184932. lajstromszámú szabadalom • Eljárás xilolok izomerizálására
184932 10 alumínium-oxid aránya 12-nél nagyobb és kompressziós indexe 1—12. A 24 reaktorban uralkodó alacsony nyomás és magas hőmérséklet körülményei között a katalizátor segítségével elvégezhető (1) a xilolok izomerizálása és így a betáplált xilolkeverékből — mely a 22 szeparátorból érkezik — a p-xilol előállítása, (2) monociklusos aromás szénhidrogének két vagy több szénatomos alkil-oldalláncának lehasítása és metilcsoportok visszahagyásával BTX keverék előállítása, és (3) paraffinszénhidrogének alacsonyabb forráspontú vegyületekké történő hasítása, melyek frakcionáló oszlopok kiforraló szakaszában eltávolíthatók. Ezért a találmány szerint a 24 reaktorba betáplálandó keverékeket paraffinszénhidrogéneket és/vagy 8-nál nagyobb szénatomszámú aromás szénhidrogéneket tartalmazó áramokkal egyesítjük. Az ilyen áramok a 13 frakcionáló oszlop fejtermékéből vagy a 15 frakcionáló oszlop fejtermékéből állnak, melyeken — kívánt esetben — oldószeres extrakciót végzünk, a 18 oldószeres extrakciós fokozathoz hasonló berendezés segítségével. A 20 EB (etil-benzol) oszlop alkalmazása is nélkülözhető. Ilyen eljárásváltozatot a rajzon a 25 vezetéket jelképező szaggatott vonallal ábrázolunk, amely a 13 oszlop fenéktermékét a 24 reaktorba táplálja be. A 24 reaktorból kifolyó elegy a 26 vezetékben a három xilol-izomert tartalmazza a termodinamikai egyensúlyt megközelítő arányban, az etil-benzol és magasabb forráspontú alkil-aromás szénhidrogének átalakulási termékeivel, valamint a nem reagált etil-benzol egy részével együtt. A melléktermékek között szerepel a benzol, toluol és xilolok, melyek etil-benzol, metil-etil-benzol, dimetil-etil-benzol és hasonlók reakciójából származnak. Ha a reakcióelegyet a 27 oszlopban frakcionáljuk, fejtermékként 5 vagy ennél kisebb szénatomszámú vegyületeket, oldalpárlatként benzolt és toluolt, és fenéktermékként lényegileg 8 vagy ennél nagyobb szénatomszámú aromás vegyülcteket vezetünk el. A fenéktermék a 28 vezetéken át a 29 frakcionáló oszlopba jut, amely fenéktermékként elválasztja a 9 vagy ennél nagyobb szénatomszámú aromás vegyületeket. A fejpárlatot képező 8 szénatomos aromás szénhidrogének a 30 vezetéken át a 22 szeparátorba jutnak. A 29 oszlop fenéktermékét képező aromás vegyületeket — egyes más eljárásoktól eltérően — előnyösen nem vezetjük vissza a reaktorba. Mivel a találmány szerinti katalizátor nem rendelkezik átalkilező aktivitással, nem tud jelentős mennyiségű xilolokat képezni például trimetil-bcnzolból. A 29 oszlop fenéktermékét xilolok előállítása céljából toluollal reagáltatjuk egy, a nehéz aromás vegyületek számára szolgáló külön reaktorban és a reakcióterméket a 26 vezeték bementénél adjuk hozzá a rendszerhez a 4 211 886. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint, vagy elvezetve motorhajtóanyaghoz adalékként használhatjuk. A 24 reaktor kristályos, viszonylag kevéssé savas aktivitású alumínium-oxid—kovasav (zeolit) katalizátort tartalmaz. E katalizátor olyan reakciófolyamatot segít elő, amely egyedülálló 427 °C feletti hőmérsékleteken. A betáplálás etil-benzol tartalma szelektíven krakkolódik benzollá, gyakorlatilag xi tolókká való átalakulás nélkül. Más aromás vegyületek két vagy ennél nagyobb szénatomszámú oldalláncai hasonló átalakuláson mennek át. A kétféle típusú konverzió első alkalommal választható külön, mert a reakció erélyes volta biztosítja az etil-benzol hatásos konverzióját „elfogad9 ható” xilol-veszteség mellett. Az eljárás ezen sajátossága szükségtelenné teszi az előzetes desztillációt az etilbenzolnak és a C9 aromás vegyületeknek a betáplálásból való részleges eltávolítása céljából, ellentétben a korábbi eljárásokkal. Azt találtuk továbbá, hogy a találmány szerinti eljárással konvertálni tudjuk a paraffinszénhidrogéneket. Ez lehetővé teszi a költséges extrák:iós művelet elhagyását, melyet általában alkalmazni szoktak xiloloknak katalitikusán reformált benzinekből való előállításakor és kinyerésekor. Kihasználva ezt a tulajdonságot, a 25 vezetéken áthaladó betáplálás árama tartalmazni fogja a reformátum vagy más hasonló nyersanyag C8 aromás vegyületeit a hasonló forrásponttartományú paraffinokkal, mint nonánokkal és nehezebb szénhidrogénekkel együtt. A betáplálásban lévő paraffinszénhidrogéneket hidrogénező hasítással könnyebb paraffinokká alakítjuk át, melyeknek a 27 oszlopból elvezetett mennyisége sokkal nagyobb az etil-benzol konverziójából származó mennyiségnél. Az itt meghatározott zeolitosztályba tartozik például a ZSM—5, ZSM—11, ZSM—12, ZSM—35, illetve ZSM—38, melyeket a 3 702 886., a 3 709 979., a 3 832 449., a 4 016 245. és a 4 046 859. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban közölt röntgen-diffrakciós adatok alapján jellemeztünk. Ha az egyes leírt zeolitokat szerves kationok jelenlétében állítjuk elő, katalitikusán inaktívak lesznek, feltehetően azért, mert a kristályrácsukban lévő szabad helyeket az előállító oldat szerves kationjai foglalják el. E zeolitok úgy aktiválhatok, hogy például közömbös atmoszférában, 538 °C-on 1 óráig hevítjük őket, majd fcáziscserét hajtunk végre ammóniumsókkal és levegőn 538 °C-on kalcináljuk. Az előállító oldatban a szerves kationok jelenléte nem feltétlenül alapvető az ilyen típusú zeolitok előállításánál; mégis e kationok elősegíteni látszanak e speciális típusú zeolitok képződését. Általában az ilyen jellegű katalizátorokat célszerűen úgy aktiváljuk, hogy báziscserét végzünk ammóniumsókkal, majd levegőn kalcináljuk 538 °C körüli hőmérsékleten, mintegy 15 perctől 24 óráig. Természetes zeolitok néha ilyen típusú zeolitkatalizátorokká alakíthatók át különféle aktiválási eljárásokkal, mint báziscserével, gőzöléssel, alumínium-oxid e <trakcióval és kalcinálással, e módszereket kombinálva. Az így kezelhető természetes ásványok közé tartozik a fi rrierit, brewsterit, stilbit, dachiardit, epistilbit, heulandit és klinoptilolit. Alkálifémformában szintetizálva a zeolit kényelmesen alakítható át hidrogénformává, általában az ammóniumforma közbenső létrehozásával ammóniumion-csere útján ; az utóbbi kalcinálásával hidrogénformájú zeolithoz jutunk. A hidrogénformán kívül a zeolitok egyéb formákban is használhatók, melyekben az eredeti alkálifémet 1,5 súlyszázaléknál kevesebbre csökkentettük, így a zeolit eredeti alkáliféme ioncsere útján a periódusos rendszer IB—VIII. csoportjába tartozó más alkalmas elemmel helyettesíthető, például nikkellel, rézzel, cinkkel, palládiummal, kalciummal vagy ritkaföldfémekkel. A kívánt konverzió végrehajtásakor célszerű lehet, hogy a fent leírt kristályos alumoszilikát zeolitot az eljárásban alkalmazott hőmérsékleti és egyéb viszonyoknak ellenálló más anyagba dolgozzuk be. Ilyen anyagok közé tartozhatnak szintetikus vagy természetes anyagok, valamint szervetlen anyagok, mint agyagok, kova# 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
