JPS623131B2 - - Google Patents
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- JPS623131B2 JPS623131B2 JP53108119A JP10811978A JPS623131B2 JP S623131 B2 JPS623131 B2 JP S623131B2 JP 53108119 A JP53108119 A JP 53108119A JP 10811978 A JP10811978 A JP 10811978A JP S623131 B2 JPS623131 B2 JP S623131B2
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Description
本発明はC8芳香族炭化水素異性体混合物より
p−キシレンを分離する方法に関するものであ
る。更に詳しくはC8芳香族炭化水素異性体混合
物を特定のゼオライト系吸着剤と接触せしめてそ
の中に含まれるp−キシレン以外の芳香族炭化水
素異性体を選択的に吸着せしめ、しかる後にp−
キシレンを濃縮分離する方法に関するものであ
る。
従来、p−キシレンを含むC8芳香族炭化水素
異性体混合物よりp−キシレンを回収する方法と
して吸着法、抽出法及び深冷分離法等が知られて
いる。
一般に吸着法としては混合物の中からある特定
成分を選択的に吸着する場合と逆にある特定成分
以外の他の成分を選択的に吸着除去する事で実質
的にある特定成分を濃縮する方法とがある。
C8芳香族炭化水素異性体混合物から特定成分
のみ選択的に吸着させ分離する方法、所謂前者の
方法については例えばp−キシレン分離の場合、
特公昭52−936号、同937号、同20455号、同29300
号、同29730号及び同31328号公報、エチルベンゼ
ン分離の場合特開昭49−87636号公報、さらにm
−キシレン分離の場合特公昭52−933号、同934号
公報等に提案されている。
一方後者の方法、即ち特定成分以外の他の成分
を選択的に吸着除去し特定成分を濃縮する方法と
してp−キシレンについては特公昭37−5155号及
び米国特許3126425号にまたエチルベンゼンにつ
いては特開昭52−10223号(米国特許3917734)等
に報告されている。この方法はC8芳香族炭化水
素の4つの異性体混合物のうちp−キシレンを含
む2成分ないし3成分からp−キシレンを濃縮す
る方法である。
即ち米国特許3126425号の方法は吸着剤として
MS−13A(Ca型)を用い気相下でm−キシレン
を選択的に吸着除去する方法であり、一方特公昭
37−5155号の方法は吸着剤としてMS−10X(Ca
型)及びMS−13X(Na型)を用い気相下でm−
キシレン及びo−キシレンを選択的に吸着除去す
る方法である。しかしながらこれらの方法では
C8芳香族炭化水素の4つの異性体を含む混合物
からp−キシレンを選択的に濃縮分離すること極
めて困難である。
本発明等はC8芳香族炭化水素の4つの異性体
混合物のうちp−キシレンを除く他の3異性体を
選択的に吸着し実質的にp−キシレンを濃縮分離
できる吸着剤について鋭意研究した結果、L型ゼ
オライト、殊にアルカリ金属、アルカリ土類金属
またはタリウムを含むL型ゼオライトが選択的吸
着剤として優れていることを見出し先に提案し
た。
そこで本発明者らは、かかる吸着剤の性能の改
良について研究を進めた結果、(a)セシウムおよび
(b)ナトリウム、リチウムおよびカリウムよりなる
群から選ばれた少くとも一種のアルカリ金属とを
組合せて含有するL型ゼオライトは、p−キシレ
ン以外のC8芳香族炭化水素異性体の選択的吸着
能がこれらの金属を単独で含むL型ゼオライトに
比べてはるかに優れていることを見出し本発明に
到達した。
すなわち、本発明はp−キシレンを含むC8芳
香族炭化水素異性体混合物を、(a)セシウム、(a
成分)および(b)ナトリウム、リチウムおよびカリ
ウムよりなる群から選ばれた少くとも一種のアル
カリ金属(b成分)とをa成分:b成分の比が重
量で1:1〜1000:1の割合で含むL型ゼオライ
トからなる吸着剤と接触せしめてp−キシレン以
外のC8芳香族炭化水素異性体を選択的に該吸着
剤に吸着せしめることを特徴とする前記異性体混
合物からのp−キシレンの分離方法である。
かかる本発明によれば、p−キシレンを含有す
るC8芳香族炭化水素異性体混合物を、前記(a)成
分および(b)成分とを含有するL型ゼオライトから
なる吸着剤と接触させると、p−キシレン以外の
成分が該吸着剤に選択的に吸着され、p−キシレ
ン以外の成分を吸着した吸着剤を分離することに
よりp−キシレンが高濃度乃至高純度で取得でき
る。
本発明において使用されるL型ゼオライトとし
ては、下記式(1)で表わされるものが好ましい。
(但し式中Mはa成分およびb成分の金属、nは
該金属の原子価、wは6.4±0.5、xは0〜7の値
を示す。)
前記(b)成分のアルカリ金属としては、リチウム
またはカリウムが特に好ましい。
L型ゼオライトの合成方法としては、通常知ら
れた方法、例えばケイ酸ナトリウム、シリカゲル
などのシリカ源に、例えばアルミン酸ナトリウム
の如きアルミナ源、カ性ソーダおよび水を含有す
る原料混合物を結晶性ゼオライトが形成されるま
で加熱することにより調整することができる。
L型ゼオライトの製造法については例えば特公
昭36−3675号公報に記載されている。
前記したL型ゼオライトは市販品を使用するこ
とができるが、これらは一般にアルカリ金属型ま
たはアルカリ土類金属型のものである。従つて本
発明方法において使用するL型ゼオライトへの変
換は、前記L型ゼオライトに含まれるアルカリ金
属またはアルカリ土類金属を、セシウム(a成
分)およびナトリウム、リチウム、およびカリウ
ムよりなる群から選ばれた少くとも一種のアルカ
リ金属(b成分)でイオン交換させればよい。
このイオン交換は、通常ゼオライトのイオン交
換において使用されている方法で行うことができ
る。すなわち交換しようと思う金属のイオンを含
む塩化物、硝酸塩などの水溶液を用いて前記L型
ゼオライトと接触させることにより行うことがで
きる。その際塩の濃度は任意に選択することがで
きるが、水溶液の場合1〜20重量%、特に5〜10
重量%の範囲が好ましい。
イオン交換は常温でも十分進行するが、交換反
応を増加するために昇温することが望ましい。ま
たアルカリ金属またはアルカリ土類金属から直換
交換すると交換率が低い時には、予めアンモニウ
ム化合物と接触処理してアンモニウムイオン交換
して後イオン交換することもできる。かようなア
ンモニウム化合物による接触処理は各種アンモニ
ウム塩(例えばアンモニウムの塩化物、硝酸塩、
硫酸塩、炭酸塩など)の水溶液を前記L型ゼオラ
イトと接触させた後に焼成して水素(H)型にしてか
らイオン交換する。その場合焼成温度は200〜700
℃、好ましくは300〜600℃の範囲が有利である。
また前記L型ゼオライトに(a)成分のイオンおよ
び(b)成分のイオンを同時に接触させてイオン交換
することもできるが、(a)成分のイオンを予め交換
しておき、次いで(b)成分のイオンを交換すること
もでき、また逆に(b)成分のイオンを交換して後(a)
成分のイオンを交換することもできる。要は(a)成
分および(b)成分を含んでおり、しかも(a)成分:(b)
成分の比が重量で1:1〜1000:1の範囲、好ま
しくは2:1〜700:1の範囲となるようにイオ
ン交換すればよいのである。
特に前記L型ゼオライトにもともとナトリウ
ム、リチウムまたはカリカム金属イオンを含んで
いる場合には、これらは(b)成分の金属でもあるの
で、単に(a)セシウムを前記割合となるように交換
することによつて本発明のL型ゼオライトを調整
することも可能である。
前記イオン交換の方法は連続式でもバツチ式で
もよい。バツチ式を用いる場合には固液比1〜10
程度にとり1〜10回程度処理を繰返すことが好ま
しい。イオン交換を終了した吸着剤は多量の水を
含む為、脱水活性処理することが望ましい。かか
る活性化はゼオライトを熱処理することにより行
なわれる。処理温度は100℃以上ゼオライトの分
解温度以下で行なうことができるが、とくに200
℃〜500℃の範囲で常圧または真空にして時間は
1時間〜10時間が適当である。
本発明方法に用いられる原料混合物はp−キシ
レンを含むC8芳香族炭化水素異性体混合物であ
ればp−キシレンの含量が如何なる範囲にあつて
もよい。
例えば石油系或いはタール系のキシレン混合
物、又はガソリンフラクシヨンのハイドロフオー
ミングにより得られたキシレン留分を原料混合物
として用いることができる。
本発明方法における原料流また1種またはそれ
以上のキシレン異性体を色々な方法で除去した方
法からの流出物流からなることができる。
一例として少なくともエチルベンゼンおよび/
またはo−キシレンをあらかじめキシレン異性体
を含む原料混合物から分留によつて除去される。
エチルベンゼンは他の最も近いC8芳香族炭化水
素(p−キシレン)の沸点より約2℃低い沸点で
あり、一方o−キシレンは、他の最も近いC8芳
香族炭化水素(m−キシレン)の沸点より約3℃
高い沸点を有し従つてエチルベンゼンは塔頂か
ら、o−キシレンは塔底から取除くことができ
る。
別法としてあらかじめキシレン異性体を含む原
料混合物から分別結晶化法によつてp−キシレン
以外の成分が除去される。この場合は本発明方法
への原料流として供給される流出物中のp−キシ
レン濃度が高くなりそれ以外の成分濃度は低く成
つて吸着剤の使用量は少なく、且つ高純度p−キ
シレンの製造に有効である。この分離結晶法との
組合せについては次に具体例をあげて説明する。
C8芳香族炭化水素異性体混合物からp−キシ
レンを分別結晶法で分離精製する方法として通常
二段精製法が使用されている。この二段精製法
は、第1段結晶装置でp−キシレンの純度を高め
て分離し、さらに第2段結晶装置導き99%以上の
高純度のp−キシレンを得る方法であるが、かか
る二段精製法において第1段結晶装置によりp−
キシレンの濃度が75〜85%含む混合物を得て、こ
の混合物を本発明の吸着処理を施こすことによ
り、第1段結晶装置の能力を基準にすることより
多量の高純度p−キシレンを分離することができ
る。このように分別結晶法と本発明の吸着法とを
組合せることにより生産量の増大やp−キシレン
の分離法を提供することができる。
更に他の方法、例えばトルエンのメチル化反
応、不均化反応およびイソブチレンの如きオレフ
イン類の環化脱水素反応によつて得られたp−キ
シレンの富むC8芳香族炭化水素を原料として本
発明の吸着法を組合せると有利である。トルエン
のアルキル化及び不均化反応によるp−キシレン
に富むC8芳香族炭化水素の合成方法は、例えば
特公昭50−1577号、同51−6652号および特開昭52
−120292号に記載され、またC4オレフイン類の
環化脱水素反応について例えば特公昭41−4577
号、同52−12179号および同52−27723号に記載さ
れている。これら方法によるとC8芳香族炭化水
素中p−キシレン濃度が高く、且つエチルベンゼ
ンが理論上存在しないためp−キシレンを除く他
のC8芳香族炭化水素の選択的吸着によるp−キ
シレンの精製が容易となる。
本発明方法を実施するに当り、吸着剤と吸着液
体との接触方法および接触装置としては通常用い
られている接触方法および吸着装置を用いること
ができる。吸着操作としては、例えば接触過吸
着、固定層吸着、移動層吸着、流動層吸着等の吸
着操作が有利に用いられる。
吸着装置としては、接触過吸着では例えば撹
拌槽吸着装置など、固定層吸着では例えば吸着剤
を充填した塔など、移動層吸着では例えばハイパ
ーソープシヨン装置或いはパーコレーシヨン装置
など、流動層吸着では例えば吸着剤が流体中に分
散した塔などが用いられる。又、これらの吸着操
作は回分式でも連続式でも行なうことができる。
吸着剤と吸着流体との接触は並流又は向流の何
れでもよく、又、流体は液相または気相であつて
もよい。
本発明方法に用いられる吸着剤の最適の粒径或
いは粒子形状は吸着操作に応じて決定される。
合成ゼオライトを例えば固定層吸着槽に用いる
場合、通常数ミクロンの微細な結晶であるため、
充填塔に充填するに当り粘度などを粘結剤として
加え適当なペレツト或いはビート状に成型するの
が望ましい。しかし、移動層或いは流動層吸着層
に用いる場合には、ゼオライトの結晶のまゝで
も、又、上述の如く成型したもののいずれであつ
てもよい。
本発明方法によりゼオライトに吸着された吸着
成分を吸着剤から脱離する方法としては、例えば
加熱脱離方法、交換用流体を用いる方法及び塔内
圧力を低下させるだけで加熱しない方法などがあ
る。交換用流体を用いる方法は、吸着成分を含む
吸着剤を交換用流体と接触させて吸着成分を脱着
する。交換用流体としては交換を行なうことが可
能でしかも供給原料の吸着分離特性に悪い影響を
与えないものであればいかなるものでもよく特に
吸着成分又は供給原料と交換用流体との分離が容
易なものが望ましい。かかる交換用流体として
は、例えばベンゼン、吸着されているC6成分以
外のアルキルベンゼン、ハロゲン置換ベンゼン、
ハロゲン置換アルキルベンゼンなどが挙げられ
る。吸着を行なう温度は用いられるゼオライトが
実質的に吸着能力および選択性を失わない範囲内
であつても、しかも被処理物を液状或いは気体状
に保つ温度であれば如何なる温度であつてもよ
い。、好ましい温度は常温〜350℃であり、特に好
ましい温度は10〜250℃である。本発明方法で用
いられる圧力は減圧、常圧および加圧の何れでも
有利に行なうことができるが極めて低い圧力(例
えば1mmHg絶体圧以下)の圧力ではゼオライト
に対する吸着物の平衡吸着量が著しく減少するの
で好ましくなく、又圧力を高くすると一般に経済
的でないので、通常100mmHg絶体圧以上、50気圧
以下の圧力が好ましい。吸着剤による吸着分離能
を示すものとして、通常分離係数が用いられる。
例えばA、B2成分の混合物の吸着における吸着
選択率αは、式
α=吸着層のモル比(A/B)/非吸着相のモ
ル比(A/B)
で示される。
糸が平衡状態にあるときは、α=1であれば吸
着剤の選択性は全くなく、又αの値が1よりも著
しく大きいか又は極めて零に近い値であれば、吸
着剤の選択性は極めて優れていることになる。
以下本発明によれば、C8芳香族炭化水素異性
体混合物、特にp−キシレン含有量が50重量%以
上特に70重量%以上の混合物から、他のC8成分
を選択的に吸着除去することが可能であり、従つ
て高純度のp−キシレンを容易に分離することが
できる。
以下実施例を掲げて本発明方法を詳述する。
実施例 1
市販のL型結晶性アルミノシリケート(米国ユ
ニオンカーバイド社製、商品名モレキユラーシー
ブSK−45)の1重量部当り1モルの塩化アンモ
ニウム水溶液10重量部を加え80℃以上水溶上で2
時間以上撹拌しナトリウム型をアンモニウム型に
交換する。
この操作を3回繰返した後、該ゼオライトを
過し脱イオン水を用い洗浄過中に塩素イオンが
検出されなくなる迄充分水洗する。
引続いて120℃以上で乾燥し付着水を除去した
のち、更に約500℃で焼成しアンモニウム置換し
た部分を水素型に変換する。
水素型に変換した該L型ゼオライト1重量部に
対し2モルの塩化リチウム水溶液10重量部を加え
80℃以上水浴上で2時間以上撹拌し少なくともカ
チオン交換サイトの50%以上をリチウムに変換す
る。
次に該ゼオライトを過し更に2モルの塩化セ
シウム水溶液10重量部加え80℃以上水浴上で2時
間以上撹拌する。塩化セシウム水溶液による処理
を2回以上繰返し所定の比率にイオン交換した後
該ゼオライトを分離し脱イオン水で充分洗浄す
る。
このカチオン交換処理により市販L型ゼオライ
トのカリウム及びナトリウムイオンの少なくとも
80%以上をセシウム及びリチウムイオンに変換す
る。
下記表1に記載した他のカチオン種の組合せに
ついても同様に処理する。
カチオン交換処理したゼオライトを120℃以上
で付着水分を乾燥し更に約500℃で数時間焼成し
活性化する。
カチオン交換したL型ゼオライト2gに対しp
−キシレン約80重量%とエチルベンゼン、m−キ
シレン及びo−キシレンを略等量含むC8芳香族
炭化水素混合物をi−オクタンと1対3の容量割
合に混合した溶液10mlを加え室温下吸着平衡に成
る迄時々撹拌しながら放置する。
液相および吸着相のC8芳香族炭化水素の組成
はガスクロマトグラフで測定した。
p−キシレンに対する他のC8芳香族炭化水素
異性体の吸着選択率を表1に示す。
The present invention relates to a method for separating p-xylene from a mixture of C8 aromatic hydrocarbon isomers. More specifically, a C8 aromatic hydrocarbon isomer mixture is brought into contact with a specific zeolite adsorbent to selectively adsorb aromatic hydrocarbon isomers other than p-xylene contained therein, and then p-
This invention relates to a method for concentrating and separating xylene. Conventionally, adsorption methods, extraction methods, cryogenic separation methods, and the like are known as methods for recovering p-xylene from a C8 aromatic hydrocarbon isomer mixture containing p-xylene. In general, adsorption methods include selective adsorption of a specific component from a mixture, and conversely, a method of concentrating a specific component by selectively adsorbing and removing other components other than the specific component. There is. Regarding the so-called former method, which is a method of selectively adsorbing and separating only specific components from a C8 aromatic hydrocarbon isomer mixture, for example, in the case of p-xylene separation,
Special Publication No. 52-936, No. 937, No. 20455, No. 29300
No. 29730 and No. 31328, in the case of ethylbenzene separation, JP-A-49-87636, and m.
- In the case of xylene separation, proposals have been made in Japanese Patent Publications No. 52-933, No. 934, etc. On the other hand, regarding the latter method, that is, a method of selectively adsorbing and removing components other than the specific components and concentrating the specific components, p-xylene is described in Japanese Patent Publication No. 37-5155 and US Pat. No. 3,126,425, and ethylbenzene is described in Japanese Patent Publication It is reported in No. 10223/1983 (US Patent No. 3,917,734). This method is a method for concentrating p-xylene from two or three components containing p-xylene out of a mixture of four isomers of C8 aromatic hydrocarbons. That is, the method of US Pat. No. 3,126,425 uses
This method uses MS-13A (Ca type) to selectively adsorb and remove m-xylene in the gas phase.
The method of No. 37-5155 uses MS-10X (Ca
m- in the gas phase using MS-13X (Na type) and MS-13X (Na type).
This is a method for selectively adsorbing and removing xylene and o-xylene. However, these methods
It is extremely difficult to selectively concentrate and separate p-xylene from a mixture containing four isomers of C8 aromatic hydrocarbons. The present inventors have conducted intensive research on an adsorbent that can selectively adsorb the other three isomers excluding p-xylene among the four isomer mixtures of C8 aromatic hydrocarbons, and can substantially concentrate and separate p-xylene. As a result, it was proposed that L-type zeolite, especially L-type zeolite containing alkali metals, alkaline earth metals, or thallium, is excellent as a selective adsorbent. Therefore, the present inventors conducted research on improving the performance of such adsorbents and found that (a) cesium and
(b) L-type zeolite containing a combination of at least one alkali metal selected from the group consisting of sodium, lithium, and potassium has the ability to selectively adsorb C8 aromatic hydrocarbon isomers other than p-xylene. The inventors have discovered that these metals are far superior to L-type zeolites containing only these metals, and have thus arrived at the present invention. That is, the present invention provides a C 8 aromatic hydrocarbon isomer mixture containing p-xylene, (a) cesium, (a
component) and (b) at least one alkali metal selected from the group consisting of sodium, lithium and potassium (component b) in a ratio of component a:component b of 1:1 to 1000:1 by weight. C 8 aromatic hydrocarbon isomers other than p-xylene are selectively adsorbed on the adsorbent by contacting with an adsorbent made of L-type zeolite containing p-xylene from the isomer mixture. This is a separation method. According to the present invention, when a C 8 aromatic hydrocarbon isomer mixture containing p-xylene is brought into contact with an adsorbent made of L-type zeolite containing the components (a) and (b), Components other than p-xylene are selectively adsorbed by the adsorbent, and p-xylene can be obtained in high concentration or high purity by separating the adsorbent that has adsorbed components other than p-xylene. The L-type zeolite used in the present invention is preferably one represented by the following formula (1). (However, in the formula, M is the metal of component a and component b, n is the valence of the metal, w is 6.4 ± 0.5, and x is a value of 0 to 7.) As the alkali metal of component (b), Particular preference is given to lithium or potassium. The L-type zeolite can be synthesized by a commonly known method, for example, by adding a raw material mixture containing a silica source such as sodium silicate or silica gel, an alumina source such as sodium aluminate, caustic soda, and water to crystalline zeolite. can be adjusted by heating until . A method for producing L-type zeolite is described, for example, in Japanese Patent Publication No. 36-3675. Commercial products can be used as the L-type zeolite described above, but these are generally of the alkali metal type or alkaline earth metal type. Therefore, the conversion to L-type zeolite used in the method of the present invention involves converting the alkali metal or alkaline earth metal contained in the L-type zeolite to cesium (component a) and a metal selected from the group consisting of sodium, lithium, and potassium. Ion exchange may be performed with at least one type of alkali metal (component b). This ion exchange can be performed by a method commonly used for zeolite ion exchange. That is, it can be carried out by contacting the L-type zeolite with an aqueous solution of chloride, nitrate, etc. containing ions of the metal to be exchanged. At this time, the concentration of salt can be arbitrarily selected, but in the case of an aqueous solution, it is 1 to 20% by weight, especially 5 to 10% by weight.
A weight percent range is preferred. Although ion exchange proceeds satisfactorily at room temperature, it is desirable to raise the temperature to increase the exchange reaction. Further, when direct exchange from an alkali metal or alkaline earth metal results in a low exchange rate, it is also possible to carry out contact treatment with an ammonium compound in advance to exchange ammonium ions, and then carry out ion exchange. Such contact treatment with ammonium compounds can be carried out using various ammonium salts (e.g. ammonium chloride, nitrate,
An aqueous solution of sulfate, carbonate, etc.) is brought into contact with the L-type zeolite and then calcined to convert it into a hydrogen (H) form, which is then ion-exchanged. In that case, the firing temperature is 200-700
C, preferably in the range from 300 to 600C. Ion exchange can also be carried out by contacting the L-type zeolite with the ions of component (a) and ions of component (b) at the same time, but the ions of component (a) are exchanged in advance, and then the ions of component (b) are It is also possible to exchange the ions of component (b) and then exchange the ions of component (a).
It is also possible to exchange component ions. In short, it contains (a) component and (b) component, and (a) component: (b)
Ion exchange may be performed such that the ratio of the components is in the range of 1:1 to 1000:1, preferably 2:1 to 700:1, by weight. In particular, if the L-type zeolite originally contains sodium, lithium, or calicum metal ions, these are also metals of component (b), so simply replacing cesium (a) to achieve the above ratio. Therefore, it is also possible to prepare the L-type zeolite of the present invention. The ion exchange method may be a continuous method or a batch method. When using the batch method, the solid-liquid ratio is 1 to 10.
It is preferable to repeat the treatment about 1 to 10 times depending on the degree. Since the adsorbent that has undergone ion exchange contains a large amount of water, it is desirable to perform dehydration activation treatment. Such activation is carried out by heat treating the zeolite. The treatment temperature can be 100℃ or higher and lower than the decomposition temperature of zeolite, but especially 200℃
The appropriate time is 1 hour to 10 hours under normal pressure or vacuum at a temperature in the range of .degree. C. to 500.degree. The raw material mixture used in the method of the present invention may have a content of p-xylene in any range as long as it is a C 8 aromatic hydrocarbon isomer mixture containing p-xylene. For example, petroleum-based or tar-based xylene mixtures, or xylene fractions obtained by hydroforming of gasoline fractions can be used as the raw material mixture. The feed stream in the process of the invention can also consist of an effluent stream from the process in which one or more xylene isomers have been removed in various ways. By way of example, at least ethylbenzene and/or
Alternatively, o-xylene is previously removed from a raw material mixture containing xylene isomers by fractional distillation.
Ethylbenzene has a boiling point about 2°C lower than the boiling point of the other nearest C 8 aromatic hydrocarbon (p-xylene), while o-xylene has a boiling point lower than that of the other nearest C 8 aromatic hydrocarbon (m-xylene). Approximately 3℃ below boiling point
Since it has a high boiling point, ethylbenzene can be removed from the top and o-xylene from the bottom. Alternatively, components other than p-xylene are removed in advance from a raw material mixture containing xylene isomers by fractional crystallization. In this case, the concentration of p-xylene in the effluent fed as a feed stream to the process of the present invention is high, and the concentrations of other components are low, so the amount of adsorbent used is small, and high purity p-xylene can be produced. It is effective for The combination with this separation crystallization method will be explained next by giving a specific example. A two-stage purification method is generally used to separate and purify p-xylene from a C 8 aromatic hydrocarbon isomer mixture by a fractional crystallization method. This two-stage purification method is a method in which the purity of p-xylene is increased and separated in the first stage crystallizer, and then the second stage crystallizer is introduced to obtain p-xylene with a high purity of 99% or more. In the stage purification method, p-
By obtaining a mixture containing xylene at a concentration of 75 to 85% and subjecting this mixture to the adsorption treatment of the present invention, a larger amount of high-purity p-xylene can be separated than based on the capacity of the first stage crystallizer. can do. As described above, by combining the fractional crystallization method and the adsorption method of the present invention, it is possible to increase the production amount and provide a method for separating p-xylene. Furthermore, the present invention uses p-xylene-rich C8 aromatic hydrocarbons obtained by other methods, such as methylation reaction of toluene, disproportionation reaction, and cyclodehydrogenation reaction of olefins such as isobutylene, as a raw material. It is advantageous to combine the adsorption methods. Methods for synthesizing p-xylene-rich C8 aromatic hydrocarbons by alkylation and disproportionation reactions of toluene are described, for example, in Japanese Patent Publications Nos. 1577-1977, 6652-1982 and 6652-1982, and JP-A-52
-120292, and also describes the cyclodehydrogenation reaction of C4 olefins, for example, in Japanese Patent Publication No. 41-4577.
No. 52-12179 and No. 52-27723. According to these methods, p-xylene concentration is high in C 8 aromatic hydrocarbons and ethylbenzene is theoretically absent, so p-xylene can be purified by selective adsorption of other C 8 aromatic hydrocarbons except p-xylene. It becomes easier. In carrying out the method of the present invention, commonly used contact methods and adsorption devices can be used as the contact method and contact device for bringing the adsorbent and the adsorbed liquid together. Adsorption operations such as catalytic overadsorption, fixed bed adsorption, moving bed adsorption, and fluidized bed adsorption are advantageously used as the adsorption operation. The adsorption equipment may be a stirred tank adsorption equipment for catalytic hyperadsorption, a tower filled with an adsorbent for fixed bed adsorption, a hypersorption equipment or percolation equipment for moving bed adsorption, or a percolation equipment or percolation equipment for fluidized bed adsorption. A tower or the like in which an adsorbent is dispersed in a fluid is used. Further, these adsorption operations can be performed either batchwise or continuously. The contact between the adsorbent and the adsorbing fluid may be in cocurrent or countercurrent, and the fluid may be in a liquid phase or a gaseous phase. The optimum particle size or particle shape of the adsorbent used in the method of the present invention is determined depending on the adsorption operation. When synthetic zeolite is used, for example, in a fixed bed adsorption tank, it usually has fine crystals of several microns, so
When filling the packed tower, it is preferable to add a viscosity agent as a binder and form it into a suitable pellet or bead shape. However, when used in a moving bed or fluidized bed adsorption bed, zeolite crystals may be used as they are, or they may be formed as described above. Methods for desorbing the adsorbed components adsorbed on zeolite by the method of the present invention from the adsorbent include, for example, a thermal desorption method, a method using an exchange fluid, and a method that only reduces the pressure inside the column without heating. In the method using a replacement fluid, the adsorbent containing the adsorbed component is brought into contact with the replacement fluid to desorb the adsorbed component. The replacement fluid may be any fluid as long as it can be replaced and does not adversely affect the adsorption/separation characteristics of the feedstock, especially one that allows easy separation of adsorbed components or feedstock from the replacement fluid. is desirable. Such exchange fluids include, for example, benzene, alkylbenzenes other than the adsorbed C6 component, halogen-substituted benzenes,
Examples include halogen-substituted alkylbenzene. The temperature at which the adsorption is carried out may be any temperature within a range where the zeolite used does not substantially lose its adsorption ability and selectivity, and which maintains the material to be treated in a liquid or gaseous state. The preferred temperature is room temperature to 350°C, and the particularly preferred temperature is 10 to 250°C. The pressure used in the method of the present invention can be advantageously reduced, normal pressure, or increased pressure, but at extremely low pressures (for example, below 1 mmHg absolute pressure), the equilibrium adsorption amount of adsorbates on zeolite decreases significantly. Since it is undesirable, and it is generally uneconomical to increase the pressure, a pressure of 100 mmHg absolute pressure or more and 50 atmospheres or less is usually preferable. A separation coefficient is usually used to indicate the adsorption separation ability of an adsorbent.
For example, the adsorption selectivity α in the adsorption of a mixture of two components A and B is expressed by the formula α=molar ratio of adsorbed layer (A/B)/molar ratio of non-adsorbed phase (A/B). When the thread is in equilibrium, if α = 1, there is no selectivity of the adsorbent, and if the value of α is significantly greater than 1 or very close to zero, there is no selectivity of the adsorbent. is extremely excellent. Hereinafter, according to the present invention, other C8 components can be selectively adsorbed and removed from a C8 aromatic hydrocarbon isomer mixture, particularly a mixture having a p-xylene content of 50% by weight or more, especially 70% by weight or more. Therefore, highly pure p-xylene can be easily separated. The method of the present invention will be described in detail below with reference to Examples. Example 1 10 parts by weight of a 1 mol ammonium chloride aqueous solution was added to 1 part by weight of a commercially available L-type crystalline aluminosilicate (manufactured by Union Carbide, USA, trade name: Molecular Sieve SK-45) at 80°C or above. 2
Stir for more than an hour to exchange sodium form for ammonium form. After repeating this operation three times, the zeolite is thoroughly washed with deionized water until no chloride ions are detected during the washing process. Subsequently, it is dried at 120°C or higher to remove adhering water, and then fired at about 500°C to convert the ammonium-substituted portion into a hydrogen type. Add 10 parts by weight of a 2 mol lithium chloride aqueous solution to 1 part by weight of the L-type zeolite converted to hydrogen form.
Stir on a water bath at 80°C or higher for 2 hours or more to convert at least 50% of the cation exchange sites into lithium. Next, the zeolite is filtered, and 10 parts by weight of a 2 mol cesium chloride aqueous solution is added thereto, followed by stirring on a water bath at 80°C or above for 2 hours or more. After repeating the treatment with an aqueous cesium chloride solution twice or more to perform ion exchange to a predetermined ratio, the zeolite is separated and thoroughly washed with deionized water. This cation exchange treatment removes at least the potassium and sodium ions of commercially available L-type zeolite.
Converts more than 80% to cesium and lithium ions. The other combinations of cation species listed in Table 1 below are treated in the same manner. The cation-exchanged zeolite is dried at 120°C or above to remove moisture, and then activated by firing at approximately 500°C for several hours. p for 2g of cation-exchanged L-type zeolite
- Add 10 ml of a solution of a C8 aromatic hydrocarbon mixture containing approximately 80% by weight of xylene and approximately equal amounts of ethylbenzene, m-xylene, and o-xylene mixed with i-octane in a volume ratio of 1:3 to achieve adsorption equilibrium at room temperature. Leave it to stand, stirring occasionally, until it becomes . The composition of C8 aromatic hydrocarbons in the liquid phase and adsorption phase was measured by gas chromatography. Table 1 shows the adsorption selectivity of other C8 aromatic hydrocarbon isomers to p-xylene.
【表】【table】
【表】
本表から明らかなようにL型ゼオライトをセシ
ウムを含み且つカリウム、リチウムを組合せてイ
オン交換することによりp−キシレンに対する他
のC8芳香族炭化水素異性体の選択吸着率を平均
的に高め他の比較例に比めきわめて効果的である
ことがわかる。
実施例 2
市販粉沫結晶L型ゼオライト(米国ユニオンカ
ーバイト社製商品名モレキユラーシーブSK−
45)を予め約500℃で焼成しその10g当り2モル
の塩化セシウム水溶液100mlを加え80℃以上の水
浴上で2時間撹拌した。
この処理を2回繰返した後ゼオライトを別し
脱イオン水で液中に塩素イオンが検出されなく
なるまで水洗した。
約120℃以上でゼオライト表面の付着水分を乾
燥し更に500℃で約3時間焼成し活性化した。
活性化したゼオライトについて重量基準でカチ
オン濃度および吸着性能を測定した結果を下記表
2に示す。[Table] As is clear from this table, by ion-exchanging L-type zeolite containing cesium with a combination of potassium and lithium, the average selective adsorption rate of other C 8 aromatic hydrocarbon isomers to p-xylene can be improved. It can be seen that it is highly effective compared to other comparative examples. Example 2 Commercially available powder crystal L-type zeolite (trade name: Molecular Sieve SK- manufactured by Union Carbide Company, USA)
45) was preliminarily calcined at about 500°C, 100ml of a 2 mol cesium chloride aqueous solution was added per 10g of the mixture, and the mixture was stirred for 2 hours on a water bath at 80°C or higher. After repeating this process twice, the zeolite was separated and washed with deionized water until no chloride ions were detected in the solution. The moisture adhering to the zeolite surface was dried at about 120°C or higher, and the zeolite was activated by firing at 500°C for about 3 hours. The results of measuring the cation concentration and adsorption performance of the activated zeolite on a weight basis are shown in Table 2 below.
Claims (1)
体混合物を、(a)セシウム(a成分)および(b)ナト
リウム、リチウムおよびカリウムよりなる群から
選ばれた少くとも一種のアルカリ金属(b成分)
とを、a成分:b成分の比が重量で1:1〜
1000:1の割合で含むL型ゼオライトからなる吸
着剤と接触せしめp−キシレン以外のC8芳香族
炭化水素異性体を選択的に該吸着剤に吸着せしめ
ることを特徴とする前記異性体混合物からのp−
キシレンの分離方法。1 A C 8 aromatic hydrocarbon isomer mixture containing p-xylene is mixed with (a) cesium (component a) and (b) at least one alkali metal selected from the group consisting of sodium, lithium and potassium (component b). )
and the ratio of component a to component b is 1:1 to 1 by weight.
The isomer mixture is brought into contact with an adsorbent made of L-type zeolite containing at a ratio of 1000:1, and C 8 aromatic hydrocarbon isomers other than p-xylene are selectively adsorbed on the adsorbent. p-
How to separate xylene.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10811978A JPS5535029A (en) | 1978-09-05 | 1978-09-05 | Separation of p-xylene |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP10811978A JPS5535029A (en) | 1978-09-05 | 1978-09-05 | Separation of p-xylene |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5535029A JPS5535029A (en) | 1980-03-11 |
| JPS623131B2 true JPS623131B2 (en) | 1987-01-23 |
Family
ID=14476393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10811978A Granted JPS5535029A (en) | 1978-09-05 | 1978-09-05 | Separation of p-xylene |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5535029A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4376226A (en) * | 1982-02-05 | 1983-03-08 | Exxon Research & Engineering Co. | Process for the separation of ortho aromatic isomers by selective adsorption |
| JPH0526601U (en) * | 1991-09-24 | 1993-04-06 | 丸菱工業株式会社 | Vehicle seat |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54138526A (en) * | 1978-04-19 | 1979-10-27 | Teijin Yuka Kk | Separation of ppxylene |
-
1978
- 1978-09-05 JP JP10811978A patent/JPS5535029A/en active Granted
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| JPS5535029A (en) | 1980-03-11 |
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