特許 7411813 ２床液相異性化プロセス

(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】

(24)【登録日】2023-12-27

(45)【発行日】2024-01-11

(54)【発明の名称】２床液相異性化プロセス

(51)【国際特許分類】

   C07C 6/12 20060101AFI20231228BHJP

   C07C 15/08 20060101ALI20231228BHJP

   C07B 61/00 20060101ALN20231228BHJP

【ＦＩ】

C07C6/12

C07C15/08

C07B61/00 300

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2022540883

(86)(22)【出願日】2020-12-29

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-27

(86)【国際出願番号】 US2020067304

(87)【国際公開番号】W WO2021141801

(87)【国際公開日】2021-07-15

【審査請求日】2022-07-21

(31)【優先権主張番号】16/734,474

(32)【優先日】2020-01-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】598055242

【氏名又は名称】ユーオーピー エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100133765

【弁理士】

【氏名又は名称】中田 尚志

(72)【発明者】

【氏名】クズマニッヒ、グレゴリー、ビー．

(72)【発明者】

【氏名】ディーク、ヴェロニカ、ジー．

(72)【発明者】

【氏名】ジャン、デンヤン

【審査官】中村 政彦

(56)【参考文献】

【文献】特表平１０－５０９７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０１３１２６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０９８９００９４（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】特表平０８－５０９９０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５３１４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１１５５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１３２３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】KUBOTA, Y. et al.，“Recent Developments in Zeolite Science and Technology”，SHINKU，2006年，Vol. 49, No. 4，pp. 205-212，DOI: 10.3131/jvsj.49.205

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０７Ｃ ６／００

Ｃ０７Ｃ １５／００

Ｃ０７Ｂ ６１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アルキル芳香族供給混合物のエチルベンゼン転化及びキシレン異性化のためのプロセスであって、
前記アルキル芳香族供給混合物を、１０員環チャネルを含む不動態化ゼオライトを含む第１の触媒を含む第１の触媒床と接触させて、液相においてエチルベンゼン転化反応条件でエチルベンゼンをジエチルベンゼンに選択的に転化し、前記アルキル芳香族供給混合物のエチルベンゼン含有量より少ないエチルベンゼン含有量を有するエチルベンゼン転化反応混合物を生成することと、
前記エチルベンゼン転化反応混合物を、加熱又は冷却を介さずに、ＵＺＭ－５４ゼオライトを含む第２の触媒を含む第２の触媒床に直接通過させて、液相において異性化条件でキシレンを選択的に異性化し、異性化反応溶出液を生成することと、を含む、プロセス。

【請求項2】

前記異性化反応溶出液が、２０～２４％のパラキシレン対全キシレン比を有するか、又は前記異性化反応溶出液が、１重量％未満のキシレン損失で少なくとも２０％のエチルベンゼン転化率を有するか、又はその両方である、請求項１に記載のプロセス。

【請求項3】

前記エチルベンゼン転化反応条件が、前記エチルベンゼン転化反応混合物を前記液相に維持するのに十分な圧力を含み、前記異性化反応条件が、前記異性化反応混合物を前記液相に維持するのに十分な圧力を含む、請求項１又は２に記載のプロセス。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

優先権の記載
本出願は、その全体が本明細書に組み込まれる、２０２０年１月６日に出願された、米国特許出願第１６／７３４，４７４号からの優先権を主張する。

【0002】

パラキシレン、メタキシレン、及びオルトキシレンなどのキシレンは、化学合成において広範かつ多様な用途を見出す重要な中間体であり得る。パラキシレンは、酸化により、合成織物繊維及び樹脂の製造に使用されるテレフタル酸を生じる。メタキシレンは、可塑剤、アゾ染料、木材保存剤などの製造に使用することができる。オルトキシレンは、無水フタル酸製造用の原料である。

【0003】

接触改質又は他の供給源から得られるキシレン異性体の比率は、概して、化学中間体としてのそれらの需要に一致しない。更に、混合物はエチルベンゼンも含み、これは分離又は転化が困難なことがある。典型的には、パラキシレンは、かなりの需要がある主要な化学中間体であるが、典型的なＣ_８芳香族流の２０～２５％にしか達しない。需要に対する異性体比の調整は、パラキシレン回収のための吸着などのキシレン異性体の回収と、所望の異性体の追加の量を得るための異性化とを組み合わせることによって行うことができる。典型的には、異性化は、所望のキシレン異性体が欠乏したキシレン異性体の非平衡混合物を、平衡濃度に近い混合物に転化する。

【0004】

キシレン異性化を達成するために、様々な触媒及びプロセスが開発されている。適切な技術の選択において、パラキシレン収率を最大化するために、できる限り平衡に近い異性化プロセスを行うことが望ましい。しかしながら、そのような操作に関連する副反応のために、環状Ｃ_８化合物の損失はより大きくなる。多くの場合、使用される平衡へのアプローチは、高い転化率での高いＣ_８環状化合物の損失（すなわち、平衡に非常に近いアプローチ）と、未転化Ｃ_８芳香族のリサイクル率が大きいことによる高い光熱費との間で最適化された折衷策である。したがって、触媒は、活性、選択性、安定性、及び光熱費の好ましいバランスに基づいて評価され得る。

【0005】

高いエチルベンゼン転化率は、Ｃ_８化合物を含有するリサイクル流でその蓄積を防止するために望ましい。高いエチルベンゼン転化率を達成するために、現在の商業用途は、典型的には気相中で操作しており、これは、機器を加熱するための高い資本支出と、プロセス流を加熱及び冷却するための実質的な公共料金負担とを生じる。これらの問題に対する１つの解決策は、液相中で操作することである。液相反応は、実質的により低い温度を伴い、結果としてより低い公共料金及び資本需要を伴う。しかしながら、現在の液相ベースのキシレン異性化ユニットは、エチルベンゼン転化率が低いという欠点があり、システム内のエチルベンゼンのリサイクル率が大きいために光熱費が増加する。

【0006】

したがって、液相でのキシレンの損失を最小限に抑えながら、改善されたエチルベンゼン転化率と、高キシレンの平衡へのアプローチとを有するプロセスの必要性が依然として存在する。
定義

【0007】

本明細書で使用するとき、用語「ゾーン」は、１つ以上の設備機器及び／又は１つ以上のサブゾーンを含む領域を指すことができる。設備機器としては、１つ以上の反応器又は反応容器、加熱器、分離器、交換器、パイプ、ポンプ、圧縮機、及びコントローラが挙げられ得る。加えて、反応器又は容器などの設備機器は、１つ以上のゾーン又はサブゾーンを更に含むことができる。

【0008】

本明細書で使用するとき、用語「流」は、直鎖、分岐鎖、又は環状アルカン、アルケン、アルカジエン、及びアルキンなどの様々な炭化水素分子、並びに任意に他の物質、例えば、水素などの気体、又は重金属などの不純物を含む流れであってもよい。流は、芳香族及び非芳香族炭化水素も含むことができる。更に、炭化水素分子は、Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３．．．Ｃ_ｎと略されることがあり、「ｎ」は炭化水素分子中の炭素原子の数を表す。

【0009】

本明細書で使用するとき、用語「芳香族」は、１つ以上の炭素ラジカルが１つ以上の非炭素ラジカルで置換され得る不飽和環状炭素ラジカルの１つ以上の環を含む基を意味し得る。例示的な芳香族化合物は、３つの二重結合を含むＣ_６環を有するベンゼンである。他の例示的な芳香族化合物としては、パラキシレン、オルトキシレン、メタキシレン、及びエチルベンゼンが挙げられ得る。更に、流又はゾーンを「芳香族」として特徴づけることは、１つ以上の異なる芳香族化合物を意図し得る。流は、少量の非芳香族成分も同様に有していてもよい（例えば、１０％未満、又は５％未満）。

【0010】

本明細書で使用するとき、用語「担体」は、全般的に、金属などの１つ以上の追加の触媒活性成分の添加前、又は還元、硫化、焼成、若しくは乾燥などの後続プロセスの適用前に、ゼオライト系触媒に強度を与えるために使用される不活性材料を意味する。しかしながら、場合によっては、担体は触媒特性を有することがあり、「触媒」として使用され得る。

【0011】

本明細書で使用するとき、用語「非平衡」は、全般的に、少なくとも１つのＣ_８芳香族異性体が、異性化条件での平衡濃度とは実質的に異なる（全Ｃ_８芳香族の少なくとも５質量％の差と定義される）濃度で存在し得ることを意味する。異性化は、所望のキシレン異性体が欠乏したキシレン異性体の非平衡混合物を、平衡濃度に近づく混合物に転化する。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明は、アルキル芳香族供給混合物のエチルベンゼン転化及びキシレン異性化のためのプロセスを提供する。Ｃ_８アルキル芳香族供給混合物は、Ｃ_８芳香族炭化水素異性化ゾーンにおいて液相中で２つの触媒床に連続して接触され得る。第１の触媒は、エチルベンゼンを転化するための、ＭＦＩ、ＭＥＬ、ＭＦＩ／ＭＥＬ連晶、ＴＵＮ、ＩＭＦ、ＵＺＭ－３９、ＵＺＭ－４４、ＭＴＴ、ＴＯＮ骨格、又はそれらの組み合わせなどの１０員環チャネルを含有する不動態化ゼオライトを含む。第２の触媒は、キシレンを選択的に異性化するためのＵＺＭ－５４ゼオライトを含む。両方の床は、同様の液相プロセス条件下で実行され、２つの床の間で加熱又は冷却を行わない。これにより、操作コストが低下し、資本コストが低下する。

【0013】

概して、精油所又は石油化学製造設備は、芳香族製造設備又は芳香族複合施設を含み得る。芳香族複合施設は、パラキシレン分離ゾーンなどのキシレン異性体分離ゾーンと、Ｃ_８芳香族異性化ゾーンとを含み得る。Ｃ_８芳香族異性化ゾーンは、パラキシレン及び／又はメタキシレンなどの少なくとも１つのキシレン異性体が減少した流を受容することができる。Ｃ_８芳香族異性化ゾーンは、キシレン異性体の平衡濃度を再確立し、エチルベンゼンなどの他の化合物を、分別によって容易に分離される分子に転化することができる。典型的には、このようなゾーンは、パラキシレンなどのキシレン異性体の量を増加させることができ、Ｃ_８芳香族異性化ゾーンから得られた生成物は、キシレン異性体分離ゾーンにリサイクルされて、より多くの所望の異性体を回収することができる。

【0014】

パラキシレン又はメタキシレンなどのキシレン異性体の分離ゾーンは、アルキル芳香族供給混合物をラインで受容することができる。典型的には、供給混合物は、様々な元の供給源、例えば、精製所若しくは石油化学製造設備における、例えば、石油精製、遅延コーキング若しくは接触改質などの熱分解、炭化水素の接触分解、石炭のコーキング、又は石油化学転化のいずれかに由来してもよい。好ましくは、供給混合物は、様々な石油精製流からの適切な画分中に、例えば、個々の成分として、又は接触分解若しくは改質された炭化水素の選択的分別及び蒸留によって得られた特定の沸点範囲画分として見出される。

【0015】

キシレン異性体分離ゾーンは、パラキシレンなどの所望の異性体の抽出物及びラフィネートを生成するために、吸着、精製、及び抽出の複数のゾーンを含むことができる。キシレン異性体分離ゾーンは、分別結晶プロセス又は吸着分離プロセスに基づいていてもよい。吸着分離プロセスは、１回通過あたり高回収でパラキシレンを９９重量％超の純度で回収することができる。例示的なキシレン異性体分離ゾーンは、米国特許第６，７４０，７８８（Ｂ１）号に開示されている。ゾーンからの溶出液であるラフィネートは、Ｃ_８異性化ゾーンに送られ得る。

【0016】

典型的には、ラフィネートは、アルキル芳香族供給混合物を実質的に含む。アルキル芳香族供給混合物は、一般式Ｃ_６Ｈ_{（６－ｎ）}Ｒ_ｎの異性化可能なアルキル芳香族炭化水素を含むことができ、式中、ｎは、１～５の整数であり、Ｒは、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５、Ｃ_３Ｈ_７、又はＣ_４Ｈ_９であり、異性化生成物中にパラキシレン又はメタキシレンなどの少なくとも１つのより価値のあるアルキル芳香族異性体を得るための異性化に好適な任意の組み合わせである。供給混合物は、少なくとも１つのエチル基を含有する１つ以上のエチル芳香族炭化水素を含むことができ、すなわち、少なくとも１つのアルキル芳香族炭化水素の少なくとも１つのＲは、Ｃ_２Ｈ_５である。供給混合物の好適な成分としては、全般的に、例えば、エチルベンゼン、メタキシレン、オルトキシレン、パラキシレン、エチルトルエン、トリメチルベンゼン、ジエチルベンゼン、トリエチルベンゼン、メチルプロピルベンゼン、エチルプロピルベンゼン、ジイソプロピルベンゼン、又はそれらの混合物が挙げられる。典型的には、１つ以上のエチル芳香族炭化水素は、２重量％～１００重量％の濃度で供給混合物中に存在する。

【0017】

通常、供給混合物は、１つ以上の芳香族製造又は芳香族転化プロセスから得られた新しいＣ_８芳香族混合物からパラ、オルト、及び／又はメタキシレンを除去して、少なくとも１つのキシレン異性体が減少した流を生成することによって調製される。パラキシレンを生成するために反応されるキシレン及びエチルベンゼンを含む非平衡Ｃ_８芳香族供給混合物が、特に好ましい適用例である。典型的には、このような混合物は、０重量％～５０重量％の範囲のエチルベンゼン含有量、１０～９０重量％の範囲のオルトキシレン含有量、０～９５重量％の範囲のメタキシレン含有量、及び０～１０重量％の範囲のパラキシレン含有量を有し得る。いくつかの実施形態では、芳香族供給混合物は、いくらかの濃度のＡ_９～Ａ_１１＋芳香族、並びにいくらかの量のベンゼン及びトルエンも含み得る。

【0018】

その後の芳香族抽出の有無にかかわらず、接触改質油などのアルキル芳香族含有流を反応させて、特定のキシレン異性体を生成し、特にパラキシレンを生成することができる。Ｃ_８芳香族供給物は、非芳香族炭化水素、すなわちナフテン及びパラフィンを最大３０重量％の量で含有してもよい。いくつかの実施形態では、異性化可能な炭化水素は、本質的に芳香族からなるが、純粋な生成物を下流の回収プロセスから確保する。典型的には、非平衡アルキル芳香族供給混合物は、キシレン異性体分離ゾーンからの溶出液である。

【0019】

本発明のＣ_８芳香族異性化ゾーンは、異なる触媒を含有する、液相中で操作する、２つの触媒床を含む。

【0020】

１つの例示的な用途は、エチルベンゼン及びキシレンを含有するＣ_８芳香族混合物の異性化である。概して、アルキル芳香族供給混合物は、０～５０重量％のエチルベンゼン含有量、最大５５重量％のオルトキシレン含有量、２０～９５重量％のメタキシレン含有量、及び最大１０重量％のパラキシレン含有量を有する。典型的なアルキル芳香族供給混合物の一例は、０～１５重量％、又は０～１０重量％のエチルベンゼン、１０～３５重量％のオルトキシレン、５０～８０重量％のメタキシレン、及び０～５重量％のパラキシレンを含む。

【0021】

記載したように、Ｃ_８芳香族は、非平衡混合物であり、すなわち、少なくとも１つのＣ_８芳香族異性体は、異性化条件での平衡濃度とは実質的に異なる濃度で存在する。通常、非平衡混合物は、芳香族製造プロセスから得られた新しいＣ_８芳香族混合物からパラ、オルト、及び／又はメタキシレンを除去することによって調製される。好ましくは、非平衡混合物は、５質量％未満のパラキシレンを含有する。

【0022】

したがって、Ｃ_８アルキル芳香族供給混合物は、Ｃ_８芳香族炭化水素異性化ゾーンにおいて２つの触媒床に連続して接触され得る。接触は、固定床方式で触媒を使用して行ってもよい。

【0023】

アルキル芳香族供給混合物は、任意の好適な加熱手段によって所望の反応温度に予熱され、次いで２つの触媒床を含むＣ_８芳香族異性化ゾーンに通され得る。２つの触媒床は、単一の反応器又は別個の反応器に収容されていてもよい。反応物は、上方、下方、又は径方向のいずれかの流動様式で触媒床と接触してもよい。両方の触媒床で触媒と接触するとき、反応物は液相中に存在する。

【0024】

アルキル芳香族供給混合物、好ましくはＣ_８芳香族の非平衡混合物は、好適なエチルベンゼン転化反応条件において第１の触媒床で第１の触媒と接触してもよい。エチルベンゼンの少なくとも一部は、ジエチルベンゼンに転化され、その結果、得られたエチルベンゼン転化反応混合物は、アルキル芳香族供給混合物のエチルベンゼン含有量より少ないエチルベンゼン含有量を有する。

【0025】

第１の触媒は、ＭＦＩ骨格などの１０員環ゼオライト構造を含む不動態化ゼオライトを含み、他の１０員環ゼオライト骨格との連晶を含む。任意の好適なＭＦＩゼオライトを使用することができる。１つの好適なＭＦＩゼオライトは、１５０以下のＳｉ／Ａｌモル比及び２５０ｎｍ以上の結晶サイズを有する。第１の触媒は、典型的には、１～９９重量％、又は１０～９９重量％、又は２０～９９重量％、又は３０～９９重量％、又は４０～９９重量％、又は５０～９９重量％、又は６０～９９重量％、又は７０～９９重量％、又は８０～９９重量％、又は９０～９９重量％、又は１～９５重量％、又は１～９０重量％、又は１～８０重量％、又は１～７０重量％、又は１～６０重量％、又は１～５０重量％、又は１～４０重量％、又は１～３０重量％、又は１～２０重量％、又は１～１０重量％の不動態化ＭＦＩゼオライトを含有する。

【0026】

ＭＦＩゼオライトは、ゼオライトの大部分の外面酸性度を除去することによって不動態化することができる。ゼオライトを不動態化するための典型的な手段は、当該技術分野において周知であり、概して、プロセス条件で非反応性であるゼオライトの外面に化学物質の層を堆積させることを伴う。この層の材料は、シリカ、チタニア、リン、ホウ素、ジルコニア、又はそれらの組み合わせであり得る。不動態化剤は、ゼオライトとの接触条件下で、溶液、エマルジョン、液体、又は気体の形態であってもよい。この材料は、単一又は複数の段階で、熱処理を介して又は介さずに添加され得る。これらの熱処理は、蒸気を含んでも含まなくてもよい。不動態化は、（バインダが存在する場合）バインダの添加前又は添加後のいずれかで行うことができる。ゼオライトは、焼成又は未焼成であり得る。ゼオライトは、アンモニウム型ゼオライト、水素型ゼオライト、又はナトリウム型ゼオライトから構成される。この方法は、ゼオライト及び溶媒を含むゼオライト懸濁液を、液相中で不動態化剤と接触させて、ゼオライトの外面に薬剤を堆積させることを含む。次いで、液相を除去する。外面に堆積された不動態化剤を有するゼオライトは、乾燥され、蒸気の有無にかかわらず焼成され得る。この不動態化プロセスを、所望の不動態化レベルが達成されるまで繰り返す。

【0027】

いくつかの実施形態では、第１の触媒は、任意選択的にバインダを含み得る。バインダは、耐火性無機酸化物バインダ又は粘土であってもよい。好適なバインダとしては、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、粘土、又はそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。シリカ又はチタンのような非酸性バインダが好ましい。バインダは、概して、１０～９０重量％、又は１０～８０重量％、又は１０～７０重量％、又は１０～６０重量％、又は１０～５０重量％、又は１０～４０重量％、又は１０～３０重量％、又は１０～２０重量％、又は２０～９０重量％、又は３０～９０重量％、又は４０～９０重量％、又は５０～９０重量％、又は６０～９０重量％、又は７０～９０重量％、又は８０～９０重量％の量で存在する。

【0028】

いくつかの実施形態では、第１の触媒は、任意選択的に、キシレン損失を減少させることができる水素化を促進するための金属を含み得る。この成分は、触媒的に有効な任意の量で最終触媒中に存在してもよい。概して、第１の触媒は、触媒の０～５重量％、又は０．２５～３重量％、又は０．２５～２重量％の金属を含む。金属成分は、任意の好適な方法で触媒中に組み込まれてもよい。好適な金属としては、周期表のＶＩ、ＶＩＩ、又はＸ族の金属、例えば、Ｒｅ、Ｐｔ、Ｐｔ－Ｓｎ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｒｕ、又はＭｏが挙げられるが、これらに限定されない。金属は、任意選択的に硫黄によって改質されている。

【0029】

好適な第１の触媒の一例は、１０～９０重量％の不動態化ＭＦＩ触媒、１０～９０重量％のバインダ、０～５重量％の金属を含む。

【0030】

第１の触媒床でのエチルベンゼン転化反応条件は、エチルベンゼン転化反応混合物を液相に維持するのに十分な圧力を含む。概して、このような条件は、１９０℃～３５０℃、又は２５０℃～３００℃の範囲の温度を含む。概して、圧力は、２ＭＰａ超、又は２ＭＰａ～７ＭＰａ、又は２．５～４．２５ＭＰａである。十分な触媒を異性化ゾーンに含有させて、アルキル芳香族供給混合物に対して１～１５時間^－１、又は１～４時間^－１の重量時空間速度を提供してもよい。任意選択的に、アルキル芳香族混合物と共にＨ_２が供給される。Ｈ２の量は、モル基準でエチルベンゼンの０．１％超の濃度である。

【0031】

エチルベンゼン転化反応混合物は、キシレンを選択的に異性化するためのＵＺＭ－５４ゼオライトを含む第２の触媒を含有する第２の触媒床に通される。ＵＺＭ－５４ゼオライトは、米国特許第９，８９０，０９４号及び同第１０，１５５，５３２号並びに米国特許出願公開第２０１７／０２９７９７７号に記載されており、それらの各々は参照により組み込まれる。好適な第２の触媒は、３０重量％～９０重量％、又は４０重量％～９０重量％、５０重量％～９０重量％、又は６０重量％～９０重量％のゼオライトを含む。

【0032】

第２の触媒はまた、任意選択的にバインダ及び／又は金属を含んでもよい。好適なバインダ及び金属は、第１の触媒について上述したものと同じである。

【0033】

第１及び第２の触媒は、同じバインダ及び金属を含有してもよく、又は異なるバインダ及び／若しくは金属を有していてもよい。バインダ及び／又は金属の量もまた、同じでも異なっていてもよい。

【0034】

反応条件は、第１の触媒床に関して上述したものと同様である。エチルベンゼン反応混合物は、加熱又は冷却をいずれも介さずに第２の触媒床に直接送られる。同じ条件下の液相中で両方の触媒床を操作できることから、エネルギーが節約される。

【0035】

異性化反応混合物は、異性化条件での平衡濃度よりも高い、少なくとも１つのアルキル芳香族異性体の濃度を含み得る。望ましくは、異性化反応混合物は、パラキシレンの濃度が異性化条件での平衡濃度付近の濃度である、１つ以上のＣ_８芳香族の混合物である。いくつかの実施形態では、異性化反応混合物は、２０～２４％のパラキシレン対全キシレン比を有する。

【0036】

任意の有効な回収スキームを使用して、反応器の溶出液から異性化生成物を回収することができる。異性化反応器を出た異性化反応混合物は、パラキシレンを含み、パラキシレン分離ユニットに通されて、パラキシレンプロセス流と、メタキシレン、オルトキシレン、及びエチルベンゼンを含む第２の流とを生成する。パラキシレン分離ユニットは、吸着分離ユニットを含むことができ、ここで、パラキシレンプロセス流は抽出物流であり、第２の流はラフィネート流である。抽出物流及びラフィネート流は、脱着剤を含むことができる。抽出物流を分別ユニットに通過させて、パラキシレンを沸点に基づいて脱着剤から分離する。プロセスは、ラフィネート流を異性化反応器に通過させることを更に含み得る。ラフィネート流も第２の分別カラムに通過させて、ラフィネート流を第１の触媒床に通過させる前にラフィネート流から脱着剤を分離することができる。

【0037】

典型的には、２つの触媒床での反応によるキシレンの損失は低く、概して、供給物中のキシレンの反応器への１回通過あたり２モル％未満、又は１モル％以下である。

【0038】

「キシレン損失」は、「［（（供給物のパラ、メタ、オルトキシレン）－（生成物のパラ、メタ、オルトキシレン））／（供給物のパラ、メタ、オルトキシレン）^＊１００％］」として定義され、芳香族複合施設の別のユニットに循環させる必要がある材料を表す。このような循環には費用がかかり、少量のキシレン損失が好ましい。Ａ_１１＋は、より重い、全般的に回収不可能な材料を表す。

【実施例】

【0039】

触媒Ａは、アルミナを有する１／１６インチの三裂状押出物に処方されたＵＺＭ－５４含有触媒であった。この触媒に金属は存在しなかった。

【0040】

触媒Ｂは、ゼオライトに不動態化を行い、次いでアルミナバインダを使用して不動態化ＭＦＩを１／１６インチの円筒状押出物に処方することによって調製された不動態化ＭＦＩ触媒であった。押出中に金属を添加した。

【0041】

触媒Ｃは、ゼオライト及びシリカバインダを含有する円筒状押出物に不動態化を行うことによって調製された、異なる不動態化ＭＦＩ触媒であった。この触媒に金属は存在しなかった。

【0042】

単一床の異性化ゾーンと本発明の２床配置との比較を行った。供給物は、７．３重量％のエチルベンゼン（ＥＢ）、０．７重量％のパラキシレン（ＰＸ）、７０重量％のメタキシレン、及び２２重量％のオルトキシレンを含有した。

【0043】

表１は、異性化の操作条件及び結果を示す。

【0044】

【表1】

【0045】

実施例１では、触媒Ａを使用して、パラキシレン欠乏蒸気を異性化した。供給物を、１８のＷＨＳＶ及び２８０℃で触媒Ａの床に通過させた。触媒Ａは、低いキシレン損失で平衡を確立したが、最小のエチルベンゼン転化率を有した。実施例２では、単一の反応器内に連続的な構成で積み重ねた２つの触媒を試験し、最初の床に触媒Ｂ、その直後に触媒Ａを用いた。触媒Ｂを含有する床のＷＨＳＶは２．２５であり、触媒Ａを含有する床のＷＨＳＶは１８であった。組み合わせたＷＨＳＶは２であった。実施例２では、２５％を超えるエチルベンゼン転化率でキシレン平衡を再確立した。実施例３では、単一の反応器内に連続的な構成で積み重ねた２つの触媒を試験し、最初の床に触媒Ｃ、その直後に触媒Ａを用いた。触媒Ｃを含有する床のＷＨＳＶは２．２５であり、触媒Ａを含有する床のＷＨＳＶは１８であった。合計ＷＨＳＶは２であった。実施例３では、３０％を超えるエチルベンゼン転化率でキシレン平衡を再確立した。

【0046】

特定の実施形態
以下を特定の実施形態と併せて説明するが、本明細書は、前述の説明及び添付の特許請求の範囲の範囲を例解するものであり、限定することを意図するものではないことが理解されよう。

【0047】

本発明の第１の実施形態は、アルキル芳香族供給混合物のエチルベンゼン転化及びキシレン異性化のためのプロセスであって、アルキル芳香族供給混合物を、１０員環チャネルを含む不動態化ゼオライトを含む第１の触媒を含む第１の触媒床と接触させて、液相においてエチルベンゼン転化反応条件でエチルベンゼンをジエチルベンゼンに選択的に転化して、アルキル芳香族供給混合物のエチルベンゼン含有量より少ないエチルベンゼン含有量を有するエチルベンゼン転化反応混合物を生成することと、エチルベンゼン転化反応混合物を、加熱又は冷却を介さずに、ＵＺＭ－５４ゼオライトを含む第２の触媒を含む第２の触媒床に直接通過させて、液相において異性化条件でキシレンを選択的に異性化して、異性化反応溶出液を生成することと、含む。本発明の実施形態は、本段落の第１の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、異性化反応溶出液は、２０～２４％のパラキシレン対全キシレン比を有する。本発明の実施形態は、本段落の第１の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、第１の触媒又は第２の触媒のうちの少なくとも１つは、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、粘土、又はそれらの組み合わせを含むバインダを更に含む。本発明の実施形態は、本段落の第１の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、第１の触媒は、バインダの添加後に不動態化されている。本発明の実施形態は、本段落の第１の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、第１の触媒は、ＭＦＩ、ＭＥＬ、ＴＵＮ、ＩＭＦ、ＵＺＭ－３９、ＵＺＭ－４４、ＵＺＭ－５４、ＭＴＴ、ＴＯＮ、又はこれらの組み合わせを含むゼオライトを含む。本発明の実施形態は、本段落の第１の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、第１の触媒又は第２の触媒のうちの少なくとも１つは、金属を更に含む。本発明の実施形態は、本段落の第１の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、金属は、触媒の０～５重量％の量で存在する。本発明の実施形態は、本段落の第１の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、第１の触媒は、３０重量％～９０重量％のゼオライトを含有する。本発明の実施形態は、本段落の第１の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、第２の触媒は、３０重量％～９０重量％のゼオライトを含有する。本発明の実施形態は、本段落の第１の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、エチルベンゼン転化反応条件は、エチルベンゼン転化反応混合物を液相に維持するのに十分な圧力を含み、異性化反応条件は、異性化反応混合物を液相に維持するのに十分な圧力を含む。本発明の実施形態は、本段落の第１の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、エチルベンゼン転化反応条件は、１９０℃～３５０℃の温度、２．４ＭＰａ超の圧力（ａ）、又は１時間^－１～１５時間^－１の重量時空間速度、のうちの１つ以上を含む。本発明の実施形態は、本段落の第１の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、異性化反応条件は、１９０℃～３５０℃の温度、２．４ＭＰａ超の圧力、又は１０時間^－１～５０時間^－１の重量時空間速度、のうちの１つ以上を含む。本発明の実施形態は、本段落の第１の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、異性化反応溶出液は、１重量％未満のキシレン損失で少なくとも２０％のエチルベンゼン転化率を有する。本発明の実施形態は、本段落の第１の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、異性化反応溶出液をパラキシレン分離ユニットに通過させて、パラキシレン富化プロセス流と、メタキシレン、オルトキシレン、及びエチルベンゼンを含む第２の流とを生成することを更に含む。本発明の実施形態は、本段落の第１の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、パラキシレン分離プロセスは、吸着分離ユニットを含み、パラキシレン及び脱着剤を含む抽出物流とメタキシレン及びオルトキシレンを含むラフィネート流とを生成し、このプロセスは、抽出物流を分別ユニットに通過させて、パラキシレンを含む第１の流と脱着剤を含む第２の流とを生成することと、ラフィネート流を第１の触媒床に通過させることとを更に含む。

【0048】

本発明の第２の実施形態は、アルキル芳香族供給混合物のエチルベンゼン転化及びキシレン異性化のためのプロセスであって、アルキル芳香族供給混合物を第１の触媒床に通過させて、液相においてエチルベンゼン転化反応条件でエチルベンゼンを選択的に転化して、アルキル芳香族供給混合物のエチルベンゼン含有量より少ないエチルベンゼン含有量を有するエチルベンゼン転化反応混合物を生成することであって、第１の触媒床は、ＭＦＩゼオライトを含む第１の触媒を含み、第１の触媒は、３０～９０重量％のゼオライトを含有する、ことと、エチルベンゼン転化反応混合物を、加熱又は冷却を介さずに第２の触媒床に直接通過させて、液相において異性化条件でキシレンを選択的に異性化して、２０～２４重量％のパラキシレン対キシレン比を有する異性化反応溶出液を生成することであって、第２の触媒床は、ＵＺＭ－５４ゼオライトを含む第２の触媒を含む、ことと、を含み、異性化反応溶出液は、１重量％未満のキシレン損失で少なくとも２０％のエチルベンゼン転化率を有する。本発明の実施形態は、本段落の第２の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、第１の触媒又は第２の触媒のうちの少なくとも１つは、アルミナ、シリカ、粘土、若しくはそれらの組み合わせを含むバインダ、又は金属、のうちの１つ以上を更に含む。本発明の実施形態は、本段落の第２の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、エチルベンゼン転化反応条件は、エチルベンゼン転化反応混合物を液相に維持するのに十分な圧力を含み、異性化反応条件は、異性化反応混合物を液相に維持するのに十分な圧力を含む。本発明の実施形態は、本段落の第２の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、エチルベンゼン転化反応条件のうちの少なくとも１つは、１９０℃～３５０℃の温度、２．４ＭＰａ超の圧力、若しくは１時間^－１～１５時間^－１の重量時空間速度、のうちの１つ以上を含み、又は異性化反応条件は、１９０℃～３５０℃の温度、２．４ＭＰａ超の圧力、若しくは１０時間^－１～５０時間^－１の重量時空間速度、のうちの１つ以上を含む。本発明の実施形態は、本段落の第２の実施形態から本段落の先の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又は全てであり、異性化反応溶出液を吸着分離ユニットに通過させることと、パラキシレン及び脱着剤を含む抽出物流とメタキシレン及びオルトキシレンを含むラフィネート流とを生成することとを更に含み、このプロセスは、抽出物流を分別ユニットに通過させて、パラキシレンを含む第１の流と脱着剤を含む第２の流とを生成することと、ラフィネート流を第１の触媒床に通過させることとを更に含む。

【0049】

更に詳述することなく、前述の説明を使用して、当業者が、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく本発明を最大限まで利用し、かつ本発明の本質的な特性を容易に確認することができ、本発明の様々な変更及び修正を行い、様々な使用及び条件に適合させることができると考えられる。したがって、先行する好ましい特定の実施形態は、単なる例示として解釈されるべきであり、いかなるようにも本開示の残りを限定するものではなく、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれる様々な修正及び同等の構成を網羅することを意図するものである。

【0050】

上記では、全ての温度は摂氏度で記載され、全ての部及び百分率は、別途記載のないかぎり、重量基準である。