(57)【要約】  エチルベンゼンと、少なくとも１つの他のＣ８芳香族化合物とを含む混合物からのエチルベンゼンの蒸留分離のための方法であって、抽出溶媒の存在下、蒸留塔内で前記混合物を蒸留する工程を含み、蒸留塔が準大気圧で運転されることを特徴とする方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチルベンゼンと、少なくとも１つの他のＣ８芳香族化合物とを含む混合物からエチルベンゼンを蒸留分離する方法であって、抽出溶媒の存在下、蒸留塔内で前記混合物を蒸留する工程を含み、前記蒸留塔が準大気圧で運転されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記抽出溶媒が、１５０℃を超える沸点を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記抽出溶媒が、Ｃｌ含有化合物、Ｓ含有化合物、Ｎ含有化合物、Ｏ含有化合物及びこれらの混合物から選択される有機化合物を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記Ｃｌ含有化合物が、２，４−ジクロロベンゼン、１，２，３−トリクロロベンゼン、１，２，４−トリクロロベンゼン、１，２，４，５−テトラクロロベンゼン、ポリクロロベンゼン、ベンゼンヘキサクロリド、２，３，４，６−テトラクロロフェノール、１，２，３−トリクロロプロパンから選択される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記Ｓ含有化合物が、ジメチルスルホキシド、スルホラン、メチルスルホラン及びこれらの混合物から選択される、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記Ｎ含有化合物が、Ｎ−ホルミルモルホリン、アニリン、２−ピロリジノン、キノロン、ｎ−メチル−２−ピロリドン、ｎ−メチルアニリン、ベンゾニトリル、ニトロベンゼン及びこれらの混合物から選択される、請求項３から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記Ｏ含有化合物が、メチルサリシレート、メチルベンゾエート、ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，２−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、ベンズアルデヒド、フェノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ジエチルマレエート、エチルアセトアセテート、４−メトキシアセトフェノン、イソホロン、５−メチル−２−ヘキサノン、２−ヘプタノン、シクロヘキサノン、２−オクタノン、２−ノナノン、３−ヘプタノン、ジイソブチルケトン、５−ノナノン、ベンジルアルコール及びこれらの混合物から選択される、請求項３から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記準大気圧が１０〜９００ｍｂａｒの範囲にある、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記準大気圧が５０〜６００ｍｂａｒの範囲にある、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記蒸留塔が５０〜２５０℃の範囲の温度で運転される、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
エチルベンゼンと、前記少なくとも１つの他のＣ８芳香族化合物とを含む前記混合物に対する前記抽出溶媒の質量比が１：１〜１０：１の範囲である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの他のＣ８芳香族化合物が、ｐ−キシレン、ｍ−キシレン、ｏ−キシレン又はこれらの混合物から選択される化合物を含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記方法が、水及び／又は蒸気を前記蒸留塔に加える工程を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記水及び／又は蒸気が、使用される前記抽出溶媒の全体の流れに基づいて、０，１〜２５重量％の量で加えられる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
エチルベンゼンと、少なくとも１つの他のＣ８芳香族化合物とを含む混合物からのエチルベンゼンの前記蒸留分離のための方法における、前記分離の効率を高めるための、蒸留塔内における準大気圧の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エチルベンゼンと、少なくとも１つの他のＣ８芳香族化合物とを含む混合物からのエチルベンゼンの抽出蒸留による分離のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エチルベンゼンは、商業的に広く利用される、価値の高い炭化水素化合物である。エチルベンゼンは主に、ポリスチレン生産の中間体であるスチレンの生産に使用される。エチルベンゼンは、エチレンによるベンゼンのアルキル化から商業的に生産される。しかし、エチレン及びベンゼンのコスト及び競争的な需要は、エチルベンゼンを既に含む様々なＣ８芳香族供給流からエチルベンゼンを回収する新たな努力を促した。このような供給流は一般に、いくつかの石油化学プロセスからの副生成物流として生成され、これらの供給流は通常、エチルベンゼン、並びにエチルベンゼン、特にＣ８芳香族異性体の沸点に近い沸点を持つ１つ又はそれ以上の炭化水素化合物を含む。
【０００３】
他の近沸点Ｃ８芳香族化合物、特にキシレン異性体からエチルベンゼンを分離するための方法は公知である。
【０００４】
例えば、米国特許第３９１７７３４号には、エチルベンゼン及び少なくとも１つのキシレン異性体を含む供給混合物からエチルベンゼンを分離するための吸着分離プロセスが開示されており、このプロセスは、供給混合物を結晶性アルミノシリケート吸着剤と接触させ、エチルベンゼンを大幅に除いてキシレン異性体を選択的に吸着する工程と、その後に生成物として精製されたエチルベンゼンを回収する工程とを含む。このプロセスの分離効率は、吸着剤の吸着容量を非常に頼りにしており、したがって向流移動床システムの複合運転（complexed operation）が好ましい。また、選択的な吸着プロセスとの干渉を防ぐために、供給流中の不純物含有量が注意深く制御される必要がある。
【０００５】
もちろんエチルベンゼンは、分留によりキシレン異性体から分離することができるが、それらの沸点が互いに非常に近いため、分留は、さらに複雑でエネルギー集約的なシステムでのみ実現される。
【０００６】
英国特許第１１９８５９２号には、単一の多機能蒸留塔を使用してＣ８芳香族異性体を分離するためのプロセスが開示されている。この蒸留は、商業的に許容されるエチルベンゼンの純度を得るために、少なくとも２５０、好ましくは３６５の棚段及び１００〜２５０：１の還流比を有する多段塔において行われる。
【０００７】
抽出蒸留は、加えた溶媒、又はいわゆる抽出剤の存在下で蒸留を行うことにより、近沸点化合物を互いに分離する方法である。蒸留システム内に前記抽出剤が存在すると、比揮発度が変わり、したがって近沸点化合物の分離度をさらに大きくすることができる。
【０００８】
米国特許第３１０５０１７号には、エチルベンゼンに富む留分を分離する条件下、環上、少なくとも２つの位置でクロロ基で置換された単一のベンゼン環を含む化合物の存在下でキシレン異性体からエチルベンゼンを抽出蒸留により分離するためのプロセスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第３９１７７３４号
【特許文献２】英国特許第１１９８５９２号
【特許文献３】米国特許第３１０５０１７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、炭化水素混合物の流れからエチルベンゼンを回収することによる、エチルベンゼンの生産のための代替の改善された方法に関する。本方法は、抽出溶媒の存在下、準大気圧で運転する蒸留塔内でエチルベンゼン及びＣ８芳香族化合物を含む混合物を蒸留する工程を含む。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、抽出溶媒の存在下、準大気圧で運転する蒸留塔内でエチルベンゼン及びＣ８芳香族化合物を含む混合物を蒸留する工程を含むエチルベンゼン分離のための抽出蒸留方法に関する。
【００１２】
エチルベンゼンは通常、Ｃ８炭化水素化合物を主に含む炭化水素流に含まれている。本発明による方法は、エチルベンゼンを、その近沸点化合物、特にＣ８芳香族化合物から効果的に分離することができる。本発明のある実施形態では、少なくとも１つの他のＣ８芳香族化合物は、ｐ−キシレン、ｍ−キシレン、ｏ−キシレン及びこれらの混合物から選択される化合物を含む。混合物は、特に、芳香族及び非芳香族の両方のタイプのＣ５〜Ｃ１０炭化水素の範囲の他の成分をさらに含んでもよい。例えば、混合物は、少量のベンゼン、トルエン、スチレン、及びＣ５〜Ｃ１０パラフィン、オレフィン又はナフテンを含んでもよい。混合物中のこれらの他の成分の合計は、好ましくは２０重量％未満、より好ましくは１５重量％未満、さらにより好ましくは１０重量％未満、最も好ましくは５重量％未満である。
【００１３】
抽出溶媒として使用することができる溶媒は、関心のあるシステム内の成分の比揮発度を変更できなければならない。さらに、この溶媒は、好都合に回収及び再循環されるために、供給流中の成分との適切な沸点差を有するべきである。本発明に適した抽出溶媒は、１５０℃を超え、好ましくは１５１〜２９０℃の沸点を有する。多くの有機化合物が本発明の抽出溶媒と見なされ、１つの実施形態において、抽出溶媒は、Ｃｌ含有化合物、Ｓ含有化合物、Ｎ含有化合物、Ｏ含有化合物及びこれらの混合物から選択される有機化合物を含む。
【００１４】
Ｃｌ含有化合物は、２，４−ジクロロベンゼン、１，２，４−トリクロロベンゼン、１，２，４，５−テトラクロロベンゼン、ポリクロロベンゼン、ベンゼンヘキサクロリド、２，３，４，６−テトラクロロフェノール、１，２，３−トリクロロプロパン及びこれらの混合物、好ましくは１，２，３−トリクロロベンゼン及び１，２，４−トリクロロベンゼンから選択することができる。
【００１５】
Ｓ含有化合物は、ジメチルスルホキシド、スルホラン、メチルスルホラン及びこれらの混合物から選択することができる。
【００１６】
Ｎ含有化合物は、Ｎ−ホルミルモルホリン、アニリン、２−ピロリジノン、キノロン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−メチルアニリン、ベンゾニトリル、ニトロベンゼン及びこれらの混合物から選択することができる。
【００１７】
Ｏ含有化合物は、メチルサリシレート、メチルベンゾエート、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，２−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、ベンズアルデヒド、フェノール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ジエチルマレエート、エチルアセトアセテート、４−メトキシアセトフェノン、イソホロン、５−メチル−２−ヘキサノン、２−ヘプタノン、シクロヘキサノン、２−オクタノン、２−ノナノン、３−ヘプタノン、ジイソブチルケトン、５−ノナノン、ベンジルアルコール及びこれらの混合物から選択することができる。
【００１８】
抽出溶媒がＣｌ含有化合物を含むことが好ましい。より好ましくは、抽出溶媒は、１，２，３−トリクロロベンゼン及び１，２，４−トリクロロベンゼン、最も好ましくは１，２，４−トリクロロベンゼンから選択されるＣｌ含有化合物を含む。
【００１９】
驚いたことに、本発明にしたがって蒸留塔の運転圧力を準大気レベルまで下げると、エチルベンゼンの分離の効率を大幅に改善することができることが明らかになった。特に、驚いたことに、準大気圧で蒸留塔を運転すると、エチルベンゼンと、少なくとも１つの他のＣ８芳香族化合物とを含む混合物からのエチルベンゼンの高い分離効率を実現できることが明らかになった。しかし、低すぎる真空圧は蒸気流量を極めて高くし、したがって塔の充填効率又は段効率を低減させる可能性がある。ある実施形態では、準大気圧は、１０〜９００ｍｂａｒ、好ましくは５０〜５００ｍｂａｒ、より好ましくは１００〜３００ｍｂａｒの範囲である。
【００２０】
より揮発性の高い留分、この場合はエチルベンゼンが塔の上方で蒸留され、より揮発性の低い留分が塔の下方で蒸留されるようにし、所望の分離につながる、塔の最上部から最下部まで分布した温度で蒸留塔は稼働する。好ましい実施形態において、蒸留塔は、５０〜２５０℃、好ましくは６０〜２００℃、さらにより好ましくは７０〜１８０℃の範囲の温度で運転される。
【００２１】
蒸留塔において、エチルベンゼンと、少なくとも１つの他のＣ８芳香族化合物とを含む混合物に対する抽出溶媒の質量比は、好ましくは１：１〜１０：１、好ましくは２：１〜８：１、最も好ましくは３：１〜７：１の範囲である。
【００２２】
好ましくは、本発明の方法は水和環境中で運転することができる。水和環境を作り出すために、水及び／又は蒸気を、好ましくは使用される抽出溶媒の全体の流れに基づいて０，１〜２５重量％の量だけ蒸留塔に加えることができる。
【００２３】
特定の実施形態において、追加の溶媒を使用して、蒸留塔に導入することにより、エチルベンゼン及び分離されるその近沸点成分の比揮発度をさらに変更してもよい。追加の溶媒は、Ｃｌ含有、Ｓ含有、Ｎ含有及びＯ含有化合物又はこれらの混合物から選択することができる。好ましくは、追加の溶媒は、クロロホルム、四塩化炭素、ジメチルアミン、ジエチルアミン、アセトニトリル、アセトアルデヒド、１−プロパナール、メチルイソプロピルケトン、３−メチル−２−ペンタノン、３，３−ジメチル−２−ブタノン、２−ペンタノン、２−メチルプロパナール、１−ブタナール、シクロペンタノン、アセトン、エタノール及びこれらの混合物からなる群から選択される。通常、追加の溶媒は、エチルベンゼンと、少なくとも１つの他のＣ８芳香族化合物とを含む混合物と共に同時に蒸留塔に導入される。
【００２４】
本発明の実施形態は、蒸留塔に入る混合物と比べてエチルベンゼンに富む塔頂流を蒸留塔の上部から取り出す工程をさらに含むことができる。このエチルベンゼンリッチな流れは、エチルベンゼンを原料として必要とする下流のプロセスに直接送ることができる。さらに具体的な場合において、エチルベンゼンリッチな流れは、より精製されたエチルベンゼンを必要とする何らかの下流の工業プロセスに入る前に、別の処理、例えば別の精製が施されてもよい。好ましい実施形態において、エチルベンゼンに富む塔頂流の少なくとも一部は凝縮され、還流として蒸留塔に戻される。塔頂流中のエチルベンゼンの濃度は、使用される運転条件にしたがって広く変化させることができる。
【００２５】
本発明の方法はさらに、蒸留塔の下部から最下部流を取り出す工程も含むことができる。この最下部流は、好ましくはエチルベンゼンリーンであり、主に、抽出溶媒、及びエチルベンゼンより重質のＣ８芳香族化合物を含む。抽出溶媒を回収し、この流れからＣ８芳香族生成物を生成するために、最下部流をサブシーケンス分離ユニットにかけることが好ましい。次に、回収された抽出溶媒が蒸留塔に再循環される。最適化された運転条件が適用されるときにＣ８芳香族化合物がｐ−キシレンのかなりの部分を含む特定の実施形態において、Ｃ８芳香族生成物は、２０重量％未満のエチルベンゼンを含むことができて、混合キシレン異性体グレードとしてさらに利用することができる。
【００２６】
また本発明は、例えば還流比を小さくすることができるような、分離の効率を高めるための、エチルベンゼンと、少なくとも１つの他のＣ８芳香族化合物とを含む混合物からのエチルベンゼンの蒸留分離のための方法における蒸留塔内での準大気圧の使用に関する。
【００２７】
本発明の実施形態を、特許請求の範囲に記載されている本発明を限定することなく、以下の実施例においてさらに説明する。
【実施例】
【００２８】
実施例１
シミュレーションソフトウェア「Ａｓｐｅｎ  ＨＹＳＹＳ（登録商標）」を使用して、６４，９３重量％エチルベンゼン、７，９重量％ｐ−キシレン、１８，１４重量％ｍ−キシレン及び９，０２重量％ｏ−キシレンを含む供給流が１５０００ｋｇ／ｈの供給量で１３０段を有する抽出蒸留塔に供給されることをシミュレートするコンピュータシミュレーションを実施した。表１に示す様々な抽出溶媒を段７、すなわち段７４における供給流の導入点の上方の位置において抽出蒸留塔に導入した。比較例として、溶媒を導入しない場合のシミュレーションを実施した。運転温度は、塔に沿って７５℃〜１７５℃の範囲内でシミュレートした。塔内の圧力は、それぞれ２００ｍｂａｒ及び１０００ｍｂａｒになるようにシミュレートした（下表１参照）。供給流に対する溶媒の重量比は５：１に固定した。シミュレーションモデルにはさらに、エチルベンゼンリッチな流れが塔の最上部で取り出され、エチルベンゼンリーンな流れが塔の最下部で取り出されるという特徴が含まれていた。塔の最上部からのエチルベンゼンリッチな流れの一部は、還流として還流比８，５で塔に戻されるようにシミュレートした。
【００２９】
表１において、蒸留塔内の圧力の１０００ｍｂａｒから２００ｍｂａｒへの低下、すなわち準大気圧への低下、プロセスの分離効率が改善されていることが分かる。特に、塔内の圧力を低下させると、溶媒が使用されない場合でも、塔頂流中のエチルベンゼンの濃度が大幅に高くなる。
【００３０】
下表１において、ＴＣＢは１，２，４−トリクロロベンゼン、ＮＭＰはＮ−メチル−２−ピロリドン、ＮＦＭはＮ−ホルミルモルホリンである。
【表１】
2017529392.tif 000002
【国際調査報告】
2017529392.tif 000003
2017529392.tif 000004