JPS5940367B2 - C↓8芳香族異性体分離方法 - Google Patents
C↓8芳香族異性体分離方法Info
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- JPS5940367B2 JPS5940367B2 JP53109119A JP10911978A JPS5940367B2 JP S5940367 B2 JPS5940367 B2 JP S5940367B2 JP 53109119 A JP53109119 A JP 53109119A JP 10911978 A JP10911978 A JP 10911978A JP S5940367 B2 JPS5940367 B2 JP S5940367B2
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- Japan
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- isomer
- separation
- adsorption
- xylene
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は炭素数8個から成る芳香族異性体(以後C8異
性体と略称する)の合成ゼオライトによる選択吸着分離
方法に関する。
性体と略称する)の合成ゼオライトによる選択吸着分離
方法に関する。
C8異性体混合物より各異性体を分離する方法は、各異
性体の比揮発度が互いに接近しているため蒸溜分離が困
難であり、例えば融点の差を利用する深冷結晶化分離法
、包接化合物を形成させる分離法、等が工業的に実施さ
れている。
性体の比揮発度が互いに接近しているため蒸溜分離が困
難であり、例えば融点の差を利用する深冷結晶化分離法
、包接化合物を形成させる分離法、等が工業的に実施さ
れている。
又、最近は各異性体を選択吸着能を有する吸着剤、例え
ばゼオライトに吸着させて分離する選択吸着分離技術も
開発されてきた。選択吸着分離によりC8異性体を分離
する場合に重要な点は、まず第一に異性体間に高い選択
性をもつ吸着剤を決定することであり、第二にその吸着
剤性能と分離方式に最適な脱着剤、展開剤、置換剤を選
択することである。
ばゼオライトに吸着させて分離する選択吸着分離技術も
開発されてきた。選択吸着分離によりC8異性体を分離
する場合に重要な点は、まず第一に異性体間に高い選択
性をもつ吸着剤を決定することであり、第二にその吸着
剤性能と分離方式に最適な脱着剤、展開剤、置換剤を選
択することである。
選択吸着分離法によるC8異性体、特にキシレン異性体
の分離に関しては、現在までに有効な吸着剤、展開剤、
吸着剤と展開剤の組合せがすでに開示されている(特公
昭49−28181号、特公昭51−46093号、特
公昭49−17246号等参照)。
の分離に関しては、現在までに有効な吸着剤、展開剤、
吸着剤と展開剤の組合せがすでに開示されている(特公
昭49−28181号、特公昭51−46093号、特
公昭49−17246号等参照)。
選択吸着分離法によりC8異性体を分離する方式には大
きく分けて回分式分離法と連続式分離法がある。
きく分けて回分式分離法と連続式分離法がある。
回分式分離法は吸着剤にC8異性体を接触させ吸着性成
分を保持して非吸着性成分を先ず回収し、ついで保持さ
れた吸着性成分を熱的に、あるいは脱着剤により脱離回
収する方法である。この方式は脱着剤を広く選択できる
が、回分操作のくりかえしであり通常効率は著るしく低
く工業的に実施される例は少ない。一方、連続式分離法
とは吸着剤の充填層にC8異性体の吸着帯を形成し、こ
の吸着帯を展開剤にて移動せしめることにより目的とす
るC8異性体成分を分離回収する方法、いわゆるクロマ
トグラフイ一により分離する方法である。
分を保持して非吸着性成分を先ず回収し、ついで保持さ
れた吸着性成分を熱的に、あるいは脱着剤により脱離回
収する方法である。この方式は脱着剤を広く選択できる
が、回分操作のくりかえしであり通常効率は著るしく低
く工業的に実施される例は少ない。一方、連続式分離法
とは吸着剤の充填層にC8異性体の吸着帯を形成し、こ
の吸着帯を展開剤にて移動せしめることにより目的とす
るC8異性体成分を分離回収する方法、いわゆるクロマ
トグラフイ一により分離する方法である。
連続式分離法、すなわちクロマトグラフイ一による分離
においてC8異性体吸着帯を移動せしめるに必要な展開
剤の持つべき基本的要件としては、第一に長期使用して
も劣化しないこと、第二にC8異性体と沸点が離れてい
て蒸溜による展開剤の分離回収が簡単であるもの第三に
、C8異性体の脱離力が適度であること等が挙げられる
。
においてC8異性体吸着帯を移動せしめるに必要な展開
剤の持つべき基本的要件としては、第一に長期使用して
も劣化しないこと、第二にC8異性体と沸点が離れてい
て蒸溜による展開剤の分離回収が簡単であるもの第三に
、C8異性体の脱離力が適度であること等が挙げられる
。
従来、キシレン異性体の分離に用いられる展開剤として
は、トルエン、ベンゼン、ジエチルベンゼン、クメン等
の芳香族炭化水素、ナフタレン類、アルコール類、ケト
ン類等が公知である。本発明者等はC8異性体をクロマ
トグラフイ一により分離する際、分離コストに大きな影
響を与える大きな原因の一つは展開剤とC8異性体の混
合物として得られる製品から展開剤を回収する時、の蒸
溜コストであり、この蒸溜コストは展開剤の比揮発度が
一定ならば製品中のC8濃度が高い程低くなることに注
目し、展開剤を種々検討した結果、クロマトグラフイ一
の分離方式に応じて、ある特定吸着剤に対して特定の脱
離力と吸着特性を有する展開剤を用いた時に製品中C8
濃度が高くなり最も有効に分離が行われることを発見し
本発明に至つた。
は、トルエン、ベンゼン、ジエチルベンゼン、クメン等
の芳香族炭化水素、ナフタレン類、アルコール類、ケト
ン類等が公知である。本発明者等はC8異性体をクロマ
トグラフイ一により分離する際、分離コストに大きな影
響を与える大きな原因の一つは展開剤とC8異性体の混
合物として得られる製品から展開剤を回収する時、の蒸
溜コストであり、この蒸溜コストは展開剤の比揮発度が
一定ならば製品中のC8濃度が高い程低くなることに注
目し、展開剤を種々検討した結果、クロマトグラフイ一
の分離方式に応じて、ある特定吸着剤に対して特定の脱
離力と吸着特性を有する展開剤を用いた時に製品中C8
濃度が高くなり最も有効に分離が行われることを発見し
本発明に至つた。
すなわち、本発明は、複数種のC8芳香族異性体混合物
と展開剤とを交互に吸着剤を充填した分・離塔に供給し
てC8異性体混合物吸着帯を形成、移動させて目的とす
る異性体を分離取得する方法において、吸着剤としてモ
ル分率で0.60以上カリウム置換されたフオージヤサ
イト型ゼオライトを用い、展開剤としてその該吸着剤へ
の吸着特性。
と展開剤とを交互に吸着剤を充填した分・離塔に供給し
てC8異性体混合物吸着帯を形成、移動させて目的とす
る異性体を分離取得する方法において、吸着剤としてモ
ル分率で0.60以上カリウム置換されたフオージヤサ
イト型ゼオライトを用い、展開剤としてその該吸着剤へ
の吸着特性。
−
FRSがパラキシレンに対する相対的吸着力の
比KPX(展開剤が10〜90%共存した展開剤/C8
異性体混合系で測定)で0.3〜3の範囲にあるエーテ
ル化合物を用いることを特徴とするC8芳香族異性体分
離方法を提供する。
FRSがパラキシレンに対する相対的吸着力の
比KPX(展開剤が10〜90%共存した展開剤/C8
異性体混合系で測定)で0.3〜3の範囲にあるエーテ
ル化合物を用いることを特徴とするC8芳香族異性体分
離方法を提供する。
クロマトグラフイ一の分離方式の第一は置換型クロマト
グラフイ一と呼ばれる方式であつて、C8異性体吸着帯
の前方にC8異性体よりも非吸着性の前方置換剤(FS
)、後方にC8異性体に比し強吸着性の後方置換剤(R
S)を隣接させつつ移動させ、C8異性体吸着帯の帯域
と置換剤の帯域を実質的に相互に分離した状態に保ちつ
つ実施する方法である。
グラフイ一と呼ばれる方式であつて、C8異性体吸着帯
の前方にC8異性体よりも非吸着性の前方置換剤(FS
)、後方にC8異性体に比し強吸着性の後方置換剤(R
S)を隣接させつつ移動させ、C8異性体吸着帯の帯域
と置換剤の帯域を実質的に相互に分離した状態に保ちつ
つ実施する方法である。
この方式はC8異性体吸着帯と置換剤の界面が拡散せず
、高いC8濃度で製品が得られる反面C8吸着帯を展開
したあとの後方置換剤を前方置換剤に置換する再生操作
が必須であり、通常加熱や、大量の前方置換剤による洗
浄等の方法が加わるため多大のエネルギーが必要であり
、一概に経済的に有利とは云えない。これに反し、第二
の溶離型クロマトグラフイ一と呼ばれる方式は、吸着帯
の前後端に同一の展開剤を隣接させ吸着帯を移動させる
方法である。
、高いC8濃度で製品が得られる反面C8吸着帯を展開
したあとの後方置換剤を前方置換剤に置換する再生操作
が必須であり、通常加熱や、大量の前方置換剤による洗
浄等の方法が加わるため多大のエネルギーが必要であり
、一概に経済的に有利とは云えない。これに反し、第二
の溶離型クロマトグラフイ一と呼ばれる方式は、吸着帯
の前後端に同一の展開剤を隣接させ吸着帯を移動させる
方法である。
この方式では展開剤が吸着帯域に侵入するため、界面は
吸着帯の移動とともに徐々に拡散しながら分B離が進行
する。
吸着帯の移動とともに徐々に拡散しながら分B離が進行
する。
今C8異性体間の選択性Kが小Aさく
(A.B;C8異性体成分)
目的とする分離度に達するまで移動距離を相当要する場
合は、界面の拡散も著るしく、C8異性体B,は大量の
展開剤で希釈される。
合は、界面の拡散も著るしく、C8異性体B,は大量の
展開剤で希釈される。
一方Kが比較的A大きい系では、界面が相当拡散する以
前に分離物を取得することができ、高いC8濃度を有す
る製品を得ることができる。
前に分離物を取得することができ、高いC8濃度を有す
る製品を得ることができる。
このように展開剤のC8吸着帯域内への侵入度合はクロ
マトグラフイ一のB方式、及びKにより大きく影響され
るが、更に) A
)本発明者等は特定の吸着剤に対する
展開剤の吸着特性が分離物取得時のC8濃度とC8分離
物取得量に影響を与えることを見い出した。
マトグラフイ一のB方式、及びKにより大きく影響され
るが、更に) A
)本発明者等は特定の吸着剤に対する
展開剤の吸着特性が分離物取得時のC8濃度とC8分離
物取得量に影響を与えることを見い出した。
すなわち、吸着帯域内のC8濃度分布をたて軸に、移動
に必要な液量(溶離液量)を横軸にしてプロツトした溶
離曲線を考えると、前端界面分布と後端界面分布は吸着
帯中央部を中心として左右対称型に近い方が分離物をバ
ランス良く取得でき、C8濃度も高いことを見い出した
。本発明者等は、多くの展開剤の吸着特性とC8異性体
の分離結果を試験した結果、溶離曲線が左右対称型で分
離結果が良好であるのは下記吸着特性を有する展開剤で
あることを見い出した。すなわち、展開剤(FRS)の
パラキシレン(PX)に対する相対的吸着力はで示され
るが、このKFR8がある=定の範囲にあPXることが
望ましく、更に展開剤の10乃至90%共存したC8異
性体の混合系で測定されたKFRSPXの値がいずれも
0.3乃至3であることが好ましいことを見い出した。
に必要な液量(溶離液量)を横軸にしてプロツトした溶
離曲線を考えると、前端界面分布と後端界面分布は吸着
帯中央部を中心として左右対称型に近い方が分離物をバ
ランス良く取得でき、C8濃度も高いことを見い出した
。本発明者等は、多くの展開剤の吸着特性とC8異性体
の分離結果を試験した結果、溶離曲線が左右対称型で分
離結果が良好であるのは下記吸着特性を有する展開剤で
あることを見い出した。すなわち、展開剤(FRS)の
パラキシレン(PX)に対する相対的吸着力はで示され
るが、このKFR8がある=定の範囲にあPXることが
望ましく、更に展開剤の10乃至90%共存したC8異
性体の混合系で測定されたKFRSPXの値がいずれも
0.3乃至3であることが好ましいことを見い出した。
この理由として考えられるのは一般にC8異性体の分離
に適しているとされている展開剤においても、その殆ん
どにつき、FRSKの値は共存する展開剤の濃度(FR
S%)PXに依存性を示し、FRS%の高いところでF
RS Kpxが低下する傾向を有する。
に適しているとされている展開剤においても、その殆ん
どにつき、FRSKの値は共存する展開剤の濃度(FR
S%)PXに依存性を示し、FRS%の高いところでF
RS Kpxが低下する傾向を有する。
このような展FRS開剤ではC8濃度の高い中央部では
K が適PX当であり、脱離力を有しているが、C
8濃度の低FRSい界面最後端でK が低下し脱離
力を失うのPXで溶離曲線は異常なテーリングを引き起
し、C8濃度は著るしく低下する傾向を示すからである
。
K が適PX当であり、脱離力を有しているが、C
8濃度の低FRSい界面最後端でK が低下し脱離
力を失うのPXで溶離曲線は異常なテーリングを引き起
し、C8濃度は著るしく低下する傾向を示すからである
。
展開剤の要件としては更に展開剤が混入した吸′A
着帯域内においてK (A.B;C8異性体成分)B
ゝを低下せしめず、好ましくはむしろ向上させるも
FRSのが好ましい。
ゝを低下せしめず、好ましくはむしろ向上させるも
FRSのが好ましい。
K が高い強吸着性の展開剤0PXAでは応々にし
てKが低下しやすく、又吸着剤にB多量の展開剤が吸着
するためC8異性体の吸着容FRS量も減少し、好まし
くない。
てKが低下しやすく、又吸着剤にB多量の展開剤が吸着
するためC8異性体の吸着容FRS量も減少し、好まし
くない。
一方K が低いPX弱吸着性の展開剤ではC8異性
体吸着帯を十分移動する力を有していないのでキシレン
異性体が取り残されたりして分離が不可能になることが
ある。
体吸着帯を十分移動する力を有していないのでキシレン
異性体が取り残されたりして分離が不可能になることが
ある。
FRSこの意味でもK はFRS%の広い領域でP
XO.3〜3であることが望ましい。
XO.3〜3であることが望ましい。
上記展開剤が特に有効に用いられるのは、分離取得時に
おける吸着帯域内における平均C8濃度が比較的高く、
前後界面が十分シヤープである時で、少くとも20%以
上であることが必要である。
おける吸着帯域内における平均C8濃度が比較的高く、
前後界面が十分シヤープである時で、少くとも20%以
上であることが必要である。
Aこういう状態はKが比較的高い吸着剤の条件下Bで、
且つ移動距離が比較的短い場合、すなわち吸着帯域中の
C8濃度の最高値が高く前後界面が比較的シヤープに得
られる場合がこれに相当する。
且つ移動距離が比較的短い場合、すなわち吸着帯域中の
C8濃度の最高値が高く前後界面が比較的シヤープに得
られる場合がこれに相当する。
本発明者等は上記諸条件を満たす展開剤を多くの物質か
ら選択した結果、ごく特定のエーテル類、がこの諸条件
を満たすことを見い出した。すなわち、具体的には、R
−0−R′(R,.R!;nブチル基を除く炭素数3乃
至5のアルキル基)なる鎖状エーテル類;フラン、2メ
チルフラン、ヘキサメチレンオキサイド、シネオールよ
りなる環状エーテル類:から成る群から選ばれた少くと
も1種の展開剤が用いられる。
ら選択した結果、ごく特定のエーテル類、がこの諸条件
を満たすことを見い出した。すなわち、具体的には、R
−0−R′(R,.R!;nブチル基を除く炭素数3乃
至5のアルキル基)なる鎖状エーテル類;フラン、2メ
チルフラン、ヘキサメチレンオキサイド、シネオールよ
りなる環状エーテル類:から成る群から選ばれた少くと
も1種の展開剤が用いられる。
この中で最もFRS%依存性が最も小さく、又沸点がキ
シレンと相当離れていて比揮発度が大きく、最も好まし
く用いられるのは、イソプロピルエーテルである。
シレンと相当離れていて比揮発度が大きく、最も好まし
く用いられるのは、イソプロピルエーテルである。
上記展開剤を用いると前端界面及び後端界面近傍より原
料組成とほぼ同じ割合でバランス良く、各C8異性体成
分が分離回収され、取得量、C8濃度ともに最大であつ
た。
料組成とほぼ同じ割合でバランス良く、各C8異性体成
分が分離回収され、取得量、C8濃度ともに最大であつ
た。
ここでC8濃度とは吸着帯域内に存在するC8異性体の
合計量を、侵入してきた展開剤と上記C8異性体量の和
で除した平均C8濃度(モル%)であつて、蒸溜コスト
に直接影響する値である。
合計量を、侵入してきた展開剤と上記C8異性体量の和
で除した平均C8濃度(モル%)であつて、蒸溜コスト
に直接影響する値である。
これらの展開剤が最も有効に用いられる分離方式は、ま
ず吸着剤充填塔に展開剤を一定量供給し、ついでC8異
性体混合物を所定量供給してC8異性体を吸着させる。
ついで再び上記展開剤を供給すると前後界面は徐々に左
右対称型に拡散してゆく。所定の分離度に達したらC8
異性体の分離さAれた成分を回収する。
ず吸着剤充填塔に展開剤を一定量供給し、ついでC8異
性体混合物を所定量供給してC8異性体を吸着させる。
ついで再び上記展開剤を供給すると前後界面は徐々に左
右対称型に拡散してゆく。所定の分離度に達したらC8
異性体の分離さAれた成分を回収する。
前述した如く、この際KBは比較的大きい系で取得口に
おける平均C8濃度が高く得られる時、特に有効である
。
おける平均C8濃度が高く得られる時、特に有効である
。
もちろん、通常の溶離型クロマトグラフイ一に適用した
場合でも、これらの溶媒はC8吸着容量、ゼオライトの
選択性が低下することなく、むしろやや向上する傾向を
もつており、十分使用可能である。
場合でも、これらの溶媒はC8吸着容量、ゼオライトの
選択性が低下することなく、むしろやや向上する傾向を
もつており、十分使用可能である。
上記展開剤について、長期に亘るくりかえし使用試1験
を実施したが展開剤自身の分解、劣化又は選択性、吸着
量の低下等の現象はまつたく見られず、工業的に使用可
能であることが分つた。
を実施したが展開剤自身の分解、劣化又は選択性、吸着
量の低下等の現象はまつたく見られず、工業的に使用可
能であることが分つた。
本発明に用いられる分離塔は、その内部にゼオライトを
充填し固定床を形成しうる容器であり、通常その容器の
一カ所以上に液の供給口と取得口を備えた筒状の塔が用
いられる。好ましくは塔の液入口部及び液取得口部にそ
れぞれ液の均一分散板、均=集合板が設けられ、液々混
合、渦流、等が発生して分離物を再混合しない構造に設
計される。又充填塔の径及び充填層長(塔長)が大きい
時は、1塔による分離のみならず、複数塔による分離が
行われる。この時はある塔の液出口と次の塔の液入口を
配管で連結し、最後の塔で液が取得される。又C8異性
体と展開剤液との液切替、あるいは製品取得時の分割採
取用の流路切換弁(三方弁、四方弁、多方弁等)を設け
たり、更には、液の流れる配管、及び分離塔の一部にC
8異性体及び/又は展開剤の濃度検知器を設け、C8異
性体吸着帯の検知と、切換弁の作動、原料供給、製品抜
出しに利用することも望ましい。
充填し固定床を形成しうる容器であり、通常その容器の
一カ所以上に液の供給口と取得口を備えた筒状の塔が用
いられる。好ましくは塔の液入口部及び液取得口部にそ
れぞれ液の均一分散板、均=集合板が設けられ、液々混
合、渦流、等が発生して分離物を再混合しない構造に設
計される。又充填塔の径及び充填層長(塔長)が大きい
時は、1塔による分離のみならず、複数塔による分離が
行われる。この時はある塔の液出口と次の塔の液入口を
配管で連結し、最後の塔で液が取得される。又C8異性
体と展開剤液との液切替、あるいは製品取得時の分割採
取用の流路切換弁(三方弁、四方弁、多方弁等)を設け
たり、更には、液の流れる配管、及び分離塔の一部にC
8異性体及び/又は展開剤の濃度検知器を設け、C8異
性体吸着帯の検知と、切換弁の作動、原料供給、製品抜
出しに利用することも望ましい。
C8異性体吸着帯の移動距離の設定、すなわち塔の長さ
は、製品取得時のC8異性体濃度と単位時間当りのC8
異性体分離量収率、により決定さフッ れる。
は、製品取得時のC8異性体濃度と単位時間当りのC8
異性体分離量収率、により決定さフッ れる。
すなわち一般的には移動距離を増加するとある距離まで
は製品C8異性体濃度が増加し、その後一定、又は若干
減少傾向となり、(このC8A異性体濃度が最大になる
距離はKが小さい程大Bきい傾向にある)、一方では製
品を取得するまでの時間が長くなり収量は減少する。
は製品C8異性体濃度が増加し、その後一定、又は若干
減少傾向となり、(このC8A異性体濃度が最大になる
距離はKが小さい程大Bきい傾向にある)、一方では製
品を取得するまでの時間が長くなり収量は減少する。
この相反する2因子を勘案して最終的には、モデル実験
による経済計算により決定されるが、概ね、2〜50m
の移動距離に設定される。1回に吸着するC8異性体液
量は、被分離物質問の選択性、原料組成、ゼオライトに
対するC8異性体吸着容量、移動距離、ゼオライト充填
密度、温度等の操作条件により変動するので、常に最適
C8異性体供給量を考慮することが必要である。
による経済計算により決定されるが、概ね、2〜50m
の移動距離に設定される。1回に吸着するC8異性体液
量は、被分離物質問の選択性、原料組成、ゼオライトに
対するC8異性体吸着容量、移動距離、ゼオライト充填
密度、温度等の操作条件により変動するので、常に最適
C8異性体供給量を考慮することが必要である。
C8異性体供給量が多すぎると製品取得時において未分
離な部分が多く残存し、原料への再循環量が増加し、又
逆にC8異性体供給量が少なすぎると完全に分離された
のち過剰に分離が進行するので使用ゼオライトが過大に
なるので、いづれも経済的でない。ごく標準的な操作条
件を例示すれば、PX2O%、EB2O%、MX4O%
、0X20%の4成分キシレン異性体を、温度100℃
、移動距離10mで分離する際、キシレン吸着量0.1
90PXm1/7ゼオライト、K =6.0、充填密
度ゝ MX゜ゝ0.60y/CCカラム、とすれば、
1回のキシレン吸着量(Wxml/y−ゼオライト)は
使用したゼオライト(C8吸着帯が移動した全ゼオライ
ト)の単位重量当り0.10〜0.35m1/7ーゼオ
ライAトの範囲で選択される。
離な部分が多く残存し、原料への再循環量が増加し、又
逆にC8異性体供給量が少なすぎると完全に分離された
のち過剰に分離が進行するので使用ゼオライトが過大に
なるので、いづれも経済的でない。ごく標準的な操作条
件を例示すれば、PX2O%、EB2O%、MX4O%
、0X20%の4成分キシレン異性体を、温度100℃
、移動距離10mで分離する際、キシレン吸着量0.1
90PXm1/7ゼオライト、K =6.0、充填密
度ゝ MX゜ゝ0.60y/CCカラム、とすれば、
1回のキシレン吸着量(Wxml/y−ゼオライト)は
使用したゼオライト(C8吸着帯が移動した全ゼオライ
ト)の単位重量当り0.10〜0.35m1/7ーゼオ
ライAトの範囲で選択される。
選択性KB、が低下すればWxも低下し、又6より大き
くなればWxは若干増加する傾向にある。又、Wxは吸
着量XR(ml/7ーゼオライト)とはほぼ比例関係に
ある。以上のようにWxを変動させる因子が多いが、W
x(ml/y−ゼオライト)は一般的には0.02乃至
2m1/7ゼオライトの範囲で決定され、Y型ゼオライ
トにおいては0.04〜2m1/7ゼオライト、好まし
くは0.1〜1m1/Y.X型ゼオライトにおいては0
.02〜1m1/7ゼオライト、好ましくぱ0.05〜
0.5m1/7の範囲内で選択される。C8異性体吸着
帯の展開速度、又は展開液流速Aは任意に決定されるが
、比較的Kの大きな系でBは界面のひろがりより早く相
互の分離が達成されるので、流速が大きい程分離量が増
加する。
くなればWxは若干増加する傾向にある。又、Wxは吸
着量XR(ml/7ーゼオライト)とはほぼ比例関係に
ある。以上のようにWxを変動させる因子が多いが、W
x(ml/y−ゼオライト)は一般的には0.02乃至
2m1/7ゼオライトの範囲で決定され、Y型ゼオライ
トにおいては0.04〜2m1/7ゼオライト、好まし
くは0.1〜1m1/Y.X型ゼオライトにおいては0
.02〜1m1/7ゼオライト、好ましくぱ0.05〜
0.5m1/7の範囲内で選択される。C8異性体吸着
帯の展開速度、又は展開液流速Aは任意に決定されるが
、比較的Kの大きな系でBは界面のひろがりより早く相
互の分離が達成されるので、流速が大きい程分離量が増
加する。
しかしゼオライト層の圧力損失が増加し、著るしく大A
きくすることは経済的でないし、Kの小さい系Bでは最
適の流速が考えられる。
きくすることは経済的でないし、Kの小さい系Bでは最
適の流速が考えられる。
通常空塔速度で0.5m/時〜80m/時の間に選ばれ
る。操作温度は吸脱着速度上からは高い程望ましく、又
吸着容量からは比較的低い程望ましい。一般的には20
〜200℃の範囲で選択され、好ましくは40〜160
℃である。
る。操作温度は吸脱着速度上からは高い程望ましく、又
吸着容量からは比較的低い程望ましい。一般的には20
〜200℃の範囲で選択され、好ましくは40〜160
℃である。
沸点の低い展開剤をその沸点以上で展開する場合は、塔
の全系をその蒸気圧とキシレン蒸気圧の合計以上に保つ
ことが必要であり、液の入口圧は更にゼオライト充填層
の圧損失が加わる。本発明に使用される吸着剤は、C8
異性体間の選択性が高いゼオライトが用いられる。
の全系をその蒸気圧とキシレン蒸気圧の合計以上に保つ
ことが必要であり、液の入口圧は更にゼオライト充填層
の圧損失が加わる。本発明に使用される吸着剤は、C8
異性体間の選択性が高いゼオライトが用いられる。
ゼオライトの種類は多く知られており、孔径、SiO2
/Al2O3比、製造方法、その他組成の変化によりA
型、L型、X型、Y型、H型等多くの通称が用いられて
いる。この中で、特にC8異性体間の選A択性が高いも
の程本発明にとり望ましく、KでB少くとも1.2好ま
しくは1.5以上有することが望ましい。
/Al2O3比、製造方法、その他組成の変化によりA
型、L型、X型、Y型、H型等多くの通称が用いられて
いる。この中で、特にC8異性体間の選A択性が高いも
の程本発明にとり望ましく、KでB少くとも1.2好ま
しくは1.5以上有することが望ましい。
使用される具体的なゼオライト種類はいわゆるフオージ
ヤサイド型ゼオライトであつて、結晶性アルミノシリケ
ートのうち、結晶構造上第4群に分類され、6W複6環
71と呼ばれる。
ヤサイド型ゼオライトであつて、結晶性アルミノシリケ
ートのうち、結晶構造上第4群に分類され、6W複6環
71と呼ばれる。
第4群にはフオージヤサイト、チヤバサイト、グメリナ
イト、ZK−50、Lと呼ばれるビオライトがあり、こ
のうちフオージヤサイトはポリヘドラルケイジの型とし
てβ・26−ヘドロン(H)で特徴づけられる。フオー
ジヤサイトには、天然のフオージャサイトの他、合成品
としてX型合成ゼオライト (ごIJN=1 ^ 二 I?〜 Y型合成ゼオライト Lど−J?卜i― 轟 : ′酪〜 l▼―桑−C更
にこのフオージヤサイト型ゼオライトの陽イオン組成が
重要であり、通常Na型で合成されるアルミノシリケー
トを他の陽イオンで置換する必要がある。
イト、ZK−50、Lと呼ばれるビオライトがあり、こ
のうちフオージヤサイトはポリヘドラルケイジの型とし
てβ・26−ヘドロン(H)で特徴づけられる。フオー
ジヤサイトには、天然のフオージャサイトの他、合成品
としてX型合成ゼオライト (ごIJN=1 ^ 二 I?〜 Y型合成ゼオライト Lど−J?卜i― 轟 : ′酪〜 l▼―桑−C更
にこのフオージヤサイト型ゼオライトの陽イオン組成が
重要であり、通常Na型で合成されるアルミノシリケー
トを他の陽イオンで置換する必要がある。
C8異性体間の選択性を高める金属イオンタイプとして
は交換可能なカチオンサイトの60%以上(モル比率)
をカリウムで置換し、残部を、リチウム、ナトリウム、
カリウム、セシウム、バリウム、鉛、カドミウム、ラン
タン、タリウムから選ばれた少くとも1種により置換さ
れたものが好ましい。A 更に選択性Kを向上させるため上記フオージBヤサイト
型ゼオライトを処理してSiO2/Al2O3比を変化
させたもの、活性化条件等を最適化したものが好ましく
用いられる。
は交換可能なカチオンサイトの60%以上(モル比率)
をカリウムで置換し、残部を、リチウム、ナトリウム、
カリウム、セシウム、バリウム、鉛、カドミウム、ラン
タン、タリウムから選ばれた少くとも1種により置換さ
れたものが好ましい。A 更に選択性Kを向上させるため上記フオージBヤサイト
型ゼオライトを処理してSiO2/Al2O3比を変化
させたもの、活性化条件等を最適化したものが好ましく
用いられる。
最も好ましい吸着剤の一群は、X型又はY型の構造を有
するフオージヤサイト型ゼオライト、あるいぱそれに無
機酸又は有機酸で処理してSiO2/Al2O3比を高
くした変性フオージャサィト型ゼオライトであつて、そ
のカチオン組成がモル比率で60%以上をカリウム置換
され、残部をリチウム、バリウム、カリウム、セシウム
、タリウムで置換された複合置換型ゼオライトである。
するフオージヤサイト型ゼオライト、あるいぱそれに無
機酸又は有機酸で処理してSiO2/Al2O3比を高
くした変性フオージャサィト型ゼオライトであつて、そ
のカチオン組成がモル比率で60%以上をカリウム置換
され、残部をリチウム、バリウム、カリウム、セシウム
、タリウムで置換された複合置換型ゼオライトである。
ゼオライトの粒径は、分離効率と圧力損失を考えて決定
されるが、通常20ミクロン〜1mmの平均粒径が選ば
れる。
されるが、通常20ミクロン〜1mmの平均粒径が選ば
れる。
形状は、ペレツト、不定形、球状、等いづれも使用可能
であるが、好ましくは真球に近い球状ゼオライトを用い
られる。参考例 1 下記の平衡実験法に従つて、各種の展開剤FRS (FRS)についてK 、 、の測定を行なP−キ
シレンつた。
であるが、好ましくは真球に近い球状ゼオライトを用い
られる。参考例 1 下記の平衡実験法に従つて、各種の展開剤FRS (FRS)についてK 、 、の測定を行なP−キ
シレンつた。
平衡実験はn−デカンを稀釈剤として、各々の展開剤に
ついて次の組成の平衡液を準備する。
ついて次の組成の平衡液を準備する。
次に、各平衡液を液相でゼオライト吸着剤に室温で接触
させ、前後の組成変化から選択吸着率K 、 を
求めた。結果を表1に示す。なお、市販の合成フオージ
ヤサイトY型ゼオライト(Na型、SlO2/Al2O
3比−4.8)を、交換可能なイオンサイトの内80%
以上Kイオンとなるまで、KNO3水溶液でイオン交換
し、続いて十分に水洗後、400℃で2時間焼成後平衡
実験用ゼオライト吸着剤とした。実施例 1〜3 内径8m77!、長さ2000關のジヤケツト及び上下
部に液分散用デイストリビユータ一、液集合用コレクタ
ーを有するステンレス製クロマトカラム3本を内径1m
1Lのステンレスパイプで相互に連結したクロマト分離
装置を用意する。
させ、前後の組成変化から選択吸着率K 、 を
求めた。結果を表1に示す。なお、市販の合成フオージ
ヤサイトY型ゼオライト(Na型、SlO2/Al2O
3比−4.8)を、交換可能なイオンサイトの内80%
以上Kイオンとなるまで、KNO3水溶液でイオン交換
し、続いて十分に水洗後、400℃で2時間焼成後平衡
実験用ゼオライト吸着剤とした。実施例 1〜3 内径8m77!、長さ2000關のジヤケツト及び上下
部に液分散用デイストリビユータ一、液集合用コレクタ
ーを有するステンレス製クロマトカラム3本を内径1m
1Lのステンレスパイプで相互に連結したクロマト分離
装置を用意する。
これらのクロマト分離装置の各3本のカラムに参考例1
に使用したゼオライト(60〜100メツシユ)を充填
した。ゼオライトを充填し終つたカラムを温度120℃
に保ち、先ずFRSを供給してゼオライトをコンデイシ
ヨニングし、ついで被分離物質としてpキシレン15重
量%、エチルベンゼン20重量%、m−キシレン45重
量%、o−キシレン20重量%からなる混合キシレン5
0m1を微定量ポンプにて供給し混合キシレン吸着帯を
形成する。
に使用したゼオライト(60〜100メツシユ)を充填
した。ゼオライトを充填し終つたカラムを温度120℃
に保ち、先ずFRSを供給してゼオライトをコンデイシ
ヨニングし、ついで被分離物質としてpキシレン15重
量%、エチルベンゼン20重量%、m−キシレン45重
量%、o−キシレン20重量%からなる混合キシレン5
0m1を微定量ポンプにて供給し混合キシレン吸着帯を
形成する。
その後再びFRSをカラムに9.5CC/分の一定流速
で供給し混合キシレン吸着帯を展開した。カラム底部よ
り流出する溶離液を1〜10CCずつのフラクシヨンに
分離して採取する。このようにして採取したサンプル液
のp−キシレン、エチルベンゼン、m−キシレン、o−
キシレン、FRSの重量%をガスクロマトグラフイ一に
より定量分析した。溶離液の進行方向に対して混合キシ
レン吸着帯の前端界面近傍より、p−キシレン以外のC
8異性体に富んだ溶液が、また後端界面近傍からはpキ
シレンに富んだ液が回収される。分離効率の目安として
、p−キシレンのC8異性体に対する純度が99%以上
であるフラクシヨンに含まれるキシレン重量S99(グ
ラム)、そのフラクシヨン全体に対するキシレン濃度C
,9(重量%)、及び分離取得口におけるC8異性体吸
着帯域内平均濃度を測定し、表2にその結果を示した。
比較例 1〜2 展開剤として、本発明の範囲外のアニソール、n−ブチ
ルベンゼンを用いる他は実施例1〜3と同様の方法を繰
り返した。
で供給し混合キシレン吸着帯を展開した。カラム底部よ
り流出する溶離液を1〜10CCずつのフラクシヨンに
分離して採取する。このようにして採取したサンプル液
のp−キシレン、エチルベンゼン、m−キシレン、o−
キシレン、FRSの重量%をガスクロマトグラフイ一に
より定量分析した。溶離液の進行方向に対して混合キシ
レン吸着帯の前端界面近傍より、p−キシレン以外のC
8異性体に富んだ溶液が、また後端界面近傍からはpキ
シレンに富んだ液が回収される。分離効率の目安として
、p−キシレンのC8異性体に対する純度が99%以上
であるフラクシヨンに含まれるキシレン重量S99(グ
ラム)、そのフラクシヨン全体に対するキシレン濃度C
,9(重量%)、及び分離取得口におけるC8異性体吸
着帯域内平均濃度を測定し、表2にその結果を示した。
比較例 1〜2 展開剤として、本発明の範囲外のアニソール、n−ブチ
ルベンゼンを用いる他は実施例1〜3と同様の方法を繰
り返した。
結果を表2に併記する。実施例 4〜6実施例1〜3と
同じクロマト分離装置とゼオライトを使用して、カラム
を温度120℃に保ち先ずFRSを供給してゼオライト
をコンデイシヨニングする。
同じクロマト分離装置とゼオライトを使用して、カラム
を温度120℃に保ち先ずFRSを供給してゼオライト
をコンデイシヨニングする。
ついで被分離物質としてエチルベンゼン50重量%、m
−キシレン50重量%からなるC8異性体混合物50m
1を微定量ポンプにて供給しC8異性体吸着帯を形成す
る。その後再びFRSをカラムに7.5CC/分の一定
流速で供給しC8異性体吸着帯を展開した。カラム底部
より流出する溶離液を1〜10CCづつのフラクシヨン
に分割して採取する。採取したサンプル液を実施例1〜
3と同様にガスクロマトグラフイ一により定量分析した
。溶離液の進行方向に対してC8異性体吸着帯の前端界
面近傍より、m−キシレンに富んだ溶液が、また後端界
面近傍からはエチルベンゼンに富んだ液が回収される。
分離効率の目安として、m−キシレンのエチルベンゼン
対する純度が99%以上であるフラクシヨンに含まれる
キシレン重量Srn−キS/.L/>.(グラム)、全
体に対するキシレン濃度Cm−キシレン(重量%)、エ
チルベンゼンに対する純度が99%以上であるフラクシ
ヨンに含まれるエチルベンゼン重量Sェチ,L.ベァゼ
)/(グラム)、全体に対するエチルベンゼン濃度Cェ
チ)L.べ,ゼ,(重量%)、及び分離取得口における
C8異性体吸着帯域内平均濃度を測定し、表3にその結
果を示した。
−キシレン50重量%からなるC8異性体混合物50m
1を微定量ポンプにて供給しC8異性体吸着帯を形成す
る。その後再びFRSをカラムに7.5CC/分の一定
流速で供給しC8異性体吸着帯を展開した。カラム底部
より流出する溶離液を1〜10CCづつのフラクシヨン
に分割して採取する。採取したサンプル液を実施例1〜
3と同様にガスクロマトグラフイ一により定量分析した
。溶離液の進行方向に対してC8異性体吸着帯の前端界
面近傍より、m−キシレンに富んだ溶液が、また後端界
面近傍からはエチルベンゼンに富んだ液が回収される。
分離効率の目安として、m−キシレンのエチルベンゼン
対する純度が99%以上であるフラクシヨンに含まれる
キシレン重量Srn−キS/.L/>.(グラム)、全
体に対するキシレン濃度Cm−キシレン(重量%)、エ
チルベンゼンに対する純度が99%以上であるフラクシ
ヨンに含まれるエチルベンゼン重量Sェチ,L.ベァゼ
)/(グラム)、全体に対するエチルベンゼン濃度Cェ
チ)L.べ,ゼ,(重量%)、及び分離取得口における
C8異性体吸着帯域内平均濃度を測定し、表3にその結
果を示した。
比較例 3〜4
展開剤として、本発明の範囲外のn−ヘキシルエーテル
、n−ブチルベンゼンを用いる他は実施例4〜6と同様
の方法を繰り返した。
、n−ブチルベンゼンを用いる他は実施例4〜6と同様
の方法を繰り返した。
結果を表3に併記する。比較例 5〜7
先ず、参考例1と同様の方法で、市販の合成フオージヤ
サイトY型ゼオライト(Na型、SiO2/Al2O3
=4.8)を、交換可能なイオンサイトの内の55%を
Kイオンで交換し、十分の水洗後、ず★400℃で2時
間焼成した。
サイトY型ゼオライト(Na型、SiO2/Al2O3
=4.8)を、交換可能なイオンサイトの内の55%を
Kイオンで交換し、十分の水洗後、ず★400℃で2時
間焼成した。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 複数種のC8芳香族異性体混合物と展開剤とを交互
に吸着剤を充填した分離塔に供給してC8異性体混合物
吸着帯を形成移動させて目的とする異性体を分離取得す
る方法において、吸着剤としてモル分率で0.60以上
カリウム置換されたフオージヤサイト型ゼオライトを用
い、展開剤としてその該吸着剤への吸着特性がパラキシ
レンに対する相対的吸着力の比K^F^R^S_P_X
(展開剤が10〜90%共存した展開剤/C8異性体混
合系で測定)で0.3〜3の範囲にあるエーテル化合物
を用いることを特徴とするC8芳香族異性体分離方法。 2 分離取得口におけるC8異性体吸着帯域内の平均C
8異性体濃度が20重量%以上である特許請求の範囲第
1項記載のC8芳香族異性体分離方法。 3 エーテル化合物がR−O−R′(R、R′はnブチ
ル基を除く炭素数3〜5のアルキル基)の式で表わされ
る鎖状エーテル類から選ばれた少とも一種である特許請
求の範囲第1項又は第2項記載のC8芳香族異性体分離
方法。 4 エーテル化合物がイソプロピルエーテルである特許
請求の範囲第3項記載のC8芳香族異性体分離方法。 5 エーテル化合物がフラン、2−メチルフラン、ヘキ
サメチレンオキサイド及びシネオールよりなる群より選
ばれた環状エーテル類の少くとも一種である特許請求の
範囲第1項又は第2項記載のC8芳香族異性体分離方法
。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53109119A JPS5940367B2 (ja) | 1978-09-07 | 1978-09-07 | C↓8芳香族異性体分離方法 |
| GB7928810A GB2031013B (en) | 1978-09-07 | 1979-08-17 | Separation of c8 aromatic isomers |
| MX178960A MX152327A (es) | 1978-09-07 | 1979-08-17 | Procedimiento mejorado para la separacion por adsorcion de isomeros aromaticos de c8 |
| US06/069,420 US4255607A (en) | 1978-09-07 | 1979-08-24 | Separation of C8 aromatic isomers |
| DE2934768A DE2934768C2 (de) | 1978-09-07 | 1979-08-28 | Verfahren zur Trennung von aromatischen C↓8↓ -Isomeren durch wechselweise Adsorption und Desorption an Zeolithen |
| FR7922073A FR2435452B1 (fr) | 1978-09-07 | 1979-09-04 | Separation d'isomeres aromatiques en c8 |
| NL7906684A NL7906684A (nl) | 1978-09-07 | 1979-09-06 | Werkwijze voor het scheiden van aromatische c8- -isomeren. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53109119A JPS5940367B2 (ja) | 1978-09-07 | 1978-09-07 | C↓8芳香族異性体分離方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5536408A JPS5536408A (en) | 1980-03-14 |
| JPS5940367B2 true JPS5940367B2 (ja) | 1984-09-29 |
Family
ID=14502028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53109119A Expired JPS5940367B2 (ja) | 1978-09-07 | 1978-09-07 | C↓8芳香族異性体分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5940367B2 (ja) |
-
1978
- 1978-09-07 JP JP53109119A patent/JPS5940367B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5536408A (en) | 1980-03-14 |
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