(57)【要約】現在入手できる吸着剤を用いた最近の実験研究は、吸着セクションをより低い温度で作動させることでＳＭＢ吸着ユニットの生産性が向上することを示している。結果として、より高い能力と組み合わせた吸着剤の節約をもたらし、それにより、より小さな吸着チャンバー、より小さな全熱交換器面積およびより低い熱交換器のシェルカウントを可能とする低温吸着分離−異性化ループのための芳香族化合物コンビナートおよび熱回収ネットワークを開示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ８芳香族異性体および重質成分の混合物を含む供給流（１１）からパラキシレンを生産するための方法であって、次のことを含む方法：
ａ）供給流（１１）をキシレン分画区画（１２）に入れ、キシレン類に富ませた流れ（１６）を生成する；
ｂ）キシレン類に富ませた流れ（１６）を、キシレン類に富ませた流れ（１６）から第１ラフィネート流（２６）および異性化反応器生成物流（２８）の１個以上へ熱を伝達することにより冷却する；
ｃ）キシレン類に富ませた流れ（１６）および脱着剤流（１８）をパラキシレン分離区画に入れ、キシレン類に富ませた流れ（１６）および脱着剤流（１８）から第１のパラキシレンに富ませた流れ（３２）および第１ラフィネート流（２６）を生成する；
ｄ）第１のパラキシレンに富ませた流れ（３２）を、脱着剤流（１８）から第１のパラキシレンに富ませた流れ（３２）へ熱を伝達することにより加熱し、加熱された第１のパラキシレンに富ませた流れ（３２）を蒸留区画（２１）の中に供給して第２のパラキシレンに富ませた流れ（３５）および脱着剤流（１８）の一部（２３）を生成する；
ｅ）第１ラフィネート流（２６）をラフィネートカラム（２２）に入れて脱着剤流の別の一部（２４）および第２ラフィネート流（４５）を生成する；
ｆ）第２ラフィネート流（４５）を、異性化反応器生成物流（５１）から第２ラフィネート流（４５）へ熱を伝達することにより加熱し、加熱された第２ラフィネート流（４５）を、第２ラフィネート流（４５）を異性化反応器生成物流（５１）に変換する異性化区画（４６）の中に供給する；
ｇ）異性化反応器生成物流（５１、２８）の少なくとも一部を、パラキシレン生成物流（３８）、キシレン類に富ませた流れ（１６）および脱着剤流（１８）の１個以上から異性化反応器生成物流（５１）へ熱を伝達することにより加熱する；
ｈ）第２のパラキシレンに富ませた流れ（３５）を、パラキシレン生成物流（３８）から第２のパラキシレンに富ませた流れ（３５）へ熱を伝達することにより加熱する；
ｉ）第２のパラキシレンに富ませた流れ（３５）を、仕上げカラム（３６）に供給してパラキシレン生成物流（３８）を生成する。
【請求項２】
請求項１の方法であって、さらに
異性化反応器生成物流（５１、２８）を脱ヘプタン装置カラム（１４）に供給して軽いオーバーヘッド流および第２供給流（１３）を生成し；
第２供給流（１３）をキシレン分離区画（１２）に、供給流（１１）と共に供給する
ことを含む方法。
【請求項３】
請求項２の方法であって、さらに
ラフィネートカラム（２２）からの脱着剤流（１８）の一部（２４）および蒸留区画（２１）からの脱着剤流（１８）の一部（２３）を組み合わせて（１８）の脱着剤流を生成し；
異性化反応器生成物流（５１、２８）を、脱ヘプタン装置カラム（１４）に供給する前に、脱着剤流（１８）、パラキシレン生成物流（３８）およびキシレン類に富ませた流れ（１６）から異性化反応器生成物流（５１、２８）へ熱を伝達することにより加熱する
ことを含む方法。
【請求項４】
請求項１の方法であって、ここで：
ａ）パート（ｂ）のキシレン類に富ませた流れ（１６）から第１ラフィネート流（２６）への熱の伝達が第１熱交換器（２５）中で実施され、キシレン類に富ませた流れ（１６）から脱ヘプタン装置流（２８）への熱の伝達が第２熱交換器（２７）中で実施される；
ｂ）パート（ｄ）の脱着剤流（１８）から第１のパラキシレンに富ませた流れ（３２）への熱の伝達が第３熱交換器（３３）中で実施される；および
ｃ）パート（ｆ）の異性化反応器生成物流（５１）から第２ラフィネート流（４５）への熱の伝達が第４熱交換器（４７）中で実施される方法。
【請求項５】
請求項１の方法であって、ここで：
ａ）パート（ｇ）の異性化反応器生成物流（５１、２８）の、パラキシレン生成物流（３８）から異性化反応器生成物流への熱の伝達による加熱が、第５熱交換器（４２）中で実施される；
ｂ）パート（ｇ）の異性化反応器生成物流（５１、２８）の、脱着剤流（１８）から異性化反応器生成物流（５１、２８）への熱の伝達による加熱が、第６熱交換器（３４）中で実施される；および
ｃ）パート（ｈ）の第２のパラキシレンに富ませた流れ（３５）の、パラキシレン生成物流（３８）から第２のパラキシレンに富ませた流れ（３５）への熱の伝達による加熱が、第７熱交換器（３７）中で実施される方法。
【請求項６】
請求項１の方法であって、キシレン類に富ませた流れ（１６）を、パート（ｂ）において、パート（ｃ）でパラキシレン分離区画（１７）に入れる前に、１２１℃から２０４℃までの範囲の温度に冷却する方法。
【請求項７】
請求項１の方法であって、供給物（１１）が改質物のスプリッターの残液流を含む方法。
【請求項８】
請求項７の方法であって、供給物（１１）がさらにトルエンカラムの残液流を含み、改質物のスプリッターの残液流およびトルエンカラムの残液流を、キシレン分画区画（１２）に入れる前に、それぞれ粘土処理装置を通過させる方法。
【請求項９】
請求項１の方法であって、さらに第２ラフィネート流（４５）を、第２ラフィネート流（４５）を異性化セル（４６）に供給する前に、加熱装置（５２）を通過させることを含む方法。
【請求項１０】
請求項１の方法であって、さらに異性化反応器生成物流（５１）を、
異性化反応器生成物流（５１）を流出物再循環流（５５）および脱ヘプタン装置供給流（２８）を生成する流出物分離器（３１）に供給する前に、冷却装置（５３）を通過させることを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
改質物のスプリッターの残液およびトルエンカラムの残液からパラキシレンを回収および／または生産するためのプロセスを開示する。より詳細には、改質物のスプリッターの残液およびトルエンカラムの残液からパラキシレンを回収および／または生産するための低温プロセスを開示し、低温プロセスのための熱交換器ネットワークも開示する。
【背景技術】
【０００２】
キシレン異性体であるメタキシレン、オルトキシレンおよび、特にパラキシレンは、重要な化学的中間体である。オルトキシレンは酸化されて無水フタル酸となり、これはとりわけフタル酸に基づく可塑剤を作るために用いられる。メタキシレンは酸化されてイソフタル酸となり、これは不飽和ポリエステル樹脂において用いられる。
【０００３】
しかし、パラキシレンは３種類の異性体の内で断然最も大きい市場を有する。パラキシレンの最大の用途は、それを酸化してテレフタル酸を作るものである。テレフタル酸は今度は重合体、例えばポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を作るのに用いられる。ＰＥＴはテレフタル酸とエチレングリコールの縮合重合により作られる。
【０００４】
ＰＥＴは世界で最も量の多い重合体の１つである。それはＰＥＴプラスチック製品、例えば２リットル飲料ボトルを作るのに用いられる。ＰＥＴはポリエステル繊維を作るのにも用いられ、これが今度は布および他のファブリックを作るのに用いられる。ポリエステル繊維は均一な繊維、さらに綿とのブレンドのようなブレンドされた繊維の両方で用いられる。ＰＥＴプラスチック製品および繊維の大きな市場を考えると、高純度パラキシレンのかなりの需要が存在する。さらに、パラキシレンの需要はオルトおよびメタキシレンの需要よりも数倍大きい。また、パラキシレンの需要は、改質プロセスからの副産物として回収されるキシレン類、例えば接触改質装置から、および熱分解ガソリン（ｐｙｇａｓ）（すなわち、高温で分解蒸留して軽いオレフィン類を作ること）から回収されるキシレン類中のパラキシレンの量よりも大きい。パラキシレンの需要はそのようにそれ以外のキシレン異性体の需要よりもはるかに大きく、さらに他のプロセスの副産物として回収されるキシレン類中のパラキシレンの供給よりも大きいため、パラキシレンの生産量を増大させるためにはキシレン異性体の異性化が望ましいことが分かっていた。
【０００５】
パラキシレンは一般にナフサ供給物の改質装置、例えば連続的な接触改質装置中での改質または芳香族化、次いで改質装置の流出液からのＣ８芳香族化合物に富む画分の蒸留による分離により生産される。Ｃ８画分にはほぼ平衡量のエチルベンゼンおよび３種類のキシレン異性体、すなわちパラ、メタおよびオルトキシレンが含まれる。このＣ８芳香族化合物画分中のパラキシレンは次いで吸着プロセス、例えば擬似移動床（ＳＭＢ）吸着プロセスを用いて分離することができる。吸着ユニットの下流の、パラキシレンが激減したＣ８芳香族化合物流は、一般にはそれをキシレン類異性化ユニット中でキシレン異性化触媒上を通過させることによりさらに処理される。これでおおよそ平衡濃度のキシレン類、すなわちより高い濃度のパラキシレン（約２２重量％）を有する、結果として得られたＣ８芳香族化合物流を、パラキシレン分離プロセスへと再循環させる。こうして、吸着および異性化のプロセスがループ状に一緒に用いられるのが一般的である。
【０００６】
キシレン異性化ユニットは少なくとも２種類の機能を果たすことができる。第１に、それは流れのキシレン類部分を再平衡化し、パラキシレン濃度を平衡濃度である２２重量％まで至らせる。こうして事実上、それは他のキシレン異性体からパラキシレンを作り出している。第２に、異性化プロセスにおけるエチルベンゼン異性化触媒およびエチルベンゼン脱アルキル触媒の組み合わせが、エチルベンゼンを追加の混合キシレン類に変換し、さらにエチルベンゼンをベンゼン共生成物に変換する。エチルベンゼンはキシレン異性体と同じ範囲で沸騰するため、蒸留によりエチルベンゼンを回収／分離するのは経済的ではなく、従ってそれはパラキシレンＳＭＢ吸着プロセスへと供給されるＣ８芳香族化合物画分に含められる。それが再循環ループに蓄積しないように、通過ごとに可能な限り多くのエチルベンゼンを分離するのが非常に望ましい。
【０００７】
このように、異性化ユニットの非常に重要な機能は、用いられる異性化プロセスの型に依存して、エチルベンゼンを異性化および脱アルキル化、またはエチルベンゼンを分離するための他の手段のどちらかによりキシレン異性体およびベンゼンに変換することである。問題の４種類のＣ８芳香族化合物の沸点は１３６℃から１４４℃までの非常に狭い８℃の範囲内に入る（表Ｉ参照）ため、この機能は非常に重要である。
【０００８】
表Ｉ
【０００９】
【表１】
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【００１０】
上記で示したように、パラキシレンおよびエチルベンゼンの沸点は２℃離れている。パラキシレンおよびメタキシレンの沸点は１℃しか離れていない。結果として、それは有効かつ満足のいくキシレンの分離をもたらすために大きな設備、かなりのエネルギー消費、および／またはかなりの再循環を必要とするであろうことから、分留は現実的でないであろう。
【００１１】
抽出のための改質物、次いで個別のパラキシレン生成物流の処理において、改質物は最初にＣ７およびより軽い物質の除去のための分離を受け、次いで分画されてＣ８芳香族化合物が濃縮された物質またはキシレンに富ませた流れを形成し、これにはエチルベンゼンも含まれるであろう。この流れは次いで吸着プロセスを受け、脱着剤を抽出しトルエンを分画により分離した後、本質的に純粋なパラキシレン生成物を生成する。上記で述べたように、吸着プロセスからのラフィネートを異性化してラフィネート中のＣ８異性体からパラキシレンを生成し、新しく形成されたパラキシレンを分離するために異性化の生成物を吸着プロセスへ再循環させる。通常、異性化されたラフィネートは、それが吸着ユニットの上流の最初の分画プロセスに再循環される前に分画される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
現在、パラキシレンをそれ以外のキシレン異性体およびエチルベンゼンから分離するための吸着プロセスは１７７℃（３５０°Ｆ）の温度で実施されている。最近の実験研究は、吸着セクションをより低い温度で作動させることでＳＭＢ吸着ユニットの生産性が向上することを示している。具体的には、一定のサイクル時間の間で、吸着温度が低下するにつれて吸着能力が増大する。従って、吸着プロセスの作動温度の修正を受け入れるために、新規のプロセスが必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
低い吸着温度での作動の必要性を満足させるための、キシレンの分画、吸着分離、および異性化ユニットを統合した新規熱交換ネットワークを提供し、これは、他のパラメーター、例えば吸着剤の量、消費されるユーティリティ、熱交換器の面積およびシェルカウント（ｓｈｅｌｌ  ｃｏｕｎｔ）と関連する能力を増大もしくは最適化する、および／または節約をもたらすための吸着温度の修正を可能にする。
【００１４】
Ｃ８芳香族異性体および重質成分の混合物を含む供給流からパラキシレンを生産するための開示されるプロセスの１つは、次のことを含む：供給流をキシレン分画区画に入れてキシレン類に富ませた流れを生成する；キシレン類に富ませた流れから熱を（ｉ）第１ラフィネート流および（ｉｉ）異性化反応器生成物流の１個以上に伝達することにより、キシレン類に富ませた流れを冷却する；キシレン類に富ませた流れおよび脱着剤流をパラキシレン分離区画に入れ、キシレン類に富ませた流れおよび脱着剤流から第１のパラキシレンに富ませた流れおよび第１ラフィネート流を生成する；脱着剤流から第１のパラキシレンに富ませた流れに熱を伝達することにより第１のパラキシレンに富ませた流れを加熱し、加熱された第１のパラキシレンに富ませた流れをパラキシレン蒸留区画の中に供給して第２のパラキシレンに富ませた流れおよび脱着剤流の一部を生成する；第１ラフィネート流をラフィネートカラムに入れ、脱着剤流の別の一部および第２ラフィネート流を生成する；異性化反応器生成物流から第２ラフィネート流に熱を伝達することにより第２ラフィネート流を加熱し、加熱された第２ラフィネート流を、第２ラフィネート流を異性化反応器生成物流に変換する異性化区画の中に供給する；パラキシレン生成物流、キシレン類に富ませた流れおよび脱着剤流の１個以上から異性化反応器生成物流に熱を伝達することにより異性化反応器生成物流の少なくとも一部を加熱する；パラキシレン生成物流から第２のパラキシレンに富ませた流れに熱を伝達することにより第２のパラキシレンに富ませた流れを加熱する；第２のパラキシレンに富ませた流れを仕上げカラムに供給してパラキシレン生成物流を生成する。上記プロセスの部分または工程の順序は、個々のプロセスの部分または工程により示されない限り関係がないことに気づくであろう。
【００１５】
ある改良において、本プロセスはさらに、異性化反応器生成物流を脱ヘプタン装置カラム（ｄｅｈｅｐｔａｎｉｚｅｒ  ｃｏｌｕｍｎ）に入れて軽量のオーバーヘッド流（ｏｖｅｒｈｅａｄ  ｓｔｒｅａｍ）および第２供給流を生成し、第２供給流を供給流と共にキシレン分離区画に供給することを含む。
【００１６】
別の改良において、本プロセスはさらに、ラフィネートカラムからの脱着剤流の一部およびパラキシレン蒸留区画からの脱着剤流の一部を組み合わせて脱着剤流を生成し、脱着剤流から異性化反応器生成物流へ熱を伝達することにより、結果として脱ヘプタンカラムに供給される前に異性化反応器生成物流の加熱をもたらすことを含む。
【００１７】
別の改良において、異性化反応器生成物流はパラキシレン生成物流およびキシレン類に富ませた流れから異性化反応器生成物流へ熱を伝達することによっても加熱される。
【００１８】
別の改良において、キシレン類に富ませた流れから第１ラフィネート流への熱の伝達は第１熱交換器中で実施される。
【００１９】
別の改良において、キシレン類に富ませた流れから脱ヘプタン装置流（ｄｅｈｅｐｔａｎｉｚｅｒ  ｓｔｒｅａｍ）への熱の伝達は第２熱交換器中で実施される。
【００２０】
別の改良において、脱着剤流から第１のパラキシレンに富ませた流れへの熱の伝達は第３熱交換器中で実施される。
【００２１】
別の改良において、異性化反応器生成物流から第２ラフィネート流への熱の伝達は第４熱交換器中で実施される。
【００２２】
別の改良において、パラキシレン生成物流から異性化反応器生成物流への熱の伝達による異性化反応器生成物流の加熱は第５熱交換器中で実施される。
【００２３】
別の改良において、脱着剤流から異性化反応器生成物流への熱の伝達による異性化反応器生成物流の加熱は第６熱交換器中で実施される。
【００２４】
別の改良において、パラキシレン生成物流から第２のパラキシレンに富ませた流れへの熱の伝達による第２のパラキシレンに富ませた流れの加熱は第７熱交換器中で実施される。
【００２５】
別の改良において、キシレン類に富ませた流れは、パラキシレン分離区画に入れられる前に１２１℃から２０４℃までの範囲の温度に冷却される。
【００２６】
別の改良において、供給物は改質物のスプリッターの残液流（ｂｏｔｔｏｍｓ  ｓｔｒｅａｍ）を含む。
【００２７】
さらに他の改良において、供給物は改質物のスプリッターの残液流およびトルエンカラムの残液流の組み合わせを含む。関連する改良において、改質物のスプリッターの残液流およびトルエンカラムの残液流は、キシレン分画区画に入れられる前にそれぞれ粘土処理装置（ｃｌａｙ  ｔｒｅａｔｅｒ）を通過している。
【００２８】
ある改良において、本プロセスはさらに、第２ラフィネート流を異性化反応器生成物流に変換する異性化反応器に第２ラフィネート流を供給する前に、第２ラフィネート流を加熱装置を通過させることを含む。関連する改良において、本プロセスはさらに、流出物再循環流および脱ヘプタン装置供給流を生成する流出物分離器に異性化反応器生成物流を供給する前に、異性化反応器生成物流を冷却装置を通過させることを含む。
【００２９】
Ｃ８芳香族異性体および重質成分の混合物を含む供給流からパラキシレンを生産するための別の開示されるプロセスは、次のことを含む：第１供給流をキシレン分画区画に入れてキシレン類に富ませた流れを生成する；キシレン類に富ませた流れを、第１熱交換器中でキシレン類に富ませた流れからラフィネート流に熱を伝達することにより１５５℃〜１８２℃の温度に冷却し、キシレン類に富ませた流れを、第２熱交換器中でキシレン類に富ませた流れから冷却された異性化反応器生成物流に熱を伝達することによりさらに冷却する；キシレン類に富ませた流れおよび脱着剤流をパラキシレン分離区画に供給し、キシレン類に富ませた流れおよび脱着剤流から第１のパラキシレンに富ませた流れおよびラフィネート流を生成する；第１のパラキシレンに富ませた流れを、第３熱交換器中で脱着剤流から第１のパラキシレンに富ませた流れに熱を伝達することにより加熱し、加熱された第１のパラキシレンに富ませた流れをパラキシレン蒸留カラムに供給して第２のパラキシレンに富ませた流れを生成する；ラフィネート流を、第４熱交換器中で異性化流出物流からラフィネート流に熱を伝達することにより加熱し、加熱されたラフィネート流を、ラフィネート流を異性化反応器生成物流に変換する異性化反応器に供給する；異性化反応器生成物流を第４熱交換器中で冷却した後、異性化反応器生成物流の少なくとも一部を、第５熱交換器中でパラキシレン生成物流から異性化反応器生成物流に熱を伝達することにより加熱し、異性化反応器生成物流の少なくとも一部を、第２熱交換器中でキシレン類に富ませた流れから異性化反応器生成物流に熱を伝達することによりさらに加熱し、異性化反応器生成物流の少なくとも一部を、第６熱交換器中で脱着剤流から異性化反応器生成物流に熱を伝達することによりさらにもっと加熱する；第２のパラキシレンに富ませた流れを、第７熱交換器中でパラキシレン生成物流から第２のパラキシレンに富ませた流れに熱を伝達することにより加熱する；ならびに、第２のパラキシレンに富ませた流れを仕上げカラムに供給してパラキシレン生成物流を生成する。
【００３０】
ある改良において、キシレン類に富ませた流れは、パラキシレン分離区画に供給される前に１５０℃から１７０℃までの範囲の温度に冷却される。
【００３１】
Ｃ８芳香族異性体および重質成分の混合物を含む供給流からパラキシレンを生産するためのさらに別の開示されるプロセスは、次のことを含む：第１および第２供給流をキシレン分画区画に供給してキシレン類に富ませた流れおよび第１残液流を生成する；キシレン類に富ませた流れを、第１熱交換器中でキシレン類に富ませた流れから第１ラフィネート流に熱を伝達することにより冷却する；キシレン類に富ませた流れを、第２熱交換器中でキシレン類に富ませた流れから脱ヘプタン装置のフィート流（ｆｅｅｔ  ｓｔｒｅａｍ）に熱を伝達することにより１５０℃から１７０℃までの範囲の温度にさらに冷却する；キシレン類に富ませた流れおよび組み合わせた脱着剤流をパラキシレン分離区画に供給し、キシレン類に富ませた流れおよび組み合わせた脱着剤流から第１のパラキシレンに富ませた流れおよび第１ラフィネート流を生成する；第１のパラキシレンに富ませた流れを、第３熱交換器中で、組み合わせた脱着剤流から第１のパラキシレンに富ませた流れに熱を伝達することにより加熱し、加熱された第１のパラキシレンに富ませた流れを蒸留カラムの中に供給して第２のパラキシレンに富ませた流れおよび第１脱着剤流を生成する；第１ラフィネート流を、それが第１熱交換器中で加熱された後にラフィネートカラムに供給して第２脱着剤流および第２ラフィネート流を生成する；第１および第２脱着剤流を組み合わせて、組み合わせた脱着剤流を生成する；第２ラフィネート流を、第４熱交換器中で異性化流出物流から第２ラフィネート流に熱を伝達することにより加熱し、加熱された第２ラフィネート流を、第２ラフィネート流を異性化流出物流に変換する異性化反応器の中に供給する；異性化流出物流を第４熱交換器中で冷却した後、冷却された異性化流出物流を流出物分離器に供給して流出物再循環流および脱ヘプタン装置供給流を生成する；流出物再循環流および第２ラフィネート流を、第４熱交換器の上流で組み合わせる；脱ヘプタン装置供給流を、第５熱交換器中でパラキシレン生成物流から脱ヘプタン装置供給流に熱を伝達することにより加熱し、脱ヘプタン装置供給流を、第２熱交換器中でキシレン類に富ませた流れから脱ヘプタン装置供給流に熱を伝達することによりさらに加熱し、脱ヘプタン装置供給流を、第６熱交換器中で、組み合わせた脱着剤流から脱ヘプタン装置供給流に熱を伝達することによりさらにもっと加熱する；脱ヘプタン装置供給流を脱ヘプタン装置カラムに供給して軽量のオーバーヘッド流および第２供給流を生成する；第２のパラキシレンに富ませた流れを、第７熱交換器中でパラキシレン生成物流から第２のパラキシレンに富ませた流れに熱を伝達することにより加熱する；第２のパラキシレンに富ませた流れを仕上げカラムに供給してパラキシレン生成物流およびトルエンに富ませた流れを生成する。
【００３２】
他の利点および特徴は、添付した図と合わせて読めば下記の詳細な記述から明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
開示した方法および装置のより完全な理解のため、付随する図においてより詳細に図説された態様に言及するべきであり、ここで：
【図１】図１は、本開示に従って設計された芳香族化合物コンビナートの概略的なブロックフロー図である；
【図２Ａ】図２Ａは、異性化反応器生成物流から、パラキシレン分離区画（吸収チャンバー）からのラフィネートを処理するラフィネートカラムの生成物であるラフィネート流に熱を伝達することにより異性化反応器生成物流を冷却するのに用いられる、一般的な熱交換ネットワークの概略図である；
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１に示したように、異性化反応器生成物流から、パラキシレン分離区画（吸収チャンバー）からのラフィネートを処理するラフィネートカラムの生成物であるラフィネート流に熱を伝達することにより異性化反応器生成物流を冷却するのに用いられる、開示した熱交換ネットワークの概略図である；
【図３Ａ】図３Ａは、パラキシレン蒸留カラムの最下部で生じた脱着剤流を冷却するため、さらにパラキシレン分離区画により生じたラフィネートを処理するラフィネートカラムの最下部で生じた脱着剤流を冷却するため、さらに組み合わせた脱着剤流からパラキシレン仕上げカラムのリボイラーへ熱を伝達することにより組み合わせた脱着剤流を冷却するために用いられる、一般的な熱交換ネットワークの概略図である；
【図３Ｂ】図３Ｂは、蒸留カラムの最下部および、低温パラキシレン分離区画により生じたラフィネートを処理するラフィネートカラムの最下部で生じた組み合わせた脱着剤流を、図１に示したように、組み合わせた脱着剤流から、パラキシレン分離区画の生成物である第１のパラキシレンに富ませた流れへ熱を伝達することにより、および組み合わせた脱着剤流から、異性化流出物分離器の生成物である脱ヘプタン装置カラムへの脱ヘプタン装置供給流に熱を伝達することにより冷却するために用いられる、開示した熱交換ネットワークの概略図である；
【図４Ａ】図４Ａは、パラキシレン仕上げカラムへの供給物として働くであろうパラキシレンに富ませた流れを、パラキシレン仕上げカラムの残液流からパラキシレンに富ませた流れへ熱を伝達することにより加熱するために用いられる、一般的な熱交換ネットワークの概略図である；
【図４Ｂ】図４Ｂは、パラキシレン仕上げカラムへの供給物として働くであろうパラキシレン蒸留カラムから出た第２のパラキシレンに富ませた流れを、図１に示したように、仕上げカラムの最下部で生じたパラキシレン生成物流から第２のパラキシレンに富ませた流れへ熱を伝達することにより加熱するために用いられる、開示した熱交換ネットワークの概略図である；
【図５Ａ】図５Ａは、脱ヘプタン装置への供給流を、ラフィネートカラムにより生じたラフィネート流から熱を伝達することにより、およびパラキシレン分離区画への供給物として働くキシレン類に富ませた供給流から熱を伝達することにより加熱するために用いられる、一般的な熱交換ネットワークの概略図である；
【図５Ｂ】図５Ｂは、脱ヘプタン装置供給物を、図１で図説したように、パラキシレン生成物流から脱ヘプタン装置供給物へ熱を伝達することにより、キシレン類に富ませた流れから脱ヘプタン装置供給物へ熱を伝達することにより、および組み合わせた脱着剤流から脱ヘプタン装置供給物へ熱を伝達することにより加熱するために用いられる、開示した熱交換ネットワークの概略図である；
【図６Ａ】図６Ａは、パラキシレン分離区画への供給物であるキシレン類に富ませた流れを、キシレン類に富ませた流れから脱ヘプタン装置供給流へ熱を伝達することにより、一般的な温度である１７７℃（３５０°Ｆ）まで冷却するために用いられる、一般的な熱交換ネットワークの概略図である；
【図６Ｂ】図６Ｂは、パラキシレン分離カラムへの供給物であるキシレン類に富ませた流れを、図１で図説したように、キシレン類に富ませた流れからパラキシレン分離カラムにより生じた第１ラフィネート流へ熱を伝達することにより、およびキシレン類に富ませた流れから脱ヘプタン装置供給流へも熱を伝達することにより、より低い１５０℃から１６５℃までの範囲の温度まで冷却するために用いられる、開示した熱交換ネットワークの概略図である；
【図７Ａ】図７Ａは、パラキシレン分離区画により生じたパラキシレンに富ませた流れを、この流れをパラキシレン蒸留カラムに入れる前に、パラキシレン蒸留カラムの最下部の脱着剤流からパラキシレンに富ませた流れへ熱を伝達することにより加熱するために用いられる、一般的な熱交換ネットワークの概略図である；
【図７Ｂ】図７Ｂは、パラキシレン分離区画により生じた第１のパラキシレンに富ませた流れを、図１で図説したように、この流れを蒸留カラムに入れる前に、組み合わせた脱着剤流から熱を伝達することにより加熱するために用いられる、開示した熱交換ネットワークの概略図である；
【図８Ａ】図８Ａは、パラキシレン分離区画により生じたラフィネート流を、この流れをラフィネートカラムに入れる前に、蒸留カラムの最下部の脱着剤流からラフィネート流へ熱を伝達することにより加熱するために用いられる、一般的な熱交換ネットワークの概略図である；ならびに
【図８Ｂ】図８Ｂは、パラキシレン分離区画により生じた第１ラフィネート流を、図１で図説したように、この流れをラフィネートカラムに入れる前に、パラキシレン分離カラムへの供給物であるキシレン類に富ませた流れから熱を伝達することにより加熱するために用いられる、開示した熱交換ネットワークの概略図である。
【００３４】
図は必ずしも実物に対して一定の比率ではなく、開示した態様は時に、図式的におよび部分的な視野で図説されていることを理解するべきである。ある場合において、開示した方法および装置の理解に必要ではない、または他の詳細を理解するのを難しくする詳細は省略された可能性がある。もちろん、本開示は本明細書中に図説される個別の態様に限られるわけではないことを理解するべきである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
例として、図１〜８Ｂにおいて与えられた例は、ＳＭＢ吸着−異性化プロセスのループに向けられたものである。言うまでもないが、本開示の概念は、図において開示されるプロセスのループ以外のプロセスのループにも適用できる。プロセスの工程が列挙される順序は、プロセスが直接的に前の工程に依存していない限り、または別途示さない限り重要ではないことにも気づくであろう。
【００３６】
混合されたキシレン類およびエチルベンゼンからのパラキシレンの回収のための擬似移動床（ＳＭＢ）吸着分離法。”混合されたキシレン類”という用語は、エチルベンゼン、パラキシレン、メタキシレン、およびオルトキシレンを含むＣ８芳香族異性体の混合物を指す。上記の表１に示したように、これらの異性体が有する沸点は非常に近接しているため、それらを一般的な蒸留により分離するのは現実的でない。ＳＭＢ吸着分離プロセスは、パラキシレンに選択的な固体ゼオライト吸着剤を用いてパラキシレンを回収する効率的な手段を提供する。現在入手できるＳＭＢ吸着ユニットは、単一パス中の供給物からのパラキシレンを９７重量％を越えて回収し、一方で９９．９重量％以上のパラキシレン生成物の純度を達成するように設計されている。
【００３７】
現在入手できるＳＭＢ吸着ユニットの吸着セクションは１７７℃（３５０°Ｆ）で作動する。驚いたことに、現在用いられている吸着剤を用いた最近の実験研究は、吸着セクションをより低い温度で作動させることでパラキシレンの生産性が向上することを示している；具体的には、一定のサイクル時間の間で、吸着温度が１７７℃未満に低下するにつれて吸着能力が増大し、１つの好ましい吸着温度は１５６℃（３１３°Ｆ）である。もちろん、吸着温度は非常に多くの動作変数に依存しており、１２１℃（２５０°Ｆ）から２０４℃（４００°Ｆ）までの範囲にわたることができ、より好ましい温度は１４９℃（３００°Ｆ）から１７７℃（３５０°Ｆ）までの範囲である。
【００３８】
本開示は、吸着剤の温度を所与の組の動作条件に関して最適化することによって結果として能力の５％の増大をもたらす吸着温度の修正のための手段を提供することにより、ＳＭＢ吸着ユニットからのより大きな生産性をもたらす。このように、本開示は操作者が本明細書で開示される熱交換ネットワークおよび技法を利用してそれらの吸着剤の温度を最適化することを可能にする。
【００３９】
１つの例において、吸着セクションの作動温度を１７７℃未満に下げることはユニット（すなわち、吸着チャンバーならびに抽出物およびラフィネートの分画装置）の設計、および芳香族化合物コンビナート中の他のユニットとの熱統合に直接影響を与える。一般的な熱統合スキームにおいて、影響を受ける熱交換器の面積を増大させることは、減少する温度駆動力のため、経済的でもなければ実現可能でもない。特に、低温での作動による潜在的な経済的利益は、過剰な資本コスト、追加の熱交換表面積および新規のプロセス／ユーティリティの交換器、ならびに作動コスト、（すなわち、追加の高温および低温ユーティリティ）の組み合わせにより、減少するか完全になくなるであろう。例えば、一般的な１７７℃のユニットには、脱着剤流を冷却して吸着チャンバーの作動温度まで下げるための、脱着剤および仕上げカラムのリボイラーの供給の間での熱交換が含まれる。作動温度が１７７℃未満に低下するのに伴って、脱着剤の標的の温度が仕上げカラムのリボイラーの供給の温度に近づくため、熱交換のための温度駆動力は減少してゼロに近づく（すなわち、無限表面積交換器（ｉｎｆｉｎｉｔｅ  ｓｕｒｆａｃｅ  ａｒｅａ  ｅｘｃｈａｎｇｅｒ））。ユニット熱回収ネットワーク中で同様に影響を受ける他の熱交換器には、吸着ユニット−異性化液、吸着ユニットカラム供給物−残液およびラフィネートカラム供給物−残液が含まれる。
【００４０】
キシレン分画、異性化反応器、および吸着セクションを１７７℃未満で作動することと結びつく潜在的な経済的利益を最大化する低温吸着ユニット熱交換ネットワークを開示する。
【００４１】
図１を参照すると、ライン１１に概略的に示される１個以上の供給流を受けることのできる芳香族化合物コンビナート１０が図説されている。供給流には、ナフサ供給原材から芳香族化合物を生み出す改質物コンビナート（示していない）からのあらゆる改質物スプリッターの残液が含まれてよい。供給流１１には同様にトルエンカラム（示していない）の残液流も含まれてよい。一般に、供給流は一般的な粘土処理装置ユニット（これも図１には示していない）中で処理されるであろう。とにかく、供給ライン１１は、エチルベンゼンを含んでいる可能性のある混合されたキシレン類の供給物をキシレンスプリッターカラム１２に送り届ける。キシレンスプリッターカラム１２は、脱ヘプタン装置カラム１４からの残液流を構成するライン１３を通る第２の供給流も受ける。
【００４２】
キシレンカラム１２を参照すると、残液流がライン１５を通って生成し、次いでこれが重い芳香族化合物のカラム（示していない）へ送り届けられる。このように、キシレンスプリッターまたは分離カラム１２は、第１および第２供給流１１、１３からあらゆる残存するＣ９＋物質をキシレンカラム１２の残液ライン１５を通して分離する。ある態様において、全キシレンカラム残液流１５はアルキル交換ユニットへと送られる。キシレンカラム１２からのオーバーヘッド流１６は、キシレン類に富ませた流れ１６を構成し、これはキシレン異性体、エチルベンゼンおよび低濃度のＣ９アルキル芳香族化合物を構成する。キシレン類に富ませた流れ１６はパラキシレン分離区画１７への供給物の１つであり、それ以外の供給物はライン１８を通過する組み合わせた脱着剤流である。再循環された脱着剤流１８には、パラキシレン蒸留区画またはカラム２１およびラフィネート蒸留カラム２２からの缶出液として分離された脱着剤が含まれる。詳細には、パラキシレン蒸留区画２１の残液流２３はラフィネートカラム２２の残液流２４と組み合わされ、ライン１８を通過し、これはパラキシレン蒸留区画２１からの第１脱着剤流およびラフィネートカラム２２からの第２脱着剤流の組み合わせである。
【００４３】
キシレン類に富ませた流れ１６は、パラキシレン分離区画１７中で実施されている吸着分離プロセスに望ましい温度よりも高い温度でキシレンカラム１２を出るであろう。読者は、開示されるプロセスが実質的により低い吸着分離温度（１５６℃ｖ．１７７℃）で作動し、それによりキシレン類に富ませた流れ１６の追加の冷却が必要であることに気づくであろう。本開示は、キシレン類に富ませた流れ１６またはパラキシレン分離区画１７への供給流を、一般的な温度である１７７℃（３５０°Ｆ）と比べてより低い１２１℃から２０４℃までの範囲の温度に冷却するための経済的な手段を提供する。詳細には、キシレン類に富ませた流れ１６は、図１および６Ｂに示したように、熱をキシレン類に富ませた流れ１６からパラキシレン分離区画１７を出たラフィネート流２６へ伝達する第１熱交換器２５を通過する。次いで、キシレン類に富ませた流れ１６を、第２熱交換器２７中で、キシレン類に富ませた流れ１６から流出物分離器３１により生じた脱ヘプタン装置供給流２８へ熱を伝達することにより再び冷却する。パラキシレン分離区画１７は、キシレン類に富ませた流れ１６および組み合わせた脱着剤再循環流１８から第１のパラキシレンに富ませた流れ３２およびラフィネート流２６を生じる。分離器１７、これは効率的な流れの分配のために特殊化した格子またはインターナル（ｉｎｔｅｒｎａｌｓ）により支持された多くの吸収床に分かれた多数の吸収チャンバーを用いている。一般に、分離区画１７は２６組のチャンバーのインターナルを有する２４個のベッドを含むであろう。パラキシレン分離区画１７は吸収チャンバーを連続して含んでいてもよい。
【００４４】
パラキシレン蒸留区画２１に入る前に、熱交換器３３中で第１のパラキシレンに富ませた流れ３２を加熱し、一方で組み合わせた脱着剤供給物１８を冷却する（図３Ｂおよび７Ｂも参照）。キシレン類に富ませた供給流１６に関して上記で述べたように、組み合わせた脱着剤流１８も、一般的な温度である１７７℃（３５０°Ｆ）と比べてより低いパラキシレン分離区画１７の作動温度、すなわち１２１℃から２０４℃までに冷却されなければならない。より低い脱着剤流１８の温度を達成するため、組み合わせた脱着剤流１８は熱交換器３４中でさらに冷却され（図３Ｂも参照）、これは熱を組み合わせた脱着剤流１８から脱ヘプタン装置供給流２８に伝達し、次いでこれは脱ヘプタン装置カラム１４に入れられる。
【００４５】
第１のパラキシレンに富ませた流れ３２の通路に続き、パラキシレン蒸留区画２１は流れ３２から脱着剤を分離し、第２の、より高度に濃縮されたパラキシレン流３５またはパラキシレン抽出流を生じ、次いでこれはパラキシレン仕上げカラム３６に送られる。パラキシレン仕上げカラム３６の中に入れる前に、濃縮されたパラキシレンに富ませた流れ３５を、熱交換器３７中で、パラキシレン生成物流３８から濃縮されたパラキシレン流３５へ熱を伝達することにより加熱する（図４Ｂも参照）。パラキシレン生成物流３８は仕上げカラム３６の缶出液である。より軽いオーバーヘッド流４１には、アルキル交換プロセス（示していない）への供給物として用いることができる残留トルエンが含まれる。パラキシレン生成物流３８は、図１および４Ｂに示したように、熱交換器４２中における脱ヘプタン装置供給流２８の加熱にも用いられている。図４Ｂに示したように、パラキシレン生成物流３８は、４３、４４で示した空冷装置または水冷装置を用いてさらに冷却されてもよい。
【００４６】
ラフィネートカラム２２への供給物として働く第１ラフィネート流２６から追加のパラキシレンを回収してもよく、ここで脱着剤は残液流２４を経由して分離され、第２ラフィネート流４５はラフィネートカラム２２をオーバーヘッド生成物として出る。第２ラフィネート流４５は、流出物再循環流５５と組み合わされて、異性化反応器４６への供給物として働く。異性化反応器４６の中に入れる前に、第２ラフィネート流４５を、熱交換器４７中で異性化反応器生成物流５１から熱を伝達することにより加熱する。第２ラフィネート流は一般に、図１および２Ｂにおける５２に示したボイラーまたは他の加熱ユニット中で再度加熱する必要があるであろう。それに対し、異性化反応器生成物流５１は通常図１および２Ｂにおける５３、５４に示した空冷装置および／または水冷装置を経由することによりさらに冷却される必要が最もありそうであろう。
【００４７】
異性化反応器生成物流５１は、図１に示したように、熱交換器４７および１個以上の冷却装置５３、５４の中で冷却された後、流出物分離器３１への供給物として働き、これは過剰な流出物を再循環流５５の形で分離し、これは圧縮装置５６を通過した後第２ラフィネート流４５と組み合わされる。異性化反応器４６は、パラキシレンが激減したラフィネート流４５中のパラキシレンの平衡値を回復するのに用いられる。こうして、異性化反応器４６中において、メタキシレンおよびオルトキシレンの少なくとも一部がパラキシレンに変換される。さらに、用いる触媒に依存して、残留エチルベンゼンを追加のキシレン類および／または、もし脱アルキル触媒を用いる場合ベンゼンに変換することができる。
【００４８】
流出物分離器３１からの生成物流２８は、脱ヘプタン装置１４の供給物となる。上記で述べたように、パラキシレン生成物流３８から熱を与える熱交換器４２、キシレン類に富ませた流れ１６から熱を与える熱交換器２７および組み合わせた脱着剤流１８から熱を与える熱交換器３４において、脱ヘプタン装置供給物２８は３回加熱することができる。
【００４９】
ここで図２Ｂを参照すると、異性化反応器生成物流５１を冷却し、異性化反応器４６への供給物である第２ラフィネート流４５を加熱する熱交換器４７が図説されている。図２Ａを参照すると、一般的な設計は異性化反応器生成物流５１’を第２ラフィネート流４５’で冷却するが、第２ラフィネート流４５’は脱ヘプタン装置供給物２８’を加熱するのに用いられるため、第２ラフィネート流４５’は熱が激減した状態で熱交換器４７’に到着する。このように、本開示は、組み合わせた脱着剤流１８、キシレン類に富ませた流れ１６およびパラキシレン生成物流３８を、図１に示したように、熱交換器３４、２７、および４２を経由して、脱ヘプタン装置供給物２８のための熱源として用いる。
【００５０】
図３Ｂを参照すると、熱交換器３３および３４を用いた組み合わせた脱着剤流１８の冷却が図説されており、これらはそれぞれ第１のパラキシレンに富ませた流れ３２および脱ヘプタン装置供給物２８に熱を伝達する。それに対し、図３Ａに示したように、脱着剤流２３’および２４’は別々に冷却され、それにより第１のパラキシレンに富ませた流れ３２および第１ラフィネート流２６’の加熱のためにそれぞれ２個の別々の交換器３３ａ’および３３ｂ’を必要とする。ラフィネート流２６をキシレン類に富ませた流れ１６で交換器２５を経由して加熱することにより、追加の交換器３３ｂ’が不要になる。先行技術の組み合わせた脱着剤流１８’は、脱ヘプタン装置供給物２８’またはことによると仕上げカラムのリボイラーラインへ熱を伝達する交換器３４’を経由する追加の冷却処理をなお必要とする。
【００５１】
図４Ｂを参照すると、パラキシレン生成物流３８の冷却が図説されており、生成物流３８は仕上げカラム３６に入る前に、熱交換器３７中で第２のパラキシレンに富ませた流れ３５を加熱するために、さらに熱交換器４２中で脱ヘプタン装置供給流２８を加熱するために用いられる。このネットワークは、単一の交換器３７’のみを含みそれにより空冷装置４３’および水冷装置４４’により重い負担を課す図４Ａに示したネットワークよりも効率的であると考えられる。
【００５２】
図５Ｂを参照すると、熱交換器４２、２７および３４を用いた脱ヘプタン装置供給流２８の加熱が図説されている。図５Ａに示した一般的な配置では、脱ヘプタン装置供給物２８’は、第２ラフィネート流４５’およびキシレン類に富ませた流れ１６’（または吸着分離供給物）を熱源として用いて２回加熱される。
【００５３】
図６Ｂを参照すると、第１ラフィネート流２６および脱ヘプタン装置供給物２８を冷却源として用いるキシレン類に富ませた流れ１６（吸着分離供給物）の冷却が図説されている。図６Ａに示した一般的なシステムでは、脱ヘプタン装置供給物２８’のみが冷却源として、連続する２個以上の交換機２７’と共に用いられている。このアプローチは、キシレン類に富ませた流れ１６を分離器区画１７にとって好ましい作動温度（１５０−１６５℃）まで下げるのに必要な、必要とされる温度低下をもたらさないであろう。
【００５４】
図７Ｂを参照すると、組み合わせた脱着剤流１８を熱源として用いる第１のパラキシレンに富ませた流れ３２の加熱が図説されている。図７Ａに示した一般的な設計では、供給流３２’は既に分離カラム１７’に関してより高い作動温度（１７７℃）にあるため、パラキシレン蒸留カラムの残液流２３’または組み合わせていない脱着剤流のみが抽出カラム供給物３２’を加熱するために用いられている。このように、図７Ａの設計は、分離区画１７のより低い作動温度（１５０−１６５℃）から、１９０℃に近づくパラキシレン蒸留カラム２１にとって必要とされる供給物の温度までの必要とされる上昇をもたらさないであろう。
【００５５】
図８Ｂを参照すると、交換器２５および熱源としてのキシレン類に富ませた流れ１６を用いる第１ラフィネート流２６の予熱が図説されている。それに対し、図８Ａに示した一般的な設計では、ラフィネート残液流２４’を用いてラフィネート供給流２６’を加熱しており、これは１５０から１６０℃までの範囲の作動温度から１９０℃に近づく温度まで加熱される必要があるであろう新規のラフィネート流２６（図８Ｂ）にとって必要とされる温度上昇をもたらさないであろう。
【００５６】
特定の態様のみを示したが、代替案および修正は当業者にとって上記の記述から明らかであろう。これらおよび他の代替案は均等であり、本開示および添付した特許請求の範囲の精神および範囲内であると考えられる。
【符号の説明】
【００５７】
１０  芳香族化合物コンビナート
１１  第１供給流
１２  キシレン分画区画
１３  第２供給流
１４  脱ヘプタン装置カラム
１５  残液ライン
１６  キシレン類に富ませた流れ
１６’  キシレン類に富ませた流れ
１７  パラキシレン分離区画
１７’  分離カラム
１８  脱着剤流
１８’  脱着剤流
２１  パラキシレン蒸留区画またはカラム
２２  ラフィネート蒸留カラム
２３  残液流
２３’  脱着剤流
２４  残液流
２４’  ラフィネート残液流
２５  第１熱交換器
２６  第１ラフィネート流
２６’  第１ラフィネート流
２７  第２熱交換器
２７’  交換器
２８  異性化反応器生成物流
２８’  脱ヘプタン装置供給物
３１  流出物分離器
３２  第１のパラキシレンに富ませた流れ
３２’  第１のパラキシレンに富ませた流れ
３３  第３熱交換器
３３ａ’  交換器
３３ｂ’  交換器
３４  第６熱交換器
３４’  交換器
３５  第２のパラキシレンに富ませた流れ
３６  パラキシレン仕上げカラム
３７  第７熱交換器
３７’  交換器
３８  パラキシレン生成物流
４１  オーバーヘッド流
４２  第５熱交換器
４３  空冷装置または水冷装置
４３’  空冷装置
４４  空冷装置または水冷装置
４４’  水冷装置
４５  第２ラフィネート流
４５’  第２ラフィネート流
４６  異性化反応器
４７  第４熱交換器
４７’  熱交換器
５１  異性化反応器生成物流
５１’  異性化反応器生成物流
５２  ボイラーまたは他の加熱ユニット
５３  空冷装置または水冷装置
５４  空冷装置または水冷装置
５５  流出物再循環流
５６  圧縮装置
【図１】
2010514784.tif 000004
【図２Ａ】
2010514784.tif 000005
【図２Ｂ】
2010514784.tif 000006
【図３Ａ】
2010514784.tif 000007
【図３Ｂ】
2010514784.tif 000008
【図４Ａ】
2010514784.tif 000009
【図４Ｂ】
2010514784.tif 000010
【図５Ａ】
2010514784.tif 000011
【図５Ｂ】
2010514784.tif 000012
【図６Ａ】
2010514784.tif 000013
【図６Ｂ】
2010514784.tif 000014
【図７Ａ】
2010514784.tif 000015
【図７Ｂ】
2010514784.tif 000016
【図８Ａ】
2010514784.tif 000017
【図８Ｂ】
2010514784.tif 000018
【国際調査報告】
2010514784.tif 000019
2010514784.tif 000020