(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重質改質油からベンゼンおよびパラ−キシレンを生成するための重質改質油処理システムであって、前記重質改質油処理システムが、
供給流を受け取るように機能する改質油スプリッターであって、前記供給流が重質改質油を含み、前記改質油スプリッターがさらにベンゼン、トルエン、およびＣ８＋芳香族生成物を生成するように機能し、前記Ｃ８＋芳香族生成物がキシレンスプリッターに提供される、改質油スプリッターと；
前記キシレンスプリッターからＣ８芳香族生成物を受け取り、パラ−キシレンを含む第１のキシレン生成物と、オルト−キシレンおよびメタ−キシレンを含む第２のキシレン生成物とを生成するように機能する、パラ−キシレン分離装置と；
前記キシレンスプリッターからＣ１０＋芳香族生成物を受け取り、第１の脱アルキル化生成物を生成するように機能する第１の脱アルキル化反応器であって、前記第１の脱アルキル化反応器がさらに、
前記Ｃ１０＋芳香族生成物および水素からアルカンを生成するか、または
水素の不在下で前記Ｃ１０＋芳香族生成物からオレフィンを生成するように機能する、第１の脱アルキル化反応器と；
前記キシレンスプリッターからＣ９芳香族生成物を受け取り、第２の脱アルキル化生成物を生成するように機能する第２の脱アルキル化反応器であって、前記第２の脱アルキル化反応器がさらに、
前記Ｃ９芳香族生成物および水素からアルカンを生成するか；または
水素の不在下で前記Ｃ９芳香族生成物からオレフィンを生成するように機能し、
前記第２の脱アルキル化反応器から前記第２の脱アルキル化生成物を受け取り、トランスアルキル化生成物を生成するように機能するトランスアルキル化反応器であって、前記トランスアルキル化反応器がさらに、
前記第２の脱アルキル化生成物および水素からアルカンを生成するか；または
水素の不在下で前記第２の脱アルキル化生成物からオレフィンを生成するように機能する、トランスアルキル化反応器と
を含む、重質改質油処理システム。
【請求項２】
前記供給流が前記トランスアルキル化生成物および前記第１の脱アルキル化生成物をさらに含む、請求項１に記載の重質改質油処理システム。
【請求項３】
前記トランスアルキル化反応器がさらに、キシレンの異性化を実施してパラ−キシレンの形成を促進するように機能する、請求項１、または２に記載の重質改質油処理システム。
【請求項４】
アルカンおよび未反応の水素を前記第１の脱アルキル化反応器、前記第２の脱アルキル化反応器、および前記トランスアルキル化反応器から受け取るように機能する、圧力スイング吸着（ＰＳＡ）ユニットを含む、請求項１、２、または３に記載の重質改質油処理システム。
【請求項５】
前記第１の脱アルキル化反応器がさらに、前記ＰＳＡユニットから回収した水素を受け取るように機能する、請求項４に記載の重質改質油処理システム。
【請求項６】
前記トランスアルキル化反応器がさらに、前記ＰＳＡユニットから回収した水素を受け取るように機能する、請求項４に記載の重質改質油処理システム。
【請求項７】
Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッターを前記トランスアルキル化反応器から下流に含み、前記Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッターが、前記トランスアルキル化反応器から前記トランスアルキル化生成物の一部を受け取りＣ９芳香族化合物流およびＣ１０＋芳香族化合物流を生成するように機能する、請求項１、２、３、４、５、または６に記載の重質改質油処理システム。
【請求項８】
前記トランスアルキル化反応器がさらに、前記Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッターによって生成された前記Ｃ９芳香族化合物流を受け取るように機能する、請求項７に記載の重質改質油処理システム。
【請求項９】
前記第１の脱アルキル化反応器がさらに、前記Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッターによって生成された前記Ｃ１０＋芳香族化合物流を受け取るように機能する、請求項７に記載の重質改質油処理システム。
【請求項１０】
前記トランスアルキル化反応器がさらに、前記改質油スプリッターによって生成されたトルエンを受け取るように機能する、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、または９に記載の重質改質油処理システム。
【請求項１１】
前記第２の脱アルキル化反応器がさらに、前記キシレンスプリッターによって生成されたオルト−キシレンおよびメタ−キシレンを含む第２のキシレン生成物を受け取るように機能する、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０に記載の重質改質油処理システム。
【請求項１２】
前記アルカンがエタンおよびプロパンを含む、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、または１１に記載の重質改質油処理システム。
【請求項１３】
前記オレフィンがエチレンおよびプロピレンを含む、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、または１２に記載の重質改質油処理システム。
【請求項１４】
重質改質油からベンゼンおよびパラ−キシレンを生成するための方法であって、前記方法が、
改質油スプリッターで供給流を受け取り、前記供給流が重質改質油を含むことと；
前記改質油スプリッターを運転してベンゼン、トルエン、およびＣ８＋芳香族化合物を前記供給流から生成することと；
キシレンスプリッターを運転して前記Ｃ８＋芳香族化合物を受け取り、Ｃ８芳香族化合物、Ｃ９芳香族化合物、およびＣ１０＋芳香族化合物を生成することと；
パラ−キシレン分離装置を運転して前記Ｃ８芳香族化合物を前記キシレンスプリッターから受け取り、パラ−キシレンを含む第１のキシレン生成物と、オルト−キシレンおよびメタ−キシレンを含む第２のキシレン生成物とを生成することと；
第１の脱アルキル化反応器を運転して前記Ｃ１０＋芳香族化合物を前記キシレンスプリッターから受け取り、前記第１の脱アルキル化生成物を生成することと；
前記Ｃ９芳香族化合物を前記キシレンスプリッターから受け取るように機能する第２の脱アルキル化反応器を運転して第２の脱アルキル化生成物を生成することと；
トランスアルキル化反応器を運転して前記第２の脱アルキル化生成物を前記第２の脱アルキル化反応器から受け取り、前記トランスアルキル化生成物を生成することと
を含む、方法。
【請求項１５】
前記第１の脱アルキル化反応器を運転して前記Ｃ１０＋芳香族生成物および水素からアルカンを生成することと；
前記第２の脱アルキル化反応器を運転して前記Ｃ９芳香族生成物および水素からアルカンを生成することと；
前記トランスアルキル化反応器を運転して前記第２の脱アルキル化生成物および水素からアルカンを生成することと
を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記アルカンがエタンおよびプロパンを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
圧力スイング吸着法（ＰＳＡ）ユニットを運転してアルカンおよび未反応の水素を前記第１の脱アルキル化反応器、前記第２の脱アルキル化反応器、および前記トランスアルキル化反応器から受け取ることを含む、請求項１４、１５、または１６に記載の方法。
【請求項１８】
Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッターを前記トランスアルキル化反応器の下流で運転して前記トランスアルキル化生成物の一部を前記トランスアルキル化反応器から受け取り、Ｃ９芳香族化合物流およびＣ１０＋芳香族化合物流を生成することを含む、請求項１４、１５、１６、または１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記トランスアルキル化反応器を運転して、前記Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッターによって生成された前記Ｃ９芳香族化合物流を受け取ることを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の脱アルキル化反応器を運転して、前記Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッターによって生成された前記Ｃ１０＋芳香族化合物流を受け取ることを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２の脱アルキル化反応器を運転して、前記キシレンスプリッターによって生成された前記オルト−キシレンおよびメタ−キシレンを含む第２のキシレン生成物を受け取ることを含む、請求項１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の脱アルキル化反応器を運転して水素の不在下で前記Ｃ１０＋芳香族生成物からオレフィンを生成することと；
前記第２の脱アルキル化反応器を運転して水素の不在下で前記Ｃ９芳香族生成物からオレフィンを生成することと；
前記トランスアルキル化反応器を運転して水素の不在下で前記第２の脱アルキル化生成物からオレフィンを生成することと
を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記オレフィンがエチレンおよびプロピレンを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記トランスアルキル化反応器を運転して、キシレンの異性化を行ってパラ−キシレンの形成を促進することを含む、請求項１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、または２３に記載の方法。
【請求項２５】
メチルエチルベンゼンおよびトリ−メチルベンゼンを含有する重質改質油からベンゼンおよびパラ−キシレンを生成するための重質改質油処理システムであって、前記重質改質油処理システムが、
重質改質油供給物から分離されたＣ１０＋芳香族生成物を受け取るように機能する第１の脱アルキル化反応器であって、前記第１の脱アルキル化反応器がベンゼンを含む第１の脱アルキル化生成物を生成するように機能する、第１の脱アルキル化反応器と；
重質改質油供給物から分離されたＣ９芳香族生成物を受け取るように機能する第２の脱アルキル化反応器であって、前記第２の脱アルキル化反応器がベンゼンおよびトルエンを含む第２の脱アルキル化生成物を生成するように機能する、第２の脱アルキル化反応器と：
前記第２の脱アルキル化反応器から前記第２の脱アルキル化生成物を受け取り、ベンゼン、トルエン、およびキシレンを含む、トランスアルキル化生成物を生成するように機能するトランスアルキル化反応器であって、前記トランスアルキル化反応器がさらに混合キシレン供給物を受け取り、キシレンの異性化を行うように機能する、トランスアルキル化反応器と
を含む、重質改質油処理システム。
【請求項２６】
前記第１の脱アルキル化反応器がさらに、前記Ｃ１０＋芳香族生成物および水素からアルカンを生成するように機能し、
前記第２の脱アルキル化反応器がさらに、前記Ｃ９芳香族生成物および水素からアルカンを生成するように機能し、かつ
前記トランスアルキル化反応器がさらに、前記第２の脱アルキル化生成物および水素からアルカンを生成するように機能する、請求項２５に記載の重質改質油処理システム。
【請求項２７】
前記第１の脱アルキル化反応器がさらに、水素の不在下で前記Ｃ１０＋芳香族生成物からオレフィンを生成するように機能し、
前記第２の脱アルキル化反応器がさらに、水素の不在下で前記Ｃ９芳香族生成物からオレフィンを生成するように機能し、
前記トランスアルキル化反応器がさらに、水素の不在下で前記第２の脱アルキル化生成物からオレフィンを生成するように機能する、請求項２５に記載の重質改質油処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に重質改質油の処理に関する。より具体的には、本開示の実施形態は、重質改質油からのパラ−キシレンおよびベンゼンの製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油化学精製業者は、重質改質油流の利用に関する問題に直面している。政府による環境規制および世界中の地域がガソリン燃料中の芳香族化合物（Ｃ６＋）含有量を制限している。ガソリン精製業者およびブレンダーは、自動車燃料のオクタン価およびアンチノック性を向上させるために、前記Ｃ６−８  ＢＴＥＸ成分（ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、およびキシレン類）を含むＣ６＋芳香族化合物を伝統的に使用している。
【０００３】
自動車燃料用途がＢＴＥＸ成分の主な消費先ではあるが、ＢＴＥＸ生成物のそれぞれには、自動車燃料以外にその使用のための代替市場がある。ベンゼンは、多くの化学および溶媒和プロセスに広く使用される前駆体である。トルエンおよびエチルベンゼンもまた、化学および重合プロセスにおける反応体および前駆体でもある。キシレン（Ｃ８Ｈ１０）の３つの異性体、パラ−キシレン（ｐ−キシレン）、メタ−キシレン（ｍ−キシレン）、およびオルト−キシレン（ｏ−キシレン）は、すべて価値のある石油化学原料である。混合キシレンが接触改質中に生じる場合、３つの異性体間の熱力学的平衡関係のために、商業的価値の低いｍ−キシレンがｐ−キシレンまたはｏ−キシレンよりも多量に生じる。しかし、市場の需要は現在ｐ−キシレンが人気であり、ｏ−キシレンが離れてそれに続く。
【０００４】
ナフサ接触改質からの底部生成物である改質油、およびエチレン分解の副生成物である熱分解ガソリン（「パイガス」）は、これらの化合物の通常の供給源である。価値のあるＢＴＥＸ成分を改質油およびパイガスから抽出することにより重質改質油が残り、これには主にＣ９＋アルキル芳香族化合物が含まれる（以前に分離されていなければパイガスはジオレフィンも含有することがある）。重質改質油は、ナフサからより多くの水素、アルカンおよびオレフィンを生成するためにこれらのプロセスをより高い過酷度（すなわち、温度）で運転することからも形成できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の芳香族化合物の処理としては、重質改質油（例えば接触ナフサ改質油）またはストリームクラッカー（ｓｔｒｅａｍ  ｃｒａｃｋｅｒ）熱分解ガソリンからのベンゼン、トルエン、およびキシレン（ＢＴＸ）の抽出が挙げられる。ＢＴＸ抽出からのＣ９＋留分は、さらなるＢＴＸを生成するために部分的にトランスアルキル化に送られ、Ｃ９＋芳香族化合物のより重質な部分、例えばＣ１０＋芳香族化合物などは排除される。ＢＴＸ抽出から抽出されたキシレンは、一般にパラ−キシレン分離工程（混合キシレン流からの吸着または結晶化のいずれか）に向けられ、その後、残りのキシレン異性体およびエチルベンゼンは、独立型のキシレン異性化反応器に送られてキシレンの熱力学的平衡を再確立し、その過程でパラ−キシレンを形成する。ベンゼンは一般に抽出プロセスによって生成され、トルエンの不均化、熱的脱アルキル化、または水添脱アルキル化によって、キシレンを用いて生成され得る。したがって、従来の芳香族化合物の処理は、一般に、ベンゼンを専用の反応において形成するために独立型のキシレン異性化反応器およびＣ１０＋芳香族化合物の排除またはトルエンの脱アルキル化を含む。そのような従来の処理は、新鮮または改質油から抽出したトルエンをＣ９トランスアルキル化プロセスに供給すること（例えば、キシレン収率を最適化するために新鮮なトルエンを添加すること）も含み得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
有利には、本開示の実施形態は、ベンゼンおよびパラ−キシレンの製造を最大にするために、すべての芳香族炭化水素（Ｃ１０＋芳香族化合物を含む）を使用する。さらに、本開示の実施形態は、有利には、処理条件および脱アルキル化反応器、トランスアルキル化反応器または両方の構成を変えることによって、アルカンの代わりにオレフィンの製造を可能にする。さらに、本開示の実施形態は、例えば一つの反応器内（すなわち、一つのプロセス段階）でＣ９トランスアルキル化とキシレン異性化を組み合わせることによって、ベンゼンおよびパラ−キシレンを生成するために使用される反応行程を最小限にする。
【０００７】
一実施形態では、重質改質油からベンゼンおよびパラ−キシレンを生成するための重質改質油処理システムが提供される。このシステムには、供給流を受け取るように機能する改質油スプリッターが含まれる。供給流には、重質改質油が含まれ、改質油スプリッターはさらに、ベンゼン、トルエン、およびＣ８＋芳香族生成物を生成するように機能する。Ｃ８＋芳香族生成物はキシレンスプリッターに供給される。このシステムには、キシレンスプリッターからＣ８芳香族生成物を受け取り、パラ−キシレンを含む第１のキシレン生成物と、オルト−キシレンおよびメタ−キシレンを含む第２のキシレン生成物とを生成するように機能するパラ−キシレン分離装置がさらに含まれる。このシステムにはまた、キシレンスプリッターからＣ１０＋芳香族生成物を受け取り、第１の脱アルキル化生成物を生成するように機能する第１の脱アルキル化反応器が含まれる。第１の脱アルキル化反応器はさらに、Ｃ１０＋芳香族生成物および水素からアルカンを生成するか、または水素の不在下で、Ｃ１０＋芳香族生成物からオレフィンを生成するように機能する。このシステムにはまた、キシレン分離装置からＣ９芳香族生成物を受け取り、第２の脱アルキル化生成物を生成するように機能する第２の脱アルキル化反応器が含まれる。第２の脱アルキル化反応器はさらに、Ｃ９芳香族生成物および水素からアルカンを生成し、水素の不在下で、Ｃ９芳香族生成物からオレフィンを生成するように機能する。このシステムには、さらに、第２の脱アルキル化反応器から第２の脱アルキル化生成物を受け取り、トランスアルキル化生成物を生成するように機能するトランスアルキル化反応器が含まれる。トランスアルキル化反応器はさらに、第２の脱アルキル化生成物および水素からアルカンを生成するか、または水素の不在下で第２の脱アルキル化生成物からオレフィンを生成するように機能する。
【０００８】
一部の実施形態では、供給流には、トランスアルキル化生成物および第１の脱アルキル化生成物が含まれる。一部の実施形態では、トランスアルキル化反応器はさらに、パラ−キシレンの形成を促進するためのキシレンの異性化を行うように機能する。一部の実施形態では、このシステムには、第１の脱アルキル化反応器、第２の脱アルキル化反応器、およびトランスアルキル化反応器からアルカンおよび未反応の水素を受け取るように機能する圧力スイング吸着（ＰＳＡ）ユニットが含まれる。一部の実施形態では、第１の脱アルキル化反応器はさらに、ＰＳＡユニットから回収した水素を受け取るように機能する。一部の実施形態では、トランスアルキル化反応器はさらに、ＰＳＡユニットから回収した水素を受け取るように機能する。一部の実施形態では、このシステムには、トランスアルキル化反応器の下流にＣ９／Ｃ１０＋スプリッターが含まれる。Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッターは、トランスアルキル化反応器からトランスアルキル化生成物の一部を受け取り、Ｃ９芳香族化合物流およびＣ１０＋芳香族化合物流を生成するように機能する。一部の実施形態では、トランスアルキル化反応器はさらに、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッターによって生成されたＣ９芳香族化合物流を受け取るように機能する。一部の実施形態では、第１の脱アルキル化反応器はさらに、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッターによって生成されたＣ１０＋芳香族化合物流を受け取るように機能する。一部の実施形態では、トランスアルキル化反応器はさらに、改質油スプリッターによって生成されたトルエンを受け取るように機能する。一部の実施形態では、第２の脱アルキル化反応器はさらに、キシレンスプリッターによって生成されたオルト−キシレンおよびメタ−キシレンを含む第２のキシレン生成物を受け取るように機能する。一部の実施形態では、アルカンにはエタンおよびプロパンが含まれる。一部の実施形態では、オレフィンにはエチレンおよびプロピレンが含まれる。
【０００９】
別の実施形態では、重質改質油からベンゼンおよびパラ−キシレンを生成するための方法が提供される。この方法には、改質油スプリッターで供給流を受け取ることが含まれる。供給流には重質改質油が含まれ、改質油スプリッターを運転してベンゼン、トルエン、およびＣ８＋芳香族生成物を供給流から生成する。この方法には、キシレンスプリッターを運転してＣ８＋芳香族化合物を受け取り、Ｃ８芳香族化合物、Ｃ９芳香族化合物、およびＣ１０＋芳香族化合物を生成し、パラ−キシレン分離装置を運転してＣ８芳香族化合物をキシレンスプリッターから受け取り、パラ−キシレンを含む第１のキシレン生成物と、オルト−キシレンおよびメタ−キシレンを含む第２のキシレン生成物を生成することも含まれる。この方法にはさらに、第１の脱アルキル化反応器を運転してＣ１０＋芳香族化合物をキシレン分離装置から受け取り、第１の脱アルキル化生成物を生成すること、キシレン分離装置からＣ９芳香族化合物を受け取るように機能する第２の脱アルキル化反応器を運転して第２の脱アルキル化生成物を生成すること、およびトランスアルキル化反応器を運転して第２の脱アルキル化生成物を第２の脱アルキル化反応器から受け取り、トランスアルキル化生成物を生成することが含まれる。
【００１０】
一部の実施形態では、この方法には、第１の脱アルキル化反応器を運転してＣ１０＋芳香族生成物および水素からアルカンを生成すること、第２の脱アルキル化反応器を運転してＣ９芳香族生成物および水素からアルカンを生成すること、およびトランスアルキル化反応器を運転して第２の脱アルキル化生成物および水素からアルカンを生成することが含まれる。一部の実施形態では、アルカンにはエタンおよびプロパンが含まれる。一部の実施形態では、この方法には、圧力スイング吸着（ＰＳＡ）ユニットを運転してアルカンおよび未反応の水素を第１の脱アルキル化反応器、第２の脱アルキル化反応器、およびトランスアルキル化反応器から受け取ることが含まれる。一部の実施形態では、この方法には、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッターをトランスアルキル化反応器の下流で運転して、トランスアルキル化反応器からトランスアルキル化生成物の一部を受け取り、Ｃ９芳香族化合物流およびＣ１０＋芳香族化合物流を生成することが含まれる。一部の実施形態では、この方法には、トランスアルキル化反応器を運転して、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッターによって生成されたＣ９芳香族化合物流を受け取ることが含まれる。一部の実施形態では、この方法には、第１の脱アルキル化反応器を運転して、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッターによって生成されたＣ１０＋芳香族化合物流を受け取ることが含まれる。一部の実施形態では、この方法には、第２の脱アルキル化反応器を運転して、キシレンスプリッターによって生成されたオルト−キシレンおよびメタ−キシレンを含む第２のキシレン生成物を受け取ることも含まれる。一部の実施形態では、この方法にはさらに、第１の脱アルキル化反応器を運転して水素の不在下でＣ１０＋芳香族生成物からオレフィンを生成すること、第２の脱アルキル化反応器を運転して水素の不在下でＣ９芳香族生成物からオレフィンを生成すること、およびトランスアルキル化反応器を運転して水素の不在下で第２の脱アルキル化生成物からオレフィンを生成することが含まれる。一部の実施形態では、オレフィンにはエチレンおよびプロピレンが含まれる。一部の実施形態では、この方法には、トランスアルキル化反応器を運転して、パラ−キシレンの形成を促進するためのキシレンの異性化を行うことが含まれる。
【００１１】
別の実施形態では、メチルエチルベンゼンおよびトリ−メチルベンゼンを含有する重質改質油からベンゼンおよびパラ−キシレンを生成するための改質油処理システムが提供される。この方法には、重質改質油供給物から分離されたＣ１０＋芳香族生成物を受け取るように機能する第１の脱アルキル化反応器が含まれる。第１の脱アルキル化反応器は、ベンゼンを含む第１の脱アルキル化生成物を生成するように機能する。一部の実施形態では、このシステムには、重質改質油供給物から分離されたＣ９芳香族生成物を受け取るように機能する第２の脱アルキル化反応器が含まれる。第２の脱アルキル化反応器は、ベンゼンおよびトルエンを含む第２の脱アルキル化生成物を生成するように機能する。一部の実施形態では、このシステムには、第２の脱アルキル化反応器から第２の脱アルキル化生成物を受け取り、ベンゼン、トルエン、およびキシレンを含むトランスアルキル化生成物を生成するように機能するトランスアルキル化反応器が含まれる。トランスアルキル化反応器はさらに、混合キシレン供給物を受け取り、キシレンの異性化を行うように機能する。
【００１２】
一部の実施形態では、第１の脱アルキル化反応器はさらに、Ｃ１０＋芳香族生成物および水素からアルカンを生成するように機能し、第２の脱アルキル化反応器はさらに、Ｃ９芳香族生成物および水素からアルカンを生成するように機能し、トランスアルキル化反応器はさらに、第２の脱アルキル化生成物および水素からアルカンを生成するように機能する。一部の実施形態では、第１の脱アルキル化反応器はさらに、水素の不在下でＣ１０＋芳香族生成物からオレフィンを生成するように機能し、第２の脱アルキル化反応器はさらに、水素の不在下でＣ９芳香族生成物からオレフィンを生成するように機能し、トランスアルキル化反応器はさらに、水素の不在下で第２の脱アルキル化生成物からオレフィンを生成するように機能する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の実施形態に従う重質改質油からベンゼンおよびパラ−キシレンを生成するための脱アルキル化−トランスアルキル化プロセスのプロセスフロー図である。
【図２】本開示の別の実施形態に従う重質改質油からベンゼンおよびパラ−キシレンを生成するための脱アルキル化−トランスアルキル化プロセスのプロセスフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示はこれから本開示の実施形態を例示する添付の図面を参照してより十分に説明される。しかし、本開示は多くの異なる形態で具体化されてもよく、例示された実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示は徹底的かつ完全となり、本開示の範囲が当業者に十分に伝わるように提供される。
【００１５】
本開示の実施形態には、重質改質油からベンゼンおよびパラ−キシレンの生成を最大化するためのシステムおよびプロセスが含まれる。ベンゼンおよびパラ−キシレンを重質改質油から生成するためのそのような統合プロセスおよびシステムには、３つの反応器（「段階」とも呼ばれる）：Ｃ９脱アルキル化反応器、トランスアルキル化／異性化反応器（すなわち、トランスアルキル化と異性化反応の両方を提供するように動作する反応器）、およびＣ１０＋脱アルキル化反応器が含まれ得る。一部の実施形態では、Ｃ９芳香族化合物（例えば、トリメチルベンゼン（ＴＭＢ））および水素は、トルエン、未変換Ｃ９芳香族化合物、および軽質ガス（例えば、エタンおよびプロパンなどの軽質アルカン、ならびに未反応水素）を生成するために、Ｃ９脱アルキル化反応器に供給され得る。Ｃ９脱アルキル化反応器からのトルエンおよび未変換Ｃ９芳香族化合物と水素は、キシレンの生成を最大化するための反応条件下で、ＢＴＸ、Ｃ９芳香族化合物、Ｃ１０＋芳香族化合物、および軽質ガス（例えば、軽質アルカンおよび未反応水素）を生成するために、トランスアルキル化／異性化反応器に供給され得る。一部の実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器は、Ｃ８芳香族化合物（すなわち、キシレン異性体）パラ−キシレンの熱力学的平衡を再確立するために、パラ−キシレン分離装置から受け取ったパラ−キシレンを含まない混合キシレンを異性化してもよい。Ｃ１０＋芳香族化合物および水素は、ＢＴＸ、Ｃ９芳香族化合物、未変換Ｃ１０＋芳香族化合物、および軽質ガス（例えば、軽質アルカンおよび未反応水素）を生成するために、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器に供給され得る。Ｃ９脱アルキル化反応器、トランスアルキル化／異性化反応器、およびＣ１０＋脱アルキル化反応器から生成された軽質ガス（例えば、軽質アルカンおよび未反応水素）は、水素の回収および回収した水素の反応器への再循環のために圧力スイング吸着（ＰＳＡ）ユニットに供給される。トランスアルキル化／異性化反応器、およびＣ１０＋脱アルキル化反応器からのＢＴＸは、改質油スプリッターに再循環させて、ベンゼンおよびトルエンを回収し、次いで下流のパラ−キシレン分離装置からパラキシレンを回収し得る。
【００１６】
一部の実施形態では、本開示に記載される３反応器（または「段階」）を用いてベンゼンおよびパラ−キシレンを重質改質油から生成するための統合プロセスおよびシステムは、アルカンの代わりにオレフィンを生成するように構成され得る。そのような実施形態では、Ｃ９脱アルキル化反応器、トランスアルキル化／異性化反応器、およびＣ１０＋脱アルキル化反応器を水素の不在下で運転して、アルカンおよび未回収水素の代わりにオレフィンを生成し得る。例えば、そのような実施形態では、Ｃ９芳香族化合物（例えば、ＴＭＢ）は、Ｃ９脱アルキル化反応器に供給されて、トルエン、未変換Ｃ９芳香族化合物、およびオレフィン（例えば、エチレンおよびプロピレンなどの軽質オレフィン）を生成し得る。Ｃ９脱アルキル化反応器からのトルエンおよび未変換Ｃ９芳香族化合物は、トランスアルキル化／異性化反応器に供給されて、キシレン生成を最大化するための反応条件下でＢＴＸ、Ｃ９芳香族化合物、Ｃ１０＋芳香族化合物、およびオレフィンを生成し得る。Ｃ１０＋芳香族化合物は、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器に供給されて、ＢＴＸ、Ｃ９芳香族化合物、未変換Ｃ１０＋芳香族化合物、およびオレフィンを生成し得る。そのような実施形態では、脱アルキル化反応器は、水素を用いない運転およびオレフィンの生成のために適切な触媒を用いて構成されてもよい。さらに、そのような実施形態では、統合プロセスおよびシステムは、ＰＳＡユニットおよび水素の回収を省略してもよい。
【００１７】
Ｃ１０＋脱アルキル化反応器で処理するためにＣ１０＋芳香族化合物をＣ９脱アルキル化およびトランスアルキル化プロセスから連続して除去すると、コーク前駆体が存在しないためにＣ９脱アルキル化およびトランスアルキル化触媒の寿命を増加させる。さらに、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器は、ＢＴＸの生成を可能にするように構成され得る。そのような実施形態では、トルエンは、ＢＴＸから分離され、トランスアルキル化／異性化反応器に供給され得る。さらに、キシレン異性化は、トランスアルキル化／異性化反応器内で行われ、別個のトランスアルキル化反応器を排除する。その結果、Ｃ９＋芳香族化合物は、Ｃ９脱アルキル化およびトランスアルキル化プロセスおよびＣ１０＋脱アルキル化プロセスを介してベンゼンおよび混合キシレンを生成するために完全に利用され得る。
【００１８】
本開示で使用される用語「混合キシレン」とは、３つすべてのキシレン異性体：パラ−キシレン、オルト−キシレン、およびメタ−キシレンの混合物をさす。本開示で使用されるように、用語「パラ−キシレンを含まない混合キシレン」とは、オルト−キシレンおよびメタ−キシレンの２つのキシレン異性体の混合物をさす。
【００１９】
一部の実施形態では、本開示に記載のＣ１０＋脱アルキル化反応器の運転条件は、生成物の組成に影響を与えるために（例えば、Ｃ１０＋芳香族化合物からのキシレン生成を最大にするために）変更されてもよい。上記Ｃ１０＋脱アルキル化反応器に供給され得る例となるＣ１０＋芳香族化合物流を表１に示す。
【表１】
0006815523.tif 000002
表１：例となるＣ１０＋芳香族化合物流の組成
【００２０】
表１に示されるように、ジメチルエチルベンゼン（ＤＭＥＢ）は例となるＣ１０＋芳香族化合物流で最も豊富に存在する化合物であり、１６重量％から５０重量％の間の範囲である。次に豊富に存在する化合物は、テトラメチルベンゼンであり、１５重量％から３５重量％の間の範囲である。したがって、脱アルキル化反応中にどれだけ多くのアルキル基が取り除かれるかに応じて、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器の運転条件および反応範囲を変化させてベンゼン生成またはキシレン生成を最大にすることができる。さらに、図２に例示し、さらに後述するように、Ｃ１０＋芳香族化合物分子に結合した多数のエチル基と、それよりも少数のプロピル基は、脱アルキル化反応が水素の不在下で行われると、エチレンおよびプロピレンなどのオレフィンを容易に形成することができ得る。
【００２１】
有利には、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器の追加は、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器を用いない先行技術のプロセスよりも混合キシレンの収率を増加させ得る。Ｃ１０＋脱アルキル化反応器の追加も同様に、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器を用いない先行技術のプロセスよりもベンゼンの収率を増加させ得る。表２は、重質改質油の３８０キロトン毎年（ＫＴＡ）の供給量およびトンで表される年間生成物流量に基づく、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器を用いない、例となるベンゼンおよびキシレン生成プロセスからの生成物（「ケース１」）、およびＣ１０＋脱アルキル化反応器を用いる、例となるベンゼンおよびキシレン生成プロセス（「ケース２」）を示す。
【表２】
0006815523.tif 000003
表２：Ｃ１０＋脱アルキル化反応器を用いるまたは用いない例となるプロセスからの収率
【００２２】
表２に示されるように、混合キシレン収率およびベンゼン収率は、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器の追加後に増加した。
【００２３】
ベンゼン、パラ−キシレン、およびアルカンの生成
【００２４】
図１は、本開示の一実施形態に従う重質改質油からベンゼンおよびパラ−キシレンを生成するための、３反応器脱アルキル化およびトランスアルキル化システムの実施形態のための統合プロセス１００を示す。図１に示されるように、プロセス１００には、改質油スプリッター１０２、キシレンスプリッター１０４、パラ−キシレン分離装置１０６、ならびにキシレンおよびトルエン不均化ユニット１０８が含まれる。図１に示されるプロセス１００にはまた、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０、圧力スイング吸着（ＰＳＡ）ユニット１１２、トランスアルキル化／異性化反応器１１４、およびＣ１０＋脱アルキル化反応器１１６が含まれる。一部の実施形態では、プロセス１００には、トランスアルキル化／異性化反応器１１４の下流にＣ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８が含まれてもよい。 後述するように、プロセス１００には、改質油供給物を処理し、ベンゼン、パラ−キシレン、およびアルカンを改質油供給物から生成するための３つの反応器：Ｃ９脱アルキル化反応器１１０、トランスアルキル化／異性化反応器１１４、およびＣ１０＋脱アルキル化反応器１１６が含まれる。
【００２５】
プロセス１００は、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６内でのＣ１０＋芳香族化合物の分離処理を含み、Ｃ１０＋芳香族化合物の排除を回避する。さらに、Ｃ１０＋芳香族化合物の分離処理は、Ｃ９脱アルキル化およびトランスアルキル化プロセスならびにそれぞれの反応器１１０および１１４からＣ１０＋芳香族化合物を取り除き、したがってＣ９脱アルキル化反応器１１０およびトランスアルキル化／異性化反応器１１４の反応器サイズの縮小を可能にする。さらに、キシレン異性化およびトランスアルキル化プロセスは、トランスアルキル化／異性化反応器１１４内で実行されるので、別個の異性化反応器を排除する。さらに、一部の実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４によって生成され、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８によって分離された、ＴＭＢに富むＣ９芳香族化合物は、トランスアルキル化／異性化反応器１１４の入口へ再循環され得、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０の反応器サイズのさらなる縮小を可能にする。
【００２６】
図１に示されるように、プロセス１００の供給流１２０は、典型的なナフサ接触改質装置からの改質油と、トランスアルキル化／異性化反応器１１４およびＣ１０＋脱アルキル化反応器１１６からの再循環生成物流１２２の複合流であってもよい。他の実施形態では、供給流１２０は、水蒸気分解炉からの熱分解ガソリンと、トランスアルキル化／異性化反応器１１４およびＣ１０＋脱アルキル化反応器１１６からの再循環生成物流１２２の複合流であってもよい。
【００２７】
図１に示されるように、供給流１２０は、改質油スプリッター１０２に供給される。改質油スプリッター１０２は、供給流１２０からベンゼン１２４とトルエン１２６の生成物流を分離し生成し得る。理解されるように、改質油スプリッター１０２には、ベンゼンおよびトルエンを供給流１２０から抽出するために適した分離プロセスが含まれ得る。例えば、改質油スプリッター１０２には、溶媒抽出法を用いるベンゼンの抽出および分画カラムを用いるトルエンの分離が含まれ得る。改質油スプリッター１０２からのトルエン流１２６放出は、トルエン不均化ユニット１０８に供給され得る。トルエン不均化ユニット１０８はトルエン流１２６をベンゼンおよびキシレンに変換することができ、それは一部の実施形態では、改質油スプリッター１０２に供給され得る（例えば、再循環生成物流２０４に示される通り）。一部の実施形態では、改質油スプリッター１０２からのトルエン放出の一部１２８は、さらに後述するように、トランスアルキル化効率を改善するために、トランスアルキル化／異性化反応器１１４に供給され得る。改質油スプリッター１０２は、飽和液体炭化水素（例えば、ナプテン（ｎａｐｔｈｅｎｅｓ）およびパラフィン）も取り除き得る。改質油スプリッター１０２からのＣ８＋芳香族化合物１３０放出は、キシレンスプリッター１０４に供給され得る。
【００２８】
キシレンスプリッター１０４は、改質油スプリッター１０２から受け取ったＣ８＋芳香族化合物流１３０からＣ８芳香族化合物１３２（例えば（キシレンおよびエチルベンゼン）、Ｃ９芳香族化合物１３４、およびＣ１０＋芳香族化合物を分離し得る。例えば、キシレンスプリッターは、カラムの上部からのＣ８芳香族化合物１３２、カラムの側流からのＣ９芳香族化合物１３４、およびカラムの底部からのＣ１０＋芳香族化合物１３６を分離し得る。図１に示されるように、Ｃ８芳香族化合物１３２は、パラ−キシレン分離装置１０６に供給され得、Ｃ９芳香族化合物１３４は、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０に供給され得、Ｃ１０＋芳香族化合物１３６は、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６に供給され得る。
【００２９】
パラ−キシレン分離装置１０６は、改質油スプリッター１０２から受け取ったＣ８芳香族化合物流１３２から、パラ−キシレン１３８およびパラ−キシレンを含まない混合キシレン１４０（すなわち、オルト−キシレンおよびメタ−キシレン類）の生成物流を分離し生成し得る。一部の実施形態では、パラ−キシレン分離装置１０６は、吸着プロセスまたは結晶化プロセスであってもよい。一部の実施形態では、パラ−キシレン分離装置１０６によって生成されたパラ−キシレンを含まない混合キシレン流１４０は、キシレン異性体のＣ８芳香族化合物の熱力学的平衡を再確立し、さらなるパラ−キシレンの形成を促進するために、トランスアルキル化／異性化反応器１１４に供給され得る。さらに、またはあるいは、パラ−キシレンを含まない混合キシレン流１４０の一部１４２（または、一部の実施形態では全部）は、その後の、キシレンの異性化により適し得る触媒（例えば、より狭い細孔の触媒）での異性化のために、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０に供給され得る。
【００３０】
後述するように、ＰＳＡユニット１１２は、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０、トランスアルキル化／異性化反応器１１４、およびＣ１０＋脱アルキル化反応器１１６から軽質ガス（例えば、軽質アルカンおよび未反応水素）を受け取り得る。ＰＳＡユニット１１２は、反応器によるさらなる使用のために軽質ガスから水素を回収して追加の水素要求量を最小限にし得る。ＰＳＡユニット１１２はまた、加熱源として使用するためにパージされるかまたは回収され得る、水素を含まないガス１４３（すなわち、反応器１１０、１１４、および１１６から生成されたアルカン）の生成物流も生成し得る。
【００３１】
図１に示され、既に考察されたように、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０は、キシレンスプリッター１０４からＣ９芳香族化合物１３４を受け取り、トルエン１４８、未変換Ｃ９芳香族化合物１５０、および軽質ガス１４６（例えば、エタンおよびプロパン、および未反応水素などの軽質アルカン）の生成物流を生成し得る。図１にも示されるように、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０は、ＰＳＡユニット１１２によって回収され、それから放出される水素の水素流１４４を受け取ってもよい。一部の実施形態では、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０は、水素源から追加の水素１４５を受け取ってもよい。一部の実施形態では、上記のように、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０は、パラ−キシレン分離装置１０６からのパラ−キシレンを含まない混合キシレン流１４０放出の一部１４２（または、一部の実施形態では全部）を受け取ってもよい。Ｃ９脱アルキル化反応器１１０は、メチルエチルベンゼン（ＭＥＢ）に富むＣ９芳香族化合物、例えば、エチルトルエン、イソベンゼン、およびプロピルベンゼンの、トルエン、ベンゼン、およびアルカン（例えば、エタンおよびプロパン）への変換を最大にするのに十分な反応条件を達成するように構成され得る。
【００３２】
Ｃ９脱アルキル化反応器１１０によって生成された軽質ガス流１４６は、ＰＳＡユニット１１２に供給され得る。ＰＳＡユニット１１２は、軽質ガス１４６から水素の生成物流を分離し生成することができ、前述のように、水素流１４４は、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０に再循環させ得る。一部の実施形態では、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０は、次の条件下で運転し得る：約２００℃〜約５４０℃の範囲内の温度、約１０ｂａｒ〜約５０ｂａｒの範囲内の圧力、約１ｈｒ−１〜約２０ｈｒ−１の範囲内の液体時間速度、および０〜４の範囲内の水素対供給流比。
【００３３】
一部の実施形態では、水素による水添脱アルキル化のためのＣ９脱アルキル化反応器１１０において使用される触媒は、二元機能触媒を含み得る。Ｃ９脱アルキル化反応器１１０で使用される水添脱アルキル化触媒は、ＭＥＢおよび水素をトルエン、ベンゼンおよびアルカンに選択的に変換する能力があり得る。一部の実施形態では、水添脱アルキル化触媒は、適切な反応運転条件で、かなりの部分の、そして一部の実施形態では全部のＭＥＢを、トルエン、ベンゼン、およびアルカンに変換する能力があり得る。当業者であれば、過度または必要以上の実験をすることなく、プロセスの脱アルキル化部分を実施するための適切な市販の水添脱アルキル化触媒を選択し得ることが理解されよう。理解されるように、適切な水添脱アルキル化触媒の物理的属性、選択性属性、および活性属性を選択する際のそのようなパラメータには、脱アルキル化段階の運転条件、供給原料組成、ＭＥＢに対する水素の比、望ましい変換有効性および効率、脱アルキル化段階の滞留時間、および脱アルキル化段階の物理的属性が含まれ得る。一部の実施形態では、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０で使用される触媒には、フッ素化ゼオライト触媒が含まれてもよい。一部の実施形態では、ゼオライト触媒には、触媒の結晶構造に組み込まれた金属イオン（例えば、Ｎｉ２＋）が含まれ得る。一部の実施形態では、金属イオンには、その他の８族、９族、および１０族遷移金属、例えばコバルトおよびパラジウムが含まれ得る。
【００３４】
一部の実施形態では、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０において脱アルキル化を行うために使用される触媒は、パラ−キシレン分離装置１０６からのパラ−キシレンを含まない混合キシレン流１４０の一部１４２（または、一部の実施形態では全部）がＣ９脱アルキル化反応器１１０に供給される実施形態におけるキシレン異性化を行う能力もあり得る。Ｃ９脱アルキル化反応器１１０によって生成されたトルエン流１４８および未変換Ｃ９芳香族化合物流１５０は、下流のトランスアルキル化／異性化反応器１１４に供給され得る。一部の実施形態では、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０によって形成されたベンゼンも、これらの生成物流とともにトランスアルキル化／異性化反応器１１４に供給され得る。
【００３５】
トランスアルキル化／異性化反応器１１４は、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０から液体排出物（すなわち、トルエン流１４８および未変換Ｃ９芳香族化合物流１５０）を受け取り、ＢＴＸおよびＣ９＋芳香族化合物１５６の生成物流ならびに軽質ガス１５８（すなわち、軽質アルカンおよび未反応水素）を生成し得る。図１に示されるように、トランスアルキル化／異性化反応器１１４はまた、ＰＳＡユニット１１２によって生成された水素１５２流、およびパラ−キシレン分離装置１０６によって生成されたパラ−キシレンを含まない混合キシレン流１４０を受け取り得る。同様に図１に示されるように、一部の実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４はまた、改質油スプリッター１０２からトルエンの一部１２８を受け取り得る。Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８を含む一部の実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４は、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８によって生成された再循環Ｃ９芳香族化合物流１５４を受け取り得る。
【００３６】
トランスアルキル化／異性化反応器１１４は、未変換ＴＭＢに富むＣ９芳香族化合物およびトルエンのトランスアルキル化を最大にしてキシレンを生成するように構成されてもよい。トランスアルキル化／異性化反応器１１４はまた、パラ−キシレンを含まない混合キシレン流１４０の異性化を行ってＣ８芳香族化合物の熱力学平衡を再確立し、パラ−キシレンの生成を促進するように構成されてもよい。トランスアルキル化／異性化反応器１１４によって生成された軽質ガス流１５８は、上記のように、水素の回収のためにＰＳＡユニット１１２に供給され得る。一部の実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４は、次の条件下で運転し得る：約２００℃〜約５４０℃の範囲内の温度、約１０ｂａｒ〜約５０ｂａｒの範囲内の圧力、約１ｈｒ−１〜約２０ｈｒ−１の範囲内の液体時間速度、および０〜４の範囲内の水素対供給流比。
【００３７】
トランスアルキル化／異性化反応器１１４内で使用されるトランスアルキル化触媒は、ＴＭＢおよびトルエンを混合キシレンに選択的に変換する能力があり得る。一部の実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４内で使用されるトランスアルキル化触媒は、適切な反応運転条件の存在下で、Ｃ９芳香族化合物流中のかなりの部分の、そして一部の実施形態では全部のＴＭＢを、混合キシレンに変換する能力があり得る。当業者であれば、過度または必要以上の実験をすることなく、プロセスのトランスアルキル化部分を実施するための適切な市販のトランスアルキル化触媒を選択し得ることが理解されよう。理解されるように、適切なトランスアルキル化触媒の物理的属性、選択性属性、および活性属性を選択する際のそのようなパラメータには、トランスアルキル化運転条件、供給原料組成、ＴＭＢに対するトルエンの比、望ましい変換有効性および効率、段階の滞留時間、およびトランスアルキル化触媒を用いるＴＭＢおよびトルエンの混合キシレンへの変換を支持するための第２段階反応器の物理的属性が含まれ得る。一部の実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４内で使用される触媒には、ケイ素、リン、ホウ素、マグネシウム、錫、チタン、ジルコニウム、モリブデン、ゲルマニウム、インジウム、ランタン、セシウム、およびその任意の酸化物からなる群から選択される活性促進剤を有するベータゼオライトが含まれてもよい。
【００３８】
図１に示されるように、一部の実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４によって生成されたＢＴＸおよびＣ９＋芳香族化合物流１５６は、ベンゼンおよびトルエンの回収とそれに続くパラ−キシレン分離装置１０６を介するパラ−キシレンの回収のために改質油スプリッター１０２に再循環され得る。他の実施形態では、プロセス１００には、トランスアルキル化／異性化反応器１１４の下流にＣ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８が含まれてもよい。そのような実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４によって生成されたＢＴＸおよびＣ９＋芳香族化合物流の一部１５７が、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８に供給され得る。例えば、一部の実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４内の反応条件がトランスアルキル化／異性化反応器１１４によって生成されたＣ９芳香族化合物の大部分としてＴＭＢをもたらす場合に、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８が含められ得る。Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８は、Ｃ１０＋芳香族化合物からＣ９芳香族化合物を分離し、Ｃ９芳香族化合物１５４とＣ１０＋芳香族化合物１６０の生成物流を生成し得る。そのような実施形態では、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８によって生成されたＣ９芳香族化合物流１５４は、トランスアルキル化／異性化反応器１１４に再循環され得、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８によって生成されたＣ１０＋芳香族化合物流１６０は、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６に供給され得る。
【００３９】
図１に示されるように、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６は、キシレンスプリッター１０４からＣ１０＋芳香族化合物流１３６および水素流１６２を受け取り、ＢＴＸ、Ｃ９芳香族化合物、および未変換Ｃ１０芳香族化合物１６４の生成物流ならびに軽質ガス１６６（すなわち、軽質アルカンおよび未回収水素）を生成し得る。代替実施形態では、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６は、水蒸気源から水蒸気を受け取り得、水蒸気脱アルキル化プロセスを実施し得る。Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８を含むプロセス１００の実施形態では、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６は、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８からＣ１０＋芳香族化合物流１６０を受け取ってもよい。Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６は、芳香族ベンゼン環に結合したアルキル基を取り除いてベンゼンに富む生成物流を生成するように構成されてもよい。例えば、２つの芳香環をもつ化合物、例えばナフタレンなどは、一方の環が飽和およびクラッキングして軽質ガスおよびベンゼンを生成する。Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６によって生成されたＢＴＸ、Ｃ９芳香族化合物、および未変換Ｃ１０芳香族化合物流１６４は、ベンゼンおよびトルエンの回収とそれに続くパラ−キシレン分離装置１０６を介するパラ−キシレンの回収のために改質油スプリッター１０２に再循環され得る。Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６によって生成された軽質ガス流１６６は、水素回収のためにＰＳＡユニット１１２に供給され得る。一部の実施形態では、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６は、次の条件下で運転し得る：約３００℃〜約４５０℃の範囲内の温度、約１０ｂａｒ〜約４０ｂａｒの範囲内の圧力、約０．５〜約３の範囲内の重量時空間速度（ＷＨＳＶ）、および２〜４の範囲内の水素対供給流比。一部の実施形態では、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６は、水蒸気脱アルキル化プロセスを実施してもよく、水蒸気および水蒸気脱アルキル化触媒を用いて以下の条件および手順下で運転され得る：最初に約３１５℃〜約５１０℃の範囲内の温度で約３０〜約１８０秒の範囲内の時間の間運転し、その時間の間、水蒸気脱アルキル化触媒の活性は、原料芳香族化合物の脱アルキル化生成物へのモル％転化率で測定して、初期活性の約９０％未満に低下し得る；水蒸気脱アルキル化触媒の活性が約９０％未満に低下した場合に供給芳香族化合物の流れを中断する；そして、水蒸気脱アルキル化触媒を、約３１５℃〜約５１０℃の範囲内の温度の水蒸気と接触させて、触媒をその初期活性の約７５％まで再生し、脱アルキル化生成物を回収する。一部の実施形態では、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６は、約４８０℃〜約５５０℃の範囲内の温度で運転され得る水蒸気脱アルキル化プロセスを実施することができる。
【００４０】
Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６内で使用される水添脱アルキル化触媒は、Ｃ１０＋芳香族化合物（例えばＤＭＥＢおよびテトラメチルベンゼンなど）および水素をベンゼン、キシレン、およびアルカンに選択的に変換する能力があり得る。一部の実施形態では、水添脱アルキル化触媒は、適切な反応運転条件で、かなりの部分の、そして一部の実施形態では全部のＣ１０＋芳香族化合物を、ベンゼン、キシレン、およびアルカン（例えば、エタンおよびプロパン）に変換する能力があり得る。当業者であれば、過度または必要以上の実験をすることなく、プロセスの脱アルキル化部分を実施するための適切な市販の水添脱アルキル化触媒を選択し得ることが理解されよう。理解されるように、適切な水添脱アルキル化触媒の物理的属性、選択性属性、および活性属性を選択する際のそのようなパラメータには、脱アルキル化段階の運転条件、供給原料組成、Ｃ１０＋芳香族化合物に対する水素の比、望ましい変換有効性および効率、脱アルキル化段階の滞留時間、および脱アルキル化段階の物理的属性が含まれ得る。一部の実施形態では、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６で使用される触媒には、フッ素化ゼオライト触媒が含まれてもよい。一部の実施形態では、ゼオライト触媒には、触媒の結晶構造に組み込まれた金属イオン（例えば、Ｎｉ２＋）が含まれ得る。一部の実施形態では、金属イオンには、その他の８族、９族、および１０族遷移金属、例えばコバルトおよびパラジウムが含まれ得る。
【００４１】
ベンゼン、パラ−キシレン、およびオレフィンの生成
【００４２】
本開示の実施形態には、水素の不在下でＣ９脱アルキル化反応器１１０、トランスアルキル化／異性化反応器１１４、およびＣ１０＋脱アルキル化反応器１１６を運転することによる、アルカンの代わりにオレフィンを生成することも含まれ得る。図２は、重質改質油からベンゼンおよびパラ−キシレンを生成するための、３反応器脱アルキル化およびトランスアルキル化システムの別の実施形態のための統合プロセス２００を示す。図２に示される構成では、改質油スプリッター１０２、キシレンスプリッター１０４、パラ−キシレン分離装置１０６、およびトルエン不均化ユニット１０８は上記のように作動し得る。一部の実施形態では、プロセス２００には、トランスアルキル化／異性化反応器１１４の下流にＣ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８が含まれてもよい。後述するように、プロセス２００には、改質油供給物を処理し、ベンゼン、パラ−キシレン、およびオレフィンを改質油供給物から生成するための３つの反応器：Ｃ９脱アルキル化反応器１１０、トランスアルキル化／異性化反応器１１４、およびＣ１０＋脱アルキル化反応器１１６が含まれる。Ｃ９脱アルキル化反応器１１０、トランスアルキル化／異性化反応器１１４、およびＣ１０＋脱アルキル化反応器１１６は水素の不在下で動作し、水素の回収は行われないので、プロセス２００はＰＳＡユニットを省略してもよい。
【００４３】
図２に示されるように、統合プロセス２００への供給流２０２は、典型的な接触ナフサ改質装置からの改質油と、トランスアルキル化／異性化反応器およびＣ１０＋脱アルキル化反応器１１６からの再循環生成物流２０４の複合流であってもよい。一部の実施形態では、供給流２０２は、水蒸気分解炉からの熱分解ガソリンと、トランスアルキル化／異性化反応器１１４およびＣ１０＋脱アルキル化反応器１１６からの再循環生成物流２０４の複合流であってもよい。
【００４４】
図２に示されるように、供給流２０２は、改質油スプリッター１０２に供給される。改質油スプリッター１０２は、供給流２０２からベンゼン２０６とトルエン２０８の生成物流を生成する。改質油スプリッター１０２からのトルエン２０８放出は、トルエン不均化ユニット１０８に供給され得る。一部の実施形態では、改質油スプリッター１０２からのトルエン流２０８放出の一部２１０は、本開示に記載されるように、トランスアルキル化効率を改善するために、トランスアルキル化／異性化反応器１１４に供給され得る。改質油スプリッター１０２は、飽和液体炭化水素（例えば、ナプテン（ｎａｐｔｈｅｎｅｓ）およびパラフィン）も取り除き得る。改質油スプリッター１０２によって生成されたＣ８＋芳香族化合物流２１２は、キシレンスプリッター１０４に供給され得る。
【００４５】
キシレンスプリッター１０４は、改質油スプリッター１０２から受け取ったＣ８＋芳香族化合物流２１２から、Ｃ８芳香族化合物２１４（例えば（キシレンおよびエチルベンゼン）、Ｃ９芳香族化合物２１６、およびＣ１０＋芳香族化合物２１８を分離し得る。図２に示されるように、Ｃ８芳香族化合物流２１４は、パラ−キシレン分離装置１０６に供給され得、Ｃ９芳香族化合物流２１６は、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０に供給され得、Ｃ１０＋芳香族化合物流２１８は、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６に供給され得る。
【００４６】
パラ−キシレン分離装置１０６は、改質油スプリッター１０２から受け取ったＣ８芳香族化合物２１４から、パラ−キシレン２２０およびパラ−キシレンを含まない混合キシレン２２２（すなわち、オルト−キシレンおよびメタ−キシレン類）の生成物流を分離し生成し得る。パラ−キシレン分離装置１０６よって生成されたパラ−キシレンを含まない混合キシレン２２２は、キシレン異性体のＣ８熱力学的平衡を再確立し、さらなるパラ−キシレンの形成を促進するために、トランスアルキル化／異性化反応器１１４に供給され得る。さらに、またはあるいは、パラ−キシレンを含まない混合キシレン流２２２の一部２２６（または、一部の実施形態では全部）は、その後の、キシレンの異性化により適し得る触媒（例えば、より狭い細孔の触媒）での異性化のために、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０に供給され得る。
【００４７】
図２に示されるように、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０は、キシレンスプリッター１０４からＣ９芳香族化合物２１６を受け取り、水素の不在下で、トルエン２２８、未変換Ｃ９芳香族化合物２３０、およびオレフィン２３２の生成物流を生成し得る。一部の実施形態では、上記のように、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０は、パラ−キシレン分離装置１０６からのパラ−キシレンを含まないキシレン２２２放出の一部２２６（または、一部の実施形態では全部）を受け取り得る。前述のように、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０は、ＭＥＢ（例えば、エチルトルエン、イソベンゼン、およびプロピルベンゼン）などのＣ９芳香族化合物の、トルエン、ベンゼン、およびオレフィンへの変換を最大にするのに十分な反応条件を達成するように構成され得る。一部の実施形態では、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０は、次の条件下で運転し得る：約２００℃〜約５４０℃の範囲内の温度、約１０ｂａｒ〜約５０ｂａｒの範囲内の圧力、および約１ｈｒ−１〜約２０ｈｒ−１の範囲内の液体時間速度。
【００４８】
理解されるように、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０の構成および触媒配合組成は、Ｃ９芳香族化合物２１６が水素の不在下で処理される場合には異なってもよい。一部の実施形態では、水素の不在下でＣ９脱アルキル化反応器１１０内で使用される触媒には、単官能性触媒が含まれ得る。そのような単官能性触媒には、触媒配合組成中に金属成分を含まない脱アルキル化触媒が含まれ得る。Ｃ９脱アルキル化反応器１１０で使用される脱アルキル化触媒は、ＭＥＢをトルエン、ベンゼンおよびオレフィンに選択的に変換する能力があり得る。一部の実施形態では、脱アルキル化触媒は、適切な反応運転条件で、かなりの部分の、そして一部の実施形態では全部のＭＥＢを、トルエン、ベンゼン、およびオレフィンに変換する能力があり得る。当業者であれば、過度または必要以上の実験をすることなく、プロセスの脱アルキル化部分を実施するための適切な市販の脱アルキル化触媒を選択し得ることが理解されよう。理解されるように、適切な脱アルキル化触媒の物理的属性、選択性属性、および活性属性を選択する際のそのようなパラメータには、脱アルキル化段階の運転条件、供給原料組成、望ましい変換有効性および効率、脱アルキル化段階の滞留時間、および脱アルキル化段階の物理的属性が含まれ得る。一部の実施形態では、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０で使用される触媒には、フッ素化ゼオライト触媒が含まれてもよい。
【００４９】
さらに、そのような実施形態では、水素の不在下でオレフィンを生成するように動作するＣ９脱アルキル化反応器１１０は、触媒にコークが堆積することによる急速な触媒の失活を克服するために、流動床反応器または移動床反応器であり得る。一部の実施形態では、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０において脱アルキル化を行うために使用される触媒は、パラ−キシレンを含まない混合キシレン２２２の一部２２６（または、一部の実施形態では全部）がＣ９脱アルキル化反応器１１０に供給される実施形態で、キシレン異性化も行う能力があり得る。Ｃ９脱アルキル化反応器１１０によって生成されたトルエン流２２８および未変換Ｃ９芳香族化合物流２３０は、トランスアルキル化／異性化反応器１１４に供給され得る。さらに、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０によって形成されたベンゼンも、トランスアルキル化／異性化反応器１１４に供給され得る。Ｃ９脱アルキル化反応器１１０によって生成されたオレフィン流２３２は、その他の生成されたオレフィン流と組み合わせてその他のプロセスまたはシステムに供給されてもよい。
【００５０】
トランスアルキル化／異性化反応器１１４は、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０から液体排出物（すなわち、トルエン流２２８および未変換Ｃ９芳香族化合物流２３０）を受け取り、ＢＴＸおよびＣ９＋芳香族化合物２３４の生成物流およびオレフィン２３６を放出し得る。図２に示されるように、トランスアルキル化／異性化反応器１１４はまた、パラ−キシレン分離装置１０６によって生成されたパラ−キシレンを含まない混合キシレン２２２を受け取ってもよい。同様に図１に示されるように、一部の実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４はまた、改質油スプリッター１０２からさらなるトルエン流２１０を受け取ってもよい。Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８を含む一部の実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４はまた、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８によって生成された再循環Ｃ９芳香族化合物２３８を受け取ってもよい。
【００５１】
以前に考察したように、トランスアルキル化／異性化反応器１１４は、ＴＭＢに富むＣ９芳香族化合物およびトルエンのトランスアルキル化を最大にしてキシレンを生成するように構成されてもよい。トランスアルキル化／異性化反応器１１４はまた、パラ−キシレンを含まない混合キシレン２２２の異性化を行ってＣ８芳香族化合物の熱力学平衡を再確立するように構成されてもよい。図２および再循環流２０４に示されるように、ＢＴＸおよびＣ９＋芳香族化合物２３４は、ベンゼンおよびトルエンの回収とそれに続くパラ−キシレン分離装置１０６を介するパラ−キシレンの回収のために改質油スプリッター１０２に再循環され得る。トランスアルキル化／異性化反応器１１４によって生成されたオレフィン流２３６は、その他の生成されたオレフィン流と組み合わせてその他のプロセスまたはシステムに供給されてもよい。一部の実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４は、次の条件下で運転し得る：約２００℃〜約５４０℃の範囲内の温度、約１０ｂａｒ〜約５０ｂａｒの範囲内の圧力、および約１ｈｒ−１〜約２０ｈｒ−１の範囲内の液体時間速度。
【００５２】
トランスアルキル化／異性化反応器１１４内で使用されるトランスアルキル化触媒は、ＴＭＢおよびトルエンを混合キシレンに選択的に変換する能力があり得る。一部の実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４内で使用されるトランスアルキル化触媒は、適切な反応運転条件の存在下で、Ｃ９脱アルキル化反応器１１０からのＣ９芳香族化合物２３０放出中のかなりの部分の、そして一部の実施形態では全部のＴＭＢを混合キシレンに変換する能力があり得る。当業者であれば、過度または必要以上の実験をすることなく、プロセスのトランスアルキル化部分を実施するための適切な市販のトランスアルキル化触媒を選択し得ることが理解されよう。理解されるように、適切なトランスアルキル化触媒の物理的属性、選択性属性、および活性属性を選択する際のそのようなパラメータには、トランスアルキル化  運転条件、供給原料組成、ＴＭＢに対するトルエンの比、望ましい変換有効性および効率、段階の滞留時間、およびトランスアルキル化触媒を用いるＴＭＢおよびトルエンの混合キシレンへの変換を支持するための第２段階反応器の物理的属性が含まれ得る。一部の実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４内で使用される触媒には、ケイ素、リン、ホウ素、マグネシウム、錫、チタン、ジルコニウム、モリブデン、ゲルマニウム、インジウム、ランタン、セシウム、およびその任意の酸化物からなる群から選択される活性促進剤を有するベータゼオライトが含まれてもよい。
【００５３】
図２に示されるように、一部の実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４によって生成されたＢＴＸおよびＣ９＋芳香族化合物流２３４は、ベンゼンおよびトルエンの回収とそれに続くパラ−キシレン分離装置１０６を介するパラ−キシレンの回収のために改質油スプリッター１０２に再循環され得る。他の実施形態では、プロセス２００には、トランスアルキル化／異性化反応器１１４の下流にＣ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８が含まれてもよい。そのような実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４によって生成されたＢＴＸおよびＣ９＋芳香族化合物流２３５が、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８に供給され得る。例えば、一部の実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４内の反応条件がトランスアルキル化／異性化反応器１１４によって生成されたＣ９芳香族化合物の大部分としてＴＭＢをもたらす場合に、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８が含められ得る。以前に考察したように、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８は、Ｃ１０＋芳香族化合物からＣ９芳香族化合物を分離し、Ｃ９芳香族化合物２３８とＣ１０＋芳香族化合物２４０の生成物流を生成し得る。Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８によって生成されたＣ９芳香族化合物流２３８は、トランスアルキル化／異性化反応器１１４に再循環され得、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８によって生成されたＣ１０＋芳香族化合物流２４０は、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６に供給され得る。例えば、一部の実施形態では、トランスアルキル化／異性化反応器１１４内の反応条件がＴＭＢをトランスアルキル化／異性化反応器１１４から放出されたＣ９芳香族化合物の過半数としてもたらす場合に、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８が含められ得る。
【００５４】
図２に示されるように、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６は、キシレンスプリッター１０４からＣ１０＋芳香族化合物流２１８を受け取り、液体炭化水素２４２およびオレフィン２４４の生成物流を生成し得る。代替実施形態では、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６は、水蒸気源から水蒸気を受け取り得、水蒸気脱アルキル化プロセスを実施し得る。Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッター１１８を含む実施形態では、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６は、Ｃ９／Ｃ１０＋スプリッターからＣ１０＋芳香族化合物流２４０を受け取ってもよい。Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６は、芳香族ベンゼン環に結合したアルキル基を取り除いてベンゼンに富む生成物を生成するように構成されてもよい。さらに、Ｃ１０＋芳香族化合物分子に結合したエチル基およびプロピル基は、エチレンおよびプロピレンなどのオレフィンを形成し得る。Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６によって生成された液体炭化水素２４２は、再循環流２０４によって示されるように改質油スプリッター１０２に再循環され得る。Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６によって生成されたオレフィン流２４４放出は、その他の生成されたオレフィン流と組み合わせてその他のプロセスまたはシステムに供給されてもよい。一部の実施形態では、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６は、次の条件下で運転し得る：約３００℃〜約４５０℃の範囲内の温度、約１０ｂａｒ〜約４０ｂａｒの範囲内の圧力、約０．５〜約３の範囲内の重量時空間速度（ＷＨＳＶ）、および２〜４の範囲内の水素対供給流比。
【００５５】
一部の実施形態では、水素の不在下でＣ１０＋脱アルキル化反応器１１６内で使用される触媒には、単官能性触媒が含まれ得る。そのような単官能性触媒には、触媒配合組成中に金属成分を含まない脱アルキル化触媒が含まれ得る。Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６内で使用される水添脱アルキル化触媒は、Ｃ１０＋芳香族化合物（例えばＤＭＥＢおよびテトラメチルベンゼンなど）をベンゼンおよびキシレンに選択的に変換する能力があり得る。さらに、Ｃ１０＋芳香族化合物分子に結合した多数のエチル基と、それよりも少数のプロピル基は、脱アルキル化反応が水素の不在下で行われると、エチレンおよびプロピレンなどのオレフィンを容易に形成することができる。しかし、理解されるように、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６が水素の不在下で運転される場合に急速な触媒の失活が起こり得る。そのような実施形態では、水蒸気をＣ１０＋脱アルキル化反応器１１６に導入することができ、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６を、流動床または移動床触媒反応器として構成することができる。
【００５６】
一部の実施形態では、脱アルキル化触媒は、適切な反応運転条件で、かなりの部分の、そして一部の実施形態では全部のＣ１０＋芳香族化合物をベンゼン、キシレン、およびオレフィンに変換する能力があり得る。当業者であれば、過度または必要以上の実験をすることなく、プロセスの脱アルキル化部分を実施するための適切な市販の脱アルキル化触媒を選択し得ることが理解されよう。理解されるように、適切な脱アルキル化触媒の物理的属性、選択性属性、および活性属性を選択する際のそのようなパラメータには、脱アルキル化段階の運転条件、供給原料組成、望ましい変換有効性および効率、脱アルキル化段階の滞留時間、および脱アルキル化段階の物理的属性が含まれ得る。一部の実施形態では、Ｃ１０＋脱アルキル化反応器１１６で使用される触媒には、フッ素化ゼオライト触媒が含まれてもよい。そのような実施形態では、ゼオライト触媒は金属イオンを含まないことがある。
【００５７】
範囲は、本開示において、大体一つの特定の値から大体もう一つの特定の値まで、またはその両方として表され得る。そのような範囲が表される場合、別の実施形態は、前記範囲内のすべての組合せとともに、ある特定の値から、他の特定の値まで、またはその両方であることを理解されたい。
【００５８】
本開示の様々な態様のさらなる修正および代替実施形態は、この説明を考えると当業者には明らかであろう。したがって、この説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本開示に記載の実施形態を実行する一般的な方法を当業者に教示する目的のためである。本開示に示され説明された形態は、実施形態の例として解釈されるべきであることは当然理解される。要素および材料は、本開示において例示および説明されたものに代えてもよく、部品およびプロセスは逆にするか省略してもよく、特定の特徴は独立に利用されてもよく、すべてはこの説明の利益を得た後に当業者に明らかになるであろう。変更は、添付の特許請求の範囲に記載の本開示の精神および範囲から逸脱することなく、本開示に記載される要素にもたらすことができる。本開示に記載される見出しは、編成の目的のためだけのものであり、説明の範囲を限定するために使用されることを意味するものではない。
【図１】
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【図２】
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