KR100880362B1 - 고순도 파라크실렌의 에너지 효율적 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파라크실렌을 약 55 내지 약 60중량% 이상 포함하는 공급물로부터 고순도 파라크실렌을 제조하는 신규한 에너지 효율적 방법에 관한 것으로서, 고순도 파라크실렌 생성물의 제1 부분을 추가의 재슬러리 및 재결정화 없이도 약 10 내지 약 55℉에서 제1 결정화 단계에서 수득하고, 고순도 파라크실렌 생성물의 또 다른 부분을, 후속의 저온 결정화로부터 수득된 결정질 파라크실렌을 가온하여 추가의 냉각 없이도 슬러리를 약 10 내지 약 55℉의 온도에서 형성하는 재슬러리 단계 후에 수득한다.
고순도 파라크실렌, 결정화, 슬러리 및 파라크실렌 결정

Description

고순도 파라크실렌의 에너지 효율적 제조방법{Energy efficient process for producing high purity paraxylene}
본 발명은, 바람직하게는 파라크실렌을 약 60중량% 이상 포함하는 C8 방향족 공급물로부터 고순도 파라크실렌(pX)을 제조하는 신규한 에너지 효율적 방법에 관한 것으로서, 고순도 파라크실렌 생성물의 제1 부분을 추가의 재슬러리 및 재결정화 없이도 제1 결정화 단계에서 약 10 내지 약 55℉에서 수득한 다음 세척된 파라크실렌 결정을 분리하고, 고순도 파라크실렌 생성물의 또 다른 부분을 후속의 저온 결정화로부터 수득된 결정질 파라크실렌을 가온하여 추가의 냉각 없이도 약 10 내지 약 55℉의 온도에서 슬러리를 형성하는 재슬러리 단계 후에 수득한다. 파라크실렌 결정을 슬러리 모액으로부터 분리하여 고순도 파라크실렌 생성물을 수득한다. 본 발명의 또 다른 양태에서, 공급 원료는 파라크실렌을 약 55중량% 이상 포함할 수 있다.
크실렌 이성체의 분리는, 폴리에스테르 직물의 제조에 사용되는 테레프탈산의 제조시 파라크실렌의 유용성으로 인해 특히 중요해지고 있다. 파라크실렌은 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 주요 성분인 테레프탈산의 제조에 유용한 화학적 중간체이다. 순도가 약 99.5중량% 이상, 보다 바람직하게는 99.7중량% 이상인 파라크실렌은 파라크실렌의 산화에 의한 테레프탈산의 제조에 사용된다. 파라크실렌(pX)이 일반적으로 생성되는 C8 방향족 탄화수소 공급 스트림의 다른 성분들은, 프탈레이트계 가소제의 제조에 사용되는 프탈산 무수물의 제조에 사용되는 오르토크실렌(oX); 특정 폴리에스테르 섬유, 페인트 및 수지의 제조에 사용된 이소프탈산의 제조에 사용되는 메타크실렌(mX) 및 스티렌의 제조에 사용되는 에틸벤젠(EB)이다.
에틸벤젠과 크실렌을 함유하는 방향족 C8 혼합물의 정련 공급 원료는 통상 다음 함량을 가질 것이다:
에틸벤젠 약 0 내지 약 50중량%
파라크실렌 약 0 내지 약 25중량%
오르토크실렌 약 0 내지 약 35중량%
메타크실렌 약 20 내지 약 90중량%
비방향족 화합물 약 0 내지 약 10중량%
C9 + 방향족 화합물 약 0 내지 약 30중량%
C8 방향족 탄화수소의 평형 혼합물은 일반적으로 파라크실렌 약 22중량%, 오르토크실렌 약 21중량% 및 메타크실렌 약 48중량%를 함유한다.
크실렌 이성체를 분리하는 방법은 저온 결정화, 분별 증류 및, 후속의 가수분해와 선택적 용매 분리와 함께 선택적 설폰화를 포함하지만, 이러한 방법은 높은 작업 비용을 필요로 한다.
결정화는 파라크실렌, 메타크실렌, 오르토크실렌 및 에틸벤젠을 포함하는 C8 방향족 공급 스트림으로부터 파라크실렌을 분리하기 위해 사용될 수 있는데, 이는 당해 성분들의 융점이 상이하기 때문이다. 파라크실렌은 13℃에서 냉각하고, 메타크실렌은 -48℃에서 냉각하며, 오르토크실렌은 -25℃에서 냉각하고, 에틸벤젠은 -95℃에서 냉각한다.
결정화는, 통상 화학적 평형에 근접한 크실렌과 에틸벤젠의 혼합물로부터 파라크실렌을 분리하고 정제하기 위해 상업적으로 사용되어 왔다. 이들 혼합된 크실렌 스트림에서는 파라크실렌의 농도가 낮기 때문에, 파라크실렌을 C8 분획으로부터 결정화에 의해 효율적으로 회수하기 위해서는 일반적으로 매우 낮은 온도가 요구된다. 또한, C8 분획으로부터 모든 파라크실렌의 완전한 회수를 방해하는 메타크실렌/파라크실렌 또는 오르토크실렌/파라크실렌 이성분 공융 온도로서 통상 간주되는 작동 저온 한계가 존재한다. 이러한 한계 온도 또는 한계 온도 이하에서, 메타크실렌 또는 오르토크실렌은 파라크실렌과 함께 공결정화될 것이다. 결정화를 위해 이러한 저온의 사용은 고가이고 실질적인 에너지의 사용을 필요로 한다. 파라크실렌과 다른 C8 방향족 화합물을 함유하는 공급물로부터 파라크실렌을 결정화시키고 정제하기 위한 보다 에너지 효율적인 방법이 요구되고 있다.
미국 특허 제6,111,161호에는 C7-C9 방향족 탄화수소를 함유하는 충전물로부터 고순도 파라크실렌을 제조하는 방법에 기재되어 있으며, 여기서 제1 분획은 파라크실렌과 함께 30중량% 이상까지 농후해져 있고 당해 분획은 하나 이상의 결정화 영역에서 하나 이상의 고온 결정화에 의해 정제된다. 위의 제1 분획은 고온 T1 및 유리하게는 +10 내지 -25℃에서 결정화 영역에서 결정화된다. 모액에서 현탁액 중의 결정을 회수하고, 결정을 하나 이상의 제1 분리 영역에서 모액으로부터 분리한다. 수득된 결정을 부분 용융를 위해 하나 이상의 영역에서 부분적으로 용융시키고, 결정의 현탁액을 회수한다. 현탁액 중의 결정을 분리하고, 하나 이상의 분리 및 세척 영역에서 세척하며, 순수한 파라크실렌 결정과 세척액을 회수하고, 순수한 결정을 임의로 완전히 용융시키며, 용융된 파라크실렌의 액체 스트림을 수집한다.
미국 특허 제5,448,005호에는, 약 0 내지 약 50℉의 온도에서 단일 온도 결정화 생성 단계를 사용하고 또한 스캐빈저 단계를 사용하여 파라크실렌 회수율을 증가시키는, 파라크실렌을 약 70중량% 이상 및 바람직하게는 파라크실렌을 약 80중량% 이상 포함하는 고중량%의 파라크실렌 공급 원료로부터 고순도 파라크실렌을 제조하는 방법이 기재되어 있다. 당해 방법의 단일 온도 생성 단계 결정화기는 파라크실렌 생성물만을 사용하는 세척을 이용한다.
본 발명은 다른 결정화 방법에 비해 잇점을 갖는다. 본 발명은 미국 특허 제6,111,161호 및 미국 특허 제5,448,005호에 기재된 구조와 비교하여 냉각 요건을 감소시킨다. 따라서, 이들 구조와 비교하여 에너지 소비를 감소시키고 비용을 절감시킨다. 이는 최종 생성물의 일부분 또는 대부분을 분리 단계의 초기에 분리하여 저온 냉각을 필요로 하는 재료의 양을 감소시킴으로써 달성된다. 이는 케이크를 보다 저온 단계로부터 제1 결정화기로 반송하지는 않지만, 추가의 파라크실렌 생성물이 추가의 냉각 없이도 회수될 수 있도록 결정을 충분히 가온하기 위해 재슬러리 드럼을 이용한다. 표준 공학 실시에 따라 계산한 바에 따르면, 본 발명의 냉각 압축기 마력은 미국 특허 제6,111,161호의 교시에 기초하는 비교 구조의 마력보다 13% 감소시킬 수 있다.
발명의 요약
본 발명은 C8 방향족 탄화수소를 포함하고 파라크실렌 농도가 약 60중량% 이상인 파라크실렌 함유 공급 스트림으로부터 파라크실렌을 제조하는 방법으로서,
공급 스트림을 제1 결정화기에서 약 10 내지 약 55℉의 온도에서 결정화시키는 단계(a),
모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(b),
제1 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 액체 파라크실렌으로 세척한 다음, 파라크실렌 결정을 완전히 용융시키고, 액체 파라크실렌 생성물을 수집하는 단계(c),
여액의 적어도 일부를 제1 분리 장치로부터 제2 결정화기(이는 제1 결정화기의 온도보다 낮은 온도에서 작동한다)로 이동시키고, 여액을 결정화시킨 다음, 모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(d),
제2 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 슬러리 장치로 전송하는 단계(e),
여액의 적어도 일부를 제2 분리 장치로부터 제3 결정화기(이는 제2 결정화기의 온도보다 낮은 온도에서 작동한다)로 이동시키고, 여액을 결정화시킨 다음, 모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(f),
제3 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 슬러리 장치로 전송하는 단계(g),
슬러리 장치 속의 파라크실렌 결정을 파라크실렌 함유 액체와 접촉시켜 온도가 최저온 결정화기의 온도보다 높은 슬러리 혼합물을 형성하는 단계(h),
슬러리 혼합물을 제4 분리 장치에서 분리하여 여액과 결정질 파라크실렌 생성물을 제조하고, 파라크실렌 결정을 액체 파라크실렌으로 세척한 다음, 파라크실렌 결정을 완전히 용융시키고, 액체 파라크실렌 생성물을 수집하는 단계(i),
여액의 적어도 일부를 제4 분리 장치로부터 제2 결정화기로 재순환시키는 단계(j) 및
제1 분리 장치로부터의 여액, 제4 분리 장치로부터의 여액, 및 제1 분리 장치와 제4 분리 장치로부터의 여액으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 여액의 적어도 또 다른 일부를 슬러리 장치로 재순환시키는 단계(k)를 포함하는, 파라크실렌의 제조방법에 관한 것이다.
바람직하게는, 단계(c)로부터의 결정질 파라크실렌 생성물은 용융 전에 단계(i)의 결정질 파라크실렌 생성물과 배합된다. 이는 동일한 용융 드럼에 2개의 파라크실렌 생성물을 전송함으로써 적절하게 달성할 수 있다.
또한, 본 발명은 C8 방향족 탄화수소를 포함하고 파라크실렌 농도가 약 60중량% 이상인 파라크실렌 함유 공급 스트림으로부터 파라크실렌을 제조하는 방법으로서,
공급 스트림을 제1 결정화기에서 약 10 내지 약 55℉의 온도에서 결정화시키는 단계(a),
모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(b),
제1 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 액체 파라크실렌으로 세척한 다음, 파라크실렌 결정을 완전히 용융시키고, 액체 파라크실렌 생성물을 수집하는 단계(c),
여액의 적어도 일부를 제1 분리 장치로부터 제2 결정화기(이는 약 -10 내지 약 35℉의 온도에서 작동한다)로 이동시키고, 여액을 결정화시킨 다음, 모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(d),
제2 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 슬러리 장치로 전송하는 단계(e),
여액의 적어도 일부를 제2 분리 장치로부터 제3 결정화기(이는 약 -35 내지 약 5℉의 온도에서 작동한다)로 이동시키고, 여액을 결정화시킨 다음, 모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(f),
제3 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 슬러리 장치로 전송하는 단계(g),
슬러리 장치 속의 파라크실렌 결정을 파라크실렌 함유 액체와 접촉시켜 온도가 약 10℉ 내지 약 55℉인 슬러리 혼합물을 형성하는 단계(h),
슬러리 혼합물을 제4 분리 장치에서 분리하여 여액과 결정질 파라크실렌 생성물을 제조하고, 파라크실렌 결정을 액체 파라크실렌으로 세척한 다음, 파라크실렌 결정을 완전히 용융시키고, 액체 파라크실렌 생성물을 회수하는 단계(i),
여액의 적어도 일부를 제4 분리 장치로부터 제2 결정화기로 재순환시키는 단계(j) 및
제1 분리 장치로부터의 여액, 제4 분리 장치로부터의 여액, 및 제1 분리 장치와 제4 분리 장치로부터의 여액으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 여액의 적어도 또 다른 일부를 슬러리 장치로 재순환시키는 단계(k)를 포함하는, 파라크실렌의 제조방법에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 C8 방향족 탄화수소를 포함하고 파라크실렌 농도가 약 60중량% 이상인 파라크실렌 함유 공급 스트림으로부터 파라크실렌을 제조하는 방법으로서,
공급 스트림을 제1 결정화기에서 약 30 내지 약 55℉의 온도에서 결정화시키는 단계(a),
모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(b),
제1 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 액체 파라크실렌으로 세척한 다음, 파라크실렌 결정을 완전히 용융시키고, 액체 파라크실렌 생성물을 수집하는 단계(c),
여액의 적어도 일부를 제1 분리 장치로부터 제2 결정화기(이는 약 15 내지 약 25℉의 온도에서 작동한다)로 이동시키고, 여액을 결정화시킨 다음, 모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(d),
제2 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 슬러리 장치로 전송하는 단계(e),
여액의 적어도 일부를 제2 분리 장치로부터 제3 결정화기(이는 약 -10 내지 약 -5℉의 온도에서 작동한다)로 이동시키고, 여액을 결정화시킨 다음, 모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(f),
제3 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 슬러리 장치로 전송하는 단계(g),
슬러리 장치 속의 파라크실렌 결정을 파라크실렌 함유 액체와 접촉시켜 온도가 약 30 내지 약 50℉인 슬러리 혼합물을 형성하는 단계(h),
슬러리 혼합물을 제4 분리 장치에서 분리하여 여액과 결정질 파라크실렌 생성물을 제조하고, 파라크실렌 결정을 액체 파라크실렌으로 세척한 다음, 파라크실렌 결정을 완전히 용융시키고, 액체 파라크실렌 생성물을 회수하는 단계(i),
여액의 적어도 일부를 제4 분리 장치로부터 제2 결정화기로 재순환시키는 단계(j) 및
제1 분리 장치로부터의 여액, 제4 분리 장치로부터의 여액, 및 제1 분리 장치와 제4 분리 장치로부터의 여액으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 여액의 적어도 또 다른 일부를 슬러리 장치로 재순환시키는 단계(k)를 포함하는, 파라크실렌의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 C8 방향족 탄화수소를 포함하고 파라크실렌 농도가 약 55중량% 이상인 파라크실렌 함유 공급 스트림으로부터 파라크실렌을 제조하는 방법으로서,
공급 스트림을 제1 결정화기에서 약 10 내지 약 55℉의 온도에서 결정화시키는 단계(a),
모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(b),
제1 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 액체 파라크실렌으로 세척한 다음, 파라크실렌 결정을 완전히 용융시키고, 액체 파라크실렌 생성물을 수집하는 단계(c),
여액의 적어도 일부를 제1 분리 장치로부터 제2 결정화기(이는 제1 결정화기의 온도보다 낮은 온도에서 작동한다)로 이동시키고, 여액을 결정화시킨 다음, 모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(d),
제2 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 슬러리 장치로 전송하는 단계(e),
여액의 적어도 일부를 제2 분리 장치로부터 제3 결정화기(이는 제2 결정화기의 온도보다 낮은 온도에서 작동한다)로 이동시키고, 여액을 결정화시킨 다음, 모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(f),
제3 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 슬러리 장치로 전송하는 단계(g),
슬러리 장치 속의 파라크실렌 결정을 파라크실렌 함유 액체와 접촉시켜 온도가 최저온 결정화기의 온도보다 높은 슬러리 혼합물을 형성하는 단계(h),
슬러리 혼합물을 제4 분리 장치에서 분리하여 여액과 결정질 파라크실렌 생성물을 제조하고, 파라크실렌 결정을 액체 파라크실렌으로 세척한 다음, 파라크실렌 결정을 완전히 용융시키고, 액체 파라크실렌 생성물을 수집하는 단계(i),
여액의 적어도 일부를 제4 분리 장치로부터 제1 결정화기로 재순환시키는 단계(j) 및
제1 분리 장치로부터의 여액, 제4 분리 장치로부터의 여액, 및 제1 분리 장치와 제4 분리 장치로부터의 여액으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 여액의 적어도 또 다른 일부를 슬러리 장치로 재순환시키는 단계(k)를 포함하는, 파라크실렌의 제조방법에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 C8 방향족 탄화수소를 포함하고 파라크실렌 농도가 약 55중량% 이상인 파라크실렌 함유 공급 스트림으로부터 파라크실렌을 제조하는 방법으로서,
공급 스트림을 제1 결정화기에서 약 10 내지 약 55℉의 온도에서 결정화시키는 단계(a),
모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(b),
제1 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 액체 파라크실렌으로 세척한 다음, 파라크실렌 결정을 완전히 용융시키고, 액체 파라크실렌 생성물을 수집하는 단계(c),
여액의 적어도 일부를 제1 분리 장치로부터 제2 결정화기(이는 약 -10 내지 약 35℉의 온도에서 작동한다)로 이동시키고, 여액을 결정화시킨 다음, 모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(d),
제2 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 슬러리 장치로 전송하는 단계(e),
여액의 적어도 일부를 제2 분리 장치로부터 제3 결정화기(이는 약 -35 내지 약 5℉의 온도에서 작동한다)로 이동시키고, 여액을 결정화시킨 다음, 모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(f),
제3 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 슬러리 장치로 전송하는 단계(g),
슬러리 장치 속의 파라크실렌 결정을 파라크실렌 함유 액체와 접촉시켜 온도가 약 10 내지 약 55℉인 슬러리 혼합물을 형성하는 단계(h),
슬러리 혼합물을 제4 분리 장치에서 분리하여 여액과 결정질 파라크실렌 생성물을 제조하고, 파라크실렌 결정을 액체 파라크실렌으로 세척한 다음, 파라크실렌 결정을 완전히 용융시키고, 액체 파라크실렌 생성물을 회수하는 단계(i),
여액의 적어도 일부를 제4 분리 장치로부터 제1 결정화기로 재순환시키는 단계(j) 및
제1 분리 장치로부터의 여액, 제4 분리 장치로부터의 여액, 및 제1 분리 장치와 제4 분리 장치로부터의 여액으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 여액의 적어도 또 다른 일부를 슬러리 장치로 재순환시키는 단계(k)를 포함하는, 파라크실렌의 제조방법에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 C8 방향족 탄화수소를 포함하고 파라크실렌 농도가 약 55중량% 이상인 파라크실렌 함유 공급 스트림으로부터 파라크실렌을 제조하는 방법으로서,
공급 스트림을 제1 결정화기에서 약 20 내지 약 30℉의 온도에서 결정화시키는 단계(a),
모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(b),
제1 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 액체 파라크실렌으로 세척한 다음, 파라크실렌 결정을 완전히 용융시키고, 액체 파라크실렌 생성물을 수집하는 단계(c),
여액의 적어도 일부를 제1 분리 장치로부터 제2 결정화기(이는 약 5 내지 약 15℉의 온도에서 작동한다)로 이동시키고, 여액을 결정화시킨 다음, 모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(d),
제2 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 슬러리 장치로 전송하는 단계(e),
여액의 적어도 일부를 제2 분리 장치로부터 제3 결정화기(이는 약 -10 내지 약 -5℉의 온도에서 작동한다)로 이동시키고, 여액을 결정화시킨 다음, 모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(f),
제3 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 슬러리 장치로 전송하는 단계(g),
슬러리 장치 속의 파라크실렌 결정을 파라크실렌 함유 액체와 접촉시켜 온도가 약 30 내지 약 50℉인 슬러리 혼합물을 형성하는 단계(h),
슬러리 혼합물을 제4 분리 장치에서 분리하여 여액과 결정질 파라크실렌 생성물을 제조하고, 파라크실렌 결정을 액체 파라크실렌으로 세척한 다음, 파라크실렌 결정을 완전히 용융시키고, 액체 파라크실렌 생성물을 회수하는 단계(i),
여액의 적어도 일부를 제4 분리 장치로부터 제1 결정화기로 재순환시키는 단계(j) 및
제1 분리 장치로부터의 여액, 제4 분리 장치로부터의 여액, 및 제1 분리 장치와 제4 분리 장치로부터의 여액으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 여액의 적어도 또 다른 일부를 슬러리 장치로 재순환시키는 단계(k)를 포함하는, 파라크실렌의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 방법에서, 단계(c)에서 생성된 파라크실렌 결정을 편리하게는 용융 드럼 또는 기타 적합한 용융 기관에서 단계(i)에서 생성된 결정질 파라크실렌 생성물과 배합하고, 용융시켜 고순도 액체 파라크실렌 생성물을 수득한다.
고순도 액체 파라크실렌 생성물의 일부분은 바람직하게는 단계(c) 및 단계(i)에서 수득한 결정질 파라크실렌을 세척하기 위해 사용된다. 세척물 대 결정질 파라크실렌의 중량비는 적합하게는 약 0.10:1 내지 약 0.5:1, 바람직하게는 약 0.2:1 내지 약 0.35:1이다. 정제된 결정질 파라크실렌을 세척하기 위한 파라크실렌의 바람직한 공급원은 본 발명의 방법으로 제조한 정제된 액체 파라크실렌 생성물이다.
제2 및 제3 결정화로부터 수득한 파라크실렌 결정을 파라크실렌 함유 액체와 혼합하여 형성한 슬러리 혼합물은 또는 재슬러리 혼합물로서 언급될 수 있는데, 이는 파라크실렌 결정이 분리 전에 모액과 함께 슬러리에서 제2 및 제3 결정화기 외부에 존재할 수 있고 슬러리 용기 또는 슬러리 장치 속에서 파라크실렌 함유 액체와 접촉하여 또 다른 슬러리를 형성할 수 있기 때문이다. 슬러리 혼합물을, 예를 들면, 적합한 기계적 진탕기로 교반 또는 혼합하는 것이 바람직하다. 슬러리 혼합물은 장치 속에 함유된 결정질 파라크실렌의 순도를 목적하는 순도까지 증가시키기에 충분한 시간 동안 슬러리 장치(이는 또한 슬러리 용기 또는 재슬러리 드럼으로 언급될 수 있다)에서 유지된다. 본 발명의 바람직한 연속 방법의 경우, 슬러리 용기에서 슬러리의 체류 시간은 통상 약 0.2 내지 약 2시간, 보다 바람직하게는 약 0.5 내지 약 1시간이다.
본 발명의 방법으로 제조한 파라크실렌은 파라크실렌의 순도가 약 99.5중량% 이상, 바람직하게는 약 99.7중량% 이상, 가장 바람직하게는 약 99.8중량% 이상이다.
도면의 간단한 설명
도 1은, 3개의 결정화 단계와 하나의 재슬러리 단계가 사용되고 재슬러리 드럼에서 배출물의 분리로부터 거부된 여액의 적어도 일부분이 제2 결정화 단계로 재순환되는, 본 발명의 양태의 개략도를 나타낸다. 고순도 파라크실렌 생성물은 재순환 또는 재결정화 없이도 제1 결정화 단계로부터 수득된다.
도 2는, 재슬러리 드럼에서 배출물의 분리로부터 거부된 여액의 적어도 일부분이 제2 결정화 단계로 전송되기 보다는 제1 결정화 단계로 전송되는 공급물과 배합되는, 본 발명의 양태의 개략도를 나타낸다.
도 3은, 제1 결정화 단계에서 형성된 결정질 파라크실렌이 결정화 및 분리 후에 파라크실렌 생성물로 진행되지 않고, 제2 및 제3 결정화/분리 단계에서 형성된 결정질 파라크실렌 케이크와 배합된 다음 재슬러리 단계로 처리되는, 방법을 나타낸다.
본 발명은 파라크실렌을 C8 방향족 화합물의 평형 혼합물에서 발견되는 농도보다 큰 농도로 포함하는 공급 스트림으로부터 고순도 파라크실렌 생성물을 회수하는 에너지 효율적 방법에 관한 것이다. 바람직하게는, 공급 스트림은 파라크실렌을 약 60중량% 이상 포함할 것이다. 또한, 공급 스트림은 오르토크실렌, 메타크실렌 및 에틸벤젠을 포함하는 기타 C7 내지 C9 방향족 화합물을 포함할 수 있다. 본 발명의 방법은 공지된 다른 방법에 비해 잇점을 함께 제공하는 2가지 개념에 기초한다. 첫번째 개념은 제1 단계의 결정화 및 분리를 중심으로 한다. 방법 조건과 장비를 적절히 선택함으로써, 제1 단계는 추가의 처리를 요구하지 않는 고순도 생성물을 제조할 수 있다. 이는 최종 생성물을 수득하기 전에 파라크실렌을 재순환 및 재결정화시키는 다른 결정화 방법과 비교하여 효율 및 비용 효과를 개선시킨다. 두번째 개념은, 고순도 파라크실렌 생성물이 매우 저온이므로 직접 편리하게 수득할 수는 없지만 가장 중요하게는 냉각을 필요로 하지 않는 모든 결정질 파라크실렌 케이크를 가온하기 위해 에너지 요건과 비용을 감소시키는 재슬러리 기술의 사용을 중심으로 한다. 재슬러리 드럼은, 파라크실렌 생성물이 매우 저온이므로 직접 또는 편리하게 제조할 수 없는 저온 결정화기로부터 수득되는 파라크실렌 결정을 가온하기 위해 사용된다. 파라크실렌 결정이 너무 저온인 경우에는 당해 케이크에서 순수하지 않은 모액을 대체하기 위해 사용된 파라크실렌 세척물이 동결되어 당해 케이크를 투과하지 않을 것이다.
본 발명의 결정화 방법은 고순도 파라크실렌 생성물을 제조하기 위해 파라크실렌을 약 60중량% 이상, 바람직하게는 약 60중량% 초과, 보다 바람직하게는 약 70중량% 이상, 보다 바람직하게는 약 75중량% 이상, 보다 바람직하게는 약 80중량% 이상, 보다 바람직하게는 약 85중량% 이상, 보다 바람직하게는 약 90중량% 이상 및 가장 바람직하게는 약 95중량% 이상 함유하는 스트림을 제공하는 임의의 방법과 조합하여 사용될 수 있다. 본 발명의 한 가지 양태에서, 당해 공급 스트림은 파라크실렌을 약 55중량% 이상 함유할 수 있다.
본 발명의 방법으로 제조한 파라크실렌은 파라크실렌 순도가 약 99.5중량% 이상, 바람직하게는 약 99.7중량% 이상, 보다 바람직하게는 약 99.8중량% 이상이다.
본 발명의 양태는 도 1에 설명되어 있다. 다음 논의에서, 도면을 언급할 때, 스트림 번호는 당해 스트림이 운송되는 라인의 번호에 상응한다. 파라크실렌 함유 공급물은 하나 이상의 고온 결정화기(100)까지 라인(1)을 통과하고, 메타크실렌 및 오르토크실렌을 결정화시키지 않고서 파라크실렌이 결정화되기에 충분한 온도로 냉각된다. 바람직하게는, 라인(1)[스트림(1)] 속의 공급물은 파라크실렌을 약 60중량% 이상 포함할 것이다. 스트림(1)은 파라크실렌을 약 60중량% 이상 함유하는 공급물을 생성할 수 있는 임의의 적절한 공급원으로부터 수득할 수 있다. 예를 들면, 이는 유오피(UOP)사가 제조한 하이소르브(HYSORBTM) 등의 흡수 방법으로부터 유래하거나, 가압 스윙 흡수(PSA) 장치로부터 유래하거나, 톨루엔 불균등화(TDP) 장치로부터 유래하거나, 저온 결정화 단계 등의 또 다른 결정화 방법으로부터 유래할 수 있다. 본 발명의 방법을 위한 공급물을 제공하기 위해 파라크실렌 조성이 동일하거나 상이한 각종 공급물을 또한 배합할 수 있다. 스트림(1)의 조성은 파라크실렌이 약 60중량% 이상, 바람직하게는 약 60중량% 초과, 보다 바람직하게는 약 70중량% 이상, 보다 바람직하게는 약 75중량% 이상, 보다 바람직하게는 약 80중량% 이상, 보다 바람직하게는 약 85중량% 이상, 보다 바람직하게는 약 90중량% 이상, 보다 바람직하게는 약 90중량% 초과, 보다 더 바람직하게는 약 95중량% 이상인 것이 바람직하다.
파라크실렌을 약 60중량% 이상 포함하는 C8 방향족 스트림[스트림(1)]은 라인(1)을 통해 고온 결정화기(100)에 공급되고, 당해 결정화기(100)의 온도는 파라크실렌 결정과 모액의 슬러리를 포함하는 라인(2)[스트림(2)]에서 배출물을 생성하는 약 10 내지 약 55℉, 바람직하게는 약 30 내지 약 55℉이며, 라인(2)를 통해 액체-고체 분리 장치(30)로 전달되며, 분리 장치(30)는 결정질 파라크실렌을 결정질 상태로 유지시키기에 충분히 낮은 온도에서 작동된다. 이러한 작동 온도를 유지하기 위해 어떠한 냉각도 요구되지 않는다. 스트림(2)의 조건은 스트림(1)의 조성에 따라 변화될 것이다. 스트림(1)이 파라크실렌을 약 90중량% 함유하는 양태에 있어서, 라인(2)에서 배출물 스트림[스트림(2)]의 온도는 약 40℉일 수 있다. 본 발명에서, 결정화기는 바람직하게는 모두 약 대기압에서 작동되지만, 이는 누출시에 공기의 유입을 방지하기 위해 충분한 압력이 결정화기 내부에 유지된다는 것을 의미한다. 따라서, 작동 중에 결정화기 챔버는 통상 대기압보다 약간 높게 유지될 것이다. 이는 증가된 압력을 처리하기 위해 보다 두꺼운 벽과 보다 강력한 플랜지를 필요로 하는 압력하에 작동시키는 것보다 비용이 절감된다.
C8 방향족 스트림(1)이 공급되는 결정화기(100)는 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 바와 같이 각종 형태의 결정화기를 다양한 순서로 포함할 수 있다. 예를 들면, 단일 결정화기가 사용되거나 다중 결정화기가 사용될 수 있다. 다중 장치가 사용되는 경우, 결정화 용기는 병렬로, 일렬로 또는 보다 복잡한 기타 배치로 배열될 수 있다. 흡출관 결정화기(draft tube crystallizer) 및 스크랩 벽 결정화기(scraped wall crystallizer) 등의 각종 결정화기를 이용할 수 있다. 사용된 결정화기의 종류는 중요하지는 않다. 냉각은 당해 냉각이 방법 재료와 혼합되지 않도록 간접적으로 제공할 수 있다. 전형적인 예는 결정화 용기 또는 쉘을 둘러싸고 있는 재킷 및 결정화 용기 외부의 관 열 교환기를 포함한다. 프로필렌이 바람직한 냉각제이다. 또는, 냉각은 당해 냉각이 구조상 방법 재료와 혼합되도록 직접 제공될 수 있다. 전형적인 예는 흡출관 결정화기에 냉 이산화탄소 또는 냉 질소의 주입을 포함한다. 결정화기에서 전형적인 체류 시간은 약 30분 내지 약 5시간, 바람직하게는 약 30분 내지 약 3시간, 보다 바람직하게는 약 0.5 내지 약 2시간이다.
도 1에 제시되지는 않았지만, 2종의 재순환 스트림 중의 어느 하나 또는 둘 다가 결정화 구조에 도입되어 있는 또 다른 방법 양태를 사용하여 작동능을 개선시킬 수 있다. 제1 재순환 스트림은 결정화기 배출물의 일부를 결정화기(100)로 다시 재순환시킬 것이다. 이는 라인(2)에서 슬러리 배출물의 일부를 결정화기(100)로 다시 전송시킴으로써 도 1에서 나타낼 수 있다. 제2 재순환 스트림은 결정화기(100)의 바로 하류에 있는 액체-고체 분리 장치(30)으로부터 하나 이상의 여액 스트림의 일부를 재순환시킬 것이다. 이는 라인(3) 및/또는 라인(4)에서 여액 배출물의 적어도 일부를 결정화기(100)로 다시 전송시킴으로써 도 1에서 나타낼 수 있다.
도 1에 제시된 바와 같이, 파라크실렌 결정과 모액의 슬러리를 포함하는 결정화기(100)로부터 배출물 스트림은 라인(2)을 통해 하나 이상의 액체/고체 분리 장치를 포함하는 분리 장치(30)로 운송된다. 바람직한 양태에 있어서, 액체/고체 분리기(30)는 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하는 데 사용되는 하나 이상의 원심분리기를 포함한다. 본 발명의 방법에서 분리기로서 사용된 원심분리기는 스크랩 볼 원심분리기(scraped bowl cetrifuge) 또는 푸셔 원심분리기(pusher cetrifuge) 또는 이들의 조합일 수 있다. 세척 컬럼 또는 회전 여과기 등의 기타 액체/고체 분리 장치도 또한 당해 방법에서 파라크실렌 결정의 분리에 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 세척 컬럼은, 예를 들면, 본원에서 참조문헌으로 인용되는 미국 특허 제4,734,102호 및 미국 특허 제4,735,781호에 기재된 바와 같은 니로(NIRO) 세척 컬럼 또는 TNO 수력 세척 컬럼이다.
액체/고체 분리기 모두가 원심분리기인 경우에는, 고농도의 파라크실렌, 예를 들면, 파라크실렌을 약 80중량% 이상, 바람직하게는 약 85중량% 이상, 보다 바람직하게는 약 90중량% 이상 함유하는 초기 공급물을 사용하는 것이 바람직하다. 분리되는 결정질 파라크실렌 슬러리의 온도가 약 37℉ 미만인 경우에는, 세척 컬럼을 사용하여 분리하거나, 원심분리기를 사용하는 경우, 톨루엔 등의 용매로 세척하는 것이 바람직하다. 그러나, 세척액으로서 고순도 파라크실렌이 아닌 톨루엔 또는 또 다른 용매를 사용하는 것은, 톨루엔을 파라크실렌 생성물로부터 분리하기 위해, 당해 방법의 비용을 증가시킬 수 있는 추가의 증류 단계와 추가의 장비를 요구할 것이다.
액체-고체 분리 장치(30)이 원심분리기인 경우, 이는 세척된 파라크실렌 결정의 생성물 스트림을 제공한다. 이러한 파라크실렌 생성물 스트림은, 파라크실렌 결정이 완전히 용융되어 고순도 액체 파라크실렌 생성물을 제공하는 라인(5)을 통해 용융 드럼(35)으로 전송된다. 고순도 파라크실렌의 일부를 추가의 가공 없이, 즉 추가의 결정화 및 원심분리 순환을 진행시키지 않고서 생성물 수집 라인(16)을 통해 생성물로서 용융 드럼(35)으로부터 제거한다. 파라크실렌의 일부를 추가의 처리 없이 제1 분리 장치로부터 직접 액체 파라크실렌 생성물로 취하는 것은 재결정화 및 재원심분리 등과 같이 파라크실렌 결정의 추가의 처리를 필요로 하는 결정화 방법보다 본 발명을 방법을 보다 효율적이고 보다 비용 효과적으로 되게 한다. 세척 작업은 파라크실렌 생성물 스트림(5)의 순도를 99.5중량% 이상의 파라크실렌, 바람직하게는 99.8중량% 이상의 파라크실렌으로 증가시키기 위해 분리 장치(30)에서 실시될 수 있다. 세척 작업을 수행하는 경우, 파라크실렌 용융물의 일부를 분리기(30)로 반환하고, 분리기(30)의 말단부의 파라크실렌 케이크 위에 분무한다. 세척액 대 결정질 파라크실렌의 중량비는 적합하게는 약 0.05 내지 약 0.5, 바람직하게는 약 0.15 내지 약 0.25이다. 액체/고체 분리기가 원심분리기이고 정제된 파라크실렌이 세척액으로서 사용되는 경우에는 분리되는 파라크실렌 결정과 모액의 슬러리 온도가 약 37℉ 이상의 온도인 것이 바람직하다. 또한, 액체-고체 분리 장치(30)은 도 1의 라인(3)[스트림(3)] 및 라인(4)[스트림(4)]를 통해 운반된 하나 이상의 여액 스트림을 제공한다. 스트림(3)은 거부 여액 스트림이고, 스트림(4)는 스트림(3)보다 많은 파라크실렌을 함유하는 세척 여액 스트림이다. 스트림(1)이 파라크실렌을 약 90중량% 함유하는 양태의 경우, 스트림(3)은 파라크실렌을 약 81중량% 함유하고 스트림(4)은 파라크실렌을 약 84중량% 함유할 수 있다. 이들 중량%는 사용된 원심분리기의 종류 및 선택된 세척 비에 따라 변화할 수 있다. 원심분리기가 분리 장치로서 사용되는 경우와 마찬가지로 파라크실렌 생성물 스트림(5)이 고체를 함유하는 경우, 당해 고체는 액체 생성물을 제조하기 위해 용융될 수 있다. 세척액이 사용되는 경우, 이는 액체 파라크실렌 생성물 자체이거나 톨루엔 또는 메탄올 등의 다른 재료일 수 있다. 세척액이 파라크실렌 생성물이 아닌 경우에는, 추가의 분리기를 사용하여 최종 정제된 파라크실렌 생성물을 수득하고 세척 재료(들)를 회수한다. 이를 위해 2개의 증류 컬럼이 통상 사용된다. 바람직하게는, 세척액은 파라크실렌 생성물의 분획일 것이다.
분리 장치(30)으로부터 단지 하나의 여액 스트림 배출물만이 존재하는 양태에 있어서, 도 1의 라인(4)은 어떠한 배출 흐름도 갖지 않고 생략될 수 있다. 생성물 단계에서 푸셔 원심분리기가 사용되는 경우에는 도 1에 제시된 바와 같이 통상적으로 2개의 여액 스트림이 존재한다. 거부 여액인 라인(3)[스트림(3)] 속의 여액의 조성은 세척 여액인 라인(4)[스트림(4)] 속의 여액의 조성보다 파라크실렌이 감소된다. 라인(4) 속의 여액은 도 1에 제시된 바와 같이 희석물로서 라인(19)을 통해 재슬러리 드럼(32)으로 전송된다. 재슬러리 드럼(32)의 온도를 제어하기 위해, 라인(4)을 통해 운반된 여액 스트림을 재슬러리 드럼에 첨가하기 전에 열 교 환기(도시되지 않음)를 사용하여 가열할 수 있다.
라인(3)을 통해 운반된 거부 여액 스트림의 일부를 희석물로서 라인(17)을 통해 재슬러리 드럼(32)으로 전송할 수 있다. 라인(17)을 통해 재슬러리 드럼(32)으로 전송된 스트림(3) 여액의 일부를, 재슬러리 드럼 속의 온도를 제어하기 위해, 경우에 따라, 가열시킬 수 있다. 여액 스트림(3)의 나머지 부분은, 재슬러리 드럼(32)에서 희석물로서 사용되도록 라인(18)을 통해 재슬러리 드럼(32)으로 재순환되지 않는, 라인(13) 속의 액체-고체 분리기(31)로부터의 모든 여액과 배합된다. 라인(3)과 라인(13)으로부터 배합된 스트림을 라인(25)을 통해 제2 결정화기(200)에 공급하고, 제2 결정화기는 제1 결정화기(100)보다 낮은 온도에서 작동한다. 결정화기(200)는 약 -10 내지 약 35℉, 바람직하게는 약 15 내지 약 25℉의 온도에서 작동된다. 결정질 파라크실렌과 모액을 포함하는 저온 결정화기(200)로부터의 배출물을 라인(6)을 통해 하나 이상의 액체-고체 분리 장치를 포함하는 분리기(33)로 운송한다. 예를 들면, 라인(6) 속의 배출물은 약 25℉이다. 도 1에 설명된 양태는, 하나 이상의 원심분리기 또는 다른 분리 수단을 사용할 수 있지만, 분리기(33)로서 단일 원심분리기를 이용한다. 원심분리기(33)로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 라인(8)을 통해 재슬러리 드럼(32)으로 운송한다. 원심분리기(33)으로부터의 여액을 라인(7)을 통해 제3 결정화기(300)로 전송하고, 제3 결정화기(300)는 결정화기(200)보다 낮은 온도이다. 스트림(1)이 파라크실렌을 약 90중량% 함유하는 양태에 있어서, 스트림(7)은 파라크실렌을 약 68중량% 함유할 것이다. 결정화기(300)는 약 -35 내지 약 5℉, 바람직하게는 약 -10 내지 약 -5℉에서 작동된다. 위에서 설명한 바와 같이, 원심분리기(33 및 34) 대신에 다른 분리 장치를 사용할 수 있다. 도 1에 제시되지는 않았지만, 하나 이상의 세척 단계를 경우에 따라 포함시킬 수 있다. 세척이 사용되는 경우, 각각 파라크실렌 조성이 상이한 다중 여액 스트림을 수득할 수 있다. 이들 여액 스트림을 이들의 조성에 따라 상이한 구조 부분으로 다시 재순환시키거나 공급할 수 있다. 바람직한 양태는 세척을 사용하지 않는다.
결정질 파라크실렌과 모액을 포함하는 슬러리인, 결정화기(300)로부터의 배출물을 라인(9)을 통해 분리기(34)에 공급하고, 여기서 분리기(34)는 하나 이상의 액체-고체 분리 장치를 포함한다. 도 1에 설명된 양태에 있어서, 라인(9)을 통해 운반된 결정화기 배출물은 약 -5℉이다. 설명된 양태에 있어서, 단일 푸셔 원심분리기가 분리기(34)로서 사용된다. 원심분리기(34)로부터의 파라크실렌 케이크는 라인(11)을 통해 재슬러리 드럼(32)으로 전송되고, 여액은 라인(10)을 통해 제거된다. 라인(10) 속의 여액 스트림은 스트림(1)을 고온 결정화기(100)에 도입하기 전에 C8 방향족 공급 스트림(1)을 냉각시키기 위해 사용될 수 있다. 이는 당해 결정화기에 대한 냉각 요건을 감소시킬 것이다. 이어서, 라인(10) 속의 여액 스트림을 반응기, 예를 들면, 에틸 벤젠을 다른 C8 방향족 화합물로부터 보다 용이하게 분리시킬 수 있는 다른 화합물로 전환시키는 반응기, 또는 또 다른 분리 공정으로 전송할 수 있다. 스트림(9)이 -5℉인 양태에 있어서, 스트림(10)은 파라크실렌을 약 45중량% 함유할 것이다.
재슬러리 드럼(32)은, 재슬러리 드럼으로부터의 배출물이 보다 고순도 생성물을 생성할 수 있는 하나 이상의 액체-고체 분리 장치로 전송될 수 있도록 충분히 고온에서 작동된다. 필수적이지는 않지만, 재슬러리 드럼의 온도는 상술된 결정화기의 온도보다 높을 수 있다. 모든 경우에, 최저온 결정화기보다는 고온일 것이다. 당해 슬러리의 온도는 적합하게는 약 10℉ 이상, 바람직하게는 약 30℉, 보다 바람직하게는 약 35 내지 약 45℉, 보다 바람직하게는 약 38 내지 약 42℉의 온도, 가장 바람직하게는 약 40 내지 약 42℉의 온도이다. 결정질 파라크실렌은 당해 결정과 모액이 평형에 도달하도록 하기에 충분한 시간 동안 슬러리에서 파라크실렌 함유 액체와 접촉된다. 이러한 시간은 바람직하게는 약 0.1 내지 약 2시간, 보다 바람직하게는 약 0.4 내지 약 1시간이다. 슬러리 속의 액체의 양은 슬러리화되어 펌핑될 수 있는 혼합물을 생성하기에 충분한 양이어야 한다. 슬러리에 사용된 액체는 파라크실렌을 함유하는 액체이다. 고농도의 이들 스트림이 슬러리 액체로서 사용하기에 보다 바람직하다. 예를 들면, 도 1에 제시된 양태에 있어서, 스트림(4 및 14)을 가장 먼저 선택하는 것이 바람직하고, 이어서 스트림(3) 및/또는 스트림(13)을 선택할 수 있다. 당해 슬러리를 충분히 평형화시킨 후, 정제된 결정질 파라크실렌을 액체로부터 분리하고, 바람직하게는 부착 모액을 제거하기 위해 액체 파라크실렌으로 세척한다. 세척에 사용된 액체 파라크실렌은 바람직하게는 순도가 약 99.5중량% 이상, 바람직하게는 약 99.7중량% 이상, 보다 바람직하게는 약 99.8중량% 이상인 고순도 파라크실렌이다. 액체 파라크실렌 세척물 대 결정질 파라크실렌의 중량 비는 전형적으로 약 0.05:1 내지 약 0.5:1, 보다 바람직하게는 약 0.15:1 내지 약 0.25:1, 보다 더 바람직하게는 약 0.18:1 내지 약 0.2:1이다. 정제된 결정질 파라크실렌을 용융시키면, 순도가 99.5중량% 이상, 보다 바람직하게는 약 99.7중량% 이상, 가장 바람직하게는 약 99.8중량% 이상인 액체 생성물 파라크실렌이 생성된다.
재슬러리 드럼(32)이 결정화기(100)보다 고온인 경우, 라인(13)에서 여액 스트림 중의 파라크실렌의 농도는 라인(1)에서 파라크실렌 공급물의 농도에 근접하거나 이를 초과할 수 있다. 이러한 경우, 재슬러리 드럼(32)으로 재순환되지 않는 라인(13) 속의 여액 스트림의 분획을 결정화기(200)가 아닌 결정화기(100)로 전송할 수 있고, 이는 당해 방법의 에너지 효율을 추가로 개선시킬 수 있다. 이것은 도 2에 제시된 방법이다. 재슬러리 드럼(32)은 약 10 내지 약 55℉, 바람직하게는 약 30 내지 약 50℉에서 작동된다.
파라크실렌 결정과 파라크실렌 함유 액체의 슬러리는 재슬러리 드럼(32)에서 제조한다. 결정질 파라크실렌과 액체 파라크실렌의 슬러리를 제조하는 데 사용된 파라크실렌 함유 액체는 액체 모액으로부터 결정질 파라크실렌을 분리하여 제조한 하나 이상의 모액 스트림일 수 있다. 슬러리에 사용된 파라크실렌 함유 액체는 결정질 파라크실렌과 액체의 슬러리를 제공하기에 적합한 양이다. 도 1에서 스트림(1)이 파라크실렌을 약 90중량% 함유하는 양태에 있어서, 재슬러리 드럼의 액체는 파라크실렌 84중량%의 스트림(4) 모두, 파라크실렌 86중량%의 스트림(14) 모두 및 파라크실렌 83중량%의 스트림(13)의 32%를 함유한다. 전형적으로, 나머지는 당해 방법으로부터의 오르토- 및 메타크실렌, 에틸벤젠 및 다른 탄화수소의 혼합물이다. 슬러리 속의 결정질 파라크실렌의 양은 통상 약 30 내지 약 60중량%, 바람직하게는 약 30 내지 약 55중량%, 가장 바람직하게는 약 35 내지 약 50중량%이다. 이러한 슬러리는 바람직하게는 기계적 진탕기로 진탕시킨다. 당해 슬러리는, 당해 슬러리 모두가 평형에 도달하기에 충분한 시간 동안 슬러리 용기(32) 속에 유지된다. 본 발명의 당해 양태의 바람직한 연속 작동의 경우, 슬러리 용기(32)에서 이러한 슬러리의 체류 시간은 적합하게는 약 0.2 내지 약 2시간, 보다 바람직하게는 약 0.4 내지 약 1시간이다.
고체-액체 분리기(31)를 재슬러리 드럼(32)으로부터 공급한다. 사용될 수 있는 분리 장치의 종류는 위의 스트림(2)과 관련하여 이미 언급되어 있다. 도 1에 설명된 방법의 한 가지 양태에서는 2개의 원심분리기가 사용된다. 세척(도시되지 않음)을 또한 제공할 수 있다. 세척을 사용하는 경우, 용융 드럼(35)으로부터 용융된 정제된 파라크실렌의 일부를 원심분리 말기에 파라크실렌을 세척하는 데 사용한다. 분리기(31)로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 라인(15)을 통해 용융 드럼(35)으로 전송하고, 파라크실렌 결정을 완전히 용융시켜 정제된 파라크실렌 생성물을 제공한다. 파라크실렌 용융물의 일부를 세척액으로서 원심분리기(31)로 재순환시킬 수 있다. 도 1에 제시된 양태에 있어서, 라인(15) 속의 파라크실렌 스트림은 원심분리기(31)로부터의 파라크실렌 생성물 스트림이고, 라인(13 및 14) 속의 여액 스트림은 원심분리기(31)로부터의 여액 스트림이다. 전체 파라크실렌 생성물 스트림은 라인(16)을 통해 용융 드럼(35)으로 운송되고, 이는 라인(5 및 15)으로부터의 파라크실렌 생성물 스트림의 배합물이다. 라인(14)(세척 여액) 속의 여액 스트림은 라인(13) 속의 여액 스트림(거부 여액)보다 파라크실렌의 조성이 높다. 라인(14) 속의 세척 여액 스트림은 라인(4) 속의 세척 여액 스트림과 배합할 수 있으며, 희석물로서 라인(19)을 통해 재슬러리 드럼(32)으로 전송된다. 또한, 라인(13) 속의 거부 여액 스트림의 일부를 희석물로서 재슬러리 드럼(32)으로 전송할 수 있다. 거부 여액 스트림(13)의 나머지 부분을 거부 여액 스트림(3)과 배합하고, 위에 언급한 바와 같이 결정화기(200)에 전송한다. 재슬러리 드럼에서 희석물로서 사용된 스트림 일부 또는 전부는 열 교환기(도시하지 않음)를 사용하여 가온할 수 있다. 더욱이, 각종 희석물 스트림 일부 또는 전부는 재슬러리 드럼에 도입하기 전에 또는 열 교환기에 통과시키기 전에 배합할 수 있다. 재슬러리 드럼 온도를 제어하는 또 다른 방법, 예를 들면, 증기 재킷을 사용하여 재슬러리 드럼을 가온하는 방법을 또한 사용할 수 있다.
본 발명에는 두 가지의 중요한 개념이 있다. 첫 번째 개념은 결정화 및 분리의 제1 단계를 중심으로 한다. 방법 조건 및 장비를 적절히 선택함으로써, 제1 단계는 추가의 처리를 요구하지 않는 고순도 생성물[스트림(5)]을 생성할 수 있다.
제공된 실시예에서, 파라크실렌의 순도가 약 99.85중량%인 최종 생성물(생성물 스트림(5 및 15)의 배합물인 라인(16) 속의 스트림)의 50% 이상은 제1 결정화/분리 단계로부터 수득된다. 이러한 재료는 하류 장비를 통해 진행하지 않고, 따라서 대부분의 다른 방법(특히 미국 특허 제6,111,161호에 기재된 방법)과 비교하여 에너지 요건이 감소되고 아마도 자본 비용도 감소된다.
두 번째 중요한 개념은 재슬러리 드럼을 중심으로 하는 데, 이의 기능은 너무 차가워서 고순도 파라크실렌 생성물을 직접 편리하게 수득할 수 없는 모든 케이크를 가온하는 것이다. 가장 중요하게는, 재슬러리 드럼은 냉각을 필요로 하지 않으며, 이는 열을 필요로 하긴 하지만 다른 방법 구조와 비교하여 에너지 비용을 감소시킨다. 따라서, 보단 차가운 결정화 단계로부터의 케이크는 추가의 냉각을 요구하지 않고서 고순도 파라크실렌 생성물(라인(15) 속의 결정질 파라크실렌 스트림)을 수득하기 위해 재슬러리 드럼을 사용하여 처리할 수 있다. 이러한 재슬러리 드럼의 사용은 본 발명을 미국 특허 제5,448,005호에 기재된 발명과 현저히 구별되게 한다. 마지막으로, 본 발명에서의 재슬러리 드럼은 현탁액을 제조하기 위해 결정을 부분적으로 용융시키는 단순한 장치가 아니다. 본 발명에서의 재슬러리 드럼은, 위에 제공된 실시예에서와 같이, 열의 부가에도 불구하고 각종 투입 스트림 모두에서 제공된 것보다 슬러리 드럼 배출물에서 보다 많은 결정질 파라크실렌 고체를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 슬러리 장치에서 형성된 슬러리 혼합물 속의 파라크실렌 결정의 양이 슬러리 장치로 전송된 파라크실렌 결정의 양보다 많은 양태를 포함한다.
다양한 결정화 단계의 온도 및 결정화 단계의 수는 선택된 냉각 순환(들), 선택된 냉각제(들) 및 스트림(1)의 조성에 따라 달라질 것이다. 또한, 분리 장치의 선택은 파라크실렌 생성물의 개략적인 순도 및 최종 순도를 변화시킬 수도 있다. 예를 들면, 세척 컬럼은 전형적으로 하나의 거부 여액 스트림을 가지며, 이들은 원심분리보다 고순도의 생성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 방법의 또 다른 양태는 도 2에 설명되어 있다. 파라크실렌을 약 55중량% 이상 포함하는 공급물[스트림(102)]을 라인(102)을 통해 결정화기(150)로 전송한다. 스트림(102)의 조성은 파라크실렌 약 55중량% 이상, 바람직하게는 파라크실렌 약 55중량% 초과, 보다 바람직하게는 파라크실렌 약 60중량% 이상, 보다 바람직하게는 파라크실렌 약 70중량% 이상, 보다 바람직하게는 파라크실렌 약 75중량% 이상, 보다 바람직하게는 파라크실렌 약 80중량% 이상, 보다 바람직하게는 파라크실렌 약 85중량% 이상, 보다 바람직하게는 파라크실렌 약 90중량% 이상 및 가장 바람직하게는 파라크실렌 약 95중량% 이상인 것이 바람직하다. 결정화기(150)는 약 10 내지 약 55℉, 바람직하게는 약 20 내지 약 30℉의 온도에서 작동된다.
파라크실렌 결정과 모액을 포함하는 결정화기(150) 배출물은, 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하기 위해 사용되는 하나 이상의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(130)로 전송된다. 원심분리기 이외의 분리 장치, 예를 들면, 세척 컬럼 또는 회전 여과기를 액체-고체 분리 장치가 사용되는 방법의 당해 단계 및 다른 단계에서 사용할 수 있다. 결정질 여과 케이크는 고순도 파라크실렌 재료를 사용하는 원심분리기 내부에서 세척된다. 원심분리기(130)는 고순도 파라크실렌 생성물[스트림(106)] 및 2개의 여액 스트림[스트림(104 및 105)]을 생성한다. 스트림(105)은 세척 여액이고, 거부 여액[스트림(104)]보다 파라크실렌이 보다 농축되어 있다. 세척 여액 모두를 재슬러리 드럼(132)으로 전송하여 재슬러리 작업을 위한 액체 일부를 제공한다. 거부 여액 모두를 라인(104)을 통해, 결정화기(150)의 온도보다 낮은 온도에서 작동하는 결정화기(150)로 전송한다. 결 정화기(250)는 약 -10 내지 약 35℉, 바람직하게는 약 5 내지 약 15℉의 온도에서 작동한다.
모액 속에 결정질 파라크실렌의 슬러리를 포함하는 결정화기(150)로부터의 배출물을 라인(107)을 통해 분리 장치(133)로 전송하고, 여기서 분리 장치(133)는 하나 이상의 원심분리기 또는 다른 분리 수단을 포함한다. 원심분리기(133)로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 라인(109)을 통해 재슬러리 드럼(132)으로 운송하고, 거부 여액[스트림(108)]을 라인(108)을 통해 결정화기(350)로 전송하며, 여기서 결정화기(350)는 결정화기(250)보다 낮은 온도에서 작동한다. 결정화기(350)는 약 -35 내지 약 5℉, 바람직하게는 약 -10 내지 약 -5℉의 온도에서 작동한다.
모액 속에 결정질 파라크실렌의 슬러리를 포함하는 결정화기(350)[스트림(110)]로부터의 배출물을 라인(110)을 통해 분리 장치(134)로 전송하고, 여기서 분리 장치(134)는 하나 이상의 원심분리기 또는 다른 분리 수단을 포함한다. 원심분리기로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 재슬러리 드럼(132)으로 적하한다. 거부 여액[스트림(111)]은 파라크실렌 약 45중량%를 함유하고, 당해 장치에서 다른 곳으로 전송되기 전에 공급물 스트림(101)과 열 교환된다. 예를 들면, 이는 에틸벤젠 반응기 또는 또 다른 분리 처리로 전송될 수 있다. 결정질 파라크실렌과 모액을 포함하는 재슬러리 드럼(132)으로부터의 슬러리를 라인(113)을 통해, 결정질 파라크실렌이 모액으로부터 분리되는 하나 이상의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(131)로 전송한다. 결정질 파라크실렌 케이크를 고순도 파라크실렌 재료를 사용하여 이들 원심분리기 내부에서 세척한다. 이들 원심분리기는 추가의 고순도 파라크실렌 생성물[스트림(116)]을 생성하고, 여기서 스트림(116)은 고순도 파라크실렌 생성물 스트림(106)과 배합되어 필요에 따라 용융 드럼(도시되지 않음)에서 용융된 다음 라인(117)을 통해 수집된다. 또한, 분리 장치(131)은 2개의 여액 스트림[스트림(114 및 115)]을 생성한다. 스트림(115)은 세척 여액이고, 거부 여액[스트림(114)]보다 파라크실렌이 보다 농축되어 있다. 세척 여액 모두를 라인(115)을 통해 재슬러리 드럼(132)으로 전송하여 재슬러리 작업을 위한 액체 일부를 수득한다. 거부 여액의 일부를 라인(114)을 통해 재슬러리 드럼(132)으로 전송하여 재슬러리 작업을 위한 나머지 액체를 수득한다. 재슬러리 드럼(132)은 약 10 내지 약 55℉, 바람직하게는 약 30 내지 약 50℉, 보다 바람직하게는 약 35 내지 약 45℉, 보다 바람직하게는 약 38 내지 약 42℉, 가장 바람직하게는 약 40 내지 약 42℉의 온도에서 작동된다. 분리 장치(131)로부터 잔류하는 거부 여액[스트림(114)]을 결정화기(150)의 하류에 있는 스트림(101)과 배합하여 공급 스트림(102)을 형성한다. 스트림(102)가 파라크실렌 약 70중량%를 함유하는 양태에 있어서, 스트림(114)은 파라크실렌을 약 83중량% 함유할 것이다. 본 발명의 방법의 당해 양태에 있어서, 결정화기(150)는 약 10 내지 약 55℉, 바람직하게는 약 20 내지 약 30℉의 온도에서 작동된다. 결정화기(250)는 약 -10 내지 약 35℉, 바람직하게는 약 5 내지 약 15℉의 온도에서 작동되고, 결정화기(350)는 약 -35 내지 약 5℉, 바람직하게는 약 -10 내지 약 -5℉의 온도에서 작동된다.
다음 실시예는 본원에 기재된 발명의 특정 양태를 설명하기 위해 사용될 것이다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 되고, 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고도 다수의 변화가 본 발명에 대해 이루어질 수 있다는 것을 인지할 것이다.
당해 실시예에서 성능 계산은 표준 공학 실시에 따라 이루어진다. 특정한 비교를 위해, 공급물과 생성물은 각각 비교가능한 실시예 사이에서 동일하다. 각각의 실시예는 3개의 냉각 수준을 이용할 수 있다. 가장 차가운 결정화기로부터의 배출물을 각각의 경우에 -5℉로 설정하여, 각각의 비교가능한 실시예에 있어서 전체 파라크실렌 회수를 실질적으로 동일하게 한다. 다른 2개의 결정화 단계의 온도는 당해 단계 사이에서 상당한 균형을 유지하면서 사실상 최고온 결정화기로 이동하도록 선택된다. 가장 중요한 이러한 표준은 결정화기의 제1 단계가 도 1 및 도 2에 기초한 구조에서 고순도 생성물을 분리 장치의 제1 세트로부터 생성하기에 충분히 따뜻하게 유지되어야 한다는 것이다. 보다 고온에서 제1 단계 결정화기를 유지하는 것은 보다 많은 냉각 작업을 보다 저온의 결정화기로 이동시킬 수 있을 것으로 예상된다. 또한, 이는 비교 실시예와 관련하여 냉각 압축기 동력 요건을 증가시킬 것으로 예상되지만, 이는 예상외로 그렇지는 않다. 도 1과 도 2의 방법 구조는 보다 적은 압축기 동력을 필요로 하고, 이는 놀라운 것으로 명백하지 않은 것이다. 이는 본 발명의 방법이 보다 에너지 효율적이라는 잇점을 가지며, 따라서 비용을 감소시킬 수 있음을 나타낸다.
실시예 1, 실시예 2 및 비교 실시예 A는 파라크실렌의 순도가 99.80중량%인 115,840lb/hr의 파라크실렌 생성물을 생성하는 3개의 상이한 방법 모두의 성능을 비교한다. 실시예 1 및 실시예 2는 전체 고순도 파라크실렌 생성물의 일부분이 재슬러리 단계 또는 부분 용융 단계를 실시하지 않고서 제1 결정화의 배출물로부터 제조되는 본 발명의 양태를 설명하고, 비교 실시예 A는 제1 결정화/분리로부터의 결정질 파라크실렌 케이크가 생성물로 진행되지 않는 대신에 후속의 저온 결정화/분리 단계의 결정질 파라크실렌 케이크와 배합되어 재슬러리 단계로 처리되는 비교 방법을 설명한다.
각각의 방법에 있어서, 파라크실렌을 90중량% 함유하는 공급물이 사용되며, 고순도 파라크실렌 생성물은 파라크실렌을 99.8중량% 함유한다. 각각의 실시예에서 전체 파라크실렌 회수율은 91%이다. 원심분리는 모든 액체/고체 분리에 사용된다. 실시예 1, 실시예 2 및 비교 실시예 A를 비교하는 경우, 실시예 1의 방법이 가장 에너지 효율적이고, 실시예 2의 방법이 그 다음으로 가장 에너지 효율적이다. 도 2에 설명된 실시예 2의 방법 구조는 파라크실렌의 순도가 99.80중량%인 115,840lb/hr의 파라크실렌 생성물의 동일한 생성 속도에 있어서 실시예 1의 방법보다 약 3% 많은 냉각 압축기 동력을 필요로 하고, 비교 실시예 A의 방법은 실시예 1의 방법보다 약 5% 많은 냉각 압축기 동력을 필요로 한다.
실시예 1
본 실시예에 있어서, 도 1의 흐름도에 설명된 방법 양태의 작동은 프로필렌 냉각 압축기의 동력 소비에 기초하는 3개의 방법 구조(실시예 1, 실시예 2 및 비교 실시예 A) 중에서 가장 에너지 효율적인 것으로 밝혀졌다. 파라크실렌을 90% 함유하는 공급물을 결정화기(100)에서 40.5℉로 냉각시킨다. 결정화기 배출물을 2개의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(30)로 전송한다. 결정질 파라크실렌 케이크를 고순도 파라크실렌 재료를 사용하여 원심분리기 내부에서 세척한다. 원심분리기는 63,120lb/hr의 고순도 생성물[스트림(5)] 및 2개의 여액 스트림[스트림(3 및 4)]을 생성한다. 스트림(4)은 세척 여액이고, 이는 거부 여액[스트림(3)]보다 파라크실렌 농도가 크다. 세척 여액[스트림(4)] 모두를 재슬러리 드럼(32)으로 전송하여 재슬러리 작업에 필요한 액체 일부를 수득한다. 거부 여액[스트림(3)] 모두를 결정화기(200)로 전송한다. 결정화기(200)는 25℉에서 작동한다. 결정화기(200)로부터의 배출물을 원심분리기를 포함하는 분리 장치(33)로 전송한다. 원심분리기로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 재슬러리 드럼(32)에 적하하고, 거부 여액을 라인(7)을 통해 -5℉에서 작동하는 결정화기(300)로 전송한다. 이러한 결정화기로부터의 배출물을 또한 원심분리기를 포함하는 분리 장치(34)로 전송한다. 원심분리기(34)로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 재슬러리 드럼(32)에 적하한다. 라인(10) 속의 거부 여액 스트림은 파라크실렌을 약 45중량% 함유하고, 당해 장치에서 다른 곳으로 전송되기 전에 공급물[스트림(1)]과 열 교환된다. 재슬러리 드럼(32)으로부터의 슬러리를 2개의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(31)로 전송한다. 결정질 파라크실렌 케이크를 고순도 파라크실렌 재료를 사용하여 이들 원심분리기 내부에서 세척한다. 이들 원심분리기는 추가로 52,720lb/hr의 고순도 파라크실렌 생성물[스트림(15)]을 생성하고, 이러한 파라크실렌 생성물은 라인(5)[스트림(5)] 속에서 고순도 파라크실렌 생성물과 배합된 다음 용융되어 라인(16)을 통해 수집된다. 스트림(14)은 세척 여액이고, 거부 여액[스트림(13)]보다 파라크실렌이 보다 농축되어 있다. 세척 여액 모두를 라인(14)을 통해 재슬러리 드럼(32)으로 전송하여 재슬러리 작업을 위한 액체 일부를 수득한다. 거부 여액 중의 약 32%를 재슬러리 드럼(32)으로 전송하여 재슬러리 작업을 위한 나머지 액체를 수득한다. 재슬러리 드럼은 42℉에서 작동한다. 분리 장치(31)로부터 잔류하는 거부 여액을 결정화기(200)의 하류에 있는 스트림(3)과 배합하고, 결정화기(200)로 전송한다. 3개 수준의 프로필렌 냉각을 약 66psia, 48psia 및 26psia의 압력에서 이들 실시예에 사용한다. 냉각 압축기는 약 2707 마력(hp)을 필요로 한다.
실시예 2
도 2에 설명된 방법 구조는 파라크실렌 순도가 99.80중량%인 115,840lb/hr의 파라크실렌 생성물의 동일한 생성 속도에 있어서 약 3% 많은 냉각 압축기 동력을 필요로 한다. 파라크실렌을 90% 함유하는 공급물[스트림(102)]을 40℉의 온도에서 작동하는 결정화기(150)로 전송한다. 결정화기 배출물을 3개의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(130)로 전송한다. 결정질 파라크실렌 케이크를 고순도 파라크실렌 재료를 사용하여 원심분리기 내부에서 세척한다. 원심분리기(130)는 69,100lb/hr의 고순도 생성물[스트림(106)] 및 2개의 여액 스트림[스트림(104 및 105)]을 생성한다. 스트림(105)은 세척 여액이고, 거부 여액[스트림(104)]보다 파라크실렌이 보다 농축되어 있다. 세척 여액 모두를 재슬러리 드럼(132)으로 전송하여 재슬러리 작업에 요구되는 액체 일부를 수득한다. 거부 여액 모두를 결정화기(250)로 전송한다. 결정화기(250)는 25℉에서 작동한다. 배출물을 하나의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(133)로 전송한다. 원심분리기(133)로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 재슬러리 드럼(132)에 적하하고, 거부 여액[스트림(108)]을 -5℉에서 작동하는 결정화기(350)로 전송한다. 이러한 결정화기[스트림(110)]로부터의 배출물을 하나의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(134)로 전송한다. 원심분리기로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 재슬러리 드럼(132)에 적하한다. 거부 여액[스트림(111)]은 파라크실렌을 약 45중량% 함유하고, 당해 장치에서 다른 곳으로 전송되기 전에 공급 스트림(101)과 열 교환된다. 결정질 파라크실렌과 모액을 포함하는 재슬러리 드럼(132)으로부터의 슬러리를 라인(113)을 통해 2개의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(131)로 전송하고, 분리한다. 결정질 파라크실렌 케이크를 고순도 파라크실렌 재료를 사용하여 이들 원심분리기 내부에서 세척한다. 이들 원심분리는 추가로 46,740lb/hr의 고순도 생성물[스트림(116)]을 생성하고, 여기서 스트림(116)은 생성물 스트림(106)과 배합된 다음 용융되어 라인(117)을 통해 수집된다. 분리 장치(131)는 또한 2개의 여액 스트림[스트림(114 및 115)]을 생성한다. 스트림(115)은 세척 여액이고, 거부 여액[스트림(114)]보다 파라크실렌이 보다 농축되어 있다. 세척 여액 모두를 재슬러리 드럼(132)으로 전송하여 재슬러리 작업에 요구되는 액체 일부를 수득한다. 거부 여액 중의 약 6%를 재슬러리 드럼(132)으로 전송하여 재슬러리 작업에 요구되는 나머지 액체를 수득한다. 재슬러리 드럼은 42℉에서 작동한다. 원심분리기(131)로부터 잔류하는 거부 여액[스트림(114)]을 결정화기(150)의 하류에 있는 스트림(101)과 배합하여 공급 스트림(102)을 형성한다. 3개 수준의 프로필렌 냉각을 약 63psia, 48psia 및 26psia의 압력에서 당해 실시예에 사용한다. 냉각 압축기는 약 2791hp를 필요로 하고, 이는 도 1(실시예 1)에 제시된 구조에 요구되는 마력보다 3.1% 높다.
비교 실시예 A
모두 3개의 결정화 단계의 배출물을 처리하는 분리 장치로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 배합하고 재슬러리 작업(도 3에 제시되어 있음)을 실시하는 비교 방법 구조는 파라크실렌의 순도가 99.80중량%인 115,840lb/hr의 파라크실렌 생성물의 동일한 생성 속도에서 실시예 1의 방법보다 약 5% 많은 냉각 압축기 동력을 필요로 한다. 파라크실렌을 90% 함유하는 공급물을 39.5℉의 온도에서 작동하는 결정화기(400)로 전송한다. 결정화기 배출물을 라인(203)을 통해 2개의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(217)로 전송한다. 이들 원심분리기로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 라인(205)을 통해 재슬러리 드럼(220)에 적하한다. 거부 여액[스트림(204)]을 25.5℉에서 작동하는 결정화기(500)로 전송한다. 결정화기(500)로부터의 배출물을 라인(206)을 통해 하나의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(218)로 전송한다. 분리 장치(218)로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 라인(208)을 통해 재슬러리 드럼(220)에 적하한다. 거부 여액[스트림(207)]을 -5℉에서 작동하는 결정화기(600)로 전송한다. 이러한 결정화기[스트림(209)]로부터의 배출물을 하나의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(219)로 전송한다. 분리 장치(219)로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 라인(211)을 통해 재슬러리 드럼(220)에 적하한다. 거부 여액[스트림(210)]은 파라크실렌을 약 45중량% 함유하고, 당해 장치에서 다른 곳으로 전송되기 전에 공급물[스트림(201)]과 열 교환된다. 재슬러리 드럼(220)으로부터의 슬러리를 라인(212)을 통해 4개의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(221)로 전송한다. 결정질 파라크실렌 케이크를 고순도 파라크실렌 재료를 사용하여 이들 원심분리기 내부에서 세척한다. 이들 원심분리는 총 115,840lb/hr의 고순도 생성물[스트림(215)]을 생성한다. 스트림(214)은 세척 여액이고, 거부 여액[스트림(213)]보다 파라크실렌이 더욱 농축되어 있다. 세척 여액 모두를 재슬러리 드럼(220)으로 전송하여 재슬러리 작업에 요구되는 액체 일부를 수득한다. 거부 여액 중의 약 82%를 라인(218)을 통해 재슬러리 드럼(220)으로 전송하여 재슬러리 작업에 요구되는 나머지 액체를 수득한다. 재슬러리 드럼은 42℉에서 작동한다. 원심분리기로부터 잔류하는 거부 여액을 결정화기(400)의 하류에 있는 공급 스트림(201)과 배합하여 공급 스트림(202)을 형성한다. 3개 수준의 프로필렌 냉각을 약 63psia, 48psia 및 26psia의 압력에서 당해 실시예에 사용한다. 냉각 압축기는 약 2837hp를 필요로 하고, 이는 도 1에 제시된 구조보다 4.8% 높은 것이다.
실시예 3, 실시예 4 및 비교 실시예 B는 파라크실렌의 순도가 99.90중량%인 115,840lb/hr의 파라크실렌 생성물을 생성하는 3개의 상이한 방법 모두의 성능을 비교한 것이다. 각각의 방법에서, 파라크실렌을 90중량% 함유하는 공급물을 사용한다. 각각의 실시예에서 전체 파라크실렌 회수율은 91%이다. 실시예 3, 실시예 4 및 비교 실시예 B에 기재된 방법은, 고순도 파라크실렌 생성물을 제조하기 위해 액체/고체 분리기로서 원심분리기를 사용하는 대신에 TNO 수력 세척 컬럼을 액체/고체 분리의 일부에 사용하는 것을 제외하고는, 각각 실시예 1, 실시예 2 및 비교실시예 A에 기재된 방법과 동일하다. 실시예 3 및 실시예 4는 본 발명의 양태를 설명하고, 비교 실시예 B는 비교 방법을 설명한다. 실시예 3, 실시예 4 및 비교 실시예 B를 비교하는 경우, 실시예 3의 방법이 가장 에너지 효율적이고, 실시예 4의 방법이 비교 실시예 B의 방법보다 더욱 에너지 효율적임을 알 수 있다. 실시예 4의 방법은 순도가 99.90중량%인 115,840lb/hr의 파라크실렌 생성물의 동일한 생성 속도에서 실시예 3의 방법보다 단지 약 2% 많은 냉각 압축기 동력을 필요로 하고, 비교 실시예 B의 방법은 실시예 3의 방법보다 약 7% 많은 냉각 압축기 동력을 필요로 한다.
실시예 3
당해 실시예에서는 도 1의 흐름도에서 설명된 본 발명의 방법의 작동 양태가 제시되어 있다. 도 1의 흐름도에서 설명된 방법의 양태는 프로필렌 냉각 압축기의 동력 소비에 기초하는 3개의 방법 구조(실시예 3, 실시예 4 및 비교 실시예 B) 중에서 가장 에너지 효율적인 것으로 밝혀졌다. 파라크실렌을 90중량% 함유하는 공급물을 결정화기(100)에서 40.5℉의 온도로 냉각시킨다. 결정화기 배출물을 2개의 TNO 수력 세척 컬럼(이들 세척 컬럼을 기재하기 위해 이의 전체가 본원에서 참조로서 인용되는 미국 특허 제4,734,102호 및 제4,735,781호)을 포함하는 분리 장치(30)로 전송한다. 세척 컬럼은 66,410lb/hr의 고순도 생성물[스트림(5)]과 단일 여액 스트림[스트림(3)]을 생성한다. 스트림(3) 모두를 결정화기(200)로 전송한다. 세척 컬럼이 사용되기 때문에, 당해 양태에서는 스트림(4)이 없다. 결정화기(200)는 25℉에서 작동한다. 결정화기(200)로부터의 배출물을 하나의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(33)로 전송한다. 원심분리기(33)로부터의 케이크를 재슬러리 드럼(32)에 적하하고, 거부 여액[스트림(7)]을 -5℉에서 작동하는 결정화기(300)로 전송한다. 당해 결정화기로부터의 배출물을 또한 하나의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(34)로 전송한다. 원심분리기(34)로부터의 케이크를 재슬러리 드럼(32)에 적하한다. 거부 여액[스트림(10)]은 파라크실렌을 약 45중량% 함유하고, 당해 장치에서 다른 곳으로 전송되기 전에 공급 스트림(1)과 열 교환된다. 재슬러리 드럼(32)으로부터의 슬러리를 하나의 TNO 수력 세척 컬럼을 포함하는 분리 장치(31)로 전송한다. 이러한 세척 컬럼은 추가로 49,430lb/hr의 고순도 생성물[스트림(15)]을 생성한다. 세척 컬럼으로부터의 여액 중의 약 84%를 재슬러리 드럼(32)으로 전송하여 재슬러리 작업을 위한 액체를 수득한다. 재슬러리 드럼은 42℉에서 작동한다. 세척 컬럼으로부터 잔류하는 여액을 결정화기(200)의 하류에 있는 스트림(3)과 배합한다. 당해 실시예에서, 스트림(14)은 존재하지 않는다. 3개 수준의 프로필렌 냉각을 약 66psia, 48psia 및 26psia의 압력에서 당해 실시예에 사용한다. 냉각 압축기는 약 2670hp를 필요로 한다.
실시예 4
당해 실시예에서는 도 2의 흐름도에서 설명된 방법의 작동 양태가 제시된다. 이러한 방법 양태는 파라크실렌의 순도가 99.90중량%인 115,840lb/hr의 파라크실렌 생성물의 동일한 생성 속도에서 약 2% 많은 냉각 압축기 동력을 필요로 한다. 파라크실렌을 90중량% 함유하는 공급물을 라인(102)을 통해 40℉의 온도에서 작동하는 결정화기(150)로 전송한다. 결정화기 배출물을 3개의 TNO 수력 세척 컬럼을 포함하는 분리 장치(130)로 전송한다. 세척 컬럼은 70,040lb/hr의 고순도 생성물[스트림(106)]과 단일 여액 스트림[스트림(104)]을 생성하고, 여기서 스트림(104)은 결정화기(250)로 전송된다. 당해 특정 실시예에서는 스트림(105)이 없다. 결정화기(250)는 24℉에서 작동한다. 결정화기(250)로부터의 배출물을 하나의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(133)로 전송하고, 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리한다. 원심분리기(133)로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 재슬러리 드럼(132)에 적하하고, 거부 여액[스트림(108)]을 -5℉에서 작동하는 결정화기(350)로 전송한다. 결정화기(350)로부터의 배출물을 하나의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(134)로 전송하고, 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리한다. 원심분리기로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 재슬러리 드럼(132)에 적하한다. 거부 여액[스트림(111)]은 파라크실렌을 약 45중량% 함유하고, 당해 장치에서 다른 곳으로 전송되기 전에 공급물[스트림(101)]과 열 교환된다. 재슬러리 드럼(132)으로부터의 슬러리를 2개의 TNO 수력 세척 컬럼을 포함하는 분리 장치(131)로 전송한다. 이들 세척 컬럼은 추가로 45,800lb/hr의 고순도 파라크실렌 생성물[스트림(116)]을 생성하고, 이러한 스트림(116)은 고순도 파라크실렌 생성물 스트림(106)과 배합되어 라인(117)을 통해 수집된다. 분리 장치(131)로부터의 여액[스트림(114)] 중의 약 84%를 라인(118)을 통해 재슬러리 드럼(132)으로 전송하여 재슬러리 작업을 위한 액체를 수득한다. 재슬러리 드럼은 42℉에서 작동한다. 세척 컬럼으로부터 잔류하는 여액을 라인(114)을 통해 결정화기(150)의 하류에 있는 공급 스트림(101)과 배합한다. 당해 실시예에서, 스트림(115)은 존재하지 않는다. 3개 수준의 프로필렌 냉각을 약 63psia, 47psia 및 26psia의 압력에서 당해 실시예에 사용한다. 냉각 압축기는 도 1에 도시된 구조보다 1.8% 높은 약 2718hp를 필요로 한다.
비교 실시예 B
모두 3개의 결정화 단계의 배출물을 처리하는 분리 장치로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 배합하여 재슬러리 작업(도 3에서 설명됨)을 실시한 비교 방법 구조는 파라크실렌의 순도가 99.90중량%인 115,840lb/hr의 파라크실렌 생성물의 동일한 생성 속도에서 위의 실시예 3에 제시된 본 발명의 방법 구조보다 약 7% 많은 냉각 압축기 동력을 필요로 한다. 파라크실렌을 90중량% 함유하는 공급물[스트림(202)]을 39℉의 온도에서 작동하는 결정화기(400)로 전송한다. 결정화기 배출물을 2개의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(217)로 전송하고, 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리한다. 이들 원심분리기로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 라인(205)을 통해 재슬러리 드럼(220)에 적하한다. 거부 여액[스트림(204)]을 25℉에서 작동하는 결정화기(500)로 전송한다. 배출물을 라인(206)을 통해 하나의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(218)로 전송한다. 분리 장치(218)로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 라인(208)을 통해 재슬러리 드럼(220)에 적하한다. 거부 여액[스트림(207)]을 -5℉에서 작동하는 결정화기(600)로 전송한다. 이러한 결정화기로부터의 배출물을 라인(209)을 통해 하나의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(219)로 전송한다. 분리 장치(219)로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 라인(211)을 통해 재슬러리 드럼(220)에 적하한다. 거부 여액[스트림(210)]은 파라크실렌을 약 45중량% 함유하고, 당해 장치에서 다른 곳으로 전송되기 전에 공급 스트림(201)과 열 교환된다. 재슬러리 드럼(220)으로부터의 슬러리를 라인(212)을 통해 3개의 TNO 수력 세척 컬럼을 포함하는 분리 장치(221)로 전송한다. 이들 세척 컬럼은 전체 115,840lb/hr의 고순도 파라크실렌 생성물을 생성하며, 이는 라인(215)을 통해 수집한다. 세척 컬럼[스트림(213)]으로부터의 여액 중의 약 90%를 라인(218)을 통해 재슬러리 드럼(220)으로 전송하여 재슬러리 작업에 요구되는 액체를 수득한다. 재슬러리 드럼은 42℉에서 작동한다. 세척 컬럼으로부터 잔류하는 여액을 결정화기(400)의 하류에 있는 스트림(201)과 배합하여 공급 스트림(202)을 형성한다. 당해 실시예에서, 스트림(214)은 존재하지 않는다. 3개 수준의 프로필렌 냉각을 약 62psia, 48psia 및 26psia의 압력에서 당해 실시예에 사용한다. 냉각 압축기는 실시예 4의 방법 구조보다 6.7% 높은 약 2849ph를 필요로 한다.
실시예 5, 실시예 6 및 비교 실시예 C는 파라크실렌의 순도가 99.90중량%인 115,840lb/hr의 파라크실렌 생성물을 생성하는 3개의 상이한 방법 모두의 성능을 비교한 것이다. 실시예 5, 실시예 6 및 비교 실시예 C에 기재된 방법은, 초기 공급물 속의 파라크실렌의 농도가 보다 낮은 것을 제외하고는, 각각 실시예 3, 실시예 4 및 비교 실시예 B에 기재된 방법과 동일하다. 각각의 방법에서는 파라크실렌을 70중량% 함유하는 공급물이 사용된다. 각 실시예에서 전체 파라크실렌 회수율은 69%이다. 실시예 5 및 실시예 6은 본 발명의 양태를 설명하고, 비교 실시예 C는 비교 방법을 설명한다. 실시예 5, 실시예 6 및 비교 실시예 C를 비교하는 경우, 실시예 6의 방법이 가장 에너지 효율적이고 실시예 5의 방법이 그 다음으로 가장 에너지 효율적임을 알 수 있다. 실시예 5의 방법 양태에 있어서, 냉각 압축기는 약 4884hp를 필요로 하고, 이는 실시예 6의 방법에 요구되는 것보다 8.9% 높은 것이다. 비교 실시예 C의 방법에 있어서, 냉각 압축기는 약 5178hp를 필요로 하고, 이는 실시예 6의 방법에 요구되는 마력보다 15.5% 높고 실시예 5의 방법에 요구되는 마력보다 6.0% 높은 것이다.
실시예 5
본 발명의 양태의 당해 실시예에서, 도 1의 흐름도에 의해 설명된 방법 양태는 도 2에 제시된 방법 양태 구조보다 약 9% 많은 냉각 압축기 동력을 필요로 하는 것으로 밝혀졌다. 파라크실렌을 70중량% 함유하는 공급물을 결정화기(100)에서 22℉의 온도로 냉각시킨다. 파라크실렌 결정과 모액을 포함하는 결정화기 배출물을 4개의 TNO 수력 세척 컬럼을 포함하는 분리 장치(30)로 전송한다. 세척 컬럼은 51,940lb/hr의 고순도 생성물[스트림(5)] 및 단일 여액 스트림[스트림(3)]을 생성한다. 당해 양태에서, 스트림(3) 모두는 라인(3)을 통해 결정화기(200)로 전송된다. 세척 컬럼이 사용되기 때문에, 당해 특정 실시예에서는 스트림(4)가 없다. 결정화기(200)는 14℉에서 작동된다. 배출물을 라인(6)을 통해 3개의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(33)로 전송하고, 결정질 파라크실렌을 모액으로부터 분리한다. 원심분리기로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 재슬러리 드럼(32)에 적하하고, 거부 여액을 라인(7)을 통해 -5℉에서 작동하는 결정화기(300)로 전송한다. 결정질 파라크실렌 및 모액을 포함하는 결정화기(300)로부터의 배출물을 2개의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(34)로 전송하여 분리한다. 원심분리기로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 재슬러리 드럼(32)에 적하한다. 거부 여액[스트림(10)]은 파라크실렌을 약 42중량% 함유하고, 당해 장치에서 다른 곳으로 전송되기 전에 공급물[스트림(1)]과 열 교환된다. 재슬러리 드럼(32)으로부터의 슬러리를 2개의 TNO 수력 세척 컬럼을 포함하는 분리 장치(31)로 전송한다. 이들 세척 컬럼은 추가로 63,900lb/hr의 고순도 파라크실렌 생성물[스트림(15)]을 생성하고, 이는 고순도 파라크실렌 생성물 스트림(5)와 배합되어 라인(16)에서 수집된다. 세척 컬럼(31)으로부터의 여액 중의 약 29%를 재슬러리 드럼(32)으로 전송하여 재슬러리 작업을 위한 액체를 수득한다. 재슬러리 드럼은 42℉에서 작동한다. 세척 컬럼(31)으로부터 잔류하는 여액을 결정화기(200)의 하류에 있는 스트림(3)과 배합한다. 당해 실시예에서, 스트림(14)은 존재하지 않는다. 3개 수준의 파라크실렌 냉각을 약 47psia, 39psia 및 26psia의 압력에서 당해 실시예에 사용한다. 냉각 압축기는 약 4884ph를 필요로 하고, 이는 실시예 6에 기재된 구조(도 2)에 요구되는 것보다 8.9% 높은 것이다.
실시예 6
본 발명의 양태의 당해 실시예에서, 도 2의 흐름도에 의해 설명된 방법 양태는 당해 실시예에 대한 프로필렌 냉각 압축기의 동력 소비에 기초하여 덜 에너지 집중적인 3개 구조(실시예 5, 실시예 6 및 비교 실시예 C)인 것으로 밝혀졌다. 파라크실렌을 70중량% 함유하는 공급물을 24℉의 온도에서 작동하는 결정화기(150)로 전송한다. 결정질 파라크실렌 및 모액을 포함하는 결정화기 배출물을 3개의 TNO 수력 세척 컬럼을 포함하는 분리 장치(130)로 전송한다. 세척 컬럼은 68,350lb/hr의 고순도 생성물[스트림(106)] 및 단일 여액 스트림[스트림(104)]을 생성하고, 단일 여액 스트림은 라인(104)을 통해 결정화기(250)로 전송된다. 당해 특정 실시예에서는 스트림(105)이 없다. 결정화기(250)는 11℉에서 작동한다. 결정화기(250)로부터의 배출물을 3개의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(133)로 전송한다. 원심분리기로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 재슬러리 드럼(132)에 적하하고, 거부 여액을 라인(108)을 통해 -5℉에서 작동하는 결정화기(350)로 전송한다. 당해 결정화기로부터의 배출물을 2개의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(134)로 전송한다. 원심분리기로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 재슬러리 드럼(132)에 적하한다. 거부 여액[스트림(111)]은 파라크실렌을 약 42중량% 함유하고, 당해 장치에서 다른 곳으로 전송되기 전에 공급물[스트림(101)]과 열 교환된다. 재슬러리 드럼(132)으로부터의 슬러리를 TNO 수력 세척 컬럼을 포함하는 분리 장치(131)로 전송한다. 당해 세척 컬럼은 추가로 47,490lb/hr의 고순도 파라크실렌 생성물[스트림(116)]을 생성하며, 이는 고순도 파라크실렌 생성물 스트림(106)과 배합되어 라인(117)을 통해 수집된다. 세척 컬럼[스트림(114)]으로부터의 여액 중의 약 34%를 재슬러리 드럼(132)으로 전송하여 재슬러리 작업을 위한 액체를 수득한다. 재슬러리 드럼은 42℉에서 작동한다. 세척 컬럼(131)으로부터잔류하는 여액을 결정화기(150)의 하류에 있는 스트림(101)과 배합하여 스트림(102)을 형성한다. 당해 실시예에서, 스트림(115)은 존재하지 않는다. 3개 수준의 프로필렌 냉각을 약 47psia, 36psia 및 26psia의 압력에서 당해 실시예에 사용한다. 냉각 압축기는 약 4483hp를 필요로 한다.
비교 실시예 C
모두 3개의 결정화 단계의 배출물을 처리하는 분리 장치로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 배합하여 재슬러리 작업(도 3에서 설명됨)을 실시하는 비교 방법 구조는, 파라크실렌의 순도가 99.90중량%인 115,840lb/hr의 파라크실렌 생성물의 동일한 생성 속도에서 실시예 2의 방법보다 약 16% 많은 냉각 압축기 동력을 필요로 한다. 파라크실렌을 70중량% 함유하는 공급물[스트림(202)]을 25℉의 온도에서 작동하는 결정화기(400)로 전송한다. 결정질 파라크실렌 및 모액을 포함하는 결정화기 배출물을 3개의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(217)로 전송한다. 이들 원심분리기로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 라인(205)을 통해 재슬러리 드럼(220)에 적하한다. 거부 여액[스트림(204)]을 13℉에서 작동하는 결정화기(500)로 전송한다. 결정화기(500)로부터의 파라크실렌 결정 및 모액의 배출물을 3개의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(218)로 전송한다. 원심분리기로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 라인(208)을 통해 재슬러리 드럼(220)에 적하한다. 거부 여액[스트림(207)]을 -5℉에서 작동하는 결정화기(600)로 전송한다. 결정화기(600)로부터의 배출물을 2개의 원심분리기를 포함하는 분리 장치(219)로 전송한다. 원심분리기로부터의 결정질 파라크실렌 케이크를 라인(211)을 통해 재슬러리 드럼(220)에 적하한다. 거부 여액[스트림(210)]은 파라크실렌을 약 42중량% 함유하고, 당해 장치에서 다른 곳으로 전송되기 전에 공급물[스트림(201)]과 열 교환된다. 재슬러리 드럼(220)으로부터의 슬러리를 3개의 TNO 수력 세척 컬럼을 포함하는 분리 장치(221)로 전송한다. 이들 세척 컬럼은 전체 115,840lb/hr의 고순도 파라크실렌 생성물을 생성하고, 이는 라인(215)을 통해 수집된다. 세척 컬럼[스트림(213)]으로부터의 여액 중의 약 45%를 라인(218)을 통해 재슬러리 드럼(220)으로 전송하여 재슬러리 작업을 위한 액체를 수득한다. 재슬러리 드럼은 42℉에서 작동한다. 세척 컬럼으로부터 잔류하는 여액을 결정화기(400)의 하류에 있는 스트림(201)과 배합한다. 당해 실시예에서는 스트림(214)가 존재하지 않는다. 3개 수준의 프로필렌 냉각을 약 48psia, 38psia 및 26psia의 압력에서 당해 실시예에 사용한다. 냉각 압축기는 약 5178hp를 필요로 하고, 이는 실시예 6(도 2)에 기재된 구조보다 15.5% 높고 실시예 5(도 1)에 기재된 구조보다 6.0% 높은 것이다.

Claims (19)

  1. C8 방향족 탄화수소를 포함하고 파라크실렌 농도가 60중량% 이상인 파라크실렌 함유 공급 스트림으로부터 파라크실렌을 제조하는 방법으로서,
    파라크실렌 함유 공급 스트림을 제1 결정화기에서 10 내지 55℉의 온도에서 결정화시키는 단계(a),
    모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(b),
    제1 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 액체 파라크실렌으로 세척한 다음, 파라크실렌 결정을 완전히 용융시키고, 액체 파라크실렌 생성물을 수집하는 단계(c),
    여액의 적어도 일부를 제1 분리 장치로부터 제2 결정화기(이는 제1 결정화기의 온도보다 낮은 온도에서 작동한다)로 이동시키고, 여액을 결정화시킨 다음, 모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(d),
    제2 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 슬러리 장치로 전송하는 단계(e),
    여액의 적어도 일부를 제2 분리 장치로부터 제3 결정화기(이는 제2 결정화기의 온도보다 낮은 온도에서 작동한다)로 이동시키고, 여액을 결정화시킨 다음, 모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(f),
    제3 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 슬러리 장치로 전송하는 단계(g),
    슬러리 장치 속의 파라크실렌 결정을 파라크실렌 함유 액체와 접촉시켜 온도가 최저온 결정화기의 온도보다 높은 슬러리 혼합물을 형성하는 단계(h),
    슬러리 혼합물을 제4 분리 장치에서 분리하여 여액과 결정질 파라크실렌 생성물을 제조하고, 파라크실렌 결정을 액체 파라크실렌으로 세척한 다음, 파라크실렌 결정을 완전히 용융시키고, 액체 파라크실렌 생성물을 수집하는 단계(i),
    여액의 적어도 일부를 제4 분리 장치로부터 제2 결정화기로 재순환시키는 단계(j) 및
    제1 분리 장치로부터의 여액, 제4 분리 장치로부터의 여액, 및 제1 분리 장치와 제4 분리 장치로부터의 여액으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 여액의 적어도 또 다른 일부를 슬러리 장치로 재순환시키는 단계(k)를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1 결정화기가 30 내지 55℉의 온도에서 작동되고, 제2 결정화기가 -10 내지 35℉의 온도에서 작동되며, 제3 결정화기가 -35 내지 5℉의 온도에서 작동되고, 단계(h)에서 슬러리 혼합물의 온도가 10 내지 55℉인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 제1 결정화기가 35 내지 45℉의 온도에서 작동되고, 제2 결정화기가 15 내지 25℉의 온도에서 작동되며, 제3 결정화기가 -10 내지 -5℉의 온도에서 작동되고, 단계(h)에서 슬러리 혼합물의 온도가 30 내지 50℉인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 단계(h)에서 슬러리 혼합물의 온도가 38 내지 42℉인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 파라크실렌 함유 공급 스트림이 파라크실렌을 75중량% 이상 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 최종적으로 제조된 파라크실렌 생성물이 파라크실렌을 99.5중량% 이상 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 단계(h)에서 슬러리 혼합물이 결정질 파라크실렌을 30 내지 60중량% 포함하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 단계(c)의 파라크실렌 결정이 용융 전에 단계(i)의 결정질 파라크실렌 생성물과 배합되는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 슬러리 장치에서 형성된 슬러리 혼합물 속의 파라크실렌 결정의 양이 슬러리 장치로 전송된 파라크실렌 결정의 양보다 많은 방법.
  10. C8 방향족 탄화수소를 포함하고 파라크실렌 농도가 55중량% 이상인 파라크실렌 함유 공급 스트림으로부터 파라크실렌을 제조하는 방법으로서,
    파라크실렌 함유 공급 스트림을 제1 결정화기에서 10 내지 55℉의 온도에서 결정화시키는 단계(a),
    모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(b),
    제1 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 액체 파라크실렌으로 세척한 다음, 파라크실렌 결정을 완전히 용융시키고, 액체 파라크실렌 생성물을 수집하는 단계(c),
    여액의 적어도 일부를 제1 분리 장치로부터 제2 결정화기(이는 제1 결정화기의 온도보다 낮은 온도에서 작동한다)로 이동시키고, 여액을 결정화시킨 다음, 모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(d),
    제2 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 슬러리 장치로 전송하는 단계(e),
    여액의 적어도 일부를 제2 분리 장치로부터 제3 결정화기(이는 제2 결정화기의 온도보다 낮은 온도에서 작동한다)로 이동시키고, 여액을 결정화시킨 다음, 모액 중의 파라크실렌 결정을 포함하는 배출물을 회수하는 단계(f),
    제3 분리 장치에서 파라크실렌 결정을 모액으로부터 분리하고, 파라크실렌 결정을 슬러리 장치로 전송하는 단계(g),
    슬러리 장치 속의 파라크실렌 결정을 파라크실렌 함유 액체와 접촉시켜 온도가 최저온 결정화기의 온도보다 높은 슬러리 혼합물을 형성하는 단계(h),
    슬러리 혼합물을 제4 분리 장치에서 분리하여 여액과 결정질 파라크실렌 생성물을 제조하고, 파라크실렌 결정을 액체 파라크실렌으로 세척한 다음, 파라크실렌 결정을 완전히 용융시키고, 액체 파라크실렌 생성물을 수집하는 단계(i),
    여액의 적어도 일부를 제4 분리 장치로부터 제1 결정화기로 재순환시키는 단계(j) 및
    제1 분리 장치로부터의 여액, 제4 분리 장치로부터의 여액, 및 제1 분리 장치와 제4 분리 장치로부터의 여액으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 여액의 적어도 또 다른 일부를 슬러리 장치로 재순환시키는 단계(k)를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 제1 결정화기가 10 내지 55℉의 온도에서 작동되고, 제2 결정화기가 -10 내지 35℉의 온도에서 작동되며, 제3 결정화기가 -35 내지 5℉의 온도에서 작동되고, 단계(h)에서 슬러리 혼합물의 온도가 10 내지 55℉인 방법.
  12. 제10항에 있어서, 제1 결정화기가 20 내지 30℉의 온도에서 작동되고, 제2 결정화기가 5 내지 15℉의 온도에서 작동되며, 제3 결정화기가 -10 내지 -5℉의 온도에서 작동되고, 단계(h)에서 슬러리 혼합물의 온도가 30 내지 50℉인 방법.
  13. 제10항에 있어서, 제1 결정화기가 30 내지 55℉의 온도에서 작동되고, 제2 결정화기가 -10 내지 35℉의 온도에서 작동되며, 제3 결정화기가 -35 내지 5℉의 온도에서 작동되고, 단계(h)에서 슬러리 혼합물의 온도가 30 내지 50℉인 방법.
  14. 제10항에 있어서, 제1 결정화기가 35 내지 45℉의 온도에서 작동되고, 제2 결정화기가 15 내지 25℉의 온도에서 작동되며, 제3 결정화기가 -10 내지 -5℉의 온도에서 작동되고, 단계(h)에서 슬러리 혼합물의 온도가 38 내지 42℉인 방법.
  15. 제10항에 있어서, 파라크실렌 함유 공급 스트림이 파라크실렌을 75중량% 이상 포함하는 방법.
  16. 제10항에 있어서, 최종적으로 제조된 파라크실렌 생성물이 파라크실렌을 99.5중량% 이상 포함하는 방법.
  17. 제10항에 있어서, 단계(h)에서 슬러리 혼합물이 결정질 파라크실렌을 30 내지 60중량% 포함하는 방법.
  18. 제10항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 단계(c)의 파라크실렌 결정이 용융 전에 단계(i)의 결정질 파라크실렌 생성물과 배합되는 방법.
  19. 제10항에 있어서, 슬러리 장치에서 형성된 슬러리 혼합물 속의 파라크실렌 결정의 양이 슬러리 장치로 전송된 파라크실렌 결정의 양보다 많은 방법.
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