JP5159765B2 - パラキシレンの生成方法 - Google Patents
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Description
エチルベンゼン(EB)、パラキシレン(PX)、オルトキシレン(OX)及びメタキシレン(MX)は、化学プラント及び石油精製所からのC8芳香族生成物ストリームにしばしば同時に存在する。C8化合物について、EBは、スチレンの生成に重要な原料物質であるが、様々な理由のため、スチレン生成で用いられるEB原料の大部分は、C8芳香族ストリームからの回収よりも、エチレンを伴うベンゼンのアルキル化により生成される。その3つのキシレン異性体について、PXは、最大の市場を有し、ポリ(テレフタル酸エチレン)、ポリ(テレフタル酸プロピレン)、及びポリ(テレフタル酸ブテン)等の多様なポリマーの生成に使われるテレフタル酸及びテレフタル酸エステルの製造に主として用いられる。OX及びMXは、無水フタル酸及びイソフタル酸等の生成物の作成に用いられる溶媒及び原料物質として有益である一方で、OX及びMX、及びそれらのダウンストリーム誘導体の市場需要は、PXよりも極めて小さい。
一形態において、本願は、高濃度PX生成物の生成方法について開示する。当該方法は、以下を含む:
(a)C8炭化水素を含む供給原料を分離し、高濃度C8炭化水素ストリームを生成する工程;
(b)高濃度C8炭化水素ストリームの少なくとも第一部分を分離し、第一高濃度PXストリーム及び第一低濃度PXストリームを生成する工程;
(c)前記第一低濃度PXストリームの少なくとも一部を異性化し、第一低濃度PXストリームより高いPX濃度を有する第一異性化ストリームを生成する工程;
(d)高濃度C8炭化水素ストリームの第二部分及び/又は第一異性化ストリームの少なくとも一部を分離し、第二高濃度PXストリーム及び第二低濃度PXストリームを生成する工程;
(e)前記第二低濃度PXストリームの少なくとも一部を異性化し、第二低濃度PXストリームより高いPX濃度を有する第二異性化ストリームを生成する工程;
(f)少なくとも1の前記第一高濃度PXストリーム及び第二高濃度PXストリームの少なくとも一部を高濃度PX生成物として回収する工程;及び
(g)少なくとも1の前記第一異性化ストリーム、第二異性化ストリーム、第一高濃度PXストリーム、及び第二高濃度PXストリームの少なくとも一部を(a)の分離工程に供給する工程。
(a)C8炭化水素を含む供給原料を分離し、高濃度C8炭化水素ストリームを生成する工程;
(b)高濃度C8炭化水素ストリームの少なくとも部分を分離し、高濃度PXストリーム及び第一ストリームを生成する工程;
(c)前記第一ストリームの少なくとも一部を異性化し、第一ストリームより高いPX濃度を有する第二ストリームを生成する工程;
(d)前記第二ストリームの少なくとも一部を分離し、第三ストリーム及び第四ストリームを生成する工程であり、前記第三ストリームは第二ストリームより高いPX濃度を有し、前記第四ストリームは第二ストリームより低いPX濃度を有する工程;
(e)前記第四ストリームの少なくとも一部を異性化し、第四ストリームより高いPX濃度を有する第五ストリームを生成する工程;及び
(f)前記第三ストリームの少なくとも一部及び/又は第五ストリームの少なくとも一部を(a)の分離工程に供給する工程。
(a)C8炭化水素を含む供給原料を分離し、高濃度C8炭化水素ストリームを生成する工程;
(b)前記高濃度C8炭化水素ストリームの少なくとも一部を分離し、第一ストリーム及び第二ストリームを生成する工程であり、前記第一ストリームは高濃度C8炭化水素ストリームより高いPX濃度を有し、前記第二ストリームは高濃度C8炭化水素ストリームより低いPX濃度を有する工程;
(c)前記第二ストリームの少なくとも一部を異性化し、第二ストリームより高いPX濃度を有する第三ストリームを生成する工程、
(d)前記第一ストリームの少なくとも一部及び/又は前記第三ストリームの少なくとも一部を分離し、前記高濃度PXストリーム及び第四ストリームを生成する工程、
(e)前記第四ストリームの少なくとも一部を異性化し、前記第四ストリームより高いPX濃度を有する第五ストリームを生成する工程、及び
(f)前記第五ストリームの少なくとも一部を前記(a)の分離工程に供給する工程。
(a)C8炭化水素を含む供給原料を分離し、高濃度C8炭化水素ストリームを生成する工程;
(b)高濃度C8炭化水素ストリームの第一部分を分離し、第一高濃度PXストリーム及び第一ストリームを生成する工程;
(c)前記第一ストリームの少なくとも一部を異性化し、第一ストリームより高いPX濃度を有する第二ストリームを生成する工程;
(d)高濃度C8炭化水素ストリームの第二部分を分離し、第二高濃度PXストリーム及び第三ストリームを生成する工程;
(e)前記第三ストリームの少なくとも一部を異性化し、第三ストリームより高いPX濃度を有する第四ストリームを生成する工程;
(f)少なくとも1の前記第一高濃度PXストリーム及び第二高濃度PXストリームの少なくとも一部を高濃度PX生成物として回収する工程;及び
(g)前記第二ストリームの少なくとも一部及び前記第四ストリームの少なくとも一部を(a)の分離工程に供給する工程。
全ての特許、特許出願、試験手順、優先権書類、論文、公知文献、マニュアル、及びその他の本明細書で引用される文献は、当該開示が本願と矛盾せず、またその矛盾が許可される全ての法制度下で参照によって完全に組み込まれる。
本願発明の工程に使用される供給原料は、改質物ストリーム、水素化分解法生成物ストリーム、キシレン又はEB反応生成物ストリーム、芳香族アルキル化生成物ストリーム、芳香族不均化ストリーム、芳香族トランスアルキル化ストリーム、及び/又はサイクラー(Cyclar(TM))工程ストリーム等のC8芳香族炭化水素を含むいずれをもC8+炭化水素供給原料とすることが出来る。供給原料は、さらに異性化工程及び/又は多様な分離工程からの再循環ストリームを含むことが出来る。前記C8+炭化水素供給原料は、MX、OX、及び/又はEBと共に、PXを含む。キシレン及びEBに加えて、当該C8+炭化水素の供給原料は、他の芳香族の所定量又はさらに非芳香族化合物の所定量も含むことが出来る。このような芳香族化合物の例は、ベンゼン、トルエン、及びメシチレン、プソイドクメン等のC9+芳香族である。供給体ストリームのこれらのタイプは、「石油精製方法のハンドブック(Handbook of Petroleum Refining Processes)」、Robert A.Meyers編集、マクグロー・ヒル出版会社(McGraw−Hill Book Company)、第二版で開示され、その全ての関連事項は、参照により本明細書に組み込まれる。
本願に係る方法は、C8+炭化水素の供給原料からC9+炭化水素を移す役割を果たす冒頭の分離工程を含む。分子量、沸点及び他の物理学的及び化学的特性の相違から、前記C9+炭化水素の化合物、芳香族又は非芳香族は、比較的容易にキシレン及びEBから分離されることが出来る。従って、一般的に第一分離工程は分留を含み、結晶化、吸着、反応性分離、膜分離、抽出、又はそれらのいずれかの組み合わせ等の他の分離方法も用いられることが出来る。これらの分離方法は、「ペリーの化学技術者のためのハンドブック(Perry’s Chemical Engineers’ Handbook)」、R.H.Perry、D.W.Green及びJ.O.Maloney編集、マクグロー・ヒル出版会社(McGraw−Hill Book Company)、第六版、1984年、及び「石油精製方法のハンドブック(Handbook of Petroleum Refining Processes)」、Robert A.Meyers編集、マクグロー・ヒル・ブック会社(McGraw−Hill Book Company)、第二版で開示され、その全ての関連事項は、参照により本明細書に組み込まれる。
以下のシミュレーション実施例は、次の条件に基づき行われた:
(a)異性化装置により、PX、MX、及びOXはそれらの熱力学的平衡状態に異性化される;
(b)キシレン(EBを除外する)の平衡PX濃度は、25%である;
(c)異性化装置により、全てのEBは、ベンゼン、トルエン、キシレン、又は他の炭化水素に転換される;
(d)PX回収装置により、供給体中のPXの100%が回収される;及び
(e)第一分離装置は蒸留カラムであり、結合供給体中の全てのキシレンが回収される。
図1で従来のPXの生成方法の簡略化された概略図が示される。(ライン1を経た)C8+芳香族供給原料中のキシレン1ユニットを、キシレン3ユニットを有する(ライン35を経た)再循環ストリームと結合させ、分離装置5(蒸留カラム)へ送る。C9+炭化水素の大部分を、結合供給体から蒸留カラム5を用いて分離した後、塔底ストリームとしてライン40を経て回収し、後の工程で用いる。蒸留カラム5からの塔頂ストリームは、供給体中でC8芳香族炭化水素(キシレン及びEB)の大部分を含み、4ユニットの全キシレンを有する。当該全キシレンの25%(1ユニット)は、PXである。塔頂ストリームを、ライン10を経て回収し、ライン10を経てPX回収装置15に供給する。この実施例で用いられるPX回収装置は、PAREX(TM)装置である。塔頂ストリームのPX1ユニットを、ライン20を経て、高濃度PXストリームの全量に対し、約99.6から99.9重量%のPX濃度を有する高濃度PXストリームとして回収する。低濃度PXストリームを、回収装置15からライン25を経て回収し、異性化装置30に供給する。この実施例において、異性化装置を用いてMX及びOXを、PXに異性化し、EBを、主にベンゼン及び他の炭化水素に転換する。キシレン約3ユニット及び(全キシレンに対して)約25重量%のPX濃度を有する異性化ストリームを、異性化装置30から回収し、ライン35を経て分離装置5に再循環する。
本願開示に係る1つの実施形態の簡略化された概略図(図2)が示される。C8+芳香族供給原料でキシレン1ユニットを、キシレン2ユニットを有する再循環ストリームと結合させ、ライン1を経て第一分離装置105(蒸留カラム)に送る。C9+炭化水素の大部分を、結合供給体から蒸留カラム105を用いて分離した後、ライン140を経て塔底ストリームとして回収し、後の工程で用いる。蒸留カラム105の塔頂ストリームは、供給体中のC8芳香族炭化水素(キシレン及びEB)の大部分を含み、全キシレン3ユニットを有する。当該全キシレンの約33.3%は、PXである。塔頂ストリームを、ライン110を経て回収し、PX回収装置115に供給する。この実施例において前記PX回収装置115は、PAREX(TM)装置である。塔頂ストリームのPX1ユニットを、ライン120を経て、高濃度PXストリームの全量に対し約99.6から99.9重量%のPX濃度を有する高濃度PXストリームとして回収する。低濃度PXストリームを、装置115からライン125を経て回収し、第一異性化装置130に供給する。この実施例でMX及びOXを、第一異性化装置を用いてPXに異性化し;EBから主にベンゼン及び他の炭化水素に転換する。キシレン約2ユニット及び(全キシレンに対して)約25重量%のPX濃度を有する第一異性化装置130からの異性化ストリームを、異性化装置130から回収する。
本願開示に係る1つの実施形態の簡略化された概略図(図3)に示されるように、ライン201を経て供給されるC8+芳香族供給原料中のキシレン1ユニットを、ライン235を経て供給されるキシレン2ユニットを有する再循環ストリームと結合させ、第一分離装置205(蒸留カラム)に送る。供給体中のC9+炭化水素の大部分を、蒸留カラム205で分離した後、ライン240を経て塔底ストリームとして回収し、後の工程で用いる。蒸留カラムからの塔頂ストリームは、供給体中のC8芳香族炭化水素(キシレン及びEB)の大部分を含み、全キシレン3ユニットを有する。塔頂ストリームを、蒸留カラムからライン206を経て回収し、第二分離装置207に供給する。当該第二分離装置207では、塔頂ストリームを、ライン211を流れる塔頂ストリームより高いPX濃度を有するストリーム及びライン208を流れる塔頂ストリームより低いPX濃度を有するストリームに分離する。ライン208におけるより低いPX濃度ストリームを、第一異性化装置209に供給し、異性化させ、ライン211からのより高いPX濃度ストリームと結合された流出物ストリームを生成する。第一異性化装置209及び第二分離装置207を操作し、結合生成物が全キシレンに対して約33.3%のPX濃度を有する(ライン210の)ようにする。
図4で示される周知工程のシミュレーションにおいて、ライン302を経て供給されるC8+芳香族供給原料におけるキシレン1.2ユニットを、ライン316を経て来るキシレン供給体4.3ユニットを有する再循環ストリーム供給体と結合させ、また全キシレン供給体を5.5ユニットの第一分離装置301へ送る。当該第一分離装置301の塔頂ストリーム2.4ユニットを、選択的吸着装置309へ送り、3.1ユニットを、ライン306を経て分別結晶装置308へ送る。分別結晶装置308は、10−12%のPX及び大部分の他のキシレン異性体を含む低濃度PXラフィネート2.7ユニットを残し、ライン306において凝縮された液体から高純度PX(>99.5%)0.4ユニットを分離する。
図5で示される工程のシミュレーションにおいて、第一分離装置301へ供給される全キシレン供給体は、ライン302を経たC8+芳香族供給原料のキシレン1.4ユニット、及びライン316を経た再循環ストリーム供給体のキシレン4.1ユニットから成る5.5ユニットが残される。第一分離装置301からの塔頂ストリームは、キシレン5.5ユニットから成る。比較例2の場合において、塔頂ストリーム3.1ユニットを、分別結晶装置308へ送り、そこで低濃度PXラフィネート2.7ユニットを残し、高純度PX(>99.5%)0.4ユニットを回収する。一方で、実施例3において、低濃度PXラフィネートを、液体層異性化反応器317へ供給し、ラフィネートのPX濃度を約23重量%に増加する。結果として得られる異性化ラフィネート2.7ユニットを、第一分離装置301に再循環する。従って、ライン304における塔頂ストリームは、全8.2ユニット(5.5ユニット+2.7ユニット)を有し、そのうちの5.1ユニットはライン312を経てPAREX装置309に供給される。この場合においてPAREX装置への供給体のPX濃度は、(比較例2の15−18重量%と比較して)20−24重量%であり、25%のPAREX生産性が効果的にPXを0.8ユニットから1.0ユニットに増加させる。結果として、ライン314におけるPAREXラフィネートストリームは、4.3ユニットから4.1ユニットに減少され、再循環量が減ることでエネルギーが節約される。未使用の供給体は、1.2ユニットから1.4ユニットに増加され、新たな許容量に合致する。一方で、第一分離装置301(5.5ユニット)、結晶器(3.1ユニット)、及びPAREX装置(5.1ユニット)に送られる分子の全量は、全て変化しない。従って、本提案の技術により、新しい設備の最小量で全回路の障害が解消される。
Claims (10)
- 高濃度パラキシレンを含む生成物の生成方法であって、
(a)C8炭化水素を含む供給原料を分離し、高濃度C8炭化水素ストリームを生成する工程、
(b)高濃度C8炭化水素ストリームの少なくとも第一部分を分離し、第一高濃度パラキシレンストリーム及び第一低濃度パラキシレンストリームを生成する工程、
(c)前記第一低濃度パラキシレンストリームの少なくとも一部を異性化し、第一低濃度パラキシレンストリームより高いパラキシレン濃度を有する第一異性化ストリームを生成する工程、
(d)前記高濃度C8炭化水素ストリームの第二部分及び/又は第一異性化ストリームの少なくとも一部を分離し、第二高濃度パラキシレンストリーム及び第二低濃度パラキシレンストリームを生成する工程、
(e)前記第二低濃度パラキシレンストリームの少なくとも一部を異性化し、第二低濃度パラキシレンストリームより高いパラキシレン濃度を有する第二異性化ストリームを生成する工程、
(f)少なくとも1の前記第一高濃度パラキシレンストリーム及び第二高濃度パラキシレンストリームの少なくとも一部を高濃度パラキシレンを含む生成物として回収する工程、及び
(g)少なくとも1の前記第一異性化ストリーム、第二異性化ストリーム、第一高濃度パラキシレンストリーム、及び第二高濃度パラキシレンストリームの少なくとも一部を(a)の分離工程に供給する工程
を含み、
(b)及び(d)の分離工程、並びに(c)及び(e)の異性化工程は、各々別個の分離装置及び別個の異性化装置で行われる、前記方法。 - 高濃度パラキシレンストリームの生成方法であって、
(a)C8炭化水素を含む供給原料を分離し、高濃度C8炭化水素ストリームを生成する工程、
(b)前記高濃度C8炭化水素ストリームの少なくとも一部を分離し、前記高濃度パラキシレンストリーム及び第一ストリームを生成する工程、
(c)前記第一ストリームの少なくとも一部を異性化し、第一ストリームより高いパラキシレン濃度を有する第二ストリームを生成する工程、
(d)前記第二ストリームの少なくとも一部を分離し、第三ストリーム及び第四ストリームを生成する工程であり、前記第三ストリームは第二ストリームより高いパラキシレン濃度を有し、前記第四ストリームは第二ストリームより低いパラキシレン濃度を有する工程、
(e)前記(c)の異性化工程から分離された別の異性化工程で前記第四ストリームの少なくとも一部を異性化し、前記第四ストリームより高いパラキシレン濃度を有する第五ストリームを生成する工程、及び
(f)前記第三ストリームの少なくとも一部及び/又は前記第五ストリームの少なくとも一部を前記(a)の分離工程に供給する工程
を含み、
(b)及び(d)の分離工程、並びに(c)及び(e)の異性化工程は、各々別個の分離装置及び別個の異性化装置で行われる、前記方法。 - 前記第五ストリームの少なくとも一部及び/又は前記第三ストリームの少なくとも一部を工程(d)へ再循環することをさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 前記第四ストリームの少なくとも一部を工程(c)へ再循環することをさらに含む、請求項2又は請求項3に記載の方法。
- 前記第二ストリームを分画し、高濃度C7−炭化水素の第一部分及び高濃度C8+炭化水素の第二部分を生成し、前記第二部分を前記(d)の分離工程に供給する工程をさらに含む、請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の方法。
- 高濃度パラキシレンを含む生成物の生成方法であって、
(a)C8炭化水素を含む供給原料を分離し、高濃度C8炭化水素ストリームを生成する工程、
(b)前記高濃度C8炭化水素ストリームの少なくとも一部を分離し、第一ストリーム及び第二ストリームを生成する工程であり、前記第一ストリームは高濃度C8炭化水素ストリームより高いパラキシレン濃度を有し、前記第二ストリームは高濃度C8炭化水素ストリームより低いパラキシレン濃度を有する工程、
(c)前記第二ストリームの少なくとも一部を異性化し、第二ストリームより高いパラキシレン濃度を有する第三ストリームを生成する工程、
(d)前記第一ストリームの少なくとも一部及び/又は前記第三ストリームの少なくとも一部を分離し、前記高濃度パラキシレンストリーム及び第四ストリームを生成する工程、
(e)前記第四ストリームの少なくとも一部を異性化し、前記第四ストリームより高いパラキシレン濃度を有する第五ストリームを生成する工程、及び
(f)前記第五ストリームの少なくとも一部を前記(a)の分離工程に供給する工程
を含み、
(b)及び(d)の分離工程、並びに(c)及び(e)の異性化工程は、各々別個の分離装置及び別個の異性化装置で行われる、前記方法。 - 前記第二ストリームの少なくとも一部を工程(e)へ再循環することをさらに含む、請求項6に記載の方法。
- 前記第一ストリームの少なくとも一部及び/又は前記第三ストリームの少なくとも一部を工程(b)へ再循環することをさらに含む、請求項6又は請求項7に記載の方法。
- 前記第三ストリームの少なくとも一部を工程(a)へ再循環することをさらに含む、請求項6から請求項8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第五ストリームを分画し、高濃度C7−炭化水素の第一部分及び高濃度C8+炭化水素の第二部分を生成し、前記第二部分を前記(a)の分離工程に供給する工程をさらに含む、請求項6から請求項9のいずれか1項に記載の方法。
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