(57)【要約】１つの代表的な態様はベンゼンをアルキル化する方法であることができる。この方法には、トランスアルキル化区域からの流れの少なくとも一部を得て、トランスアルキル化区域からの流れの少なくとも一部を燃料ガス流と混合し、混合流の少なくとも一部をベンゼンメチル化区域に供給することを含ませることができる。通常は、燃料ガス流は、少なくとも部分的に水素精製プロセス排ガスからの、アルキル化するのに有効な量の１種類以上のアルカンを含む。【選択図】図１
2014518863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）トランスアルキル化区域からの流れの少なくとも一部を得て；
（Ｂ）トランスアルキル化区域からの流れの少なくとも一部を、少なくとも部分的に水素精製プロセス排ガスからの、アルキル化するのに有効な量の１種類以上のアルカンを含む燃料ガス流と混合し；
（Ｃ）混合流の少なくとも一部をベンゼンメチル化区域に供給する；
ことを含むベンゼンのアルキル化方法。
【請求項２】
混合流及びベンゼンを含む流れを受容し、流出流をベンゼンメチル化区域に供給するスポンジ吸収区域を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
分別区域からベンゼンを含む流れを得ることを更に含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
トランスアルキル化区域からの流出流をストリッパー区域に供給することを更に含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
トランスアルキル化区域からの流れの少なくとも一部をストリッパー区域から得る、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
燃料ガス流が少なくとも８モル％の１種類以上のＣ３＋炭化水素を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項７】
抽出区域からの１種類以上の芳香族化合物を含む生成物流を分別区域に供給する、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
抽出区域が、テトラヒドロチオフェン１，１−ジオキシド、ｎ−ホルミルモルホリン、ｎ−メチルピロリジノン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、メトキシトリエチレングリコール、又はこれらの混合物の少なくとも１つを含む溶媒を用いる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
分別区域がトルエンを含む流れを与える、請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
ベンゼンメチル化区域を、２５０〜７００℃の温度、１００〜２１，０００ｋＰａの圧力、及び０．１：１〜５：１の水素：炭化水素モル比で運転する、請求項１又は２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本出願は、２０１１年５月１１日出願の米国出願１３／１０５，６８０に対する優先権を主張する。
[0002]本発明は、概してベンゼンをアルキル化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0003]通常は、芳香族化合物複合施設は、水素処理したナフサ供給流を処理してベンゼン及び１種類以上のキシレン類のような種々の生成物を製造することができる。しかしながら、例えば市況に応じてより高度に置換されている芳香族化合物を製造することが望ましい可能性がある。更に、自動車燃料製品を製造する場合には、益々厳しくなっている環境規制のためにより低いベンゼン含量が求められる可能性がある。その結果、例えばガソリンからベンゼンを除去する別の方法に対する需要が存在する。而して、ベンゼンを他のより価値の高い生成物に転化させる柔軟性を可能にするシステム及びプロセスが望ましい可能性がある。
【０００３】
[0004]しかしながら、既存のプロセスは高価な触媒及び／又は反応物質を用いる可能性があり、このために望ましくない副生成物を分離するための更なる処理が必要である可能性がある。而して、望ましくない生成物及び／又は副反応を最小にしながらベンゼンを他の置換芳香族化合物に転化させることができる薬剤を提供することが有利であろう。
【０００４】
[0005]１つの代表的な技術は、任意の好適な源からのアルキル化剤を用いてベンゼンをメチル化することができる。アルキル化剤は、芳香族抽出ラフィネート及び／又は軽質ナフサから得ることができる。かかるプロセスにおいては、ラフィネート及び軽質ナフサの相当割合をプロパンに転化させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[0006]しかしながら、かかるプロセスは幾つかの欠点を有する。精製施設又は化学製造複合施設内で好適なアルキル化剤を与えるための他の源を確認及び利用することが有益であろう。更に、しばしば単一のベンゼンメチル化段階のみしか用いられないが、これは所望のアルキレートの生成に対する不十分な選択性を有する可能性がある。その結果、アルキレートを製造するために精製施設流又は化学製造流を用いる場合に、芳香族複合施設内において柔軟性及び効率性を提供する要望が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[0007]１つの代表的な態様は、ベンゼンをアルキル化する方法であることができる。この方法には、トランスアルキル化区域からの流れの少なくとも一部を得て、トランスアルキル化区域からの流れの少なくとも一部を燃料ガス流と混合し、そして混合流の少なくとも一部をベンゼンメチル化区域に供給することを含ませることができる。通常は、燃料ガス流は、少なくとも部分的に水素精製プロセス排ガスからの、アルキル化するのに有効な量の１種類以上のアルカンを含む。
【０００７】
[0008]他の代表的な態様は、ベンゼンをアルキル化する方法であることができる。この方法には、トランスアルキル化区域からの流れの少なくとも一部を第１又は第２のベンゼンメチル化区域に供給し、１種類以上のＣ４＋炭化水素を含む供給流を第１のベンゼンメチル化区域に供給し、そして水素精製プロセスからのアルキル化するのに有効な量の１種類以上のアルカンを含む流出流の少なくとも一部を、第１のベンゼンメチル化区域から第２のベンゼンメチル化区域への１種類以上のＣ４−炭化水素を含む流出流の少なくとも一部と混合することを含ませることができる。
【０００８】
[0009]更に他の代表的な態様はベンゼンをアルキル化する方法であることができる。一般に、この方法は、スポンジ吸収区域からの１種類以上のＣ３＋炭化水素を有する流れの少なくとも一部をベンゼンメチル化区域に供給することを含む。通常は、ベンゼンメチル化区域は、１種類以上のキシレン類を製造するためには、２５０〜７００℃の温度及び１００〜２１，０００ｋＰａの圧力で運転する。
【０００９】
[0010]本発明において提供される幾つかの態様は、水素精製プロセス排ガスからの燃料ガス流、又はトランスアルキル化区域からのラフィネート流のような種々の流れの少なくとも一部を用いて、ベンゼンに対する好適なアルキル化剤を与えることができる。一般に、アルキル化剤によってベンゼンをメチル化して１種類以上のキシレン類を形成することが好ましい。通常は、ベンゼンメチル化区域は、随意的なスポンジ吸着区域と一緒に、芳香族化合物のアルキル化を向上させるために芳香族化合物装置に加えることができる。１つの代表的な態様においては、複数のベンゼンメチル化区域を用いて選択率を更に向上させることができる。
【００１０】
定義：
[0011]本明細書において用いる「区域」という用語は、１以上の設備機器及び／又は１以上の下位区域などの領域を指すことができる。設備機器としては、１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、圧縮器、及び制御装置を挙げることができる。更に、反応器又は容器のような設備機器に１以上の区域又は下位区域を更に含ませることができる。
【００１１】
[0012]本明細書において用いる「流れ」という用語は、直鎖、分岐、又は環式のアルカン、アルケン、アルカジエン、及びアルキンのような種々の炭化水素分子、並びに場合によっては気体、例えば水素、又は重金属のような不純物のような他の物質を含む流れであってよい。流れはまた、芳香族及び非芳香族炭化水素を含んでいてもよい。更に、炭化水素分子は、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、・・・Ｃｎ（ここで、「ｎ」は炭化水素分子中の炭素原子の数を表す）と省略することができ、上付の「＋」又は「−」の記号によって更に特徴付けることができる。かかる場合においては、例えばＣ３−含有と特徴付けられた流れは、３つの炭素原子、２つの炭素原子、及び／又は１つの炭素原子を有する１種類以上の化合物のような３炭素原子以下の炭化水素を含んでいてよい。また、数値及び／又は＋又は−の下付記号と組み合わせた「Ａ」という記号は、下記において１種類以上の芳香族化合物を表すように用いることができる。一例として、「Ａ９」という略号は１種類以上の芳香族Ｃ９炭化水素を表すことができる。
【００１２】
[0013]本明細書において用いる「芳香族」という用語は、炭素基の１以上が１以上の非炭素基によって置き換えられていてもよい不飽和環式炭素基の１以上の環を含む基を意味することができる。代表的な芳香族化合物は、３つの二重結合を含むＣ６環を有するベンゼンである。更に、流れ又は区域を「芳香族」と特徴付けることは１種類以上の異なる芳香族化合物を意味することができる。
【００１３】
[0014]本明細書において用いる「富む」という用語は、重量基準で一般に少なくとも５０％、好ましくは７０％の流れの中の化合物又は化合物類の量を意味することができる。
[0015]本明細書において用いる「実質的」という用語は、重量基準で一般に少なくとも９０％、好ましくは９５％、最適には９９％の流れの中の化合物又は化合物類の量を意味することができる。
【００１４】
[0016]本明細書において用いる「選択率」という用語は、反応供給流中の全アルカンを基準として、Ａ７＋アルキル基になる転化したアルカンの重量％として計算することができる。同様に、燃料ガス中のアルカン、例えばＣ１〜Ｃ４炭化水素の選択率は、Ａ７＋アルキル基に転化したメタン及びエタンのようなアルカン並びに燃料ガス化合物の重量％であってよい。
【００１５】
[0017]示されているように、図中のプロセス流のラインは、例えばライン、パイプ、供給流、流出流、生成物、又は流れを互換的に指すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】[0018]図１は、芳香族化合物製造装置の概要図である。
【図２】[0019]図２は、他の代表的な芳香族化合物製造装置の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[0020]図１を参照すると、芳香族化合物製造装置１００には、抽出区域１５０、トランスアルキル化区域１８０、ストリッパー区域２００、分別区域２２０、スポンジ吸着区域２５０、及びベンゼンメチル化区域２７０を含ませることができる。通常は、芳香族化合物製造装置１００は、精製施設又は化学製造施設の一部であり、パラキシレン又はメタキシレンのような所望のキシレンを製造する。
【００１８】
[0021]一般に、抽出区域１５０は、１種類以上のＣ７−炭化水素などの改質油供給流１０４を受容することができる。改質油供給流１０４は改質油分離蒸留カラムの塔頂流から得ることができ、これはパラフィン類及びナフテン類を１種類以上の芳香族化合物に転化させる改質区域から得ることができる。通常は、改質区域は、１種類以上の芳香族化合物の製造を最大にするために、非常に高い厳しさで運転して１００〜１０６のリサーチオクタン価のガソリン改質油を製造することができる。一般に、炭化水素流、通常はナフサを、改質条件下で改質触媒と接触させる。かかる改質区域は、例えば２０１０年１月１９日出願の米国出願１２／６８９，７５１において開示されている。
【００１９】
[0022]抽出区域１５０は、抽出蒸留、液−液抽出、又は液−液抽出／抽出蒸留の混合プロセスのような抽出プロセスを用いることができる。代表的な抽出プロセスは、Thomas J. Stoodtらの"UOP Sulfolane Process", Handbook of Petroleum Refining Processes, McGraw-Hill (Robert A. Mayers, 3版, 2004), pp.2.13〜2.23において開示されている。好ましくは抽出蒸留を用い、これには主蒸留カラムとして知られる少なくとも１つのカラムを含ませることができ、回収カラムとして知られる第２のカラムを含ませることができる。
【００２０】
[0023]抽出蒸留は、ほぼ同等の揮発度を有し、ほぼ同等の沸点を有する複数の成分を分離することができる。通常は、抽出する炭化水素流の導入点の上方の主抽出蒸留カラム中に溶媒を導入する。溶媒は、異なる温度で沸騰する炭化水素流の複数の成分の揮発度に影響を与えてそれらの分離を促進することができる。代表的な溶媒としては、テトラヒドロチオフェン１，１−ジオキシド、即ちスルホラン、ｎ−ホルミルモルホリン、即ちＮＦＭ、ｎ−メチルピロリジノン、即ちＮＭＰ、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、メトキシトリエチレングリコール、又はこれらの混合物が挙げられる。また、他のグリコールエーテルも、単独か又は上記に列記したものと組み合わせて好適な溶媒である可能性がある。
【００２１】
[0024]抽出区域１５０は、１種類以上の芳香族化合物、通常はベンゼン及びトルエンを含む生成物流１５６、及びラフィネート流１５８を生成させることができる。一般に、ラフィネート流１５８は芳香族化合物製造装置１００の外部に送って、精製施設又は化学製造施設内で任意な好適なプロセスにおいて用いることができる。別の態様においては、ラフィネート流１５８はベンゼンメチル化区域２７０に供給することができる。
【００２２】
[0025]１種類以上の芳香族化合物を含む生成物流１５６は、下記に記載するストリッパー塔底流２０８と混合して分別区域２２０への混合供給流２１２を形成することができる。分別区域２２０には、ベンゼン分別区域２３０及びトルエン分別区域２４０を含ませることができる。一般に、ベンゼン分別区域２３０には、ベンゼンを含む塔頂流２３２及び１種類以上のＡ７＋化合物を含む塔底流２３４を与える蒸留カラムを含ませることができる。この塔底流２３４は、トルエン分別区域２４０（蒸留カラムを含ませることができ、トルエンを含む塔頂流２４４及び１種類以上のＡ８＋芳香族化合物を含む塔底流２４６を与えることができる）へ供給流として供給することができる。
【００２３】
[0026]通常は、塔底流２４６は、任意の好適な量の化合物、即ちキシレン類を製造するために用いることができるＡ８＋化合物を含む可能性がある。通常は、塔底流２４６は、パラキシレン又はメタキシレンのような所望の芳香族化合物を製造するために、例えばＵＳ−７，７２７，４９０において開示されているようなパラキシレン分離区域及び異性化区域に供給することができる。パラキシレンを含む生成物流は、例えばポリエチレンテレフタレート及び精製テレフタル酸の少なくとも１つを製造するためのプロセスにおいて供給材料として用いることができる。塔頂流２４４はトランスアルキル化区域１８０に送ることができる。
【００２４】
[0027]いかなる理論にも縛られることは望まないが、トランスアルキル化区域１８０において、少なくとも２種類の反応、即ち不均化及びトランスアルキル化を行うことができる。不均化反応には、２つのトルエン分子を反応させてベンゼン及びキシレン分子を形成することを含ませることができ、トランスアルキル化反応は、トルエンと芳香族Ｃ９炭化水素を反応させて２つのキシレン分子を形成することができる。トランスアルキル化反応に関する例として、１モルのトリメチルベンゼンと１モルのトルエンの反応物質によって、２モルのパラキシレンのようなキシレンを生成物として生成させることができる。エチル、プロピル、及びより高級のアルキル基置換芳香族Ｃ９〜Ｃ１０は、脱アルキル化によってより軽質の単環芳香族化合物に転化させることができる。一例として、脱アルキル化によってメチルエチルベンゼンからエチル基を除去してトルエンを形成することができる。プロピルベンゼン、ブチルベンゼン、及びジエチルベンゼンは、脱アルキル化によってベンゼンに転化させることができる。メチル置換芳香族化合物、例えばトルエンは、不均化又はトランスアルキル化によってベンゼン及びキシレン類に更に転化させることができる。トランスアルキル化区域１８０への供給流がより多いエチル、プロピル、及びより高級のアルキル基置換芳香族化合物を有する場合には、トランスアルキル化区域１８０においてより多くのベンゼンを生成させることができる。一般に、エチル、プロピル、及びより高級のアルキル基置換芳香族化合物は、トリメチルベンゼン及びテトラメチルベンゼンのようなメチル置換芳香族化合物よりも高い転化率を有する。
【００２５】
[0028]トランスアルキル化区域１８０においては、塔頂流２４４をトランスアルキル化条件下でトランスアルキル化触媒と接触させることができる。好ましくは、触媒は金属安定化トランスアルキル化触媒である。かかる触媒には、固体酸成分、金属成分、及び無機酸化物成分を含ませることができる。固体酸成分は、通常はペンタシルゼオライト（ＭＦＩ、ＭＥＬ、ＭＴＷ、ＭＴＴ、及びＦＥＲ（ゼオライト命名法に関するＩＵＰＡＣ委員会）の構造を挙げることができる）、βゼオライト、又はモルデナイトである。望ましくは、これはモルデナイトゼオライトである。他の好適な固体酸成分としては、マッシィ沸石、ＮＥＳタイプのゼオライト、ＥＵ−１、ＭＡＰＯ−３６、ＭＡＰＯ−３１，ＳＡＰＯ−５、ＳＡＰＯ−１１、及びＳＡＰＯ−４１を挙げることができる。一般に、マッシィ沸石ゼオライトとしてはゼオライトωが挙げられる。ゼオライトω、並びにＮＵ−８７、ＥＵ−１、ＭＡＰＯ−３６、ＭＡＰＯ−３１、ＳＡＰＯ−５、ＳＡＰＯ−１１、及びＳＡＰＯ−４１ゼオライトの更なる議論は、例えばＵＳ−７，１６９，３６８−Ｂ１に与えられている。
【００２６】
[0029]通常は、金属成分は貴金属又は卑金属である。貴金属は、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、オスミウム、又はイリジウムの白金族金属であってよい。一般に、卑金属は、レニウム、スズ、ゲルマニウム、鉛、コバルト、ニッケル、インジウム、ガリウム、亜鉛、ウラン、ジスプロシウム、タリウム、鉄、モリブデン、タングステン、又は混合物である。卑金属は、他の卑金属又は貴金属と組み合わせることができる。好ましくは、金属成分はレニウムを含む。トランスアルキル化触媒中の好適な金属量は、重量基準で一般に０．０１〜１０％の範囲、好ましくは０．１〜３％の範囲、最適には０．１〜１％の範囲である。触媒中の好適なゼオライト量は、重量基準で１〜９９％、好ましくは１０〜９０％、最適には２５〜７５％の範囲である。触媒の残りは、製造を容易にし、強度を与え、コストを減少させるために場合によって用いる耐熱性バインダー又はマトリクスから構成することができる。バインダーは、組成が均一で、比較的耐熱性でなければならない。好適なバインダーとしては、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、クロミア、チタニア、ボリア、トリア、ホスフェート、酸化亜鉛、及びシリカの少なくとも１つのような無機酸化物を挙げることができる。好ましくは、アルミナがバインダーである。１つの代表的なトランスアルキル化触媒は、例えばＵＳ−５，８４７，２５６において開示されている。
【００２７】
[0030]通常は、トランスアルキル化区域１８０は、２００〜５４０℃の温度及び６９０〜４，１４０ｋＰａの圧力で運転する。トランスアルキル化反応は広範囲の空間速度にわたって行うことができ、より高い空間速度は転化率の犠牲の下により高いパラキシレンの比を与える。一般に、液時空間速度は０．１〜２０時−１の範囲である。供給材料は、好ましくは、蒸気相中で水素の存在下においてトランスアルキル化する。液相中でトランスアルキル化する場合には、水素の存在は随意的である。存在させる場合には、遊離水素を、アルキル芳香族化合物１モルあたり０．１乃至１０モル以下の量で供給流及び再循環炭化水素と混合することができる。
【００２８】
[0031]トランスアルキル化区域１８０はトランスアルキル化区域流出流１８４を与えることができる。トランスアルキル化区域流出流１８４は、下記に記載するようにベンゼンメチル化区域流出流２７４と混合することができる。別の態様においては、トランスアルキル化区域流出流１８４は、ベンゼンメチル化区域２７０に供給することができる。流出流１８４及び２７４はストリッパー供給流１９６を形成することができる。ストリッパー供給流１９６はストリッパー区域２００に供給する。
【００２９】
[0032]一般に、ストリッパー区域２００は、加圧流熱交換器又は加熱炉のような任意の好適な熱源を用いるストリッパーカラムを含む。通常は、ストリッパーカラムはその中で液体を再沸騰させて、ストリッパー塔頂流２０４及びストリッパー塔底流２０８を生成させる。一般に、ストリッパー塔頂流２０４は、トランスアルキル化区域１８０からのトランスアルキル化区域流出流又は流れ１８４の少なくとも一部であってよい。ストリッパー塔底流２０８は、上記に記載したように生成物流１５６と混合して混合供給流２１２を形成することができる。
【００３０】
[0033]ストリッパー塔頂流２０４は、燃料ガス流１１２と混合して混合供給流２４８を形成することができる。一般に、燃料ガス流１１２は、少なくとも部分的に水素精製プロセスのような任意の好適な源から得ることができ、有効量の１種類以上のアルカンを含む。一例として、燃料ガス流１１２は、水素精製ユニット、例えば圧力スイング吸着器からの排出ガス、及びトランスアルキル化区域１８０において生成する軽質留分から得ることができる。通常は、燃料ガス流は、１種類以上のＣ３−炭化水素、及び水素のような他の軽質の非炭化水素ガスを含み、通常は水素、メタン、エタン、エテン、及びプロパンを含む。燃料ガス流１１２は、モル基準で少なくとも８％、好ましくは１０％のプロパンのような１種類以上のＣ３＋炭化水素を含んでいてよい。
【００３１】
[0034]流れ１１２及び２０４の独立して少なくとも一部は、スポンジ吸着区域２５０への混合供給流２４８を形成することができる。また、ベンゼンを含む塔頂流２３２もスポンジ吸着区域２５０へ供給することができる。スポンジ吸着区域２５０は、ベンゼンを用いてプロパンのようなＣ３炭化水素を燃料ガスから除去することができる。一般に、スポンジ吸着区域２５０は、燃料ガス流１１２と同等であるが、それから１種類以上のＣ３＋炭化水素を減じた組成を有する燃料ガス２５４、及び１種類以上のＣ３及び芳香族炭化水素、通常はベンゼンを含むベンゼンメチル化区域供給流２５８の少なくとも一部を与える塔底流を与えることができる。
【００３２】
[0035]スポンジ吸着区域２５０には、トレイ吸収器、又は充填吸収器、或いは充填カラムとトレイ吸収器との組み合わせを含ませることができ、６〜１００℃、より好ましくは１０〜２０℃の好ましい温度；及び０〜５，０００ｋＰａ、好ましくは１，０００〜３，０００ｋＰａの圧力で運転することができる。通常は、吸収器は気相中で運転し、５〜１５０の蒸留トレイを有していてよい。蒸留トレイは、バルブ、篩、又は複数の降下管であってよい。吸収器はまた、ランダムか又は構造化した充填材のいずれかを有するように設計することもできる。充填材によって与えられる蒸留段の数は４〜７５の範囲であってよい。吸収器は通常の炭素鋼のような任意の好適な材料から構成することができ、吸収器トレイは炭素鋼又はステンレス鋼のいずれかから構成することができる。充填材を用いる場合には、それは例えばＵＳ−７，２３８，８４３−Ｂ２において開示されているような炭素鋼又はステンレス鋼のいずれかであってよい。
【００３３】
[0036]ベンゼンメチル化区域供給流２５８は、ベンゼンメチル化区域２７０に供給することができる。アルキル、好ましくはメチルのようなベンゼンメチル化区域２７０は、任意の好適な条件下において液相又は気相中で運転することができる。特に、反応区域は、２５０〜７００℃、好ましくは３５０〜５５０℃の温度；１００〜２１，０００ｋＰａ、好ましくは１，９００〜３，５００ｋＰａの圧力；０．１〜１００時−１、好ましくは２〜１０時−１の重量空間速度（ＷＨＳＶ）；及び０．１：１〜５：１、好ましくは０．５：１〜４：１の水素：炭化水素モル比で運転することができる。十分な水素を燃料ガス流１１２中に存在させることができ、又は更なる補給水素を供給することができる。反応は気相中で行って、非芳香族炭化水素の分解を促進させることができる。
【００３４】
[0037]理論に縛られることは望まないが、非芳香族炭化水素及び／又は飽和基はアルキル基の代わりにメチル基を形成すると考えられる。しかしながら、少なくとも多少のアルキル化は、例えばエチル、プロピル、ブチル、及びより高級な基のような基を１種類以上の芳香族化合物に置き換えることができる場合に起こすことができることを理解すべきである。代表的な態様においては、Ｃ３炭化水素の転化率はパスあたり７０重量％にすることができる。転化するＣ３炭化水素の３０重量％は所望の生成物（Ａ７＋アルキル基）に転化する可能性があり、一方、残りは燃料ガス、通常はＣ１及びＣ２炭化水素に転化する可能性がある。通常は、供給流は石油化学グレードのプロパンとは対照的に燃料ガス流であるので、好ましくはＣ３炭化水素の相当割合の燃料ガスへの転化は流れの価値を低下させない。而して、アルキル化剤のＡ７＋芳香族化合物への機能的選択率は、Ｃ３炭化水素の相当割合がより軽質の生成物に転化する場合であっても通常は１００重量％である。未転化の炭化水素Ｃ３は、トランスアルキル化区域１８０を介してベンゼンメチル化区域２７０に再循環して戻すことができる。再循環水素中の高いメタンのために、ワンススルー水素が好ましい。或いは、再循環ガスを、圧力スイング吸着又は膜など（しかしながらこれらに限定されない）の任意の許容できる手段によって精製することができる。
【００３５】
[0038]任意の好適な材料、例えばアルミノシリケートを含む少なくとも１種類のモレキュラーシーブのような任意の好適な触媒を用いることができる。触媒には有効量のモレキュラーシーブを含ませることができ、これは１０員以上の環構造を有する少なくとも１つの細孔を有するゼオライトであってよく、１以上のディメンションを有することができる。通常は、ゼオライトは、１０：１より大きく、好ましくは２０：１〜６０：１のＳｉ／Ａｌ２モル比を有していてよい。好ましいモレキュラーシーブとしては、ＢＥＡ、ＭＴＷ、ＦＡＵ（立方晶形態及び六方晶形態の両方のゼオライトＹ、及びゼオライトＸを含む）、ＭＯＲ、ＬＴＬ、ＩＴＨ、ＩＴＷ、ＭＥＬ、ＦＥＲ、ＴＯＮ、ＭＦＳ、ＩＷＷ、ＭＦＩ、ＥＵＯ、ＭＴＴ、ＨＥＵ、ＣＨＡ、ＥＲＩ、ＭＷＷ、及びＬＴＡを挙げることができる。好ましくは、ゼオライトはＭＦＩ及び／又はＭＴＷであってよい。触媒中の好適なゼオライト量は、重量基準で１〜９９％、好ましくは１０〜９０％の範囲であってよい。触媒の残りは、製造を容易にし、強度を与え、コストを減少させるために場合によって用いる耐熱性バインダー又はマトリクスから構成することができる。好適なバインダーとしては、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、クロミア、チタニア、ボリア、トリア、ホスフェート、酸化亜鉛、及びシリカの少なくとも１つのような無機酸化物を挙げることができる。
【００３６】
[0039]一般に、触媒は少なくとも１種類の金属を実質的に含まず、通常は触媒の重量を基準として０．１重量％未満の全金属を含む。更に触媒は好ましくは、触媒の重量を基準として、重量基準で０．０１％未満、より好ましくは０．００１％未満、最適には０．０００１％未満の全金属を有する。一般に、ベンゼンメチル化区域２７０はベンゼンメチル化区域流出流２７４を与えることができ、これは上記で議論したようにストリッパー供給流１９６の一部として用いることができる。
【００３７】
[0040]図２を参照すると、他の代表的な芳香族化合物製造装置３００が示されており、芳香族化合物製造装置１００と同様の施設において用いて同様の生成物を製造することができる。芳香族化合物製造装置３００には、抽出区域１５０、トランスアルキル化区域１８０、ストリッパー区域２００、分別区域２２０、及びスポンジ吸着区域２５０を含ませることができる。一般に、これらの区域は上記に記載したものと同様である。更に、これらの区域へ及びこれらの区域から流れる流れは、上記に記載した流れと実質的に同様であってよい。更に、芳香族化合物製造装置３００にはまた、第１のベンゼンメチル化区域３２０及び第２のベンゼンメチル化区域３６０も含ませることができる。
【００３８】
[0041]一般に、改質油供給流３０４を抽出区域１５０に供給することができる。抽出区域１５０は、生成物流３５６及びラフィネート流３５８を与えることができる。ラフィネート流３５８は、芳香族化合物製造装置３００から排出して、他の場所で精製施設又は化学製造施設において用いることができる。場合によっては、ラフィネート流３５８の少なくとも一部を第１のベンゼンメチル化区域３２０に送ることができる。
【００３９】
[0042]生成物流３５６は、以下に記載するようにストリッパー塔底流３３２と混合して、分別区域２２０への供給流３６８を形成することができる。分別区域２２０には、ベンゼン分別区域２３０及びトルエン分別区域２４０を含ませることができる。
【００４０】
[0043]供給流３６８はベンゼン分別区域２３０に供給することができ、次にベンゼンを含む塔頂流３７０が与えられ、これは下記に記載するように流れ３７２及び３７４、並びに１種類以上のＡ７−炭化水素を含む塔底流３７６に分割することができる。塔底流３７６はトルエン分別区域２４０に供給することができる。トルエン分別区域２４０は１種類以上のＡ８＋芳香族化合物を含む塔底流３８４を与えることができる。塔底流３８４は、上記に記載したように、１種類以上の所望の生成物を得るために、パラキシレン分離区域及び異性化区域のような任意の好適な区域に供給することができる。トルエンを含む塔頂流３８０はトランスアルキル化区域１８０に供給することができる。
【００４１】
[0044]一般に、トランスアルキル化区域１８０は、上記に記載したようにトランスアルキル化区域流出流３０８を与えることができる。トランスアルキル化区域流出流３０８は、下記に記載するように第２のベンゼンメチル化区域流出流３６４と混合してストリッパー供給流３１２を形成することができる。別の態様においては、トランスアルキル化区域流出流３０８は、第１のベンゼンメチル化区域３２０及び／又は第２のベンゼンメチル化区域３６０に供給することができる。
【００４２】
[0045]ストリッパー供給流３１２は、ストリッパー区域２００に供給することができる。ストリッパー区域２００は、塔頂流３３０及びストリッパー塔底流３３２を与えることができる。この塔頂流３３０は、１種類以上のＣ９＋芳香族化合物の脱アルキル化のために１種類以上のＣ３＋炭化水素を含む可能性がある。ストリッパー塔底流３３２は、生成物流３５６と混合して供給流３６８を形成することができる。
【００４３】
[0046]塔頂流３３０は、燃料ガス流３０６と混合することができる。一般に、燃料ガス流３０６は、上記に記載した燃料ガス流１１２と同じ組成を有していてよい。流れ３０６及び３３０は混合流３１０を形成することができ、これは次に塔頂流３７０から分割された流れ３７２からのベンゼンと混合することができる。而して、スポンジ吸着区域２５０には、塔頂流３３０、燃料ガス流３０６、及び分別区域２２０からの流れ３７２の独立して少なくとも一部を含ませることができる。流れ３１０及び３７２は、次に混合して上記に記載したスポンジ吸着区域２５０のための供給流３９０を形成することができる。或いは、流れ３１０及び３７２は、スポンジ吸着区域２５０に供給してその中で混合することができる。
【００４４】
[0047]スポンジ吸着区域２５０は、塔底流３５２、及び上記に記載した燃料ガス流２５４と実質的に同じ組成を有する燃料ガスを含む可能性がある塔頂流３５４を与えることができる。或いは、スポンジ吸着区域２５０を省いて、供給流３９０を上記に記載した第１のベンゼンメチル化区域流出流３２４と混合することができる。
【００４５】
[0048]塔頂流３７０の他の部分３７４は、上記に記載のベンゼンメチル化区域２７０と同じように運転する第１のベンゼンメチル化区域３２０に供給することができる。部分３７４を受容するのに加えて、第１のベンゼンメチル化区域３２０は、１種類以上のＣ５炭化水素を含むＣ５ナフサ流３１６も受容することができる。通常は、１種類以上のＣ５〜Ｃ６炭化水素をベンゼンと共に第１のベンゼンメチル化区域３２０に供給する。ナフサ及び／又は脱ペンタン化装置塔頂流からペンタンを供給することができる。場合によっては、Ｃ５ナフサ流３１６は、複数の供給流３１８に分割して、複数の供給位置において第１のベンゼンメチル化区域３２０中に供給することができる。第１のベンゼンメチル化区域３２０内におけるＣ５炭化水素のＣ５複数点注入によって、高いベンゼン及びペンタンの比を保持することができる。第１のベンゼンメチル化区域３２０は、しばしば単一の反応器を含む。或いは、流れ３５８を場合によって流れ３１６と混合して、第１のベンゼンメチル化区域３２０に供給流として供給することができる。
【００４６】
[0049]一般に、第１のベンゼンメチル化区域３２０は第１のベンゼンメチル化区域流出流３２４を与えることができ、これはプロパン及びベンゼンを含む可能性があるスポンジ吸着区域塔底流３５２と混合することができる。流れ３５２及び３２４は混合供給流３３６を形成することができ、これは加熱炉のような任意の好適な加熱装置であってよい加熱器３４０に通す。
【００４７】
[0050]加熱した後、供給流３４４は、上記に記載のベンゼンメチル化区域２７０と同様に運転する第２のベンゼンメチル化区域３６０に供給することができる。しばしば、第２のベンゼンメチル化区域３６０は第２のベンゼンメチル化区域３６４を与えることができ、これは上記に記載したようにトランスアルキル化区域流出流３０８と混合することができる。
【００４８】
[0051]一般に、第２のベンゼンメチル化区域３６０は、第１のベンゼンメチル化区域３２０よりも１０〜１００℃、好ましくは２０〜８０℃高い温度で運転する。通常は、第１のベンゼンメチル化区域３２０は、１種類以上のＣ４＋アルカンのようなより重質の炭化水素を用いてより厳しくない条件で運転する。更なる１種類以上のＣ３炭化水素を第１のベンゼンメチル化区域流出流３２４に供給して、第２のベンゼンメチル化区域３６０に供給することができる。理論に縛られることは望まないが、１種類以上のＣ４＋アルカンの一部をより軽質の１種類以上のＣ４−アルカンに転化させることができる。第１のベンゼンメチル化区域流出流３２４は、Ｃ４−アルカンをより反応性にすることができるより高い厳しさで第２のベンゼンメチル化区域３６０に供給することができる。場合によっては、Ｃ３炭化水素を含む第１のベンゼンメチル化区域流出流３２４は、第２のベンゼンメチル化区域３６０において、昇温温度で新しいプロパンによってアルキル化することができる。
【００４９】
[0052]第１のベンゼンメチル化区域３２０は、２０〜４５重量％の１種類以上のＡ７＋炭化水素へのベンゼンの転化率、及び６０〜１００重量％の１種類以上のＣ４＋炭化水素転化率を達成するように運転することができる。一般に、１種類以上のＣ４＋アルカンは、１種類以上のＡ７＋アルキル基、Ｃ４−炭化水素、及びＣ２−炭化水素に転化させることができる。通常は、１種類以上のＣ４−アルカンの１種類以上のＡ７＋芳香族化合物への選択率は、少なくとも２０重量％、好ましくは３０重量％である。通常は、１種類以上のＣ４−炭化水素の１種類以上のＣ３炭化水素への選択率は２５〜５０重量％である。第２のベンゼンメチル化区域３６０は昇温温度にして、パスあたり少なくとも２０重量％、好ましくは少なくとも３０重量％の転化率のベンゼン転化率を得ることができる。通常は、これらの条件においては、転化するＣ３炭化水素の３０〜４０重量％は、生成物中において１種類以上のＡ７−アルキル基の形態である。１種類以上のＣ４＋炭化水素に関する１種類以上のＡ７＋アルキル基への全選択率は、区域３２０及び３６０に関して３０〜５０重量％にすることができる。一般に、１種類以上のＣ４＋炭化水素の１種類以上のＡ７＋アルキル基への転化率は、本明細書において開示する組み合わせでの２段階を用いると、第１のベンゼンメチル化区域３２０のみを用いて達成することができる性能と比較してより高い。
【００５０】
[0053]一例として、本明細書において開示する幾つかの態様は、燃料ガス及び１種類以上のＣ４−アルカンを用いることによって、芳香族化合物製造装置１００からのキシレン収率の１０〜５０重量％の増加を達成することができる。２つの区域３２０及び３６０は、第２のベンゼンメチル化区域３６０内でプロパンの引き続く転化を行わずに、第１のベンゼンメチル化区域３２０のみで軽質ナフサ又はラフィネートを処理して、ラフィネート又は軽質ナフサのようなＣ４＋炭化水素流の１種類以上のＡ７＋アルキル基へのより高い選択率を有することができる。したがって、アルキル化の全選択率を、第１のベンゼンメチル化区域３２０を用いる２５重量％、及び第２のベンゼンメチル化区域３６０を用いる４０重量％から増加させることができる。
【００５１】
[0054]別の態様においては、スポンジ吸着区域２５０は、第１のベンゼンメチル化区域３２０の上流に配置することができる。第１のベンゼンメチル化区域３２０の条件は、多量の１種類以上のＣ３炭化水素が大部分は未反応で通過して、Ｃ４＋炭化水素の相当な転化があるように調整することができる。第１のベンゼンメチル化区域３２０からの流出流は、より高い厳しさ、即ちより高い温度及び／又はより低い圧力で運転することができる第２のベンゼンメチル化区域３６０に供給して、１種類以上のＣ４−炭化水素を転化させる。理論に縛られることは望まないが、アルキル化剤の選択率はベンゼンとのアルキル化反応において最大にすることができ、Ｃ１又はＣ２炭化水素の分解を最小にすることができる。
【００５２】
[0055]更なる詳細なしに、当業者であれば前記の記載を用いて本発明をその最も完全な程度まで利用することができると考えられる。したがって、前記の好ましい具体的な態様は単に例示として解釈すべきであり、いかなるようにも開示の残りの部分を限定するものではない。
【００５３】
[0056]上記の記載においては、他に示さない限りにおいて、全ての温度は摂氏温度で示し、全ての部及びパーセントは重量基準である。
[0057]上記の記載から、当業者であれば、本発明の本質的な特徴を容易に確定することができ、その精神及び範囲から逸脱することなく、発明の種々の変更及び修正を行ってそれを種々の用法及び条件に適合させることができる。
【図１】
2014518863.tif 000003
【図２】
2014518863.tif 000004
【国際調査報告】
2014518863.tif 000005
2014518863.tif 000006