Способ получения пара-ксилола (варианты)

Способ получения пара-ксилола (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к способу получения пара-ксияола из исходной ароматической фракции C₈, содержащей смесь изомеров ксилола.

Уровень техники

Смеси углеводородов, содержащие ароматические соединения C₈₊ являются побочными продуктами некоторых процессов переработки нефти, включая, но без ограничения, процессы каталитического реформинга. Эти углеводородные смеси, как правило, содержат до 30 весовых процентов (вес.%) С₉₊ ароматических углеводородов, до 10 вес.% неароматических углеводородов, примерно, до 50 вес.% этилбензола, остальное (баланс) (например, приблизительно, до 100 вес.%) представляет собой смесь изомеров ксилола. Чаще всего среди этих C₈ ароматических углеводородов присутствуют этилбензол ("ЕВ") и изомеры ксилола, включая мета-ксилол ("mX"), орто-ксилол ("оХ") и пара-ксилол ("рХ"). Как правило, если в смеси C₈ ароматических углеводородов присутствует этилбензол, его концентрация составляет, примерно, до 20 вес.% от общего веса C₈ ароматических углеводородов. Обычно три изомера ксилола представляют собой остальные C₈ ароматические углеводороды и находятся в равновесной смеси в весовом соотношении 1:2:1 (oX:mX:pX). Таким образом применяемое в данном описании выражение "равновесная смесь изомеров ксилола" относится к смеси, содержащей изомеры в примерном весовом соотношении 1:2:1 (oX:mX:pX).

Этилбензол применяют для получения стирола. Мета-ксилол используют для получения изофталевой кислоты, которая, в свою очередь, применяется для получения специальных полиэфирных волокон, красок и смол. Орто-ксилол используют в производстве фталевого ангидрида, который, в свою очередь, применяется в производстве пластификаторов на основе фталатов. Хотя мета-ксилол и орто-ксилол являются полезным сырьем, требования к этим изомерам и материалам на их основе не так высоки, как к пара-ксилолу и материалам на основе пара-ксилола. Пара-ксилол является сырьем для производства терефталевых кислот и эфиров, используемых для получения полимеров, таких как полибутилентерефталат, полиэтилентерефталат и полипропилентерефталат.

Вследствие их полезности эффективное разделение этилбензола и индивидуальных различных изомеров ксилола вызывает особый и не снижающийся интерес. В зависимости от концентраций, в которых они находятся в смеси С₈ ароматических углеводородов, и от потребности в конкретном изомере по сравнению с другими изомерами или с этилбензолом, или в материале на его основе, одного разделения может быть недостаточно для получения адекватных количеств каждого конкретного изомера. Например, так как, как правило, существует более высокая потребность в пара-ксилоле по сравнению с другими изомерами или этилбензолом, желательно повысить или даже максимально увеличить производство пара-ксилола из конкретной смеси C₈ ароматических соединений. Поэтому к отделению (выделению) пара-ксилола добавляется изомеризация мета- и орто-ксилола в требуемый пара-ксилол и, необязательно, превращение этилбензола.

Стадия выделения способов получения пара-ксилола, как правило, состоит из двух процессов, один из которых представляет собой кристаллизацию, а другой является жидкостно-адсорбционной хроматографией. Процесс кристаллизации первоначально разработан в Amoco Corporation, усовершенствован и модифицирован позднее в Institut Francais du Petrole ("IFF"), Mobil Corporation ("Mobil"), UOP Inc. ("UOP") и др. Как более подробно описано далее, кристаллизация имеет свои ограничения и может быть очень дорогостоящей, так как различные изомеры ксилола кристаллизуются при очень низких температура (например, около -70°С÷0°С), для этого, как правило, требуются многостадийные охладительные системы, снабженные большими газовыми компрессорами. Жидкостно-адсорбционная хроматография, также называемая адсорбционной хроматографией в системе имитированных подвижных слоев ("SiMBAC"), в промышленных масштабах реализована в IFP и UOP. Процесс S1MBAC также имеет свои ограничения и является дорогим, так как требует собственной рециркуляции больших объемов различных углеводородных десорбентов. Кроме того, потоки эффлюента после стадии (операции) адсорбции следует отделять от нужного продукта на последующих стадиях дистилляции. Следовательно, вышеуказанные обычные процессы кристаллизации и жидкостно-адсорбционной хроматографии являются невыгодными вследствие значительной стоимости и больших энергетических затрат.

Один способ производства пара-ксилола из смеси C₈₊ ароматических углеводородов включает пропускание смеси через разделительную колонну для удаления тяжелых веществ, таких как С₉₊ углеводороды. Более легкий верхний погон (дистиллят), преимущественно содержащий смесь C₈₊ углеводородов, состоящую из изомеров ксилола и этилбензола, можно разделить на разделительной установке. Так как этилбензол, мета-, орто- и пара-ксилолы имеют одинаковые молекулярные массы и сходные температуры кипения (около 136°С, около 139°С, около 138°С и около 144°С соответственно), разделение с помощью фракционной перегонки непрактично. Альтернатива фракционной перегонке включает низкотемпературную кристаллизацию, которая использует разницу температур замерзания или кристаллизации различных компонентов - пара-ксилол кристаллизуется (примерно при 13.3°С) раньше других изомеров ксилола (орто- и мета-ксилол кристаллизуются примерно при -25.2°С и -47.9°С соответственно). В физической системе трех изомеров ксилола имеется две имеющие значение бинарные эвтектики: бинарная эвтектика пара-ксилол/мета-ксилол и бинарная эвтектика пара-ксилол/орто-ксилол. Когда пара-ксилол кристаллизуется из смеси, оставшаяся смесь приближается к одной из этих бинарных эвтектик, в зависимости от исходного состава смеси. Поэтому в промышленных процессах пара-ксилол кристаллизуется таким образом, чтобы приблизить, но не достичь бинарных эвтектик, чтобы избежать сокристаллизации других изомеров ксилола, что понизило бы чистоту полученного пара-ксилола. Из-за этих бинарных эвтектик количество пара-ксилола, извлеченного (полученного) за кристаллизационный цикл, как правило, не выше 65°С от количества пара-ксилола в смеси, подаваемой в кристаллизатор.

Или же некоторые компоненты C₈ углеводородной смеси можно выделять из смеси перед любой кристаллизацией, например, жидкофазной адсорбцией (например, процесс PAREX^TM фирмы UOP и процесс ELUXIL^TM института IFP) с применением фожазита (цеолита) для хроматографического выделения пара-ксилола из C₈ смесей, содержащих пара-ксилол. В обедненном пара-ксилолом потоке, выходящем из сепаратора, как правило, создают давление, и он реагирует в присутствии катализатора с образованием равновесной смеси изомеров ксилола, которая затем возвращается в абсорбер. Выделяя пара-ксилол из смеси С₈ углеводородов перед кристаллизацией, можно повысить выход пара-ксилола в кристаллизаторе от 65% и ниже примерно до 85%, что позволяет преодолеть трудности, вызванные бинарными эвтетиками. См. в целом Swift (UOP) Патент США 5329060.

Другой способ получения пара-ксилола из смеси C₈ углеводородов включает пропускание смеси в газовой фазе через адсорбционный слой, содержащий адсорбент, селективный к пара-ксилолу и этилбензолу, получают после соответствующей десорбции раздельные потоки, один из которых содержит, преимущественно, мета- и орто-ксилолы, а другой - пара-ксилол, этилбензол, и десорбированный материал находится в пустом пространстве адсорбента. Адсорбцию проводят при температуре 140-370°С, давление поддерживают в пределах от атмосферного до 300 килопаскалей (абсолютное) (кПа) (около 65 фунтов на квадратный дюйм (пси) абсолютное), применяют цеолитные молекулярные сита (типа Mobil-5 (MFI), включая цеолитные молекулярные сита ZSM-5 (цеолитные молекулярные сита Zeolite Socony Mobil, выпускаемые фирмой ExxonMobil Chemicals), молекулярные сита из феррьерита и силикалита-1. Десорбцию пара-ксилола и этилбензола можно проводить с помощью газообразного десорбента, содержащего воду, при температуре в том же интервале, в каком проводят адсорбцию и при давлении от атмосферного до 1000 кПа (около 145 пси абс.). Или же десорбцию можно проводить без десорбента, просто снижая давление до 1кПа-4кПа (около 0.15-0.58 пси абс.). При таком способе в пустотах адсорбента остается значительное количество исходного продукта, который, в конечном счете, удаляется на стадии десорбции, но, к сожалению, загрязняет десорбированный продукт (поток), содержащий пара-ксилол и этилбензол. В целом см. Long et al. (China Petrochemical Company and Fudan University) китайская опубликованная патентная заявка 1136549 А. Другие исследователи использовали ZSM-8 и ZSM-5 (каждые, необязательно, реагировали с силанами) для разделения ароматических углеводородов, таких как изомеры ксилола и этилбензол, как, например, описано в Патентах США 3699182, 3729523 и 4705909 и в английском патенте 1420796.

Вышеупомянутые стадии кристаллизации и SIMBAC можно сделать более привлекательными, если исходное сырье для этих стадий переработать таким образом, чтобы концентрация в нем пара-ксилола была выше равновесной. Такую переработку можно осуществить, например, с помощью селективного диспропорционирования в толуоле, как описано, например, в Международных заявках WO 00/69796 и WO 93/17987. Как стадию кристаллизации, так и стадию SIMBAC специалисты в данной области техники могут также разработать и провести таким образом, чтобы сделать потоки пара-ксилола на последующих стадиях концентрированными. Однако даже такие стадии страдают многими (или всеми) недостатками, которые обсуждались выше. Другой способ получения исходного с концентрацией пара-ксилола выше равновесной -это процессы адсорбции с переменным давлением (PSA). Такие процессы широко применялись на практике для разделения газов, таких как воздух, на азот и кислород, удаления воды из воздуха и очистки водорода, и в общем описаны в Ralf Т. Yang, Gas "Separation by Adsorption Processes", pp. 237-274 (Butterworth Publishers, Boston, 1987) (TP242.Y36).

Однако меньшее количество описанных процессов по PSA применено на практике для очистки углеводородов, в частности очистки углеводородов, жидких при комнатной температуре. Одним заметньм исключением является способ (процесс ISOVIV^TM), разработанный в корпорации Union Carbide, который применим для разделения линейных или нормальных парафиновых углеводородов и разветвленных или изопарафиновых углеводородов. По способу ISOVTV^TM давление при адсорбции сохраняется практически постоянным (т.е. постоянное общее давление в адсорбере на стадии адсорбции) и для продувки, очистки (удаления) или осуществления десорбции адсорбированных углеводородов из адсорбента каким-либо другим способом используется инертный газ (например, водород). См. Патент США 3700589. Со временем способ ISOVIV^TM был усовершенствован с помощью дополнительного адсорбера на стадии адсорбции, что позволило повторно использовать исходное с целью повышения чистоты в целом и получить нужный изопарафин. См. Патент США 4176053. Однако применение на стадии адсорбции нескольких адсорберов имеет свои ограничения, так как уменьшается возврат (return), когда используют слишком много аппаратов. См. Патенты США 4476345 и 4595490 (в которых показаны преимущества меньшего количества аппаратов и ступенчатых циклов адсорбции/десорбции). Способ ISOVIV^TM можно сделать более привлекательным, если концентрация н-парафинов в смеси парафинов, поступающей в адсорбер, выше равновесной. Так, Патент США 4210771 включает аппарат для изомеризации, предшествующий адсорбции, для превращения изопарафинов в н-парафины. В процессах ISOVIV^TM с применением расположенного "downstream" реактора для изомеризации (за адсорбером, "downstream" относительно адсорбера) именно адсорбированный материал десорбируется и в конечном счете изомеризуется - рафинат, поступающий со слоя адсорбента, не является изомеризованным. В целом в способе ISOVIV^TM были сделаны другие усовершенствования. См., например. Патенты США 4372022 и 4709117. Однако стоит отметить, что в способе ISOVIV^TM ничего не предпринималось для того, чтобы обеспечить разделение иных углеводородов, нежели парафиновые.

Ясно, что для потоков эффлюента в процессе ISOVIV^TM в дальнейшем ("downstream") требуются дорогостоящие и энергоемкие оборудование и переработка. Кроме того, применение способа ISOVIV^TM и относящихся к нему указаний для получения пара-ксилола имеет свои трудности, на которые в уровне техники не обращалось достаточного внимания. Например, для обедненного пара-ксилолом эффлюента требуется дорогостоящий процесс создания давления (или повторного создания давления), когда он поступает в расположенный далее ("downstream") аппарат для изомеризации. Как отмечалось выше, разделение изомеров ксилола часто сочетается с изомеризацией мета- и орто-ксилолов в требующийся пара-ксилол. Такую изомеризацию проводят в реакторе высокого давления. Даже если известен способ ISOVIV^TM и попытки применить этот способ для получения пара-ксилола, отсутствует руководство, как ввести обедненный пара-ксилолом рафинат в реактор для изомеризации без дорогостоящей стадии создания давления (или повторного создания давления) между адсорбером и реактором для изомеризации.

Например, Deckman et al. (Exxon Chemical Company) в опубликованной патентной заявке 2002/0065444 A1 описывает метод получения пара-ксилола из смеси ксилолов с применением аппарата для адсорбции с переменным давлением (PSA) или переменной температурой (TSA) и, по меньшей мере, одного реактора для изомеризации. В публикации Deckman раскрывается реактор для изомеризации непосредственно перед PSA адсорбером и отсутствует стадия сжатия (компрессии) между реактором и PSA адсорбером. См. Фиг. 1 и 2 публикации Deckman. Такое раскрытие для специалиста в данной области техники означает, что реактор работает и эффлюенты реактора выходят из реактора при давлении, превышающем давление аппарата PSA. Рафинат на выходе из аппарата PSA имеет более высокую температуру, но пониженное давление (вследствие снятия давления для завершения десорбции), для которого нужен компрессор (или эжектор, вентилятор, воздуходувная машина) для создания давления в потоке перед тем, как пустить его в реактор для изомеризации. Хотя в публикации Deckman отсутствует точное описание, рафинат выходит из PSA при температурах, слишком высоких для того, чтобы сделать сжатие в компрессоре практичным. Поэтому рафинат нужно охладить до подходящей температуры перед сжатием. При охлаждении рафината некоторые его составляющие (например, изомеры ксилола) будут конденсироваться. Весь конденсируемый материал следует отделить от неконденсируемого газа. Затем конденсируемый материал нагревают и подают насосом в реактор для изомеризации, тогда как вновь охлажденный неконденсируемый газ подвергают сжатию в компрессоре, а затем подают в реактор для изомеризации. Следовательно, раскрытие в публикации Deckman является несколько неполной, так как в ней отсутствует конкретное описание необходимого теплообменника (конденсатора), газо-жидкостного сепаратора и жидкостного насоса для введения PSA рафината под соответствующим давлением в реактор для изомеризации. Тем не менее, в раскрываемом способе требуется эжектор (воздуходувная машина, вентилятор) или компрессор на каждом из потоков процесса с переменным давлением. Как легко понять специалисту в данной области техники, покупка и работа такие эжекторов (воздуходувных машин) или компрессоров очень дороги, и там, где это возможно, их следует избегать.

Можно предположить, что адсорбер с переменным давлением, раскрываемый в публикации Deckman, работает под давлением, достаточно высоким для того, чтобы давление, пониженное с целью осуществления десорбции, оставалось достаточно высоким, и не требовалось дополнительного сжатия перед подачей материалов в расположенные далее аппараты, такие как реактор для изомеризации. Однако на практике работа адсорбера при таком высоком давлении в процессе десорбции будет резко и невыгодно снижать производительность адсорбента.

Таким образом, существуют различные способы получения пара-ксилола из смесей C₈ ароматических углеводородов, эти способы очень сложны и включают необходимые и дорогостоящие начальные и конечные стадии (предыдущие и последующие стадии).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В данном описании раскрывается усовершенствованный способ получения пара-ксилола из смеси изомеров ксилола. В одном варианте изобретения способ включает контактирование при практически не снижающемся общем давлении газообразной смеси, содержащей изомеры ксилола и этилбензола, с адсорбентом, селективным к пара-ксилолу, с целью получения обедненного пара-ксилолом рафината и эффлюента после десорбции, содержащего продукт, обогащенный пара-ксилолом. Способ также включает изомеризацию, по меньшей мере, части обедненного пара-ксилолом рафината.

В альтернативном варианте изобретения способ включает контактирование при первом давлении смеси, содержащей изомеры ксилола и этилбензол, с адсорбентом, селективным в отношении пара-ксилола, с целью получения обедненного пара-ксилолом рафината и эффлюента после десорбции, содержащего продукт, обогащенный пара-ксилолом. В этом варианте изобретения способ также включает изомеризацию при втором давлении, по меньшей мере, части обедненного пара-ксилолом рафината, причем первое давление равно второму давлению или выше его.

В другом альтернативном варианте изобретения способ включает контактирование смеси, содержащей изомеры ксилола, этилбензол и неадсорбируемый нереакционноспособный (не реагирующий) газ, с адсорбентом, селективным к пара-ксилолу, с целью получения обедненного пара-ксилолом рафината и эффлюента после десорбции, содержащего продукт, обогащенный пара-ксилолом. В этом варианте изобретения способ также включает изомеризацию, по меньшей мере, части обедненного пара-ксилолом рафината. Газ присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы гарантировать давление рафината, равное или более высокое, чем давление на стадии изомеризации, сохраняя при этом парциальное давление изомеров ксилола и этилбензола равньм соответствующему конденсационному давлению или более низким, чем соответствующее конденсационное давление изомеров ксилола и этилбензола.

В другом альтернативном варианте изобретения способ включает контактирование газообразной смеси, содержащей изомеры ксилола и этилбензол, с адсорбентом, селективньм к пара-ксилолу, для получения обедненного пара-ксилолом рафината и эффлюента после десорбции, содержащего продукт, обогащенный пара-ксилолом. В этом варианте изобретения способ также включает изомеризацию, по меньшей мере, части обедненного пара-ксилолом рафината. Сумма парциальных давлений изомеров ксилола и этилбензола ниже общего давления смеси.

Еще в одном альтернативном варианте изобретения способ включает контактирование изомеров ксилола и неадсорбируемого газа с адсорбентом, селективньм к пара-ксилолу, для получения обедненного пара-ксилолом рафината, включающего углеводороды, практически не содержащие пара-ксилол, и эффлюент после десорбции, содержащий продукт, обогащенный пара-ксилолом. Способ также включает изомеризацию, по меньшей мере, части обедненного пара-ксилолом рафината. Газ не способен реагировать со смесью на стадии контактирования и присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы молярное соотношение газа и углеводорода в рафинате, обедненном пара-ксилолом, составляло, примерно, от 0.1:1 до 10:1.

Дополнительные признаки изобретения, возможно, станут очевидными специалистам в данной области техники из нижеприведенного подробного описания вместе с чертежами, примерами и прилагаемой формулой изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для более полного понимания изобретения следует сделать ссылку на нижеприведенное подробное описание и сопровождающие его чертежи,

где на фиг.1 дана блок-схема процесса, иллюстрирующая один цикл работы двухступенчатой системы адсорбции с переменным парциальным давлением (PPSA), пригодной для осуществления раскрываемого способа;

на фиг.2 представлена блок-схема процесса, иллюстрирующая один цикл работы трехступенчатой системы PPSA, пригодной для осуществления раскрываемого способа;

на фиг.3 представлена блок-схема процесса, иллюстрирующая один цикл работы четырехступенчатой системы PPSA, пригодной для осуществления раскрываемого способа;

на фиг.4 представлена блок-схема процесса, иллюстрирующая один цикл работы другой трехступенчатой системы PPSA, пригодной для осуществления раскрываемого способа;

на фиг.5 представлена блок-схема процесса, иллюстрирующая один пример процесса, объединяющий системы PPSA, показанные на фиг.1-4 и представленные в данном описании;

на фиг.6 дан график: выход пара-ксилола и этилбензола/выделение в Примере 3; и

на фиг.7 изображен график: составы различных потоков в системе имитированной PPSA в Примере 4.

Хотя раскрываемый способ допускает различные формы воплощения изобретения, на фиг. проиллюстрированы (а ниже и описаны) конкретные варианты изобретения, при этом следует понимать, что предполагается, что раскрытие лишь иллюстрирует изобретение и не претендует на то, чтобы ограничиваться конкретными вариантами изобретения, описанными и проиллюстрированными в данном описании.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ДАННОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение в целом относится к способу адсорбции пара-ксилола - без спада общего давления/с переменным парциальным давлением - из исходной смеси C₈ ароматических углеводородов (сырье), содержащей изомеры ксилола, десорбции и улавливания адсорбированного продукта, обогащенного пара-ксилолом, и изомеризации неадсорбированной (обедненной пара-ксилолом) доли исходной смеси с целью получения смеси изомеров ксилола, которую можно объединить с исходной смесью.

В одном варианте изобретения способ включает контактирование газообразной смеси практически без спада общего давления, содержащей изомеры ксилола и этилбензол, с адсорбентом, селективным к пара-ксилолу, с образованием обедненного пара-ксилолом рафината, и десорбцию эффлюента, содержащего продукт, обогащенный пара-ксилолом. Способ также включает изомеризацию, по меньшей мере, части обедненного пара-ксилолом рафината, предпочтительно, при давлении, равном или меньшем, чем практически не пониженное общее давление и, более предпочтительно, при давлении, меньшем, чем не сниженное (не снижающееся) общее давление. Сумма парциальных давлений изомеров ксилола и этилбензола, предпочтительно, меньше, чем практически не сниженное (не снижающееся) общее давление, и, более предпочтительно, сумма парциальных давлений составляет, примерно, 15%-99.5% от практически постоянного общего давления. Более предпочтительно, сумма парциальных давлений составляет, примерно, 35%-75% от практически постоянного общего давления, и, наиболее предпочтительно, сумма парциальных давлений составляет, примерно, 45%-60% от практически постоянного общего давления. Способ также включает выделение практически чистого пара-ксилола из эффлюента после десорбции, предпочтительно, при давлении, равном или меньшем, чем практически не сниженное (не снижающееся) общее давление и, более предпочтительно, при давлении, меньшем, чем не сниженное (не снижающееся) общее давление.

В этом варианте изобретения способ также может включать объединение со смесью неадсорбируемого газа, который не реагирует со смесью на стадии контактирования. Предпочтительно, газ присутствует в количестве, достаточном для создания молярного соотношения газ: углеводороды в обедненном пара-ксилолом рафинате, примерно, от 0.1:1 до 10:1. Или же, или помимо этого, газ присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы гарантировать, что практически не сниженное (не снижающееся)общее давление равно давлению или выше, чем давление на стадии изомеризации, при этом значения парциального давления изомеров ксилола и этилбензола сохраняются равными соответствующим значениям конденсационного давления или меньшими, чем значения соответствующего конденсационного давления изомеров ксилола и этилбензола. Предпочтительно, газ присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы гарантировать, что практически не снижающееся общее давление выше, чем давление на стадии изомеризации. Кроме того, газ, предпочтительно, присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы избежать конденсации изомеров ксилола.

В альтернативном варианте изобретения способ включает контактирование при первом давлении смеси (предпочтительно, газообразной смеси), содержащей изомеры ксилола и этилбензол, с адсорбентом, селективным к пара-ксилолу, для получения обедненного пара-ксилолом рафината и эффлюента после десорбции, содержащего продукт, обогащенный пара-ксилолом. Способ также включает изомеризацию при втором давлении, по меньшей мере, части обедненного пара-ксилолом рафината, при этом, предпочтительно, первое давление выше второго давления. Сумма парциальных давлений изомеров ксилола и этилбензола, предпочтительно, меньше, чем первое давление, и, более предпочтительно, составляет около 15-99.5% от первого давления. Предпочтительно, первое давление является не снижающимся давлением. Способ также включает выделение практически чистого пара-ксилола из эффлюента после десорбции, практически при давлении, равном или меньшем, чем первое давление, и, более предпочтительно, при давлении, меньшем, чем первое давление.

В этом варианте изобретения способ также может включать объединение со смесью неадсорбируемого газа, который не реагирует со смесью на стадии контактирования. Предпочтительно, газ присутствует в количестве, достаточном для создания молярного соотношения газ: углеводороды в обедненном пара-ксилолом рафинате около 0.1:1-10:1. Или же, или помимо этого, газ присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы значения парциального давления изомеров ксилола и этилбензола сохранялись равными соответствующим значениям конденсационного давления изомеров ксилола и этилбензола или меньшими, чем значения соответствующего конденсационного давления изомеров ксилола и этилбензола. Предпочтительно, газ присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы избежать конденсации изомеров ксилола.

В другом альтернативном варианте изобретения способ включает контактирование смеси (предпочтительно, газообразной смеси), содержащей изомеры ксилола, этилбензола и неадсорбируемого нереагирующего газа с адсорбентом, селективным к пара-ксилолу, для получения обедненного пара-ксилолом рафината и эффлюента после десорбции, содержащего обогащенный пара-ксилолом продукт, изомеризацию, по меньшей мере, части обедненного пара-ксилолом рафината. Газ присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы гарантировать, что давление рафината равно давлению или выше давления на стадии изомеризации, при сохранении парциального давления изомеров ксилола и этилбензола равным соответствующим значениям или ниже соответствующих значений конденсационного давления изомеров стирола и этилбензола. Или же, или кроме того, предпочтительно, газ присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы гарантировать, что давление рафината выше, чем давление на стации изомеризации, более предпочтительно, газ присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы избежать конденсации изомеров ксилола.

В этом варианте способа изобретения стадию контактирования, предпочтительно, проводят при практически не снижающемся общем давлении. Способ также может включать выделение практически чистого пара-ксилола из эффлюента после десорбции, предпочтительно, при давлении, равном или меньшем, чем практически не снижающееся общее давление, и, более предпочтительно, при давлении, меньшем, чем практически не снижающееся общее давление.

В другом альтернативном варианте изобретения способ включает контактирование газообразной смеси, содержащей изомеры ксилола и этилбензол, с адсорбентом, селективным к пара-ксилолу, для получения обедненного пара-ксилолом рафината и эффлюента после десорбции, содержащего обогащенный пара-ксилолом продукт, и изомеризацию, по меньшей мере, части обедненного пара-ксилолом рафината. В этом варианте изобретения сумма парциальных давлений изомеров ксилола и этилбензола ниже, чем общее давление смеси, и предпочтительно, составляет около 15-99.5% общего давления. Общее давление, предпочтительно, является практически не снижающимся. Обедненный пара-ксилолом рафинат изомеризуется, предпочтительно, при давлении, равном или меньшем, чем общее давление, и, более предпочтительно, при давлении, меньшем, чем общее давление. Способ также может включать выделение практически чистого пара-ксилола из эффлюента после десорбции, предпочтительно, при давлении, равном или более низком, чем общее давление, и, более предпочтительно, при давлении, более низком, чем общее давление.

В этом варианте изобретения способ может также включать объединение (смешение) со смесью неадсорбируемого газа, который не реагирует со смесью на стадии контактирования. Предпочтительно, газ присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы гарантировать, что тотальное давление равно давлению или выше, чем давление на стадии изомеризации, при этом значения парциального давления изомеров ксилола и этилбензола сохраняется равным давлению или более низким, чем соответствующие значения конденсационного давления изомеров ксилола или этилбензола. Предпочтительно, газ присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы гарантировать, что общее давление выше, чем давление на стадии изомеризации. Или же, или кроме того, предпочтительно, газ присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы избежать конденсации изомеров ксилола.

Еще в одном альтернативном варианте изобретения способ включает контактирование смеси изомеров ксилола (предпочтительно, газообразной смеси) с адсорбентом, селективным к пара-ксилолу, для получения обедненного пара-ксилолом рафината, включающего углеводороды, практически не содержащие пара-ксилол, и эффлюент после десорбции, содержащий продукт, обогащенный пара-ксилолом, и изомеризацию, по меньшей мере, части обедненного пара-ксилолом рафината. В этом варианте изобретения газ не реагирует со смесью на стадии контактирования, и газ присутствует в количестве, достаточном для создания молярного соотношения газ: углеводороды в обедненном пара-ксилолом рафинате, примерно, 0.1:1-10:1. Предпочтительно, газ присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы гарантировать давление рафината, равное или более высокое, чем давление на стадии изомеризации, при этом сохраняются значения парциального давления изомеров ксилола и этилбензола, равные соответствующим значениям или более низкие, чем соответствующие значения конденсационного давления изомеров ксилола и этилбензола. Или же, или кроме того, предпочтительно, газ присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы гарантировать давление рафината более высокое, чем давление при изомеризации, и, более предпочтительно, газ присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы избежать конденсации изомеров ксилола.

В этом варианте способа стадию контактирования, предпочтительно, проводят при практически не снижающемся давлении. Кроме того, способ может включать выделение практически чистого пара-ксилола из эффлюента после десорбции, предпочтительно, при давлении, равном или более низком, чем практически не снижающееся давление, и, более предпочтительно, при давлении, более низком, чем практически не снижающееся давление.

Неадсорбируемый газ, о котором говорится выше, может представлять собой газ с достаточно малым размером молекулы, позволяющим входить в пустоты внутри кристаллов молекулярных сит (адсорбента), но он необязательно должен иметь такие размеры. Предпочтительно, неадсорбируемый газ представляет собой газ, который адсорбируется адсорбентом недостаточно активно, чтобы в значительной степени замещать адсорбированные углеводороды. Подходящие неадсорбируемые газы включают, но без ограничения, аргон, диоксид углерода, гелий, водород, азот и легкие парафиновые углеводороды, такие как метан, этан, пропан, бутан и их смеси. Однако предпочтительным неадсорбируемым газом является один или более веществ, выбранных из группы, состоящей из водорода, азота и легких парафиновых углеводородов. Более предпочтительно, неадсорбируемым газом является водород. Тем не менее, неадсорбируемый газ может включать следовые количества примесей, таких как бензол, толуол, С₉ парафиновые и нафтеновые и С₈₊ ароматические углеводороды. Газ можно соединять со смесью (подаваемой на адсорбент) для повышения чистоты и выхода пара-ксилола. Предпочтительно, чтобы газ присутствовал в количестве, достаточном для создания молярного соотношения газ: углеводород в обедненном пара-ксилолом рафинате около 0.1:1-10:1. Так как неадсорбируемый газ может включать углеводороды (например, легкие парафиновые углеводороды), следует понимать, что ссылка на "углеводород" в выражении "молярное отношение газ: углеводород" относится к иным углеводородам, нежели углеводороды, которые могут входить в неадсорбируемый газ. Или же, или, кроме того, газ присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы гарантировать, чтобы давление, при котором проводится стадия контактирования, равно давлению или выше давления, при котором проводится стадия изомеризации. В настоящем описании газ также называется " продувочный" газ.

Как отмечалось выше, неадсорбируемый газ, объединяемый со свежей подаваемой смесью С₈ ароматических углеводородов, поступающей в адсорбер, должен присутствовать в количествах, достаточных для того, чтобы гарантировать градиент давления между содержимым и потоками, выходящими из слоя (адсорбента), и последующими операциями (например, изомеризацией, конденсацией и т.д.). Кроме того, и в некоторых предпочтительных вариантах изобретения, газ присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы сохранить парциальное давление изомеров ксилола и этилбензола равным соответствующим значениям или более низким, чем соответствующие значения конденсационного давления изомеров ксилола и этилбензола. Или же, или кроме того, газ присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы избежать конденсации изомеров ксилола. Присутствие этого газа на стадии контактирование позволяет проведение селективной адсорбции пара-ксилола при более высоком давлении, чем то, которое допускает в настоящее время простая адсорбция с переменным давлением. Конкретно, присутствие газа делает возможным более высокое общее давление в адсорбере (в слое адсорбера), в то же время, что является преимуществом, сохраняется постоянным парциальное давление изомеров ксилола (а не заметно выше, чем парциальное давление изомеров ксилола при простой адсорбции с переменным давлении). В отсутствие газа адсорбер не может работать при столь высоком общем давлении и при этом не происходила конденсация изомеров ксилола, что является недостатком. Таким образом, присутствие газа делает возможной успешную работу слоя адсорбента при более высоком общем давлении, при этом не происходит наносящей ущерб конденсации ксилола в слое. В отсутствие газа при работе в слое адсорбента с высоким общем давлением требуется одновременное повышение температуры для того, чтобы сохранить изомеры ксилола в газообразном состоянии. Однако такие более высокие температуры ухудшают селективность адсорбента к пара-ксилолу - также адсорбируются более высокие количества других изомеров, тем самым понижается чистота пара-ксилола. Итак, более высокое общее давление в слое адсорбента в результате присутствия газа не оказывает отрицательного воздействия на селективность адсорбента, так как нет заметного изменения величин парциального давления изомеров ксилола.

Предполагается, что термин "рафинат" по данному описанию относится к части текучей среды (жидкости или газа), которая остается после удаления, например, с помощью адсорбции, других нужных компонентов. Обедненный пара-ксилолом рафинат, как правило, включает одну или более составляющих смеси (сырье, исходная смесь), контактирующей с адсорбентом, но имеет бо