BRPI0711657A2 - processo para isomerizar xilenos - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA ISOMERIZAR XILENOS. Um esquema de fluxo de complexo de aromáticos foi desenvolvido em que hidrocarbonetos alifáticos C~ 7~-C~ 8~ são reciclados para uma unidade de isomerização (51) de uma zona de recuperação de xileno (55) para aumentar a eficiência da unidade de isomerização (51). Esta melhora resulta em um complexo de aromáticos com economias de capital e custos de utilidade e uma melhora no retomo do investimento.

Description

"PROCESSO PARA ISOMERIZAR XILENOS"

Esta invenção diz respeito a um esquema de fluxo de complexo de aromáticos, que é uma combinação de unidades de processo que podem ser usadas para converter nafta em intermediários petroquímicos básicos de benzeno, tolueno e xileno. Com base em um processo de transalquilação catalisado por metal que manipula tolueno não extraído e aromáticos pesados e um processo de saturação de olefina, o esquema de fluxo melhorado remove itens de equipamento e etapas de processamento, tais como uma coluna deseptanizadora, resultando em benefícios econômicos significantes quando da produção de para-xileno. Além disso, o esquema de fluxo melhorado melhora a eficiência da unidade de isomerização através da adição de uma corrente rica em hidrocarbonetos alifáticos C7 e Cg.

A maioria dos novos complexos de aromáticos são planejados para maximizar o rendimento de benzeno e para-xileno. Benzeno é um bloco de construção petroquímica versátil usado em muitos produtos diferentes com base na sua derivação incluindo etilbenzeno, cumeno e cicloexano. Para- xileno também é um bloco de construção importante, que é usado quase exclusivamente para a produção de fibras de poliéster, resinas e películas formadas por intermédio do ácido tereftálico ou intermediários de tereftalato de dimetila. Consequentemente, um complexo de aromáticos pode ser configurado em muitos modos diferentes dependendo dos produtos desejados, cargas de alimentação disponíveis e capital de investimento disponível. Uma ampla faixa de opções permite flexibilidade na variação do equilíbrio da lista de produto de benzeno e para-xileno para atingir as exigências de processamento a jusante.

Um esquema de fluxo de complexo de aromáticos da técnica anterior foi divulgado por Meyers no Handbook of Petroleum Refining Processes, 2a Edição em 1997 por McGraw-Hill.

A US 3.996.305 concedida a Berger divulga um esquema fracionário primariamente direcionado à transalquilação de tolueno e alquilaromáticos C9 de modo a produzir benzeno e xileno. O processo de transalquilação também é combinado com um processo de extração de aromáticos. O esquema fracionário inclui uma coluna única com duas correntes entrando e com três correntes saindo da coluna para benefícios econômicos integrados.

A US 4.341.914 concedida a Berger divulga um processo de transalquilação com reciclo de alquilaromáticos Cio de modo a aumentar o rendimento de xilenos do processo. O processo de transalquilação também é preferivelmente integrado com uma zona de separação de para-xileno e uma zona de isomerização de xileno operada como uma circuito contínuo que recebe xilenos mistos da carga de alimentação da zona de transalquilação e zonas de !racionamento de efluente.

A US 4.642.406 concedida a Schmidt divulga um processo de alta severidade para a produção de xileno que utiliza uma zona de transalquilação que simultaneamente desempenha como uma zona de isomerização em um catalisador não metálico. O benzeno de alta qualidade é produzido junto com uma mistura de xilenos, que permite que o para-xileno seja separado pela separação absortiva da mistura com a corrente esgotada de isômero que é passada de volta para a zona de transalquilação.

A US 5.417.844 concedida a Boitiaux et al. divulga um processo para a desidrogenação seletiva de olefinas no craqueamento com vapor de petróleo na presença de um catalisador de níquel e é caracterizado em que antes do uso do catalisador, um composto orgânico contendo enxofre é incorporado no catalisador fora do reator antes do uso.

A US 5.658.453 concedida a Russ et al. divulga um processo de reforma e de saturação de olefina integrado. A reação de saturação de olefina usa uma fase de vapor mista com a adição de gás hidrogênio a um líquido de reformado em contato com um óxido orgânico refratário contendo preferivelmente um metal do grupo da platina e opcionalmente um modificador de metal.

A US 5.763.720 concedida a Buchanan et al. divulga um processo de transalquilação para produzir benzeno e xilenos contatando-se um alquilaromático C91" com benzeno e/ou tolueno em um catalisador que compreende um zeólito tal como ZSM-12 e um metal nobre de hidrogenação tal como platina. Enxofre ou corrente são usados para tratar o catalisador.

A US 5.847.256 concedido a Ichioka et al. divulga um processo para produzir xileno a partir de uma carga de alimentação contendo alquilaromáticos C9 com a ajuda de um catalisador com um zeólito que é preferivelmente mordenita e com um metal que é preferivelmente rênio.

A US 6.740.788 divulga um esquema de fluxo de complexo de aromáticos que, quando comparado com um complexo tradicional, remove itens de equipamento e etapas de processamento tais como uma coluna divisora de reformado e uma coluna de aromáticos pesados.

A presente invenção fornece um esquema de fluxo de complexo de aromáticos disposta e operada de modo que uma coluna deseptanizadora tradicional na seção de recuperação de xilenos pode ser eliminada. Com esta invenção, os custos de capital são reduzidos, os custos de operação são reduzidos e o rendimento de aromáticos Cs é melhorada. Além disso, a eficiência da unidade de isomerização é aumentada através da adição de uma corrente rica em hidrocarbonetos alifáticos C7 e C8.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um esquema de fluxo de complexo de aromáticos tendo uma zona de fracionamento divisora de reformado operada de modo que o tolueno e materiais mais leves são removidos em um produto de topo que é substancialmente livre de C4 e hidrocarbonetos e gases mais leves e que permite o reciclo de um efluente de unidade de isomerização inteiro para a zona de fracionamento divisora de reformado sem passar o efluente através de uma coluna deseptanizadora. Introduzir uma corrente rica em hidrocarbonetos alifáticos C7 e C8 à unidade de isomerização permite que a unidade opere mais eficientemente e em uma temperatura mais baixa. Alguns dos hidrocarbonetos alifáticos são convertidos a hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos mais leves aumentando deste modo o rendimento global do processo. Os hidrocarbonetos alifáticos Cs não acumulam na zona de recuperação de xilenos visto que eles são removidos na zona de fracionamento divisora de reformado. Uma outra forma de realização da presente invenção compreende um aparelho que é fundamentado nas etapas de processo, que eficientemente converte nafta em para-xileno.

A Figura mostra um esquema de fluxo de complexo de aromáticos da presente invenção, que inclui operar a zona de fracionamento divisora de reformado para gerar uma corrente de produto de topo contendo tolueno e componentes mais leves e uma corrente de produtos de fundo contendo xilenos e componentes mais pesados. Uma corrente rica em hidrocarbonetos alifáticos C7 e Cg separados pela destilação extrativa do produto de topo da zona de fracionamento divisora de reformado é reciclada para a unidade de isomerização. O complexo de aromáticos da presente invenção não inclui uma coluna deseptanizadora.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A alimentação para o complexo pode ser nafta, mas pode ser também gasolina de pirólise, xileno misto importado ou tolueno importado. A nafta alimentada a um complexo de aromáticos é primeiro hidrotratada para remover compostos de enxofre e nitrogênio a menos do que 0,5 ppm em peso antes de passar a nafta tratada em uma unidade reformadora 13. O hidrotratamento da nafta ocorre contatando-se a nafta em uma linha 10 com um catalisador hidrotratador de nafta sob condições de hidrotratamento de nafta em uma unidade 11. O catalisador hidrotratador de nafta é tipicamente composto de um primeiro componente de óxido de cobalto ou óxido de níquel, junto com um segundo componente de óxido de molibdênio ou óxido de tungstênio e um terceiro componente de suporte de óxido inorgânico, que é tipicamente uma alumina de alta pureza. No geral bons resultados são obtidos quando o componente de óxido de cobalto ou óxido de níquel está na faixa de 1 a 5 % em peso e o componente de óxido de molibdênio está na faixa de 6 a 25 % em peso. A alumina (ou óxido de alumínio) é ajustada para equilibrar a composição do catalisador hidrotratador de nafta para somar todos os componentes até 100 % em peso. Um catalisador de hidrotratamento para o uso na presente invenção é divulgado na US 5.723.710, as divulgações das quais são aqui incorporadas por referência. As condições de hidrotratamento típicas incluem uma velocidade espacial horária líquida (LHSV) de 1,0 a 5,0 h-1, uma razão de hidrogênio para hidrocarboneto (ou carga de alimentação de nafta) de 50 a 135 Nm /m e uma pressão de 10 a 35 kg/cm2.

Na unidade reformadora 13, parafinas e naftenos são convertidos para aromáticos. Esta é a única unidade no complexo que realmente cria anéis aromáticos. As outras unidades no complexo separam os vários componentes aromáticos em produtos individuais e convertem várias espécies aromáticas em produtos de valor superior. A unidade reformadora 13 é usualmente designada para funcionar em severidade muito alta, equivalente a produzir reformado de gasolina de 100 a 106 Número de Octanas Pesquisa (RONC), de modo a maximizar a produção de aromáticos. Esta operação de severidade alta produz impurezas de não aromático muito baixas na fração Cg+ de reformado e elimina a necessidade para a extração dos aromáticos Cg e C9.

Na unidade reformadora 13, a nafta hidrotratada de uma linha 12 é contatada com um catalisador de reforma sob condições de reforma. O catalisador de reforma é tipicamente composto de um primeiro componente de metal do grupo da platina, um segundo componente modificador de metal e um terceiro componente de suporte de óxido inorgânico, que é tipicamente alumina de alta pureza. No geral bons resultados são obtidos quando o metal do grupo da platina está na faixa de O5Ol a 2,0 % em peso e o componente modificador de metal está na faixa de 0,01 a 5 % em peso. A alumina é ajustada para equilibrar a composição do catalisador hidrotratador de nafta para somar todos os componentes até 100 % em peso. O metal do grupo da platina é selecionado de platina, paládio, ródio, rutênio, ósmio e irídio. O componente de metal do grupo da platina preferido é a platina. Os modificadores metálicos podem incluir rênio, estanho, germânio, chumbo, cobalto, níquel, índio, gálio, zinco, urânio, disprósio, tálio e misturas destes. Um catalisador de reforma para o uso na presente invenção é divulgado na US 5.665.223, a divulgação da qual é aqui incorporada por referência. As condições de reforma típicas incluem uma velocidade espacial horária líquida de 1,0 a 5,0 h-1, uma razão de hidrogênio para hidrocarboneto de 1 a 10 moles de hidrogênio por mol de hidrocarboneto alimentado entrando na zona de reforma e uma pressão de 2,5 a 35 kg/cm . O hidrogênio produzido na unidade reformadora 13 sai em uma linha 14. Um desbutanizador é parte da unidade reformadora e o desbutanizador é operado para separar e remover gases e hidrocarbonetos C4 e mais leves. Portanto, o reformado será substancialmente livre de gases e hidrocarbonetos C4 e mais leves. O termo "substancialmente livre" é aqui intencionado a definir a corrente como que não contenha mais do que 5 % em massa de gases e C4 e hidrocarbonetos mais leve e preferivelmente não mais do que 1 % em massa de gases e hidrocarbonetos C4 e mais leves.

Um tratador de argila opcional (não mostrado) pode ser usado para tratar contaminantes de olefina residual. No tratador de argila, as olefmas serão polimerizadas, freqüentemente para Cn+, que são removidas a jusante no complexo de aromáticos.

O reformado que compreende aromáticos, não aromáticos e que é substancialmente livre de gases e hidrocarbonetos C4 e mais leves em uma linha 9 é combinado com um efluente da unidade de desalquilação e isomerização de etilbenzeno em uma linha 18 e enviado para uma zona de fracionamento divisora de reformado 54 por intermédio de uma linha 19. A zona de fracionamento divisora de reformado 54 no geral compreende pelo menos uma coluna de fracionamento. A zona de fracionamento divisora de reformado 54 produz um tolueno e fração mais leve que contém tolueno e benzeno e hidrocarbonetos mais leves incluindo Cs, C7 e hidrocarbonetos mais leves alifáticos em uma linha 21 e uma fração enriquecida mais xilenos que contém xilenos, aromáticos pesados e C9 e hidrocarbonetos alifáticos mais pesados em uma linha 22. A corrente enriquecida mais xileno na linha 22 do fundo da zona de fracionamento divisora de reformado 54 é enviada a uma seção de recuperação de xileno 55 (descrita abaixo) do complexo de aromáticos.

A linha 21 contendo tolueno e hidrocarboneto mais leve é enviada a uma coluna de destilação principal 27 de uma zona de extração de aromático que produz uma corrente de produto de benzeno e tolueno na corrente de produtos de fundo 29; rejeita uma corrente de rafinato de subproduto em uma linha 28; e produz uma corrente alifática C7-C8 na linha 61. A corrente de rafinato que compreende contaminados que são mais leves do que ou co-ebulindo com benzeno pode ser misturada na gasolina, usada como carga de alimentação para uma instalação de etileno ou convertida em benzeno adicional pela reciclagem na unidade reformadora 13. O uso da destilação extrativa ao invés de extração líquido-líquido ou processos de extração líquido-líquido/destilação extrativa combinados pode resultar em uma melhora econômica. Entretanto, a extração líquido-líquido é uma alternativa adequada.

A destilação extrativa é uma técnica para separar misturas de componentes tendo volatilidade quase iguais e tendo quase o mesmo ponto de ebulição. E difícil separar os componentes de tais misturas pela destilação fracionária convencional. Na destilação extrativa, um solvente é introduzido em uma coluna de destilação principal acima do ponto de entrada da mistura fluida contendo hidrocarboneto que deva ser separada. O solvente afeta a volatilidade do componente fluido contendo hidrocarboneto que ebule em uma temperatura mais alta diferentemente do que o componente fluido contendo hidrocarboneto que ebule em uma temperatura mais baixa suficientemente para facilitar a separação dos vários componentes fluidos contendo hidrocarboneto pela destilação e tal solvente sai com a fração de produtos de fundo. Os solventes adequados incluem tetraidrotiofeno 1,1- dióxido (ou sulfolano), dietileno glicol, trietileno glicol ou tetraetileno glicol. A corrente de rafinato na linha 28 que compreende compostos não aromáticos sai pelo produto de topo da coluna de destilação principal, enquanto que a fração de produtos de fundo contendo solvente e benzeno sai por baixo. Freqüentemente, o rafinato será enviado a uma coluna de lavagem (não mostrada) de modo a ser contatado com um fluido de lavagem tal como água e assim remover qualquer solvente dissolvido residual. A corrente de hidrocarboneto alifático C7-C8 em corte lateral na linha 61 pode ser passada através de uma zona de remoção de solvente traço 62 de modo a remover o solvente dissolvido residual. A corrente substancialmente livre de solvente na linha 63 é introduzida em uma unidade de isomerização 51, debatida em detalhes abaixo. A corrente substancialmente livre de solvente contém não mais do que 10 ppm de solvente e preferivelmente não mais do que 1 ppm de solvente. Em uma forma de realização da invenção a zona de remoção de solvente traço 62 é uma coluna de lavagem e em uma outra forma de realização da invenção a zona de remoção de solvente traço 62 é uma coluna de lavagem com água.

Em uma forma de realização alternativa, a zona de destilação extrativa pode conter duas ou mais colunas com uma coluna de destilação extrativa principal como descrita acima e uma ou mais colunas de destilação fracionária. Nesta forma de realização, o produto de topo da coluna de destilação extrativa pode conter os hidrocarbonetos não aromáticos incluindo os hidrocarbonetos alifáticos C7-C8 que foram removidos em uma corrente de corte lateral na forma de realização descrita no parágrafo anterior. Uma unidade de remoção de solvente (não mostrada) pode ser usada para separar e reciclar qualquer solvente na corrente de produto de topo. Depois uma coluna de destilação fracionária (não mostrada) seria usada para separar pelo menos alguns dos hidrocarbonetos alifáticos Cj-Cg de outros hidrocarbonetos não aromáticos e os hidrocarbonetos alifáticos C7-C8 separados seriam conduzidos a uma zona de isomerização como debatido abaixo.

A corrente de produtos de fundo 29 da coluna de destilação principal 27 é enviada a uma coluna de recuperação de solvente 64, onde benzeno e tolueno são recuperados na linha de produto de topo 65 e o solvente é recuperado nos produtos de fundo 68 que são passados de volta para a coluna de destilação principal 27. A recuperação de benzeno e tolueno de alta pureza na linha de produto de topo 65 da destilação extrativa e recuperação de solvente tipicamente excede 99 % em peso. A água pode ser removida do benzeno de pureza alta na linha de produto de topo 65 usando uma coluna secadora de benzeno 56 para produzir uma corrente de produto de benzeno seco 57. A água é removida da coluna secadora de benzeno 56 na linha 67.

Tolueno também é separado de benzeno na coluna secadora de benzeno 56. O tolueno é removido na linha 66. O tolueno na linha 66 é reciclado para a unidade de transalquilação 36 ou é combinado com a linha 6 para o reciclo para a unidade de transalquilação 36 para formar xilenos adicionais.

O produto de topo de tolueno da coluna de tolueno 8 é passada para a unidade de transalquilação 36 por intermédio da linha 6. Antes de ser introduzido na unidade de transalquilação 36, o tolueno na linha 6 é usualmente combinado com uma corrente rica em alquilaromáticos C9 e Cio em uma linha 41 produzida por uma coluna de aromáticos pesados 3 e carregada por intermédio de uma linha 34 à unidade de transalquilação 36 para a produção de xilenos e benzeno adicionais. Também, como debatido mais no início, o tolueno na linha 66 da coluna secadora de benzeno 56 pode ser combinado com a linha 6. Alternativamente, cada uma das linhas 6, 66 e linha 41 pode ser independentemente introduzida na unidade de transalquilação 36 sem primeiro serem combinadas.

Na unidade de transalquilação 36, a alimentação é contatada com um catalisador de transalquilação sob condições de transalquilação. O catalisador preferido é um catalisador de transalquilação estabilizado com metal. Tal catalisador compreende um componente de zeólito, um componente de metal e um componente de óxido inorgânico. O componente de zeólito tipicamente é um zeólito de pentasila, que inclui as estruturas de MFI, MEL, MTW, MTT e FER (IUPAC Commission on Zeolite Nomenclature), um zeólito beta ou uma mordenita. Preferivelmente o mesmo é zeólito de mordenita. O componente de metal tipicamente é um metal nobre ou metal base. O metal nobre é um metal do grupo da platina é selecionado de platina, paládio, ródio, rutênio, ósmio e irídio. O metal base é selecionado do grupo que consiste de rênio, estanho, germânio, chumbo, cobalto, níquel, índio, gáiio, zinco, urânio, disprósio, táiio e misturas destes. O metal base pode ser combinado com um outro metal base ou com um metal nobre. Preferivelmente o componente de metal compreende rênio. As quantidades de metal adequadas no catalisador de transalquilação varia de 0,01 a 10 % em peso, com a faixa de 0,1 a 3 % em peso sendo preferida e a faixa de 0,1 a 1 % em peso sendo altamente preferida. As quantidades de zeólito adequadas no catalisador variam de 1 a 99 % em peso, preferivelmente entre 10 e 90 % em peso e mais preferivelmente entre 25 e 75 % em peso. O equilíbrio do catalisador é composto de aglutinante de óxido inorgânico, preferivelmente alumina. Um catalisador de transalquilação para o uso na presente invenção é divulgado na US 5.847.256, que é por meio deste incorporada por referência.

As condições utilizadas na unidade de transalquilação normalmente incluem uma temperatura de 200° a 540 °C. A zona de transalquilação é operada em pressões moderadamente elevadas variando amplamente de 1 a 60 kg/cm . A reação de transalquilação pode ser efetuada em uma ampla faixa de velocidades espaciais, com velocidades espaciais mais altas resultando em uma razão mais alta de paraxileno às custas da conversão. A velocidade espacial horária líquida no geral está na faixa de 0,1 a 20 h"1. A carga de alimentação é preferivelmente transalquilado na fase de vapor e na presença de hidrogênio fornecido por intermédio de uma linha 35. Se transalquilado na fase líquida, então a presença de hidrogênio é opcional. Se presente, o hidrogênio livre está associado com a carga de alimentação e hidrocarbonetos reciclados em uma quantidade de 0,1 mol por mol de alquilaromáticos até 10 moles por mol de alquilaromático. Esta razão de hidrogênio para alquilaromático também é aludida como razão de hidrogênio para hidrocarboneto.

O efluente da unidade de transalquilação 36 é enviado para a zona de fracionamento do separador de transalquilação 52 através da linha 17. Na zona de fracionamento do separador de transalquilação 52 o LPG e gases são removidos por intermédio da linha 2 com o benzeno, tolueno e hidrocarbonetos mais pesados sendo conduzidos da zona de fracionamento do separador de transalquilação 52 na linha 1. A linha 1 é combinada com a linha 66 da coluna secadora de benzeno 56 e a combinação é introduzida na coluna de tolueno 8. Alternativamente, as correntes podem ser introduzidas na coluna de tolueno 8 independentemente. No geral, em formas de realização onde correntes estão sendo combinadas antes de serem introduzidas nas unidades do processo também é aceitável para as correntes serem individualmente introduzidas nas unidades sem serem combinadas. A seção de recuperação de xileno 55 do complexo de aromáticos compreende pelo menos uma coluna de xileno 39 e no geral incluirá ainda uma unidade de processo para a separação de pelo menos um isômero de xileno, que é tipicamente o produto de para-xileno do complexo de aromáticos. Preferivelmente uma tal zona de separação de para-xileno 43 é operada em conjunção com uma unidade de isomerização 51 para a isomerização dos compostos de alquilaromático remanescentes de volta a uma mistura de equilíbrio ou próxima do equilíbrio contendo para-xileno, que pode ser reciclado por outra recuperação em uma maneira de circuito. Conseqüentemente, a corrente enriquecida mais xileno na linha 22 da zona de fracionamento divisora de reformado 54 é trocada para a coluna de xileno 39. A coluna de xileno 39 é planejada para conduzir uma corrente alimentada no produto de topo na linha 40 à zona de separação de paraxileno 43, a corrente de alimentação de produto de topo tendo níveis de concentração muito baixos de alquilaromáticos C9 (A9). Os compostos A9 podem acumular em um circuito de circulação dessorvente dentro da zona de separação de para-xileno 43, de modo que seja mais eficiente remover este material a montante na coluna de xileno 39. A corrente alimentada no produto de topo na linha 40 da coluna de xileno 39 é carregada diretamente à zona de separação de para- xileno 43.

Material da parte inferior da coluna de xileno 39 é retirado como uma corrente de produtos de fundo que é rica tanto em materiais C11+ quanto em alquilaromáticos C9 e C10 por intermédio da linha 38. A mistura de materiais C11+ e alquilaromáticos C9 e C10 na linha 38 é introduzida na coluna de aromáticos pesados 3 onde uma corrente de produto de topo rica em alquilaromáticos C9 e C10 linha 41 é separada de uma corrente de produtos de fundo rica em materiais C11+ 42. A corrente de produto de topo rica em alquilaromáticos C9 e C10 enviada para a zona de transalquilação 36 para a produção de xilenos e benzeno adicionais. Alternativamente, se orto-xileno deva ser produzido no complexo, a coluna de xileno é planejada para promover uma separação entre meta- e orto-xileno e destilar uma quantidade alvejada de orto-xileno para os produtos de fundo. Os produtos de fundo da coluna de xileno são depois enviados para uma coluna de orto-xileno (não mostrada) onde produto de orto-xileno de alta pureza é recuperado do produto de topo. O material do fundo da coluna de orto-xileno é retirado como uma corrente rica em alquilaromáticos C9 e Cio e material Cn+ é passado para a coluna de aromáticos pesados 3 como debatido acima.

A zona de separação de para-xileno 43 pode ser fundamentada em um processo de cristalização fracionária ou um processo de separação absortiva, ambos dos quais são bem conhecidos na técnica e preferivelmente é fundamentada no processo de separação absortiva. Tal separação absortiva pode recuperar para-xileno altamente puro em uma linha 44 em alta recuperação por passagem. Qualquer tolueno residual na alimentação para a unidade de separação é extraído junto com o para-xileno, retirado por fracionamento em uma coluna de acabamento 58 e depois opcionalmente reciclados para a unidade de transalquilação 36 por intermédio da linha 59. Ter a coluna de acabamento 58 permite a otimização e flexibilidade em operar a coluna de xileno 39 visto que qualquer tolueno no produto de topo da coluna de xileno seria removido do produto de para-xileno na coluna de acabamento 58 e reciclado para a unidade de transalquilação 36. O produto de para-xileno de pureza muito alta, tão alta quanto mais do que 99 % em peso de para- xileno puro, é removido do processo na linha 60.

O rafinato 45 da zona de separação de para-xileno 43 é quase totalmente esgotado de para-xileno, a um nível usualmente de menos do que 1 % em peso. Hidrogênio e o rafinato 45 são enviados para a unidade de isomerização de alquilaromático 51, onde o para-xileno adicional é produzido reestabelecendo-se um equilíbrio ou distribuição quase no equilíbrio de isômeros de xileno. Qualquer etil benzeno no rafinato da unidade de separação de para-xileno 45 é convertido aos xilenos adicionais, transalquilado a um aromático C9 ou convertido ao benzeno pela desalquilação, dependendo do tipo de catalisador de isomerização usado.

Como debatido acima, uma corrente de hidrocarbonetos alifáticos C7-C8 também é introduzida na unidade de isomerização 51. Visto que os hidrocarbonetos alifáticos C7 e C8 são intermediários na conversão de etil benzeno para xilenos, a presença dos hidrocarbonetos alifáticos C7-C8 na mistura de reação permite que a conversão de qualquer etil benzeno para xileno aconteça mais rapidamente. Os hidrocarbonetos alifáticos C7-C8 permitem ainda que a unidade seja operada com êxito em uma temperatura mais baixa.

Na unidade de isomerização de alquilaromático 51, o rafinato 45 é contatado com um catalisador de isomerização sob condições de isomerização. O catalisador de isomerização é tipicamente composto de um componente de peneira molecular, um componente de metal e um componente de óxido inorgânico. A seleção do componente de peneira molecular permite controlar o desempenho do catalisador entre a isomerização de etilbenzeno e a desalquilação de etilbenzeno dependendo da demanda global quanto ao benzeno. Conseqüentemente, a peneira molecular pode ser um aluminossilicato zeolítico ou uma peneira molecular não zeolítica. O componente de aluminossilicato zeolítico (ou zeólito) tipicamente é um zeólito de pentasila, que inclui as estruturas de MFI, MEL, MTW, MTT e FER (IUPAC Commission on Zeolite Nomenclature), um zeólito beta ou uma mordenita. A peneira molecular não zeolítica é tipicamente uma ou mais dos tipos de matriz AEL, especialmente SAPO-11 ou um ou mais dos tipos de matriz ATO, especialmente MAPS031, de acordo com o "Atlas of Zeolite Structure Types" (Butterworth-Heineman, Boston, Mass., 3a ed. 1992). O componente de metal tipicamente é um componente de metal nobre e pode incluir um componente modificador de metal base opcional além do metal nobre ou no lugar do metal nobre. O metal nobre é um metal do grupo da platina é selecionado de platina, paládio, ródio, rutênio, ósmio e irídio. O metal base é selecionado do grupo que consiste de rênio, estanho, germânio, chumbo, cobalto, níquel, índio, gálio, zinco, urânio, disprósio, tálio e misturas destes. O metal base pode ser combinado com um outro metal base ou com um metal nobre. As quantidades de metal total adequado no catalisador de isomerização varia de 0,01 a 10 % em peso, com a faixa de 0,1 a 3 % em peso preferida. As quantidade de zeólito adequadas no catalisador variam de 1 a 99 % em peso, preferivelmente entre 10 e 90 % em peso e mais preferivelmente entre 25 e 75 % em peso. O equilíbrio do catalisador é composto de aglutinante de óxido inorgânico, tipicamente alumina. Um catalisador de isomerização para o uso na presente invenção é divulgado na US 4.899.012, a divulgação da qual é aqui incorporada por referência.

As condições de isomerização típicas incluem uma temperatura na faixa de 0 ° a 600°C e uma pressão da atmosférica até 50 kg/cm2 . A velocidade espacial horária líquida do hidrocarboneto da carga de alimentação em relação ao volume de catalisador é de 0,1 a 30 h-1. O hidrocarboneto contata o catalisador em mistura com uma corrente contendo hidrogênio gasoso em uma linha 46 em uma razão em mol de hidrogênio para hidrocarboneto de 0,5:1 a 15:1 ou mais e preferivelmente uma razão de 0,5 a 10. Se as condições de fase líquida são usadas para a isomerização, então nenhum hidrogênio é adicionado à unidade.

O efluente da unidade de isomerização 51 contendo pelo menos uma mistura de xilenos é enviado por intermédio de uma linha 18 à zona de fracionamento divisora de reformado 54. Não existe necessidade para uma coluna deseptanizadora tradicional entre a unidade de isomerização e a zona de fracionamento divisora de reformado, o efluente da unidade de isomerização inteiro pode ser passado para a zona de fracionamento divisora de reformado 54 economizando deste modo custos de capital substanciais e custos de utilidades contínuas. Os hidrocarbonetos C7-menos que poderiam ter sido removidos dos xilenos em um produto de topo de uma coluna deseptanizadora são ao invés passados para a zona de fracionamento divisora de reformado 54 e aí separados dos xilenos.

Conseqüentemente, o complexo de aromáticos da presente invenção demonstra excelentes benefícios econômicos. Estas melhoras resultam em um complexo de aromáticos com economias em custos de capital e custos de operação e uma melhora no retorno do investimento em um tal complexo.

Claims (10)

1. Processo para isomerizar xilenos, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) introduzir uma corrente de alimentação que compreende benzeno, tolueno e hidrocarbonetos alifáticos C5-C8 em uma zona de destilação extrativa e separar uma corrente de hidrocarbonetos aromáticos de produtos de fundo que compreende benzeno e tolueno, uma corrente de hidrocarbonetos alifáticos de corte lateral que compreende hidrocarbonetos alifáticos C7-C8 e uma corrente de hidrocarbonetos alifáticos de produto de topo que compreende hidrocarbonetos alifáticos C5-C7; (b) tratar a corrente de hidrocarbonetos alifáticos de corte lateral que compreende hidrocarbonetos alifáticos C7-C8 para gerar uma corrente de hidrocarbonetos alifáticos de corte lateral substancialmente isentos de solvente que compreende hidrocarbonetos alifáticos C7-C8; (c) introduzir a corrente de hidrocarbonetos alifáticos de corte lateral substancialmente isentos de solvente que compreende hidrocarbonetos alifáticos C7-C8, hidrogênio e uma corrente de xileno que não em equilíbrio que compreende uma mistura que não em equilíbrio de xilenos em uma zona de isomerização para contatar um catalisador de isomerização em condições de isomerização e gerar um efluente de zona de isomerização que compreende para-xileno.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador de isomerização compreende um componente de peneira molecular, um componente de metal e um componente de óxido inorgânico e as condições de isomerização compreendem uma temperatura na faixa de 0° a 600 °C, uma pressão da atmosférica a 50 kg/cm2 e uma velocidade espacial horária líquida de hidrocarboneto de 0,1 a 30 h-1.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda passar a corrente de hidrocarbonetos aromáticos de produtos de fundo que compreende benzeno e tolueno em uma coluna de fracionamento para separar uma corrente enriquecida com benzeno e uma corrente enriquecida com tolueno e passar a corrente enriquecida com tolueno para uma unidade de transalquilação.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: (a) fornecer uma corrente de nafta a uma zona de hidrotratamento, em que a corrente de nafta é contatada com um catalisador de hidrotratamento sob condições de hidrotratamento para produzir uma corrente de nafta hidrotratada; (b) passar a corrente de nafta hidrotratada para uma zona de reforma, em que a dita nafta hidrotratada é contatada com um catalisador de reforma sob condições de reforma para produzir uma corrente de reformado que compreende componentes aromáticos e em que gases e hidrocarbonetos C4 e mais leves são removidos na zona de reforma resultando na corrente reformada substancialmente livre de gases e hidrocarbonetos C4 e mais leves; e (c) introduzir a corrente de reformado e o efluente da zona de isomerização, independentemente ou em uma corrente combinada, a uma zona de fracionamento divisora de reformado para produzir a corrente de alimentação contendo benzeno, tolueno e hidrocarbonetos alifáticos C5-C8 e um xileno e corrente enriquecida de hidrocarboneto mais pesado.

5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o catalisador de hidrotratamento compreende um componente de óxido de cobalto ou óxido de níquel, um componente de óxido de molibdênio ou óxido de tungstênio e um componente de suporte de óxido inorgânico e as condições de hidrotratamento compreendem uma velocidade espacial horária líquida de 1,0 a 5,0 h-1, uma razão de hidrogênio para carga de alimentação de nafta de 50 a 135 NmVm3 e uma pressão de 10 a 35 kg/cm2.

6. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o catalisador de reforma compreende um primeiro componente de metal do grupo da platina, um segundo componente de metal modificador e um terceiro componente de suporte de óxido inorgânico e as condições de reforma compreendem uma velocidade espacial horária líquida de 1,0 a 5,0 h-1, uma razão de hidrogênio para hidrocarboneto de 1 a 10 moles de hidrogênio por mol de nafta e uma pressão de 2,5 a 35 kg/cm .

7. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: (a) separar o xileno e a corrente enriquecida de hidrocarboneto mais pesado em uma zona de fracionamento de xileno para produzir uma corrente de xileno de produto de topo e uma corrente rica em hidrocarbonetos alquilaromáticos C9 e C10 e componentes Cn+; (b) passar a corrente rica em hidrocarbonetos alquilaromáticos C9 e C10 e componentes Cn+ para uma coluna de aromáticos pesados para separar uma corrente rica em hidrocarbonetos alquilaromáticos C9 e Cio de uma corrente rica em componentes Cn+; (c) passar a corrente enriquecida em tolueno e a corrente rica em hidrocarbonetos alquilaromáticos C9 e C10 ou a combinação destes, para uma zona de transalquilação em que as ditas correntes são contatadas com um catalisador de transalquilação estabilizado com metal sob condições de transalquilação para produzir uma corrente de produto de transalquilação; e (d) passar a corrente de xileno de produto de topo para uma zona de separação de para-xileno para concentrar e remover uma corrente de produto enriquecido com para-xileno e gerar a corrente de xileno que não em equilíbrio de acordo com a reivindicação l(c).

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o catalisador de transalquilação estabilizado com metal compreende um componente de zeólito, um componente de metal e um componente de óxido inorgânico.

9. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o componente de metal é selecionado do grupo que consiste de platina, paládio, ródio, rutênio, ósmio e irídio, rênio, estanho, germânio, chumbo, cobalto, níquel, índio, gálio, zinco, urânio, disprósio, tálio e misturas destes e o componente de zeólito é selecionado do grupo que consiste de um zeólito de pentasila, um zeólito beta, um zeólito de mordenita ou misturas destes.

10. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que as condições de transalquilação compreendem uma temperatura de 200° a 540 °C, uma pressão de 1 a 60 kg/cm e uma velocidade espacial horária líquida de 0,1 a 20 h"1.