JPH08217700A

JPH08217700A - パラキシレンの分離方法

Info

Publication number: JPH08217700A
Application number: JP7047807A
Authority: JP
Inventors: Mitsunori Shimura; 光則志村; Shuhei Wakamatsu; 周平若松; Yoshimi Shirato; 義美白戸
Original assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1995-02-13
Filing date: 1995-02-13
Publication date: 1996-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｃ₈芳香族炭化水素混合物からそれに含まれ
るパラキシレンを選択的に分離するために、そのＣ₈芳
香族炭化水素混合物をゼオライト吸着剤と接触させてパ
ラキシレンを吸着させた後、そのパラキシレンを含む吸
着剤に脱着剤を接触させてパラキシレンを脱着させる方
法において、高められた脱着性能を有する脱着剤を用い
ることにより、パラキシレンを効率よく分離する方法を
提供する。【構成】パラキシレンを含むＣ₈芳香族炭化水素混合
物をからパラキシレンを吸着分離処理する方法におい
て、該原料混合物を、脱着剤の存在下、カリウムを含
み、シリカ／アルミナモル比が５以上のＹ型ゼオライト
吸着剤と接触させて、該吸着剤にパラキシレンを選択的
に吸着させた後、該吸着剤からパラキシレンを脱着剤に
より脱着させることからなり、該脱着剤として、トリメ
チルベンゼンを用いることを特徴とするパラキシレンの
分離方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パラキシレンを含むＣ
₈芳香族炭化水素混合物を吸着分離処理して、パラキシ
レンを高純度で分離する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ｃ₈芳香族炭化水素混合物からそ
れに含まれているパラキシレンを分離するために、その
原料混合物をＩＡ又はIIＡ族金属イオンを含む結晶アル
ミノケイ酸塩（ゼオライト）からなる吸着剤と接触させ
てパラキシレンを吸着させた後、パラキシレンを含む吸
着剤にジエチルトルエンからなる脱着剤を接触させて、
吸着剤からそれに含まれるパラキシレンを脱着させる方
法は知られている（特開平３−７７８３４号）。しか
し、この方法において脱着剤として用いられているジエ
チルトルエンは、本発明者らの研究によれば、脱着剤と
しては性能的に未だ満足すべきものではないことが判明
した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、Ｃ₈芳香族
炭化水素混合物からそれに含まれるパラキシレンを選択
的に分離するために、そのＣ₈芳香族炭化水素混合物を
ゼオライト吸着剤と接触させてパラキシレンを吸着させ
た後、そのパラキシレンを含む吸着剤に脱着剤を接触さ
せてパラキシレンを脱着させる方法において、高められ
た脱着性能を有する脱着剤を用いることにより、パラキ
シレンを効率よく分離する方法を提供することをその課
題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、トリメチルベンゼ
ンが脱着剤としてすぐれた性能を有することを見出し、
本発明を完成するに至った。即ち、本発明によれば、パ
ラキシレンを含むＣ₈芳香族炭化水素混合物をからパラ
キシレンを吸着分離処理する方法において、該原料混合
物を、脱着剤の存在下、カリウムを含み、シリカ／アル
ミナモル比が５以上のＹ型ゼオライト吸着剤と接触させ
て、該吸着剤にパラキシレンを選択的に吸着させた後、
該吸着剤からパラキシレンを脱着剤により脱着させるこ
とからなり、該脱着剤として、トリメチルベンゼンを用
いることを特徴とするパラキシレンの分離方法が提供さ
れる。

【０００５】本発明において原料として用いるＣ₈芳香
族炭化水素混合物は、パラキシレンを含有するものであ
る。このような混合物は、オルトキシレン（ｏ−キシレ
ン）、メタキシレン（ｍ−キシレン）及びエチルベンゼ
ンの中から選ばれる少なくとも１種と、パラキシレン
（ｐ−キシレン）とからなる混合物が包含される。この
原料混合物において、パラキシレンの含有率は、通常、
５重量％以上、好ましくは１０〜４０重量％である。

【０００６】本発明において用いる吸着剤は、カリウム
を含有するＹ型ゼオライトである。このゼオライトにお
いて、そのシリカ／アルミナモル比は５以上、好ましく
は５．０〜６．０の範囲である。シリカ／アルミナモル
比がこの範囲より小さくなると、吸着剤の単位重量当り
の被吸着物量が低下するので好ましくない。また、本発
明で用いる吸着剤は、そのＫイオン交換率が８０％以
上、好ましくは９０％以上であることが好ましい。吸着
剤の粒径は、１０〜１５０メッシュ、好ましくは２０〜
８０メッシュであり、吸着床の形式に応じて適当に選定
すればよい。また、吸着剤はその水分含有量を調節し
て、その吸着選択率の向上を図ることも可能である。吸
着剤に存在する水は、Ｋイオン又は塩基交換位に部分的
に含有させるか、あるいは吸着剤の空所内に含有され
る。１０００℃での灼熱下における重量損失によって測
定される水分含有量が、吸着剤重量基準で０〜１０ｗｔ
％の範囲であることが望ましい。水分の調節は、原料混
合物に適量の水を添加することによって行うことができ
る。

【０００７】本発明で用いる脱着剤は、トリメチルベン
ゼンである。本発明では、特に、１、２、４−トリメチ
ルベンゼンや１、３、５−トリメチルベンゼンの使用が
好ましい。この脱着剤の使用割合は特に制約されない
が、擬似移動床方式で分離を行なう場合、原料混合物１
重量部に対して、通常１〜５重量部の割合で用いられ
る。

【０００８】本発明では、前記のようなトリメチルベン
ゼンからなる脱着剤を、前記特定のゼオライト吸着剤と
組合せて用いることにより、吸着剤の単位重量当りの被
吸着物（ｐ−キシレン及びその他のＣ₈芳香族炭化水
素）の量を向上させ、装置効率の高いｐ−キシレンの吸
着分離プロセスを得ることができる。また、本発明で用
いる脱着剤は、前記のように、その沸点がＣ₈芳香族炭
化水素よりも高いことから、原料混合物の吸着分離操作
において、ラフィネートやエキストラクトからその脱着
剤を蒸留分離する際に、脱着剤を蒸留塔の塔底物として
分離回収することができる。従って、本発明の場合に
は、多量に用いる脱着剤を蒸発させる必要のないことか
ら、熱エネルギーの消費量が少なくてすみ、その結果、
装置の運転コストが低減されるという利点が得られる。

【０００９】本発明の吸着分離方法は、吸着工程と脱着
工程を含むものであるが、この吸脱着工程における温度
は１５０〜３００℃、好ましくは１５０〜２５０℃であ
り、その圧力は系内が液相状態に保持されるに十分な圧
力であればよい。本発明の吸着分離方法は、クロマトグ
ラフィー法により実施され、固定床、流動床、移動床な
ど、どのような方式でも実施可能であるが、工業的には
擬似移動床方式で実施するのが好ましい。擬似移動床方
式による吸着分離は、既に確立された技術である。

【００１０】擬似移動床方式による吸着分離についてさ
らに詳述すると、この吸着分離技術は、基本的操作とし
て次に示す吸着操作、濃縮操作、脱着操作及び脱着剤回
収操作を連続的に循環して実施される。 (1) 吸着操作:被処理原料がゼオライト吸着剤と接触
し、強吸着成分としての目的吸着成分が選択的に吸着さ
れ、弱吸着成分である他の成分が、ラフィネート流れと
して脱着剤とともに回収される。 (2) 濃縮操作:吸着目的成分を選択的に吸着した吸着剤
は後で述べるエクストラクトの一部と接触させられ、吸
着剤上に残存している非吸着成分が追い出され目的成分
が濃縮される。 (3) 脱着操作:濃縮された吸着目的成分を含む吸着剤
は、脱着剤と接触させられ吸着目的成分が吸着剤から追
い出され、脱着剤を伴なってエクストラクト流れとして
回収される。 (4) 脱着剤回収操作:実質的に脱着剤のみを吸着した吸
着剤は、ラフィネート流れの一部と接触し、吸着剤に含
まれる脱着剤の一部が脱着剤回収流れとして回収され
る。

【００１１】図１に擬似移動床による吸着分離操作の模
式図を示す。この図において、１〜１６はゼオライト吸
着剤の入った吸着室であり、相互に連結されている。１
７は脱着剤供給ライン、１８はエクストラクト抜出ライ
ン、１９は原料供給ライン、２０はラフィネート抜出ラ
イン、２１はリサイクルラインを示す。図１に示した吸
着室１〜１６と各ライン１７〜２０の配置状態では、吸
着室１〜３で脱着操作、吸着室４〜８で濃縮操作、吸着
室９〜１３で吸着操作、吸着室１４〜１６で脱着剤回収
操作がそれぞれ行われている。このような擬似移動床で
は、一定時間間隔ごとに、バルブ操作により、各供給及
び抜出ラインを液流れ方向に吸着室１室分だけそれぞれ
移動させる。従って、次の吸着室の配置状態では、吸着
室２〜４で脱着操作、吸着室５〜９で濃縮操作、吸着室
１０〜１４で吸着操作、吸着室１５、１６、１で脱着剤
回収操作がそれぞれ行われるようになる。このような操
作を順次行うことによって、擬似移動床による吸着分離
処理が達成される。なお、図面においては、吸着室は１
６個に特定されているが、この吸着室の数は限定される
ものではないことに留意すべきである。

【００１２】図２に本発明の吸着分離方法を実施する場
合のフロシートの１例を示す。図２において、Ａは吸着
分離塔、Ｂ及びＣは蒸留塔である。原料のＣ₈芳香族炭
化水素混合物はライン２５から吸着分離塔Ａに供給さ
れ、また、循環脱着剤はライン３２から吸着分離塔Ａに
導入される。この吸着分離塔Ａでは、パラキシレンが選
択的吸着分離され、このパラキシレンを主成分として含
むエクストラクトは、ライン２６を通って抜出される。
一方、パラキシレン以外のＣ₈芳香族炭化水素を含むラ
フィネートはライン２７を通って抜出される。ライン２
７を通って抜出されたラフィネートは蒸留塔Ｃに導入さ
れ、ここで蒸留処理を受け、そのラフィネート中に含ま
れる脱着剤は、蒸留塔の塔底からライン３１を通って抜
出され、脱着剤の分離された後のラフィネートは、蒸留
塔の塔頂物としてライン３０を通って抜出される。この
ラフィネートは、パラキシレン以外のＣ₈芳香族炭化水
素を主成分として含むものである。

【００１３】一方、吸着分離塔Ａからライン２６を通っ
て抜出されたエクストラクトは蒸留塔Ｂに導入され、こ
こで蒸留処理を受け、エクストラクト中に含まれる脱着
剤が蒸留塔の塔底からライン２９を通って抜出される。
蒸留塔Ｂの塔頂からは、ライン２８を通ってパラキシレ
ンが回収される。蒸留頂塔Ｂ及び蒸留塔Ｃの塔底からそ
れぞれライン２９及び３１を通って抜出された脱着剤
は、ライン３２を通って吸着分離塔２０に循環される。

【００１４】

【実施例】次に本発明を実施例によってさらに詳細に説
明するが、本発明はこの実施例によって限定されるもの
ではない。なお、以下において示す％はいずれも重量％
である。なお、以下において示される相対分離係数β値
は、パラキシレンを含む原料混合物をゼオライト吸着剤
を用いて吸着処理した時に、パラキシレンを基準とした
混合成分の相対的な吸着力の強さの指標を与えるもの
で、以下に示す破過応答試験方法により求められるもの
である。

【００１５】（破過応答試験方法）吸着剤としてのカリ
ウムを含有するＹ型ゼオライト（平均粒径：０．５ｍ
ｍ、シリカ／アルミナ比：５．５）３０ｃｃを、内径
９．８ｍｍ、長さ４００ｍｍのカラムに充填して形成し
た吸着カラムに、温度１８０℃、圧力２０ｋｇ／ｃｍ²
Ｇの条件下で、基準物質としての実質的に吸着剤に吸着
されない１、３、５−トリイソプロピルベンゼン（ＴＩ
ＰＢ）２重量％と、脱着剤３８重量％とパラキシレンを
含む原料混合物６０重量％からなる混合油をあらかじめ
６．３ｃｃ／分の流速で３０分間通油した後、混合油の
通油を止め、脱着剤を通油する。

【００１６】次に、脱着剤の通油開始後、カラムから流
出する油中のＴＩＰＢ濃度、パラキシレン濃度及び他の
キシレン異性体濃度を経時的に測定する。図３にカラム
流出油中の各成分濃度の経時変化についての説明図を示
す。この図において、横軸は脱着剤の通油時間を示し、
縦軸は各成分の規格化濃度を示す。この場合、規格化濃
度は、流出油中の各成分ｎの濃度Ｃn（Ｔ）と原料混合
油中の各成分の濃度Ｃn（Ｏ）との比Ｃn（Ｔ）／Ｃn
（Ｏ）を示す。図３において、Ｔt（０．５）は脱着剤
の通油開始後、ＴＩＰＢの規格化濃度〔Ｃt（Ｔ）／Ｃt
（Ｏ）が０．５になるまでの脱着時間、Ｔi（０．５）
は、脱着剤の通油開始後、パラキシレン以外のキシレン
異性体の規格化濃度〔Ｃi（Ｔ）／Ｃi（Ｏ）〕が０．５
になるまでの脱着時間、Ｔp（０．５）は脱着剤の通油
開始後、パラキシレンの規格化濃度〔Ｃp（Ｔ）／Ｃp
（Ｏ）〕が０．５になるまでの脱着時間を示す。

【００１７】本明細書における相対分離係数βは、次の
式で定義される。 β＝Ａ／Ｂ＝〔Ｔp(0.5)−Ｔt(0.5)〕／〔Ｔi(0.5)−Ｔt(0.5)〕＝〔Ｔp(0.5)／Ｔt(0.5)−１〕／〔Ｔi(0.5)／Ｔt(0.5)−１〕前記式において、Ａはパラキシレンの平衡定数、Ｂはキ
シレン異性体の平衡定数を示し、Ｔp（０．５）／Ｔt
（０．５）はパラキシレンの規格濃度０．５における規
格化脱着時間、Ｔi（０．５）／Ｔt（０．５）はキシレ
ン異性体の規格濃度０．５における規格化脱着時間を示
す。

【００１８】前記のようにして求められる相対分離係数
βは、その値が大きくなる程、パラキシレンと他のキシ
レン異性体との分離が効率的に行われることとなる。こ
のβ値は１．５以上であることが好ましい。また、脱着
剤としては、大きなβ値を与えるものであることが好ま
しいことはもちろんであるが、図３において、規格化濃
度がゼロになるまでの脱着時間が短いものであることが
好ましい。規格化濃度がゼロになるまでの脱着時間が短
くなる程、高純度のパラキシレンを得るための脱着処理
時間が短くなり、高純度パラキシレンを効率よく得るこ
とができる。

【００１９】前記した破過応答試験方法により求められ
る相対分離係数βは、パラキシレンとその異性体の吸着
速度と脱着速度の因子を含むため、パラキシレンの分離
を工業的規模で行う場合のプロセス効率の指標を与える
もので、β値が大きい程、得られるプロセスは吸着時間
及び脱着時間の短縮された効率のよいものとなる。

【００２０】実施例１原料油として、エチルベンゼン：１５．８％、パラキシ
レン：１９．９％、メタキシレン：４４．７％及びオル
ソキシレン：１９．６％からなる混合油を用い、脱着剤
として１，２，４−トリメチルベンゼンを用いて前記破
過応答試験を行った。

【００２１】この試験により求められた規格化濃度と、
規格化脱着時間との関係を表１に示す。なお、表１に示
した符号の具体的内容は次の通りである。ＴＩＢ：１，３，５−トリイソプロピルベンゼンＥＢ：エチルベンゼンｐ−Ｘ：パラキシレンｍ−Ｘ：メタキシレンｏ−Ｘ：オルソキシレン

【００２２】

【表１】

【００２３】前記試験データによりβ値を求めると、エ
チルベンゼン：１．５８、パラキシレン：１．００、メ
タキシレン：３．１７、オルソキシレン：２．７１の結
果が得られた。

【００２４】実施例２実施例１において、脱着剤として１，３，５−トリメチ
ルベンゼンを用いた以外は実施例１と同様にして実験を
行った。この試験により求められた規格化濃度と規格化
脱着時間との関係を表２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】前記表２に示されたデータからβ値を求め
ると、エチルベンゼン：１．５６、パラキシレン：１．
００、メタキシレン：２．７８、オルソキシレン：２．
２７の結果が得られた。

【００２７】実施例３実施例１において、吸着剤として種々のシリカ／アルミ
ナ比を有するカリウム含有Ｙ型ゼオライトを用いた以外
は実施例１と同様にして実験を行った。この試験により
求められたβ値を次表に示す。

【００２８】

【表３】

【００２９】比較例１実施例１において、脱着剤として３、５−ジエチルトル
エンを用いた以外は実施例１と同様にして実験を行っ
た。この試験により求められた規格化濃度と規格化脱着
時間との関係を表４に示す。

【００３０】

【表４】

【００３１】前記表４に示されたデータからβ値を求め
ると、エチルベンゼン：１．２６、パラキシン：１．０
０、メタキシレン：２．６４、オルソキシレン：２．２
３の結果が得られた。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、脱着剤として用いるト
リメチルベンゼンのすぐれた脱着性能により、パラキシ
レンを基準としたキシレン異性体の相対分離係数βは高
く、Ｃ₈芳香族炭化水素混合物からそれに含まれるパラ
キシレンを高純度でかつ効率よく分離することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】擬似移動度による吸着分離操作の模式図であ
る。

【図２】本発明によってＣ₈芳香族炭化水素混合物から
高純度パラキシレンを取得するフローシートの一例であ
る。

【図３】破過応答試験方法において、脱着剤の通油開始
後のカラム流出油中の成分濃度の経時変化についての説
明図を示す。

【符号の説明】

１〜１６吸着室１７脱着剤供給ライン１８，２６エキストラクト抜出ライン１９，２５原料供給ライン２０，２７ラフィネート抜出ライン２１リサイクルライン２２ポンプＡ吸着分離塔Ｂ，Ｃ蒸留塔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パラキシレンを含むＣ₈芳香族炭化水素
混合物をからパラキシレンを吸着分離処理する方法にお
いて、該原料混合物を、脱着剤の存在下、カリウムを含
み、シリカ／アルミナモル比が５以上のＹ型ゼオライト
吸着剤と接触させて、該吸着剤にパラキシレンを選択的
に吸着させた後、該吸着剤からパラキシレンを脱着剤に
より脱着させることからなり、該脱着剤として、トリメ
チルベンゼンを用いることを特徴とするパラキシレンの
分離方法。
【請求項２】吸着分離処理に際し、処理温度として１
５０〜３００℃の温度を用い、処理圧として原料混合物
を液相に保持する圧力を用いる請求項１の方法。
【請求項３】該吸着分離処理を擬似移動床で行う請求
項１又は２の方法。