KR20020077458A - 파라-크실렌의 제조방법 - Google Patents
파라-크실렌의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20020077458A KR20020077458A KR1020027010598A KR20027010598A KR20020077458A KR 20020077458 A KR20020077458 A KR 20020077458A KR 1020027010598 A KR1020027010598 A KR 1020027010598A KR 20027010598 A KR20027010598 A KR 20027010598A KR 20020077458 A KR20020077458 A KR 20020077458A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- xylene
- para
- isomerization
- effluent
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 470
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 113
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 73
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 174
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 103
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 99
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims abstract description 69
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 19
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 130
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 91
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 66
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 66
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 61
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 60
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 36
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 36
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 29
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 24
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 22
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 22
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 21
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims description 19
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims description 17
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 11
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 9
- 150000003738 xylenes Chemical class 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 claims 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 abstract description 33
- IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N m-xylene Chemical group CC1=CC=CC(C)=C1 IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 58
- 239000000047 product Substances 0.000 description 51
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 30
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 22
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 15
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 13
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 11
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 9
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 7
- 238000001640 fractional crystallisation Methods 0.000 description 7
- WOZVHXUHUFLZGK-UHFFFAOYSA-N dimethyl terephthalate Chemical compound COC(=O)C1=CC=C(C(=O)OC)C=C1 WOZVHXUHUFLZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 5
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical class OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-Me3C6H3 Natural products CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 C 4 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 4
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 3
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 3
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- GWHJZXXIDMPWGX-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-trimethylbenzene Chemical compound CC1=CC=C(C)C(C)=C1 GWHJZXXIDMPWGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000006900 dealkylation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 125000001827 mesitylenyl group Chemical group [H]C1=C(C(*)=C(C([H])=C1C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GQNOPVSQPBUJKQ-UHFFFAOYSA-N 1-hydroperoxyethylbenzene Chemical compound OOC(C)C1=CC=CC=C1 GQNOPVSQPBUJKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SFHBJXIEBWOOFA-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-3,6-dioxabicyclo[6.2.2]dodeca-1(10),8,11-triene-2,7-dione Chemical compound O=C1OC(C)COC(=O)C2=CC=C1C=C2 SFHBJXIEBWOOFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Natural products C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 208000034809 Product contamination Diseases 0.000 description 1
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000002156 adsorbate Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-difluorocyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1CC1(F)F JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L calcium;1,3,5,2,4,6$l^{2}-trioxadisilaluminane 2,4-dioxide;dihydroxide;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[OH-].[OH-].[Ca+2].O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1.O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1 UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052676 chabazite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 239000012612 commercial material Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000020335 dealkylation Effects 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006392 deoxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052675 erionite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 239000012013 faujasite Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Chemical group 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical group 0.000 description 1
- 238000012261 overproduction Methods 0.000 description 1
- 238000005839 oxidative dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000014214 soft drink Nutrition 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L terephthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/22—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by isomerisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C15/00—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts
- C07C15/02—Monocyclic hydrocarbons
- C07C15/067—C8H10 hydrocarbons
- C07C15/08—Xylenes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/22—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by isomerisation
- C07C5/27—Rearrangement of carbon atoms in the hydrocarbon skeleton
- C07C5/2702—Catalytic processes not covered by C07C5/2732 - C07C5/31; Catalytic processes covered by both C07C5/2732 and C07C5/277 simultaneously
- C07C5/2708—Catalytic processes not covered by C07C5/2732 - C07C5/31; Catalytic processes covered by both C07C5/2732 and C07C5/277 simultaneously with crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
- C07C7/12—Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers
- C07C7/13—Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers by molecular-sieve technique
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2529/00—Catalysts comprising molecular sieves
- C07C2529/04—Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
본 발명은 하나 이상의 크실렌 이성질체화 반응기를 하나 이상의 압력 스윙 흡착 단위 또는 온도 스윙 흡착 단위와 결합시켜 과-평형 파라-크실렌 농도를 갖는 생성물을 제조하는, C8방향족 공급물스트림으로부터 파라-크실렌 생산량을 증가시키기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이후, 상기 생성물을 파라-크실렌 분리하고 정제한다.
Description
에틸벤젠(EB), 파라-크실렌(PX), 오르토-크실렌(OX) 및 메타-크실렌(MX)은 종종 화학 플랜트 또는 정제장치로부터의 전형적인 공업용 C8방향족 생성물 스트림중에 함께 존재한다. 예를 들어, 상업적으로 이용가능한 모빌 선택적 톨루엔 불균등화(Mobil Selective Toluene Disproportionation) 및 모빌 톨루엔 불균등화(Mobil Toluene Disproportionation) 공정은 이러한 스트림을 생성할 수있다. 나프타 개질 플랜트도 이러한 방향족을 생성한다. 상업적인 예는 파워포밍(POWERFORMING) 및 플랫포밍(FLATFORMING) 공정을 포함한다. 또한, 사이클라(CYCLAR) 공정을 통해 C3/C4탄화수소를 방향족으로 전환시킬 수 있다. 이러한 C8방향족은 가솔린, 디젤 연료, 난방유 및 기타 연료를 제조하는 오일 정제장치에서 다량으로 제조될 수 있다. 벤젠 및 톨루엔은 C8스트림보다 낮은 분자량을 갖는데, 이는 상기 화학 플랜트 및 정제장치중 일부로부터 다량으로 제조되는 2종의 다른 방향족 생성물이다. (플랫포밍 및 사이클라는 유오피 인코포레이티드(UOP Inc.)의 등록상표이다.)
모두가 동일한 분자식 C8H10을 갖는 본 발명과 관련된 4가지 C8방향족 화합물중에서 EB는 직접 탈수소화, 산화성 탈수소화, 또는 에틸벤젠 하이드로퍼옥사이드 중간체, 즉 프로필렌 옥사이드 제조용 "옥시란" 공정으로부터의 공생성물을 경유한 전환에 의해 스티렌을 제조하는데 주로 사용된다. 스티렌은 폴리스티렌 및 스티렌-부타디엔 고무와 같은 많은 중요한 중합체를 제조하는데 다량으로 사용되는 단량체이다. 그러나, 주로 경제성, 물류 관리, 생산량 제어 및 생성물 순도상의 이유에서, 전형적인 스티렌 생산 플랜트에 사용되는 대부분의 EB 공급 원료는 의도적으로 에틸렌에 의한 벤젠의 알킬화에 의해 제조하고, 화학 플랜트 또는 오일 정제장치의 C8방향족 스트림으로부터 회수하지 않는다. 전형적인 C8방향족 스트림으로부터의 EB의 총량이 부산물로서의 그의 회수 및 정제를 위한 추가적인 설비의설치를 정당화할 정도로 충분하지 않다는 것은 이상한 게 아니다. 따라서, 가장 경제적인 방식으로 EB를 회수하거나, 전환시키거나, 달리 처리하는 것이 종종 바람직하며 때때로 필요하다.
세가지 크실렌 이성질체중에서, PX는 가장 큰 상업적인 시장을 갖는다. PX는 정제된 테레프탈산(PTA) 및 디메틸 테레프탈레이트(DMT)와 같은 테레프탈레이트 에스테르를 제조하는데 주로 사용되며, 이 테레프탈레이트 에스테르는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET), 폴리(프로필렌 테레프탈레이트)(PPT) 및 폴리(부텐 테레프탈레이트)(PBT)와 같은 다양한 중합체를 제조하는데 사용된다. 다양한 등급의 PET가 필름, 합성 섬유 및 소프트 드링크용 플라스틱 병과 같은 다양한 많은 대중적인 소비재에 사용된다. PPT 및 PBT는 다양한 특성을 갖는 유사한 제품을 제조하는데 사용될 수 있다.
OX 및 MX도 각각 프탈산 무수물 및 이소프탈산과 같은 생성물을 제조하기 위한 용매 또는 원료로서 유용하지만, OX 및 MX, 및 이들의 하부스트림 유도체에 대한 시장 수요는 훨씬 적고 한정되어 있다. 공급 원료로서 PX에 대한 수요가 OX 및 MX에 대한 수요보다 훨씬 크기 때문에, 상업적으로 C8방향족 물질의 특별한 공급원으로부터 PX 생산량을 증가시키거나 심지어 최대화하는 것이 일반적으로 더 바람직하다. 그렇지 않을 경우, MX 및/또는 OX가 실질적으로 과생산되고 PX가 불충분하게 생산됨으로써 다양한 C8방향족 시장에서 수요와 공급의 불균형이 생기게 된다.
특정한 공정 또는 플랜트로부터 PX 수율 및/또는 생산량을 증가시키거나 최대화한다는 상기 목표를 달성하는데는 두 가지 주요한 기술적인 난제가 있다. 첫째로, C8방향족들은 유사한 화학 구조와 물성 및 동일한 분자량으로 인해 분리하기 어렵다. 둘째, 4가지 C8방향족 화합물, 특히 3가지 크실렌 이성질체는 일반적으로 특정한 플랜트 또는 정제 장치 내의 C8방향족 스트림의 생산량의 열역학에 의해 지배되는 농도로 존재한다. 그 결과, PX 생산량은 PX의 양을 증가시키고/시키거나 PX 회수 효율을 개선하기 위해 추가적인 공정 단계를 사용하지 않는 한 PX가 본래 C8방향족 스트림에 존재했던 양 이하로 한정된다. 따라서, 다른 신규한 기술 또는 공정을 사용함으로써 PX 수율을 증가시키고 PX 생산 효율을 개선하는 것이 화학 및 정제 공업 및 기술 공동체에서 계속 추구되는 두 가지 목표이다.
분별증류는 화학 물질을 분리하기 위해 많은 공업 플랜트에서 많은 공정에 통상적으로 사용되는 방법이다. 그러나, 이러한 통상적인 분별증류 기술을 사용하여 EB 및 상이한 크실렌 이성질체를 효율적이고 경제적으로 분리하는 것은 종종 곤란하다. 이는 4가지 C8방향족의 비점이 매우 좁은 8℃ 범위, 즉 약 136℃ 내지 약 144℃(표 1 참조)에 걸쳐 있기 때문이다. PX와 EB의 비점은 약 2℃ 차이이다. PX와 MX의 비점은 단지 약 1℃ 차이이다. 그 결과, 효과적이고 만족스러운 크실렌 분리를 위해서는 거대 장치, 상당한 에너지 소모 및/또는 여러 회의 재순환이 필요할 것이다.
| C8화합물 | 비점(℃) | 빙점(℃) |
| 에틸벤젠(EB) | 136 | -95 |
| 파라-크실렌(PX) | 138 | 13 |
| 메타-크실렌(MX) | 139 | -48 |
| 오르토-크실렌(OX) | 144 | -25 |
그럼에도 불구하고, 단순한 분별증류와는 다른, C8방향족 성분을 개별적인 생성물로 분리하는 다양한 방법 및 공정이 시험 및 개발되었으며, 그중 일부는 상업적인 규모로 성공적으로 실시되고 있다. 그 예는 분별 결정, 흡착, 및 이들의 조합을 포함한다.
결정화기 내에서의 분별 결정은 C8방향족 성분의 상이한 온도에서의 빙점 및 용해도 차이를 이용한다. 비교적 높은 빙점으로 인해, PX는 일반적으로 상기 공정에서 고체로서 분리되는 반면 다른 성분은 PX-고갈된 여액중에서 회수된다. 대부분의 플랜트내에서 PX를 PTX 및/또는 DMT로 만족스럽게 전환시키는데 필요한 핵심적인 특성인 높은 PX 순도는 이러한 유형의 분별 결정으로 얻을 수 있다. 미국 특허 제 4,120,911호에는 이러한 방법이 설명되어 있다. 이러한 방식으로 작동될 수 있는 결정화기는 미국 특허 제 3,662,013호에 기술되어 있다. 상업적으로 이용가능한 공정 및 결정화기는 결정화 아이소파이닝(isofining) 공정, 연속식 대향류 결정화 공정, 직접 CO2결정화기, 및 스크레이프된(scraped) 드럼 결정화기를 포함한다. 높은 유틸리티 사용도(utility usage) 및 PX와 MX간의 공융 화합물의 형성으로 인해, PX를 회수하기 위해 분별 결정화를 이용하는 경우에는 가능한 한초기 PX 농도가 높은 공급물을 사용하는 것이 일반적으로 더 유리하다.
다른 크실렌 분리 방법은 제올라이트와 같은 분자체를 사용하여 C8방향족 공급물스트림으로부터 파라-크실렌을 선택적으로 흡착하여 PX-고갈된 유출물을 형성하도록 한다. 흡착된 PX는 이후 가열, 스트리핑 등과 같은 다양한 방법에 의해 탈착된다(일반적으로 미국 특허 제 3,706,812호, 3,732,325호 및 4,886,929호를 참조한다). 많은 화학 플랜트 또는 정제장치에서 사용되는 두 가지 상업적으로 이용가능한 공정은 PAREX 및 ELUXYL 공정이다. 두 공정 모두 PX를 흡착하기 위해 분자체를 사용한다. 이렇게 분자체를 기본으로 하는 흡착 공정에서는 특정한 공급물에 존재하는 PX로부터, 전형적으로 65% 미만인 양이 수득되는 분별 결정 공정에 비해 더 많은 양, 전형적으로 90%를 초과하는 양의 PX가 회수될 수 있다(PAREX는 유오피 인코포레이티드의 등록상표이고, ELUXYL은 인스티튀 프랑세 뒤 페트롤(Institut Francais du Petrole)의 등록상표이다).
특정한 분리 방법 또는 시스템의 효과에 따라, 상기 PX 고갈된 스트림 또는 여액은 여전히 다량의 잔사 PX를 함유할 수 있다. 동시에, MX, OX 및 EB 농도는 원래의 C8방향족 공급 원료보다 높다. 실제 EB 농도는 1차적으로 (a) 분리 방법, (b) 공급 원료의 조성, 및 (c) PX-고갈된 스트림을 하나 이상의 크실렌 이성질체화 단계에 통과 또는 재순환시키는 경우에는 이성질체화 촉매 및 이성질체화 반응기 내의 이성질체화 조건에 따라 상당한 정도로 변할 수 있다.
상기 PX 분리 공정중 다수에서, 공급물스트림중의 원래 PX 농도가 높을수록PX 분리를 수행하기가 더욱 쉽고, 효율적이고, 경제적으로 된다. 따라서, C8방향족 화합물을 포함하는 탄화수소 공급물스트림을 위에서 논의한 PAREX 단위와 같은 PX 분리기 또는 분별 결정화기에 공급하기 전에 공급물스트림중의 PX 농도를 높이려는 강한 경제적, 기술적 동기가 있다.
앞 문단에서 논의한 바와 같이, PX는 분별 결정 또는 선택적 흡착과 같은 상이한 방법에 의해 분리될 수 있다. 그러나, 추가적인 공정 단계 없이는, 회수가능한 PX의 총량은 여전히 한정된다. 이는 EB 및 세 가지 크실렌이 그의 열역학적 제조 조건하에서의 이들의 상호-전환성으로 인해 상기 조건에 의해 규정되는 농도에 근접한 농도로 존재하기 때문이다. PX 농도가 약 25몰%(25중량%와 동등) 이하이고, MX가 정제장치 또는 화학 플랜트 내에서 제조되는 전형적인 방향족 생성물 스트림중에 존재하는 전체 C8방향족의 약 50몰%인 것은 유별난 게 아니다. 따라서, 많은 공업적인 방향족 공정은 더 많은 PX를 제조하기 위해 분리 단계에서 나온 다양한 PX 고갈된 스트림을 재순환 및 이성질체화시켜 OX, MX 및 종종 EB를 PX로 이성질체화시키는 추가적인 단계를 제공한다.
EB는 그의 화학적 특성으로 인해 특정한 크실렌 이성질체화 조건하에서 부분적으로 또는 완전히 파괴될 수 있다. 이후에 논의되듯이, EB가 크실렌 이성질체화 도중에 파괴되는 경우, EB는 일반적으로 수소의 존재하에 수소를 소비하여 벤젠 및 에탄으로 전환된다. 벤젠 및 에탄은 그의 매우 상이한 물리적, 화학적 특성으로 인해 많은 통상적인 방법에 의해 크실렌으로부터 쉽게 분리될 수 있다. EB의 파괴여부에 관계없이, 크실렌 이성질체화 반응으로부터의 이성질체화 생성물 유출물은 결정화기 또는 흡착 단위와 같은 PX 분리기로의 공급물스트림의 일부가 된다.
상기 이성질체화 공정을 위해 선택된 특정한 시스템 및 촉매에 상관없이, 이성질체화 반응기로부터의 이성질체화 유출물중의 PX 농도는 1차적으로 열역학에 의해 규정되며, 즉 이성질체화 조건하의 PX의 평형 농도 한계 내로 한정된다. 정제장치 또는 화학 플랜트로부터 직접적으로 나오는 C8방향족 스트림과 관련하여 전술한 상황과 유사하게, 크실렌 이성질체화 유출물을 공급물로서 PX 분리 단위에 보내기 전에 상기 이성질체화 유출물중의 PX 농도를 크실렌 이성질체화 열역학에 의해 규정되는 것보다 높은 수준(과-평형 농도)으로 증가시키는 것이 바람직하다. 상기에서와 같이, 이렇게 더 높은 PX 농도는 분별 결정화기와 같은 현존하는 PX 분리용 단위 및 장치의 더욱 양호한 활용 및/또는 탈병목화를 가능하게 한다.
본 발명에서 하나 이상의 크실렌 이성질체화 단계를 하나 이상의 압력 스윙 흡착(PSA) 단계 또는 온도 스윙 흡착(TSA) 단계와 결합함으로써 과-평형 농도의 PX를 갖는, 즉 PX-부화된 PSA 및/또는 TSA 탈착 생성물을 생성할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이러한 과-평형-농도 PX 함유 방향족 생성물은 추가적인 하부스트림 분별 결정화 또는 다른 유형의 분리 공정용 공급물로서 순수한 PX를 더 높은 수율로 생성하는데 유용하다. 임의적으로, 이성질체화 성능을 개선시키기 위해 크실렌 이성질체화 반응기에 수소를 사용할 수 있다.
이러한 신규한 공정 및 관련 시스템은 특정한 C8방향족 공급 원료로부터의PX 제조 용량, 전체 PX 회수 및/또는 PX 수율을 증가시키거나 최대화하기 위해 기반(grass roots) 플랜트, 현존 화학 플랜트, 현존 정제장치, 또는 임의의 관련 공정에 사용될 수 있다. 선택 사항으로서, 본 발명이 MX 및/또는 OX 및/또는 EB를 재순환 및 이성질체화하거나 또는 파괴하여 거의 소멸하게끔 함으로써 탄화수소 공급물스트림의 특별한 크실렌 분류로부터 필수적으로 PX만을 제조하는 것도 가능하다. 본 개시내용으로부터, 방향족 제조 공정 및 시스템에 본 발명의 일부 양태를 적용함으로써 더욱 효율적인 열병합 및 더 양호한 열 관리를 달성할 수 있거나 장비가 덜 필요하게 될 수 있음은 명백하게 될 것이다.
발명의 요약
본 발명은 크실렌 및 에틸벤젠을 포함하는 공급물스트림으로부터 파라-크실렌 부화된 생성물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은, 임의적으로 수소 분압하에서 이성질체화 촉매를 함유하는 하나 이상의 이성질체화 반응기에 상기 공급물스트림을 통과시켜 이성질체화 유출물을 형성하는 단계; 및 흡수제를 바람직하게는 증기상으로 함유하는 압력 스윙 흡착 단위 또는 온도 스윙 흡착 단위에 상기 이성질체화 유출물을 통과시켜 파라-크실렌 부화된 생성물을 포함하는 탈착 유출물 및 파라-크실렌 고갈된 생성물을 포함하는 유출 라피네이트를 사이클 시간에 교대로 생성하는 단계를 포함한다. 상기 흡수제는 흡착제 및 임의적으로 열 흡수 매질을 포함한다.
본 발명의 다른 목적은 PX-고갈된 유출 라피네이트를 하나 이상의 이성질체화 반응기로 들어가는 공급물스트림의 일부가 되도록 재순환시켜 PX 생산량을 증가시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이성질체화 반응기중에서 효과적인 이성질체화 조건하에서 부분적으로, 실질적으로 완전히 또는 완전히 공급물스트림중에 존재하는 모든 EB를 파괴할 수 있는 이성질체화 촉매를 사용하는 것이다. 이성질체화 반응기로부터 나오는 이성질체화 유출물중에 EB가 부재하거나 실질적으로 부재하는 경우라면, PX-고갈된 PSA 또는 TSA 유출 라피네이트(라피네이트라고도 지칭)를 제 2 이성질체화 반응기에 상당한 열 입력을 필요로 함이 없이 더 낮은 온도에서 통과시키는 것은 본 발명의 실시양태의 범위내에 있다.
또한 본 발명은 파라-크실렌 부화된 생성물 제조용 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은, 이성질체화 촉매를 함유하고 수소 분압하에 있으면서 제 1 파라-크실렌 고갈된 공급물스트림을 이성질체화시켜 이성질체화 조건하에서 평형 농도 또는 그에 근접하는 농도의 파라-크실렌을 갖는 제 1 생성물을 생성되게 하는 하나 이상의 크실렌 이성질체화 반응기; 소정의 주기로 순환 작동되어, 제 1 생성물로부터 가압 단계를 포함하는 흡착 모드에서 파라-크실렌 고갈된 생성물과, 블로우-다운(blow-down) 단계를 포함하는 탈착 모드에서 과-평형 파라-크실렌 농도를 갖는 파라-크실렌 부화된 생성물을 교대로 생성하는 하나 이상의 기상 압력-스윙 흡착 단위 또는 온도 스윙 흡착 단위(이하, "스윙 흡착"(SA) 단위로 통칭); 및 파라-크실렌 부화된 생성물로부터 파라-크실렌을 분리하여 회수하는 하나 이상의 파라-크실렌 회수 단위를 포함한다. SA 조작에는 퍼징 및 헹굼 단계와 같은 추가적인 단계도 이용될 수 있다.
또한, 둘 이상의 SA 단위 및 임의적으로 둘 이상의 이성질체화 반응기를 사용하는 것도 본 발명의 실시양태 내에 있다. 주어진 공정 또는 시스템에서, SA 단위 및 이성질체화 반응기는 둘 이상의 상이한 온도에서, 또는 둘 이상의 상이한 작동 조건 하에서 작동될 수 있다. 둘 이상의 이성질체화 온도중 하나가 이성질체화 조건하에서 모든 또는 대부분의 EB를 파괴하기에 충분할 만큼 높은 것이 바람직하다. 상이한 이성질체화 반응기 내에서 상이한 촉매가 사용될 수 있다. 상이한 흡수제 또는 흡착제가 상이한 SA 단위 내에서 사용될 수 있다.
다른 실시양태는 본원에 개시된 공정에 의해 또는 시스템 내에서 제조된 PX-부화된 생성물에 관한 것이다.
본 발명은 첨부된 도면과 함께 명세서를 읽음으로써 더욱 잘 이해되고 그 이점이 더욱 명확해질 것이다.
당업자라면 첨부 도면은 단지 설명 목적이며 본 발명에 의해 구체화되는 모든 가능한 시스템 또는 공정을 나타내는 것이 아님을 이해할 것이다. 또한, 상기 도면은 공업적, 상업적 또는 심지어 실험적 목적에 필요할 수 있는 장비 및 장치의 많은 부품 및 특정한 공정 단계를 포함하지 않는다. 이와 같이 본 발명의 본질을 이해하는데 필요치 않은 장비, 장치 및 단계가 도면에 도시되지 않아도, 이들중 일부는 본 발명의 다양한 측면을 설명하기 위해 때때로 언급될 수 있다. 또한 열교환기 및 가압기와 같은 일부 장비가 상이한 반응기에서의 온도 및 압력과 같은 조건에 따라 공정 또는 시스템 내의 상이한 장소에 위치할 수 있다는 것을 명심한다.
본 출원은 2000년 2월 22일 출원된 미국 임시 특허출원 제 60/184,010호의 우선권을 주장한다.
본 발명은 C8방향족을 포함하는 탄화수소 공급물스트림으로부터의 파라-크실렌의 회수율 및 생산량을 증가시키는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 방법 및 시스템은 크실렌 이성체화 및 압력 스윙 흡착을 포함하여 파라-크실렌 부화된 생성물을 포함하는 탈착 유출물을 형성한다. 이어서, 이 탈착 유출물로부터 파라-크실렌이 회수된다.
도 1은 본 발명에 따른 공정 및 단순화된 시스템을 관련 장비 및 장치와 함께 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 다른 공정 및 단순화된 시스템을 관련 장비 및 장치와 함께 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 흡착 실험을 수행하는데 사용되는 장치를 간략하게 나타낸 것이다.
도 4는 본원에 기술된 상이한 경쟁적인 흡착 실험의 결과를 나타낸 것이다. 화염 이온화 검출기(FID)가 설치된 기체 크로마토그래피를 사용하여 유출물중에서 n-헥산 표준을 기준으로 측정된 PX, MX, EB 및 TMB의 농도를 시간의 함수로서 플로팅하였다. TMB는 1,3,5-트리메틸벤젠, 즉 C9방향족 화합물이다.
본 발명은 C8방향족 화합물이 분리, 제조 및/또는 가공되는 화학 플랜트 및 정제장치에서 파라-크실렌(PX)의 생산량, 회수율, 및/또는 수율을 증가시키거나 최대화하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 공정 또는 상기 플랜트에서 제조된 PX 부화된 생성물에 관한 것이다.
본 발명의 공정은 C8방향족 화합물을 포함하는 공급물스트림을 이성질체화하여 이성질체화 유출물을 제조하는 단계, 이후 상기 이성질체화 유출물을 흡착제 존재하에 스윙 흡착(SA)시키는 단계를 포함한다. 다르게 지시되지 않은 한, "이성질체화" 및 "크실렌 이성질체화"는 본원에서 혼용된다. 이후, 본 공정은 PSA 단위를 참조하여 기술되지만, 이 논의에서는 SA 단위로서 TSA 단위를 사용하는 것도 고려됨을 이해해야 한다.
PSA 단위는 사이클 시간을 갖는 흡착 모드-탈착 모드 사이클로 작동된다. 흡착 모드에는 가압 단계 및 고압 흡착 단계가 있을 수 있다. 탈착 모드는 (a) 병류(co-current) 또는 대향류식 블로우다운 단계, (b) 저압 탈착 단계, 및 임의적으로 (c) 블로우다운 단계 이전에 더 높은 생성물 순도를 위해 흡착층을 퍼징시키기 위한 고압(예를 들어 흡착 모드 압력)에서의 헹굼 단계를 포함할 수 있다. PSA 단위를 작동시키는데 있어서 유틸리티 사용도의 감소 또는 더욱 양호한 결과를 얻기 위해 압력 평형화와 같은 추가적인 단계가 있을 수 있다. 또한, 각각의 정규적인 PSA 사이클 내부 또는 외부에 하나 이상의 퍼징이 있을 수 있다. 상기 퍼징은 스케줄에 따라 수행되거나, 필요에 따라 수행되거나, 둘 다에 의해 수행된다.
PX-고갈된 유출 라피네이트는 PSA의 흡착 모드 동안 생성된다. PSA의 탈착 모드 동안, 과-평형 PX 농도를 갖는 탈착 스트림이 생성된다. 임의적으로, PSA 단위로부터의 PX-탈착된 유출 라피네이트는 재순환되어 이성질체화 반응기로의 공급물스트림의 일부가 된다. 상기 라피네이트는 또한 사이클의 탈착 모드 후에 흡수제의 공극(void)에 트랩된 PX를 더 회수하기 위해 PSA 흡수제층을 퍼징하는데 사용될 수 있다. 동일하거나 상이한 조건에서 작동되는 둘 이상의 이성질체화 반응기가 있을 수 있다. 또한, 상기 반응기는 둘 이상의 PSA 단위를 갖는 것이 바람직하다. 둘 이상의 PSA 단위가 있는 경우, 이들은 동일하거나 상이한 조건하에서 작동될 수 있다.
"PX-고갈된"이란 용어는 단지 동일한 PSA 단위로의 공급물스트림중의 농도에 비해 특정 PSA 단위의 유출 스트림(라피네이트)에서 PX 농도가 저하된 것을 의미한다. 이는 PSA 단위로의 크실렌-함유 공급물스트림으로부터 모든 PX가 고갈되거나 제거되어야 함을 의미하지는 않는다.
본 발명에 있어, 크실렌 이성질체화 반응기로의 공급물스트림은 이성질체화 조건하에서 다른 상호전환가능한 C8방향족 화합물에 비해 PX를 그의 평형 농도 미만의 농도로 포함한다. 촉매반응된 크실렌 이성질체화 단계는 PX 농도를 그의 평형 수준에 가깝게 증가시키는 역할을 한다. 이후, 이성질체화 유출물을 PSA 단위로 공급한다. 이성질체화 단계는 또한 온도가 약 350℃보다 높을 때 공급물스트림중에 존재하는 EB를 부분적으로 또는 완전히 파괴하는 역할을 할 수 있다. PSA에 의한 더 양호한 PX 분리를 달성하기 위해, PSA 단위내의 온도는 특히 EB 파괴가 이성질체화 단계에서 요구될 때는 전형적으로 이성질체화 온도보다 낮다.
EB 파괴가 제 1 온도에서 이성질체화 반응기 내에서 상당히 완전한 경우, 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도에서 작동되는 또다른 하나 이상의 크실렌 이성질체화 반응기를 갖도록 하는 것은 선택사항이지만 종종 바람직하다. 상기 더 낮은 제 2 크실렌 이성질체화 온도가 결합된 PSA 단위의 온도와 크게 다르지 않은 경우, 예를 들어 ±20℃ 이내인 경우, 이 제 2 (또하나의) 크실렌 이성질체화 반응기로부터의 이성질체화 생성물은 스트림을 냉각시키는 열교환기를 사용할 필요 없이 PSA 단위로 보내질 수 있다. 추가로, PSA 단위로부터의 PX-고갈된 유출 스트림은 선택적으로 열교환기를 통해 추가로 열을 입력할 필요없이 더 낮은 (제 2) 온도에서 작동되는 제 2 크실렌 이성질체화 반응기로 되돌려 보내질 수 있다. 본 발명에 따르면, 단순화된 플랜트 조작, 더 적은 부품의 플랜트 장비, 및 더 낮은 유틸리티 사용도로 추가적인 PX가 제조될 수 있다. MX 및 OX는 상기 방식으로 소멸될 때까지 재순환될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 필요한 공정 단위, 반응기, 장비 및 제어장치를 포함하는 플랜트 또는 시스템에 관한 것이다. 상기 공정 단위, 반응기, 장비 및 제어장치는 목적하는 더 높은, 최대 및/또는 개선된 PX 생산량, 회수율 및/또는 수율을 달성하기 위한 다양한 크실렌 이성질체화 및 압력 스윙 흡착에 의한 PX 부화된 생성물 제조의 필수 및/또는 선택 기능을 제공한다. 또한, PX 생산량을 증가시키기 위해 현존 플랜트 또는 기반 플랜트에서 본 발명의 실시양태를 사용함으로써 더 낮은 유틸리티 사용도 또는 요구되는 장비의 더 적은 부품이 달성될 수 있다. 또한, 저가치 제품 또는 폐기물의 생성이 줄어들 것이 전망된다.
과-평형 PX 농도를 함유하는 탈착 유출물은 PSA의 탈착 모드 동안에 C8방향족 화합물을 포함하는 공급물스트림을 수소 분압의 존재하에 적당한 이성질체화 촉매를 함유하는 하나 이상의 이성질체화 반응기에 통과시켜 이성질체화 유출물을 형성한 후, 상기 이성질체화 유출물을, 유출 라피네이트를 생성하는 흡착 모드와 탈착 유출물을 생성하는 탈착 모드 사이에서 교대로 작동되는 하나 이상의 PSA 단위를 통해 공급함으로써 제조된다. 플랜트 또는 시스템에 둘 이상의 PSA 단위를 갖는 것이 통상적이다.
PSA 단위에서의 흡착제의 용량에 의해 1차적으로 결정되는 소정의 흡착 모드로 시간 후에, 둘 이상의 PSA 단위가 있는 경우 제 1 PSA 단위로의 공급물스트림을 정지 또는 다른 PSA 단위로 전환시키거나, 또는 탈톨루엔탑 등의 다른 탑 또는 장비로 우회시킨다. 블로우다운 이전에 고압 헹굼 단계를 수행할 수 있다. 압력을 낮춤(블로우다운)으로써 제 1 PSA 단위에서 탈착 모드를 수행하고, 이후 저압 탈착 단계에서 PX-부화된(과-평형 농도) 생성물을 포함하는 탈착 유출물을 형성한다.
그 후, 탈착 유출물은, 헹굼 단계로부터의 유출물 스트림과 합해지거나 합해지지 않고, PX 회수 및 정제를 위해 PAREX 단위 또는 분별 결정화 단위와 같은 분리 단위로 보내진다. 탈착 후에, 제 1 PSA 단위는 흡착 모드로 복귀될 수 있다. 흡착 모드와 탈착 모드의 중간 또는 그 전후에 1회 이상의 퍼징이 있을 수 있다. PSA 단위에서 감압(심지어 진공까지)하여 탈착을 수행하는 것에 추가하여 및/또는 그 대신에, 다른 방법, 예컨대 온도의 상승, 탈착 생성물 퍼징, 용매 스트리핑, 특히 공정에서 생성된 벤젠/톨루엔(에탄 존재 또는 부재) 스트림 및 MX-풍부 스트림과 같은 스트림, 및 이들의 조합이 사용될 수 있다. 퍼징은 대향류 방식으로 수행될 수 있다. 이미 논의된 대로, 추가적인 헹굼 단계가 역시 수행될 수 있다.
전형적 화학 플랜트 또는 정제장치로부터의 C8방향족 화합물 스트림은 PX, MX, OX 및 EB을 열역학적 평형 농도에 근접한 농도로 포함한다. 이 스트림을 크실렌 이성질체화시켜도 이점이 그다지 크지 않다. 따라서, 본 발명에 사용되는 이성질체화 반응기로의 공급물스트림은 바람직하게는 하나 이상의 PSA 단위로부터 재순환된 PX-고갈된 유출 라피네이트를 적어도 일부 포함하여 공급물스트림중의 최종 PX 농도가 이성질체화 반응기에 사용된 이성질체화의 여러 조건, 특히 이성질체화 온도에서 열역학적으로 결정되는 농도보다 낮도록 한다. 전형적으로, 크실렌 이성질체화 반응기로의 상기 공급물스트림중의 PX 농도는 스트림중에 존재하는 모든 4가지 C8방향족 화합물의 약 25중량%보다 낮다.
크실렌 및 에틸벤젠 이외에도, C8방향족 공급물스트림은 또한 특정량의 다른 방향족 또는 심지어 비-방향족 화합물을 함유할 수 있다. 이러한 방향족 화합물의 예는 벤젠, 톨루엔, 및 메시틸렌, 의사-쿠멘 등과 같은 C9방향족이다. 분자량, 비점 및 그밖의 물리적 화학적 특성이 상이하기 때문에, 방향족 또는 비-방향족의 상기 다른 화합물은 크실렌 및 EB로부터 비교적 쉽게 분리될 수 있다. 당업자라면 상기 화합물이 대부분의 크실렌 생산 공정 또는 설비에 대해 큰 문제를 일으키지 않음을 이해할 것이다. 따라서, 분리를 수행하기 위한 상이한 공정 단위, 반응기, 장치, 장비 및 제어장치는 실질적으로 도 1 및 도 2의 도면에 생략되어 있다.
목적하는 이성질체화 반응을 수행하기 위해 크실렌 이성질체화 반응기에 사용될 수 있는 많은 촉매 또는 촉매의 조합물이 있다. 일반적으로 두 유형의 크실렌 이성질체화 촉매가 있다. 제 1 유형의 이성질체화 촉매는 다소간 EB를 비롯한4가지 상이한 C8방향족 화합물을, 반응 조건하에서 열역학에 의해 결정되는 농도까지 평형화시킬 수 있다. 이는 특정한 공급물에서 C8방향족으로부터 PX를 최대한 형성할 수 있게 한다. 상기 유형의 촉매의 예는 각각의 공정에 사용되는 IFP/엔젤하드(Engelhard) 옥타피닝(Octafining) 및 옥타피닝 II 촉매이다.
다른 유형의 크실렌 이성질체화 촉매 역시 EB 파괴를, 바람직하게는 수소 존재하에 수행시킬 수 있다. 앞에서 논의된 바와 같이, 이 유형의 공정, 플랜트 및 촉매는 EB를 제거하고 벤젠 및 에탄을 부산물로서 생성한다. 이는 다양한 제품의 수요 공급뿐만 아니라 특정한 플랜트에 존재하는 다른 장비에 따라 EB의 바람직한 처리 방법일 수 있다. 그 예는 각각의 공정에서 사용되는 모빌 고온 이성질체화(MHTI) 촉매, 모빌 고활성 이성질체화 촉매(MHAI) 및 UOP ISOMAR I-100 촉매를 포함한다(ISOMAR는 유오피 인코포레이티드(UOP Inc.)의 등록상표이다).
본 발명을 위해 다수의 적당한 이성질체화 반응기를 사용할 수 있다. 비한정적인 예의 일부는 미국 특허 제 4,899,011호 및 제 4,236,996호에 기술되어 있다.
크실렌 이성질체화 반응은 다양한 효과적인 조건하 및 많은 상이한 시스템 내에서 수행될 수 있다. 상기 효과적인 조건은 광범위한 온도를 포함한다. 크실렌중의 PX 평형 농도가 본 발명에 적합한 온도 범위 내에서는 온도에 크게 의존하지 않는다고 일반적으로 공지되었고/되었거나 생각되기 때문에, 특정한 이성질체화 반응기를 위해 특정한 온도를 선택하는 것은 PX 회수율 또는 수율에 실질적으로 영향을 주지 않는다. 그러나, 공정 또는 시스템의 특정한 반응기 내의 특정한 이성질체화 반응 온도를 선택하는 것은, 공급물중에 EB가 있는가 여부, 둘 이상의 이성질체화 반응기가 있는가 여부, PSA 단위 내의 작동 온도가 어느 정도인가 및 이들의 조합과 같은 많은 인자 또는 고려사항에 좌우된다.
크실렌 이성질체화 온도 범위는 약 200℃ 내지 약 550℃, 바람직하게는 약 250℃ 내지 약 520℃, 더욱 바람직하게는 325℃ 내지 약 450℃이다. 전부는 아닐지라도 대부분의 공지된 촉매를 사용할 때, EB 파괴는 반응 온도가 약 300℃, 바람직하게는 약 325℃에 도달할 때까지는 큰 정도로 발생하지 않는다. 따라서 EB를 파괴하기 위해서는 상기 온도 범위 내에서 온도가 약 325℃보다 높도록 조작하는 것이 바람직하다. 공정 또는 시스템용으로 사용되는 둘 이상의 크실렌 이성질체화 반응기가 있는 경우, 하나의 반응기는 상기 온도 범위인 제 1 온도에서 작동되도록 하고, 다른 반응기는 제 1 온도보다 낮은 온도에서 작동되도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 더 낮은 온도는 바람직하게는 약 200℃ 내지 약 350℃, 더욱 바람직하게는 약 220℃ 내지 약 300℃이다.
특정한 이성질체화 반응기로의 공급물스트림중에 EB가 없는 경우, 또는 EB 파괴가 필요하거나 바람직하지 않은 경우, 에너지 소비 및 유틸리티 사용도를 감소시킬 목적으로 더 낮은 이성질체화 온도가 사용될 수 있다. 이성질체화 반응기의 온도를 PSA 단위의 온도와 일치하도록 하여 열 교환 및/또는 열 교환 장비의 필요성을 최소화하는 것이 더욱 바람직할 수 있다. PSA 단위는 전형적으로는 EB 파괴가 수반되는 크실렌 이성질체화 반응기에서보다 낮은 온도로 작동된다.
본 발명에서, 크실렌 이성질체화 반응은 액상, 증기상(기상), 초임계상, 또는 이들의 조합에서 시행될 수 있다. 이성질체화 반응 조건 및 이성질체화되는 방향족 공급물스트림의 특정한 조성을 선택함으로써 크실렌 이성질체화 반응기 내의 방향족 공급물스트림의 물리적 상태를 결정한다. 이성질체화 반응기와 결합된 하나 이상의 PSA 단위가 있고 본 발명의 PSA 단위(들)가 바람직하게는 증기상에서 작동되기 때문에, 이성질체화 반응 역시 증기상에서 수행하는 것이 더욱 유리하다. 이는 공정 또는 플랜트 조작을 상업적으로 또는 실험적으로 능률적이고 간략하게 하고, 상기 공정 또는 플랜트에서 열교환기와 같은 특정 장비를 배제한다.
이성질체화 촉매, 시스템, 또는 이성질체화 단계동안 EB를 이성질체화 및/또는 파괴할 수 있는 다른 방법을 사용하는 것 또한 본 발명의 실시양태의 범위에 있다. 앞에서 논의한 바와 같이, EB는 스티렌과 같은 중요한 단량체를 위한 유용한 원료이지만, EB를 방향족 화학 플랜트 내에서 비교적 소량으로 회수하는 것은 종종 경제적이지 않을 수 있다. 따라서, 목적하는 EB 파괴도 동시에 수행할 능력이 있는 적당한 이성질체화 촉매의 존재하에 적당한 반응 조건, 특히 더 높은 온도를 사용하는 것이 조작 및 경제적인 면에서 더 바람직할 수 있다. EB는 많은 반응 조건하에서 약 300℃보다 높은 온도에서 탈알킬화되어 벤젠 및 에틸렌을 형성할 수 있다. 본 발명을 위해 바람직한 조건인 수소 존재하에서, EB는 1차적으로 하이드로-탈알킬화 반응을 통해 벤젠 및 에탄으로 전환된다. 반응 화학량론에 따라, 상기 방식으로 파괴된 EB 1몰당 수소 1몰이 소모된다. 따라서, 이성질체화 반응기 내의 특정한 공급물스트림중의 전환될 EB의 몰수와 적어도 같은 몰량의 수소를 사용하는것이 더욱 바람직하다.
하나 이상의 이성질체화 반응기를 대부분의 EB를 파괴하기에 충분하게 높은 온도에서 작동시키는 것 또한 본 발명의 실시양태의 범위에 있다. 이는 앞에서 논의된, EB 함량이 낮거나 없는 경우가 된다. 따라서, 고온 크실렌 이성질체화 반응기와 결합된 PSA 단위로부터 흡착 모드에서 생성된 PX-고갈된 유출 라피네이트를 제 2의 상이한, 더 낮은 온도의 이성질체화 반응기로 보내어 유출 라피네이트중의 MX 및 OX를 추가로 PX로 이성질체화시키는 것은 임의적이지만 바람직하다. 이어서, PX-부화된 생성물을 제조하기 위해 상기 재-평형화된 PX-함유 혼합물을 동일하거나 상이한 PSA 단위로 보낼 수 있다. 상기 모드에서, 바라는 경우 상이한 이성질체화 반응기에서 상이한 촉매를 사용하는 것은 임의적이다. 공정 또는 플랜트 내에서 MX 및 OX를 소멸될 때까지 재순환시키는 것은 임의적이다.
상기 공정 및 시스템의 이성질체화 단계를 위해, 모든 탄화수소 및 크실렌 이성질체화 반응기에 존재하는 수소와 같은 임의의 기타 기체 또는 증기를 포함하는 반응기 내의 총 압력은 약 200kPa 내지 약 6MPa, 바람직하게는 약 300kPa 내지 약 3MPa, 더욱 바람직하게는 약 400kPa 내지 약 1MPa의 범위이다. 이성질체화 반응기 내의 크실렌 및 에틸벤젠의 적당한 분압은 약 100kPa 내지 약 6MPa, 바람직하게는 약 200kPa 내지 약 3MPa이다.
크실렌 이성질체화 반응 그 자체에는 필요하지 않지만, 이성질체화 반응기 내에 적당한 분압으로 적어도 약간의 수소를 갖는 것이 유리하며 바람직하다는 것이 밝혀졌다. 예를 들어, 수소는 이성질체화 촉매가 교체되거나 재생되어야 하기전까지의 사이클 및/또는 최종 수명을 개선시키는 것으로 알려졌다. 일반적으로 수소는 코킹(coking), 즉 탄소질 물질이 이성질체화 촉매상에 침착되는 것을 감소시킨다고 생각된다. 앞에서 논의한 바와 같이, 수소는 EB를 탈알킬화시킴으로써 에탄 및 벤젠을 생성하는 EB 파괴를 위해 적어도 동등한 몰량이 필요하다.
수소 대 C8방향족의 몰비(일명 H2/오일 비)는 크실렌 1몰에 대해 수소 약 0.1 내지 100몰의 넓은 범위일 수 있다. 크실렌 1몰에 대해 바람직하게는 수소 약 0.5 내지 약 2몰, 더욱 바람직하게는 수소 약 0.8 내지 약 1.2몰, 가장 바람직하게는 약 0.9 내지 약 1.1몰의 몰비를 갖는다. 전형적인 공업 조작에서, 수소 분압을 특정한 이성질체화 반응기 내의 총 압력의 약 절반 또는 절반 약간 이하로 유지하는 것이 편리할 뿐만 아니라 이롭다. 당업자라면 증기상에서 상기 몰비가 성분 각각의 분압의 비와 동일하거나(이상 기체 법칙을 따른다고 가정) 그에 근접하다는 것을 이해할 것이다.
수소 압력은 특정한 공정 또는 시스템에 하나 이상의 상이한 이성질체화 반응기가 있는 경우 상이한 이성질체화 반응기 내에서 변화하거나 조정될 수 있다. 또한, 수소 압력 또는 농도 균형을 맞추고/맞추거나 PSA 단위(들) 및 임의의 재순환 스트림을 포함하는 전체 공정 또는 시스템의 다양한 부분에서의 수소 축적을 방지할 필요가 있을 수 있다. 수소는 예를 들어 코크스가 형성되거나 다른 의도하지 않고/않거나 목적하지 않은 탈수소화 반응이 발생하는 경우에 생성될 수 있다. 이들은 모두 퍼징 및/또는 공정 또는 시스템의 특정한 지점에서 수소 메이크업(make-up)의 제공, 또는 당해 분야의 숙련자에게 공지된 다른 방법에 의해 달성될 수 있다.
모든 탄화수소를 포함하는 공급물중의 전체 탄화수소의 크실렌 이성질체화 반응기 내의 촉매 위에서의 WHSV(시간당 중량 공간 속도) 유속은 약 0.5 내지 20h-1이다. 유속은 중량-대-중량 기준으로 측정한다.
본원에 기술된 바와 같이, 본 발명의 공정 또는 시스템에서 하나 이상의 PSA 단계 또는 단위는 하나 이상의 크실렌 이성질체화 단계 또는 반응기와 결합되어, 이성질체화 유출물로부터 과-평형 PX 농도, 즉 열역학에 따른 평형 농도보다 높은 농도를 함유하는 탈착 PX-부화된 유출물(하기)을 생성한다. PX-부화된 생성물에서 상기 PX 과-평형 농도는 PSA 단위로부터의 탈착 유출물에 존재하는 모든 4가지 C8방향족, 즉 EB, OX, MX 및 PX의 약 28중량%(또는 28몰%와 동등) 내지 약 80중량%의 PX 농도를 의미한다.
SA는 하나 이상의 흡착제 및 임의적으로 하나 이상의 열 흡수 매질을 포함하는 하나 이상의 적당한 흡수제 존재하에서의 순환적인 고압 흡착/저압 탈착 방법이다. 이는 둘 이상의 성분이 상이한 조건, 특히 상이한 압력하에서 상이한 흡착 특성을 갖는 경우에 증기상 또는 기상에서 상이한 성분을 분리하는 방법이다. 유리한 경우, 온도와 같은 다른 조건을 탈착 모드 동안 변화시킬 수 있다.
과-평형 PX 농도를 갖는 PX 부화된 생성물을 제조하는데 적합한 전형적인 PSA 단위 또는 임의의 다른 PSA 유형 공정 장비에서, 크실렌 기체 또는 증기의 혼합물은, 임의적으로 약간의 수소와 함께 고압하에서 PSA 단위에서 적당한 흡수제와 접촉하게 된다. 흡착 단계 이전에 가압 단계가 있을 수 있다. 이는 흡착 모드이다. 혼합물중의 하나 이상의 성분, 본 발명에서 PX는 흡수제의 흡착 부분에 대해 다른 성분(MX, OX, EB 등)보다 높은 친화성을 나타내며, 따라서 흡착제에 의해 선택적으로 흡착될 수 있다. 우선적으로 흡착된 성분, 즉 PX는 이어서 사이클의 흡착 모드 동안 PSA 단위로부터 유출되는 유출 라피네이트에서 부분적으로 또는 완전히 고갈됨으로써 선택적으로 흡착된 성분인 PX와 혼합물중의 잔여물간의 목적하는 부분적 또는 완전한 분리가 수행된다.
흡착제의 용량에 도달할 때까지 흡착을 계속한다. 흡착되는 성분에 따라, 분리의 유형 및 성공적인 분리, 특정한 흡착제의 용량을 정의하는 조작적인 기준은 특정한 성분, 즉 PX에 대해 다음중 하나 이상이 유출 라피네이트에서 관찰될 경우에 도달한 것으로 생각된다: (a) PX가 검출됨; (b) PX의 농도가 예비결정된 허용가능한 수준보다 높아짐; 및 (c) PX의 농도가 공급물의 PX 농도와 동일하게 됨.
PSA 단위에서 사용되는 흡수제는 특정한 분리를 수행하도록 선택된다. 위에서 논의한 바와 같이, 흡수제는 하나 이상의 흡착제 및 임의적으로 또는 바람직하게는 하나 이상의 열 흡수 매질을 포함한다. 많은 천연 및 합성 제올라이트가 공기중의 산소로부터 질소를 분리하기 위해 PSA 단위내의 흡착제로서 사용되었다. 방향족 화합물로부터 다양한 n-파라핀을 분리하기 위한 제올라이트 5A, 에리오나이트 및 차바자이트(chabazite)와 같은 기타 제올라이트는 미국 특허 제 5,863,315호에 개시되었다.
많은 상이한 화합물 및 그의 혼합물이 C8방향족 화합물을 분리하기 위한 본 발명의 PSA 단계용 흡착제로서 사용하기 적합한 것으로 밝혀졌다. 하나의 중요한 기준은 적합한 흡착제는 흡착 모드에서의 조건하에서 PX에 대한 허용가능한 용량을 가져야 한다는 것이다. "용량"은 본원에서 중량%, 즉 특정한 조건 세트하에서 사용된 흡착제 100중량당 흡착된 PX의 중량의 비로 표시된다. 공정 경제성 및 조작 효율상의 이유로, PX에 대한 흡착제의 용량이 클수록 좋다. 더 낮은 용량이 사용될 수는 있지만, 일반적으로 본 발명의 작동 조건하에서 약 0.1중량% 이상의 PX 용량을 갖는 것이 더 좋다. 0.5중량% 이상의 PX 용량을 갖는 것이 바람직하고, 1중량% 이상의 용량을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 구조화된 흡수제를 사용하는 경우, 특히 급속 사이클을 사용하면 적은 용량의 흡착제도 허용될 수 있다.
흡착제의 흡착 용량 이외에, 흡착 및 탈착 동력학도 매우 중요한 인자이다. 흡착 용량에 도달하는데 요구되는 시간은, 공급물중의 C8방향족 화합물 및 다른 경합 물질의 상대 농도(분압), C8방향족 화합물 및 다른 경합 물질의 상대 및 경쟁 흡착 친화성, 온도 및 압력과 같은 작동 조건, 공급물스트림의 유속, PX 및 다른 성분들의 흡착 동력학 및 확산 속도에 따라 실질적으로 변할 수 있다. 탈착 동력학은 대개 PSA가 탈착 모드로 유지되어야 하는 시간을 결정한다. 탈착 온도 및 압력뿐만 아니라 사용되는 스트리핑 화합물이 있는가 여부가 탈착 동력학에 실질적인 영향을 준다.
흡수제는 필수적으로 구조화된 흡수제로 구성될 수 있으며, 여기서 흡착제및 임의적으로 적당한 열 흡수 매질은 모놀리스(monolith) 지지체와 같은 구조화된 지지체에 배치된다. 지지체는 다수의 물질, 예를 들어 실리카, 물라이트(mullite), 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 마그네시아, 강철과 같은 금속 및 이들의 혼합물로부터 제조될 수 있다. 지지체는 배향되거나 배향되지 않을 수 있다. 지지체는 벌집, 스폰지, 스크린, 코일 형태로 성형될 수 있다. 또한, 지지체는 콜로이드상 실리카 구과(球顆; spherulite)와 같은 다른 물질로 먼저 피복될 수 있다. 상기 지지체를 개시 및 기술한 미국 특허 제 5,925,800호 및 제 3,518,206호의 내용을 본원에 참고로 인용한다. 구조화된 흡수제는 전형적으로 매우 큰 압력 강하 없이 매우 짧은 흡착-탈착 사이클을 사용가능하게 할 수 있다. 이는 종종 급속 사이클 PSA 공정이라 지칭된다.
구조화된 흡수제를 형성하기 위해, 흡착제의 총량 또는 상기 흡착제 및 임의적인 열 흡수 매질을 지지체 상에 포함하는 흡수제의 총량은 지지체의 중량을 기준으로 약 0.01중량% 내지 70중량%이다.
흡착 모드에서 특정 시간 동안 작동시킨 후 또는 흡착제의 용량에 도달할 때까지, 이성질체화 반응기로부터의 이성질체화 유출물의 유동을 정지시키고, 다른 PSA 단위를 향해 전환시키거나, 탈톨루엔탑 또는 플랜트 내의 다른 적당한 처리 장비 또는 단위, 및 이들의 조합에 우회시킨다. PSA 단위는 탈착 모드로 전환된다. 일반적으로 PSA 단위의 압력을 강하시키는 블로우다운 단계 및 이후의 저압 탈착 단계가 있다. 우선적으로 흡착된 성분, 즉 PX의 탈착은 감압, 진공화(evacuation)(대기압보다 낮은 압력까지), 저압 스트리핑, 또는 단순 스트리핑과 같은 다양한 방법에 의해 수행될 수 있다. PX 탈착을 위한 감압(압력의 강하)이 본 발명에 바람직하다.
PSA 탈착 모드의 상기 탈착 단계는 종종 재생 단계라고도 지칭되는데, 특히 흡착된 성분이 불순물 또는 다른 목적하지 않은 제거될 물질인 경우에 그렇다. 흡착제가 "재생"될 때, 공급물스트림의 유동, 즉 크실렌 이성질체화 유출물은 퍼징이 수행되지 않은 한 흡착 모드에 재배치된다. 본 발명에서, 완전한 흡착-탈착 사이클에 걸리는 시간을 사이클 시간이라 지칭한다. 더 상세한 정의는 하기에 있다. PSA 단위 또는 다른 관련 장비를 흡착 및 탈착 단계 사이에서 상이한 기체 또는 액체 물질로 1회 이상 퍼징하는 것은 각 사이클마다 실시하거나 필요에 따라 실시할 수도 있다. 퍼징은 다양한 생성물의 목적하지 않은 축적물을 제거하는데 도움이 될 수 있다.
또한, 탈착 모드 후 및 흡착 모드 전에 퍼징 단계를 갖는 것이 본 발명의 범위에 있다. 이 단계는 흡착물을 스트림으로 퍼징시켜 층의 빈 공간에 주로 남거나 트랩된 더 많은 PX를 회수하기 위한 것이다. 이는 흡착 동안에 공급물 스트림의 유동과 동일한 방향으로 수행된다. 스트림은 PX 농도가 낮은 유체일 수 있다. 이러한 유체는 PX-고갈된 유출 라피네이트를 포함한다.
PSA의 특정한 분리에 대한 효과는 선택된 흡착제, 선택된 흡수제, 흡착의 기작, 공급물스트림의 조성, 다양한 C8방향족 성분 및 다른 존재 화합물의 절대 및 상대 농도, 사용된 장비, 작동 조건, 목적하는 스루풋(throughput) 작동 조건 등에의존한다. 특정한 C8방향족 공급물스트림중에 많은 상이한 성분을 가질 가능성 때문에, 효과는 실질적으로 변할 수 있다.
의도하거나 바람직한 것은 아니지만, 본 발명이 시스템 내에 소량의 액체가 있을 경우 만족스럽게 작동될 수 있다는 것에 주목한다. 액체는 분무화, 비말동반, 국소 냉각 효과, 모세관 현상(예를 들어, 흡착제 내에서 또는 위에서의), 과가압 또는 이들의 조합과 같은 여러 이유로 시스템 내의 어딘가에 존재할 수 있다.
반응기를 교대로 작동시키거나 흡착, 탈착 또는 퍼징(필요시) 모드의 특정한 규정된 순서로 작동시키기 위해 둘 이상의 PSA 단위를 사용하는 것은 임의적이지만 많은 경우 바람직하다. 이는 PX 회수 효율을 증가시키고/시키거나 특별한 공정의 더욱 매끄러운 조작성을 제공한다. 단일 공정에 사용되는 많은 PSA 단위를 제어하기 위해 다양한 스킴(scheme) 및 시스템이 고안될 수 있다. 경질 파라핀(알칸)의 혼합물을 분리시키기 위한 이러한 스킴의 한 예는 미국 특허 제 5,863,315호에 기술되어 있다. 본 발명에 있어서는 둘 이상의 PSA 단위를 사용하는 것이 바람직하다.
흡착 모드는 일반적으로 발열반응이기 때문에, PSA 단위 내에 불활성이거나 실질적으로 불활성인 열 흡수 매질을 사용하여 열 전달, 열 분배 및/또는 온도를 조종 또는 제어하는 것이 종종 유리하다. 층이 온-라인(on-line)인 동안 제거 성분이 흡착되기 때문에, 흡착 공정은 흡착열을 생성하여 열 펄스가 흡착제를 통하여 하부스트림으로 진행하는 원인이 된다. PSA 단위에서 국소 열점 및/또는 큰 온도구배를 피하는 것이 타당하며 바람직하다. 열 흡수 매질은 기상, 액상 또는 고상일 수 있다. 하부스트림 분리 및 생성물 오염 문제를 최소화하기 위해, 본 발명에서는 고상 열 흡수 매질 또는 상이한 열 흡수 매질의 혼합물을 사용하는 것이 더욱 편리하고 따라서 바람직하다.
예를 들어, 알루미늄 입자를 선택된 흡착제와 혼합하여 PSA 단위에 배치될 적합한 혼합물을 형성할 수 있다. 이 혼합물은 사이클의 흡착 및 탈착 모드 둘 다 동안에 더욱 균일한 온도 윤곽, 더 적은 열점, 더 작은 온도 구배 및 더욱 양호한 온도 제어를 나타낼 수 있다. 이렇게 적합한 다른 고상 매질은 알루미늄 분말과 함께 탄화규소, 카보런덤(carborundum), 흑연, 탄화텅스텐 및 이들의 혼합물을 포함하나 이에 꼭 한정되지 않는다. 상기 물질은 전형적으로 크실렌 및 EB에 대해 불활성이고 높은 열 용량 및/또는 높은 열 전도성을 갖는다.
이미 전술한 바와 같이, 본 발명의 흡수제는 하나 이상의 흡착제 및 임의적으로 또는 바람직하게는 하나 이상의 상기 논의된 열 흡수 매질을 포함한다. 원하는 경우 흡수제에는 다른 성분이 있을 수 있다. 또한, 흡수제는 구조화된 지지체 상에 위치하여 매우 짧은 사이클 시간에 급속-사이클 공정을 수행할 수 있다.
열 흡수 매질 또는 혼합물을 흡수제로서 사용하는 경우, PSA중의 흡착제 자체(예: MFI 또는 실리칼라이트형 제올라이트)에 대한 그의 상대적인 사용량은 약 100:1 내지 약 1:100, 바람직하게는 약 1:10 내지 약 10:1, 더욱 바람직하게는 약 1:9 내지 약 1:1(모두 부피비임)이다. PSA 단위중에 열 흡수 매질을 너무 적게 사용하면 열 조정, 열 전달 또는 온도 제어에 충분한 소기의 효과를 거두지 못한다.한편, 이러한 비흡착성 물질을 너무 많이 사용하면 너무 많은 흡착제가 필연적으로 치환되기 때문에 필연적으로 용량이 감소하고, 따라서 특정한 PSA 단위의 부피 기준 PX 스루풋도 감소한다. 그렇지 않으면, 훨씬 큰 반응기가 필요하게 되어 더 많은 자본 투자가 필요할 것이다. 또한, 유리한 열 흡수 특성을 갖는 흡착제를 선택하여 사용하는 것이 본 발명의 실시양태의 범위에 있다. 흡수제가 구조화된 지지체 상에 위치하는 경우, 유사한 흡착제 대 열 흡수 매질의 부피비를 사용할 수 있다. 모든 경우에, 흡수제 조성물에는 다른 성분이 있을 수 있다.
전형적인 PSA 조작에서, 약간의 수소를 포함하는 크실렌 이성질체화 반응기로부터의 이성질체화 유출물은 PSA 단위 내의 흡착제와 접촉하게 된다. 흡착 모드 동안, PSA 단위로부터 나오는 유출물은 유출 라피네이트(아래, 도 1 및 도 2 참조)라 지칭된다. 유출 라피네이트는 PX-고갈된 스트림이다. 주로 공정 경제성 및 하부스트림 분리 용이성에 의존하여, PX는 실질적으로 또는 오직 부분적으로 특정한 공정의 PSA 단위 내에서 고갈된다. 흡착제의 용량이 "도달" 또는 포화되고 PX의 일부 바람직하지 않은 수준이 유출 라피네이트로부터 검출될 때를 "돌파점"이라 지칭한다.
흡착 모드는 시스템이 돌파점에 도달할 때까지 지속된다. 이후, 이성질체화 유출물의 공급은 중지되거나 공정 또는 시스템에 다른 PSA 단위가 있는 경우 다른 PSA 단위로 전환된다. 포화딘 PSA 단위는 탈착 모드로 전환된다. 사이클 시간 및 다른 고려사항에 따라, PX 제조를 위한 특정한 공정 또는 시스템에 둘 또는 다수의 PSA 단위가 있을 수 있다.
탈착 유출물의 부분으로서의 파라-크실렌 부화된(즉, 과-평형 PX 농도를 갖는) 생성물은 PSA 단위의 블로우다운 단계 이후의 탈착 모드 동안 회수된다. 본 발명에서, 탈착 모드 동안 PSA 단위의 압력은, 임의적인 헹굼 단계는 아마도 제외되지만, 흡착 모드 동안보다 언제나 낮다. PSA 단위의 압력을 단순히 낮춤으로써 본 발명의 대부분의 경우에서 목적하는 탈착을 수행할 수 있다. PSA 단위 온도를 올리거나, 용매/기체로 퍼징하거나, 또는 이들(압력, 온도 및 퍼징)을 조합하여 탈착을 용이하게 하거나 개선할 수 있다.
탈착 유출물중에 일반적으로 수소가 있기 때문에, 공정중 어딘가에서 탄화수소로부터 수소를 분리하는 것이 필요하다. 탈착 유출물중의 크실렌으로부터 수소를 분리하는 한 방법은 수소, 과-평형 농도의 PX, MX 및 기타를 포함하는 탈착 유출물을 가압기에 공급하여 압력을 수소 및 모든 크실렌이 기체/액체 평형에 의해 회수 드럼에서 분리되기에 충분한 수준으로 상승시키는 것이다(예를 들어, 도 1 및 2를 참조). 동일한 방법을 필요시 작동의 흡착 모드 동안에 PX-고갈된 유출 라피네이트중의 수소를 완전히 또는 부분적으로 제거하는데 이용할 수 있다.
본 발명에 있어 적합한 흡착제의 비한정적인 예는 제올라이트성(제올라이트) 및 비제올라이트성 분자체, 기둥꼴 점토, 카본 및 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직한 제올라이트는 공경이 약 7Å 미만인 ZSM-5, 실리칼라이트 등과 같은 MFI형의 중간 공극 제올라이트를 포함한다. 공경이 7Å보다 큰, 모데나이트 및 제올라이트 X 및 제올라이트 Y와 같은 포자사이트(faujasite)를 포함하는 큰 공극 제올라이트도 하기 개질을 하거나 하지 않고 사용할 수 있다. 공극이 약 4Å보다 작은제올라이트는 바람직하지 않다.
흡착제로서 사용하기 적합한 비제올라이트성 분자체는 실리코알루미노포스페이트(SAPO), 알루미노포스페이트(ALPO), 치환된 SAPO, 치환된 ALPO, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 예는 ALPO-11, SAPO-11 등을 포함한다. 큰 공극(7Å 이상) 비제올라이트성 분자체는 아래 설명되는 개질을 하거나 하지 않고 사용할 수 있다. 또한, 약 4Å보다 큰 공경을 갖는 것이 바람직하다. 층간 거리가 약 5Å보다 큰 기둥화된 점토가 바람직하다. 적합한 카본은 활성탄, 흑연, 목탄 및 이들의 혼합물을 포함한다.
용량, 흡착 동력학 및 기타 흡착 관련 특성을 변경 또는 개선하기 위해, 상기 모든 흡착제를 화학적, 물리적, 기계적 또는 이들의 조합으로 추가로 개질시킬 수 있다. 상기 개질의 예는 본원에서 더욱 상세히 논의된다.
논의된 바와 같이, 공극구 직경이 4Å보다 큰 분자체 흡착제를 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 분자체는 약 5Å 내지 약 8.5Å, 가장 바람직하게는 약 5.3Å 내지 약 7Å의 공경을 갖는다. 이러한 공극 크기는 여러 방법으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 중간 공극 크기 MFI형 제올라이트인 ZSM-5는 약 5.5Å의 공경을 갖는다. 따라서, 공경에 대해서는 상기 제올라이트를 개질할 필요는 없을 수 있다. 흡착제로서 사용하기 적합한 다른 중간 공극 분자체는 보로실리케이트, 실리칼라이트, SAPO-11, ALPO-11 및 이들의 혼합물을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. ZSM-5 제올라이트를 사용하는 경우, 상기 물질이 MFI형 고체 상태 구조를 유지할 수 있는 한 약 40 내지 무한에 근접한 범위의 Si/Al 비로 상기제올라이트를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
모데나이트, 제올라이트 X, 제올라이트 Y와 같은 큰 공극 또는 매우 큰 공극 분자체는 화학적으로 또는 화학적 증착과 같은 다른 방법으로 개질시켜 공극 크기를 약 8.5Å 초과로부터 약 7Å 미만으로 감소시킬 수 있다. 또한, 작은 공극 분자체의 공극구를 확장시킬 수 있다. 예를 들어, 공극 크기를 제어하는 골격으로부터 알루미늄과 같은 특정 원소를 제거하기 위해 HCl, HF 등과 같은 산을 사용하는 것이 가능할 수 있다. 다른 방법은 전자빔 또는 다른 고에너지 빔을 채용할 수 있다. 이러한 방식으로, 작은 공극 분자체는 본 발명에 사용가능한 형태의 흡착제로 전환될 수 있다.
분자체를 금속 또는 비금속으로 추가로 개질시켜 본 발명을 위한 흡착 특성을 개선시킬 수 있다. 이러한 개질은 많은 상이한 효과를 낳을 수 있다. 금속이 공극구에 집중될 경우, 공경이 감소되거나 제한될 수 있다. 또한, 금속은 흡착 속도(동력학)의 미분화 또는 흡착 에너지(열역학) 또는 둘 모두의 개선을 도울 수 있다. 상이한 효과의 조합이 특별한 금속 또는 금속들에 의한 특별한 분자체의 특별한 개질과 함께 발생할 수 있다는 것은 물론 가능하다.
앞에서 논의된 바와 같이, PSA 단계는 증기상 또는 기상에서 작동된다. PSA 단위 내측의 모든 또는 실질적으로 모든 공급원료 화합물을 증기상 또는 기상으로 유지시키기 위해, 당업자라면 작동 온도와 화합물의 총압/분압간의 일반적인 관계가 있음을 이해할 것이다. 일반적으로, 주어진 분리될 혼합물에 대해, 흡수제층 온도가 높을 수록, 더 높은 작동 압력을 이용할 수 있다. PSA 단위의 흡착 모드를위해서는 더 높은 압력이 바람직하다.
흡착 모드에서 PSA 단위 내의 적합한 온도는 약 150℃ 내지 약 400℃, 바람직하게는 약 200℃ 내지 약 375℃이다. 추가적인 열 입력이 필요하지 않도록, PSA 내의 온도가 이성질체화 반응기로부터 나오는 이성질체화 유출물의 온도보다 높지 않은 것이 바람직하다. 이성질체화 유출물은 그 온도를 낮추기 위해 열교환기를 통과하게 할 수 있다(도 1 참조).
탈착 모드에서 크실렌을 PSA로 분리하기 위해 150℃보다 낮은 온도 또는 400℃보다 높은 온도가 이용될 수 있다. 상기 온도를 상업적으로 매력 없게 하는 특정한 불리한 조작상의 또는 경제상의 이유가 있을 수 있기 때문에 이들은 바람직하지 않다. 예를 들어, PSA 단위가 175℃ 미만에서 작동되는 경우, 탈착 모드에서 많은 PX를 탈착시키기 위해 진공(약 101kPa보다 낮은 압력)이 필요할 수 있다. 이는 특별한 장비, 즉 진공 펌프를 필요로 한다. 이는 공정 및/또는 플랜트 설계 및/또는 공정 경제성에 악영향을 미친다.
PSA 단위가 흡착 동안 너무 높은 온도에서 작동되는 경우, PSA 시스템이 훨씬 높은 압력에서 작동될 수 있다 해도, 사용하기에는 흡착제의 용량이 너무 낮을 수 있다. 전형적으로, 특정한 흡착제의 용량은 작동 온도가 올라감에 따라 감소한다. 게다가, PSA 온도가 이성질체화 반응기 온도보다 높은 경우, 추가적인 열 입력이 필요하게 되고, 이는 유틸리티 지출을 높인다. 따라서, 특정한 PSA 단위에 대한 반응 조건, 특히 온도 및 압력의 특정한 세트를 선택할 때에는 일부 기술적, 일부 조작적 및 일부 경제적인 많은 인자를 감안할 필요가 있다.
흡착 모드를 위한 압력은 약 200kPa 내지 약 20MPa, 바람직하게는 약 400kPa 내지 약 15MPa이다. 게다가, 액체 형성을 피하거나 최소화하기 위해, 더 높은 압력은 더 높은 온도를 필요로 할 수 있다.
더 높은 PSA 온도에서 흡착이 더 높은 압력에서 수행될 수 있게 되고 모든 성분이 여전히 기상으로 유지될 수 있게 되지만, 약 200℃보다 높은 온도 및 본 발명의 조건하에서 임의의 흡착제가 만족스러운 결과를 제공하는지에 대해서는 알려지지 않았다. 본 발명의 특정한 흡착제가 PSA 단위 내에서 개시된 조건, 특히 더 높은 온도에서 PX를 만족스럽고 효과적으로 분리할 수 있음이 예기치 않게 밝혀졌다.
PSA 내의 흡착제는 상기 조건하에서, 이성질체화 반응기로부터 나오는 이성질체화 유출물로부터 PX를 선택적으로 흡착하고/하거나 그렇지 않으면 보유하는 특정 용량을 가진다. 이 용량에 도달하기 전에, 유출 라피네이트는 완전히 또는 부분적으로 PX-고갈된 생성물이다. 다시 말하면, PX 농도는 이성질체화 반응기로부터 나오는 이성질체화 유출물에서의 PX 농도보다 낮다.
일단 PSA 단위 내의 흡착제가 그의 용량에 도달하거나 거의 도달하면, 공급물스트림의 유동이 정지시키거나, 다른 PSA 단위로 전환시키거나, 탈톨루엔탑과 같은 다른 단위로 우회시키거나, 이들의 조합이 될 수 있다. 정확히 언제 공급물스트림이 정지시키느냐는 경제성, 바람직한 작동 모드 등과 같은 많은 인자에 좌우된다. PSA가 탈착 모드로 전환된 후, PSA 단위의 압력을 낮추어 PX 및 다른 흡착된 화합물을 탈착시킴으로써 약간의 잔여 수소 및 과-평형 농도의 PX, 즉 이성질체화반응기로부터 유출되는 이성질체화 유출물에서 수득된 것보다 높은 농도의 PX를 함유하는 탈착 유출물을 형성한다. 전형적으로, 탈착 유출물중에는 약간의 수소도 존재한다. 탈착 유출물중의 과-평형 PX 농도는 PSA 단위로의 공급물중의 PX 농도보다 높다. 달리 말하면, 탈착 유출물은 PX 부화되었다. 과-평형 PX 농도는 모든 C8방향족 화합물의 약 28중량% 이상이고, 바람직하게는 약 30중량%보다 높고, 더욱 바람직하게는 약 32중량%보다 높다.
탈착 모드는 약 150℃ 내지 약 550℃, 바람직하게는 약 200℃ 내지 약 500℃의 온도에서 수행된다. 탈착 모드의 압력은 흡착 압력보다 낮은 임의의 값일 수 있다. 일반적으로 흡착이 완료된 후 압력을 감소시키는 블로우다운 단계가 있다. 유용한 범위는 약 1kPa 내지 약 1MPa, 바람직하게는 약 10kPa 내지 약 500kPa, 더욱 바람직하게는 약 101kPa(약 0psig 또는 1atm 또는 대략 대기압) 내지 약 200kPa이다. 본 발명에서는 회수되는 PX의 양뿐만 아니라 하부스트림 분리를 위한 추가적인 가압의 필요 여부를 고려한다.
탈착 모드는 탈가압후에 PSA 단위로부터 매우 적은 탄화수소가 여전히 나올 때 완료된다. PSA 단위는 재가압되어 다시 흡착 모드를 거친 다음 탈착된다. 퍼징이 있는가 여부에 관계없이, 완전한 사이클간의 총 시간, 예를 들어 탈착 단계로부터 다음 탈착 단계까지의 총 시간을 사이클 시간이라 부른다. 앞에서 논의된 바와 같이, 사이클 시간은 고정 또는 가변일 수 있다.
공정 또는 플랜트를 위해 선택된 사이클 시간은, 선택된 흡착제, 존재하는임의의 열 흡수 매질, 이성질체화 유출물중의 PX 농도, 탈착 유출물중의 목적하는 과-평형 PX 농도, 흡착 조건, 탈착 조건, 공정에서의 PSA 및 이성질체화 반응기의 수, 공정의 장비 또는 장치에 의한 제약 등과 같은 많은 인자에 좌우된다. 전형적으로, 본 발명에 적합한 사이클 시간은 약 0.1초 내지 약 120분, 바람직하게는 약 0.1초 내지 약 60분이다. 전술한 바와 같이, 구조화된 흡수제의 경우 짧은 사이클 시간이 바람직하다. 펠렛, 과립, 입자 등과 같은 다른 유형의 흡수제에서는, 하한이 약 1분, 바람직하게는 약 2분이다.
스루풋, 다양한 스트림 또는 유출물의 유속 및 PX 생산율을 상이한 장비 크기와 조화시키기 위해, 하나 이상의 이성질체화 반응기 및/또는 하나 이상의 흡착 단위를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 둘 이상의 PSA 단위를 갖는 것이 바람직하다.
앞서의 PSA에 대한 논의는 PSA에 대한 대안적인 절차로 공지된 TSA 조작에 대부분 적용된다. TSA에서, 사이클 시간은 연장되며 위에서 언급된 열 펄스는 공급물 또는 온-라인 기간 동안 흡착층의 하부스트림 말단으로부터 진행하도록 허용된다. 따라서, 재생을 달성하기 위해서는 열을 공급하여 흡착된 성분을 탈착시킬 필요가 있다. 이 목적을 위해, 사용되는 재생용 기체를 정규 공급 방향에 대해 대향류 방향으로 층을 통과하여 이동하는 열 펄스를 생성하는 기간 동안 가열한다. 이 가열된 재생용 기체의 유동 다음에는 일반적으로 층을 통과하여 상부스트림 말단을 향하는 열 펄스의 치환을 지속시키는 냉 재생용 기체의 유동이 이어진다. TSA는 PSA에 비해 연장된 사이클 시간을 특징으로 하며, 흡수층이 재생되는 방식에있어서만 1차적으로 PSA와 다르다. 따라서, TSA는 본 발명의 목적을 위해 PSA가 사용되는 방식과 유사하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 이성질체화 촉매를 함유하고 수소 분압하에 있으며, 제 1 파라-크실렌 고갈된 공급물스트림을 이성질체화하여 이성질체화 조건하에서 평형 농도 또는 그에 근접한 농도의 파라-크실렌을 갖는 제 1 생성물을 생성하는 하나 이상의 크실렌 이성질체화 반응기; 사이클 작동되어 제 1 생성물로부터 흡착 모드에서 파라-크실렌 고갈된 생성물과, 탈착 모드에서 과-평형 파라-크실렌 농도를 갖는 파라-크실렌 부화된 생성물을 교대로 생성하는 하나 이상의 기상 압력-스윙 흡착 단위; 및 파라-크실렌 부화된 생성물로부터 파라-크실렌을 분리하여 회수하는 하나 이상의 파라-크실렌 회수 단위를 포함하는, 파라-크실렌 부화된 생성물을 제조하기 위한 제조 시스템에 관한 것이다.
둘 이상의 이성질체화 반응기를 갖는 것이 일반적이며 종종 바람직하다. 제 1 이성질체화 반응기는 크실렌을 이성질체화하면서 실제로 다량의 EB를 파괴하기에(수소 존재하에서 벤젠 및 에탄을 형성하기 위해) 충분히 높은 온도에서 작동된다. 평형 또는 근사 평형 PX 농도를 갖는 제 1 이성질체화 단위로부터의 생성물 유출물은 더 낮은 온도에서 작동되는 PSA 또는 TSA 단위로 보내진다. 이어서, SA 단위로부터의 PX 고갈된 저EB 유출 라피네이트는 이성질체화를 위해 SA 단위 그 자체와 대략 같은 온도에서 제 2 이성질체화 반응기로 보내진다. 생성물을 동일한 SA 또는 상이한 SA 단위로 보내어 제 2 PX-고갈된 유출 라피네이트를 생성하고, 이는 추가로 이성질체화되도록 더 낮은 온도의 제 2 크실렌 이성질체화 반응기로 재순환되거나 단순히 퍼징되어 공정으로부터 나온다. SA 단위로부터의 PX 부화된 생성물을 포함하는 제 2 탈착 유출물을 PX 분리 단위로 보내어 순수한 PX를 회수한다.
또한, 동일하거나 상이한 흡착제를 갖고 동일하거나 상이한 조건(온도, 압력, 사이클 시간, 유속 등)하에 있는 둘 이상의 SA 단위를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 한 SA 단위는 흡착 모드에 있게 하고, 다른 SA 단위는 탈착 모드에 있도록 할 수 있다. 종종, 더 매끄러운 연속 생산 조작을 제공하기 위해 다수의 SA 단위를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 사이클 동안 스트림이 정확한 시간에 의도한 SA 단위를 향하도록 보장하기 위해 정교한 제어 시스템이 필요할 수 있다.
이제까지 논의된 본 발명의 많은 특징 및 실시양태는 도 1 및 도 2를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같은 전형적이고 단순화된 공정/시스템에서, PX 함유 C8방향족 공급물스트림(2)은 수소 및 PX 고갈된 유출 라피네이트(20)(아래) 및 PSA 공정 또는 시스템으로부터의 재순환된 수소(36)와 혼합된다. 이 혼합물(4)을 열 교환기(6)에 통과시켜 이성질체화 반응기(8)로 공급되기 전까지 온도를 목적하는 수준까지 올린다. 하나 이상의 이성질체화 반응기가 있을 수 있다. 일반적으로 이성질체화 반응기에는 하나 이상의 이성질체화 촉매가 있다. 반응기(8)로부터의 유출물, 즉 이성질체화 유출물은 열 교환기(10)를 통과하여 저온 스트림(12)을 형성하고, 이후 특정한 분자체 또는 혼합물과 같은 흡착제를 함유하는 증기상(기상)압력-스윙 흡착 단위(14)를 통과한다. PSA 단위(14)의 온도는 바람직하게는 반응기(8)의 온도보다 낮다. 하나 이상의 PSA 단위가 있을 수 있다.
PSA 단위(14)는 두 상이한 모드, 즉 흡착 및 탈착 모드에서 작동된다. 흡착 모드에서, 완전히 또는 부분적으로 PX 고갈된 유출 라피네이트(16)는 재순환 취입기(18)를 통과하여 고압 라피네이트(20)를 형성한다. 라피네이트(20)는 공급물스트림(2)과 혼합되어 공급물스트림(4)의 일부가 된다. PSA 단위(14) 내의 흡착제가 용량에 도달(정의에 대해서는 위 참조)한 경우, PSA 단위(14)는 탈착(블로우다운) 모드로 전환된다. 스트림(12)의 유동을 정지시키거나, 탈톨루엔탑과 같은 상이한 단위로 우회시키거나, 하나 이상의 PSA 단위가 사용되는 경우 다른 PSA 단위로 전환시킨다(도 1에 도시되지 않음). 탈착 모드 동안, PSA 단위(14)의 압력은 탈착 단계 이전의 블로우다운 단계에서 낮추어진다.
수소, 및 과-평형 농도의 PX를 갖는 생성물을 함유하는 탈착 유출물(22)은 가압기(24)로 공급되어 고압 스트림(26)을 형성하고, 이는 먼저 기-액 분리기(28)를 통과한 후 회수 드럼(30)으로 보내진다. 회수 드럼으로부터의 액체(32)는 PX 및 벤젠 분리 및 회수를 위해 보내진다. 기체(24)는 수소 재순환 스트림(36)을 위해 사용되거나 (38)을 통해 퍼징된다. 시스템으로부터의 수소의 일부 퍼징은 공정중에 수소의 축적을 방지하기 위해 필요하다. 재순환 스트림(36)은 가압기(40)를 통과하고, 필요한 경우 메이크업 수소(42)와 혼합되고, 이후 재순환되어 공급물스트림(2)의 일부가 된다.
탈착 모드가 완료된 후, PSA 단위(14)로의 스트림(12)의 유동이 재개되어 흡착 모드가 다시 시작된다. 전체 사이클의 각 모드 전, 도중, 또는 후에 추가적인 퍼징이 있을 수 있다. 임의의 퍼징을 포함하는 하나의 전체 사이클을 완료하는데 걸리는 시간을 사이클 시간이라 한다.
도 2에 도시된 바와 같은 다른 단순화된 공정/시스템에서, PX 함유 C8방향족 공급물스트림(102)은 메이크-업 수소(148) 및 임의의 재순환된 수소(144)로부터의 수소(150)와 혼합된다. 이 혼합물(104)을 열 교환기(106)에 통과시켜 제 1 크실렌 이성질체화 반응기(108)로 공급되기 이전에 그 온도를 목적하는 수준까지 올린다. 상기 온도는 이성질체화 동안 공급물스트림중의 다량의 EB를 파괴하기에 충분히 높다. 반응기(108)에는 하나 이상의 이성질체화 촉매가 있다. 반응기(108)로부터의 유출물, 즉 이성질체화 유출물을 열 교환기(110)에 통과시켜 스트림(112)을 형성한다. 스트림(112)을 스트림(128)(아래)과 혼합하여 특별한 분자체 또는 혼합물과 같은 흡착제를 함유하는 증기상(기상) 압력-스윙 흡착 단위(116)로의 공급물 스트림(114)을 형성한다. PSA 단위(116)내의 온도는 바람직하게는 반응기(108)의 온도보다 낮다.
PSA 단위(116)는 두 상이한 모드, 즉 흡착 및 탈착 모드에서 작동된다. 흡착 모드 동안, 약간의 수소를 함유하고 PX가 완전히 또는 부분적으로 고갈된 유출 라피네이트(118)를 재순환 취입기(122)에 통과시켜 고압 라피네이트(124)를 형성한다. 라피네이트(124)는 반응기(108)보다 낮은 온도에서 작동되는 제 2 크실렌 이성질체화 반응기(126)로 공급된다. 제 2 이성질체화 유출물(128)은 스트림(112)과혼합되거나 아니면 스트림(130)으로서 회수될 수 있다.
PSA 단위(116)에서의 흡착제의 용량이 완전히 또는 거의 완전히 사용되었을 때, PSA 단위(116)는 블로우다운 단계 및 탈착 단계를 갖는 탈착 모드로 전환된다. 스트림(114)의 유동을 정지시키고, 탈톨루엔탑과 같은 다른 단위로 우회시키거나, 또는 하나 이상의 PSA 단위가 사용될 경우 다른 PSA 단위로 전환시킨다(도 2에는 도시되지 않음). 이 탈착 모드 동안, PSA 단위(116)의 압력이 낮아진다. 잔여 수소 및 과-평형 농도의 PX를 갖는 PX 부화된 생성물을 함유하는 탈착 유출물(120)을 가압기(132)로 공급하여 고압 스트림(134)을 형성하고, 이를 먼저 기액 분리기(136)를 통과시킨 후 회수 드럼(138)으로 보낸다. 회수 드럼으로부터의 액체(140)를 분리기(도시되지 않음)로 보내어 PX 및 벤젠을 분리 및 회수한다. 기체(142)를 퍼징한다. 시스템으로부터의 수소의 일부 퍼징은 공정에서의 수소 축적을 방지하기 위해 필요하다. 임의적으로, 기체(144)의 일부를 가압기(146)로 보내고 가압기(146)로부터의 더 고압의 유출 기체를 메이크업 수소 스트림(148)과 혼합하여 스트림(150)이 되도록 한다. 탈착 모드가 완료된 후, PSA 단위(116)로의 스트림(114)의 유동을 재개하여 흡착 모드를 재시작한다.
하기의 합성 혼합물을 사용한 경쟁적인 흡착 실험은 개시된 조건하에서 PX가 MX 및 EB로부터 효과적으로 및 선택적으로 분리될 수 있다는 것을 추가로 설명하기 위해 사용된다. 과-평형 농도의 PX를 갖는 생성물은 흡착제로서 MFI형 제올라이트, S115, 실리칼라이트를 사용하여 형성된다. 전술한 바와 같이, MFI형 제올라이트는 전형적으로 기술된 중간-공극 크기, 즉 약 5.5Å를 갖는 10원 고리 공극을 갖는다. 실험 장비가 도 3에 도시되어 있다.
상기 실험은 다음과 같이 수행되었다: 예비하소된 제올라이트의 샘플을 칭량하고 온도 제어를 위해 모래욕(205)에 위치시킨 10ml 흡수제층(200) 내에 적재하였다. 수소 기체(210)를, 3방향 밸브(230)를 적절히 사용하여 예비히터 코일(215)을 통해 흡수제층으로 도입하고 흡수제층의 온도를 150℃ 내지 350℃, 예컨대 300℃일 수 있는 목적하는 실험 온도까지 올렸다. 흡수제층의 압력을 반응기로부터 하부스트림에 설치된 역압 조절기(back-pressure regulator)(260)를 사용하고 조정하여 수소(235)와 함께 목적하는 압력까지 올렸다. 3방향 밸브(230)를 적절히 사용하여 방향족 화합물(220), 및 특정 실험에서는 수소(225)를 반응기에 미리 조절된 속도--일반적으로 방향족 약 0.05ml/분 내지 약 0.5ml/분의 속도로 도입시켰다. 흡착제로부터 유출되는 생성물(245)로서, 생성물을 샘플 수집 유리병(250)에 미리 설정된 간격, 전형적으로 30 내지 60초 간격으로 계량 밸브(255)를 적절히 사용하여 수집하였다. 헥산(240)을 약 0.5ml/분의 일정 유속으로 생성물(245)에 연속적으로 펌핑하여 생성물 분석을 위한 기준 화합물(마커)로서 작용하도록 하였다. 화염 이온화 검출기(FID)가 장착된 기체 크로마토그래피를 사용하여 n-헥산을 기준 화합물(마커)로서 예비결정된 간격으로 생성물을 분석하였다. 분석 기기 및 관련 장비는 도면에 도시되지 않았다.
하기 실험 세트에서, 탈착 온도를 250℃로; 압력을 240kPa(약 50psig)로; 액체 방향족 공급물 스트림의 유속을 0.085cc/분으로; 흡착제를 S115 MFI 제올라이트 분말로 설정하였다. 이 흡착제는 유니온 카바이드 코포레이션(Union CarbideCorporation)으로부터 구입한 시판 물질이었으며 약 400보다 큰 Si/Al비를 가졌다. 이 실험에 사용된 방향족 공급물은 EB 5중량%, PX 20중량%, MX 70중량% 및 1,3,5-트리메틸벤젠 5중량%의 조성을 가졌다.
결과를 도 4에 도시한다. 유출물중의 측정된 PX, MX, EB 및 TMB의 양(모두 분석 마커인 n-헥산 기준)을 수직 좌표로, 시간을 수평 좌표로 하여 플로팅하였다. 흡착 실험으로의 약 6 내지 7분까지 PX는 대부분이 흡착제에 의해 보유되고 매우 소량이 검출되었다는 것을 알 수 있었다. 실험의 상기 부분은 플랜트 작동에서 PSA 단위의 흡착 모드를 대표 또는 모의한다. 여기서 유출물은 PSA 단위로부터의 유출 라피네이트에서 검출된 PX와 유사하다. 대조적으로, MX는 상당한 정도로 흡착제에 의해 흡착되지 않았다. 유출물중의 MX 농도는 공급물중의 농도와 대략 같았다. 도 4에서, PX의 효과적인 흡착의약 10분기간 동안, PX/MX 선택성은 약 4.5였다는 것이 확인된다. 유사한 방식으로, 도 4에서, PX가 흡착되는 동일한 기간 동안 공급물로부터 EB도 사라졌다는 것이 확인된다. 이 실험에서 PX/EB 선택성은 약 2였다. 유출물중에서 검출된 농도에 의해 명시되는 바와 같이, 더 중질의 C9 화합물(TMB)은 이 실험에서 S115 MFI 제올라이트에 의해 흡착되지 않았다.
다수의 이론 또는 이론적 측면이 제공되고 논의되었으나, 본 발명은 본원에 언급되거나 논의된 특정한 이론에 의해 한정되거나 한정되고자 의도함이 아니다. 이론들은 단지 개시된 발명을 더 쉽게 이해하고 더 잘 평가할 수 있도록 의도된 것이다. 마찬가지로, 실시예들은 단지 설명 목적으로 의도된 것이다. 이론 및 실시예는 상술한 기술내용 및 다음의 청구의 범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신 또는 범위를 한정하는 것으로 받아들여져서는 안 된다.
Claims (21)
- 크실렌 및 에틸벤젠을 포함하는 공급물스트림으로부터 파라-크실렌 부화된 생성물을 제조하는 방법으로서,이성질체화 촉매를 함유하는 하나 이상의 이성질체화 반응기에 상기 공급물스트림을 통과시켜 이성질체화 반응을 수행하여 이성질체화 유출물을 형성하는 단계; 및흡수제(sorbent)를 함유하는 하나 이상의 스윙 흡착 단위를 통해 이성질체화 유출물을 기상으로 공급하여, 흡착 모드 동안 파라-크실렌 고갈된 스트림을 포함하는 유출 라피네이트와 탈착 모드 동안 파라-크실렌 부화된 생성물을 포함하는 탈착 유출물을 사이클 시간에 교대로 생성하는 단계를 포함하는 방법.
- 크실렌 및 에틸벤젠을 포함하는 공급물스트림으로부터 파라-크실렌 부화된 생성물을 제조하는 방법으로서,제 1 온도 및 제 1 수소 분압에서 제 1 이성질체화 촉매를 함유하는 하나 이상의 이성질체화 반응기에 상기 공급물스트림을 통과시켜 제 1 이성질체화 유출물을 형성하는 단계;하나 이상의 흡착제를 포함하는 흡수제를 함유하고 제 2 온도에서 작동되는 하나 이상의 스윙 흡착 단위를 통해 제 1 이성질체화 유출물을 기상으로 공급하여, 파라-크실렌 고갈된 스트림을 포함하는 유출 라피네이트와 파라-크실렌 부화된 생성물을 포함하는 탈착 유출물을 사이클 시간에 교대로 생성하는 단계;제 1 온도보다 낮은 제 3 온도 및 제 2 수소 분압에서 제 2 이성질체화 촉매를 함유하는 하나 이상의 제 2 이성질체화 반응기로 유출 라피네이트를 보내어 제 2 이성질체화 유출물을 형성하는 단계; 및제 2 이성질체화 유출물을 동일하거나 상이한 스윙 흡착 단위로 공급하는 단계를 포함하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,이성질체화 동안 수소 분압하의 수소가 존재하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,유출 라피네이트를 재순환시켜 공급물스트림의 일부가 되도록 하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,탈착 유출물을 더 높은 압력이 되도록 가압하는 단계 및 탈착 유출물을 파라-크실렌 회수를 위해 보내는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 이성질체화 촉매가 약 325℃ 내지 약 450℃의 온도에서 분자체를 포함하고, 파라-크실렌 고갈된 스트림을 포함하는 상기 유출 라피네이트가 제 1 압력하에 있으며, 파라-크실렌 부화된 생성물을 포함하는 상기 탈착 유출물은 제 1 압력보다 낮은 제 2 압력하에 있고, 탈착 유출물을 제 2 압력보다 높은 제 3 압력으로 압축하는 단계 및 파라-크실렌 부화된 생성물을 파라-크실렌 회수 반응기로 보내는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,흡수제가 탄소, 공경 약 5Å 내지 약 8.5Å의 제올라이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 흡착제를 포함하는 방법.
- 제 7 항에 있어서,흡수제가 MFI형의 중간 공극 제올라이트를 포함하는 방법.
- 제 8 항에 있어서,흡수제가 ZSM-5, 보로실리케이트, 실리칼라이트, SAPO-11, ALPO-11 및 이들의 혼합물을 포함하는 방법.
- 제 9 항에 있어서,흡수제가 ZSM-5를 포함하는 방법.
- 제 10 항에 있어서,흡수제가 약 40 내지 무한에 근접한 범위의 Si/Al비를 갖는 ZSM-5를 포함하는 방법.
- 제 7 항에 있어서,흡수제가 하나 이상의 열 흡수 매질을 추가로 포함하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,흡수제가 구조화된 흡수제로 필수적으로 구성된 방법.
- 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,파라-크실렌 부화된 생성물이 파라크실렌 부화된 생성물중에 존재하는 전체 C8방향족 화합물의 약 28중량% 내지 약 80중량%의 파라-크실렌 농도를 갖는 방법.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,수소 분압이 약 100kPa 내지 약 3MPa이고, 수소 축적을 피하기 위해 수소 분압을 조정하는 방법.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,수소 및 크실렌이 약 0.5:1 내지 약 2:1의 몰비를 갖는 방법.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,스윙 흡착 단위가 압력 스윙 흡착 단위이되, 흡착 모드 동안 약 200℃ 내지 약 375℃의 제 1 온도에서 작동되고 탈착 모드 동안 약 200℃ 내지 약 500℃의 제 2 온도에서 작동되는 방법.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,스윙 흡착 단위가 온도 스윙 흡착 단위이되, 흡착 모드 동안 약 200℃ 내지 약 375℃의 제 1 온도에서 작동되고 탈착 모드 동안 약 200℃ 내지 약 500℃의 제 2 온도에서 작동되는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,탈착 유출물이 생성된 후 파라-크실렌 농도가 낮은 유체를 사용하여 추가적인 파라-크실렌을 회수하는 퍼징 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 크실렌 및 에틴벤젠을 함유하는 공급물스트림을 이성질체화시켜 이성질체화 조건하에서 평형 농도 또는 그에 근접한 농도의 파라-크실렌을 갖는 제 1 생성물을 생성하는, 이성질체화 촉매를 함유하고 수소 분압하에 있는 하나 이상의 크실렌 이성질체화 반응기;사이클로 작동되어 제 1 생성물로부터 흡착 모드에서 파라크실렌 고갈된 생성물과탈착 모드에서 과-평형 파라-크실렌 농도를 갖는 파라-크실렌 부화된 생성물을 교대로 생성하는 하나 이상의 증기상 스윙 흡착 단위; 및파라-크실렌 부화된 생성물로부터 파라-크실렌을 분리하여 회수하는 하나 이상의 파라-크실렌 회수 단위를 포함하는, 파라-크실렌 부화된 생성물을 제조하기 위한 파라-크실렌 제조 시스템.
- 크실렌 및 에틸벤젠을 포함하는 공급물스트림을 이성질체화시켜 제 1 이성질체화 조건하에서 제 1 평형 농도 또는 그에 근접한 농도의 파라-크실렌을 갖는 제 1 생성물을 생성하는, 제 1 촉매를 함유하고 제 1 온도 및 제 1 수소 분압하에 있는 하나 이상의 제 1 크실렌 이성질체화 반응기;사이클로 작동되어 제 1 생성물로부터 흡착 모드에서 파라-크실렌 고갈된 생성물과 탈착 모드에서 과-평형 파라-크실렌 농도를 갖는 파라-크실렌 부화된 생성물을 교대로 생성하는 하나 이상의 증기상 스윙 흡착 단위;제 2 이성질체화 조건하에서 제 2 평형 농도 또는 그에 근접한 농도의 파라-크실렌을 갖는 파라-크실렌 고갈된 생성물로부터의 제 2 생성물을 하나 이상의 증기상 스윙 흡착 단위로 재순환시키는, 제 2 촉매를 함유하고 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도 및 제 2 수소 분압하에 있는 하나 이상의 제 2 크실렌 이성질체화 반응기; 및파라-크실렌 부화된 생성물로부터 파라-크실렌을 분리하여 회수하는 하나 이상의 파라-크실렌 회수 단위를 포함하는, 파라-크실렌 부화된 생성물을 제조하기 위한 파라크실렌 제조 시스템.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US18401000P | 2000-02-22 | 2000-02-22 | |
| US60/184,010 | 2000-02-22 | ||
| PCT/US2001/005974 WO2001062691A1 (en) | 2000-02-22 | 2001-02-22 | Process for producing para-xylene |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20020077458A true KR20020077458A (ko) | 2002-10-11 |
Family
ID=22675227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020027010598A Ceased KR20020077458A (ko) | 2000-02-22 | 2001-02-22 | 파라-크실렌의 제조방법 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6878855B2 (ko) |
| EP (1) | EP1511705A1 (ko) |
| JP (1) | JP2003523984A (ko) |
| KR (1) | KR20020077458A (ko) |
| CN (1) | CN100368360C (ko) |
| AU (1) | AU2001241727A1 (ko) |
| CA (1) | CA2394378A1 (ko) |
| MX (1) | MXPA02008195A (ko) |
| WO (1) | WO2001062691A1 (ko) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7122496B2 (en) | 2003-05-01 | 2006-10-17 | Bp Corporation North America Inc. | Para-xylene selective adsorbent compositions and methods |
| US7271305B2 (en) * | 2003-05-01 | 2007-09-18 | Bp Corporation North America Inc. | Method of obtaining para-xylene |
| WO2007127049A2 (en) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process for producing para-xylene |
| US20090178566A1 (en) * | 2006-05-10 | 2009-07-16 | Meadwestvaco Corporation | Honeycomb adsorbents for vapor recovery systems |
| WO2008033200A1 (en) * | 2006-09-14 | 2008-03-20 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process for producing para-xylene |
| US7740751B2 (en) | 2006-11-09 | 2010-06-22 | Uop Llc | Process for heating a stream for a hydrocarbon conversion process |
| US20080110801A1 (en) * | 2006-11-09 | 2008-05-15 | Leon Yuan | Process For Heating A Hydrocarbon Stream Entering A Reaction Zone With A Heater Convection Section |
| US7687674B2 (en) | 2006-12-28 | 2010-03-30 | Uop Llc | Low temperature process for recovering and producing para-xylene and heat exchange network therefore |
| US7972568B2 (en) * | 2008-06-26 | 2011-07-05 | Uop Llc | Apparatus for separating para-xylene from a mixture of C8 and C9 aromatic hydrocarbons |
| US7838713B2 (en) * | 2008-06-26 | 2010-11-23 | Uop Llc | Process for separating para-xylene from a mixture of C8 and C9 aromatic hydrocarbons |
| US8609925B2 (en) * | 2008-06-30 | 2013-12-17 | Uop Llc | Adsorbents with improved mass transfer properties and their use in the adsorptive separation of para-xylene |
| US8282814B2 (en) * | 2009-03-31 | 2012-10-09 | Uop Llc | Fired heater for a hydrocarbon conversion process |
| US8198502B2 (en) * | 2009-03-31 | 2012-06-12 | Uop Llc | Process for separating para-xylene from a mixture of C8 and C9 aromatic hydrocarbons |
| JP5635679B2 (ja) * | 2010-04-21 | 2014-12-03 | エクソンモービル ケミカル パテンツ インコーポレイテッド | キシレンの異性化プロセスおよびそのための触媒 |
| US8569559B2 (en) | 2010-06-25 | 2013-10-29 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Paraxylene production process and apparatus |
| US8784535B2 (en) | 2011-03-01 | 2014-07-22 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Pressure-temperature swing adsorption process for the separation of heavy hydrocarbons from natural gas streams |
| US9018121B2 (en) | 2012-02-29 | 2015-04-28 | Exxonmobil Chemicals Patents Inc. | Bimetallic catalyst and use in xylene production |
| DE102012006541A1 (de) * | 2012-04-02 | 2013-10-02 | Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh | Wasserstoffoxidationskatalysator, Verwendung desselben und Verfahren zur Wasserstoffrekombination |
| US8808426B2 (en) | 2012-09-04 | 2014-08-19 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Increasing scales, capacities, and/or efficiencies in swing adsorption processes with hydrocarbon gas feeds |
| WO2014058550A1 (en) * | 2012-10-09 | 2014-04-17 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Purge streams in paraxylene production |
| WO2014085178A1 (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-05 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Energy efficient processes for xylenes production |
| US9309169B2 (en) | 2012-11-30 | 2016-04-12 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process for the production of purified xylene isomers |
| CA2906032A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Bp Corporation North America Inc. | Process for recovering paraxylene from at least two feedstreams containing xylene isomers |
| US10988421B2 (en) | 2013-12-06 | 2021-04-27 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Removal of bromine index-reactive compounds |
| US20150166436A1 (en) * | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Uop Llc | Processes and apparatuses for preparing aromatic compounds |
| TR201903637T4 (tr) * | 2013-12-17 | 2019-04-22 | Bp Corp North America Inc | Yan çekişli bir fraksiyonlama kulesi ve kısmi kondansasyon kullanımı yoluyla enerji tasarruflu naften geri çevrimi. |
| US9725378B2 (en) * | 2014-03-20 | 2017-08-08 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Paraxylene separation process |
| CN106660906A (zh) * | 2014-10-31 | 2017-05-10 | 埃克森美孚化学专利公司 | 采用硫化的二甲苯异构化方法 |
| WO2018026517A1 (en) | 2016-08-04 | 2018-02-08 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Increasing scales, capacities, and/or efficiencies in swing adsorption processes with hydrocarbon gas feeds |
| CN111655654B (zh) | 2017-12-05 | 2023-05-05 | 英力士美国化学公司 | 使用减少的结晶载量回收对二甲苯的方法 |
| US11034633B2 (en) * | 2017-12-05 | 2021-06-15 | Ineos Us Chemicals Company | Method of recovering paraxylene in a pressure swing adsorption unit with varying hydrogen purge pressures |
| WO2019113191A1 (en) * | 2017-12-05 | 2019-06-13 | Bp Corporation North America Inc. | Method of retrofitting a system for recovering paraxylene |
| US11116420B2 (en) | 2017-12-26 | 2021-09-14 | Biosense Webster (Israel) Ltd. | Monitoring distance to selected anatomical structures during a procedure |
| US20220289645A1 (en) * | 2019-08-23 | 2022-09-15 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Processes for Isomerizing C8 Aromatic Hydrocarbons Using Serial Reactors |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3518206A (en) | 1968-05-17 | 1970-06-30 | Du Pont | Supported catalysts composed of substrate coated with colloidal silica and catalyst |
| ES376906A1 (es) * | 1970-02-25 | 1973-02-01 | Made Labor Sa | Un metodo de obtencion de alfa-cetoglutarato de piridoxina y 5-hidroxitriptofano. |
| US3662013A (en) | 1970-02-03 | 1972-05-09 | Mobil Oil Corp | Single stage crystallization process for separating high purity paraxylene |
| US3706812A (en) | 1970-12-07 | 1972-12-19 | Universal Oil Prod Co | Fluid-solid contacting apparatus |
| US3732325A (en) | 1970-12-28 | 1973-05-08 | Universal Oil Prod Co | Hydrocarbon separation process |
| US3729523A (en) * | 1971-04-14 | 1973-04-24 | Mobil Oil Corp | Recovery of isomers from aromatic mixtures |
| CA976092A (en) | 1971-07-02 | 1975-10-14 | Chevron Research And Technology Company | Method of concentrating a slurry containing a solid particulate component |
| CA1059928A (en) * | 1972-11-28 | 1979-08-07 | Paul T. Allen | Separation of aromatic isomers |
| JPS4988067A (ko) * | 1972-12-27 | 1974-08-22 | ||
| US3943183A (en) * | 1973-09-28 | 1976-03-09 | Universal Oil Products Company | Aromatic hydrocarbon isomer separation process by adsorption |
| US4236996A (en) | 1979-05-25 | 1980-12-02 | Mobil Oil Corporation | Xylene isomerization |
| CN87101646A (zh) * | 1985-09-13 | 1988-08-24 | 环球油品公司 | 应用一种双效的异构化/烷基转移段生产二甲苯 |
| US4899011A (en) | 1986-01-15 | 1990-02-06 | Mobil Oil Corporation | Xylene isomerization process to exhaustively convert ethylbenzene and non-aromatics |
| US4886929A (en) | 1987-06-15 | 1989-12-12 | Uop Inc. | Separation of para-xylene |
| US5122357A (en) * | 1991-03-18 | 1992-06-16 | Uop | Crystalline microporous metal oxysulfide compositions |
| WO1996035498A1 (en) * | 1995-05-10 | 1996-11-14 | Denim Engineering, Inc. | Method and apparatus for removing ethylbenzene from mixed xylenes stream |
| FR2751641B1 (fr) | 1996-07-26 | 1998-09-11 | Inst Francais Du Petrole | Procede de separation isoalcanes/n-alcanes par adsorption en phase gazeuse utilisant une modulation de pression et quatre adsorbeurs |
| FR2757507B1 (fr) * | 1996-12-20 | 1999-01-29 | Inst Francais Du Petrole | Procede de separation de paraxylene comprenant une adsorption avec injection d'eau et une cristallisation |
| US5925800A (en) | 1996-12-31 | 1999-07-20 | Exxon Chemical Patents Inc. | Conversion of oxygenates to hydrocarbons with monolith supported non-zeolitic molecular sieve catalysts |
-
2001
- 2001-02-22 US US09/791,300 patent/US6878855B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-02-22 KR KR1020027010598A patent/KR20020077458A/ko not_active Ceased
- 2001-02-22 WO PCT/US2001/005974 patent/WO2001062691A1/en not_active Ceased
- 2001-02-22 JP JP2001561702A patent/JP2003523984A/ja active Pending
- 2001-02-22 EP EP01913009A patent/EP1511705A1/en not_active Withdrawn
- 2001-02-22 AU AU2001241727A patent/AU2001241727A1/en not_active Abandoned
- 2001-02-22 CN CNB018033881A patent/CN100368360C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-02-22 MX MXPA02008195A patent/MXPA02008195A/es unknown
- 2001-02-22 CA CA002394378A patent/CA2394378A1/en not_active Abandoned
-
2005
- 2005-01-18 US US11/038,827 patent/US7270792B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20050165265A1 (en) | 2005-07-28 |
| US7270792B2 (en) | 2007-09-18 |
| WO2001062691A1 (en) | 2001-08-30 |
| CA2394378A1 (en) | 2001-08-30 |
| CN100368360C (zh) | 2008-02-13 |
| EP1511705A1 (en) | 2005-03-09 |
| JP2003523984A (ja) | 2003-08-12 |
| MXPA02008195A (es) | 2003-02-27 |
| AU2001241727A1 (en) | 2001-09-03 |
| US6878855B2 (en) | 2005-04-12 |
| CN1404465A (zh) | 2003-03-19 |
| US20020065444A1 (en) | 2002-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7270792B2 (en) | Process for producing para-xylene | |
| JP4966664B2 (ja) | １回の吸着工程と、２回の異性化工程とを包含するパラキシレンを製造する方法 | |
| US6689929B2 (en) | Process for the production of para-xylene using toluene feeds and pressure swing adsorption | |
| US5012037A (en) | Integrated thermal swing-pressure swing adsorption process for hydrogen and hydrocarbon recovery | |
| US6573418B2 (en) | Process for production of para-xylene incorporating pressure swing adsorption and simulated moving bed adsorption | |
| RU2352550C2 (ru) | Способ получения пара-ксилола (варианты) | |
| US7683233B2 (en) | Process for producing para-xylene | |
| JPH0137438B2 (ko) | ||
| KR100637963B1 (ko) | 파라-크실렌의 제조방법 | |
| WO2019046092A1 (en) | PROCESSES FOR REFORMING AND TRANSALKYLATION OF HYDROCARBONS | |
| CN106458793A (zh) | 用于重整和烷基转移烃的方法和系统 | |
| KR20160061364A (ko) | C8 방향족 화합물을 단리하는 장치 및 방법 | |
| US6627783B2 (en) | Pressure swing adsorption process for separating para-xylene and ethylbenzene from mixed C8 aromatics | |
| JP6585587B2 (ja) | 選択された量のｃ９芳香族化合物を含むｃ８芳香族化合物流を形成するための装置および方法 | |
| JP4348885B2 (ja) | パラキシレンの製造方法 | |
| JP2002060760A (ja) | オレフィン炭化水素分離方法 | |
| KR940003499B1 (ko) | 가압 스윙 단계에 앞서 가온 스윙 단계를 이용하여 수소 및 탄화수소를 회수하는 통합된 흡착 방법 | |
| JPWO2020002142A5 (ko) | ||
| US20190062644A1 (en) | Processes for reforming and transalkylating hydrocarbons |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0105 | International application |
Patent event date: 20020814 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20060222 Comment text: Request for Examination of Application |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20061215 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20070220 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20061215 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |