KR810000479B1 - Method for isomerization of hydrocarbon - Google Patents

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KR810000479B1
KR810000479B1 KR7802791A KR780002791A KR810000479B1 KR 810000479 B1 KR810000479 B1 KR 810000479B1 KR 7802791 A KR7802791 A KR 7802791A KR 780002791 A KR780002791 A KR 780002791A KR 810000479 B1 KR810000479 B1 KR 810000479B1
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엠 · 제이 · 발런트
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Abstract

Isomerization of C8 alkyl arom. hydrocarbons by contacting the feedstock with an isomerization catalyst, e.g. PtSiO2 Al2O3, in the presence of H, sepg. the effluent from the previous step into a H-rich fraction, a 1st hydrocarbon-rich fraction contg. C6H6 and PhMe, and a 2nd fraction enriched in C8 alkyl arom. hydrocarbon, and recovering at least one C8 alkylarom. hydrocarbon from the 2nd fraction, was improved by recycling at least a portion of the 1st hydrocarbon-rich fraction to the isomerization zone.

Description

[발명의 명칭][Name of invention]

탄화수소의 이성화 방법Isomerization method of hydrocarbon

[발명의 상세한 설명]Detailed description of the invention

본 발명은 C8방향족알킬의 이성화(異性化)에 관한 것으로서 특히 본 발명은 C8방향족 알킬보다 저분자량(低分子量)을 가지는 부산물(副産物)이 제조되는 C8방향족알킬의 이성화 방법에 관한 것이다.The invention C 8 relates to the isomerization (異性化) aromatic alkyl and more particularly, the present invention is the isomerization process of C 8 aromatic alkyl that is produced by-product (副産物) having a C 8 lower molecular weight (低分子量) than aromatic alkyl .

여러가지 C8알킬 이성체의 제조방법은, 석유 및 석유화학공업에서, 매우 중요한 것으로, 이는 특정한 이성체, 특히 파라크실렌 및 오르토크실렌의 수요증가에 따라, 공업적으로 중요한 위치를 차지하게 된 것이다.Processes for the preparation of various C 8 alkyl isomers are of great importance in the petroleum and petrochemical industries, which have become industrially important due to the increasing demand for certain isomers, in particular paraxylene and orthoxylene.

C8방향족알킬의 혼합류(混合流)로부터, 1가지 이상의 특정한 C8방향족알킬 이성체를 분리하려면 하나 이상의 분리단계 또는 단위(예를 들면 결정화, 흡착, 초분별(超分別; Superfractionation) 등에 방향족알킬의 혼합류를 공급하여야 한다. 나머지 C8방향족알킬 물질은 원하는 이성체 농도가 보충되어 있는 이성화 반응대에 공급한다. 이성화 반응대(界性化反應帶)로부터 나오는 유출물(溜出物) 또는 유출액의 일부분은 원하는 이성체를 회수하기 위하여 분리단위(分離單位)에 공급한다.C 8 one or more separation steps or units from the mixed flow (混合流) of an aromatic alkyl, to remove the one or more of specific C 8 aromatic alkyl isomers (e.g. crystallization, adsorption, second fractionation (超分別; aromatic alkyl such Superfractionation) The remaining C 8 aromaticalkyl material is fed to the isomerization zone supplemented with the desired isomeric concentration, or the effluent or effluent from the isomerization zone. A portion of is fed to a separation unit to recover the desired isomers.

특히 C8방향족알킬의 이성화 방법에 있어서 이성화 반응은 일반적으로 수소첨가 및 분해(cracking)활성을 가지고 원하는 이성화 반응을 일으킬 수 있는 2중 작용성 촉매를 이성화 조건하에서 수소가 혼합된 탄화수소와 접촉시키므로서 수행된다. C8방향족알킬을 이성화 조건에서 촉매와 접촉시키면 부산물 중에 C8나프텐, 톨루엔 및 C9+ 방향족 물질이 생성된다.In particular, in the isomerization method of C 8 aromatic alkyl, the isomerization reaction is generally carried out by contacting a bifunctional catalyst having hydrogenation and cracking activity and causing a desired isomerization reaction with a hydrocarbon mixed with hydrogen under isomerization conditions. Is performed. Contacting the C 8 aromaticalkyl with the catalyst under isomerization conditions produces C 8 naphthenes, toluene and C 9 + aromatics in the byproducts.

이러한 C8나프텐은 C8방향족알킬의 류(流)로 유지하여 분리대(分離帶)를 통과시키는 것이 유리하며 다음 이를 이성화 반응대로 재순환시킴으로서 특정한 또는 원하는 C8방향족알킬 이성체의 수율을 향상시킬수 있게 된다. C8나프텐을 C8방향족알킬 이성화 반응대로 재순환시켜서 유리한 효과를 얻는 방법은 미합중국 특허 제 3, 538, 173호 및 제 3, 553, 276호 등의 많은 특허에 기술되어 있다.Such C 8 naphthenes are advantageously maintained in a stream of C 8 aromatic alkyls and passed through the separation zone, and then recycled to the isomerization reaction to improve the yield of specific or desired C 8 aromatic alkyl isomers. do. Recycling C 8 naphthenes in a C 8 aromaticalkyl isomerization reaction to obtain a beneficial effect is described in a number of patents, such as US Pat. Nos. 3, 538, 173 and 3, 553, 276.

특정한 또는 원하는 방향족알킬 이성체의 수율을 증가시키는 방법들이 수많은 선행기술에 나타나 있지만 C8방향족알킬 아성체의 수율은 아직도 더 증가시킬 수 있다.Although methods for increasing the yield of specific or desired aromaticalkyl isomers have been shown in numerous prior art, the yield of C 8 aromaticalkyl isomers can still be increased further.

본 발명은 C8알킬 방향족 탄화수소 함유의 공급물을 이성화 반응대(異性化反應帶)에서 C8방향족 탄화수소의 적어도 일부를 이성화시킬 수 있는 이성화 조건하에서 수소존재하에 C8알킬 벤젠의 이성화를 촉진하는 효과를 가진 촉매와 접촉시켜 유출물을 생성시키고, 이 유출물을 분리하여 수소가 많은 류분(流分)을 형성시키고, 톨루엔을 함유하고 C8방향족알킬에 비하여 낮은 평균 분자량을 가지는 첫 번째의 탄화수소가 많은 류분(fraction)과 상기 유출물과 비교하여 C8방향족알킬함량이 강화된 두 번째 류분으로 분리하여 이 두번째의 류분으로부터 적어도 하나의 C8방향족알킬 생성물을 회수하고, 상기 첫 번째의 탄화수소가 많은 류분의 일부분을 다시 이성화 반응대로 재순환시켜 접촉하도록 하는 C8알킬방향족 탄화수소의 이성화 방법을 제시한다. 이러한 개선된 방법에 의하여 특정의 또는 원하는 C8방향족알킬 탄화수소 이성체의 수율이 증가되며 보다 효과적이고 완전한 C8방향족알킬의 이성화가 이루어진다.The present invention is directed to promoting the isomerization of C 8 alkyl benzene in the presence of hydrogen under isomerization conditions, where a feed containing C 8 alkyl aromatic hydrocarbons can isomerize at least a portion of the C 8 aromatic hydrocarbons in the isomerization zone. Contact with an effective catalyst to produce an effluent, which separates the effluent to form a hydrogen-rich stream, the first hydrocarbon containing toluene and having a lower average molecular weight than C 8 aromaticalkyl Is separated into a higher fraction and a second fraction with enhanced C 8 aromatic alkyl content compared to the effluent to recover at least one C 8 aromaticalkyl product from the second fraction and the first hydrocarbon the method of isomerization of C 8 alkyl aromatic hydrocarbon to a portion of the many ryubun back into contact by recirculation as isomerization The. This improved process increases the yield of certain or desired C 8 aromaticalkyl hydrocarbon isomers and results in more efficient and complete isomerization of C 8 aromaticalkyl.

본 발명의 방법의 이성화대에서는 때때로 C8나프텐 및 톨루엔이 생성된다. 이러한 나프텐은 C8방향족알킬의 수소첨가에 의하여 생성되며 약간의 나프텐이 계속하여 이성화된다. 톨루엔은 C8방향족알킬의 불균둥화 (不均等化; disproportionation) 및 기타 크렉킹(Cracking) 반응에 의해 생성된다.In the isomerization zone of the process of the invention, C 8 naphthenes and toluene are sometimes produced. These naphthenes are produced by hydrogenation of C 8 aromaticalkyl and some naphthenes continue to isomerize. Toluene is produced by disproportionation of C 8 aromatic alkyls and other cracking reactions.

본 발명의 바람직한 구체적 방법은 다음과 같다. 비평형(非平衡) 혼합물 중의 C8방향족알킬 탄화수소 즉 파라크실렌, 오르토크실렌, 메타크실렌 및 에틸벤젠 등으로 구성되는 탄화수소 공급물을 적어도 하나의 반응대내의 이성화 조건에서 수소존재하에 촉매조성물과 접촉시킨다. 반응대 유출물은 플래쉬 드럼(flash drum)등의 가스분리대를 통과하며 여기에서 수소가 많은 기체상 류분이 유출물로부터 제거된다.Preferred specific methods of the present invention are as follows. A hydrocarbon feed consisting of C 8 aromaticalkyl hydrocarbons in a non-equilibrium mixture, ie, paraxylene, orthoxylene, methaxylene, ethylbenzene, etc., is contacted with the catalyst composition in the presence of hydrogen under isomerization conditions in at least one reaction zone. . The reaction zone effluent passes through a gas separator such as a flash drum, where hydrogen-rich gaseous stream is removed from the effluent.

이 수소가 많은 기체상 류분중 적어도 일부분은 이성화 반응이 일어나는 이성화대에 재순환되어 수소의 일부분을 보충한다. 가스분리대로부터의 유출물의 나머지는 두 번째의 분리대 즉 증류탑 등으로 이송(移送)되어 여기에서 이성화 반응대에서 생성되며 C8방향족알킬보다 평균 분자량이 낮은, 톨루엔을 함유하는 첫 번째의 탄화수소가 많은 류분이 회수된다. 총 이성화대 반응기 유출물에 비하여 C8방향족알킬함량이 보강된 두 번째 류분으로 구성되는 유출물의 나머지를 예를 들면 증류, 결정화, 흡착, 과분별 등의 분리대에 더 보내면 적어도 하나의 원하는 C8방향족알킬 이성체 생성물이 회수된다. 바람직하기로는 예를 들면 이성화 반응대에서 생성된 C9및 중(重) 탄화수소 물질의 일부를 유출물로부터 제거함이 좋다. 원하는 이성체 생성물을 회수한 후 남아있는 C8방향족알킬 탄화수소의 일부분은 이성화대에 재순환시켜 더 이성화시키는 것이 바람직하다. 일부분의 첫 번째 탄화수소가 많은 류분을 이성화 반응대로 보내면 특정한 또는 원하는 C8방향족알킬 탄화수소 이성체의 수율이 높아지며 C8방향족알킬의 이성화가 효과적으로 완결된다. 구체적으로는 첫 번째 탄화수소가 많은 류분은 C8나프텐도 함유한다.At least a portion of this hydrogenous gas phase stream is recycled to the isomerization zone where isomerization takes place to replenish a portion of the hydrogen. The remainder of the effluent from the gas separator is sent to a second separator, such as a distillation column, where it is produced in the isomerization zone, where the first hydrocarbon containing toluene has a lower average molecular weight than C 8 aromatic alkyl. The minutes are recovered. The remainder of the effluent, consisting of a second stream enriched with C 8 aromatic alkyl content relative to the total isomerization zone reactor effluent, may be further sent to a separator, e.g. distillation, crystallization, adsorption, fractionation, etc., to at least one desired C 8 aromatic. The alkyl isomer product is recovered. Preferably, for example, some of the C 9 and heavy hydrocarbon materials produced in the isomerization zone are removed from the effluent. Part of the remaining C 8 aromaticalkyl hydrocarbons after recovery of the desired isomer product is preferably recycled to the isomerization zone for further isomerization. Sending a large fraction of the first hydrocarbon portion of the portion to the isomerization reaction yields higher yields of specific or desired C 8 aromaticalkyl hydrocarbon isomers and effectively completes the isomerization of C 8 aromaticalkyl. Specifically, the first hydrocarbon-rich stream also contains C 8 naphthenes.

알킬의 중량%로 약 5% 이하 더 바람직하기로는 약 1% 이하를 함유하고 있다.Up to about 5% by weight of alkyl, more preferably up to about 1%.

첫 번째의 탄화수소가 많은 류분은 여러가지 구조의 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄 및 옥탄 등의 C1내지 C8파라핀 및 C5, C6, 및 C7나프텐과 벤젠을 더 함유할 수 있다. 첫 번째의 탄화수소가 많은 류분의 바람직한 성분 농도는 다음과 같다.The first hydrocarbon-rich stream further contains C 1 to C 8 paraffins and C 5 , C 6 , and C 7 naphthenes and benzenes of various structures, such as methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane and octane. It may contain. Preferred component concentrations of the first hydrocarbon-rich stream are as follows.

0 내지 약 40중량%의 C1내지 C4성분0 to about 40 weight percent C 1 to C 4 component

0 내지 약 40중량%의 C5내지 C8파라핀류0 to about 40 weight percent C 5 to C 8 paraffins

약 1 내지 약 20중량%의 C5내지 C7나프텐류About 1 to about 20% by weight of C 5 to C 7 naphthenes

0 내지 약 50중량%의 C8나프텐류0 to about 50 weight percent C 8 naphthenes

약 1 내지 약 20중량%의 벤젠 및About 1 to about 20 weight percent benzene and

약 3내지 약 70중량%의 톨루엔.From about 3 to about 70 weight percent of toluene.

바람직하기로는, 첫 번째의 탄화수소가 많은 류분을 생성하는 분리대 즉 예를 들면 증류탑은 이 분리대에 공급되는 원료내 예를 들면 이성화대 공급물내 및 이성화 반응대에서 생성되는 톨루엔 및 C8나프텐의 실질적인 대부분이 예를 들면 증류탑으로 부터의 탑저(塔底) 생성물과 같은 더 이상의 공정에 보내지는 물질에 남아있도록 설계하는 것이 좋다. 따라서 첫 번째의 탄화수소가 많은 류분내의 구체적인 설명을 하면, 가스분리대(gasseparation zone)로부터의 이성화 반응대 유출물의 나머지는 예를들면 하나 이상의 탑(column)을 가지며 재비기(再沸器), 응축기, 냉각기, 생성물 수집대(收集帶), 펌프 등으로 구성된 증류탑(蒸溜塔) 장치에 공급되며 여기에서 저비점물질(低沸點物質)은 탑의 탑정생성물(塔頂生成物)로 농축된다.Preferably, the first hydrocarbon-rich separator, e.g., a distillation column, is a substantial part of the toluene and C 8 naphthenes produced in the feed to this separator, for example in the isomerization feed and in the isomerization reaction zone. It is best to design most of them to remain in the material that is sent to further processes, such as, for example, bottom products from a distillation column. Thus, given the specific description of the first hydrocarbon-rich stream, the remainder of the isomerization zone effluent from the gasparation zone has, for example, one or more columns and reboilers, condensers. It is supplied to a distillation column apparatus consisting of a cooler, a product collection stage, a pump, and the like, where the low boiling point material is concentrated into the column top product of the tower.

이 탑의 탑정(Overheade) 생성물은 탑의 작동압력 등을 조절하여 전반적으로 또는 실질적으로 액상을 유지시킬 수 있다. 그러나 바람직하기로는 탑정 생성물의 일부분이 기체상 물질로 계(系)에 남도록 증류탑의 작동을 조절하여 운전하는 것이 좋다. 실질적으로 탑의 액체탑정 생성물의 적어도 일부분이 이성화대로 되돌려 보내진다. 더우기, 부분적으로 이성화대에 전달되는 첫 번째의 탄화수소가 많은 류분은 이 증류탑의 지류(支流) 생성물로 수득될 수 있다. 어느 경우에든지 첫 번째의 탄화수소가 많은 류분은 이 증류탑의 지류(支流) 생성물로 수득될 수 있다. 어느 경우에든지 첫번째의 탄화수소가 많은 류분은 지류톨루엔을 함유하고, C8나프텐을 함유할 수 있으며 C8방향족알킬보다 평균 분자량이 낮다. 이 첫 번째의 탄화수소가 많은 류분은 실질적으로는 C8방향족알킬 탄화수소가 없으며 예를들면 C8방향족 톨루엔 함량은 이 분리대에 공급되는 총 톨루엔의 일부분으로 10%이상, 더욱 바람직하기로는 20% 이상이 되는 것이 좋으며 첫 번째의 탄화수소가 많은 류분내의 C8나프텐의 함량은 이 분리대에 공급되는 총 C8나프텐의 일부분으로 90%이하, 바람직하기로는 80% 이하가 되는 것이 좋다. 또한 첫 번째의 탄화수소가 많은 획분의 최소한 30중량%, 바람직하기로는 40중량%, 더욱 바람직하기로는 50중량%가 이성화 반응대에 되돌려지는 것이 좋다. 이 물질의 일부분은 반응대내의 톨루엔 및 경(輕) 성분함량을 경제적으로 유리한 수준으로 조절하기 위해 공정으로부터 제거하는 것이 바람직하다. 또한 이 첫 번째의 탄화수소가 많은 류분은 C8나프텐도 함유하는데 C8나프텐은 첫 번째의 탄화수소가 많은 성분의 일부를 제거함으로써 공정으로부터 제거된다. 이러한 첫 번째 탄화수소가 많은 류분내의 C8나프텐의 손실은 특정의 원하는 C8방향족알킬 이성체의 수율에 손해되는 영향을 주게 되므로 예를 들면 상기한 바와 같이 최소한이 되도록 해야 한다.The overhead product of the tower can maintain the liquid phase as a whole or substantially by adjusting the operating pressure of the tower and the like. Preferably, however, the operation of the distillation column is controlled so that a portion of the column product remains in the system with gaseous material. At least a portion of the liquid column product of the tower is returned to the isomerization stage. Moreover, the first hydrocarbon-rich stream, partly delivered to the isomerization zone, can be obtained as a tributary product of this distillation column. In either case, the first hydrocarbon-rich stream can be obtained as a tributary product of this distillation column. In either case, the first hydrocarbon-rich stream contains tributane toluene, may contain C 8 naphthenes, and has a lower average molecular weight than C 8 aromaticalkyl. This first hydrocarbon-rich stream is substantially free of C 8 aromaticalkyl hydrocarbons, for example the C 8 aromatic toluene content is at least 10%, more preferably at least 20%, as part of the total toluene supplied to this separator. Preferably, the content of C 8 naphthenes in the first hydrocarbon-rich stream is 90% or less, preferably 80% or less, as part of the total C 8 naphthenes supplied to this separator. It is also preferred that at least 30% by weight, preferably 40% by weight and more preferably 50% by weight of the first hydrocarbon-rich fraction is returned to the isomerization zone. A portion of this material is preferably removed from the process to control the toluene and light component content in the reaction zone to economically advantageous levels. The first number of the first ryubun of hydrocarbons also is a C 8 naphthyl C 8 naphthenes is the first of the hydrocarbon-containing Tendo to and removed from the process by removing a portion of the number of components. The loss of C 8 naphthenes in this first hydrocarbon-rich stream has a detrimental effect on the yield of certain desired C 8 aromaticalkyl isomers and should be kept to a minimum, for example, as described above.

이 C8나프텐은 1, 1, 3-트리메틸사이클로펜탄, 1, 1, 2-트리메틸사이클로펜탄, 1, 2, 4-트리메틸사이클로펜탄, 1, 2, 3-트리메틸사이클로펜탄, 1, 1-디메틸사이클로헥산, 1, 4-디메틸사이클로헥산, 메틸-에틸-사이클로펜탄 등의 여러가지 알킬사이클로펜탄 및 알킬사이클로헥산을 포함한다. 이성화대의 유출물내에 존재하는 나프텐게 탄화수소의 일부분을 이성화 반응기에 재순환시키면 나프텐이 C8방향족알킬과 평형으로 존재함으로써 일어나는 방향족 탄화수소의 손실을 극소화할 수 있으므로 유리하다.This C 8 naphthene is 1, 1, 3-trimethylcyclopentane, 1, 1, 2-trimethylcyclopentane, 1, 2, 4-trimethylcyclopentane, 1, 2, 3-trimethylcyclopentane, 1, 1- Various alkylcyclopentanes and alkylcyclohexanes such as dimethylcyclohexane, 1,4-dimethylcyclohexane, methyl-ethyl-cyclopentane and the like. Recycling a portion of the naphthene hydrocarbons present in the effluent of the isomerization zone to the isomerization reactor is advantageous because it minimizes the loss of aromatic hydrocarbons caused by the presence of naphthenes in equilibrium with C 8 aromaticalkyl.

본 발명의 방법에는 적어도 한가지 이성화 촉매 조성물이 사용된다. 이러한 촉매는 최소한 한가지의 수소첨가-탈수소 성분을 포함하는데 Ⅵ족 금속성분, Ⅶ족 금속성분, Ⅷ족 금속성분 및 그들의 혼합물 중에서 선택한 것이 바람직하다. 이 금속성 성분들은 함침(含浸) 등의 방법에 의해 알루미나, 실리카-알루미나 등 포우저사이트(faujsites), 모데나이트(mordonite) 등, 또는 여러가지 그들의 조합 등 적어도 한가지의 산성 무기산화물과 같은 담체(擔體)와 결합시키는데 바람직하기로는 원소를 기준으로 계산하여 촉매 조성물의 약 0. 05 내지 30중량%를 담체로 사용한다. 더우기, 촉매는 촉매의 약 0. 1 내지 5. 0 중량%의 염소 및 불소 등과 같은 소량의 할로겐을 함유할 수 있는데 이로써 촉매의 접촉효과(接觸效果 Catalyticbe-nefit)를 증진시킬 수 있으며 이러한 할로겐은 수소 및/ 또는 탄화수소 공급물과의 혼가물(混加物)의 형태로 이성화 반응대를 계속 통과시킬 수 있다.At least one isomerization catalyst composition is used in the process of the present invention. Such catalysts include at least one hydrogenation-dehydrogen component, preferably selected from Group VI metals, Group VIII metals, Group VIII metals, and mixtures thereof. These metallic components may be formed by a carrier such as at least one acidic inorganic oxide, such as alumina, silica-alumina, faujsites, mordenite, or a combination thereof by a method such as impregnation. ), Preferably from about 0.05 to 30% by weight of the catalyst composition is used as the carrier, calculated on an elemental basis. Moreover, the catalyst may contain a small amount of halogen, such as about 0.1 to 5.0% by weight of the catalyst, such as chlorine and fluorine, thereby enhancing the catalytic effect of the catalyst and the halogen being The isomerization zone may continue to pass in the form of a mixture with hydrogen and / or hydrocarbon feed.

본 발명에서 사용되는 바람직한 촉매물질에는 천연 또는 합성의 결정성 알루미노 실리케이트가 포함되는데 규칙적인 내부구조를 가지고 있다. 이러한 물질들은 그램당 넓은 표면적을 가지며 미세한 다공성이다. 규칙적인 내부구조를 가지는 성질에 의해 일정한 크기의 기공을 가지게 된다. 몇가지의 형태가 공업적으로 유용하다. 예를 들어 5A 물질이란, A구조를 가지며 기공의 직경이 약 5Å인 물질을 말하며 13X 물질은 일종의 X 포우저사이트 구조를 가지며 기공의 직경이 10 내지 13Å인 물질을 말한다. 또한 Y 포우저사이트 구조의 물질 등도 알려져 있다. 대다수의 이러한 물질들은 H 또는 산형(acid form)으로 전환될 수 있는데 이 구조는 양이온 위치(cationsite)를 수소가 차지하고 있는 것이다. 예를 들어 이러한 전환은 이러한 물질을 암모늄이온과 이온교환하고, 가열하여 NH3를 제거하거나 산침출(酸浸出)로 조절하므로서 전환시킬 수 있다. 일반적으로 H형은 약 2. 5/1 이상의 높은 Si/A1비율을 가지므로 보다 안정한 형태이다. 알루미노실리케이트의 농도는 총 이성화 촉매 조성물을 기준으로 약 1 내지 75중량% 바람직하기로는 약 5 내지 50중량%의 범위이다.Preferred catalytic materials used in the present invention include natural or synthetic crystalline aluminosilicates, which have a regular internal structure. These materials have a large surface area per gram and are microporous. Due to the nature of the regular internal structure it has a certain size of pores. Several forms are industrially useful. For example, a 5A material refers to a material having an A structure and having a pore diameter of about 5 mm 3 and a 13X material having a kind of X-positive site structure and having a pore diameter of 10 to 13 mm 3. In addition, a substance having a Y-positive site structure and the like is also known. Many of these materials can be converted to H or acid form, where hydrogen occupies the cation site. For example, this conversion can be accomplished by ion exchange of this material with ammonium ions, heating to remove NH 3 or by acid leaching. In general, H type is more stable because it has a high Si / A1 ratio of about 2. 5/1 or more. The concentration of aluminosilicate is in the range of about 1 to 75% by weight, preferably about 5 to 50% by weight, based on the total isomerization catalyst composition.

실제로 C8방향족알킬 이성화 촉매 작용을 가지는 물질은 H 모데나이트이다. 모데나이트는 다음 구조식에 상응하는 수산화나트륨으로 천연적으로 산출된다.Indeed, the material having C 8 aromaticalkyl isomerization catalysis is H mordenite. Mordenite is naturally produced with sodium hydroxide corresponding to the following structural formula.

Na8(A1O2)9(Si2)40. 24H20Na 8 (A 1 O 2 ) 9 (Si 2 ) 40 . 24H 2 0

이 모데나이트물질은 묽은 염산에 의해 H 또는 산성형으로 침출될 수 있다. 바람직하기로는 본 발명에서 유용한 모데나이트 물질은 산성형을 50% 이상 함유한다.This mordenite material can be leached to H or acidic form with dilute hydrochloric acid. Preferably the mordenite material useful in the present invention contains at least 50% acidic form.

높은 활성을 가지는 또 다른 이성화 촉매는 미합중국 특허 제2, 882, 244호에 기술된 것과 같은 통상의 13X 분자체(molecular sive)를 사용하여 제조한다. 이 물질은 알루미노실리케이트 착화물로부터 나트륨 이온을 제거하고 그 일부를 화학적 당량의 희토류이온(稀土類 ion)으로 치환하기 위하여 약 180 내지 200°F(82 내지 93℃)에서 희토류 염화물(rare earth chorides)의 용액(4%의 REC13. 6H2O를 함유)으로 염기교환(鹽基交換)시킬 수 있다. 유리된 가용성 물질을 세척하고 건조시키면 약 1. 0 내지 1. 5중량%의 나트륨과 RE203로 계산되는 약 20 내지 30중량%의 희토류이온을 함유하는 REX 알루미노 실리케이트가 생성된다.Another isomerization catalyst with high activity is prepared using conventional 13X molecular sieves such as those described in US Pat. No. 2, 882, 244. This material contains rare earth chlorides at about 180 to 200 ° F (82 to 93 ° C.) to remove sodium ions from aluminosilicate complexes and to replace some of them with chemical equivalents of rare earth ions. ) solution (containing 4% of REC1 3. 6H 2 O) as a base exchange (鹽基交換) of the can. Washing and drying the free soluble material results in REX aluminosilicates containing about 1.0 to 1.5 weight percent sodium and about 20 to 30 weight percent rare earth ions, calculated as RE 2 O 3 .

금속염기교환 및 암모니아염기 교환이 같이 이루어진 물질은 결정성 알루미노실리케이트의 금속-수소형을 얻기 위해 금속염 및 암모니아로 동시에 또는 차례로 처리하고 가열하므로서 얻을 수 있다.Materials with both metal base exchange and ammonia base exchange can be obtained by treatment and heating simultaneously or sequentially with metal salts and ammonia to obtain the metal-hydrogen form of crystalline aluminosilicates.

이성화 촉매 활성을 가지는 유사한 조합제(組合劑)로는 Y 포우저사이트, 구멜리나이트(gmelinite), 카바자이트(chabazite)등의 여러가지 결정성 알루미노실리케이트가 있다. 알루미노실리케이트의 성질 및 제조방법은 미합중국 특허 제3, 033, 778호 및 제3, 013, 989호에 기재되어 있다.Similar combinations having isomerization catalytic activity include various crystalline aluminosilicates, such as Y porssite, gmelinite, chabazite and the like. The nature and methods of making aluminosilicates are described in US Pat. Nos. 3, 033, 778 and 3, 013, 989.

바람직한 알루미노실리케이트 함유의 촉매는 사용한 알루미노 실리케이트, 양이온의 특성 및 농도, 침전에 의해 도입된 첨가성분, 이온교환, 흡착 등에 따라 광범위하게 변형될 수 있다. 특히 중요한 것은 실리카대 알루미나의 비율, 기공 직경 및 양이온의 공간배치 등이다. 양이온은 산 또는 암모늄염의 용액으로 염기교환을 하므로서 유도된 양자(산)일 수 있으며 암모늄이온을 가열분해하면 양자(Proton)가 방출된다. 다가 금속은 양이온으로서 공급되는데 이것은 산성 알루미노-실리케이트의 안정화를 위한 공간 제공제(spacing) 또는 안정화제로서 작용한다. 상기에 언급한 회로류 금속외에 알루미노실리케이트내의 교환에 적합한 양이온으로는 마그네슘, 칼슘, 망간, 코발트, 아연, 은 및 니켈이 있다.Preferred aluminosilicate containing catalysts can be widely modified depending on the aluminosilicate used, the nature and concentration of the cation, the additives introduced by precipitation, ion exchange, adsorption and the like. Of particular importance is the ratio of silica to alumina, pore diameter and space arrangement of cations. The cation may be a proton (acid) derived by base exchange with a solution of an acid or ammonium salt, and proton is released when the ammonium ion is pyrolyzed. The polyvalent metal is supplied as a cation, which acts as a spacing or stabilizer for the stabilization of acidic alumino-silicates. In addition to the circuit metals mentioned above, suitable cations for exchange in aluminosilicates are magnesium, calcium, manganese, cobalt, zinc, silver and nickel.

바람직한 결정성 알루미노실리케이트로는 수소 및/ 또는 다가 금속형의 합성 제조된 포우저사이트 및 모데나이트가 있는데 특히 직경 6Å이고 실리카대 알루미나의 비율이 약 6 내지 15인 모데나이트가 좋으며 가장 바람직한 것은 수소형 모데나이트이다. 특히 바람직한 결정성 알루미노 실리케이트는 SiO2/A12O3의 비율이 약 10인 산추출 모데나이트이다. 이 물질을 제조하는 한 방법으로서 SiO2/A12O3의 비가 약 9 내지 10인 통상의 형태의 모데나이트를, 모데나이트로부터 알루미늄의 일부분을 제거 또는 추출할 수 있는 조건하에서 염산, 황산, 불화수소산 등과 같은 강산을 작용시키는 방법이 있다. 전형적으로 이 방법은 SiO2/A1O3비율이 11 이상인 모데나이트를 얻기 위하여 사용할 수 있다.Preferred crystalline aluminosilicates include hydrogen and / or polyvalent metal-formed possites and mordenites, in particular mordenites having a diameter of 6 mm 3 and a silica to alumina ratio of about 6 to 15, with the most preferred being It is a small mordenite. Particularly preferred crystalline aluminosilicates are acid extracted mordenites with a SiO 2 / A 1 2 O 3 ratio of about 10. As a method of preparing this material, mordenite in the conventional form having a ratio of SiO 2 / A1 2 O 3 of about 9 to 10 is subjected to hydrochloric acid, sulfuric acid, fluoride under conditions in which a part of aluminum can be removed or extracted from the mordenite. There is a method of reacting a strong acid such as hydrogen acid. Typically this method can be used to obtain mordenite having an SiO 2 / A 10 O 3 ratio of 11 or greater.

본 발명에 유용한 결정성 알루미노실리케이트의 등급(等級)은 수소, 다가 금속 및 그들의 혼합물이 알루미노실리케이트 구조의 양이온 위치를 최소한 50% 점유한 것이고 더욱 바람직하기로는 최소한 90% 차지한 것이다.The grade of crystalline aluminosilicates useful in the present invention is that hydrogen, polyvalent metals, and mixtures thereof occupy at least 50% and more preferably occupy at least 90% of the cation sites of the aluminosilicate structure.

본 발명에 유용한 이성화 촉매 조성물에는 바람직하기로는 최소한 1개의 백금족 금속성분이 함유된다.The isomerization catalyst composition useful in the present invention preferably contains at least one platinum group metal component.

더우기 어떤 경유에는 레늄(rhenium) 성분을 함유하지만 백금, 팔라듐, 루테듐, 이리듐, 로듐 및 오스뮴 등의 백금족 금속을 함유하는 경향이 있다. 백금이나 팔라듐 등의 백금족 금속성분은 최종 촉매 조성물내에 산화물, 황화물, 할로겐화물 등과 같은 화합물의 형태나 원소금속으로서 존재한다. 일반적으로 최종 촉매 조성물내의 백금속 금속성분은 그들이 결합되어 있는 다른 성분들에 비해 소량이 존재한다. 시실상 최종 촉매 조성물 내의 백금속 금속성분은 원소 기준으로 계산하여 약 0. 02 내지 3. 0중량%가 존재하며 백금족 금속 약 0. 2 내지 1. 0중량%가 함유된 촉매 조성물을 사용하면 우수한 결과를 얻을 수 있다.Moreover, some diesel oils contain a rhenium component but tend to contain platinum group metals such as platinum, palladium, ruthedium, iridium, rhodium and osmium. Platinum group metal components such as platinum and palladium are present in the final catalyst composition in the form of compounds such as oxides, sulfides and halides or as elemental metals. Generally, the white metal metal components in the final catalyst composition are present in small amounts relative to the other components to which they are bound. In practice, the platinum metal component in the final catalyst composition is calculated to be about 0.02 to 3. 0% by weight on an elemental basis and excellent catalyst compositions containing about 0.2 to 1.0% by weight of the platinum group metal are excellent. You can get the result.

촉매 금속성분 즉 백금족 금속성분은 담체물질에 알루미노실리케이트를 도입 혼합시키기 전, 도중 및 후 및 담체물질의 하소(하소) 전후에 담체물질과의 공침전(共沈澱) 또는 공겔화(cogellation), 담체물질과의 이온교환 또는 함침(含浸) 등의 적당한 방법으로 촉매조성물과 혼합시킬 수 있다. 백금족 금속성분을 도입 혼합시키는 바람직한 방법은 함침법에 의하여 담체물질과 결합된 수용성의 백금족 화합물을 사용하는 것이다. 따라서, 담체물질을 염화백금산(chloro platinicacid)의 수용액과 혼합(co-mingling)시킴으로써 백금족 금속을 담체물질에 첨가할 수 있다. 다른 수용성 백금화합물은 함침 용액으로 사용될 수 있으며 염화백금산 암모늄, 염화백금(platinum chloride), 디니트로 디아미노 백금 등이 있다. 바람직하기로는 알루미노 실리케이트를 첨가하기 전에 백금족 금속을 담체물질에 침적에 의해 혼합시키는 것이 좋다. 또한 최종 촉매의 결정성 알루미노 실리케이트 성분을 실질상으로 백금족 금속이 유리(free)되어 있는 것이 바람직하다. 담체물질은 하소시킨 후에 함침하는 것이 바람직한데 이것은 귀중한 백금족 금속성분이 씻겨내려가는 것을 방지하기 위함이다. 그러나 어떤 겅우에는 이것이 겔 상태일 때 담체나 지지체를 함침시키는 것이 유리하다. 함침후에 수득되는 함침된 지지체를 건조한다. 결정성 알루미노실리케이트는 통상적 방법을 사용하여 함침된 담체물질내에 혼합시킨다. 본 발명에 유용한 촉매는 압출, 정제화(錠製化), 구형화(球型化) 등의 통상의 방법에 의해 입자화한다. 이 촉매는 바람직하기로는 약 600°내지 1500°F(316 내지 816℃)에서 약 0. 5 내지 20시간 이상 동안 고온하소(高溫 )시킨다.The catalytic metal component, that is, the platinum group metal component, may be co-precipitated or cogelled with the carrier material before, during and after the introduction of aluminosilicate into the carrier material and before and after calcination (calcination) of the carrier material, The catalyst composition can be mixed with a suitable method such as ion exchange or impregnation with a carrier material. A preferred method of introducing and mixing the platinum group metal component is to use a water-soluble platinum group compound bonded to the carrier material by impregnation. Thus, the platinum group metal can be added to the carrier material by co-mingling the carrier material with an aqueous solution of chloro platinic acid. Other water soluble platinum compounds can be used as the impregnation solution, such as ammonium platinum chloride, platinum chloride and dinitro diamino platinum. Preferably, the platinum group metal is mixed with the carrier material by immersion before adding the aluminosilicate. It is also preferred that the platinum group metal be free of crystalline aluminosilicate components of the final catalyst in practice. The carrier material is preferably impregnated after calcination to prevent the valuable platinum group metals from being washed away. In some cases, however, it is advantageous to impregnate the carrier or support when it is in the gel state. The impregnated support obtained after impregnation is dried. Crystalline aluminosilicate is mixed into the impregnated carrier material using conventional methods. Catalysts useful in the present invention are granulated by conventional methods such as extrusion, tableting, sphericalization, and the like. The catalyst is preferably hot calcined at about 600 ° to 1500 ° F. (316 to 816 ° C.) for at least about 0.5 to 20 hours.

또한 본 발명에 유용한 촉매는 레늄(rhenium) 성분을 함유한다. 이 성분은 원소금속으로서, 산화물, 황화물, 할로겐화물 등의 화합물로서, 또는 담체 및/ 또는 촉매의 다른 성분과 물리적 또는 화학적으로 결합한 형태로서 존재한다. 일반적으로 레늄성분은 원소금속으로 계산하여 최종 촉매조성물내에 약 0. 02 내지 1. 0중량%의 레늄이 함유되기에 충분한 양을 사용한다. 레늄성분을 혼합시키는 바람직한 방법으로서 상기 언급한 다른 성분들을 첨가하기 전, 도중 또는 후에 담체를 함침시키는 방법이다. 함침용액은 어떤 경우에는 과레늄산 암모늄(ammonium perrhenate), 과레늄산나트륨, 과레늄산 칼륨 등의 적절한 레늄염의 수용액을 사용한다. 더우기, 필요하면 염화물 등의 할로겐화 레늄의 수용액을 사용하지만 과레늄산(perrhenicacid)의 수용액이 함침용액으로 바람직하다. 레늄성분은 백금족 금속성분을 담체에 첨가하기 전, 후 및 동시에 함침시킨다. 그러나 백금족 금속성분과 동시에 레늄성분을 함침시키면 가장 좋은 결과를 얻을 수 있다.Catalysts useful in the present invention also contain a rhenium component. These components are present as elemental metals, as compounds such as oxides, sulfides, halides, or as physical or chemical bonds with other components of the carrier and / or catalyst. In general, the rhenium component is calculated as elemental metal and an amount sufficient to contain about 0.02 to 1.0% by weight of rhenium in the final catalyst composition is used. The preferred method of mixing the rhenium component is to impregnate the carrier before, during or after adding the other components mentioned above. In some cases, the impregnating solution uses an aqueous solution of a suitable rhenium salt, such as ammonium perrhenate, sodium perhenate, or potassium perhenate. Moreover, if necessary, an aqueous solution of rhenium halides such as chloride is used, but an aqueous solution of perrenic acid is preferable as the impregnation solution. The rhenium component is impregnated before, after and simultaneously with the addition of the platinum group metal component to the carrier. However, the best results can be obtained by impregnating the rhenium component with the platinum group metal component.

본 공정에서 사용되는 전형적인 반응조건은 약 50°F(10℃)내지 1200°F(649℃), 바람직하게는 400°F(204℃) 내지 1000°F(538℃)이고 시간당 공간속도중량(시간당, 촉매 중량당 통과되는 탄화수소의 중량)은 약 0. 1 내지 40, 바람직하기로는 약 0. 5 내지 8이며 반응압력은 대기압 내지 약 100기압 이상, 바람직하기로는 약 5 내지 50기압이며 수소대 C8방향족알킬 탄화수소의 비율은 약 0. 5 : 1 내지 25 : 1 이상, 바람직하기로는 약 3 : 1 내지 15 : 1이며 이성화대내에서의 반응물은 실제적으로 기체상이다 :Typical reaction conditions used in this process are about 50 ° F (10 ° C.) to 1200 ° F (649 ° C.), preferably 400 ° F (204 ° C.) to 1000 ° F (538 ° C.) Weight of hydrocarbons per hour, per weight of catalyst) is from about 0.1 to 40, preferably about 0.5 to 8 and the reaction pressure is from atmospheric to about 100 atmospheres or more, preferably from about 5 to 50 atmospheres The proportion of C 8 aromaticalkyl hydrocarbons is at least about 0.5: 1 to 25: 1, preferably about 3: 1 to 15: 1 and the reactants in the isomerization zone are substantially gaseous:

반응기 유출물로부터 C8이성체 생성물을 회수하는 방법은 원하는 이성체에 따라 다르다. 예를 들어 0-크실렌을 원하는 경우에는 분별증류 즉 과분열에 의해 다른 이성체들로부터 분리해 내는데, 이것은 0-크실렌의 비점이 다른 C8방향족알킬 탄화수소의 비점보다 현저히 높으므로 통상의 증류법으로 쉽게 분리 해낼 수 있다. 나머지 이성체는 이성화 반응기로 재순환시켜 다시 이성화시킨다. 그러나 m- 및 ρ-이성체는 비점 때문에 증류법에 의해 서로 쉽게 분리되지 않는다. 이들은 황산설폰화, 알킬화-탈알킬화(all-kylation-dealkyIation)기법 등과 같은 공지된 화학적 분리법으로 서로 분리할 수 있다. 더우기 ρ-크실렌은 결정화, 흡착-탈착(吸着-脫着) 등의 물리적 분리 방법으로 회수할 수 있다.The method for recovering the C 8 isomer product from the reactor effluent depends on the desired isomer. For example, if 0-xylene is desired, it is separated from other isomers by fractional distillation, ie, hyperfractionation, which can be easily separated by conventional distillation because the boiling point of 0-xylene is significantly higher than that of other C 8 aromaticalkyl hydrocarbons. Can be. The remaining isomer is recycled back to the isomerization reactor and isomerized again. However, the m- and p-isomers are not easily separated from each other by distillation because of the boiling point. They can be separated from one another by known chemical separation methods such as sulfate sulfonation, all-kylation-dealkyIation techniques, and the like. Furthermore, ρ-xylene can be recovered by physical separation methods such as crystallization and adsorption-desorption.

본 발명의 방법에 공급되는 C8알킬 방향족 탄화수소 함유 공급물은 순수한 C8알킬벤젠 이성체, C8알킬벤젠 이성체의 혼합물 또는 C8알킬벤젠 이성체가 많은 탄화수소류분 등이다. 예를 들어 C8알킬벤젠 이성체의 공급원은 접촉 개질물(catlytic reformates), 열분해 나프타, 콜타르 등으로부터 회수된 C8방향족류분 이러한 공급원으로부터 주어진 이성체를 모두 또는 부분적으로 분리 및 회수한 후의 잔여 C8알킬벤젠류분은 본 발명의 방법에 적절한 C8방향족알킬 함유의 공급물이 된다. 따라서 점점 그 중대성이 높아지고 있는 P-크실렌은 C8접촉 개질물류분으로부터 저온결정법에 의하여 회수될 수 있다. 이 저온 결정화로부터 생성된 모액은 C8알킬벤젠 이성체의 열역학적 평형농도에 의하여 P-크실렌이 불충분하며 이것은 본 발명의 방법에 우수한 C8방향족알킬 함유 공급물이다.C 8 alkyl aromatic hydrocarbon-containing feed supplied to the process of the present invention is such as pure C 8 alkyl benzene isomers, mixtures of the C 8 C 8 alkyl benzene isomer or a number of hydrocarbon ryubun alkylbenzene isomer. For example, the source of C 8 alkylbenzene isomers may be C 8 aromatics recovered from catalytic reformates, pyrolysis naphtha, coal tar, etc., remaining C 8 alkyl after all or part of the separation and recovery of the given isomers from these sources. Benzene fraction is a feed containing C 8 aromaticalkyl suitable for the process of the present invention. Therefore, P-xylene, which is becoming increasingly important, can be recovered from the C 8 contact reformate by low temperature crystallization. The mother liquor resulting from this low temperature crystallization has insufficient P-xylene due to the thermodynamic equilibrium concentration of the C 8 alkylbenzene isomer, which is a good C 8 aromaticalkyl containing feed for the process of the invention.

잘 알려진 바와 같이 본 발명의 방법에 사용되는 상기 촉매는 벳치식 또는 연속식을 포함하는 어떤 적당한 방법으로나 사용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 방법은 연속식 운전이 효과적이다. 따라서 고정상 운전(fixedbed operation) 중 특히 바람직한 방법은 비평형의 알킬 방향족 탄화수소류분을 원하는 촉매를 담은 고정상을 가지는 반응대에 연속적으로 공급하고 이 대(帶)를 상기와 같은 온도 및 압력의 적합한 작동조건으로 유지한다. 반응대는 충진되지 않은 용기나 코일로 구성되어 있거나 흡착성 충진물이 라이닝(lined)되어 있다.As is well known, the catalyst used in the process of the present invention may be used in any suitable manner, including batch or continuous. In the preferred method of the present invention, continuous operation is effective. Thus, a particularly preferred method of fixedbed operation is to continuously feed non-equilibrium alkyl aromatic hydrocarbons to a reaction bed having a fixed bed containing the desired catalyst and supply the bands to suitable operating conditions at such temperatures and pressures. Keep it. The reaction zone consists of an unfilled vessel or coil or is lined with adsorbent filler.

본 발명의 유리한 요정 및 효과를 설명하기 위하여 다음의 실시예를 제시하였다. 그러나 이 실시예에는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니고 더욱 자세히 설명하는 것이다.The following examples are presented to illustrate the advantageous advantages and effects of the present invention. However, this example is not intended to limit the scope of the present invention but to describe in more detail.

[실시예 Ⅰ 및 Ⅱ][Examples I and II]

이 실시예는 본 방법의 장점을 기술하였다.This example describes the advantages of the method.

0-크실렌 및 ρ-크실렌을 회수하기 위하여 C8방향족알킬 이성화 반응계(system)를 가동시킨다. 이 이성화 반응대에서 사용된 촉매는 원소금속으로 계산할 때 약 0. 4중량%의 백금을 함유하여 실리카-알루미나 지지체상에 지지된, 공업적으로 유용한 촉매이다. 이 촉매를 고정상(fixed-bed) 반응계(系)에서 배치한다.The C 8 aromaticalkyl isomerization system is operated to recover 0-xylene and p-xylene. The catalyst used in this isomerization zone is an industrially useful catalyst, containing about 0.4% by weight of platinum, supported on a silica-alumina support as calculated by elemental metal. This catalyst is placed in a fixed-bed reaction system.

표준가동 방식에 있어 이성화 반응계 공정흐름은 다음과 같다 : C8방향족알킬 비평형 혼합물의 새로운 공급물을 다음에 설명하는 재순환류와 혼합하고 반응대로 보내지는 공급물(원료) 내의 수소대 C8알킬방향족 탄화수소의 몰비율이 8. 8이 되도록 수소와 혼합하여 반응대로 보낸다. 반응대로부터의 유출물은 플래시 드럼(flssh drum)으로 보내서 유출물로부터 수소를 함유하는 기상물질을 제거한다. 이 수소함유 류(stream)를 부분적으로 반응대로 재순환시킨다. 유출물의 나머지를 제 1증류탑(蓄溜塔 )으로 보내서 유출물로부터 분자량이 가벼운 경질분(輕質分)을 제거한다. 제1증류탑을 적절한 온도 및 압력에서 가동시켜 액체상 탑정(塔頂) 생성물 및 기체상 탑정생성물을 생성시킨다.The isomerization process flow for the standard operation is as follows: C 8 aromatic alkyl Non-equilibrium mixture of fresh feed with the recycle described below and hydrogen to C 8 alkyl in the feed (raw material) sent to the reaction zone. Mix with hydrogen so that the molar ratio of aromatic hydrocarbon is 8. 8 and send it to the reactor. The effluent from the reaction zone is sent to a flssh drum to remove hydrogen-containing gas phase material from the effluent. This hydrogen-containing stream is partially recycled to the reactor. The remainder of the effluent is sent to a first distillation column to remove light flakes having a light molecular weight from the effluent. The first distillation column is operated at an appropriate temperature and pressure to produce liquid phase overhead product and gas phase overhead product.

통상의 이성화 계에서는 이 제1증류탑의 액상 및 기상 생성물은 공정으로부터 제거된다. 제1증류탑의 탑저(塔低) 생성물은 다음 공정으로 보내져 다시 증류하여 반응기 유출물로부터 C9+ 물질을 제거하고 과분별로 0-크실렌 생성물을 회수하고 결정화로 P-크실렌 생성물을 회수한다. 결정화시킨 후의 나머지 물질은 이성화 지역으로 재순환시켜 처음의 새로운 공급물과 혼합한다.In a conventional isomerization system, the liquid and gaseous products of this first distillation column are removed from the process. The bottom product of the first distillation column is sent to the next process to distill again to remove C 9 + material from the reactor effluent, recover the 0-xylene product per fruit and recover the P-xylene product by crystallization. The remaining material after crystallization is recycled to the isomerization zone and mixed with the original fresh feed.

이성화 반응대에서의 반응조건은 다음과 같다.The reaction conditions in the isomerization zone are as follows.

수소대 C8알킬방향족 탄화수소의 몰비율 8. 8Molar ratio of hydrogen to C 8 alkylaromatic hydrocarbons 8. 8

반응기압력(psig) 203Reactor Pressure (psig) 203

반응기출구온도(°F) 815Reactor Outlet Temperature (° F) 815

상기에 기술한 바와 같은 통상적 조작(operation)에서의 이성화 반응대 통과의 결과는 다음과 같다.The result of passage of the isomerization zone in a conventional operation as described above is as follows.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

(1) 이성화 반응대로 가는 총 공급물은 C8방향족알킬의 비평형 혼합물이다. 반응대 내에서의 이성화는 C8방향족알킬의 평형 혼합물을 생성하려는 경향이 있다. 따라서 평형에 가까워질수록 즉 평형으로 접근하는 퍼센트가 높을수록 반응대 내에서의 이성화가 완전히 또는 효과적으로 이루어진다. 평형치(equilibriumvalues)는 평형으로의 접근도를 계산하는데 사용된다.(1) The total feed to the isomerization reactor is an unbalanced mixture of C 8 aromaticalkyl. Isomerization in the reaction zone tends to produce an equilibrium mixture of C 8 aromaticalkyl. Thus, the closer to equilibrium, that is, the higher the percentage approaching equilibrium, the more fully or effectively isomerized in the reaction zone. Equilibrium values are used to calculate access to equilibrium.

본 발명의 개량된 방법에 의하면 제1증류탑의 탑정액(liquid overhead)의 일부 즉 65중량%를 상기에 기술한 반응대로 들어가는 다른 공급류와 혼합시켜 반응대로 순환시킨다. 반응대로 보내지는 이 순환부분은 이 제1증류탑으로부터의 기체 및 액체 총 생성물의 약 60중량%이다. 반응조건은 상기한 바와 같다.According to the improved process of the present invention, a portion of the liquid overhead, or 65% by weight, of the first distillation column is mixed with other feed streams entering the reactor described above and circulated to the reactor. This circulating portion sent to the reactor is about 60% by weight of the total gas and liquid product from this first distillation column. The reaction conditions are as described above.

제1증류탑의 탑정액체는 약 22중량%의 C5 ̄의 파라핀, 약 10중량%의 C6+ 나프텐, 약 6중량%의 C5및 나프텐, 약 4중량%의 C6나프텐, 약 11중량%의 벤젠 및 약 41중량%의 톨루엔을 함유한다. 제1증류탑의 탑정액체 중 재순환되는 것은 가동시킨 이성화 반응대로 통과시킨 총 탄화수소의 약 1. 8%이다. Top column liquid of the first distillation column is about 22% C 5 파라 paraffin, about 10% C 6 + naphthene, about 6% C 5 and naphthene, about 4% C 6 naphthene, And about 11 weight percent benzene and about 41 weight percent toluene. The recirculation of the column top liquid in the first distillation column is about 1.8% of the total hydrocarbons passed through the operated isomerization reactor.

본 발명에 의거하여 가동시킨 이성화 반응대로 통과시킨 결과는 다음과 같다.The result of having passed through the isomerization reactor operated based on this invention is as follows.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

(1) 이성화 반응대로 공급되는 총 공급물은 C8방향족알킬의 비평형 혼합물을 함유한다. 반응대 내에서의 이성화는 C8방향족알킬의 평형혼합물을 생성하려는 경향이 있다. 따라서 평형에 가까워질수록, 즉 평형으로 접근하는 퍼센트가 높을수록 반응대 내에서의 이성화가 완전히 또는 효과적으로 이루어진다. 평형치는 평형으로의 접근도를 계산하는데 사용된다.(1) The total feed fed to the isomerization reactor contains an unbalanced mixture of C 8 aromaticalkyl. Isomerization in the reaction zone tends to produce an equilibrium mixture of C 8 aromaticalkyl. Thus, the closer to equilibrium, that is, the higher the percentage approaching equilibrium, the more fully or effectively isomerized in the reaction zone. The equilibrium value is used to calculate the approach to equilibrium.

상기의 결과에 의하면, 본 발명에 따라 제1증류탑으로부터의 탑정액체의 일부분을 이성화 반응대로 순환시키므로서 가치있는 C8알킬벤젠 이성체의 수율이 증가됨을 보여준다. 예를 들면, 본 발명의 개정된 조작으로 C8환 보존율도 증가될 뿐만 아니라(통상의 조작에 비하여) 예기치 못하였든 C8디메틸 벤젠 이성체의 평형으로의 접근도도 실질적으로 증가된다. 즉 통상의 조작에 비해, 제1증류탑으로부터의 탑정액체를 이성화 반응대로 순환시키므로서 총 알킬벤젠 함량을 기준으로 한 반응대로부터의 유출물내에 P-크실렌 및 0-크실렌의 농도가 증가한다. 따라서 본 발명에 의하면 0-크실렌 및 P-크실렌의 수율이 향상된다.The results show that the yield of valuable C 8 alkylbenzene isomers is increased by circulating a portion of the column top liquid from the first distillation column in accordance with the present invention in an isomerization reaction. For example, the revised operation of the present invention not only increases the C 8 ring preservation (as compared to normal operation) but also substantially increases the access to the equilibrium of the unexpected C 8 dimethyl benzene isomer. In other words, compared to the normal operation, the concentration of P-xylene and 0-xylene in the effluent from the reaction zone based on the total alkylbenzene content is increased by circulating the column top liquid from the first distillation column to the isomerization reactor. Therefore, according to the present invention, the yield of 0-xylene and P-xylene is improved.

Claims (1)

C8알킬 방향족 탄화수소를 함유하는 공급물을 하나 이상의 이성화 반응대(異性化反應帶)에서 C8방향족 탄화수소를 이성화하는 이성화 조건하에서, 수소존재하에 C8알킬벤젠의 이성화를 촉진하는 효과를 가진 촉매와 접촉시켜 유출물을 생성시키고,A catalyst having the effect of promoting isomerization of C 8 alkylbenzene in the presence of hydrogen under isomerization conditions in which feed containing C 8 alkyl aromatic hydrocarbons isomerized to C 8 aromatic hydrocarbons in one or more isomerization zones. In contact with the effluent to produce 이 유출물을 분리하여 수소가 많은 류분(溜分)을 형성시키고, 톨루엔을 함유하고 C8방향족알킬에 비하여 낮은 평균 분자량을 가지는 첫 번째의 탄화수소가 많은 류분(fraction)과, 상기 유출물과 비교하여 C8방향족알킬함량이 강화된 두 번째 류분으로 분리하고, 이 두 번째 류분으로부터 적어도 하나의 C8방향족알킬(Alkyl aromatic product) 생성물을 회수하고, 상기 첫 번째의 탄화수소가 많은 류분의 일부분을 다시 이성화 반응대로 순환시켜 접촉시키는 단계를 가지는 것을 특징으로 하는 C8알킬 방향족 탄화수소의 이성화 방법.This effluent is separated to form a hydrogen-rich stream, the first hydrocarbon-rich fraction containing toluene and having a lower average molecular weight than C 8 aromatic alkyls, compared with the effluent. To separate the second stream having the enhanced C 8 aromatic alkyl content, recovering at least one C 8 aromatic alkyl product from the second stream, and recovering a portion of the first hydrocarbon-rich stream again. Isomerizing the C 8 alkyl aromatic hydrocarbon, characterized in that it has a step of circulating and contacting the isomerization reactor.
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