JPH10120601A - パラキシレンの分離方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パラキシレンの分離方法において、パラキシ
レン混合物の冷却に要する冷却負荷の低い、熱効率のよ
いプロセスを提供する。 【解決手段】 パラキシレンを１０重量％以上含有す
る、主として炭素原子を８個有する芳香族炭化水素から
なる混合物を冷却し、晶出させた後、該混合物を清澄液
とケークとに固液分離する工程を含むパラキシレンの分
離方法において、該清澄液をパラキシレンを含有する混
合物の間接冷却の冷媒に使用す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】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として炭素原子
を８個有する芳香族炭化水素からなる混合物からパラキ
シレンを結晶化分離する方法の改良に関し、特に熱効率
のよいパラキシレンの結晶化分離方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、パラキシレンは、粗ガソリン（ナ
フサ）から製造される改質ガソリン中や、エチレン、プ
ロピレン製造のためのナフサ熱分解過程に取得される分
解ガソリン中の、炭素原子８個の芳香族留分として得ら
れる混合物を、該混合物の主成分であるオルトキシレ
ン、メタキシレン、パラキシレン、エチルベンゼンの飽
和溶解度差および結晶の成長速度差を利用した晶析法に
よって分離することにより得られる。

【０００３】パラキシレンの晶析プロセスとしては、原
料混合物を晶出帯域で冷却し、結晶を成長させた後、固
液分離するものであるが、通常、第一段晶出帯域で冷却
により結晶化させた後、結晶純度を上げるために、結晶
の少なくとも一部を溶解し、再度第二段晶出帯域で冷却
した後、固液分離して製品パラキシレンを得る二段結晶
法、あるいは二段結晶法における第二段晶出帯域におけ
る冷却後の固液分離によって得られる清澄液をさらに第
三段晶出帯域で冷却し、第一段晶出帯域もしくは第二段
晶出帯域の前流側に循環する三段晶析法等が工業的に採
用されることが多い。

【０００４】パラキシレンの分離方法としての晶析法に
おいては、通常、冷媒を多大に消費するという欠点があ
り、例えば特開昭６２−２８６９３５において、三段晶
析法における第二段分離帯域において液体サイクロンを
使用して、該液体サイクロンにおける清澄液を循環する
ことより、熱回収する等の工夫が提案されているが、第
一段分離帯域における清澄液の熱回収がなされていない
ために、依然として晶出帯域の冷却に要する冷媒の使用
量が多い等の不都合な点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、パラ
キシレン含有混合物の冷却に要する冷却負荷の低い、熱
効率の良い晶析プロセスの提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨は、
パラキシレンを１０重量％以上含有する、主として炭素
原子を８個有する芳香族炭化水素からなる混合物を冷却
し、晶出させた後、該混合物を清澄液とケークとに固液
分離する工程を含むパラキシレンの分離方法において、
該清澄液を、パラキシレンを含有する混合物の間接冷却
に使用することを特徴とするパラキシレンの分離方法に
存する。更には間接冷却に熱交換器を使用し、清澄液を
該熱交換器の冷媒として使用することを特徴とするパラ
キシレンの分離方法に存する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。 混合物 本発明方法にいう混合物としては、パラキシレンを１０
重量％以上含有する主として炭素原子を８個有する芳香
族炭化水素からなる混合物であればよく、原料混合物の
場合、改質ナフサまたは分解ガソリンを水素添加したも
のを溶剤抽出して芳香族成分のみを分離して炭素原子８
個を有する留分を分留したものが用いられる。また、複
数段の晶出／固液分離工程を含むパラキシレンの分離方
法においては、晶出／固液分離操作が一回以上行われ、
純度の高くなったパラキシレン混合物も本発明にいう混
合物に含まれる。 冷却及び晶出 本発明方法においては、パラキシレン混合物を晶出帯域
で冷却し、結晶を成長させた後、混合物を清澄液とパラ
キシレンのケークとに固液分離することにより、パラキ
シレン結晶を分離して製品化する。

【０００８】本発明方法は、少なくとも一段階の晶出／
固液分離のプロセスを含むプロセスに対して適用され
る。プロセスは、少なくとも一段階の晶出／固液分離の
プロセスを含めば特に限定はないが、通常、固液分離に
よって分離されたパラキシレンのケークの純度を上げる
ために、例えば単純に分離されたパラキシレンのケーク
を加熱することによって溶解させ、残った結晶だけを固
液分離する方法、あるいは分離されたパラキシレンのケ
ークに対して、数段の晶出／固液分離プロセスを適用す
る等の方法が採用される。結晶純度を上げ、かつパラキ
シレンの回収率を向上させるためには、２段以上の晶出
／固液分離プロセスを含む方法を適用するのが好まし
く、特に、図１に示すような３段の晶出／固液分離プロ
セスを含む方法を適用するのがより好ましい。

【０００９】晶出は通常、各晶出帯域において行われ
る。晶出帯域において使用される晶析器の数は特に限定
されないが、第一段晶出帯域においては、パラキシレン
結晶を最大限に晶出させるために、２〜３個連続して設
置し、段階的に冷却することが好ましい。晶出帯域にお
ける冷却温度は、パラキシレンの初晶点以下であればよ
く、パラキシレン原料混合物の組成とパラキシレン濃度
に依存し、各温度におけるパラキシレンの溶解度から求
められるが、通常、−７５〜０℃の温度が採用されるこ
とが多い。

【００１０】晶出帯域を複数段設ける場合、例えば図１
のように３段の晶出帯域を設ける場合、第一晶出帯域に
おける冷却温度は、出口温度で通常−７５℃〜−３５
℃、好ましくは−７５℃〜−６０℃であり、第二晶出帯
域における冷却温度は、出口温度で通常−３５℃〜０
℃、好ましくは−２０℃〜０℃であり、第三晶出帯域に
おける冷却温度は、出口温度で通常−４０℃〜−１０
℃、好ましくは−３０℃〜−１５℃である。晶出帯域で
の冷却法は公知の方法が適用できる。例えば原料に冷媒
を直接混入する直接冷却法、晶析器の外壁を冷媒で冷却
する方法，晶析器内部に熱交換器を設置して冷却する方
法，晶析器の外部に内容物の一部を抜き出して冷却し循
環する方法等の間接冷却法があり、単独で使用してもよ
いし、組み合わせて使用することもできる。晶出帯域で
使用される冷媒の種類は、該晶出帯域における冷却の程
度に応じて適宜選択すればよく、エチレン、プロピレン
等の炭化水素、炭酸ガス、フロン冷媒等の冷媒が例示さ
れる。

【００１１】固液分離 固液分離の工程は、公知の方法が適用でき、通常遠心分
離器、濾過器あるいは液体サイクロン等の固液分離装置
を単独で、また、適宜これらを組み合わせて使用して、
清澄液とケークとを固液分離する。 パラキシレン含有混合物の間接冷却 本発明においては、上記のように固液分離された清澄液
を、パラキシレン混合物の間接冷却の冷媒に使用するこ
とを特徴とする。複数段の晶出／固液分離プロセスを行
う場合には、分離された清澄液の温度に比較してパラキ
シレン混合物の温度が高い箇所であれば、どの段の清澄
液をどの段のパラキシレン混合物の間接冷却に使用して
もよい。清澄液を使用する間接冷却の場所は１箇所であ
ってもよいし、複数であってもよい。もちろん清澄液を
使用しない間接冷却の場所では、前記の公知の冷媒を使
用すればよい。

【００１２】中でも、第一段固液分離によって得られる
清澄液をいずれかの段のパラキシレン混合物の間接冷却
に使用するのが好ましい。理由としては、通常、前記の
ように第一段晶出帯域の出口温度が他の晶出帯域の出口
温度と比較してより低くなるように操作され、また、第
一段晶出帯域に供給されるパラキシレン原料混合物中の
パラキシレン濃度がそれ以降の段のパラキシレン濃度よ
り低いため、第一段固液分離によって得られる清澄液
は、それ以降の段の固液分離によって得られる清澄液と
比較してその温度は低く、かつその流量が大きいため、
効率的に熱回収を行うことができるからである。冷媒と
して使用した後の清澄液は通常系外へ抜き出され、例え
ば異性化工程などで使用するが、冷媒として使用した後
の清澄液の温度に応じて再度冷媒として使用することも
できる。

【００１３】ここで、間接冷却とは前記のように晶出帯
域において晶析器の外壁を冷媒で冷却する方法，晶析器
内部に熱交換器を設置して冷却する方法，晶析器の外部
に内容物の一部を抜き出して熱交換器で冷却し循環する
方法等が挙げられる。また、晶析帯域の前段階に熱交換
器を設置し混合物を予備冷却する方法等も挙げられる。
固液分離で得られた清澄液は、例えば晶出帯域の晶析器
の外壁を冷却する冷媒として使用してもよいし、晶析器
の外部に抜き出した内容物の一部を冷却する熱交換器の
冷媒として使用してもよい。

【００１４】熱交換器 前記間接冷却の中でも特に間接冷却に熱交換器を使用す
ることが好ましい。パラキシレン混合物の冷却に使用す
る熱交換器は、所望の熱量の熱交換を行うに足る伝熱能
力を有するものであれば特に限定されないが、供給する
パラキシレン原料混合物の初晶点以下に冷却する場合、
熱交換器の閉塞を避けるという観点から、内部に回転軸
に掻き取り羽根が取り付けられた構造を有する熱交換器
がよく、二重管掻き取り式の熱交換器が例示される。ま
た、前記のような晶析器を使用してもよいが、単純にパ
ラキシレン混合物を効率的に冷却するという観点から
は、冷却面積が大きく、かつ総括伝熱係数の大きい二重
管掻き取り式の熱交換器がより好ましい。

【００１５】パラキシレン混合物の冷却に使用する熱交
換器の設置場所としては、混合物の冷却が必要な場所な
ら特に限定はなく、晶析器内部に設置してもよいし、晶
析器から抜き出した内容物の一部を冷却するために晶析
器外部に設置してもよいし、また、晶出帯域の前段階で
予備冷却するために晶出帯域の前段階に設置してもよい
し、それらを組み合わせてもよいが、前記の通り通常第
１晶出帯域でもっともパラキシレン混合物の冷却を必要
とするため、熱効率の観点から見ると、冷却に使用する
熱交換器を第１晶出帯域の直前に設置するのが好まし
い。

【００１６】第１晶出帯域の直前に熱交換器を設置した
場合、固液分離で得られた清澄液を冷媒とするパラキシ
レン原料混合物の冷却の程度としては、後続する晶出帯
域で使用する他の冷媒の負荷を減らすという観点から、
冷却に使用される熱交換器の出口温度において、パラキ
シレンの初晶点以下であるのが好ましく、効率的に熱回
収を行うという観点からは、−３５〜−５０℃の範囲が
より好ましい。特には、パラキシレンを１０重量％以上
含有する、主として炭素原子を８個有する芳香族炭化水
素からなるパラキシレン原料混合物を冷却し、晶出させ
た後、該混合物を清澄液とケークとに固液分離し、第１
段固液分離で得られた清澄液を第１段晶出帯域の直前に
設置した、パラキシレン原料混合物を冷却する熱交換器
の冷媒として使用することが好ましい。

【００１７】

【実施例】次に、本発明方法の具体的態様を実施例を用
いて説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、
以下の実施例によって限定されるものではない。 実施例 図１に示すような晶析系プロセスにおいて、以下のよう
にしてパラキシレンの分離を行った。パラキシレン２２
重量％、メタキシレン４８重量％、オルトキシレン１４
重量％、エチルベンゼン１４重量％、その他炭素数７〜
９の炭化水素２重量％を含有する−３４．６℃のパラキ
シレン原料混合物を、二重管掻き取り式の熱交換器７に
供給して−４３．５℃まで冷却した後、第一段晶出帯域
１に供給して、第一段晶出帯域１の出口温度で−６５℃
まで冷却してパラキシレン結晶を晶出させた後、第一段
分離帯域４の遠心分離器９に供給して第一段清澄液と第
一段ケークとに分離した。第一段清澄液は二重管掻き取
り式の熱交換器７に供給され、パラキシレン原料混合物
の冷却に使用された後、系外へと抜き出されて異性化反
応器へと供給され、生成したパラキシレン混合物は晶析
系へと再循環された。

【００１８】一方、第一段分離帯域によって分離された
第一段ケークを溶解槽１１に導入し、第二段分離帯域の
遠心分離器によって分離された第二段清澄液で結晶の全
量を溶解した後、第二段晶出帯域に供給し、出口温度で
−６．５℃まで冷却して再結晶した。第二段晶出帯域よ
り抜き出されたスラリーを第二段分離帯域２の液体サイ
クロン１０に供給し、第二段稀薄溶液とケークとに分離
し、該パラキシレンのケークは遠心分離器に導入し、第
二段清澄液と第二段ケークとに分離し、第二段パケーク
は純度９９．５％のパラキシレンのケークとして得る一
方、第二段清澄液は溶解槽へ循環した。第二段稀薄溶液
は、第三段晶出帯域３へ供給され、−２０℃まで冷却さ
れて再結晶化された後、第三段分離帯域６の液体サイク
ロン１０に供給され、第三段清澄液と第三段パラキシレ
ンのケークとに分離された。分離された第三段清澄液
は、第一段晶出帯域へ循環され、第三段ケークは溶解槽
へ供給されて循環された。第一段晶出帯域および熱交換
器における除熱量を表に示す。

【００１９】比較例 二重管掻き取り式熱交換器７が設置されず、−３４．６
℃のパラキシレン原料混合物が第一段晶出帯域１に直接
供給されて−６５℃まで冷却され、第一段分離帯域にお
いて分離された清澄液がパラキシレン原料混合物と熱交
換を行うことなしに系外へと抜き出されて異性化反応器
へと供給され、生成したパラキシレン混合物が晶析系へ
と再循環されたこと以外は実施例と同様の晶析系プロセ
スにおいて、パラキシレンの分離を行った。第一段晶出
帯域における除熱量を表−１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】パラキシレン原料混合物を冷却し、晶出
させた後、該混合物を清澄液とケークとに固液分離する
工程を含むパラキシレンの分離方法において、該清澄液
を、パラキシレンを含有する混合物の間接冷却の冷媒と
して使用する本発明のパラキシレンの分離方法を採用す
ることにより、該清澄液の冷熱を回収し、熱効率よくパ
ラキシレンを分離することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分離方法の一例を示すプロセスフロー
図

【符号の説明】 １ 第一段晶出帯域 ２ 第二段晶出帯域 ３ 第三段晶出帯域 ４ 第一段固液分離帯域 ５ 第二段固液分離帯域 ６ 第三段固液分離帯域 ７ 熱交換器 ８ 晶析器 ９ 遠心分離器 １０ 液体サイクロン １１ 溶解槽

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パラキシレンを１０重量％以上含有する、
   主として炭素原子を８個有する芳香族炭化水素からなる
   混合物を冷却し、晶出させた後、該混合物を清澄液とケ
   ークとに固液分離する工程を含むパラキシレンの分離方
   法において、該清澄液をパラキシレンを含有する混合物
   の間接冷却の冷媒に使用することを特徴とするパラキシ
   レンの分離方法。
2. 【請求項２】間接冷却に熱交換器を使用し、清澄液を該
   熱交換器の冷媒として使用することを特徴とする請求項
   １に記載のパラキシレンの分離方法。
3. 【請求項３】熱交換器が二重管掻き取り式の熱交換器で
   ある請求項２に記載のパラキシレンの分離方法。
4. 【請求項４】第一段晶出帯域において固液分離した清澄
   液を、間接冷却の冷媒に使用することを特徴とする請求
   項１ないし３に記載のパラキシレンの分離方法。
5. 【請求項５】清澄液を第一段晶出帯域の直前に設置した
   熱交換器の冷媒として使用することを特徴とする請求項
   ２ないし４に記載のパラキシレンの分離方法。