特許第6119062号(P6119062)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6119062接触分解炭化水素から芳香族化合物を得るためのプロセス及びシステム
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6119062
(24)【登録日】2017年4月7日
(45)【発行日】2017年4月26日
(54)【発明の名称】接触分解炭化水素から芳香族化合物を得るためのプロセス及びシステム
(51)【国際特許分類】
   C07C 2/76 20060101AFI20170417BHJP
   C07C 15/08 20060101ALI20170417BHJP
【FI】
   C07C2/76
   C07C15/08
【請求項の数】21
【全頁数】8
(21)【出願番号】特願2015-536758(P2015-536758)
(86)(22)【出願日】2013年3月14日
(65)【公表番号】特表2015-531405(P2015-531405A)
(43)【公表日】2015年11月2日
(86)【国際出願番号】US2013031146
(87)【国際公開番号】WO2014058465
(87)【国際公開日】20140417
【審査請求日】2016年3月11日
(31)【優先権主張番号】61/711,934
(32)【優先日】2012年10月10日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】511136887
【氏名又は名称】ジーティーシー テクノロジー ユーエス, エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】チン, ウェイホア
(72)【発明者】
【氏名】ティン, チョンイー
(72)【発明者】
【氏名】クレトワ, ミルチア
(72)【発明者】
【氏名】ジェントリー, ジョーゼフ シー.
(72)【発明者】
【氏名】ロックハート, マーク
(72)【発明者】
【氏名】シュヤムクマル, カランブル
(72)【発明者】
【氏名】ワン, ピンティー
【審査官】 緒形 友美
(56)【参考文献】
【文献】 米国特許第06004452(US,A)
【文献】 特開平11−035496(JP,A)
【文献】 米国特許第04206035(US,A)
【文献】 特開2010−155858(JP,A)
【文献】 特開平08−301796(JP,A)
【文献】 特開2009−242555(JP,A)
【文献】 特表2011−511757(JP,A)
【文献】 特表平10−503125(JP,A)
【文献】 特開2011−202083(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2012/0149958(US,A1)
【文献】 米国特許出願公開第2011/0319688(US,A1)
【文献】 特表2011−525919(JP,A)
【文献】 国際公開第2009/158242(WO,A2)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C07C 2/58
C07C 15/08
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
触分解装置からのC流及びC5+接触ナフサ流からパラキシレンを製造するための方法であって、
a)C非芳香族流及び第1のC−C10芳香族流をC5+接触ナフサ流から分離すること;
b)C流及びC−C非芳香族流の少なくとも1つがオレフィンを含む、C流及びC−C非芳香族から第2のC−C10芳香族を形成すること;
c)不純物を、第1及び第2のC−C10芳香族から除去し、精製されたC−C10芳香族流を生じること;
d)分離セクションにおいて、C−C、第1の、C−C10流、及びC11+精製されたC−C10芳香族流から分離すること
e)C−C流及びC−C10流をキシレン製造セクションに供給し、第2のC流を形成すること;並びに
f)第1及び第2のC流をパラキシレン製造セクションに供給し、パラキシレンを製造すること
を含む方法であって、
分離セクションがベンゼンカラム及びトルエンカラムを含む蒸留ゾーンを含み、キシレン製造セクションが分離セクションのベンゼンカラム及びトルエンカラムを共有してトランスアルキル化工程を実施する、方法
【請求項2】
工程a)が蒸留工程及び抽出工程を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記抽出工程が、抽出蒸留方法又は液液抽出方法を使用することによって行われる、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
工程b)が、固定床反応器若しくは連続再生(CCR)型反応器システムである単一の反応器又は複数の反応器で行われる、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
工程b)の前記C−C非芳香族流が15−85wt%オレフィンを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
工程c)の不純物の除去が、水素化、吸着、吸収若しくは溶媒抽出又はそれらの組み合わせを使用して行われる、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
工程d)が蒸留工程及び抽出工程を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記抽出工程が、抽出蒸留又は液液抽出を使用することによって行われる、請求項に記載の方法。
【請求項9】
パラキシレンの製造がパラキシレン回収及びキシレン異性化を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項10】
パラキシレン回収が、結晶化若しくは吸着又はそれらの組み合わせを使用することにより行われる、請求項に記載の方法。
【請求項11】
キシレン異性化がEB−異性化触媒又はEB−脱アルキル触媒を使用する、請求項に記載の方法。
【請求項12】
触分解装置からのC流及びC5+ナフサ流からパラキシレンを製造するための方法であって、
a)供給流を及びC10流に分離すること;
b)−C10+流から−C非芳香族流及びC−C10芳香族流を蒸留すること;
c)流及びC−C非芳香族流の少なくとも1つがオレフィンを含む、C流及びC−C非芳香族流を反応器に供給し、C流及びC−C非芳香族流から芳香族化合物を形成すること;
d)反応器からの出口流及びC−C10芳香族流を不純物除去セクションに供給し、出口流及びC−C10芳香族流から不純物を除去すること;
e)不純物除去セクションからの出口流を分離セクションに供給し、出口流をC−C流、第1のC流、C−C10流、及びC11+流に分離すること;
f)C−C流及びC−C10流をキシレン製造セクションに供給し、第2のC流を形成すること;並びに
g)第1及び第2のC流をパラキシレン製造セクションに供給し、パラキシレンを製造するこ
を含む方法であって、
分離セクションがベンゼンカラム及びトルエンカラムを含む蒸留ゾーンを含み、キシレン製造セクションが分離セクションのベンゼンカラム及びトルエンカラムを共有してトランスアルキル化工程を実施する、方法
【請求項13】
工程)が、固定床反応器若しくは連続再生(CCR)型反応器システムである単一の反応器又は複数の反応器で行われる、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
工程b)の前記C−C非芳香族流が15−85wt%オレフィンを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項15】
工程)の不純物の除去が、水素化、吸着、吸収若しくは溶媒抽出又はそれらの組み合わせを使用して行われる、請求項12に記載の方法。
【請求項16】
分離セクションが蒸留工程及び抽出工程を含む、請求項12に記載の方法。
【請求項17】
前記抽出工程が、抽出蒸留又は液液抽出を使用することによって行われる、請求項16に記載の方法。
【請求項18】
パラキシレンの製造がパラキシレン回収及びキシレン異性化を含む、請求項12に記載の方法。
【請求項19】
パラキシレン回収が、結晶化若しくは吸着又はそれらの組み合わせを使用することにより行われる、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
キシレン異性化が、EB−異性化触媒若しくはEB−脱アルキル触媒を使用する、請求項18に記載の方法。
【請求項21】
キシレンの製造が、ベンゼンメチル化、トルエンメチル化、ベンゼン/トルエンメチル化、ベンゼン/C−C10トランスアルキル化、トルエン/C−C10トランスアルキル化、ベンゼン/トルエン/C−C10トランスアルキル化、トルエン不均化(TDP)、選択的トルエン不均化(STDP)又はそれらの組み合わせを使用する、請求項12に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願への相互参照
この出願は、2012年10月10日出願の米国仮特許出願第61/711934号の米国特許法第119条(e)項に基づく利益を主張し、該出願は、その全体が本明細書に完全に記載されているかのように、出典明示により本明細書に援用される。
【背景技術】
【0002】
キシレン異性体のオルトキシレン(OX)、メタキシレン(MX)、及びパラキシレン(PX)、並びにエチルベンゼン(EB)は、改質プロセス又は他の石油化学プロセスからのC芳香族化合物である。精製された個々のキシレン生成物は、工業用溶媒及び多くの製品の中間体として、大規模に使用される。最も重要な異性体であるPXは、テレフタル酸(TPA)及びジメチルテレフタレート(DMT)の製造に使用され、これらは繊維、フィルム、及びポリエチレンテレフタレート(PET)ボトルの製造に使用されている。これらの用途では、高純度(>99.7%)のPXが必要とされる。高純度PXの需要は、急速に成長している市場を満たすべく、ここ何年かの間で大きく増加している。
【0003】
芳香族化合物及びパラキシレン製造の従来の原料は、接触改質(リフォーメート)又は熱分解(パイガス)である。DCC、高過酷度流動接触分解(HS−FCC)、残油流動接触分解装置(RFCC)等のさまざまなバリエーションを含む接触分解、又は流動接触分解(FCC)は、燃料、軽質オレフィン、及び接触ナフサ、catナフサ又はFCCガソリンとして知られる、同様のCからC10+芳香族化合物リッチ流を製造する、よく知られた別プロセスである。
【0004】
抽出技術は、供給物中のオレフィン不純物又は硫黄不純物と作用することはなかったため、最近まで、精製業者はFCCガソリンからの芳香族化合物の回収を考慮しなかった。抽出によりこの操作をするように特に設計されている既知の技術があり、これは、ラフィネートとしてのオレフィンリッチな留分を拒絶するのに対し、芳香族化合物の直接回収を可能にする。硫黄種はまた、芳香族留分中に抽出され、オレフィンが存在しない場合は、下流不純物除去工程中に除去される。
【0005】
オレフィン炭化水素流を取り込む既知の技術、即ち、芳香族化、並びにパラフィン又は他種の炭化水素流があり、BTX(ベンゼン、トルエン及びキシレン)を製造する。このプロセス技術は、芳香族化合物を製造するための供給物として、C−C範囲中の任意のオレフィン成分を取り込む。副生成物は、軽質パラフィン及びLPGオフガスである。
【0006】
トルエン及び/又はベンゼンのメチル化、例えば、メタノールを使用する触媒上のトルエンのメチル化により、キシレンが製造されることが知られている。原料は、トルエン、ベンゼン、若しくはトルエンとベンゼンの混合物、又はパイガス原料、又はリフォーメート原料であり得、メチル化生成物は、原料のパラキシレン含有量よりも高いパラキシレン含有量を有する。
【0007】
ベンゼン、トルエン、C−C10芳香族化合物、又は原料としてそれらの組み合わせを使用する、当業界で知られている他のキシレン形成技術がある。これらの例は、ベンゼン/C−C10トランスアルキル化、トルエン/C−C10トランスアルキル化、ベンゼン/トルエン/C−C10トランスアルキル化、トルエン不均化(TDP)、選択的トルエン不均化(STDP)である。
【0008】
これまで、当分野は、軽質接触分解炭化水素及び接触ナフサからのパラキシレンの製造のための実用プロセスを開示していない。加えて、上記のプロセスは、高いキシレン収率及びこれらのプロセスの別個の操作に関する低いエネルギー消費量を含む、重要な優位性を生み出す単一システムに統合されてきていない。
【0009】
本発明において、軽質及び重質炭化水素、特に、実施態様において、以前のシステムに対して重要な優位性を提供するさまざまな流及びプロセスの組み合わせを含む、接触分解装置からの軽質及び重質炭化水素を原料として使用する改善されたプロセスが開示される。
【発明の概要】
【0010】
さまざまな実施態様において、接触分解炭化水素からパラキシレンを製造するためのシステム及びプロセスが開示される。その方法は、1)C−C芳香族化合物からC−C非芳香族化合物を分離する一抽出ゾーンも含む、C5+接触ナフサからC及びC10+を分離する分離セクション;2)相当量のオレフィンを含むC−C非芳香族化合物(又はサブセット)から芳香族化合物を形成する芳香族化セクション;3)下流プロセスに送られる前に、芳香族化合物を洗浄する任意の不純物除去セクションを提供すること;4)C−C、C、C9+流を分離し、C−C又はC−C流中の非芳香族化合物を分離して、下流パラキシレン製造セクション又はキシレン形成プロセスのための最終生成物又は原料として、高純度の芳香族化合物を得る第二の分離セクション;5)パラキシレン分離ゾーン及びキシレン異性化ゾーンを含むキシレン製造セクション。パラキシレン分離ゾーンは、結晶化方法若しくは吸着方法又はそれらの組み合わせを使用して、高純度のパラキシレンを製造することができる。キシレン異性化ゾーンは、EB−脱アルキル型触媒又はEB−異性化型触媒を使用して、EBをベンゼンか又はキシレンに変換することができる;6)一又は複数の以下のプロセス:ベンゼンメチル化、トルエンメチル化、ベンゼン/トルエンメチル化、ベンゼン/C−C10トランスアルキル化、トルエン/C−C10トランスアルキル化、ベンゼン/トルエン/C−C10トランスアルキル化、トルエン不均化(TDP)、選択的トルエン不均化(STDP)を含む、キシレン形成セクションの任意の包含を含む。
【図面の簡単な説明】
【0011】
本開示及びその利点のより完全な理解のため、本開示の特定の実施態様を記載する添付の図面と併せて、以下、次の説明が参照される。
【0012】
図1図1は、本発明の実施態様に従い、リフォーメート及びパイガス原料を含む選択肢がある接触分解C−C10+流からの例示的なパラキシレン製造システムを示す。
図2図2は、本発明の実施態様に従い、リフォーメート及びパイガス原料並びに追加のパラキシレン製造のための追加のキシレン形成システムを含む選択肢がある接触分解C−C10+流からの例示的なパラキシレン製造システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本明細書に開示される本実施態様の十分な理解を提供するために、以下の記載において、特定の原料、量、温度等の詳細が記載される。しかしながら、本開示はそのような具体的な詳細がなくとも実施され得ることが当業者には明らかであろう。多くの場合、そのような詳細は、本開示の完全な理解を得るためには必要ではなく、当業者の技術の範囲内であるため、そのような考慮等に関する詳細は省略された。
【0014】
流動接触分解は、石油精製業において使用される最も重要な変換プロセスである。原粗油の高沸点、高分子量炭化水素留分を、より価値のあるガソリン、オレフィンガス及びその他の製品に変換することが広く使用されている。異なる目的に対して異なるバリエーションの技術が存在し、分解過酷度を高めて、システムからのプロピレン収率を増加させる傾向がある。高過酷度FCCは、急速に高まるプロピレンの世界的需要により引き起こされ、オレフィン収率を増加させることが意図されている。プロピレン収率は、これらの装置が高過酷度で操作される場合は、従来のFCCでの3−5%から15−28%へ増加され得る。高過酷度FCCの操作において、分解されたナフサ生成物中の芳香族化合物含有量は50−70%であり、これは芳香族化合物の回収に適しているが、チオフェンの硫黄不純物を相当量含んでおり、高オレフィンである。例えば、Sinopec/ShawのDeep Catalytic Cracking (DCC)は、VGO、VR又はDAOとブレンドされたVGO等の重質炭化水素原料を使用して、軽質オレフィン(エチレン、プロピレン及びブチレン)、LPG、ガソリン、及び中間蒸留物等を製造する。
【0015】
芳香族化合物を形成する沸点の近い成分及び共沸混合物のために、従来の蒸留により、芳香族化合物を直接回収することはできない。したがって、芳香族化合物は、典型的には選択的溶媒で抽出することにより回収される。これは、液液抽出か又は抽出蒸留の何れかにより達成され得る。抽出蒸留は、よりよい設備の経済状態及び柔軟性を提供し、一般的にBTX精製にとって好ましい。
【0016】
抽出技術は、供給物中のオレフィン不純物又は硫黄不純物と作用することはなかったため、最近まで、精製業者はFCCガソリンからの芳香族化合物の回収を考慮しなかった。新たな技術が、抽出によりこの操作をするように特に設計されており、これは、ラフィネートとしてのオレフィンリッチな留分を拒絶するのに対し、芳香族化合物の直接回収を可能にする。硫黄種はまた、芳香族留分中に抽出され、オレフィンが存在しない場合は、水素化処理により除去される。したがって、水素の消費は非常に少なく、オクタンのロスはない。水素化装置は、従来よりもずっと小さく、簡素なHDSデザイン又は他の手段であり得る。抽出装置からのラフィネートは、従来の苛性装置で甘みを加えられ得、あるいはガソリン中で直接使用され得る。しかしながら、ラフィネート流は、相当量のオレフィンを含み、芳香族を製造するための芳香族化プロセスにとって理想的な原料である。
【0017】
芳香族化プロセスは、供給物中のオレフィンの濃度を概算する芳香族化合物の収量と、オレフィン炭化水素流を取り入れ、BTXを製造する。このプロセス技術は、C−C範囲中のオレフィン成分を供給物として取り込み、芳香族化合物を製造するであろう。副生成物は、軽質パラフィン及びLPGオフガスである。その装置は、他の芳香族化合物の増分を追加するための供給物として、上述の接触分解ナフサ抽出装置から、C−Cラフィネートと共に、FCC C及びC留分を取り出すことができる。
【0018】
図1に示されるプロセスにおいて、接触分解ナフサ(C5+流)は、初めに分離セクション101に送られ、そこで、C及びC10+流は、蒸留により他から分離される。次いで、C−C流は、抽出ゾーンへ送られ、芳香族化合物から非芳香族化合物を分離する。抽出ゾーンは、抽出蒸留方法又は液液抽出方法を使用することができる。接触分解装置からのC流及び分離セクション101からのC6−C9非芳香族化合物は、他のオレフィンリッチな原料(任意)と共に、芳香族化セクション102に送られ、芳香族化合物を製造する。芳香族化セクションは、一つの反応器又は複数の反応器を含むことができ、それらは固定床反応器又は連続再生(CCR)型反応器システムであり得る。
【0019】
分離セクション101及び芳香族化セクション102からの芳香族化合物は、不純物除去セクション103に送られるが、これはセクションに対して組み合わされた芳香族供給物に存在する不純物に依拠して任意である。不純物除去セクション103は、一又は複数の以下のプロセスを含み、異なる不純物:水素化、吸着、吸収、溶媒抽出等を除去することができる。
【0020】
103からの洗浄C6+流は、第二の分離セクション104に供給され、ベンゼン、トルエン、キシレン、C9+を分離する。任意的に、従来のC6+原料も、リフォーメート及び水素化処理されたパイガスのように、このセクションで処理され得る。通常、C−C流は、初めに蒸留により分離され、次いで芳香族抽出ゾーンに供給されて、C及びC芳香族化合物から非芳香族化合物を分離する。芳香族化合物からのC−C非芳香族化合物の分離は、抽出蒸留方法、液液抽出方法、又は当業界で知られている他の方法を使用してなされ得る。抽出ゾーンからのC−C芳香族化合物は、更に分離され得、個々のベンゼン及びトルエン生成物を得ることができる。C及びC9+も蒸留によりC6+供給物流から分離される。C−C流は分離され、芳香族抽出ゾーンに供給されて、C−C芳香族化合物を精製することもある。C9+流は他で使用され得、C8+流はキシレン製造セクション105へ送られる。
【0021】
製造セクション105は、二つの主要ゾーン:パラキシレン回収ゾーン及びキシレン異性化ゾーンを含む。パラキシレン製造セクションの機能は、パラキシレンを精製し、非パラキシレンC8芳香族化合物をパラキシレンに変換させることである。二つの主要な方法は、パラキシレン回収:結晶化及び吸着に使用され得る。三番目の方法は、これら二つの方法の組合せである。キシレン異性化ゾーンは、EB−異性化型触媒又はEB−脱アルキル型触媒を使用することができる。
【0022】
図2に示された方法は、キシレン形成セクション106の追加を除いて、図1に示される方法と同様である。第二の分離セクション104は任意であり、このセクションにおいて、C−C10+流も蒸留ゾーンのC9+流から分離され、これは、キシレン形成セクション106で原料として使用することができる。C−C流が、下流キシレン形成セクションで消費され、高純度を必要としないため、第二の分離セクション104における抽出ゾーンは任意であり得る。キシレン形成セクションの追加により、キシレンを形成するための利用可能なベンゼン環の利用が可能となり;次いで、得られたキシレンは、パラキシレン製造セクションにおいて回収される。一又は複数の以下の技術又はプロセスは、(限定するものではないが)キシレン形成セクション:ベンゼンメチル化、トルエンメチル化、ベンゼン/トルエンメチル化、ベンゼン/C−C10トランスアルキル化、トルエン/C−C10トランスアルキル化、ベンゼン/トルエン/C−C10トランスアルキル化、トルエン不均化(TDP)、選択的トルエン不均化(STDP)に含まれ得る。
【0023】
装置の部品数及び投資費用を節約するため、一セクションにおける幾つかの装置は、その他のセクションと共有され得る。例えば、第二の分離セクション104における蒸留ゾーンのベンゼン及びトルエンカラムは、キシレン形成セクション106におけるトランスアルキル化プロセスと共有され得る。
【0024】
前述の記載から、当業者は、本開示の必要不可欠な特徴を容易に解明することができ、その精神及び範囲から逸脱することなく、本開示をさまざまな使用法及び条件に適合させるために、さまざまな変更及び修正をすることができる。上記の実施態様は、単に例示的なものであり、以下の特許請求の範囲に記載する、本開示の範囲を制限するものと考えられるべきではない。
図1
図2