(57)【要約】少なくとも１種の有機化合物を含有する供給ストリームを触媒的に処理するためのプロセスであって、蒸留反応システムであって、この蒸留反応システムの頂部に配置された反応区画と、リボイラおよび／またはガスストリッピング区画とを有する蒸留反応システムを準備するステップであって、このリボイラおよび／またはガスストリッピング区画は、残留物ストリームの少なくとも一部分を気化させて上記残留物ストリームの気化された部分を上記蒸留反応システムの底部に戻すためのものであるステップと、有機物供給ストリームを上記最上部の反応区画の下で蒸留反応システムに導入するステップと、必要に応じて、ガス状反応物質供給ストリームを上記反応区画の最上部の下で上記蒸留反応システムに導入するステップと、オーバーヘッド生成物ストリームの実質的な還流もしくは再循環なく、または所望の生成物を再循環させる可能性があるあらゆる他の液体ストリーム、もしくは還流させることが望ましくない任意の他の化合物を上記最上部の反応区画に供給することなく、オーバーヘッド生成物ストリームを上記最上部の反応区画の上の上記蒸留反応システムの一部から除去するステップとを含む、プロセスが提供される。【選択図】図１
2010510351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種の有機化合物を含有する供給ストリームを触媒的に処理するためのプロセスであって、
ａ）蒸留反応システムであって、前記蒸留反応システムの頂部に配置された少なくとも１つの最上部の反応区画と、リボイラおよび／またはガスストリッピング区画とを有する蒸留反応システムを準備するステップであって、前記リボイラおよび／またはガスストリッピング区画は、残留物ストリームの少なくとも一部分を前記リボイラおよび／または前記ガスストリッピング区画によって気化させて前記残留物ストリームの前記気化された部分を前記蒸留反応システムの底部に戻すためのものであるステップと、
ｂ）有機物供給ストリームを前記最上部の反応区画の下で前記蒸留反応システムに導入するステップと、
ｃ）任意の生成物含有ストリームの実質的な還流もしくは再循環なく、または還流させることが望ましくない任意の他の化合物を前記反応区画の前記最上部の部分に供給することなく、オーバーヘッド生成物ストリームを前記最上部の反応区画の上の前記蒸留反応システムの一部から除去するステップと
を含む、プロセス。
【請求項２】
さらに、ガス状反応物質および／またはストリッピングガス供給を前記最上部の反応区画の下の位置で前記蒸留反応システムに導入するステップを含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記ガス状供給がＨ2である、請求項２に記載のプロセス。
【請求項４】
前記有機物供給ストリームが少なくとも１種のパラフィンを含有する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
前記蒸留反応システムが蒸留区画を備える、請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
前記蒸留反応システムが第２の反応区画を備える、請求項１に記載のプロセス。
【請求項７】
前記最上部の反応区画と前記第２の反応区画との間に配された蒸留区画が存在する、請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
前記蒸留反応システムが前記ガスストリッピング区画を備え、かつ前記有機物供給の少なくとも一部が、前記ガスストリッピング区画の頂部と前記第２の反応区画の底部との間の位置で前記蒸留反応システムに導入される、請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
前記蒸留反応システムが、前記ガスストリッピング区画および／または蒸留区画を備え、かつ前記ストリッピング区画および／または蒸留区画が１種以上の段もしくはパッキングを備える、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記蒸留反応システムが、前記蒸留区画および／またはガスストリッピング区画に位置する１種以上の側方ストリームを備える、請求項５に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記蒸留反応システムが前記ガスストリッピング区画を備え、かつ前記ガス状反応物質供給が、前記ガスストリッピング区画の下の位置で前記蒸留反応システムに導入される、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１２】
さらに、
前記残留物ストリームの前記液体部分を流出液分離器へと導入するステップであって、前記液体残留物ストリームは第１の生成物および第２の生成物に分離されるステップと、
前記流出液分離器の前記第２の生成物を、前記最上部の反応区画の下の位置で前記蒸留反応システムに導入するステップと
を含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１３】
さらに、
前記オーバーヘッド生成物ストリームを流出液分離器に導入するステップであって、前記オーバーヘッド生成物ストリームは第１の生成物および第２の生成物へと分離されるステップと、
前記流出液分離器の前記第２の生成物を、前記最上部の反応区画の下の位置で前記蒸留反応システムに導入するステップと
を含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１４】
さらに、前記供給ストリーム中の前記少なくとも１種の有機化合物を異性化するステップを含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記少なくとも１種の有機化合物がパラフィンである、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１６】
前記パラフィンが、Ｃ5、Ｃ6、Ｃ7、Ｃ8、Ｃ9およびＣ10の炭化水素からなる群から選択される、請求項１５に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記少なくとも１種の有機化合物がＣ7パラフィンである、請求項１６に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化合物の触媒的蒸留用装置、より具体的には、少なくとも１種の有機化合物を含有する供給ストリームを触媒的に処理するためのプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
同時に化学反応を実施して、反応生成物を分離するために蒸留塔内で触媒を使用することはかなり長い間行われてきた。この触媒的蒸留塔反応器の使用は、液相での可逆反応に対して特によく役に立つ。この組合せは、沸点差から生じる分別蒸留によって液相の反応物質から反応生成物を迅速に分離することに起因して、有用である。従って、逆反応は抑制される。それは、生成した１種以上の化合物が、それが反応混合物中に留まると悪影響を引き起こす液相反応に対しても有用である。それゆえ、かかる成分を迅速にその反応混合物から除去することが有益である。
【０００３】
反応混合物の選択された成分を触媒的蒸留において反応帯から除去することは、それら成分の相対的な揮発性物が大きく異なる場合には、迅速である。しかしながら、この利点は、より高い揮発性成分を反応帯に戻す分留の還流によって、またはより低い揮発性成分を反応帯に戻すリボイラによって、その選択された成分が反応帯へと戻ることで、かなりの程度、減少される可能性がある。それら成分の相対的揮発性が１．０に近い場合は特にそうである。
【０００４】
例示的な用途では、ますます厳しくなる規制が、モーター用燃料から芳香族化合物を除去するための精製装置に対して圧力をかけている。直鎖炭化水素を高オクタン、分枝パラフィンへと骨格異性化することは、芳香族化合物の除去に伴うオクタン損失を補うための有効なルートである。ｎ−ヘプタンまたはモノ分枝Ｃ7パラフィンを、モーター用燃料のオクタンに良好な寄与を提供するために使用することができるジ分枝Ｃ7パラフィンまたはトリ分枝Ｃ7パラフィンに変換することは望ましい。例えば、下の表１は、Ｃ7パラフィンについてのオクタン価（ＲＯＮ）を示す。
【０００５】
表１
【表１】
2010510351.tif 000003
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ｎ−ヘプタンの異性化は、多くの理由から困難であることが分かっている。第１に、このＣ7異性体の揮発性がｎ−ヘプタンの揮発性に近く（表１を参照）、このため分離がより困難となる。第２に、従来の異性化触媒は、そのＣ7化合物の望ましくないクラッキングを生じる傾向もある。所望の異性体を蒸留反応システム（ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｖｅ  ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）容器からより速く分離および除去することを提供する蒸留反応システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
少なくとも１種の有機化合物を含有する供給ストリームを触媒的に処理するためのプロセスが本願明細書に提供される。このプロセスは、（ａ）蒸留反応システムであって、この蒸留反応システムの頂部に配置された少なくとも１つの最上部の反応区画と、リボイラおよび／またはガスストリッピング区画とを有する蒸留反応システムを準備するステップであって、このリボイラおよび／またはガスストリッピング区画は、残留物ストリームの少なくとも一部分を気化させてこの残留物ストリームの気化された部分を上記蒸留反応システムの底部に戻すためのものであるステップと、（ｂ）有機物供給ストリームを上記最上部の反応区画の下で上記蒸留反応システムに導入するステップと、（ｃ）任意の生成物含有ストリームの実質的な還流もしくは再循環なく、または還流させることが望ましくない任意の他の化合物を上記最上部の反応区画に供給することなく、オーバーヘッド生成物ストリームを上記最上部の反応区画の上の上記蒸留反応システムの一部から除去するステップとを含む。必要に応じて、ガス状反応物質供給ストリームは、またはこの最上部の反応区画の下でこの蒸留反応システムに導入することができる。
【０００８】
このプロセスは、有利に、高揮発性成分が反応区画の最上部の部分に戻ること、および所望の生成物の結果として起こる望ましくないクラッキングを防止する。
【０００９】
本発明の種々の他の特徴、態様、および利点は、以下の例示的な実施形態の詳細な説明および添付の特許請求の範囲を参照して、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の例示的実施形態の概略的なプロセス流れ図である。
【図１Ａ】本発明の別の例示的実施形態の概略的なプロセス流れ図である。
【図１Ｂ】本発明の別の例示的実施形態の概略的なプロセス流れ図である。
【図２】本発明のさらに別の例示的実施形態の概略的なプロセス流れ図である。
【図３】本発明のさらに別の例示的実施形態の概略的なプロセス流れ図である。
【図３Ａ】本発明の別の例示的実施形態の概略的なプロセス流れ図である。
【図４】本発明のなおさらに別の例示的実施形態の概略的なプロセス流れ図である。
【図４Ａ】本発明の別の例示的実施形態の概略的なプロセス流れ図である。
【図４Ｂ】本発明の別の例示的実施形態の概略的なプロセス流れ図である。
【図５】本発明のさらに別の例示的実施形態の概略的なプロセス流れ図である。
【図６】本発明のさらに別の例示的実施形態の概略的なプロセス流れ図である。
【図６Ａ】本発明のなおさらに別の例示的実施形態の概略的なプロセス流れ図である。
【図７】本発明のさらに別の例示的実施形態の概略的なプロセス流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の説明では、類似の数字は本発明の類似の特徴を表す。
【００１２】
本発明の例示的実施形態によれば、少なくとも１種の有機化合物を含有する供給ストリームを触媒的に処理するためのプロセスであって、蒸留反応システムであって、この蒸留反応システムの頂部に配置された反応区画と、リボイラおよび／またはガスストリッピング区画とを有する蒸留反応システムを準備するステップであって、このリボイラおよび／またはガスストリッピング区画は、残留物ストリームの少なくとも一部分を気化させて上記残留物ストリームの気化された部分を上記蒸留反応システムの底部に戻すためのものであるステップと、有機物供給ストリームを上記最上部の反応区画の下で蒸留反応システムに導入するステップと、必要に応じて、ガス状反応物質供給ストリームを上記反応区画の最上部の下で上記蒸留反応システムに導入するステップと、オーバーヘッド生成物ストリーム、または所望の生成物を再循環させる可能性があるあらゆる他の液体ストリームの実質的な部分をまったく還流させることなく、または還流させることが望ましくない任意の他の化合物を上記反応区画の最上部の部分に供給することなく、オーバーヘッド生成物ストリームを上記反応区画の上の上記蒸留反応システムの一部から除去するステップとを含む、プロセスが提供される。
【００１３】
ここで図１のプロセス流れ図を参照すると、本発明の例示的実施形態は、少なくとも１種のパラフィンの異性化のための蒸留反応システム１０を含むシステム１０１備える。蒸留反応システム１０は、反応区画１１の上で任意の実質的な還流がない反応区画１１を備える。この反応区画１１は、少なくとも１つの触媒床を備える。
【００１４】
この例示的な応用のために適切な触媒は、所望の反応に対して適切であることが当該技術分野で公知の任意の従来の触媒であってよい。例えば、パラフィンの異性化のための有用な触媒は、式
Ｒ1／Ｒ4／Ｒ2−Ｒ3
（式中、Ｒ1は金属、金属合金、またはバイメタル系であり、Ｒ2は任意の金属ドーパントであり、Ｒ3は金属酸化物または任意の金属酸化物の混合物であり、Ｒ4はＷＯx、ＭｏＯx、ＳＯ4-2またはＰＯ4-3であり、ｘは２もしくは３、またはそれらの間の任意の分数である）に対応する。この種の触媒は、米国特許第６，７６７，８５９号に開示され記載されている。この特許文献の内容全体を参照により本願明細書に援用する。
【００１５】
この触媒は、任意の適切な形態（例えば粉末、ペレット、リング、押し出し成形品、球など）にあってもよい。本発明の例示的実施形態によれば、反応区画１１の触媒床は、蒸留「パッケージング」になっている触媒の固定床である。
【００１６】
異性化できる少なくとも１種のパラフィンを含む炭化水素供給は、供給ストリームＦ−１および／またはＦ−２を介して蒸留反応システム１０に導入される。少なくとも１種のパラフィンを含む炭化水素供給は、液体および／または蒸気として蒸留反応システム１０に導入することができる。このパラフィンは、モーター用燃料のためのオクタン寄与（ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を得るための異性化のこの例では、ｎ−ヘプタン、２−メチルヘキサン、３−メチルヘキサン、３−エチルペンタン、あるいはＣ5、Ｃ6、Ｃ7、Ｃ8、および／もしくはＣ9、Ｃ10、Ｃ11のノルマルパラフィンまたは一置換パラフィンのいずれかからなる群から選択されてよい。
【００１７】
この異性化の例では、ストリッピングガスとしての役割も果たすガス状反応物質供給Ｈ2（これは、他の構成成分も含んでよい）は、供給ストリームＦ−２および／またはＦ−１を介して蒸留反応システム１０に供給される。
【００１８】
残留物ストリーム２１は、蒸留反応システム１０の下方部分から引き抜かれ、リボイラＢに送られ、そこでこの残留物ストリームの少なくとも一部分は気化されて、ライン２２を介して蒸留反応システム１０の下方部分に戻される。残留物ストリーム２１の気化されなかった部分は、ライン２３を介して液体として引き抜かれてよい。
【００１９】
オーバーヘッドストリーム２４は、蒸留反応システム１０１の頂部から引き抜かれる。しかしながら、オーバーヘッドストリーム２４の任意の実質的な部分の還流は起こらない。つまり、より高揮発性の所望の生成物の出口を邪魔することを回避するため、および所望の生成物の任意の望ましくない反応（例えば、クラッキング）を最小にするために、オーバーヘッドストリーム２４は実質的にまったく蒸留反応システムの頂部に戻されることはなく、凝縮および内部還流を引き起こす実質的な冷却もまったくなく、反応区画１１への還流の戻り（ｒｅｆｌｕｘ  ｄｏｗｎ）を引き起こすようなやり方で反応区画１１の上に供給される実質的な他の液体ストリームもまったくない。
【００２０】
この異性化プロセスは、典型的には、ｎ−ヘプタンなどのｎ−パラフィンをモノ分枝イソヘプタンに変換する。このモノ分枝イソヘプタンは、さらに、ジ分枝Ｃ7パラフィンおよびトリ分枝Ｃ7パラフィンへと異性化される。
【００２１】
例として、Ｆ−１および／またはＦ−２の供給ストリームは、ｎ−ヘプタン（付随する化合物も含まれる）である。残留物ストリーム２１は、未反応のｎ−ヘプタンおよび非常に少量の重質の反応副生成物およびｎ−ヘプタンほどに重質であるかまたはそれより重質であった任意の供給化合物（例えば、ジメチルシクロペンタン、メチルシクロヘキサン、トルエン、Ｃ８＋炭化水素）、およびある量の、ｎ−ヘプタンよりもわずかに軽質の炭化水素（例えば、メチルヘキサン）を含有する。リボイラは、ストリーム２２を、ストリーム２１中のより軽質の化合物（すなわち、ジメチルシクロペンタン、メチルヘキサンおよびさらに軽質のもの）とともに、所望量のｎ−ヘプタン（リボイリングが増加する場合にはより高い割合（％）が戻される）を含んで戻し、他方で最も重質の化合物をストリーム２３で送り出す。ストリーム２３は、ｎ−ヘプタンよりも重質の化合物（重質の反応副生成物、Ｃ８＋炭化水素、トルエン、メチルシクロヘキサン）、いくらかの量のｎ−ヘプタンおよびさらに何らかの量のメチルヘキサン（およびエチルペンタンおよびジメチルシクロペンタン）を含み、極端な「全リボイル」では、ストリーム２３は、ゼロフローとなる可能性があり、ストリーム２２は、ストリーム２１のすべてを蒸留反応システム１０に戻す。最も軽質の化合物は蒸留反応システム１０を登り、ストリーム２４を通って離れる。これは、残存するＨ2、軽質のクラッキング生成物（主に、プロパンおよびイソブタン）、Ｃ５−Ｃ７イソパラフィン（最も所望の多種のイソヘプタン生成物を含み、これらは蒸留反応システム１０の頂部から素早く除去することが求められる）、任意のｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ベンゼンおよびシクロヘキサン、加えて何らかの量のメチルヘキサン（およびエチルペンタンおよびジメチルシクロペンタン）およびさらにはいくらかのｎ−ヘプタンを含む。Ｃ７パラフィンについて表１に列挙された沸点から、２，３−ジメチルペンタンは２−メチルヘキサンと一緒に蒸留されることが分かる。
【００２２】
オーバーヘッド生成物、または所望の生成物を再循環させる可能性がある任意の他の液体ストリーム、または還流させることが所望されない任意の他の化合物の実質的な還流がなく蒸留反応システムで異性化プロセスを実施することで、生成物は素早く除去され、これにより、実質的な望ましくないクラッキングが防止される。（ｎ−パラフィンからモノ分枝イソパラフィンへの）第１の反応ステップの生成物の一部分を戻すことが所望されるかも知れないが、このプロセスは、還流が実施される場合よりも（モノ分枝化合物からジ分枝化合物およびトリ分枝化合物への）第２のステップに対して良好な結果をもたらす。
【００２３】
さらに、反応区画をオーバーヘッド還流と連結していないことで、反応条件を最適化するためのより多くの融通性が得られる。例えば、還流およびリボイルの両方を伴う従来のプロセスでは、分留塔の中心部での混合物の気化の割合（％）は、分留機能に固有の相対的に狭い範囲（約５０％）に限定されるであろう。実質的な還流がない本発明の操作は、例えば、１０％〜８０％の任意の気化レベルで行うことができ、例えば７０％〜８０％の高気化レベルでは、（ａ）流体力学的恩恵、および（ｂ）気相へのそして反応帯から外へのより高い揮発性成分（例えば、生成物であるイソヘプタン異性体）の高められた移動の両方に起因して、改善された反応結果を提供することができる。より低い揮発性成分（例えば、供給ｎ−ヘプタン）は、液相でより濃縮され、それらの反応はより高い揮発性成分の反応よりも高まる。高沸騰性の混合相系は、液相と気相との間の、およびまた乱れによって引き起こされる強い混合による液相内での物質移動の高まりに起因して、動きの少ない混合相系よりも流体力学的に有利である（より強固な反応を提供する）。圧力、温度、異なる供給の比率などの反応条件もまた、蒸留条件に適合するように制約されずに、最適化することができる。
【００２４】
あるいは、図１Ａに示すように、システム１０２は、リボイラＢの代わりにガスストリッピング区画１３を有する蒸留反応システム１０Ａを備える。
【００２５】
ストリッピング区画１３は、泡鐘段（ｂｕｂｂｌｅ  ｃａｐ  ｔｒａｙ）、網目板などの１種以上の段を備えてよい。蒸留塔に適切な段は当該技術分野で周知であり、それらを本発明で用いることができる。あるいは、ストリッピング区画１３は、不活性材料（セラミックまたは金属リング、鞍型（ｓａｄｄｌｅ）、ペレット、構造化されたパッキングなど）が充填された床であってよい。
【００２６】
ストリッピングガスは、供給ストリームＦ−１を介する可能なさらなるガスとともに、供給ストリームＦ−２を介して蒸留反応システム１０Ａに導入される。ガス状反応物質供給は、供給ストリームＦ−２および／またはＦ−１を介して１つ以上の場所で蒸留反応システム１０Ａに導入されてよい。好ましくは、このガス状反応物質供給の実質的にすべて、または少なくとも一部分は、ストリッピング区画１３の底部、もしくはその下で蒸留反応システム１０Ａに導入され、ストリッピングガスならびに異性化反応物質としての機能を果たす。
【００２７】
少なくとも１種のパラフィン系炭化水素を含む１種以上の炭化水素供給ストリームは、供給ストリームＦ−１および／またはＦ−２を介して蒸留反応システム１０Ａに導入される。炭化水素供給ストリーム（複数も可）のすべてまたは一部分は、ストリッピング区画１３の頂部、下、または中間部で蒸留反応システム１０Ａに導入することができる。炭化水素供給ストリーム（複数も可）の好ましい位置（複数も可）は、そ（れら）の組成に依存する。供給ストリーム（複数も可）Ｆ−１およびＦ−２は、液体（複数種も可）および／または蒸気（複数種も可）として導入することができる。
【００２８】
必要に応じて、側方ストリーム（複数も可）（示さず）を使用して、ストリッピング帯１３の頂部、中間部および／または底部などの位置で蒸留反応システム１０Ａから、選択された炭化水素成分（複数種も可）を引き抜くことができる。
【００２９】
図１Ｂを参照すると、別の例示的な実施形態によれば、システム１０３は、ストリッピング区画１３を有する蒸留反応システム１０Ａを備え、またリボイラＢも有する。
【００３０】
図２を参照すると、さらに別の例示的な実施形態によれば、システム１０４は、（システム１０１−１０３のいずれかのように）ストリッピング区画１３および／またはリボイラＢを有する蒸留反応システム１０Ａを備え、さらに、第１の流出液２６および第２の流出液２７が引き抜かれるところであるオーバーヘッド流出液分離器２５を備える。蒸留反応システム１０Ａからのオーバーヘッドストリーム２４は、反応区画１１の上での実質的な還流はまったくなしにオーバーヘッド流出液分離器２５に送られる。オーバーヘッド流出液分離器２５、および後述する流出液分離器のいずれかは、蒸留塔、モレキュラーシーブなどであってよい。第１の流出液２６は、所望の生成物を含有する。第２の流出液２７は、未変換のおよび／または部分的に変換されたパラフィンを含有する。それは、オーバーヘッド流出液分離器２５から引き抜かれ、反応区画１１の下で供給ストリームＦ−１を介して蒸留反応システム１０Ａに戻される。あるいは、第２の流出液２７は、（他の供給とは別に）供給ストリームＦ−２またはＦ−３を介して戻される。
【００３１】
図３に示すように、別の実施形態では、システム１０５は、ストリッピング区画１３および／またはリボイラＢを有し、（システム１０１−１０４のいずれかのような）オーバーヘッド流出液分離器２５を有するかまたは有しない蒸留反応システム１０Ａを備え、さらに、ストリーム２３を介してリボイラＢに連結された別の（残留物）流出液分離器３０を備える。残留物流出液分離器３０は、第１の流出液３１および第２の流出液３２を含む。第１の流出液３１は、低揮発性供給および／またはパージされる必要がある副生成物化合物を含む。第２の流出液３２は、さらなる反応のために再循環することが求められ、かつＦ−１および／またはＦ−２（またはＦ−３）を介して蒸留反応システム１０Ａに戻される低揮発性化合物を含有する。
【００３２】
ここで図３Ａを参照すると、システム１０６は、蒸留反応システム１０Ａ、リボイラＢ、および１つの複合流出液分離器３６を備える。蒸留反応システム１０Ａからのオーバーヘッドストリーム２４およびリボイラＢからの残留物ストリーム２３の一部分またはすべては、別々に流出液分離器３６に供給され、かつ／または流出液分離器３６に供給されるストリーム３４へと混合される。流出液分離器３６からの第１の流出液３５は、さらなる処理のために送られる。流出液分離器３６からの第２の流出液３７は、Ｆ−１および／またはＦ−２（またはＦ−３）を介して蒸留反応システム１０Ａに戻される。
【００３３】
ここで図４を参照して、少なくとも１種のパラフィンの異性化についてのプロセス流れ図は、最上部の反応区画４７および下方反応区画４５を有する蒸留反応システム４０を備えるシステム１０７を描写する。反応区画４５および４７の各々は、少なくとも１種の触媒床を備える。
【００３４】
この例示的な実施形態で用いることができる適切な触媒は、本願明細書上記に記載されている。別の例示的な実施形態によれば、反応区画４５および／または４７の触媒床は、蒸留「パッケージング」の触媒の固定床である。２つ（またはこれより多く）の床についての触媒は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００３５】
蒸留反応システム４０は、さらに反応区画４５と反応区画４７との間に蒸留区画４６を備えてよい。蒸留区画４６は、泡鐘段、網目板などの１つ以上の段、またはパッキングを備えてよい。さらに、本発明で用いることができる適切な段またはパッキングは、当該技術分野で周知の触媒的蒸留塔で使用される任意の段またはパッキングである。あるいは、反応区画４５と反応区画４７との間に蒸留区画４６はまったくなくてもよい。
【００３６】
少なくとも１種のパラフィンを含有する供給ストリームは、供給ストリームＦ−１、Ｆ−２、Ｆ−３および／またはＦ−４を介して蒸留反応システム４０に導入される。供給Ｆ−１は、蒸留区画４６の上で蒸留反応システム４０に導入されてもよい。供給Ｆ−２は、蒸留区画４６の下、またはその中間点であるが反応区画４５の上で蒸留反応システム４０に導入されてもよい。供給Ｆ−３およびＦ−４は、反応区画４５の下で蒸留反応システム４０に導入されてもよい。好ましい実施形態では、供給ストリームはＦ−１および／またはＦ−２を介して蒸留反応システム４０に導入され、下方反応区画４５は第１段階反応器であり、上方反応区画４７は第２段階反応器である。少なくとも１種のパラフィンを含有する供給ストリームは、液体および／または蒸気として蒸留反応システム４０に導入される。
【００３７】
必要に応じて、１種以上の側方ストリームＳ−１を使用して、所望の生成物を引き抜くか、またはそうしなければこの帯または隣接する帯に蓄積するかも知れない化合物を蒸留反応システム４０の蒸留区画４６からパージすることができる。
【００３８】
ガス状反応物質ストリームおよび／またはストリッピングガスは、供給ストリームＦ−１、Ｆ−２、Ｆ−３および／またはＦ−４を介して蒸留反応システム４０に導入される。第１の好ましい実施形態では、ガス状反応物質ストリームは、Ｆ−３および／またはＦ−４を介して蒸留反応システム４０に導入され、第２の好ましい実施形態では、Ｆ−１および／またはＦ−２を介したさらなる量とともにＦ−３および／またはＦ−４を介して導入される。
【００３９】
残留物ストリーム４１は、蒸留反応システム４０の下方部分から引き抜かれてリボイラＢに送られ、そこでこの残留物ストリームの一部分は気化されて、ライン４２を介して蒸留反応システム４０の下方部分に戻される。残留物ストリーム４１の気化されなかった部分は、ライン４３を介して液体として引き抜かれる。
【００４０】
オーバーヘッドストリーム４８は、実質的に還流なしに蒸留反応システム４０の頂部から引き抜かれる。換言すれば、任意の望ましくない反応（例えば、クラッキング）を最小にするために、オーバーヘッドストリーム４８、または所望の生成物を再循環させかねない任意の他の液体ストリーム、または還流させることが所望されない任意の他の化合物の実質的にいずれも、上方反応区画４７の上で蒸留反応システム４０の頂部に戻されることはなく、凝縮および内部還流を引き起こす実質的な冷却もまったくなく、反応区画４７への還流の戻り（ｒｅｆｌｕｘ  ｄｏｗｎ）を引き起こすようなやり方で反応区画４７の上に供給される実質的な他の液体ストリームもまったくない。
【００４１】
一実施形態では、システム１０７を利用する異性化プロセスは、典型的には、反応区画４５でｎ−ヘプタンなどのパラフィンをモノ分枝イソヘプタン（いくつかのさらなる異性体を含む）に変換し、次いで反応区画４７でモノ分枝イソヘプタンをジ分枝Ｃ7パラフィンおよびトリ分枝Ｃ7パラフィンに異性化する。オーバーヘッドの実質的な還流なしに蒸留反応システムでパラフィン（複数種も可）を処理することで、生成物を蒸留反応システムから素早く除去することが可能になり、これによって生成物、特に最終のほとんど異性化した最高オクタンのイソパラフィンのあらゆる望ましくないクラッキングが最小になる。
【００４２】
ここで図４Ａを参照すると、システム１０８は、２つの反応区画４５および４７ならびにリボイラＢ（システム１０７のように）を有する蒸留反応システム４０を備え、また第１の流出液Ｅ１および第２の流出液Ｅ２を有するオーバーヘッド流出液分離器５０Ａをも有する。蒸留反応システム４０からのオーバーヘッドストリーム４８はオーバーヘッド流出液分離器５０Ａに送られる。第１の流出液Ｅ１は所望の生成物を含有する。
【００４３】
第２の流出液Ｅ２は、変換されなかったおよび／または部分的に変換されたパラフィンを含有する。それはオーバーヘッド流出液分離器５０Ａから引き抜かれ、Ｆ−１、Ｆ−２、Ｆ−３および／またはＦ−４を介して蒸留反応システム４０に戻される。
【００４４】
ここで図４Ｂを参照すると、システム１０９は、２つの反応区画４５および４７を有し、かつリボイラ４１の代わりに、底部蒸留区画４９として示されるガスストリッピングを有する蒸留反応システム４０Ａを備える。必要に応じて、側方ストリームＳ−１および／またはＳ−２を使用して、下方反応区画４５の上または下から、生成物として、または堆積を回避するためにパージする必要がある成分（複数種も可）を引き抜くことができる。
【００４５】
図５は、本発明のさらに別の例示的実施形態の概略的なプロセス流れ図である。図５を参照すると、システム１１０は、反応器区画４５および４７、蒸留区画４６および４９、ならびにリボイラＢを有する蒸留反応システム４０Ａを備える。システム１１０はまた、流出液分離器５０Ａおよび５０Ｂをも備える。オーバーヘッド流出液分離器５０Ａと蒸留反応システム４０Ａとの関係は、図４Ａ（システム１０８）に関して本願明細書中上記で考察した関係と同様であり、ここでは繰り返さない。
【００４６】
システム１１０では、蒸留反応システム４０ＡのリボイラＢからの液体ストリーム４３は、第１の流出液Ｅ３および第２の流出液Ｅ４を有する残留物流出液分離器５０Ｂに導入される。第１の流出液Ｅ３は、パージされる必要がある低揮発性供給および／または副生成物化合物である。流出液分離器５０Ｂの第２の流出液Ｅ４は、さらなる反応のために再循環することが求められ、かつＦ−１、Ｆ−２、Ｆ−３および／またはＦ−４を介して蒸留反応システム４０Ａに戻される低揮発性化合物（複数種も可）を含有する。
【００４７】
ここで図６を参照すると、ナフサを異なる沸点範囲を有する複数の構成成分に分離して、図１〜図５に関して本願明細書中で上述したプロセスのうちの１つ以上を使用して構成成分の１種以上を異性化するシステム１１１が示される。特に、分離器５１は、ストリーム５２を介してナフサを含有するストリームを供給される。ナフサは、Ｃ5〜Ｃ10炭化水素構成成分またはその一部を含む。ナフサの複数の構成成分は、生成物ストリーム５３、５４および５５を介して分離器５１から引き抜かれ、これらの生成物ストリームの各々は異なる組成および沸点範囲を有する。生成物ストリーム５３、５４および５５は、それぞれ、処理器５６Ａ、５６Ｂおよび５６Ｃに導入される。処理器５６Ａ、５６Ｂおよび５６Ｃのうちの少なくとも１つ以上は、図１〜図５に関して本願明細書中で上述したプロセスのうちの１つを使用する。
【００４８】
別の例示的な実施形態によれば、生成物ストリーム５３、５４および５５は、それぞれ、主にＣ5−Ｃ6構成成分、Ｃ7−Ｃ8構成成分およびＣ9−Ｃ10構成成分を含む。一実施形態では、生成物ストリーム５３、５４および５５は、それぞれ処理器５６Ａ、５６Ｂおよび５６Ｃに導入され、そこで、上記プロセスは独立に、図１〜図５に関して上述したプロセスのいずれかから選択される。第２の実施形態では、処理器５６Ａ、５６Ｂおよび５６Ｃのうちの少なくとも１つは上記の処理器のうちの１つから選択され、他はＣ5−Ｃ6、Ｃ7−Ｃ8またはＣ9−Ｃ10構成成分のいずれかの異性化のための任意の公知の従来の方法から選択されるか、またはこの他のストリームは、適切な場合、まったく異なる処理（例えば、異性化ではない）に供されてよい。
【００４９】
ここで図６Ａを参照すると、別の例示的な実施形態によれば、システム１１２はシステム１１１と類似しているが、さらに図６Ａに示すような第１の生成物ストリーム６１および第２の生成物ストリーム６２を有する流出液分離器６０を備える。流出液分離器６０の第２の生成物は、処理器５６Ａ、５６Ｂおよび５６Ｃへの再循環のためにストリーム６２を介して供給分離器５１に導入される。あるいは、各処理器は、それ自身の流出液分離器（複数も可）を有して再循環してもよい。さらにあるいは、流出液分離器および供給分離器は、複合されていてもよい。
【００５０】
ここで図７を参照すると、システム１１３は、１種以上の蒸留反応ユニットに送るための供給化合物の分離を含む種々の選択肢を描写する。それは少なくとも１種の分離器システム７０を備える。分離器システム７０は、１つの分離器ユニットであってもよいし、それは複数の分離器を含むシステムであってもよいし、分別蒸留および／または例えば吸着もしくは浸透による物理的分離、を利用する分離器（複数も可）からなっていてもよい。分離器システム７０への供給は１つのストリームであってもよいし、それはいくつかのストリーム、例えば、図７に描かれるようなストリーム７１、７２、７３であってもよい。分離器システム７０は、少なくとも２種の流出液を生成する。図７では、システム７０は、流出液ストリーム、７４、７５、．．．８０を生成するとして描かれている。
【００５１】
分離器システム７０の例は、例えば、
ストリーム７４：主に、ペンタンおよびイソヘキサン
ストリーム７５：主に、ｎ−ヘキサン
ストリーム７６：主に、環状Ｃ６およびＣ７イソパラフィン
ストリーム７７：主に、ｎ−ヘプタン
ストリーム７８：主に、環状Ｃ７およびＣ８イソパラフィン
ストリーム７９：主に、ｎ−オクタン
ストリーム７８：主に、環状Ｃ８およびＣ９＋化合物
へのＣ５＋ナフサストリームの分離である。
【００５２】
かかる分離は絶対的なものではないし（すなわち、いくつかの隣接する化合物が各ストリームに存在するであろう）、また、これを認識すれば、かかる分離は、［ａ］蒸留ユニット（複数も可）のみ；［ｂ］蒸留ユニット（複数も可）、次いで物理的分離ユニット（複数も可）；および［ｃ］物理的分離ユニット（複数も可）次いで蒸留ユニット（複数も可）を含めた種々の可能な手法によって、成し遂げられ得ることは、理解されるであろう。
【００５３】
本発明のこの実施形態では、ストリーム７４−８０の１つ以上は、図１〜図５に関して本願明細書中で上述したプロセスのうちの１つに供給される。図７では、ストリーム７５、７７および７９は、それぞれ各々それ自身の別々の処理器８１Ａ、８１Ｂおよび８１Ｃに導入され、そこでプロセスは、独立に、図１〜図５に関して上述したプロセスのうちのいずれかから選択されることが描かれている。あるいは、少なくとも１種が上記のものであれば、処理器８１Ａ、８１Ｂおよび８１Ｃのすべてが上記のものであることは必要ではない。例えば、他の処理器は、上記構成成分の異性化のための任意の公知の従来の方法から選択することができるし、またはそのストリームは、適切な場合、まったく異なる処理（例えば、異性化ではない）に供されてよい。
【００５４】
図７では、処理器８１Ａ、８１Ｂおよび８１Ｃからの流出液がストリーム８２Ａ、８３Ａ、８２Ｂ、８３Ｂ、８２Ｃ、および８３Ｃで、さらなる処理に送られることが描かれている。図１〜図５を参照すると、これらのストリームの各々は、処理器ユニット８１Ａ、８１Ｂおよび８１Ｃ内の分離および／または組合せ後の正味の流出液ストリームであることは理解されるであろう。
【００５５】
さらなる選択肢として、処理器８１Ａ、８１Ｂおよび８１Ｃからの流出液のいずれも、全体を、または一部を分離器システム７０に再循環させることができる。これは、ストリーム８４Ａ、８５Ａ、８４Ｂ、８５Ｂ、８４Ｃおよび／または８５Ｃを介して描かれている。
【００５６】
供給分離および組合せについての代替形態に関するなお別の選択肢は、上記ストリーム、例えば、ストリーム７７および７９、または別の供給源からのストリームの２種以上を混合して、その混合された供給を処理する蒸留反応ユニットに供給することである。
【００５７】
上記の記載は多くの具体例を含んでいるが、これらの具体例は、本発明を限定するものとして解釈されるべきではなく、単に本発明の好ましい実施形態の例示として解釈されるべきである。当業者は、添付の特許請求の範囲によって画定される本発明の範囲および趣旨に含まれる多くの他の実施形態を想起するであろう。
【図１】
2010510351.tif 000004
【図１Ａ】
2010510351.tif 000005
【図１Ｂ】
2010510351.tif 000006
【図２】
2010510351.tif 000007
【図３】
2010510351.tif 000008
【図３Ａ】
2010510351.tif 000009
【図４】
2010510351.tif 000010
【図４Ａ】
2010510351.tif 000011
【図４Ｂ】
2010510351.tif 000012
【図５】
2010510351.tif 000013
【図６】
2010510351.tif 000014
【図６Ａ】
2010510351.tif 000015
【図７】
2010510351.tif 000016
【国際調査報告】
2010510351.tif 000017
2010510351.tif 000018