KR20170036717A - 2 개의 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛 및 2 개의 이성질체화 유닛을 포함하고, 이때 하나는 기상인 파라자일렌의 제조 방법 - Google Patents

2 개의 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛 및 2 개의 이성질체화 유닛을 포함하고, 이때 하나는 기상인 파라자일렌의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170036717A
KR20170036717A KR1020177004406A KR20177004406A KR20170036717A KR 20170036717 A KR20170036717 A KR 20170036717A KR 1020177004406 A KR1020177004406 A KR 1020177004406A KR 20177004406 A KR20177004406 A KR 20177004406A KR 20170036717 A KR20170036717 A KR 20170036717A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
smb
xylene
unit
isom
desorbent
Prior art date
Application number
KR1020177004406A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102343701B1 (ko
Inventor
엘루아즈 드뢰
필리베르 르플레브
르 꼬끄 다미앵 레네뀌젤
Original Assignee
아이에프피 에너지스 누벨
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아이에프피 에너지스 누벨 filed Critical 아이에프피 에너지스 누벨
Publication of KR20170036717A publication Critical patent/KR20170036717A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102343701B1 publication Critical patent/KR102343701B1/ko

Links

Images

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
    • C07C5/27—Rearrangement of carbon atoms in the hydrocarbon skeleton
    • C07C5/2729—Changing the branching point of an open chain or the point of substitution on a ring
    • C07C5/2732—Catalytic processes
    • C07C5/2737—Catalytic processes with crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
    • 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
    • C07C15/073—Ethylbenzene
    • 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
    • C07C5/2767—Changing the number of side-chains
    • C07C5/277—Catalytic processes
    • C07C5/2775—Catalytic processes 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
    • C07C7/005—Processes comprising at least two steps in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/04—Purification; Separation; Use of additives by distillation
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/18—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns
    • B01D15/1814—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to flow patterns recycling of the fraction to be distributed
    • B01D15/1821—Simulated moving beds
    • 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
    • C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • C07C2529/40—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the pentasil type, e.g. types ZSM-5, ZSM-8 or ZSM-11
    • 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
    • C07C2529/06—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • C07C2529/70—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups C07C2529/08 - C07C2529/65
    • C07C2529/72—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups C07C2529/08 - C07C2529/65 containing iron group metals, noble metals or copper
    • C07C2529/74—Noble metals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

본 발명은 두 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛 및 두 이성질체화 유닛을 이용하는, 자일렌 및 에틸벤젠을 함유하는 자일렌 분획으로부터 고순도 파라자일렌을 제조하는 방법을 기술한다.

Description

2 개의 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛 및 2 개의 이성질체화 유닛을 포함하고, 이때 하나는 기상인 파라자일렌의 제조 방법 {METHOD FOR THE PRODUCTION OF PARAXYLENE, COMPRISING TWO SIMULATED MOVING BED SEPARATION UNITS AND TWO ISOMERISATION UNITS, ONE BEING IN THE GAS PHASE}
파라자일렌 생성은 30 년 동안 지속적으로 증가하였다. 파라자일렌은 합성 직물, 병 및 플라스틱 재료를 좀더 일반적으로 제공하기 위해, 테레프탈산 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지의 생산에 주로 사용된다.
파라자일렌에 대한 계속 증가하는 수요를 충족시키기 위해, 석유화학자는 기존 유닛 (unit) 의 수용능을 증가시키거나 새로운 유닛을 건설하는 것 사이에서 선택한다.
본 발명은 이들 두 가상 케이스에 대응하는 것을 가능하게 한다. 특히,본 발명은 수반되는 변형을 비교적 적게 하여 기존 유닛의 수용능 증가 문제 (디보틀넥킹 (debottlenecking) 로 지칭) 를 풀을 수 있게 하였다 .
나머지 본문에서, 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛 (약칭 SMB) 또는 분리 유닛 (SMB) 을 참고할 것이다. 분리 유닛 (SMB) 은 1 종 이상의 흡착기 (adsorber) 를 함유할 수 있다.
선행 기술의 조사
흡착에 의한 분리에 의한 고순도 파라자일렌의 생성은 선행 기술로부터 잘 알려져 있다. 산업적으로, 이 작업은 "C8 방향족 루프" 라고 불리는 일련의 공정에서 수행된다. 상기 "C8 방향족 루프" 는 "자일렌 컬럼" 이라고 불리는 증류 컬럼 내의 중질 화합물 (즉, C9+) 의 제거 단계를 포함한다. C8-방향족 이성체 (isomer) 를 함유하는 상기 컬럼의 상부 유동물은 이후 파라자일렌의 분리를 위한 공정으로 송부되어지는데, 이것은 매우 일반적으로 시뮬레이션된 이동층 중의 흡착에 의한 분리 공정이다.
파라자일렌을 함유하는 추출물은 고순도 파라자일렌을 수득하기 위해, 이후 추출 컬럼에서, 이어서 소위 "톨루엔" 컬럼에서 증류된다.
메타자일렌, 오르토자일렌 및 에틸벤젠이 풍부한 라피네이트는, 증류에 의한 용매의 제거 단계 후, C8 방향족의 혼합물을 되돌리는 촉매적 이성질체화 유닛에서 처리되고, 이때 자일렌 (오르쏘-, 메타-, 파라- 자일렌) 의 비율은 실질적으로 열역학적 평형에 있고, 에틸벤젠의 양은 감소된다. 상기 혼합물은 신선한 공급원료와 함께 "자일렌 컬럼" 으로 다시 보내진다.
C8-방향족의 이성질체화를 위한 모든 산업적 공정은 자일렌을 이성질체화하는 것을 가능하게 한다. 다른 한편으로는, 에틸벤젠의 전환율은 선택되는 공정 및 촉매의 유형에 따라 다르다. 사실상 석유화학적 복합체가 파라자일렌 단독, 또는 벤젠 및 파라자일렌 각각의 생성을 선호하기 위해, 소위 "이성질체화" (즉, 에틸벤젠의 C8-방향족의 혼합물로의 이성질체화) 또는 "탈알킬화" (에틸벤젠의 벤젠으로의 탈알킬화) 이성질체화 유닛을 사용할 것이다.
사용되는 촉매의 선택은 에틸벤젠의 원하는 전환율에 따라 다르다. 표적 반응이 에틸벤젠의 이성질체화인 경우, 이것은 산 작용성 및 수소첨가 작용성 모두를 갖는 이작용성 촉매를 필요로 한다. 실제로, 에틸벤젠이 금속성 부위 상에서 에틸시클로헥산으로 먼저 수소첨가된 다음, 고리의 수축 그 다음 팽창에 의해 산 부위 상에서 디메틸시클로헥센으로 전환되고, 최종적으로 자일렌으로 탈수소화되는 것으로 입증되었다.
표적 반응이 에틸벤젠의 탈알킬화인 경우, 이것은 오로지 산 부위 상에서만 생성된다. 그러나, 촉매 위에의 수소첨가 상 (phase) 의 존재는 형성된 에틸렌을 즉시 수소첨가하고 완전한 탈알킬화를 수득하고, 따라서 임의의 후속 재알킬화 (realkylation) 를 회피하게 하는 것을 가능하게 한다. 두 경우에서, 촉매 내로의 금속성 상의 도입은 또한 이의 안정성을 확보하는 것을 가능하게 한다.
산업적 이성질체화 공정은 따라서, 고정층으로 이용되고 일반적으로 380-440℃ 의 온도 범위 및 10 내지 20 bar 의 압력에서, 수소압 하에 증기상으로 작동되는 이작용성 불균질 촉매 (산 및 금속성) 를 사용한다.
"이성질체화" 이성질체화의 선택은 상기 지시된 바와 같이, 방향족 복합체 배출구에서 가장 높은 부가된 가치를 갖는 화합물인 파라자일렌의 생성을 최대화하는 것을 가능하게 한다. 그러나 상기 해결책은, 이성질체화 단계 동안, 탈알킬화 이성질체화로 보다 큰 크래킹 (cracking) 에 의한 방향족 고리 (상기 고리는 일시적으로 적어도 부분적으로 수소첨가됨) 의 상실을 발생시킨다는 단점을 가진다. 이성질체화의 유형의 선택은 따라서, 파라자일렌보다 낮은 부가된 가치를 갖는 생성물인 벤젠의 공동생성과 연관된 방향족 고리의 상실 (탈알킬화 이성질체화) 의 최소화와, 방향족 고리의 큰 상실 ("이성질체화" 이성질체화) 을 발생시킨다는 단점을 갖는 파라자일렌 생성의 최대화 사이의 절충안으로서 제시된다.
생성된 파라자일렌의 양의 최대화 및 방향족 고리의 상실 감소 모두를 허용하는 공정에 대한 필요성이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 종래 기술에서 여러가지 해결책이 제안되었다; 이들은 일반적으로 예를 들어 문헌 US2013/0267746 에서 기재된 바, 톨루엔 또는 벤젠의 트랜스알킬화 및/또는 메틸화에 의한 벤젠의 전환을 위한 단계와 조합된 이성질체화 (일반적으로 바람직하게는 탈알킬화) 를 수행한다.
놀랍게도 예를 들어 특허 US2011/263918, US7,371,913, US4,962,258 및 US6,180,550 에 기재된 바와 같은 방향족 복합체 내에서, "이성질체화" 이성질체화 및 액상 이성질체화의 조합이, 종래 기술에 따른 방향족 복합체에 비해, 생성된 파라자일렌의 양을 최대화하는 동시에 방향족 고리의 상실 감소를 가져오는 것을 가능하게 한다는 것이 밝혀졌다.
나머지 본문에서 분리 유닛이란, 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛을 의미하며, 흡착기란 흡착제 (absorbent) 층의 어셈블리를 의미하며, 이때 유닛은 하나 이상의 흡착기를 함유할 수 있다.
이성질체화 유닛 및 증류 컬럼은 공정 장비의 여타 항목을 의미한다.
도 1 은 (SMB-1) 및 (SMB-2) 로 표시된 2 개의 이동층 분리 유닛, 및 (ISOM-1) 및 (ISOM-2) 로 표시된 2 개의 이성질체화 유닛을 나타내는 본 발명에 따른 공정의 배치이다.
도 2 는 본 발명에 따른 공정 변형을 나타내며, 여기서 분리 유닛 (SMB-1) 는 탈착제 (desorbent) 로서 PDEB 를 이용하고, 분리 유닛 (SMB-2) 은 흡착제로서 톨루엔을 이용한다. 따라서 톨루엔은 증류 컬럼 (EXT-2) 및 (RAF-2) 의 상부에서 회수되는데 그 이유는 톨루엔이 C8 방향족보다 가볍기 때문이다.
도 3 는 종래 기술에 따른 공정 배치를 나타내고, 이는 종래 기술에 따른 실시예 1 을 설명하는 역할을 한다.
본 발명은 에틸벤젠 및 C9+ 화합물을 함유하는 자일렌 컷 (cut) 에 기반하는 고순도 파라자일렌의 제조 방법으로서 정의될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 2 개의 이동층 분리 유닛 (SMB-1 및 SMB-2) 및 2 개의 이성질체화 유닛 (ISOM-1 및 ISOM-2) 을 이용한다. 상기 방법은 하기 일련의 단계로 이루어진다:
- 공급원료 (2) 를, 주된 부분인 메타자일렌, 파라자일렌, 에틸벤젠, 및 적어도 일부의 오르토자일렌을 포함하는 혼합물 (3) 이 상부에서 배수되고, C9-C10 탄화수소 및 나머지 부분의 오르토자일렌의 유동물 (4) 가 하부에서 배수되는 증류 컬럼 (S-1) 내로 송부함,
- 상부로부터의 혼합물 (3) 의 제 1 분리를, 폐쇄된 루프에서 작동하고 복수의 상호연결된 층들을 함유하는 하나 이상의 흡착기를 포함하는 분리 유닛 (SMB-1) 에서 실시하고, 이때 상기 유닛은 유동물 (3) 의 주입, 및 유동물 (9) 및 (7) 의 혼합물로부터 야기되는 탈착제 (10) 의 주입, 및 파라자일렌이 풍부한 제 1 추출물 (5) 의 배수, 및 파라자일렌이 결핍된 제 1 라피네이트 (8) 의 배수로 구획된 4 개 이상의 구역을 포함함,
- 이성질체화 유닛 (ISOM-1) 으로부터 기원하는 이성질체 (isomerate) (12) 의 제 2 분리를 분리 유닛 (SMB-2) 에서 실시하고, 이때 상기 분리 유닛 (SMB-2) 는 바람직하게 폐쇄된 루프에서 작동하고 복수의 상호연결된 층들을 함유하는 하나 이상의 흡착기로 구성되고, 상기 유닛은 공급원료 (12) 의 주입, 및 유동물 (17) 및 (15) 로부터 야기되는 탈착제 (18) 의 주입, 및 파라자일렌이 풍부한 제 2 추출물 (13) 의 배수, 및 파라자일렌이 결핍된 제 2 라피네이트 (16) 의 배수에 의해 구획된 4 개 이상의 구역을 포함함,
- 분리 유닛 (SMB-1) 으로부터 기원하는 제 1 추출물 (5) 을 증류 컬럼 (EXT-1) 에서 증류해, 파라자일렌이 풍부한 유동물 (6) 및 분리 유닛 (SMB-1) 의 탈착제로서 이용되는 유동물 (7) 을 회수함,
- 분리 유닛 (SMB-2) 으로부터 기원하는 제 2 추출물 (13) 을 증류 컬럼 (EXT-2) 에서 증류해, 파라자일렌이 풍부한 유동물 (14) 및 분리 유닛 (SMB-2) 의 탈착제로서 이용되는 유동물 (15) 을 회수함,
- 분리 유닛 (SMB-2) 으로부터 기원하는 라피네이트 (16) 를, 증류 컬럼 (RAF-2) 에서 증류해, 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 에 공급되는 유동물 (19) 및 분리 유닛 (SMB-2) 의 탈착제로 이용되는 유동물 (17) 을 생성함,
- 분리 유닛 (SMB-1) 으로부터 기원하는 라피네이트 (8) 를 이성질체화 유닛 (ISOM-1) 으로 공급되는 유동물 (11) 및 분리 유닛 (SMB-1) 의 탈착제로서 이용되는 유동물 (9) 를 생성하는 증류 컬럼 (RAF-1) 에서 증류함,
- 이성질체화 유닛 (ISOM-1) 에 유동물 (11) 을 공급해, 제 1 이성질체 (12) 를 수득함,
- 제 2 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 에 유동물 (19) 을 공급해, 제 2 이성질체 (20) 을 수득하고, 이를 증류 컬럼 (S-1) 의 주입구로 재순환시키며, 이때 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 는 기상으로 그리고 하기 조건 하에서 작동함:
- 300℃ 초과, 바람직하게 350℃ 내지 480℃ 의 온도,
- 4.0 MPa 미만, 바람직하게 0.5 내지 2.0 MPa 의 압력,
- 10 h-1 미만, 바람직하게 0.5 내지 6 h-1 의 시간 당 공간 속도,
- 10 미만, 바람직하게 3 내지 6 의 수소 대 탄화수소 몰 비,
및 개구가 10 내지 12 개의 산소 원자를 갖는 고리 (10 MR 또는 12 MR 표시) 에 의해 정의되는 채널을 가진 하나 이상의 제올라이트 및 0.1 내지 0.3 중량% (양쪽 끝 수 포함) 의 함량으로 하나 이상의 VIII 족 금속을 포함하는 상기 이성질체화 유닛 ISOM-2 에서 사용되는 촉매.
바람직하게, 본 발명에 따른 고순도 파라자일렌의 제조 방법에서, 이성질체화 유닛 (ISOM1) 은 하기의 조건 하에서 액상에서 작동한다:
- 300℃ 미만, 바람직하게 200 내지 260℃ 의 온도,
- 4MPa 미만, 바람직하게 2 내지 3 MPa 의 압력,
- 10 h-1 미만, 바람직하게 2 내지 4 h-1 의 시간 당 공간 속도,
- 채널을 갖는 적어도 하나의 제올라이트를 포함하는 촉매로서, 이의 개구는 10 또는 12 개의 산소 원자를 갖는 고리에 의해 정의됨 (10 MR 또는 12 MR 표시), 바람직하게 채널을 갖는 제올라이트를 포함하는 촉매로서, 이의 개구는 10 개의 산소 원자를 갖는 고리에 의해 정의됨 (10 MR 표시), 및 보다 더 바람직하게는 ZSM-5 유형의 제올라이트.
바람직하게, 본 발명에 따른 고순도 파라자일렌의 제조 방법에서, 기상 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 에 이용된 촉매는 EUO 또는 MOR 구조 유형의 제올라이트, 바람직하게 EU-1 제올라이트 및 백금을 함유한다.
본 발명에 따른 고순도 파라자일렌의 제조 방법의 변형에 따르면, 분리 유닛 (SMB-1) 는 PDEB 를 탈착제로 이용한다.
본 발명에 따른 고순도 파라자일렌의 제조 방법의 또 다른 변형에 따르면, 분리 유닛 (SMB-2) 는 톨루엔을 탈착제로 이용한다.
본 발명에 따른 고순도 파라자일렌의 제조 방법의 변형에 따르면, 분리 유닛 (SMB1) 및 (SMB2) 각각은 하나 이상의 흡착기 상에 분배된 6 내지 24 개의 층, 바람직하게 8 내지 15 개의 층을 함유하고, 층의 수는 각각의 층이 0.70 m 내지 1.40 m 로 포함되는 높이를 갖도록 조정된다.
바람직하게, 본 발명에 따른 고순도 파라자일렌의 제조 방법에서, 분리 유닛 (SMB-1) 및 (SMB-2) 내 고체 흡착제의 정량 분포는 하기와 같다:
ㆍ 구역 1 내의 고체 흡착제의 정량은 17%±5% 이다,
ㆍ 구역 2 내의 고체 흡착제의 정량은 42%±5% 이다,
ㆍ 구역 3 내의 고체 흡착제의 정량은 25%±5% 이다,
ㆍ 구역 4 내의 고체 흡착제의 정량은 17%±5% 이다.
구역은 하기와 같이 정의된다:
- 구역 1 은 탈착제의 주입과 추출물의 배수 사이에 포함되고,
- 구역 2 는 추출물의 배수와 공급원료의 주입 사이에 포함되고,
- 구역 3 은 공급원료의 주입과 라피네이트의 배수 사이에 포함되고,
- 구역 4 는 라피네이트의 배수와 탈착제의 주입 사이에 포함된다.
본 발명에 따른 고순도 파라자일렌의 제조 방법의 또 다른 바람직한 변형에 따르면, 분리 유닛 (SMB-1) 에 있어서, 공급원료에 대한 탈착제의 부피비는 1.7/1 이상이고, 바람직하게 1.5/1 내지 0.4/1 (양 끝 수 포함) 을 이룬다.
본 발명에 따른 고순도 파라자일렌의 제조 방법의 또 다른 바람직한 변형에 따르면, 분리 유닛 (SMB-2) 에 있어서, 공급원료에 대한 탈착제의 부피비는 1.7/1 이상이고, 바람직하게 1.5/1 내지 0.4/1 (양 끝 수 포함) 을 이룬다.
본 발명에 따른 고순도 파라자일렌의 제조 방법의 장점들 중 하나는 하기와 같이 연속적으로 이용되는 2 개의 흡착기로 구성된 기존 분리 유닛의 디보틀넥킹을 가능하게 하는 것이다:
- 제 1 흡착기의 마지막 층이 하나 이상의 재순환 펌프를 함유하는 라인을 통해 제 1 흡착기의 제 1 층에 연결되고, 이때 상기 제 1 흡착기는 분리 유닛 (SMB-1) 로서 역할을 하고,
- 제 2 흡착기의 마지막 층이 하나 이상의 재순환 펌프를 함유하는 라인을 통해 제 2 흡착기의 제 1 층에 연결되고, 이때 상기 제 2 흡착기는 분리 유닛 (SMB-2) 로서 역할을 한다.
본 발명에 따른 고순도 파라자일렌의 제조 방법의 변형에서, 2 개의 분리 유닛 (SMB-1) 및 (SMB-2) 의 구성은, 두 분리 유닛 (SMB-1) 및 (SMB-2) 각각의 크로마토그래피 구역 각각에서 고정수의 층을 갖는다.
마지막으로, 본 발명에 따른 고순도 파라자일렌의 제조 방법의 또 다른 변형에서, 이성질체 (12) 의 분획을 증류 컬럼 (S-1) 으로 송부한다.
본 발명의 상세한 설명
본 설명은 도 1 을 기반으로 한다.
공급원료 (2) 를, 주된 부분인 메타자일렌, 파라자일렌, 에틸벤젠, 및 적어도 일부의 오르토자일렌을 포함하는 혼합물 (3) 이 상부에서 배수되고, C9-C10 탄화수소 및 나머지 부분의 오르토자일렌의 유동물 (4) 가 하부에서 배수되는 증류 컬럼 (S-1) 으로 송부한다.
상부의 혼합물 (3) 의 제 1 분리는 폐쇄된 루프로 작동하고 복수의 상호연결된 층들을 함유하는 하나 이상의 흡착기에서 분리 유닛 (SMB-1) 내에서 실시되고, 이때 상기 흡착기는 컬럼의 제 1 공급원료을 구성하는 유동물 (3) 의 주입 및 탈착제 (10) 의 주입, 및 파라자일렌을 함유하는 추출물 (5) 의 배수 및 오르토자일렌 및 메타자일렌을 함유하는 라피네이트 (8) 의 배수에 의해 구획되는 적어도 4 개의 구역을 포함한다.
이 4 개의 구역은 하기의 정의에 상응한다:
1) - 구역 1 은 탈착제 (10) 의 주입과 추출물 (5) 의 배수 사이에 포함되고,
2) - 구역 2 는 추출물 (5) 의 배수와 제 1 흡착 공급원료 (3) 의 주입 사이에 포함되고,
3) - 구역 3 은 제 1 공급원료 (3) 의 주입과 라피네이트 (8) 의 배수 사이에 포함되고,
4) - 구역 4 는 라피네이트 (8) 의 배수와 탈착제 (10) 의 주입 사이에 포함된다.
바람직하게, 제 1 추출물 (5) 는, 파라자일렌이 풍부한 제 1 분획 (6) 을 회수하기 위해 증류 컬럼 (EXT-1) 에서 증류된다.
바람직하게, 제 1 추출물 (8) 은, 실질적으로 탈착제 전부를 제거하기 위해, 그리고 제 1 의 증류된 분획 (11) 을 배수하기 위해, 증류 컬럼 (RAF-1) 에서 증류된다. 상기 제 1 의 증류된 분획 (11) 은, 자일렌 분리 유닛 (SMB-2) 으로 우선적으로 공급하는, 그러나 증류 컬럼 (S-1) 의 주입구로 부분적으로 재순환될 수 있는 제 1 이성질체 (12) 를 수득하도록, 제 1 이성질체화 유닛 (ISOM-1) 으로 공급된다.
이성질체화 유닛 (ISOM-1) (이로부터, 중질의 C9 및 C10 화합물 전부 또는 일부가 (전용 컬럼 또는 컬럼 S-1 에서) 증류에 의해 제거된 바 있음) 으로부터 기원된 이성질체 (12) 의 제 2 분리는 분리 유닛 (SMB-2) 에서 실시되고, 이때 분리 유닛 (SMB-2) 는 바람직하게 폐쇄된 루프로 작동하고 복수의 상호연결된 층들을 함유하는 하나 이상의 흡착기로 구성되고, 상기 컬럼은 유동물 (12) 및 탈착제 (18) 의 주입, 및 파라자일렌을 함유하는 제 2 추출물 (13) 의 배수 및 제 2 라피네이트 (16) 의 배수로 구획된 적어도 4 개의 구역을 포함한다.
4 개의 구역은 하기와 같이 정의된다:
1) 구역 1 은 탈착제 (18) 의 주입과 추출물 (13) 의 배수 사이에 포함되고,
2) 구역 2 는 추출물 (13) 의 배수와 제 2 흡착 공급원료 (12) 의 주입 사이에 포함되고,
3) 구역 3 는 공급원료 (12) 의 주입과 라피네이트 (16) 의 배수 사이에 포함되고, 및
4) 구역 4 는 라피네이트 (16) 의 배수와 탈착제 (18) 의 주입 사이에 포함된다.
바람직하게, 제 2 추출물 (13) 은, 파라자일렌이 풍부한 제 2 분획 (14) 를 회수하기 위해, 증류 컬럼 (EXT-2) 에서 증류된다. 두 추출물 (5) 및 (13) 은 또한, 파라자일렌이 풍부한 단일 분획을 회수하기 위해 단일의 통상의 추출 컬럼에서 증류될 수 있다.
바람직하게, 제 2 추출물 (16) 은, 실질적으로 모든 탈착제 (17) 을 제거하기 위해, 그리고 제 2 의 증류된 분획 (19) 를 배수하기 위해, 증류 컬럼 (RAF-2) 에서 증류된다. 이 제 2 의 증류된 분획 (19) 는, 제 2 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 로 공급되어 제 2 이성질체 (20) 이 수득되고, 이는 분리 컬럼 (S-1) 의 주입구로 재순환된다.
바람직하게 액상에서 작동하는 제 1 이성질체화 유닛 (ISOM-1) 은 일반적으로 하기의 조건 하에서 작동된다:
- 300℃ 미만, 바람직하게 200℃ 내지 260℃ 의 온도,
- 4MPa 미만, 바람직하게 2 내지 3 MPa 의 압력,
- 10 h-1 (10 리터/리터/시간) 미만, 바람직하게는 2 h-1 내지 4 h-1 의 시간 당 공간 속도 (HSV),
- 채널을 갖는 적어도 하나의 제올라이트를 포함하는 촉매, 이의 개구는 10 또는 12 개의 산소 원자를 갖는 고리에 의해 정의됨 (10 MR 또는 12 MR), 바람직하게는 채널을 갖는 적어도 하나의 제올라이트를 포함하는 촉매, 이의 개구는 10 개의 산소 원자를 갖는 고리에 의해 정의됨 (10 MR), 및 더 더욱 바람직하게는, ZSM-5 유형의 제올라이트를 포함하는 촉매.
제 2 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 은, 촉매가 그의 개구가 10 또는 12 개의 산소 원자를 갖는 고리 (10 MR 또는 12 MR) 에 의해 정의되는 채널을 갖는 적어도 하나의 제올라이트를 포함하는 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 EUO 또는 MOR 구조 유형의 제올라이트 및 0.1 내지 0.3 중량% (양 끝수 포함) 의 함량을 갖는 하나 이상의 VIII 족 금속을 포함하는 촉매, 바람직하게는 EU-1 제올라이트 및 백금을 포함하는 촉매를 특징으로 한다. 기상에서 작동하는 상기 이성질체화 구역은 일반적으로 하기의 조건 하에서 작동한다:
- 300℃ 초과, 바람직하게 350℃ 내지 480℃ 의 온도,
- 4MPa 미만, 바람직하게 0.5 내지 2 MPa 의 압력,
- 10 h-1 (10 리터/리터/시간) 미만, 바람직하게는 0.5 h-1 내지 6 h-1 의 시간 당 공간 속도 (HSV),
- 10 미만, 바람직하게 3 내지 6 의 H2/탄화수소 몰비.
분리 유닛 (SMB-1 및 SMB-2) 에서 사용된 탈착제는 일반적으로 파라디에틸벤젠, 톨루엔, 파라디플루오로벤젠 또는 디에틸벤젠 (혼합물로의 것) 로부터 선택된다. 분리 유닛 (SMB-1 및 SMB-2) 에서 탈착제의 공급원료에 대한 부피비는 0.5 내지 2.5, 바람직하게 0.8 내지 2 이다.
분리 유닛 (SMB-1 및 SMB-2) 은 20℃ 내지 250℃, 바람직하게 90℃ 내지 210℃, 보다 더 바람직하게 140℃ 내지 180℃ 의 온도에서, 작동 온도에서의 자일렌의 버플 압력 내지 2 MPa 의 압력 하에서 작동한다.
본 발명에 따른 방법의 작동 및 특히 상이한 유동물의 조성은 도 1 을 참고하여 이하에 상세히 기재된다.
신선한 공급원료를 라인 (1) 을 통해 증류 컬럼 (S-1) 로 도입한다.
상기 신선한 공급원료는 컷의 기원에 따라 가변적인 비율로, 주로 C8-방향족 화합물, 자일렌 및 에틸벤젠을 함유한다. 이것은 가능하게도 본질적으로 C9 및 C10 방향족 화합물 및 파라핀 및 나프텐 화합물일 공급원료의 기원에 따라 가변적인 양으로 불순물을 함유할 수 있다.
나프텐 또는 파라핀 화합물의 함량은 유리하게는 1 중량% 미만이다. 바람직하게는, 상기 함량은 0.3 중량% 미만이고, 더 더욱 바람직하게는 상기 함량은 0.1 중량% 미만이다.
공급원료는 개질 유닛으로부터, 또는 톨루엔 불균화반응 유닛으로부터, 또는 톨루엔 및 C9 방향족의 알킬교환반응에 대한 유닛으로부터 기원할 수 있다.
라인 (20) 에 의해 이송되는 이성질체는 신선한 공급원료에 첨가된다.
컬럼 (S-1) 로부터의 하부 폐수 (4) 는 C9 및 C10 방향족 화합물, 및 임의로 오르토자일렌으로 본질적으로 구성된다. 임의로, 증류 컬럼 (S-1) 의 하부에서 배수된 오르토자일렌 및 C9-C10 방향족 탄화수소의 혼합물 (4) 는, 고순도 오르토자일렌 유동물 (적어도 98.5%) 이 상부에서 추출되고 C9-C10 탄화수소를 함유하는 유동물이 하부에서 추출되는 또다른 증류 컬럼 내로 송부될 수 있다.
증류 컬럼 (S-1) 으로부터의 상부 폐수 (3) 는 분리 유닛 (SMB-1) 의 공급원료를 구성한다. 분리 유닛 (SMB-1) 에는 한편으로는 라인 (3) 에 의해 이송되는 공급원료가 공급되고, 다른 한편으로는 라인 (10) 으로 이송되는 탈착제가 공급된다.
분리 유닛 (SMB-1) 로부터의 폐수는 추출물 (5), 라피네이트 (8) 이다. 본 발명에 따른 분리 유닛 (SMB-1) 의 총 층수는 하나 이상의 흡착기 상에 분배된 바람직하게 6 내지 24 개의 층이고, 보다 더 바람직하게는 8 내지 15 개의 층이다.
층수는 각 층이 바람직하게 0.70 m 내지 1.40 m 의 높이를 갖도록 조절될 것이다.
각 구역 내 고체 흡착제의 정량 분포는 하기와 같다:
ㆍ 구역 1 내의 고체 흡착제의 정량은 17%±5% 이다,
ㆍ 구역 2 내의 고체 흡착제의 정량은 42%±5% 이다,
ㆍ 구역 3 내의 고체 흡착제의 정량은 25%±5% 이다,
ㆍ 구역 4 내의 고체 흡착제의 정량은 17%±5% 이다,
본 발명의 바람직한 특성에 따르면, 탈착제 및 공급원료를 분리 유닛 내로, 최대 1.7/1, 바람직하게는 1.5/1 내지 0.4/1 (양 끝 수 포함) 의 탈착제 대 공급원료의 부피에 의한 비로 주입하는 것이 가능하다.
추출물 (5) 는 톨루엔, 파라자일렌 및 탈착제로 본질적으로 구성된다.
라피네이트 (8) 은 톨루엔, 메타자일렌 및 오르토자일렌, 에틸벤젠, 파라자일렌 (추출에서 회수되지 않는 일부) 및 탈착제로 본질적으로 구성된다. 추출물 (5) 는 증류 컬럼 (EXT-1) 으로 송부된다.
증류 컬럼 (EXT-1) 로부터, 라인 (10) 을 통해 분리 유닛 (SMB-1) 로 다시 송부되는 탈착제 (7) 및 라인 (6) 을 통해 파라자일렌이 풍부한 유동물이 배수된다.
라피네이트 (8) 이 증류 컬럼 (RAF-1) 로 송부된다. 증류 컬럼 (RAF-1) 으로부터, 라인 (10) 을 통해 분리 유닛 (SMB-1) 으로 다시 송부되는 탈착제 (9) 및 라인 (11) 을 통해 이성질체화 유닛 (ISOM-1) 으로 송부되는 메타자일렌, 오르토자일렌 및 에틸벤젠의 혼합물이 배수된다.
바람직하게 액상인 이성질체화 유닛 (ISOM-1) 은 하기의 조건 하에서 작동될 수 있다:
- 300℃ 미만, 바람직하게 200 내지 260℃ 의 온도,
- 4MPa 미만, 바람직하게 2 내지 3 MPa 의 압력,
- 10 h-1 미만, 바람직하게는 2 내지 4 h-1 의 시간 당 공간 속도,
8 개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 이성질체화할 수 있는 모든 촉매가 본 발명의 이성질체화 유닛 (ISOM-1) 에 적합하다. 바람직하게, 유형 ZSM-5 의 제올라이트를 함유하는 촉매가 이용된다.
이성질체화 유닛 (ISOM-1) 로부터의 폐수는 C8-방향족 이외의 화합물의 함량이 매우 낮은 경우에, 전형적으로 1 중량% 정도인 경우에, 라인 (12) 를 통해, 증류 컬럼 (S-1) 으로, 또는 직접 분리 유닛 (SMB-2) 의 주입구로 다시 송부된다. C9 함량은 전형적으로 1000 중량 ppm 미만이다.
분리 유닛 (SMB-2) 으로부터의 폐수는 추출물 (13), 라피네이트 (16) 이다.
본 발명에 따른 분리 유닛 (SMB-2) 의 총 층수는 하나 이상의 흡착기 상에 분배된 바람직하게 6 내지 24 개의 층, 더 바람직하게 8 내지 15 개의 층을 포함한다.
층수는 각 층이 바람직하게 0.70 m 내지 1.40 m 의 높이를 갖도록 조절될 것이다.
각 구역에서 고체 흡착제의 정량 분포는 바람직하게 하기와 같다:
ㆍ 구역 1 내의 고체 흡착제의 정량은 17%±5% 이다,
ㆍ 구역 2 내의 고체 흡착제의 정량은 42%±5% 이다,
ㆍ 구역 3 내의 고체 흡착제의 정량은 25%±5% 이다,
ㆍ 구역 4 내의 고체 흡착제의 정량은 17%±5% 이다.
본 발명의 바람직한 특성에 따르면, 탈착제 및 공급원료를, 분리 유닛 (SMB-2) 내로, 최대 1.7/1 및 바람직하게 1.5/1 내지 0.4/1 (양 끝수 포함) 의 탈착제의 공급원료에 대한 부피비로 주입하는 것이 가능하다.
두 분리 유닛 (SMB-1 및 SMB-2) 의 구성 (구역 당 평균 층 수) 은 하기일 수 있다:
- 크로마토그래피 구역 각각에서 고정수의 층을 가짐 (특허 FR2 976 501 에 정의된 바와 같은 "시뮬레이션된 이동층"으로서 공지된 모드),
- 하나의 흡착기에 대해 가변수의 층을 (특허 FR 2 976 501 에서 정의된 바 같은 "VARICOL" 모드) 그리고 다른 하나에 대해서는 고정수의 층을 가짐,
- 양 흡착기에 대해 가변수의 층을 가짐.
추출물 (13) 은 본질적으로 톨루엔, 파라자일렌 및 탈착제로 구성된다.
라피네이트 (16) 은 본질적으로 톨루엔, 메타자일렌 및 오르토자일렌, 에틸벤젠, 파라자일렌 (추출에 회수되지 않은 부분) 및 탈착제로 구성된다.
추출물 (13) 은 증류 컬럼 (EXT-2) 로 송부된다.
증류 컬럼 (EXT-2) 로부터, 라인 (18) 을 통해 분리 유닛 (SMB-2) 로 다시 송부되는 탈착제 (15) 및 라인 (14) 로부터 파라자일렌이 풍부한 유동물이 배수된다.
라피네이트는 라인 (16) 을 통해 증류 컬럼 (RAF-2) 내로 송부된다.
증류 컬럼 (RAF-2) 으로부터, 라인 (18) 을 통해 분리 유닛 (SMB-2) 내로 재도입되는 탈착제 (17) 및 라인 (19) 을 통해 자일렌 및 에틸벤젠의 혼합물은 배수된다.
라인 (19) 의 폐수는 고온에서 증기상으로 작동되는 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 로 송부된다.
이성질체화 유닛 (ISOM-2) 은 바람직하게 하기의 조건 하에서 작동한다:
- 300 ℃ 초과, 바람직하게 360 ℃ 내지 480 ℃ 의 온도,
- 2.5 MPa 미만, 바람직하게 0.5 내지 0.8 MPa 의 압력,
- 10 h-1 미만, 바람직하게 0.5 내지 6 h-1 의 시간 당 공간 속도,
- 10 미만, 바람직하게 3 내지 6 의 수소 대 탄화수소 몰비.
8 개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 (제올라이트성 또는 아님) 를 이성질체화할 수 있는 모든 촉매는, 본 발명의 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 에 적합하다. 바람직하게는, 산 제올라이트, 예를 들어 MFI, MOR, MAZ, FAU 및/또는 EUO 구조 유형의 산 제올라이트를 함유하는 촉매가 사용된다. 더 더욱 바람직하게는, 촉매는 EUO 구조 유형의 제올라이트 및 주기율표의 VIII 족 유래의 적어도 하나의 금속을 함유하는 것이 사용된다.
바람직하게는, 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 의 촉매는 규소 및 바람직하게는 알루미늄 및 붕소로부터 선택되는 적어도 하나의 원소 T 를 포함하는 EUO 구조 유형 (EU-1 예를 들어) 의 제올라이트 1 중량% 내지 70 중량% 를 포함하고, 이의 Si/T 비는 5 내지 100 이다. 상기 제올라이트는 적어도 부분적으로는 수소의 형태이고, 나트륨 함량은 Na/T 원자 비가 0.1 미만인 것이다. 임의로 이성질체화 유닛의 촉매는 0.01 내지 2 중량% 의 주석 또는 인듐, 및 황을 VIII 족 금속의 원자 당 0.5 내지 2 원자의 함량으로 함유할 수 있다.
이성질체화 유닛 (ISOM-2) 으로부터의 폐수는 분리 시스템으로 송부되며, 이것은 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 으로 재순환되는 수소의 일부를 회수하는 것을 가능하게 한다. 수소의 비-재순환된 부분은 신선한 수소의 첨가에 의해 형성된다. 분리 시스템의 각 말단에서, 가장 무거운 분획에 의해 구성되는 이성질체가 회수되며, 이것은 증류 컬럼 (S-1) 로 라인 (20) 을 통해 다시 송부된다.
본 발명에 따른 방법은 디보틀넥킹으로서 공지된 조작인 파라자일렌의 생성량을 증가시키기 위해 기존의 유닛을 변형시키는데 있어서 특히 적합하다.
기존 방향족 루프를 디보틀넥킹하는 특정 경우, 본 발명은 루프의 주요 장치, 즉 하기를 이용하는 것을 지속하면서, 새 공급원료의 유속 및 생성되는 파라자일렌의 유속을 현저하게 증가시키는 것으로 이루어진다:
1) 자일렌 증류 컬럼 (S-1)
2) 24 개의 층으로서 작동하는 시뮬레이션된 이동층 자일렌 분리 유닛,
3) 에틸벤젠을 전환시키는 분리 컬럼으로부터 배수된 라피네이트가 공급되는 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 으로서, 예를 들어 EUO 구조 유형의 제올라이트 기재 촉매를 이용하고, 반응기, 재순환 컴프레서, 안정화 컬럼 및 공급원료로 재순환하도록 C8 및 C9 나프텐을 회수하게 허용하는 컬럼을 포함하는 유닛,
4) 라피네이트 컬럼 (RAF-1)
5) 추출 컬럼 (EXT-1).
본 발명에 따른 상기 디보틀넥킹을 실시하기 위해, 두 12-층 흡착기를 연속하여 함유하는 24-층 시뮬레이션된 이동층 공정이 각각 병렬로 연결되는 두 12-층 흡착기를 갖는 공정으로 전환된다. 이를 위해:
- 제 1 흡착기의 12 번째 층은 상기 제 1 흡착기의 첫번째 층에 하나 이상의 재순환 펌프를 함유하는 라인을 통해 연결되고,
- 제 2 흡착기의 12 번째 층은 상기 제 2 흡착기의 첫번째 층에 하나 이상의 재순환 펌프를 함유하는 라인을 통해 연결된다.
24-층 흡착 단계의 라피네이트 및 추출물의 배수 유속, 및 공급원료 및 탈착제의 주입 유속을 제어 및 조절하는 시스템은, 본 발명에 따라 리모델링된 공정의 두 흡착기 각각에서 독립적으로 주입 및 배수 유속을 관리할 수 있도록 채택된다.
주입 장치에 있어서, 상기 작동은 흡착기 각각으로 주입되는 유속을 조절하기 위해 펌프+측정 장치 시스템을 배증시킴으로써, 또는 비용을 최소화하기 위해 주입되는 두 유동물을 통째로 관리하는 기존의 펌프 및 측정 장치를 이용함으로써, 및 두 흡착기 중 하나에 공급하는 유속의 측정 및 조절 시스템을 부가함으로써 실시될 수 있다.
기존의 24-층 공정 플레이트 전부에서 유체의 공급 또는 배수가 복수의 온-오프 제어 밸브에 의해 보장되는 경우, 공급 및 배수 네트워크에 추가적으로 변형을 가하지 않는다.
기존의 24-층 공정의 플레이트 전부에서 유체의 공급 또는 배수가 다중-경로 회전 밸브를 이용하여 보장되는 경우, 이들 기능은 바람직하게 2 개의 다중-경로 회전 밸브 15 (임의로는 개작 후 두 경로 중 하나에 대해 기존의 밸브를 재이용함) 를 이용함으로써 보장될 것이다.
연속되는 2 개의 12 층으로 구성된 기존의 24-층 유닛의 경우, 주된 유동물은 제 1 흡착기의 하부에서 제 2 흡착기의 상부로 순환하고, 제 2 흡착기의 하부에서 제 1 흡착기의 상부로 순환한다.
두 흡착기의 하부에서 기원하는 유동물들은 이후, 밸브 및 파이프에 변형을 행함으로써 이들이 기원하는 흡착기의 상부로 순환되게 다시 재지정된다. 제 1 흡착기로부터의 하부 유동물은 그 흡착기의 상부로 재순환되고, 제 2 흡착기의 하부 유동물은 그 제 2 흡착기의 상부로 재순환된다.
두 흡착기들의 구성 (구역 당 평균 층수) 은 즉 하기와 같이 상기 개시된 세 변형들 중 하나에 따라 실시될 수 있다:
- 두 흡착기에 있어 크로마토그래피 구역 각각에서 고정수의 층을 가짐,
- 하나의 흡착기에 있어 가변수의 층 및 다른 하나에 있어 고정수의 층을 가짐,
- 양 흡착기에 대해 가변수의 층을 가짐.
제 2 라피네이트를 탈착제로부터 분리하기 위해, 새 증류 컬럼 (RAF-2) 이 또한 반드시 설치되어야 한다. 증류 컬럼 (RAF-2) 로부터 배수된 자일렌 및 에틸벤젠의 유동물은 상기 기재된 바와 같은 증기상 이성질체화 유닛 (ISOM-1) 에서 이성질체화될 것이다.
제 2 액상 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 이 부가되고, 이로부터의 폐수는 분리 유닛 (SMB-2) 에 공급될 것이며, 바람직하게는 증류 컬럼 (S-1) 을 통과하지 않고 공급되어, 자일렌 분리용 제 2 컬럼의 부가를 막는다.
나아가, 분리 유닛 (SMB-2) 으로부터의 추출물 (13) 이 공급되는 추출물 증류 컬럼 (EXT-2) 은 부가되어져야 한다.
도 2 는 분리 유닛 (SMB-1) 이 탈착제로 PDEB 를 이용하고, 분리 유닛 (SMB-2) 의 탈착제로는 톨루엔을 이용한다는 점에서 도 1 의 것과 상이한 본 발명에 따른 공정의 배치 변형을 나타낸다.
PDEB 를 이용하는 분리 유닛 (SMB-1) 과 달리, 분리 유닛 (SMB-2) 은 컬럼 EXT-2 및 RAF-2 의 상부에서 탈착제 (톨루엔) 를, 톨루엔이 C8-방향족보다 가볍기 때문에 회수한다.
두 분리 유닛 (SMB-1 및 SMB-2) 에서 두 상이한 탈착제를 이용하는 점은 방향족 불순물, 예컨대 벤젠 및 중질 C9 및 C10 방향족 화합물의 축적을 막는 장점을 가진다.
두 분리 유닛 (SMB-1 및 SMB-2) 에서 두 상이한 탈착제를 이용하는 것은 또한 컬럼 (EXT-1) 및 (EXT-2) 과 (RAF-1) 및 (RAF-2) 사이의 열 통합을 실시하는 것을 가능하게 한다. 실제로, 증류 컬럼 (EXT-1) 의 상부는 잠재적으로 증류 컬럼 (EXT-2) 의 전체 또는 일부를 재비등할 수 있고, 컬럼 (RAF-1) 의 상부는 잠재적으로 증류 컬럼 (RAF-2) 의 전체 또는 일부를 잠재적으로 재비등할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예
종래 기술에 따른 실시예 1 (도 3):
이 실시예는 종래 기술을 예증하고 평행하는 두 C8-방향족 루프로 구성된 방향족 복합체를 기술하며, 이는 도 3 에서 나타낸 바와 같고 하기를 포함하는 산업적 복합체의 전형으로, 파라자일렌 생성량은 단일의 C8-방향족 루프에 의해 허용될 수 있는 용량보다 더 크다:
-　C9 및 C10 방향족 (유동물 104 및 113) 을 추출하고, C8 방향족으로 본질적으로 구성되는 유동물 (103) 및 유동물 (112) 을 분리 유닛 (SMB-10 및 SMB-20) 로 송부시키는 것을 가능하게 만드는 두 자일렌 컬럼 (S-10 및 S-20),
- 추출물 (105) 및 단일의 라피네이트 (107) 가 배수되는 4 개의 구역을 가진 제 1 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛 (SMB-10),
-　증류 컬럼 (RAF-10) 에 의한 탈착제 (109) 의 제거 후 라피네이트 (107) 의 일부 (108) 가 공급되는 제 1 이성질체화 유닛 (ISOM-10),
-　유동물 (109) 를 통해 분리 유닛 (SMB-1) 으로 재순환되는 탈착제가 하부에서 배수되고, 파라자일렌이 풍부한 컷 (106) 은 상부에서 배수되는 제 1 파라자일렌 추출 컬럼 (EXT-10),
-　추출물 (114) 및 단일의 라피네이트 (116) 이 배수되는 4 구역을 가진 제 2 의 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛 (SMB-20),
-　증류 컬럼 (RAF-20) 에 의해 탈착제 (118) 의 제거 후 라피네이트 (116) 의 일부 (117) 가 공급되는 제 2 이성질체화 유닛 (ISOM-20),
-　유동물 (118) 을 통해 흡착 유닛 (SMB-2) 으로 재순환되는 탈착제가 하부에서 배수되고, 파라자일렌이 풍부한 컷 (115) 은 상부에서 배수되는 제 2 파라자일렌 추출 컬럼 (EXT-20).
공정의 재료 밸런스를 하기 표에 기재한다. 오로지 C8-방향족 및 C9+ 화합물만이 기재된다. 다른 화합물 및 이성질체화 유닛 중의 C9+ 의 형성은 무시된다. 유속에 대해 사용되는 유닛은 년 당 킬로톤 (kt/yr) 이다.
Figure pct00001
방향족 루프 (중질 개질체 (reformate) 및 톨루엔-컬럼 하부의 혼합물) 에 공급한 공급원료 (101) 는 120.6 kt/yr 의 유속을 갖는다. 이 공급원료는 60.3 kt/yr 의 두 종의 동일 유동물로 나누어진다.
이성질체화 유닛 (ISOM-10) 으로부터 재순환된 168 kt/yr 의 이성질체 (110) 는, 공급원료 (101) 의 제 1 부분으로 첨가되어 에틸벤젠을 이성질체화하였다.
수득한 유동물 (102) 를 자일렌 컬럼 (S-10) 에서 증류한다.
6.9 kt/yr 의 C9 및 C10 방향족 혼합물 (104) 은 컬럼 (S-10) 의 하부에서 배수되고, 221.4 kt/yr 의 C8 방향족 컷 (103) 은 상부에서 배수되고, 이의 파라자일렌 함량은 22.6% 이고, 에틸벤젠 함량은 10.3% 이고, 오르토자일렌 및 메타자일렌 함량은 67.1% 이다.
상기 컷을 4 개의 구역을 갖고 4 개의 주요 유동물: 공급원료 (103), 탈착제 (109), 추출물 (105) 및 라피네이트 (107) 을 갖는 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛 (SMB-10) 으로 송부한다. 이 유닛은 바륨으로 교체된 X 제올라이트를 함유하는 12 개의 층으로 이루어진다. 온도는 175℃ 이다. 구성은 하기이다: 구역 1 내 2 개의 층, 구역 2 내 5 개의 층, 구역 3 내 3 개의 층, 및 구역 4 내 2 개의 층. 사용된 용매는 파라디에틸벤젠이다.
분리 유닛 (SMB-10) 의 배출구에서 추출물 (105) 은, 분리 유닛 (SMB-10) 으로 재순환된 탈착제가 하부에서 배수되고, 50　kt/yr 의 혼합물 (106) (본질적으로 톨루엔 및 파라자일렌으로 구성됨) 이 상부에서 배수되는 증류 컬럼 (EXT-10) 로 송부된다.
라피네이트는 분리 유닛 (SMB-10) 으로 재순환된 탈착제가 하부에서 배수되고, 171.4　kt/yr 의 혼합물 (108) 이 상부에서 배수되는 증류 컬럼 (RAF-10) 으로 송부된다.
상기 유동물은 이성질체화 유닛 (ISOM-10) 내로 송부된다.
이성질체화 유닛 (ISOM-10) 은 하기의 조건 하에서 기상으로 작동한다:
온도: 385℃
촉매: 0.2 (중량에 의함) 의 백금 및 EU-1 제올라이트를 함유함
시간 당 공간 속도: 3.5 h-1
H2/탄화수소 비: 4.4:1
압력: 0.9 MPa
이성질체화 유닛 (ISOM-10) 내로 도입되는 혼합물의 에틸벤젠 함량은 13.4% 이다.
크래킹에 의한 2% 손실이 상기 이성질체화에서 관찰된다 (즉, 3.4　kt/yr 의 유속). 에틸벤젠이 부분적으로 이성질체화되어, 이의 9% 는 배출구 유동물 (110) 내에 남는다.
상기 이성질체 (110) 은 168　kt/yr 의 유속을 갖는다. 이것은 컬럼 (S-10) 의 주입구로 재순환되고, 여기서 이것은 60.3　kt/yr 의 유속을 갖는 신선한 공급원료 (101) 와 혼합된다.
이성질체화 유닛 (ISOM-20) 으로부터 재순환된 168　kt/yr 의 이성질체 (119) 는 공급원료 (101) 의 제 1 부분에 첨가되어 에틸벤젠을 이성질체화한다. 생성된 유동물 (111) 은 자일렌 컬럼 (S-20) 에서 증류된다.
6.9 kt/yr 의 C9 및 C10 방향족 혼합물 (유동물 113) 이 증류 컬럼 (S-20) 의 하부에서 배수되고, 221.4　kt/yr 의 C8 방향족 컷 (유동물 112) 이 상부에서 배수되고, 이의 파라자일렌 함량은 22.6% 이고, 에틸벤젠 함량은 10.4% 이다.
상기 컷은 4 개의 구역 및 4 개의 주된 유동물: 공급원료 (유동물 112), 탈착제 (유동물 118), 추출물 (유동물 114) 및 라피네이트 (유동물 116) 을 갖는 시뮬레이션된 이동층 흡착 유닛 (SMB-20) 으로 송부된다.
상기 유닛은 바륨으로 교체된 X 제올라이트를 함유하는 12 개의 층으로 이루어진다.
온도는 175℃ 이다. 구성은 하기이다: 구역 1 내 2 개의 층, 구역 2 내 5 개의 층, 구역 3 내 3 개의 층, 및 구역 4 내 2 개의 층. 사용 용매는 파라디에틸벤젠이다.
분리 유닛 (SMB-20) 의 배출구에서 추출물 (114) 은, 흡착 유닛 (SMB-20) 으로 재순환된 탈착제가 하부에서 배수되고 50 kt/yr 의 톨루엔 및 파라자일렌으로 본질적으로 구성된 혼합물 (115) 가 상부에서 배수되는 증류 컬럼 (EXT-20) 으로 송부된다.
라피네이트는 증류 컬럼 (RAF-20) 으로 송부되고, 이로부터 분리 유닛 (SMB-20) 으로 재순환된 탈착제가 하부에서 배수되고, 171.4　kt/yr 의 혼합물 (117) 이 상부에서 배수된다.
상기 유동물은 이성질체화 유닛 (ISOM-20) 으로 송부된다. 수득된 이성질체 (119) 는 증류 컬럼 (S-20) 의 주입구로 재순환되고, 여기서 이것은 신선한 공급원료 (101) 의 일부와 혼합된다.
이성질체화 유닛 (ISOM-20) 은 하기의 조건 하에서 기상으로 작동한다:
온도: 385℃
촉매: 0.2 (중량에 의함) 의 백금 및 EU-1 제올라이트 함유
시간 당 공간 속도: 3.5 h-1
H2/탄화수소 비: 4.4 /1
압력: 0.9 MPa
이성질체화 유닛 (ISOM-20) 에 도입된 혼합물의 에틸벤젠 함량은 13.4% 이다.
크래킹에 의한 2% 손실이 상기 이성질체화에서 관찰된다 (즉, 3.4　kt/yr 의 유속). 에틸벤젠이 부분적으로 이성질체화되어, 이의 9% 는 배출구 유동물 (119) 내에 남는다.
상기 이성질체 (119) 는 168　kt/yr 의 유속을 갖는다; 이것은 S-20 의 주입구로 재순환되고, 여기서 이것은 60.3　kt/yr 의 유속을 갖는 신선한 공급원료 (101) 의 일부와 혼합된다.
본 발명에 따른 실시예 2:
이 실시예는 본 발명을 예증하고, 도 1 에서 제시되고 하기를 포함하는 방향족 루프를 설명한다:
-　C9 및 C10 방향족 (4) 를 추출하고, C8 방향족으로 본질적으로 구성되는 유동물 (3) 을 흡착 유닛 (SMB-1) 로 송부시키는 것을 가능하게 만드는 자일렌 컬럼 (S-1),
-　추출물 (5) 및 라피네이트 (8) 가 배수되는 4 개의 구역을 가진 제 1 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛 (SMB-1),
-　유동물 (10) 을 통해 분리 유닛 (SMB-1) 으로 재순환되는 탈착제 (7) 이 하부에서 배수되고, 파라자일렌이 풍부한 컷 (6) 은 상부에서 배수되는 제 1 파라자일렌 추출 컬럼 (EXT-1),
-　추출물 (13) 및 라피네이트 (16) 이 배수되는 4 개의 구역을 가진 제 2 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛 (SMB-2),
-　유동물 (18) 을 통해 분리 유닛 (SMB-2) 로 재순환되는 탈착제 (15) 가 하부에서 배수되고, 파라자일렌이 풍부한 컷 (14) 은 상부에서 배수되는 제 2 파라자일렌 추출 컬럼 (EXT-2).
-　증류 컬럼 (RAF-1) 에 의해 탈착제 (9) 의 제거 후 제 1 라피네이트 (11) 이 공급되는 제 1 이성질체화 유닛 (ISOM-1),
-　증류 컬럼 (RAF-2) 에 의해 탈착제 (18) 의 제거 후 제 2 라피네이트 (19) 가 공급되는 제 2 이성질체화 유닛 (ISOM-2).
공정의 재료 밸런스를 하기 표 2 에 기재한다. 오로지 C8- 및 C9+ 화합물만이 기재된다; 다른 화합물 및 이성질체화 유닛 중의 C9+ 의 형성은 무시된다. 유속에 대해 사용되는 유닛은 년 당 킬로톤 (kt/yr) 이다.
Figure pct00002
방향족 루프에 공급한 신선한 공급원료 (1) 은 116.4　kt/yr 의 유속을 갖는다. 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 로부터 재순환된 153.3　kt/yr 의 이성질체 (20) 를 상기 공급원료에 첨가하여, 에틸벤젠을 이성질체화하였다. 수득한 유동물 (2) 를 자일렌 컬럼 (S-1) 에서 증류한다.
13.3　kt/yr 의 C9 및 C10 방향족 혼합물 (4) 은 증류 컬럼 (S-1) 의 하부에서 배수되고, 256.4　kt/yr 의 C8 방향족 컷 (3) 은 상부에서 배수되고, 이의 파라자일렌 함량은 약 22.5% 이고, 에틸벤젠 함량은 약 11.3% 이고, 오르토자일렌 및 메타자일렌 함량은 약 66.2% 이다.
상기 C8-방향족 컷을 4 개의 구역을 갖고 4 개의 주요 유동물: 공급원료 (3), 탈착제 (10), 추출물 (5) 및 라피네이트 (8) 을 갖는 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛 (SMB-1) 으로 송부한다. 이 유닛은 바륨으로 교체된 X 제올라이트를 함유하는 12 개의 층으로 이루어진다. 온도는 175℃ 이다. 구성은 하기이다: 구역 1 내 2 개의 층, 구역 2 내 5 개의 층, 구역 3 내 3 개의 층 및 구역 4 내 2 개의 층.
사용된 용매는 파라디에틸벤젠이다.
분리 유닛 (SMB-1) 의 배출구에서 추출물 (5) 는, 분리 유닛 (SMB-1) 으로 재순환된 탈착제 (7) 가 하부에서 배수되고 57.6　kt/yr 의 혼합물 (6) (본질적으로 톨루엔 및 파라자일렌으로 구성됨) 이 상부에서 배수되는 증류 컬럼 (EXT-1) 내로 송부된다.
라피네이트 (8) 는, 흡착 유닛 (SMB-1) 로 재순환된 탈착제 (9) 가 하부에서 배수되고, 198.8　kt/yr 의 혼합물 (11) 이 상부에서 배수되는 증류 컬럼 (RAF-1) 으로 송부된다.
상기 유동물 (11) 은 이성질체화 유닛 (ISOM-1) 내로 송부된다.
이성질체화 유닛 (ISOM-1) 은 하기의 조건 하에서 액상으로 작동한다:
온도: 240℃
촉매: ZSM-5 제올라이트 함유
시간 당 공간 속도: 3 h-1
압력: 1.9 MPa
이성질체화 유닛 (ISOM-1) 내로 도입되는 혼합물의 에틸벤젠 함량은 약 14.6% 이다.
에틸벤젠이 전환되지 않기 때문에, 그의 양은 그에 따라 유동물 (12) 배출구에서와 동일하다.
상기 이성질체 (12) 는 198.8 kt/yr 의 유속을 갖는다. 이것은 컬럼 (S-1) 를 통과하지 않은 채 흡착 유닛 (SMB-2) 의 주입구로 재순환된다.
이성질체화 유닛 (ISOM-1) 로부터 기원하는 이성질체 (12) 는 4 개의 구역을 갖고 4 개의 주요 유동물: 공급원료 (12), 탈착제 (18), 추출물 (13) 및 라피네이트 (16) 을 갖는 제 2 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛 (SMB-2) 에 공급된다.
이 유닛은 바륨으로 교체된 X 제올라이트를 함유하는 12 개의 층으로 이루어진다.
온도는 175℃ 이다. 구성은 하기이다: 구역 1 내 2 개의 층, 구역 2 내 5 개의 층, 구역 3 내 3 개의 층 및 구역 4 내 2 개의 층. 사용된 용매는 파라디에틸벤젠이다.
분리 유닛 (SMB-2) 의 배출구에서 추출물 (13) 은 증류 컬럼 (EXT-2) 내로 송부되고, 이로부터 분리 유닛 (SMB-2) 에 재순환된 탈착제 (15) 가 하부에서 배수되고, 42.4　kt/yr 의 혼합물 (14) (본질적으로 톨루엔 및 파라자일렌으로 구성) 이 상부에서 배수된다.
라피네이트 (16) 는 증류 컬럼 (RAF-2) 내로 송부되고, 이로부터 분리 유닛 (SMB-2) 으로 재순환된 탈착제 (17) 이 하부에서 배수되고, 156.4　kt/yr 의 혼합물 (19) 이 상부에서 배수된다.
상기 유동물 (19) 는 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 으로 송부된다.
이성질체화 유닛 (ISOM-2) 은 하기의 조건 하 기상에서 작동한다:
온도: 385℃
촉매: 0.2 중량% 의 백금 및 EU-1 제올라이트 함유
시간 당 공간 속도: 3.5 h-1
압력: 0.9 MPa
이성질체화 유닛 (ISOM-2) 으로 도입된 혼합물의 에틸벤젠 함량은 약 18.6% 이다. 크래킹에 의한 2% 손실이 상기 이성질체화 유닛에서 관찰된다 (즉 3.1　kt/yr 의 유속).
에틸벤젠은 부분적으로 이성질체화되고; 이의 9% 는 배출구 유동물 (20) 에서 남는다.
이성질체 (20) 은 153.3　kt/yr 의 유속을 갖고; 이것은 컬럼 S-1 의 주입구로 재순환되고, 여기서 이것은 116.4　kt/yr 의 유속을 갖는 신선한 공급원료 (1) 과 혼합된다.
본 발명은 종래 기술과 비교할 때 여러 장점을 갖는다.
먼저, 액상 이성질체화 유닛은 기상 이성질체화보다 에너지를 덜 소비한다.
실제로, 이것은 더 낮은 온도에서 작동한다. 이것은 또한 수소 재순환 없이, 그에 따라 재순환 컴프레서 없이 작동한다.
마지막으로, 액상 이성질체화 유닛은 훨씬 더 적은 양의 부산물, 특히 C9 방향족을 생성하고, 이는 상기 분리에 요구되는 에너지를 크게 감소시키면서 C9 방향족 제거 컬럼 (S-1) 을 우회하는 것을 가능하게 한다. 에틸벤젠을 이성질체화하는 기상 이성질체화와 액상 이성질체화의 커플링은 크랙킹에 의한 손실을 감소시키는 것을 가능하게 만든다.
실제로 100 kt/yr 의 파라자일렌을 산출하기 위해서는, 종래 기술에 따른 방법에 있어서는 106.8 kt/yr (120.6 - 13.8 kt/yr 차로 산출됨) 의 C8 방향족 화합물을 신선한 공급원료에 도입하는 것과는 대조적으로 본 발명에 따른 방법에서는 103.1 kt/yr (116.4 - 13.3 kt/yr 차로 산출됨) 의 C8 방향족 화합물이 요구된다.

Claims (12)

  1. 2 개의 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛 (SMB-1 및 SMB-2) 및 2 개의 이성질체화 유닛 (ISOM-1 및 ISOM-2) 을 이용하는, 하기의 일련의 단계로 이루어진, 에틸벤젠 및 C9+ 화합물을 함유하는 자일렌 컷 (cut) 기반의 고순도 파라자일렌의 제조 방법:
    - 공급원료 (2) 를, 주된 부분인 메타자일렌, 파라자일렌, 에틸벤젠, 및 적어도 일부의 오르토자일렌을 포함하는 혼합물 (3) 이 상부에서 배수되고, C9-C10 탄화수소 및 나머지 부분의 오르토자일렌의 유동물 (4) 가 하부에서 배수되는 증류 컬럼 (S-1) 내로 송부함,
    - 상부로부터의 혼합물 (3) 의 제 1 분리를, 폐쇄된 루프에서 작동하고 복수의 상호연결된 층들을 함유하는 하나 이상의 흡착기를 포함하는 분리 유닛 (SMB-1) 에서 실시하고, 이때 상기 유닛은 유동물 (3) 의 주입, 및 유동물 (9) 및 (7) 의 혼합물로부터 야기되는 탈착제 (10) 의 주입, 및 파라자일렌이 풍부한 제 1 추출물 (5) 의 배수, 및 파라자일렌이 결핍된 제 1 라피네이트 (8) 의 배수로 구획된 4 개 이상의 구역을 포함함,
    - 이성질체화 유닛 (ISOM-1) 으로부터 기원하는 이성질체 (12) 의 제 2 분리를 분리 유닛 (SMB-2) 에서 실시하고, 이때 상기 분리 유닛 (SMB-2) 는 바람직하게 폐쇄된 루프에서 작동하고 복수의 상호연결된 층들을 함유하는 하나 이상의 흡착기로 구성되고, 상기 유닛은 공급원료 (12) 의 주입, 및 유동물 (17) 및 (15) 로부터 야기되는 탈착제 (18) 의 주입, 및 파라자일렌이 풍부한 제 2 추출물 (13) 의 배수, 및 파라자일렌이 결핍된 제 2 라피네이트 (16) 의 배수에 의해 구획된 4 개 이상의 구역을 포함함,
    - 분리 유닛 (SMB-1) 으로부터 기원하는 제 1 추출물 (5) 을 증류 컬럼 (EXT-1) 에서 증류해, 파라자일렌이 풍부한 유동물 (6) 및 분리 유닛 (SMB-1) 의 탈착제로서 이용되는 유동물 (7) 을 회수함,
    - 분리 유닛 (SMB-2) 으로부터 기원하는 제 2 추출물 (13) 을 증류 컬럼 (EXT-2) 에서 증류해, 파라자일렌이 풍부한 유동물 (14) 및 분리 유닛 (SMB-2) 의 탈착제로서 이용되는 유동물 (15) 을 회수함,
    - 분리 유닛 (SMB-2) 으로부터 기원하는 라피네이트 (16) 를, 증류 컬럼 (RAF-2) 에서 증류해, 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 에 공급되는 유동물 (19) 및 분리 유닛 (SMB-2) 의 탈착제로 이용되는 유동물 (17) 을 생성함,
    - 분리 유닛 (SMB-1) 으로부터 기원하는 라피네이트 (8) 를 이성질체화 유닛 (ISOM-1) 으로 공급되는 유동물 (11) 및 분리 유닛 (SMB-1) 의 탈착제로서 이용되는 유동물 (9) 를 생성하는 증류 컬럼 (RAF-1) 에서 증류함,
    - 이성질체화 유닛 (ISOM-1) 에 유동물 (11) 을 공급해, 제 1 이성질체 (12) 를 수득함,
    - 제 2 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 에 유동물 (19) 을 공급해, 제 2 이성질체 (20) 을 수득하고, 이를 증류 컬럼 (S-1) 의 주입구로 재순환시키며, 이때 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 는 기상으로 그리고 하기 조건 하에서 작동함:
    - 300℃ 초과, 바람직하게 350℃ 내지 480℃ 의 온도,
    - 4.0 MPa 미만, 바람직하게 0.5 내지 2.0 MPa 의 압력,
    - 10 h-1 미만, 바람직하게 0.5 내지 6 h-1 의 시간 당 공간 속도,
    - 10 미만, 바람직하게 3 내지 6 의 수소 대 탄화수소 몰 비, 및 개구가 10 내지 12 개의 산소 원자를 갖는 고리 (10 MR 또는 12 MR 표시) 에 의해 정의되는 채널을 가진 하나 이상의 제올라이트 및 0.1 내지 0.3 중량% (양쪽 끝 수 포함) 의 함량으로 하나 이상의 VIII 족 금속을 포함하는 상기 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 에서 사용되는 촉매.
  2. 제 1 항에 있어서, 이성질체화 유닛 (ISOM-1) 이 액상으로 하기 조건 하에서 작동하는, 에틸벤젠 및 C9+ 화합물을 함유하는 자일렌 컷 기반의 고순도 파라자일렌의 제조 방법:
    - 300℃ 미만, 바람직하게 200 내지 260℃ 의 온도,
    - 4MPa 미만, 바람직하게 2 내지 3 MPa 의 압력,
    - 10 h-1 미만, 바람직하게 2 h-1 내지 4 h-1 의 시간 당 공간 속도,
    - 개구가 10 또는 12 개의 산소 원자를 갖는 고리 (10 MR 또는 12 MR 표시) 에 의해 정의되는 채널을 가진 하나 이상의 제올라이트를 포함하는 촉매, 바람직하게 개구가 10 개의 산소 원자를 갖는 고리 (10 MR 표시) 에 의해 정의되는 채널을 가진 하나 이상의 제올라이트를 포함하는 촉매, 더 더욱 바람직하게는, ZSM-5 유형의 제올라이트를 포함하는 촉매.
  3. 제 1 항에 있어서, 기상 이성질체화 유닛 (ISOM-2) 에 사용되는 촉매가 EUO 또는 MOR 구조 유형의 제올라이트, 바람직하게 EU-1 제올라이트 및 백금을 함유하는, 에틸벤젠 및 C9+ 화합물을 함유하는 자일렌 컷 기반의 고순도 파라자일렌의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 분리 유닛 (SMB-1) 이 탈착제로서 PDEB 를 이용하는, 에틸벤젠 및 C9+ 화합물을 함유하는 자일렌 컷 기반의 고순도 파라자일렌의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 분리 유닛 (SMB-2) 가 탈착제로서 톨루엔을 이용하는, 에틸벤젠 및 C9+ 화합물을 함유하는 자일렌 컷 기반의 고순도 파라자일렌의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 분리 유닛 (SMB-1) 및 (SMB-2) 가 각각 하나 이상의 흡착기 상에 분배되어 있는 6 내지 24 개의 층, 바람직하게 8 내지 15 개의 층을 포함하고, 그 층의 개수는 각 층이 바람직하게 0.70 m 내지 1.40 m 의 높이를 갖도록 조절되는, 에틸벤젠 및 C9+ 화합물을 함유하는 자일렌 컷 기반의 고순도 파라자일렌의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 분리 유닛 (SMB-1) 및 (SMB-2) 내 고체 흡착제의 정량 분포가 하기와 같고:
    ㆍ 구역 1 내의 고체 흡착제의 정량은 17%±5% 임,
    ㆍ 구역 2 내의 고체 흡착제의 정량은 42%±5% 임,
    ㆍ 구역 3 내의 고체 흡착제의 정량은 25%±5% 임,
    ㆍ 구역 4 내의 고체 흡착제의 정량은 17%±5% 임,
    상기 구역들은 하기와 같이 정의되는, 에틸벤젠 및 C9+ 화합물을 함유하는 자일렌 컷 기반의 고순도 파라자일렌의 제조 방법:
    - 탈착제의 주입과 추출물의 배수 사이에 포함되는 구역 1,
    - 추출물의 배수와 공급원료의 주입 사이에 포함되는 구역 2,
    - 공급원료의 주입과 라피네이트의 배수 사이에 포함되는 구역 3,
    - 라피네이트의 배수와 탈착제의 주입 사이에 포함되는 구역 4.
  8. 제 1 항에 있어서, 분리 유닛 (SMB-1) 에 있어서, 탈착제 대 공급원료의 부피비가 1.7/1 이상, 바람직하게 1.5/1 내지 0.4/1 (양쪽 끝 수 포함) 인, 에틸벤젠 및 C9+ 화합물을 함유하는 자일렌 컷 기반의 고순도 파라자일렌의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 분리 유닛 (SMB-2) 에 있어서, 탈착제 대 공급원료의 부피비가 1.7/1 이상, 바람직하게 1.5/1 내지 0.4/1 (양쪽 끝 수 포함) 인, 에틸벤젠 및 C9+ 화합물을 함유하는 자일렌 컷 기반의 고순도 파라자일렌의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 하기와 같이 연속적으로 이용된 두 흡착기로 구성되는, 기존 분리 유닛의 디보틀넥킹을 기반으로 하여 수득되는, 에틸벤젠 및 C9+ 화합물을 함유하는 자일렌 컷 기반의 고순도 파라자일렌의 제조 방법:
    - 제 1 흡착기의 마지막 층이 하나 이상의 재순환 펌프를 포함하는 라인을 통해 제 1 흡착기의 제 1 층과 연결되고, 이때 상기 제 1 흡착기는 분리 유닛 (SMB-1) 으로서 역할하고,
    - 제 2 흡착기의 마지막 층이 하나 이상의 재순환 펌프를 포함하는 라인을 통해 제 2 흡착기의 제 1 층과 연결되고, 이때 상기 제 2 흡착기는 분리 유닛 (SMB-2) 으로서 역할함.
  11. 제 1 항에 있어서, 두 분리 유닛 (SMB-1) 및 (SMB-2) 의 구성이 두 분리 유닛 (SMB-1 및 SMB-2) 각각의 크로마토그래피 구역 각각에서 고정된 개수의 층을 갖는, 에틸벤젠 및 C9+ 화합물을 함유하는 자일렌 컷 기반의 고순도 파라자일렌의 제조 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 이성질체 (12) 의 분획이 증류 컬럼 (S-1) 로 송부되는, 에틸벤젠 및 C9+ 화합물을 함유하는 자일렌 컷 기반의 고순도 파라자일렌의 제조 방법.
KR1020177004406A 2014-07-18 2015-06-10 2 개의 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛 및 2 개의 이성질체화 유닛을 포함하고, 이때 하나는 기상인 파라자일렌의 제조 방법 KR102343701B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1456941A FR3023841B1 (fr) 2014-07-18 2014-07-18 Procede de production de paraxylene comprenant deux unites de separation en lit mobile simule et deux unites d'isomerisation dont l'une en phase gaz
FR14-56941 2014-07-18
PCT/EP2015/062984 WO2016008653A1 (fr) 2014-07-18 2015-06-10 Procédé de production de paraxylène comprenant deux unités de séparation en lit mobile simulé et deux unités d'isomérisation dont l'une en phase gaz

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170036717A true KR20170036717A (ko) 2017-04-03
KR102343701B1 KR102343701B1 (ko) 2021-12-24

Family

ID=51688265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177004406A KR102343701B1 (ko) 2014-07-18 2015-06-10 2 개의 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛 및 2 개의 이성질체화 유닛을 포함하고, 이때 하나는 기상인 파라자일렌의 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10029958B2 (ko)
EP (1) EP3169654B1 (ko)
KR (1) KR102343701B1 (ko)
CN (1) CN106715372B (ko)
FR (1) FR3023841B1 (ko)
PT (1) PT3169654T (ko)
WO (1) WO2016008653A1 (ko)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3083230B1 (fr) 2018-06-29 2021-04-23 Axens Procede de production de paraxylene utilisant une etape en lit mobile simule, et une etape de fractionnement via une colonne de 3 coupes
WO2020205357A1 (en) 2019-03-29 2020-10-08 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Novel zeolite, process for making same, and use thereof in converting aromatic hydrocarbons
CN113543879A (zh) 2019-03-29 2021-10-22 埃克森美孚化学专利公司 用于转化芳族烃的mel型沸石、所述沸石的制备方法及包含所述沸石的催化组合物
FR3104573B1 (fr) 2019-12-17 2021-12-31 Ifp Energies Now Dispositif et procédé de conversion de composés aromatiques par alkylation de toluène par du méthanol
FR3104576B1 (fr) 2019-12-17 2021-12-31 Ifp Energies Now Dispositif et procédé de conversion de composés aromatiques par alkylation de benzène par l’éthanol
FR3104577B1 (fr) 2019-12-17 2021-12-31 Ifp Energies Now Dispositif et procédé de conversion de composés aromatiques par alkylation de toluène par du CO
FR3104572B1 (fr) 2019-12-17 2021-12-31 Ifp Energies Now Conversion de composés aromatiques par alkylation de toluène par du CO et de benzène par l’éthanol pour production de paratolualdéhyde
FR3104575B1 (fr) 2019-12-17 2021-12-31 Ifp Energies Now Dispositif et procédé de conversion de composés aromatiques par alkylation de benzène par du CO
FR3104571B1 (fr) 2019-12-17 2021-12-31 Ifp Energies Now Dispositif et procédé de conversion de composés aromatiques par alkylation de toluène par du CO pour production de paratolualdéhyde
FR3104579B1 (fr) 2019-12-17 2021-12-31 Ifp Energies Now Dispositif et procédé de conversion de composés aromatiques par alkylation de benzène par de l’éthylène
FR3104574B1 (fr) 2019-12-17 2021-12-31 Ifp Energies Now Dispositif et procédé de conversion de composés aromatiques par alkylation de toluène par du CO et de benzène par l’éthanol
FR3112773B1 (fr) 2020-07-27 2023-06-02 Ifp Energies Now Dispositif et procédé de production d’aromatiques à partir d’un gaz de pyrolyse de biomasse
FR3112774B1 (fr) 2020-07-27 2023-06-02 Ifp Energies Now Dispositif et procédé de production d’aromatiques par pyrolyse de biomasse et conversion de gaz à l'eau inversée.
FR3126976A1 (fr) 2021-09-10 2023-03-17 IFP Energies Nouvelles Oxycombustion de composés hydrocarbonés riches en oxygène pour la production de xylènes.
FR3126977A1 (fr) 2021-09-10 2023-03-17 IFP Energies Nouvelles Combustion en boucle chimique de composés hydrocarbonés riches en oxygène pour la production de xylènes.
FR3130833A1 (fr) 2021-12-21 2023-06-23 IFP Energies Nouvelles Unité de production et de séparation des aromatiques avec valorisation d’un extrait et/ou d’un raffinat provenant d’un procédé d’extraction liquide-liquide

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060116215A (ko) * 2003-11-26 2006-11-14 앵스띠뛰 프랑세 뒤 뻬뜨롤 1개의 흡착 단계 및 2개의 이성질화 단계를 포함하는파라-크실렌의 제조 방법
KR20100101512A (ko) * 2009-03-09 2010-09-17 차이나 페트로리움 앤드 케미컬 코포레이션 ｐ-자일렌의 제조를 위한 통합공정
KR20110021872A (ko) * 2008-06-26 2011-03-04 유오피 엘엘씨 Ｃ8 및 ｃ9 방향족 탄화수소의 혼합물로부터 파라-크실렌을 분리하기 위한 방법 및 장치
US20140155667A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for the Production of Purified Xylene Isomers

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101048568B1 (ko) * 2006-04-25 2011-07-12 엑손모빌 케미칼 패턴츠 인코포레이티드 파라-크실렌의 생산방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060116215A (ko) * 2003-11-26 2006-11-14 앵스띠뛰 프랑세 뒤 뻬뜨롤 1개의 흡착 단계 및 2개의 이성질화 단계를 포함하는파라-크실렌의 제조 방법
KR20110021872A (ko) * 2008-06-26 2011-03-04 유오피 엘엘씨 Ｃ8 및 ｃ9 방향족 탄화수소의 혼합물로부터 파라-크실렌을 분리하기 위한 방법 및 장치
KR20100101512A (ko) * 2009-03-09 2010-09-17 차이나 페트로리움 앤드 케미컬 코포레이션 ｐ-자일렌의 제조를 위한 통합공정
US20140155667A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for the Production of Purified Xylene Isomers

Also Published As

Publication number Publication date
US20170210683A1 (en) 2017-07-27
EP3169654B1 (fr) 2018-08-29
FR3023841A1 (fr) 2016-01-22
FR3023841B1 (fr) 2016-07-15
US10029958B2 (en) 2018-07-24
CN106715372A (zh) 2017-05-24
KR102343701B1 (ko) 2021-12-24
EP3169654A1 (fr) 2017-05-24
CN106715372B (zh) 2020-03-03
PT3169654T (pt) 2018-11-16
WO2016008653A1 (fr) 2016-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102343701B1 (ko) 2 개의 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛 및 2 개의 이성질체화 유닛을 포함하고, 이때 하나는 기상인 파라자일렌의 제조 방법
KR102343702B1 (ko) 연속하여 작동하는 2 개의 모의 이동층 분리 유닛 및 2 개의 이성질체화 유닛을 사용하는, 자일렌 분획으로부터의 고순도 파라자일렌의 제조 방법
KR101157278B1 (ko) 1개의 흡착 단계 및 2개의 이성질화 단계를 포함하는 파라크실렌의 제조 방법
KR102405155B1 (ko) 자일렌 분획으로부터의 고순도 파라자일렌의 제조 방법으로서, 1 개의 시뮬레이션된 이동층 분리 유닛 및, 하나는 기상이고 다른 것은 액상인 2 개의 이성질화 유닛을 사용하는 방법
US10059644B2 (en) Process and apparatus for the production of para-xylene
US20150251973A1 (en) Purge Streams in Paraxylene Production
KR101974770B1 (ko) 파라-자일렌의 제조를 위한 방법 및 장치
US10351489B2 (en) Processes for recovering paraxylene
US10059643B2 (en) Process and apparatus for the production of para-xylene
US10300404B2 (en) Process for the recovering of paraxylene
KR20160061364A (ko) C8 방향족 화합물을 단리하는 장치 및 방법
JP7369542B2 (ja) 芳香族化合物の逆転式分離のための方法およびデバイス
JP7441615B2 (ja) 疑似移動床における工程および三分画塔を介した分画化の工程を用いたパラキシレンの製造方法
KR20160061365A (ko) 선택량의 c9 방향족 화합물을 갖는 c8 방향족 화합물 스트림을 형성하는 장치 및 방법
WO2016148755A1 (en) Process and apparatus for the production of para-xylene

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant