挙げられる。所望の変換度を維持するために必要な温度は、処理中に触媒が徐々に活性を失うにつれて上昇する。したがって通常の実行終了温度は、実行開始温度を６５℃以上上回る場合がある。不均化ゾーンは一般に、０．１：１～約３．０：１、または１：１、または０．２：１～０．５：１の水素対炭化水素比で操作される。水素対炭化水素の比は、供給原料の炭化水素と比較した遊離水素のモル比に基づいて計算される。０．５：１を超え、好ましくは１：１～５：１の範囲での水素対炭化水素の周期的増加は、軟質コークスの水素化による触媒再生を可能とする。不均化ゾーンは、大まかに約１００ｋＰａ（ａ）～６ＭＰａ（ａ）、または２～３．５ＭＰａ（ａ）の範囲の適度な高圧で操作される。不均化反応は、広範囲の空間速度にわたって実行することができ、空間速度が高いほど、変換とひき替えにパラキシレンの比が高くなる。ＬＨＳＶは一般に、約０．２～２０ｈｒ－１の範囲である。
トルエンストリーム２１０は、水素ストリーム２２７と共に不均化反応ゾーン２２５に送られ、そこで、トルエンは不均化されて、キシレンおよびベンゼンを含む不均化流出物２３０を形成する。不均化プロセスゾーンにおいて採用される条件としては、通常、２００～６００℃、または３５０～５７５℃の温度が挙げられる。所望の変換度を維持するために必要な温度は、処理中に触媒が徐々に活性を失うにつれて上昇する。したがって通常の実行終了温度は、実行開始温度を６５℃以上上回る場合がある。不均化ゾーンは一般に、０．１：１～約３．０：１、または１：１、または０．２：１～０．５：１の水素対炭化水素比で操作される。水素対炭化水素の比は、供給原料の炭化水素と比較した遊離水素のモル比に基づいて計算される。０．５：１を超え、好ましくは１：１～５：１の範囲での水素対炭化水素の周期的増加は、軟質コークスの水素化による触媒再生を可能とする。不均化ゾーンは、大まかに約１００ｋＰａ（ａ）～６ＭＰａ（ａ）、または２～３．５ＭＰａ（ａ）の範囲の適度な高圧で操作される。不均化反応は、広範囲の空間速度にわたって実行することができ、空間速度が高いほど、変換とひき替えにパラキシレンの比が高くなる。ＬＨＳＶは一般に、約０．２～２０ｈｒ－１の範囲である。
不均化流出物２３０は、芳香族分離ゾーン２０５に戻される。当技術分野で公知のように、不均化流出物２３０から水素を分離し、再循環することができる（図示せず）。
いくつかの実施形態において、トルエンは、ベンゼンと共に分留される。この場合、再循環ストリーム１８０は、ベンゼンおよびトルエンを含み、トランスアルキル化ゾーン１６０に再び再循環される。
いくつかの実施形態において、トルエンは、ベンゼンと共に分留される。この場合、再循環ストリーム１８０は、ベンゼンおよびトルエンを含み、トランスアルキル化ゾーン１６０に再び再循環される。
混合キシレンストリーム２１５は、キシレン分離ゾーン２３５に送られ、そこで分離されて、ｐ－キシレンを含むｐ－キシレンストリーム２４０と、ｏ－キシレンおよびｍ－キシレンを含む第２の混合キシレンストリーム２４５とになる。
第２の混合キシレンストリーム２４５および水素ストリーム２５２は、異性化反応ゾーン２５０に送られ、そこで、ｏ－キシレンおよびｍ－キシレンが異性化されて、異性化ゾーン流出物２５５を形成する。異性化条件は、約１００～６００℃または１５０～５００℃の温度、約１０ｋＰａ（ａ）～５ＭＰａ（ａ）の圧力、約０．５～１００ｈｒ－１、または１～５０ｈｒ－１のＷＨＳＶを含む。
異性化ゾーン流出物２５５は、芳香族分離ゾーン２０５に送られる。当技術分野で公知のように、異性化流出物２５５から水素を分離し、再循環することができる（図示せず）。
重質アルキルベンゼンストリーム２２０および水素ストリーム２６２は、脱アルキル化反応ゾーン２６０に送られ、そこで、重質アルキルベンゼンは脱アルキル化されて、ベンゼン、未反応重質アルキルベンゼン、水素およびパラフィンを含む脱アルキル化反応ゾーン流出物２６５を形成する。
脱アルキル化反応ゾーン流出物２６５は、脱アルキル化分離ゾーン２７０に送られ、そこで分離されて、水素および軽質炭化水素を含む軽質ガスストリーム２７５と、ベンゼンおよび未反応重質アルキルベンゼンを含む第２の芳香族化合物ストリーム２８０とになる。
いくつかの実施形態において、脱アルキル化反応条件は、触媒の存在下での１００～７００℃の範囲の温度；触媒の非存在下での４００～９００℃の範囲の温度；１～５ＭＰａ（ａ）の範囲の圧力；または１～５ｈ－１のＬＨＳＶのうちの少なくとも１つを含む。脱アルキル化反応は、真空下、例えば、典型的には５０ｋＰａ（ａ）で、必要に応じ最大２０ｋＰａ（ａ）で遂行することもできる。
触媒失活を最低限に抑えるために、水素を脱アルキル化反応ゾーンに同時供給することができる。水素対炭化水素の比は、典型的には０．１：１～１０：１、または１：１～４：１の範囲である。
第２の芳香族化合物ストリーム２８０は、芳香族分離ゾーン２０５に再循環される。
軽質ガスストリーム２７５は、ガス分離ゾーン２８５に送られ、そこで分離されて、水素を含む水素ストリーム２９０と、Ｃ２～Ｃ４炭化水素を含む軽質炭化水素ストリームとになる。水素ストリーム２９０は、脱アルキル化反応ゾーン２６０に再循環することができる。任意選択で、新鮮な水素ストリーム３００を水素ストリーム２９０に添加することができる。
軽質ガスストリーム２７５は、ガス分離ゾーン２８５に送られ、そこで分離されて、水素を含む水素ストリーム２９０と、Ｃ２～Ｃ４炭化水素を含む軽質炭化水素ストリームとになる。水素ストリーム２９０は、脱アルキル化反応ゾーン２６０に再循環することができる。任意選択で、新鮮な水素ストリーム３００を水素ストリーム２９０に添加することができる。
ここで使用する場合、「ゾーン」という用語は、１つまたは複数の設備機器および／または１つまたは複数のサブゾーンを含む領域を指すことができる。設備機器は、１つまたは複数の反応器または反応容器、ヒーター、交換機、パイプ、ポンプ、コンプレッサ、およびコントローラを含むことができる。加えて、設備機器、例えば反応器、乾燥機、または容器は、１つまたは複数のゾーンまたはサブゾーンを更に含むことができる。
図示されるように、図中のプロセスフローラインは、交換可能に、例えば、ライン、パイプ、分岐、分配器、ストリーム、流出物、供給原料、生成物、一部、触媒、回収、再循環、吸引、排出、および腐蝕性物質と呼ぶことができる。
本発明の前述の詳細な説明では、少なくとも１つの例示的な実施形態が提示されたが、膨大な数の変形例が存在することを理解すべきである。同じく理解すべきことであるが、例示的な実施形態または複数の例示的な実施形態は、単なる例であり、本発明の範囲、適用可能性、または構成をいかなる形でも限定することを意図するものではない。むしろ、前述の詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を実施するための便利なロードマップを当業者に提供するものである。理解されることであるが、添付の特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲から逸脱することなく、例示的な実施形態に記載されている要素の機能および配置に様々な変更を加えることができる。
Claims (20)
- フェノールおよびキシレンのうちの１つまたは複数を生成するためのプロセスであって、
フェノール類含有供給原料ストリームを供給原料分離ゾーンに導入するステップ；
フェノール類含有供給原料ストリームを供給原料分離ゾーンにおいて、少なくとも、フェノールを含むフェノールストリームと、アルキルフェノールを含むアルキルフェノールストリームとに分離するステップ；
アルキルフェノールストリーム、およびベンゼンまたはトルエンのうちの１つまたは複数を含む反応物質ストリームを、トランスアルキル化反応ゾーンにおいてトランスアルキル化反応条件下でトランスアルキル化して、フェノール類およびアルキルベンゼンを含むトランスアルキル化流出物ストリームを生成するステップ；
トランスアルキル化流出物ストリームをフェノール分離ゾーンにおいて、フェノール類を含むフェノール再循環ストリームと、ベンゼン、トルエン、キシレンおよび重質アルキルベンゼンを含む芳香族ストリームとに分離するステップ；
芳香族ストリームを芳香族分離ゾーンにおいて、少なくとも、ベンゼンまたはトルエンのうちの１つまたは複数を含む再循環ストリームと、重質アルキルベンゼンを含む重質アルキルベンゼンストリームと、混合キシレンを含む混合キシレンストリームとに分離するステップ；
混合キシレンストリームをキシレン分離ゾーンにおいて、ｏ－キシレンおよびｍ－キシレンを含む第２のキシレンストリームと、ｐ－キシレンを含むｐ－キシレンストリームとに分離するステップ；
第２のキシレンストリームを異性化反応ゾーンにおいて異性化反応条件下で異性化して、混合キシレンを含む異性化流出物ストリームを形成するステップ；および
フェノールストリームおよびｐ－キシレンストリームのうちの１つまたは複数を回収するステップ
を含む、プロセス。 - 芳香族ストリームを芳香族分離ゾーンにおいて、少なくともベンゼンまたはトルエンのうちの１つまたは複数を含む再循環ストリームと、重質アルキルベンゼンを含む重質アルキルベンゼンストリームと、混合キシレンを含む混合キシレンストリームとに分離するステップが、芳香族ストリームを芳香族分離ゾーンにおいて、少なくとも、ベンゼンを含むベンゼンストリームと、重質アルキルベンゼンを含む重質アルキルベンゼンストリームと、混合キシレンを含む混合キシレンストリームと、トルエンを含むトルエンストリームとに分離するステップを含み、
トルエンストリームを不均化反応ゾーンにおいて不均化反応条件下で不均化して、キシレンを含む不均化流出物ストリームを形成し、不均化流出物ストリームを芳香族分離ゾーンに再循環するステップ；または
トルエンストリームをトランスアルキル化反応ゾーンに再循環するステップ
のうちの１つまたは複数を更に含む、請求項１に記載のプロセス。 - 重質アルキルベンゼンストリームを脱アルキル化反応ゾーンにおいて脱アルキル化反応条件下で脱アルキル化して、ベンゼン、トルエン、キシレン、重質芳香族化合物、水素および軽質炭化水素を含む脱アルキル化流出物ストリームを形成するステップを更に含む、請求項１または２に記載のプロセス。
- 脱アルキル化流出物ストリームを脱アルキル化分離ゾーンにおいて、水素および軽質炭化水素を含む軽質ガスストリームと、ベンゼン、トルエン、キシレンおよび重質アルキルベンゼンを含む第２の芳香族ストリームとに分離するステップ；および
第２の芳香族ストリームを芳香族分離ゾーンに再循環するステップ
を更に含む、請求項３に記載のプロセス。 - 軽質ガスストリームをガス分離ゾーンにおいて、水素を含む水素ストリームと、Ｃ２～Ｃ４炭化水素を含む軽質炭化水素ガスストリームとに分離するステップ；および
水素ストリームを脱アルキル化反応ゾーンに再循環するステップ
を更に含む、請求項４に記載のプロセス。 - 新鮮な水素ストリームを脱アルキル化反応ゾーンに導入するステップ
を更に含む、請求項３に記載のプロセス。 - 再循環ストリームをトランスアルキル化反応ゾーンに再循環するステップ；または
異性化流出物ストリームを芳香族分離ゾーンに再循環するステップ
のうちの１つまたは複数を更に含む、請求項１から６のいずれか１項に記載のプロセス。 - 反応物質ストリームが、新鮮なベンゼン、再循環されたベンゼン、新鮮なトルエン、または再循環されたトルエンのうちの１つまたは複数を含む、
請求項１から７のいずれか１項に記載のプロセス。 - フェノール類含有供給原料ストリームを分離するステップが、フェノール類含有供給原料ストリームの第１の留分を抽出して、フェノールおよびアルキルフェノールを含む抽出済フェノールストリームと、炭化水素ストリームとにするステップを含む、請求項１から８のいずれか１項に記載のプロセス。
- フェノール類含有供給原料ストリームを、第１の留分とナフトールを含む第２の留分とに分留するステップ；および
第２の留分からナフトールを回収するステップを更に含む、請求項９に記載のプロセス。 - 抽出されたフェノールストリームを、少なくともアルキルフェノールストリームとフェノールストリームとに分留するステップを更に含む、請求項９または１０に記載のプロセス。
- フェノールストリームを精製するステップを更に含む、請求項１から１１のいずれか１項に記載のプロセス。
- フェノール類含有供給原料ストリームがコールタールを含む、請求項１から１２のいずれか１項に記載のプロセス。
- フェノールおよびキシレンのうちの１つまたは複数を生成するためのプロセスであって、
フェノール類含有供給原料ストリームを供給原料分離ゾーンに導入するステップ；
フェノール類含有供給原料ストリームを供給原料分離ゾーンにおいて、少なくとも、フェノールを含むフェノールストリームと、アルキルフェノールを含むアルキルフェノールストリームとに分離するステップ；
アルキルフェノールストリーム、およびベンゼンまたはトルエンのうちの１つまたは複数を含む反応物質ストリームをトランスアルキル化反応ゾーンにおいてトランスアルキル化反応条件下でトランスアルキル化して、フェノール類およびアルキルベンゼンを含むトランスアルキル化流出物ストリームを生成するステップ；
トランスアルキル化流出物ストリームをフェノール分離ゾーンにおいて、フェノールを含むフェノール再循環ストリームと、ベンゼン、トルエン、キシレンおよび重質アルキルベンゼンを含む芳香族ストリームとに分離するステップ；
芳香族ストリームを芳香族分離ゾーンにおいて、少なくともベンゼンを含む再循環ストリームと、トルエンを含むトルエンストリームと、混合キシレンを含む混合キシレンストリームと、重質アルキルベンゼンを含む重質アルキルベンゼンストリームとに分離するステップ；
トルエンストリームを不均化反応ゾーンにおいて不均化反応条件下で不均化して、キシレンを含む不均化流出物ストリームを形成するステップ；
混合キシレンストリームをキシレン分離ゾーンにおいて、ｏ－キシレンおよびｍ－キシレンを含む第２のキシレンストリームと、ｐ－キシレンを含むｐ－キシレンストリームとに分離するステップ；
第２のキシレンストリームを異性化反応ゾーンにおいて異性化反応条件下で異性化して、混合キシレンを含む異性化流出物ストリームを形成するステップ；
重質アルキルベンゼンストリームを脱アルキル化反応ゾーンにおいて脱アルキル化反応条件下で脱アルキル化して、ベンゼン、トルエン、キシレン、重質芳香族化合物、水素および軽質炭化水素を含む脱アルキル化流出物ストリームを形成するステップ；および
フェノールストリームおよびｐ－キシレンストリームのうちの１つまたは複数を回収するステップ
を含む、プロセス。 - 再循環ストリームをトランスアルキル化反応ゾーンに再循環するステップ；
不均化流出物ストリームを芳香族分離ゾーンに再循環するステップ；または
異性化済キシレンストリームを芳香族分離ゾーンに再循環するステップ
のうちの１つまたは複数を更に含む、請求項１４に記載のプロセス。 - 脱アルキル化流出物ストリームを脱アルキル化分離ゾーンにおいて、水素および軽質炭化水素を含む軽質ガスストリームと、ベンゼン、トルエン、キシレンおよび重質芳香族化合物を含む第２の芳香族ストリームとに分離するステップ；および
第２の芳香族ストリームを芳香族分離ゾーンに再循環するステップ
を更に含む、請求項１４または１５に記載のプロセス。 - 軽質ガスストリームをガス分離ゾーンにおいて、水素を含む水素ストリームと、Ｃ２～Ｃ４炭化水素ストリームを含む軽質炭化水素ガスストリームとに分離するステップ；および
水素ストリームを脱アルキル化反応ゾーンに再循環するステップ
を更に含む、請求項１６に記載のプロセス。 - フェノール類含有供給原料ストリームを分離するステップが、フェノール類含有供給原料ストリームの第１の留分を抽出して、フェノールおよびアルキルフェノールを含む抽出済フェノールストリームと、炭化水素ストリームとにするステップを含む、請求項１４から１７のいずれか１項に記載のプロセス。
- フェノール類含有供給原料ストリームを、第１の留分と、ナフトールを含む第２の留分とに分留するステップ；および
第２の留分からナフトールを回収するステップ
を更に含む、請求項１８に記載のプロセス。 - 抽出済フェノールストリームを、少なくとも、アルキルフェノールストリームとフェノールストリームとに分留するステップ
を更に含む、請求項１８または１９に記載のプロセス。
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