JP4953573B2

JP4953573B2 - 芳香族化合物生産のための統合プロセス

Info

Publication number: JP4953573B2
Application number: JP2004561454A
Authority: JP
Inventors: マーア，グレゴリィ，エフ．; ハーム，デイビッド，エイ．
Original assignee: ユーオーピーエルエルシー
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2023-12-19
Also published as: EP1572838B1; CN1726271A; AU2003300353A1; ES2389898T3; MXPA05004530A; KR20050089010A; US6740788B1; TR200501932T2; WO2004056945A1; EP1572838A1; KR100977501B1; CN1726271B; BR0316524A; JP2006510701A

Description

本発明は、ナフサを、基本的な石油化学中間生成物であるベンゼン、トルエン及びキシレンに転換するために用いることが可能なプロセス装置の組み合わせである芳香族化合物複合設備のためのプロセスに関するものである。未抽出のトルエン及びより重質な芳香族化合物を処理する金属触媒トランスアルキル化プロセス、及びオレフィン飽和プロセスに基づき、上記改良されたフロー・スキームによって、改質ガソリン・スプリッタ・カラム及び重質芳香族化合物カラムのような、設備機器の部材及び処理ステップが取り除かれ、パラキシレンを生産する際に結果として大きな経済的利点をもたらす。

ほとんどの新規な芳香族化合物複合設備は、ベンゼン及びパラキシレンの産出を最大限にするように設計されている。ベンゼンは、エチルベンゼン、クメン及びシクロヘキサンなど、その誘導体に基づいた多くの種々の生成物で用いられる多用途の石油化学成分である。パラキシレンも重要な成分であり、テレフタル酸またはジメチル・テレフタレート中間生成物を介して形成されるポリエステル繊維、樹脂及びフィルムの製造のためにほぼ例外なく用いられる。従って、芳香族化合物複合設備は、望まれる生成物、利用可能な供給原料及び利用可能な投資資本に応じて多くの異なる方法で構成することができる。広範なオプションによって、下流部門の処理要求を満たすベンゼン及びパラキシレンの生成物の状態バランスを柔軟に変化させることが可能になる。

先行技術による芳香族化合物複合設備フロー・スキームは、Meyersによって、Handbook of Petroleum Refining Processes, 2d. Edition in 1997 by McGraw-Hillに開示されている。

Bergerの米国特許第3,996,305号には、ベンゼン及びキシレンを生産するために、主としてトルエンとC₉アルキル芳香族化合物のトランスアルキル化を対象にした分留方式が開示されている。上記トランスアルキル化プロセスも、芳香族化合物抽出プロセスと組み合わされる。上記分留方式は、統合的な経済的利点のために、流入する２つのストリームと、そこから流出する３つのストリームを有するただ１つのカラムを含んで成る。

Bergerの米国特許第4,341,914号には、そのプロセスからのキシレンの産出を増加させるために、C₁₀アルキル芳香族化合物を再利用するトランスアルキル化プロセスが開示されている。上記トランスアルキル化プロセスも、好ましくは、トランスアルキル化ゾーン供給原料及び処理液分留ゾーンからの混合されたキシレンを受け取る連続ループとして機能するパラキシレン分離ゾーンおよびキシレン異性化ゾーンと統合される。

Schmidtの米国特許第4,642,406号には、非金属触媒に対する異性化ゾーンとして同時に機能するトランスアルキル化ゾーンを用いるキシレン生産のための高厳密プロセスが開示されている。高品質なベンゼンは、キシレンの混合物と共に生産され、それによって、パラキシレンは、上記混合物から吸収分離によって分離することが可能になり、異性体が減少したストリームはトランスアルキル化ゾーンへ送り戻される。

Boitiauxらの米国特許第5,417,844号には、スチーム・クラッキング・ガソリンにおいてニッケル触媒の存在下でオレフィンを選択的に脱水素化するためのプロセスが開示されており、触媒を使用する前に、硫黄含有有機化合物が上記触媒に反応器の外部で使用前に組み込まれることを特徴とする。

Russらの米国特許第5,658,453号には、統合された改質及びオレフィン飽和プロセスが開示されている。上記オレフィン飽和反応では、混合気相が用いられ、好ましくは白金族金属を、オプションとして金属重合調整剤を含んでいる耐熱性無機酸化物に接触している改質ガソリン液へ水素ガスが添加される。

Buchananらの米国特許第5,763,720号には、C₉+アルキル芳香族化合物を、ZSM-12のようなゼオライト及び白金のような水素化貴金属で構成される触媒を越えてベンゼン及び／またはトルエンに接触させることによって、ベンゼン及びキシレンを生産するためのトランスアルキル化プロセスが開示されている。硫黄又はストリームが触媒を扱うために用いられている。

Ichiokaらの米国特許第5,847,256号には、好ましくはモルデン沸石であるゼオライト及び好ましくはレニウムである金属を有する触媒の助けを借りて、C₉アルキル芳香族化合物を含んでいる供給原料からキシレンを生産するプロセスが開示されている。

発明の概要

利用可能なトランスアルキル化プロセスを有する芳香族化合物複合設備フロー・スキームには、金属機能の導入を通じたトランスアルキル化触媒の安定化が必要である。C₁₀アルキル芳香族化合物と未抽出トルエンの両方を処理するためのトランスアルキル化プロセスを可能にすることによって、以下のフロー・スキームの改善を実現することが可能になる。トルエンを、初めにそれを抽出装置に通さずに用いることによって、上記フロー・スキームから改質ガソリン-スプリッタ・カラムが省略される。それに伴って容量がより小さくなった抽出装置は、ベンゼン・カラムのオーバーヘッドに移される。より高価な複合液液抽出法は、より重い汚染物質のためだけに必要であるので、ベンゼンだけを抽出することによって、単純な抽出蒸留が用いられる。利用可能なトランスアルキル化装置でC₉及びC₁₀アルキル芳香族化合物を用いることによって、さらに上記フロー・スキームから、重質芳香族化合物カラムが省略される。上記フロー・スキームの一層の増強は、選択的オレフィン飽和を優先した、改質プロセス装置またはアルカリ芳香族化合物異性化プロセス装置の出口における、粘土処理装置の省略を通じて達成される。

本発明による別の実施の形態は、ナフサをパラキシレンへ効果的に転換する処理ステップに基づいた装置で構成される。

上記複合設備への供給原料はナフサでもよいが、分解ガソリン、輸入混合キシレンまたは輸入トルエンも可能である。芳香族化合物複合設備に供給されるナフサは、初めに水素化処理され、硫黄及び窒素化合物を0.5重量ppm未満まで除去された後、上記処理されたナフサは改質装置13へ送られる。ナフサ水素化処理は、ライン10のナフサを、ナフサ水素化処理条件下で装置11内でナフサ水素化処理触媒に接触させることによって生じる。上記ナフサ水素化処理触媒は、第１の成分であるコバルト酸化物またはニッケル酸化物、第２の成分であるモリブデン酸化物またはタングステン酸化物、そして、第３の成分である、通常は高純度アルミナである無機酸化物担体で通常構成される。一般に、コバルト酸化物またはニッケル酸化物成分が１から５重量％の範囲にあって、そして、モリブデン酸化物成分が６から25重量％の範囲にある場合に、良好な結果が得られる。アルミナ（または酸化アルミニウム）は、すべての成分の合計が最大100重量％になるように、ナフサ水素化処理触媒の組成物のバランスをとるために設定される。本発明で用いる１つの水素化処理触媒が、米国特許第5,723,710号に開示されており、その教示は引用によって本明細書に組み込まれる。典型的な水素化処理条件には、１時間あたり液空間速度（LHSV）が1.0から5.0時間^-1、水素対炭化水素（またはナフサ供給原料）の比率が50から135 Nm³/m³、そして圧力が10から35 kg/cm²などがある。

改質装置13において、パラフィン及びナフテンが芳香族化合物に転換される。これは、実際に芳香環をつくりだす複合設備内の唯一の装置である。上記複合設備の別の装置は、種々の芳香族成分を個別の生成物に転換し、種々の芳香族種をより価値の高い生成物に転換する。改質装置13は、芳香族化合物の生産を最大化するため、100から106のリサーチ・オクタン価（RNOC）改質ガソリンを生産することに相当する、きわめて高い厳密性で運転するように通常設計されている。この高い厳密性での運転によって、改質ガソリンのC₈+画分中のすべての非芳香族不純物が実質的に消滅し、C₈及びC₉芳香族化合物の抽出の必要性もなくなる。

改質装置13において、ライン12からの水素化処理されたナフサは、改質条件下で改質触媒と接触する。上記改質触媒は、第１の成分である白金族金属、第２の成分である重合調整剤金属、及び第３の成分である、通常は高純度アルミナである無機酸化物担体で通常構成される。一般に、白金族金属が0.01から2.0重量％の範囲にあって、そして、重合調整剤金属成分が0.01から５重量％の範囲にある場合に、良好な結果が得られる。アルミナは、すべての成分の合計が最大100重量％になるように、ナフサ水素化処理触媒の組成物のバランスをとるために設定される。白金族金属は、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、オスミウム及びイリジウムから選択される。好ましい白金族金属成分は白金である。上記金属重合調整剤には、レニウム、スズ、ゲルマニウム、鉛、コバルト、ニッケル、インジウム、ガリウム、亜鉛、ウラニウム、ジスプロシウム、タリウム及びそれらの混合物などがある。本発明で用いる１つの改質触媒は、米国特許第5,665,223号に開示されており、その教示は引用によって本明細書に組み込まれる。典型的な改質条件は、１時間あたり液空間速度が1.0から5.0時間^-1、水素対炭化水素の比率が、改質ゾーンに入る炭化水素供給原料１モルあたり水素１から10モル、そして圧力が2.5から35 kg/cm²などである。改質装置13で生成された水素は、ライン14から流出する。

ライン15の改質装置13からの改質ガソリン生成物は、通常、ライン21のライト・エンド炭化水素（ブタン及びより軽質な炭化水素）を除去するデブタナイザー・カラム20を含んで成るデブタナイザー・ゾーン53へ送られる。上記デブタナイザー・ゾーン53は、デブタナイザー・カラム20から上流または下流に置くことができる、少なくとも１つのオレフィン飽和ゾーン16で構成されることも可能である。さらに、芳香族化合物複合設備のその他の装置からのストリームは、除去のためにデブタナイザー・カラム20へ送られることも可能である。これらその他の装置には、ライン17のトランスアルキル化ストリッパー-オーバーヘッド(stripper-overhead)・ストリームを送るトランスアルキル化ゾーン、及びライン18のデヘプタナイザー・オーバーヘッド・ストリームを送る異性化ゾーンなどがある。これら装置の両方について以下により詳細に述べられる。

オレフィン飽和ゾーン16は、未処理のオレフィン汚染物質を処理するための周知の粘土処理手段またはその他の手段で構成されてもよい。好ましくは、オレフィン飽和ゾーン16は、オレフィン飽和条件下で作用するオレフィン飽和触媒を含んで成る。触媒オレフィン飽和は、フロー・スキームを可能にする要因でもある。触媒プロセスが用いられる場合、オレフィンは有用な生成物に転換される。例えば、C₆オレフィンはベンゼンに（そのオレフィンが環状である場合）、C₇はトルエンに、そして、C₈はキシレンに転換することが可能である。粘土が用いられる場合、オレフィンは、芳香族化合物複合設備にとってあまり有用でないC₁₁+にしばしば重合される。従って、触媒オレフィン飽和は、フロー・スキームの経済性向上の一助となる。本発明に適したオレフィン飽和触媒は、通常アルミナである無機酸化物担体上に好ましくは担持される、元素ニッケルまたは白金族成分を含んでいる。元素ニッケルが担体上に存在する場合、上記ニッケルは好ましくは、触媒の全重量の２から40重量％までの量で存在する。本発明で用いる１つの触媒は、米国特許第5,658,453号に開示されており、その教示は引用によって本明細書に組み込まれる。典型的なオレフィン飽和条件は、温度が20℃から200℃、圧力が５から70 kg/cm²、そして、水素対オレフィンの化学量論的比率が、１：１から５：１などである。オレフィン処理改質ガソリンは、ライン19に示されている。

ライン22の芳香族化合物で構成される脱ブタン改質ガソリンは、ライン24のトランスアルキル化ストリッパー-ボトム・ストリームと混合され、ライン23を介してベンゼン-トルエン（BT）分留ゾーン54へ送られる。BT分留ゾーン54は、一般に少なくとも１つのカラムで構成され、通常ベンゼン・カラム25及びトルエン・カラム31で構成される。しかし、ベンゼン・カラム25は、適切なベンゼン・ストリームを産生するには安定器部で十分であるので、トランスアルキル化ストリッパー・カラムを優先して、取り除くことができる。BT分留ゾーン54は、ライン26でベンゼンを豊富に含んでいるストリームを、ライン32でトルエンを豊富に含んでいるストリームを、そして、ライン33でキシレンをさらに豊富に含んでいるストリームを産生する。通常、ライン26のベンゼンを豊富に含んでいるストリームは、ベンゼン・カラム25のオーバーヘッドから産生され、ベンゼン・カラム25のボトムはライン30を介して送られて、トルエン・カラム31へ送り込まれる。ライン32のトルエンを豊富に含んでいるストリームは、トルエン・カラム31のオーバーヘッドから産生されて、トランスアルキル化装置36へ送られ、トルエン・カラム31のボトムは、ライン33のキシレンをさらに豊富に含んでいるストリームを産生する。トルエン・カラム31のボトムからのライン33のキシレンをさらに豊富に含んでいるストリームは、以下に述べられる芳香族化合物複合設備のキシレン回収部55へ送られる。

ライン26のベンゼンを豊富に含んでいるストリームは、ライン29の高純度ベンゼン生成物ストリームを産生し、そして、ライン28の副生成物ラフィネート・ストリームを拒絶する、抽出蒸留ゾーン27へ送られる。上記ラフィネート・ストリームは、ガソリンに混合され、エチレン・プラントのための供給原料として用いられ、あるいは、改質装置13で再利用することによってさらにベンゼンに転換されてもよい。液液抽出または複合液液抽出／抽出蒸留プロセスの代わりに、抽出蒸留を用いることによって、経済的向上が結果としてもたらされる。

抽出蒸留は、ほぼ等しい揮発性を有し、ほぼ同じ沸点を有する成分の混合物を分離するための技術である。従来の分別蒸留によってそのような混合物の成分を分離することは困難である。抽出蒸留では、溶媒が、分離される流体混合物を含んでいる炭化水素の入口点の上のメイン蒸留カラムへ導入される。上記溶媒は、より低い温度で沸点に達する流体成分を含んでいる炭化水素とは異なる影響を、より高い温度で沸点に達する流体成分を含んでいる炭化水素の揮発性に対して及ぼし、蒸留によって種々の炭化水素含有流体成分の分離を容易にし、そして、そのような溶媒は、ボトムの画分と共に流出する。適切な溶媒には、テトラヒドロチオフェン1,1-二酸化物（またはスルホラン）、ジエチレン・グリコール、トリエチレン・グリコールまたはテトラエチレン・グリコールなどがある。非芳香族化合物で構成されるライン28のラフィネート・ストリームは、メイン蒸留カラムのオーバーヘッドから流出するが、溶媒及びベンゼンを含んでいるボトムの画分は、下方へ流出する。多くの場合、上記ラフィネートは、水と接触して、従って、どんな未処理の溶解溶媒も除去するために、洗浄カラムへ送られる。メイン蒸留カラムからのボトム・ストリームは、溶媒回収カラムへ送られ、そこで、ベンゼンはオーバーヘッドで回収され、溶媒はボトムから回収されて、メイン蒸留カラムへ送り戻される。抽出蒸留からのライン29の高純度ベンゼンの回収率は、通常99重量％を超える。

ライン32のトルエンを豊富に含んでいるストリームは、キシレン・カラム39によって産生されるC₉及びC₁₀アルキル芳香族化合物を豊富に含んでいるライン41のストリームと通常混合され、追加的なキシレン及びベンゼンの生産のために、ライン34を介してトランスアルキル化装置36に充填される。トランスアルキル化装置36において、上記供給原料は、トランスアルキル化条件下でトランスアルキル化触媒と接触する。好ましい触媒は、金属安定トランスアルキル化触媒である。そのような触媒は、ゼオライト成分、金属成分、及び無機酸化物成分で構成される。上記ゼオライト成分は、一般に、MFI、MEL、MTW、MTT及びFER（ゼオライトの学名に関するIUPAC委員会）の構造を含んでいるペンタシル・ゼオライト、ベータ・ゼオライト、またはモルデン沸石のいずれかである。好ましいのはモルデン沸石である。上記金属成分は、一般に貴金属または卑金属である。貴金属は、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、オスミウム及びイリジウムから選択される白金族金属である。卑金属は、レニウム、スズ、ゲルマニウム、鉛、コバルト、ニッケル、インジウム、ガリウム、亜鉛、ウラニウム、ジスプロシウム、タリウム及びそれらの混合物で構成される群から選択される。上記卑金属は、別の卑金属または貴金属と組み合わせることができる。好ましくは、上記金属成分はレニウムで構成される。トランスアルキル化触媒中の適切な金属の量は、0.01から10重量％の範囲であり、0.1から３重量％の範囲が好ましく、0.1から１重量％の範囲が極めて好ましい。上記触媒中の適切なゼオライトの量は、１から99重量％、好ましくは10から90重量％の間、より好ましくは25から75重量％の間である。上記触媒のバランスは、無機酸化物結合剤、好ましくはアルミナで構成される。本発明で用いる1つのトランスアルキル化触媒は、米国特許第5,847,256号に開示されており、その教示は引用によって本明細書に組み込まれる。

トランスアルキル化ゾーンで用いられる条件には、200℃から540℃の温度などがある。トランスアルキル化ゾーンは、１から60 kg/cm²までの広い範囲にわたる、適度に高い圧力で運転される。トランスアルキル化反応は、広範囲の空間速度で達成することが可能であるが、空間速度がより高ければ、転化を犠牲にして、より高いパラキシレンの比率が達成される。１時間あたり液空間速度は、一般に0.1から20時間^-1の範囲である。上記供給原料は、好ましくは気相で、そして、ライン35を介して供給される水素の存在下でトランスアルキル化される。液相でトランスアルキル化される場合、水素の存在はオプションである。もし存在する場合、遊離水素は供給原料及び再利用された炭化水素に、アルキル芳香族化合物１モルあたり0.1モルから、アルキル芳香族化合物１モルあたり最大10モルまでの量で結合する。この水素対アルキル芳香族化合物の比率は、水素対炭化水素の比率とも称される。

トランスアルキル化ゾーン36からの処理液は、トランスアルキル化装置ストリッパー・カラム52へ送られてライト・エンドが除去され、ライン24及び23を通ってBT分留ゾーンへ送られる。そこでベンゼン生成物が回収され、そして、キシレンが分留され、ライン33のキシレンをさらに豊富に含んでいるストリームを介してキシレン回収部55へ送られる。トランスアルキル化ストリッパー・カラム52からのオーバーヘッド物質は、未処理ベンゼンの回収のために、通常ライン17を介して改質装置デブタナイザーへ戻って再利用される。あるいは、安定器部またはカラムは、トランスアルキル化装置ストリッパー・カラム52の上または後ろに置かれる。このトランスアルキル化安定器部は、抽出蒸留に適したベンゼンを豊富に含んでいるストリームを産生し、BT分留部の別個のベンゼン・カラムの必要をなくすことができる。従って、トランスアルキル化装置からのそのような安定器及びストリッパー・カラム52は、別個のベンゼン・カラムが省略される場合、BT分留ゾーン54の定義に包含される。トランスアルキル化装置ストリッパー・カラム52は、オレフィン飽和ゾーンからの処理された生成物または、改質装置デブタナイザー・カラム20へ通常戻って再利用されるアルキル芳香族異性化デヘプタナイザー・カラムからのオーバーヘッドを受け取ることも可能である。

述べられたように、トルエン・カラム31のボトムからのライン33のキシレンをさらに豊富に含んでいるストリームは、芳香族化合物複合設備のキシレン回収部55へ送られる。芳香族化合物複合設備のこの回収部は、少なくとも１つのキシレン・カラム39で構成され、一般に、通例芳香族化合物複合設備からのパラキシレン生成物である少なくとも１つのキシレン異性体の分離のためのプロセス装置をさらに含んでいる。好ましくは、そうしたパラキシレン分離ゾーン43は、パラキシレンを含んでいる平衡または近似平衡混合物に戻って、さらなる回収のためループ式にまた再利用することが可能な残りのアルキル芳香族化合物の異性化のための異性化装置51と共に運転される。従って、ライン33のキシレンをさらに豊富に含んでいるストリームは、ライン38の再利用ストリームに混合されてライン37のストリームを形成することができ、キシレン・カラム39へ充填される。上記キシレン・カラム39は、ライン40の供給原料ストリームを、パラキシレン分離ゾーン43へC₉アルキル芳香族化合物（A₉）濃度をきわめて低レベルに下げて再流動させるように設計されている。A₉化合物は、パラキシレン分離ゾーン43内の脱着剤循環ループに蓄積することが可能であり、従って、上流のキシレン・カラム39内でこの物質を除去することが、より効率的である。キシレン・カラム39からのライン40のオーバーヘッド供給原料ストリームは、パラキシレン分離カラム43へ直接充填される。

キシレン・カラム39の下部からの物質は、C₉及びC₁₀アルキル芳香族化合物を豊富に含んでいるストリームとしてライン41を介して回収され、その後追加的なキシレンとベンゼンの生産のためにトランスアルキル化ゾーン36へ送られる。（重質芳香族化合物カラムの必要を取り除く）上記キシレン・カラム上のサイドカット・ストリームとしてみなされるライン41のストリームは、金属安定トランスアルキル化触媒によって実際に可能になる。上記ストリームに、メチル・インダンまたはナフタリンのようなコーク先駆体を近づけないように厳密な分割を行なう分離カラムは、上記金属安定トランスアルキル化触媒がそれらを処理することができるので、もはや必要ではない。残りのC₁₁+物質のいずれも、キシレン・カラム39のボトムからライン42を介して拒絶される。別の実施の形態は、キシレン・カラム・ボトム・ストリーム全体を、トランスアルキル化装置へ上記サイドカット・ストリームの代わりに単に送ることである。

あるいは、オルトキシレンが上記複合設備で生産されるべき場合、上記キシレン・カラムは、メタ及びオルトキシレンの間の分割を行ない、目標とする量のオルトキシレンをボトムへ落下させるように設計される。その後、キシレン・カラム・ボトムは、オルトキシレン・カラム（図示せず）へ送られ、そこで、高純度のオルトキシレン生成物がオーバーヘッドで回収される。オルトキシレン・カラムの下部からの物質は、C₉及びC₁₀アルキル芳香族化合物を豊富に含んでいるストリームとして回収され、その後トランスアルキル化装置へ送られる。残りのC₁₁+物質のいずれも、オルトキシレン・カラムのボトムから拒絶される。

パラキシレン分離ゾーン43は、いずれも本技術分野で周知である分別結晶プロセスまたは吸着分離プロセスに基づいてもよく、好ましくは、吸着分離プロセスに基づく。そうした吸着分離は、高い回収率で通過１回当たり純度99重量％を超えるライン44のパラキシレンを回収することが可能である。分離装置への供給原料中のいずれの未処理のトルエンも、パラキシレンと共に抽出され、上記装置内のフィニッシング・カラムで分留され、その後オプションとしてトランスアルキル化装置ストリッパー・カラム52で再利用される。従って、パラキシレン分離ゾーン43からのラフィネートは、殆ど完全に、通常１重量％未満のレベルまでパラキシレンが減少している。上記ラフィネートは、ライン45を介してアルキル芳香族化合物異性化装置51へ送られ、そこで、付加的なパラキシレンが、キシレン異性体の平衡または近似平衡分布を回復することによって生産される。パラキシレン分離装置ラフィネート内のいずれのエチルベンゼンも、用いられる異性化触媒のタイプに応じて、付加的なキシレンに転換されるか、または脱アルキル化によってベンゼンに転換される。

アルキル芳香族化合物異性化装置51において、ライン45のラフィネート・ストリームは、異性化触媒に異性化条件下で接触する。上記異性化触媒は、通常、分子篩成分、金属成分及び無機酸化物成分から成る。分子篩成分の選択によって、エチルベンゼン異性化とエチルベンゼン脱アルキル化の間の触媒能に対する、ベンゼンの全体的な需要に応じた制御が可能になる。従って、上記分子篩は、ゼオライト系アルミノ珪酸塩または非ゼオライト系分子篩のいずれかである。上記ゼオライト系アルミノ珪酸塩（またはゼオライト）成分は、一般に、MFI、MEL、MTW、MTT及びFER（ゼオライトの学名に関するIUPAC委員会）の構造を含んでいるペンタシル・ゼオライト、ベータ・ゼオライト、またはモルデン沸石のいずれかである。非ゼオライト系分子篩は、一般に、“Atlas of Zeolite Structure Types”（Butterworth-Heineman, Boston, Mass., 3rd ed. 1992）による、1つ以上のAELフレームワーク型、特にSAPO-11、または１つ以上のATOフレームワーク型、特にMAPSO-31である。上記金属成分は、通常貴金属成分であり、貴金属に加えて、あるいは貴金属の代わりに、オプションとして卑金属重合調整剤成分を含むことができる。上記貴金属は、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、オスミウム及びイリジウムから選択される白金族金属である。上記卑金属は、レニウム、スズ、ゲルマニウム、鉛、コバルト、ニッケル、インジウム、ガリウム、亜鉛、ウラニウム、ジスプロシウム、タリウム及びそれらの混合物で構成される群から選択される。上記卑金属は、別の卑金属または貴金属と組み合わせることができる。異性化触媒中の適切な金属の総量は、0.01から10重量％の範囲であり、0.1から３重量％の範囲が好ましい。上記触媒中の適切なゼオライトの量は、１から99重量％、好ましくは10から90重量％の間、より好ましくは25から75重量％の間である。上記触媒のバランスは、無機酸化物結合剤、通常はアルミナから成る。本発明で用いる１つのトランスアルキル化触媒は、米国特許第4,899,012号に開示されており、その教示は引用によって本明細書に組み込まれる。

典型的な異性化条件には、０℃から600℃までの範囲の温度、及び大気圧から50 kg/cm³までの圧力などがある。触媒の容積に対する供給原料の１時間あたり液体炭化水素空間速度は、0.1から30時間^-1である。炭化水素は、ライン46のガス状水素含有ストリームを混合した触媒に、水素対炭化水素のモル比が0.5：１から15：１以上、好ましくは0.5：10で接触させられる。液相条件が異性化のために用いられる場合、水素は上記装置に全く加えない。

異性化装置51からの処理液は、ライン47を介してデヘプタナイザー・カラム48へ送られる。デヘプタナイザー48からのライン49のボトム・ストリームは処理され、必要に応じて、オレフィン飽和装置50内で上に述べられたオレフィン飽和法で除去される。別の方法は、オレフィン飽和装置50を異性化装置51の後に置いて、未処理の水素を除去するためにデヘプタナイザー・カラム48を用いることである。異性化装置51で用いられる触媒が、エチルベンゼン脱アルキル化タイプである場合、オレフィン飽和は全く必要ない場合がある。

ライン49のデヘプタナイザー・ボトムは、オレフィン処理の後、ライン38を介してキシレン・カラム39へ戻されて再利用される。このようにして、すべてのC₈芳香族化合物が、それらが、パラキシレン、ベンゼン、またはオプションとしてオルトキシレンとして芳香族化合物複合設備から出ていくまで、上記複合設備のキシレン回収部内で連続的に再利用される。デヘプタナイザーからのオーバーヘッドは、通常ライン18を介して改質装置デブタナイザーへ未処理ベンゼンの回収のために戻されて再利用される。あるいは、上記オーバーヘッド液は、トランスアルキル化装置ストリッパー・カラム52へ戻って再利用される。

従って、本発明による芳香族化合物複合設備は、優れた経済的利点を示す。これらの改善によって、内部装置限界曲線費用が軽減される芳香族化合物複合設備、及びそのような複合設備への投資回収率の改善が結果としてもたらされる。

オレフィン飽和及び金属安定化トランスアルキル化触媒を含んでいる本発明による芳香族化合物複合設備フロー・スキームを示す図である。

符号の説明

１３改質装置
１６オレフィン飽和ゾーン
２０デブタナイザー・カラム
２５ベンゼン・カラム
２７抽出蒸留ゾーン
３１トルエン・カラム
３６トランスアルキル化装置
３９キシレン・カラム
４３パラキシレン分離ゾーン
４８デヘプタナイザー・カラム
５０オレフィン飽和装置
５１異性化装置
５２ストリッパー・カラム
５３デブタナイザー・ゾーン
５４ベンゼン-トルエン（BT）分留ゾーン
５５キシレン回収部

Claims

ベンゼン及びパラキシレンを触媒改質ガソリン・ストリームから生産するプロセスであって、前記プロセスが：
（ａ）前記改質ガソリン・ストリームを第１のオレフィン飽和ゾーンへオプションとして供給し、そこで、前記ストリームが、オレフィン飽和触媒にオレフィン飽和条件下で接触して、オレフィンのために処理される改質ガソリン・ストリームを産生するステップと；
（ｂ）前記改質ガソリン・ストリームを、トランスアルキル化生成物ストリームの少なくとも一部と混合して、混合ストリームを形成するステップと；
（ｃ）前記ステップ（ｂ）の混合ストリームをベンゼン-トルエン分留ゾーンで分離して、ベンゼンを豊富に含んでいるストリーム、トルエンを豊富に含んでいるストリーム、及びキシレンをさらに豊富に含んでいるストリームを産生するステップと；
（ｄ）前記ベンゼンを豊富に含んでいるストリームを抽出蒸留ゾーンへ送り、ラフィネート・ストリーム、及び前記プロセスから生成物ストリームとして回収されるベンゼン生成物を産生するステップと；
（ｅ）前記トルエンを豊富に含んでいるストリームを、C₉及びC₁₀アルキル芳香族化合物を豊富に含んでいるストリームと混合するステップであって、前記C ₉ 及びC ₁₀ アルキル芳香族化合物を豊富に含んでいるストリームはキシレン・カラムから抜き出されることを特徴とするステップと；
（ｆ）前記ステップ（ｅ）の混合されたストリームをトランスアルキル化ゾーンへ送り、そこで、前記ストリームが、金属安定トランスアルキル化触媒とトランスアルキル化条件下で接触して、ステップ（ｂ）のトランスアルキル化生成物ストリームを産生するステップと；
（ｇ）前記ステップ（ｃ）のキシレンをさらに豊富に含んでいるストリームをキシレン分留ゾーンで分離して、オーバーヘッド・キシレン・ストリーム、及びステップ（ｅ）のC₉及びC₁₀アルキル芳香族化合物を豊富に含んでいるキシレン・カラムからのストリームを産生するステップと；そして
（ｈ）前記改質オーバーヘッド・キシレン・ストリームをパラキシレン分離ゾーンへ送り、そこでキシレンが、前記プロセスの生成物ストリームとして回収されるパラキシレンを豊富に含んでいる生成物ストリームに濃縮されるステップとで、
構成されるプロセス。
前記改質ガソリン・ストリームが、ナフサ供給原料から：
ナフサ供給原料ストリームを水素化処理ゾーンに供給し、それによって供給原料が水素化処理触媒に水素化処理条件で接触させられて、水素化処理されたナフサ・ストリームを産生し；その水素化処理されたナフサ・ストリームが改質ゾーンへ送られ、改質触媒に改質条件下で接触して、芳香族化合物及びライト・エンド炭化水素で構成される触媒改質ガソリン・ストリームを産生し；その触媒改質ガソリン・ストリームが、トランスアルキル化ストリッパー-オーバーヘッド液体ストリームと混合され、その混合されたストリームが、前記プロセス及び改質ガソリン・ストリームとしての脱ブタン芳香族ストリームから除去されるライト・エンド炭化水素生成物ストリームを産生するデブタナイザー分留ゾーンで分離され；トランスアルキル化ストリッパー-ボトム・ストリームが、混合されたストリーム中のトランスアルキル化ゾーン生成物ストリームの少なくとも一部を供給し；トランスアルキル化生成物ストリームが、トランスアルキル化ストリッパー分留ゾーンで分離されて、トランスアルキル化ストリッパー-オーバーヘッド液体ストリーム及びトランスアルキル化ストリッパー-ボトム・ストリームを産生し；前記キシレンをさらに豊富に含んでいるストリームが、デヘプタナイザー・ボトム・ストリームと混合され、その混合されたストリームが、前記プロセスから除去されるC₁₁アルキル芳香族化合物を豊富に含んでいるボトム・ストリームを付加的に産生するキシレン分留ゾーンで分離され；オーバーヘッド-キシレン-スプリッタ・ストリームが、メタキシレンで構成されるパラキシレン分離ゾーン処理液ストリームを付加的に産生するパラキシレン分離ゾーンへ送られ；そのパラキシレン分離ゾーン処理液ストリームが、キシレン異性化ゾーンへ送られ、異性化触媒と異性化条件下で接触して、異性化生成物を産生し；その異性化生成物が、少なくとも１つのデヘプタナイザー・カラム、及びオプションとして少なくとも１つの飽和ゾーンで構成されるデヘプタナイザー分留ゾーンで分離され；そして、そのデヘプタナイザー分留ゾーンが、デヘプタナイザー・ボトム・ストリームを産生すること、
によって産生されることを特徴とする請求項１記載のプロセス。
前記デヘプタナイザー・ゾーンが、オーバーヘッド液体ストリーム及び触媒改質ガソリン・ストリームを付加的に産生し、前記トランスアルキル化ストリッパー-オーバーヘッド液体ストリームが、デヘプタナイザーからのオーバーヘッド液体ストリームと混合されることを特徴とする請求項２記載のプロセス。
前記オレフィン飽和触媒が、ニッケルまたは白金族成分、及び無機酸化物成分で構成され、そして、前記オレフィン飽和条件は、温度が20℃から200℃、圧力が５から70 kg/cm²、及び水素対オレフィンの化学量論的比率が１：１から５：１で構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプロセス。
前記金属安定トランスアルキル化触媒が、ゼオライト成分、金属成分、及び無機酸化物成分で構成され、そして、金属成分が、好ましくは、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、及びイリジウム、レニウム、スズ、ゲルマニウム、鉛、コバルト、ニッケル、インジウム、ガリウム、亜鉛、ウラニウム、ジスプロシウム、タリウム及びそれらの混合物で構成される群から選択され、選択される金属群成分が、好ましくはレニウムであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプロセス。
前記ゼオライト成分が、ペンタシル・ゼオライト、ベータ・ゼオライト、モルデン沸石、またはそれらの混合物で構成される群から選択され、そして、ゼオライト成分が好ましくはモルデン沸石であり、より好ましくは無機酸化物成分がアルミナであることを特徴とする請求項５記載のプロセス。
前記トランスアルキル化条件が、200℃から540℃の温度、１から60 kg/cm²までの圧力、及び0.1から20時間^-1までの１時間あたり液空間速度で構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプロセス。
前記水素化処理触媒が、コバルト酸化物またはニッケル酸化物の成分、モリブデン酸化物またはタングステン酸化物の成分、及び無機酸化物担体の成分で構成され、そして、前記水素化処理条件は、１時間あたり液空間速度が1.0から5.0時間^-1、水素対ナフサ供給原料の比率が50から135 Nm³/m³、及び圧力が10から35 kg/cm²で構成されることを特徴とする請求項２または３記載のプロセス。
前記改質条件が、１時間あたり液空間速度が1.0から5.0時間^-1、水素対炭化水素の比率が、ナフサ１モルあたり水素１から10モル、及び圧力が2.5から35 kg/cm²で構成されることを特徴とする請求項２または３記載のプロセス。
前記デブタナイザー分留ゾーンが、少なくとも１つの安定器カラム及び少なくとも１つのオレフィン飽和ゾーンで構成され、好ましくは前記オレフィン飽和ゾーンが、ニッケル及びアルミナ触媒で構成されることを特徴とする請求項２または３記載のプロセス。
前記異性化触媒が、分子篩成分、金属成分及び無機酸化物成分で構成され、そして、前記異性化条件が、０℃から600℃までの範囲の温度、大気圧から50 kg/cm³までの圧力、及び１時間あたり液炭化水素空間速度が0.1から30時間^-1で構成されることを特徴とする請求項２または３記載のプロセス。