擬似向流によるパラキシレンの製造のための、高い柔軟性を有する方法および装置
【課題】擬似向流によるパラキシレンの製造のための、高い柔軟性を有する方法および装置を提供する。
【解決手段】２基の吸着器は、処理されるべき供給原料の流量および一方の吸着器のメンテナンス操作の有無に応じて、３つの異なるモードで接続可であり、「高い生産性」モードで機能させる場合、各吸着器は、１２個の床を有する（吸着器ａ）はＬ１ａ〜Ｌ１２ａ、吸着器ｂ）はＬ１ｂ〜Ｌ１２ｂを有する）。２基の吸着器は、分離されており、１２工程からなるサイクルを、２サイクル並列に実施する。各吸着器において、供給原料流れの注入口（吸着器ａ）はＦａ、吸着器ｂ）はＦｂ）、脱着剤流れの注入口（吸着器ａ）はＤａ、吸着器ｂ）はＤｂ）、エキストラクト流れの抜き出し口（吸着器ａ）はＥａ、吸着器ｂ）はＥｂ）、およびラフィネート流れの抜き出し口（吸着器ａ）はＲａ、吸着器ｂ）はＲｂ）が形成されている。
【解決手段】２基の吸着器は、処理されるべき供給原料の流量および一方の吸着器のメンテナンス操作の有無に応じて、３つの異なるモードで接続可であり、「高い生産性」モードで機能させる場合、各吸着器は、１２個の床を有する（吸着器ａ）はＬ１ａ〜Ｌ１２ａ、吸着器ｂ）はＬ１ｂ〜Ｌ１２ｂを有する）。２基の吸着器は、分離されており、１２工程からなるサイクルを、２サイクル並列に実施する。各吸着器において、供給原料流れの注入口（吸着器ａ）はＦａ、吸着器ｂ）はＦｂ）、脱着剤流れの注入口（吸着器ａ）はＤａ、吸着器ｂ）はＤｂ）、エキストラクト流れの抜き出し口（吸着器ａ）はＥａ、吸着器ｂ）はＥｂ）、およびラフィネート流れの抜き出し口（吸着器ａ）はＲａ、吸着器ｂ）はＲｂ）が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラキシレンを、他の芳香族Ｃ８異性体から分離する分野に関する。そのような分離を行うために、一群の方法および関連する装置が用いられている。それらは、擬似移動床分離方法または擬似向流分離という名の下で、あるいはＶＡＲＩＣＯＬ（登録商標）法として、知られているが、本明細書の以降においてはＳＣＣ（simulated counter current：擬似向流）分離方法という一般用語を用いることとする。
【背景技術】
【０００２】
ＳＣＣ分離法は、当該技術分野において周知である。一般的に、擬似向流モードで機能するパラキシレン分離方法は、少なくとも４つ、場合により５つまたは６つの帯域を含み、各帯域は一定数の隣り合う（successive）床によって構成され、かつ、各帯域は、供給口と抜き出し口との間に含まれるその位置によって区画される。一般に、パラキシレン製造のためのＳＣＣ装置（unit）に、少なくとも１つの分別されるべき供給原料Ｆ（パラキシレンおよび他の芳香族Ｃ８異性体を含む）と、溶離剤と称されることもある脱着剤Ｄ（一般的に、パラジエチルベンゼンまたはトルエン）とが供給され、前記装置から、パラキシレンの異性体を含む少なくとも１つのラフィネートＲおよび脱着剤と、パラキシレンを含むエキストラクトＥおよび脱着剤とが抜き出される。ラフィネートから脱着剤を分離するため、および、エキストラクトから脱着剤を分離するために、蒸留塔が用いられ得、脱着剤はＳＣＣ装置に再導入される。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載されたように、分配回路を洗浄するために、別の注入口−抜き出し口を追加してもよい。このような補足的な洗浄流れの追加は、決してＳＣＣの機能の原則を変更するものではない。従って、本明細書を簡潔にするために、これらの補足的注入口および補足的抜き出し口については、本明細書の以降において説明しないこととする。
【０００４】
供給口および抜き出し口は、経時的に変更され（modified）、１つの床に相当する値の分だけ同一方向にシフトされる。種々の注入口または抜き出し口は、特許文献２に記載のように、同期式あるいは非同期式でシフトされてもよい。非同期式シフトで機能する方法は、「Ｖａｒｉｃｏｌ（登録商標）」法として知られている。
【０００５】
従来、ＳＣＣ装置において、以下の４つの異なるクロマトグラフィー帯域が区画される：
・帯域１（エキストラクトの化合物の脱着剤のための帯域、脱着剤Ｄの注入とエキストラクトＥの除去との間に含まれる）；
・帯域２（ラフィネートの化合物の脱着剤のための帯域、エキストラクトＥの除去と分別されるべき供給原料Ｆの注入との間に含まれる）；
・帯域３（エキストラクトの化合物の吸着のための帯域、供給原料の注入とラフィネートＲの抜き出しとの間に含まれる）；および
・帯域４（ラフィネートの抜き出しと脱着剤の注入との間に位置する帯域）。
【０００６】
従来技術文献には、ＳＣＣで供給原料の分離を行うための、種々の装置および方法が詳細に記載されている。
【０００７】
引用されてもよい具体的な特許文献は、特許文献３〜１０である。これらの特許文献には、ＳＣＣの機能についても詳細に記載されている。
【０００８】
非特許文献１に記載されているように、ＳＣＣによるパラキシレンの分離方法は、一般的に２４個の床からなり、２４個の床は２基の吸着器（吸着器）に分配され、各吸着器は１２個の床を含む。２基の吸着器は、直列に接続されており、従って、ＳＣＣサイクルは２４工程を含み、これらの工程中に、各流れ（Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｒ）が２４床のそれぞれの下流で注入または抜き出される。
【０００９】
１２個の床を有する吸着器を２基用いる場合において、２基の吸着器が「直列に接続」されるという用語は、以下の３つの特徴を意味する：
・第１吸着器の第１２床は、少なくとも１つの再循環ポンプと、場合による他の機器、例えば流量計や圧力センサ等、とを含むラインを介して、第２吸着器の第１床に接続される；
・第２吸着器の第１２床は、少なくとも１つの再循環ポンプと、場合による他の機器、例えば流量計や圧力センサ等、とを含むラインを介して、第１吸着器の第１床に接続される；
・２基の吸着器からなるアセンブリー（assembly）には、供給原料導入口が１箇所、脱着剤導入口が１箇所、ラフィネート抜き出し口が１箇所、ならびにエキストラクト抜き出し口が１箇所形成されている。
【００１０】
ＳＣＣ法において起こる圧力降下は、吸着剤の床中の流体相の隙間速度（interstitial velocities）に直接関連する。
【００１１】
用語「隙間速度」は、固体吸着剤を構成する粒子間の流体の実際の速度を意味する。圧力降下は、再循環ポンプ（単数または複数）のサイジング、吸着器の壁の厚さ、分配器プレートの供給システムのサイズ、吸着剤の粒の力学的挙動等に重要な役割を果たす。
【００１２】
隙間速度はまた、吸着剤の粒の力学的挙動に関して、非常に重要な役割を果たし、かつ、ＳＣＣ装置の操作に際して、制限要因となり得ることさえある。
【００１３】
ＳＣＣによるパラキシレンの製造方法では生産性が制限されることは、従来技術（特に、特許文献１１および特許文献１２）から公知である。該方法を改良するために、従来技術においても以下の解決策が提案されている：
・特許文献１３および特許文献１４には、いくつかの吸着工程を用いる方法が示されている。その第１工程は、商業的に使用可能となるには不十分な純度（９９重量％未満）を有するパラキシレンに富む流れを生じさせることを目的としている。第２工程は、非常に高い純度のパラキシレンを得るために用いられ得る。特に、特許文献１４の図５には、供給原料の前処理のための吸着器を追加することによって、２４床ＳＣＣ法による従来の装置の製造工程が改善されることが示されている；
・特許文献１５、特許文献１６、および特許文献１１には、結晶化と組み合わせたＳＣＣ吸着のための工程を用いる方法が示されている。その第１工程は、商業的に使用可能となるには不十分な純度（一般に９０重量％程度）を有するパラキシレンに富む流れをＳＣＣによって生じさせることを目的としている。第２工程は、非常に高い純度のパラキシレンを得るために用いられ得る。第２工程は、非常に高い純度のパラキシレンを結晶化により得るために用いられ得る。特に、特許文献１１の図５には、並列に接続された２基の吸着器を用いる吸着方法を改変すること、および、エキストラクトを後処理するための結晶化工程を追加することによって、２４床ＳＣＣ法による従来の装置（２基の１２床吸着器からなる）での製造工程が改善されることが示されている。
【００１４】
従来技術において推奨される解決策は全て、２４床の擬似移動床を用いるパラキシレン製造装置の生産性が制限されるという課題を解決したものである。これらの解決策は、分離段階(供給原料を前処理するための、および／または、結晶化によりエキストラクトを後処理するための吸着器）を追加することからなるため、コストが非常に高くなっていた。
【００１５】
ＳＣＣによるパラキシレンの製造方法にはまた、処理されるべき供給原料の最小量に関しても制限がある。実際、装置内の流量が非常に低い場合、分配器プレートおよび関連するネットワークの良好な操作のための流体力学的条件（hydrodynamic conditions）はもはや満たされなくなり、純度および／または収率の喪失を引き起こす。
【００１６】
従って、従来技術のSCCによるパラキシレンの製造方法は、処理されるべき供給原料の流量の変動に対する柔軟性（flexibility）が低い。場合によっては、例えば、供給原料の供給に問題がある場合、あるいは、改質装置または少なくとも９個の炭素原子を含む芳香族化合物を用いるトルエンのトランスアルキル化装置のメンテナンスに問題がある場合、SCCによるパラキシレンの製造方法は、低い供給原料流量を処理することが可能でなければならない。
【００１７】
更に、ＳＣＣによるパラキシレンの製造方法の構成要素の１つをメンテナンス操作する場合、該方法を完全に停止させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】米国特許第７２０８６５１号明細書
【特許文献２】米国特許第６１３６１９８号明細書
【特許文献３】米国特許第２９８５５８９号明細書
【特許文献４】米国特許第３２１４２４７号明細書
【特許文献５】米国特許第３２６８６０５号明細書
【特許文献６】米国特許第３５９２６１２号明細書
【特許文献７】米国特許第４６１４２０４号明細書
【特許文献８】米国特許第４３７８２９２号明細書
【特許文献９】米国特許第５２０００７５号明細書
【特許文献１０】米国特許第５３１６８２１号明細書
【特許文献１１】米国特許第７６４９１２４号明細書
【特許文献１２】米国特許第７６３５７９５号明細書
【特許文献１３】仏国特許発明第２７４３０６８号明細書
【特許文献１４】米国特許第７６３５７９５号明細書
【特許文献１５】仏国特許発明第２６９３１８６号明細書
【特許文献１６】仏国特許発明第２７５７５０７号明細書
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】「Ind Eng Chem Res」２０１０年、第４９巻、ｐ．３３１６−３３２７、Ｌｉｍら著
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の方法の目的は、処理されるべき供給原料の流量に変動があるという問題を、ＳＣＣ法の吸着剤の床の全てまたは一部の、最適化された使用を提供することによって解消することであり、これにより高純度の（すなわち、純度９９．７％超の）パラキシレンを直接製造することが可能となる。
【００２１】
本発明の更なる目的は、１基の吸着器の所定のメンテナンス操作中に、高純度（すなわち９９．７％超の純度）のパラキシレンの製造を維持することを可能とすることであり、このことは、吸着剤の床の一部の使用が最適化されていることを意味する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、キシレンの分離方法であって、該方法は、キシレンの混合物によって構成される供給原料からエキストラクトおよびラフィネートを生産させ、かつ、一連の、ａ）およびｂ）と示される２基の吸着器を用いて擬似向流で操作し、各吸着器は固体吸着剤の１２個の床を含み、
各吸着器は、４つの帯域、すなわち、
・帯域１：パラキシレン脱着帯域であって、脱着剤Ｄの注入とエキストラクトＥの除去との間に含まれる帯域、
・帯域２：パラキシレンの異性体の脱着帯域であって、エキストラクトＥの除去と分別されるべき供給原料Ｆの注入との間に含まれる帯域、
・帯域３：パラキシレン吸着帯域であって、供給原料Ｆの注入とラフィネートＲの抜き出しとの間に含まれる帯域、および
・帯域４：ラフィネートＲの抜き出しと脱着剤Ｄの注入との間に含まれる帯域、
に分割され、
２基の吸着器は、処理されるべき供給原料の流量および一方の吸着器のメンテナンス操作の有無（any）に応じて、下記の３つの異なるモードで接続されてよく：
・「高い生産性」モード（１００〜１５０％）において、２基の吸着器は並列に接続されており、すなわち、２基の吸着器のそれぞれの底部からの流れは、それぞれの吸着器の頭部に向かって移動するように配向させられ、すなわち、吸着器ａ）の底部からの流れは前記吸着器ａ）の頭部に再循環させられ、吸着器ｂ）の底部からの流れは前記吸着器ｂ）の頭部に再循環させられ；
・「中間の生産性」モード（５０〜１００％）において、吸着器は直列に接続されており、すなわち、主要な流れは、第１吸着器ａ）の底部から第２吸着器ｂ）の頭部に向かって移動し、第２吸着器ｂ）の底部から第１吸着器ａ）の頭部に向かって移動し；
・「メンテナンス」モード（５０〜７５％）において、２基の吸着器は分離され（decoupled）ており、該方法は単一の吸着器で操作し、使用される吸着器ａ）またはｂ）の底部からの流れは、前記吸着器の頭部に向かって移動するように配向させられ；
基準となる供給原料流量（１００％）は、（空の吸着器に対して）吸着器内の液体流れの平均線速度が１．４ｃｍ／ｓに等しいようにされる「中間の生産性」モードにおいて装置内で処理され得る最大の供給原料流量として規定される、方法である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、従来技術の方法を示す。図１は、２基の１２床吸着器を含み、各吸着器は直列に接続されている。１つの供給原料注入口（Ｆ）、１つの脱着剤導入口（Ｄ）、１つのエキストラクト抜き出し口（Ｅ）、および１つのラフィネート抜き出し口（Ｒ）が形成されている。
【図２】図２は、「中間の生産性」モードで機能する、本発明の装置を示す。該装置は、２基の吸着器から構成され、各吸着器は１２個の床を有し、すなわち、全体で２４個の床を有する（Ｌ１〜Ｌ２４）。
【００２４】
２基の吸着器は、直列に接続されており、これにより、装置が、単一の２４工程サイクルで機能するようになされる。１つの供給原料注入口（Ｆ）、１つの脱着剤導入口（Ｄ）、１つのエキストラクト抜き出し口（Ｅ）、および１つのラフィネート抜き出し口（Ｒ）が形成されている。
【図３】図３は、「高い生産性」モードで機能する、本発明の装置を示す。該装置は、２基の吸着器ａ）およびｂ）から構成され、各吸着器は、１２個の床を有する（吸着器ａ）はＬ１ａ〜Ｌ１２ａ、吸着器ｂ）はＬ１ｂ〜Ｌ１２ｂを有する）。２基の吸着器は、分離されており（are decoupled）、１２工程からなるサイクルを、２サイクル並列に実施する。各吸着器において、供給原料流れの注入口（吸着器ａ）はＦａ、吸着器ｂ）はＦｂ）、脱着剤流れの注入口（吸着器ａ）はＤａ、吸着器ｂ）はＤｂ）、エキストラクト流れの抜き出し口（吸着器ａ）はＥａ、吸着器ｂ）はＥｂ）、およびラフィネート流れの抜き出し口（吸着器ａ）はＲａ、吸着器ｂ）はＲｂ）が形成されている。吸着器ａ）の再循環ポンプはＰａと示され、吸着器ｂ）の再循環ポンプはＰｂと示される。再循環ポンプＰａおよびＰｂの代わりに用いられる単一の代替ポンプは、Ｐｃと示される。一式の弁（Ｖｃ１〜Ｖｃ４）および点線（該点線は、代替ポンプＰｃが使用されていない場合には使用されないラインに相当する）は、ポンプＰｃが、吸着器ａ）のポンプＰａの代わりに、あるいは、吸着器ｂ）のポンプＰｂの代わりに用いられ得ることを意味する。
【図４】図４は、「メンテナンス」モードで機能する、本発明の装置を示す。該装置は、２基の吸着器ａ）およびｂ）から構成され、各吸着器は、１２個の床を有し（吸着器ａ）はＬ１ａ〜Ｌ１２ａ、吸着器ｂ）はＬ１ｂ〜Ｌ１２ｂを有し）、２基の吸着器は分離されており、吸着器ａ）のみが１２工程サイクルを実施する。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、キシレンのSCC（simulated counter-current：疑似向流）分離のための、高い柔軟性を有する方法として規定され得る。なぜなら、処理される供給原料の流量が、１００％に相当する基準運転に対して、５０〜１００％の「中間の生産性」の運転から、１００〜１５０％の「高い生産性」と称される運転までのいずれにも対応しているからである。加えて、単一の吸着器を用いて、基準となる供給原料流量の５０〜７５％の範囲の供給原料流量を処理する「メンテナンス」運転が用いられ得、これにより、第２吸着器の「メンテナンス」が可能となる。
【００２６】
本発明の方法は、キシレンの混合物によって構成される供給原料から、エキストラクトおよびラフィネートを生産させる。該方法は、一連の、ａ）およびｂ）と示される２基の吸着器を用い、各吸着器は固体吸着剤の１２個の床を含む。２基の吸着器は、供給原料の流量および一方の吸着器のメンテナンス操作の有無に応じて、以下の３つの異なる方法で接続されることが可能であり：
・ 「高い生産性」モードは、基準となる供給原料流量の１００〜１５０％の範囲の供給原料流量を処理するために用いられ得る。２基の吸着器ａ）およびｂ）は並列に接続されており、すなわち、２基の吸着器のそれぞれの底部からの流れは、それぞれの吸着器の頭部に向かって移動するように配向させられ（orientated）、すなわち、吸着器ａ）の底部からの流れは前記吸着器ａ）の頭部に再循環させられ、吸着器ｂ）の底部からの流れは前記吸着器ｂ）の頭部に再循環させられる。弁の開閉により、「高い生産性」の運転による操作が可能となる；この運転の順序（sequence）については、図３を参照しながら、発明の詳細な説明の中で説明することとする；
・「中間の生産性」モードは、基準となる供給原料流量の５０〜１００％の範囲の供給原料流量を処理するために用いられ得る。吸着器ａ）およびｂ）は直列に接続されており、すなわち、主要な流れは、第１吸着器ａ）の底部から第２吸着器ｂ）の頭部に向かって移動し、第２吸着器ｂ）の底部から第１吸着器ａ）の頭部に向かって移動する。弁の開閉により、「中間の生産性」の運転による操作が可能となる；この運転の機能については、図２を参照しながら、発明の詳細な説明の中で説明することとする；
・「メンテナンス」モードは、基準となる供給原料流量の５０〜７５％の範囲の供給原料流量を処理するために用いられ得る。２基の吸着器は分離されており、該方法は単一の吸着器、ａ）またはｂ）、で機能する。使用される吸着器ａ）またはｂ）の底部からの流れは、前記吸着器の頭部に向かって移動するように配向させられる。弁の開閉により、「メンテナンス」の運転による操作が可能となる；この運転の機能については、図４を参照しながら、発明の詳細な説明の中で説明することとする。
【００２７】
基準となる供給原料流量（１００％）は、空の吸着器に対する、２４個の床からなるアセンブリーにわたる平均線速度が１．４ｃｍ／ｓに等しいようにされる「中間の生産性」モードにおいて（すなわち、単一の２４床サイクルに相当するモードにおいて）、本発明の装置内で処理され得る最大の供給原料流量として規定される。
【００２８】
各吸着器は、４つの帯域、すなわち、
・帯域１：パラキシレン脱着帯域であって、脱着剤Ｄの注入とエキストラクトＥの除去との間に含まれる帯域、
・帯域２：パラキシレンの異性体の脱着帯域であって、エキストラクトＥの除去と分別されるべき供給原料Ｆの注入との間に含まれる帯域、
・帯域３：パラキシレン吸着帯域であって、供給原料Ｆの注入とラフィネートＲの抜き出しとの間に含まれる帯域、および
・帯域４：ラフィネートＲの抜き出しと脱着剤Ｄの注入との間に含まれる帯域、
に分割される。
【００２９】
「高い生産性」での運転に相当する、「並列」として知られる吸着器ａ）およびｂ）の接続において、供給原料供給流れ、脱着剤供給流れ、エキストラクト抜き出し流れ、およびラフィネート抜き出し流れの全てが倍増させられる（are doubled up）。
【００３０】
「中間の生産性」での運転に相当する、「直列」として知られる吸着器ａ）およびｂ）の接続において、供給原料供給流れ、脱着剤導入流れ、エキストラクト抜き出し流れ、およびラフィネート抜き出し流れがそれぞれ１つずつ存在する。
【００３１】
「メンテナンス」と称される運転において、２基の吸着器は完全に分離されている；つまり、これらの吸着器は、もはや接続されておらず、２基のうち一方の吸着器のみが使用される。
【００３２】
本発明のＳＣＣ分離方法は、種々の帯域おける吸着剤床の異なる分配に対応する、複数の派生例（derivations）または変形例に適応可能である。
【００３３】
用語「同期式サイクル（synchronous cycle）」は、全ての注入口（供給原料および脱着剤）ならびに抜き出し口（エキストラクトおよびラフィネート）が同時にかつ同じ値の分だけシフトされる、サイクルを意味する。したがって、帯域当たりの床数は、一定であり、整数に等しい。
【００３４】
用語「非同期式（asynchronous）」（または「Ｖａｒｉｃｏｌ」タイプ）のサイクルは、所定の注入口および抜き出し口が他の注入口および抜き出し口と同時にシフトされない、サイクルを意味する。したがって、帯域当たりの床数は一定ではなく、１サイクルの平均床数は非整数で得られる。
【００３５】
本発明の方法の第１変形例において、「中間の生産性」モードでは、帯域当たりの床数は以下の通りである：
・帯域１に５床；
・帯域２に９床；
・帯域３に７床；
・帯域４に３床。
【００３６】
このことは、５／９／７／３と略記される；本明細書の以降において、床数は、帯域１、２、３、および４の順に記載されることとする。
【００３７】
本発明の方法の第２変形例において、「中間の生産性」モードでは、帯域当たりの床数は、４／１０／７／３である。
【００３８】
本発明の方法の第１変形例において、「高い生産性」モードでは、各吸着器は、注入口および抜き出し口のシフトが同期式であるサイクルを実施する。各吸着器の帯域当たりの床数は２／５／３／２である。
【００３９】
本発明の方法の第２変形例において、「高い生産性」モードでは、各吸着器は、注入口および抜き出し口のシフトが非同期式（Ｖａｒｉｃｏｌ ｃｙｃｌｅ）であるサイクルを実施する。１サイクルにわたる各吸着器の帯域当たりの平均床数は以下の通りである：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【００４０】
本発明の方法の第３変形例において、「高い生産性」モードでは、一方の吸着器は、注入口および抜き出し口のシフトが同期式であるサイクルを実施し、他方の吸着器は、注入口および抜き出し口のシフトが非同期式であるサイクルを実施する。同期式サイクルを実施する吸着器は、帯域当たりの床数が２／５／３／２である。「Ｖａｒｉｃｏｌ」サイクルを実施する吸着器の１サイクルにわたる帯域当たりの平均床数は、以下の通りである：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【００４１】
本発明の方法の第１変形例において、「メンテナンス」モードでは、用いられる吸着器は、注入口および抜き出し口のシフトが同期式であるサイクルを実施し、帯域当たりの床数は２／５／３／２である。
【００４２】
本発明の方法の第２変形例において、「メンテナンス」モードでは、用いられる吸着器は、注入口および抜き出し口のシフトが非同期式であるサイクルを実施し、１サイクルの帯域当たりの平均床数は以下の通りである：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【００４３】
本発明の擬似向流分離方法は、一般的に、吸着工程において以下の操作条件を用いる：
・温度は、１００〜２５０℃、好ましくは１２０〜１８０℃であり；
・圧力は、本方法の温度でのキシレンの気泡圧力（bubble pressure）から３０×１０５Ｐａまでの範囲であり；
・供給原料流量に対する脱着剤流量の比は、０．７〜２．５であり；
・再循環比は、２．５〜１２、好ましくは３．５〜６であり；再循環比は、吸着器の種々の床中を流れる平均流量と、当該吸着器に注入される供給原料の流量との比として規定され；
・吸着器までのサイクル周期（the duration of the cycle followed by the adsorbers）は、１４〜３０分の範囲、好ましくは１８〜２３分の範囲であり；
・空の反応器に対する液体流れの平均線速度は、０．７〜１．４ｃｍ／ｓの範囲、好ましくは０．８５〜１．１ｃｍ／ｓの範囲であり；
・液相含水量は、５０〜１４０重量ｐｐｍの範囲、好ましくは８０〜１２０重量ｐｐｍの範囲で維持される。
【００４４】
本発明のキシレン分離方法は、原則的に、キシレンの任意の異性体の分離に適用されてもよいが、特に、純度９９．７重量％超のパラキシレンの製造に最も適している。
【００４５】
発明の詳細な説明
本発明は、パラキシレンとパラキシレンの芳香族Ｃ８異性体とを実質的に含む供給原料Ｆから、パラキシレンを分離するための方法に関し、２基の吸着器によって構成される。該方法は、「高い生産性」、「中間の生産性」、および「メンテナンス」のモードとして知られる３つの機能モードで機能し得ることを特徴とする。本発明の方法は、また、１つの機能モードから別の機能モードに切り替える（swing）基準によって特徴付けられ、これらの切り替えは、処理されるべき供給原料の流量、および一方の吸着器における「メンテナンス」操作の有無によって条件付けられる。上記３つの機能モードは以下の通りである：
・「中間の生産性」モードは、装置内の供給原料の基準流量の５０〜１００％の範囲の供給原料流量を処理するために用いられ得る。「中間の生産性」モードは、単一のＳＣＣサイクルにおいて、２基の吸着器の床を一緒に操作することからなる（直列の構成）。特に、「中間の生産性」モードは、固体吸着剤が部分的に劣化していても、SCCの操作が続けられ得ることを意味する（劣化は、操作不良（poor operation）または固体吸着剤の経年化（ａｇｅ）の結果であり得る）；
・「高い生産性」モードは、装置内の供給原料の基準流量の１００％超の供給原料流量を処理するために用いられ得る。「高い生産性」モードにおいて、２基の吸着器はそれぞれ、互いに独立してＳＣＣサイクルを実施する（並列の構成として知られている）。（供給原料、脱着剤、エキストラクト、およびラフィネートの）種々の流れは、すべて２つに分割されて、２基の吸着器に同時に供給されかつ２基の吸着器から同時に抜き出される（供給原料、脱着剤、エキストラクト、およびラフィネートの流れは、吸着器毎に、それぞれ１つである）；
・ 「メンテナンス」モードは、装置内の供給原料の基準流量の５０〜７５％の範囲の供給原料流量を処理するために用いられ得る。「メンテナンス」モードは、２基の吸着器のうち一方の吸着器のみを操作することからなり、このことにより、第２吸着器（他方の吸着器）の操作が可能となり、第２吸着器は生産を完全に停止させる必要がなく、単に生産性が低下するだけである。
【００４６】
供給原料の基準流量は、「中間の生産性」モードにおいて、すなわち、空の吸着器に対して、吸着器内の液体流れの平均線速度が１．４ｃｍ／ｓに等しいようにされる単一の２４床サイクルと同等のモードにおいて、本発明の装置内で処理され得る最大の供給原料流量として規定される。
【００４７】
各吸着器はそれぞれ、プレートＰｉによって分離された１２個の床と、流体を順次分配および抽出するためのプログラミングされた手段とを含む。プレートＰｉは、種々の吸着剤床に流体を分配するための、および／または、種々の吸着剤床から流体を抽出するための室(chamber)を有する。
【００４８】
好ましくは、本発明の方法において、流体を供給または抜き出しするためにプログラミングされた複数の開閉弁が提供されている。これらの開閉弁は、典型的には、対応するプレートのすぐ近くに位置する。具体的には、各プレートＰｉについて、少なくとも４つのプログラミングされた二方開閉弁が形成されており、すなわち、これらは、２つの、つまり流体Ｆおよび流体Ｄの供給のため、ならびに、２つの、つまり流体Ｅおよび流体Ｒの抜き出しのために形成されている。
【００４９】
本発明の方法は、より具体的には、１つまたは２つの供給原料ポンプおよび２つの供給原料の流量をレギュレートする手段（吸着器毎に１つ）と、１つまたは２つの脱着剤ポンプおよび２つの脱着剤流量をレギュレートする手段（吸着器毎に１つ）と、２つのエキストラクトの流量をレギュレートする手段（吸着器毎に１つ）と、２つのラフィネートの流量をレギュレートする手段（吸着器毎に１つ）と、２つの再循環ポンプ（吸着器毎に１つ）とによって構成される。
【００５０】
SCCの下流には、脱着剤を再循環させる（recycling）単一のループ（loop）が必要である。この脱着剤再循環ループは、主に、エキストラクトを蒸留するための少なくとも１基の塔、好ましくは２基のエキストラクト蒸留塔と、少なくとも１基のラフィネート蒸留塔とからなる。
【００５１】
本発明の方法は、２基の吸着器からなり、２基の吸着器の２つのサイクルを独立して処理し得る、単一の自動手段によってコントロールされてもよい。
【００５２】
該方法は、更に、以下のものを有している：
・供給原料供給ポンプ（単数または複数）の代わりに用いられる単一のポンプ、および脱着剤供給ポンプ（単数または複数）の代わりに用いられる単一のポンプ；
・単一の代替再循環ポンプ（Ｐｃ）であって、この、単一の代替再循環ポンプ（Ｐｃ）は、第１吸着器ａ）において用いられる再循環ポンプ（Ｐａ）の代わりか、あるいは、第２吸着器ｂ）において用いられる再循環ポンプ（Ｐｂ）の代わりか、のいずれにおいても使用され得るキャパシティを有する。ポンプＰａの代わりにポンプＰｃが用いられる場合、弁Ｖａ１および弁Ｖａ２は閉にされ、弁Ｖｃ１および弁Ｖｃ３が開にされる（弁Ｖｃ２および弁Ｖｃ４は閉にされる）。ポンプＰｂの代わりにポンプＰｃが用いられる場合、弁Ｖｂ１および弁Ｖｂ２が閉にされ、弁Ｖｃ２および弁Ｖｃ４が開にされる（弁Ｖｃ１および弁Ｖｃ３は閉にされる）；
・２基の吸着器のための、単一の自動コントロール装置；
・吸着器内の濃度を分析するための、単一のインラインデバイス。そのような装置は、特に、仏国特許発明第２９４２８７９号明細書に記載されている。
【００５３】
図２からわかるように、「中間の生産性」モードにおいて、主要な流れは、第１吸着器の底部から第２吸着器の頭部に向かって移動し、第２吸着器の底部から第１吸着器の頭部に向かって移動する。この目的のために、弁Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ４、Ｖｂ１、Ｖｂ２、およびＶｂ４は開にされ、弁Ｖａ３およびＶｂ３は閉にされる。
【００５４】
図３からわかるように、「高い生産性」モードにおいて、２基の吸着器のそれぞれの底部からの流れは、それぞれの吸着器の頭部に向かって移動するように配向させられる。吸着器ａ）からの底部流れは、前記吸着器ａ）の頭部に再循環させられ、吸着器ｂ）からの底部流れは、前記吸着器ｂ）の頭部に再循環させられる。この目的のために、弁Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ３、Ｖｂ１、Ｖｂ２、およびＶｂ３は開にされ、弁Ｖａ４およびＶｂ４は閉にされる。
【００５５】
「メンテナンス」モードにおいて、用いられる吸着器の底部からの流れは、該吸着器の頭部に向かって移動するように配向させられる。
【００５６】
図４から分かるように、吸着器ａ）が用いられる場合、吸着器ａ）からの底部流れは、前記吸着器ａ）の頭部に向かって再循環させられる。この目的のために、弁Ｖａ１、弁Ｖａ２、および弁Ｖａ３は開にされ、弁Ｖａ４および一式の弁Ｖｂ１〜弁Ｖｂ４が閉にされる。同様に、吸着器ｂ）が用いられる場合、吸着器ｂ）からの底部流れは、前記吸着器ｂ）の頭部に向かって再循環させられる。この目的のために、弁Ｖｂ１、弁Ｖｂ２、および弁Ｖｂ３は開にされ、弁Ｖｂ４および一式の弁Ｖａ１〜弁Ｖａ４が閉にされる。
【００５７】
４つのクロマトグラフィー帯域は以下のように区画される：
・帯域１：パラキシレン脱着帯域であって、脱着剤Ｄの注入とエキストラクトＥの除去との間に含まれる帯域、
・帯域２：パラキシレンの異性体の脱着帯域であって、エキストラクトＥの除去と分別されるべき供給原料Ｆの注入との間に含まれる帯域、
・帯域３：パラキシレン吸着帯域であって、供給原料Ｆの注入とラフィネートＲの抜き出しとの間に含まれる帯域、および
・帯域４：ラフィネートＲの抜き出しと脱着剤Ｄの注入との間に含まれる帯域。
【００５８】
「中間の生産性」モードで機能する場合、種々のクロマトグラフィー帯域における吸着剤床の分配には、本発明の方法において２つの変形例がある。
【００５９】
本発明の方法の「中間の生産性」モードの第１変形例において、種々の注入または抜き出し口のシフトは同期しており、２基の吸着器からなるアセンブリーの床は、種々の帯域において、以下のように分配される：
・帯域１に５床；
・帯域２に９床；
・帯域３に７床；
・帯域４に３床。
【００６０】
本発明の方法の「中間の生産性」モードの第２変形例において、種々の注入または抜き出し口のシフトは同期しており、２基の吸着器からなるアセンブリーの床は、種々の帯域において、以下のように分配される：
・帯域１に４床；
・帯域２に１０床；
・帯域３に７床；
・帯域４に３床。
【００６１】
「高い生産性」モードにおける吸着剤床内の隙間速さ（interstitial speeds）は、「中間の生産性」モードにおける吸着剤床内の隙間速さとは異なる。所定の帯域内の、「中間の生産性」モードにおける隙間速度（interstitial velocity）と、「高い生産性」モードにおける隙間速度との比は、本方法の「中間の生産性」モードで処理される供給原料の流量と、本方法の「高い生産性」モードで処理される２つの供給原料の流量（吸着基毎に１つの流量）の合計との比の２倍に等しい（±１０％）。
【００６２】
「高い生産性」モードにおける切り替え周期（switch period）は、「中間の生産性」モードの切り替え時間（switch time）を、「高い生産性」モードにおける隙間速度と、「中間の生産性」モードにおける隙間速度との全帯域にわたる平均比で除算したものに等しい（±１０％）。
【００６３】
加えて、「高い生産性」モードにおけるＳＣＣの各帯域の長さは、「中間の生産性」モードにおける同一帯域の長さの半分の±３０％に等しい。米国特許第６１３６１９８号明細書中に開示されているように、帯域長さを非整数で得るためには、注入口および抜き出し口のシフトが同期している必要はない。用語「帯域長さ」は、１サイクルにわたる帯域における平均床数を意味する。「高い生産性」モードでの製造中、本発明の方法には、各吸着器の種々のクロマトグラフィー帯域における吸着剤床の分配に関して、３つの変形例が含まれる。
【００６４】
本発明の方法の「高い生産性」モードの第１変形例において、種々の注入口または抜き出し口のシフトは同期しており、２基の吸着器のうちの、各吸着器の床は、種々の帯域において、以下のように分配される：
・帯域１に２床；
・帯域２に５床；
・帯域３に３床；
・帯域４に２床。
【００６５】
本発明の方法の「高い生産性」モードの第２変形例において、一方の吸着器について、２つの注入口および２つの抜き出し口のシフトは同期しており、該吸着器の１２個の床は、以下の構成で、４つのクロマトグラフィー帯域に分配され：
・帯域１に２床；
・帯域２に５床；
・帯域３に３床；
・帯域４に２床。
【００６６】
他方の吸着器について、２つの注入口および２つの抜き出し口のシフトは同期しておらず、これにより１サイクルにわたる帯域当たりの平均床数が非整数で得られ、該吸着器の帯域当たりの床数は以下の通りである：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【００６７】
本発明の方法の「高い生産性」モードの第３変形例において、各吸着器について、２つの注入口および２つの抜き出し口のシフトは同期しておらず、これにより１サイクルにわたる帯域当たりの平均床数が非整数で得られ、各吸着器の帯域当たりの床数は以下の通りである：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【００６８】
「メンテナンス」モードにおいて、吸着剤の床中の隙間速度は、「中間の生産性」モードにおける床中の隙間速度とは異なる。所定の帯域における、「中間の生産性」モードでの隙間速度と「メンテナンス」モードでの隙間速度との比は、「中間の生産性」モードにおける方法によって処理される供給原料流量と、「メンテナンス」モードにおける方法によって処理される供給原料流量との比に等しい（±１０％）。
【００６９】
加えて、「メンテナンス」モードにおける切り替え周期は、「中間の生産性」モードの切り替え時間を、「メンテナンス」モードでの隙間速度と「中間の生産性」モードでの隙間速度との、全帯域にわたる平均比で除算したものと等しい（±１０％）。
【００７０】
「メンテナンス」モードにおけるＳＣＣの各帯域の長さは、「中間の生産性」モードのにおける同一帯域の長さの半分の±３０％に等しい。米国特許第６１３６１９８号明細書に記載されたように、帯域の長さを非整数で得るために、注入口および抜き出し口のシフトが同期している必要はない。
【００７１】
「メンテナンス」モードでの操作中、本発明の方法は、使用される単一の吸着器の、種々のクロマトグラフィー帯域における吸着剤の床の分配について、２つの変形例を含んでいてもよい。
【００７２】
本発明の方法の「メンテナンス」モードの第１変形例において、種々の注入または抜き出し口のシフトは同期しており、用いられる吸着器の床は、種々の帯域に以下のように分配される：
・帯域１に２床；
・帯域２に５床；
・帯域３に３床；
・帯域４に２床。
【００７３】
本発明の方法の「メンテナンス」モードの第２変形例において、２つの注入口および２つの抜き出し口のシフトは同期しておらず、これによりサイクル中の帯域当たりの平均床数が非整数で得られる。使用される吸着器の帯域当たりの床数は以下の通りである：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【００７４】
本発明の方法は、９０％超、好ましくは９５％超、より好ましくは９８％超のパラキシレン収率を得るために用いられ得る。
【００７５】
本発明の方法において達成される生産性に関し、時間当たりかつ吸着剤床の体積（ｍ３）当たりのパラキシレンの製造量は、２０〜１８０ｋｇ、好ましくは３５〜１４０ｋｇである。
【００７６】
本方法の１つの特徴によると、吸着工程の操作条件は以下の通りである：
・温度は、１００〜２５０℃、好ましくは１２０〜１８０℃であり；
・ 圧力は、本方法の温度でのキシレンの気泡圧力（bubble pressure ）から３０×１０５Ｐａまでの範囲であり；
・供給原料流量に対する脱着剤流量の比は、０．７〜２．５であり；
・再循環比は、２．５〜１２、好ましくは３．５〜６であり；再循環比は、吸着器の種々の床中を流れる平均流量と、当該吸着器に注入される供給原料の流量との比として規定され；
・吸着器までのサイクル周期（the duration of the cycle followed by the adsorbers）は、１４〜６０分の範囲であり；
・空の反応器に対する液体流れの平均線速度は、０．７〜１．４ｃｍ／ｓの範囲である。
【００７７】
「高い生産性」モードまたは「メンテナンス」モードでの操作中、吸着器中の含水量は、「中間の生産性」モードでの操作中にレギュレートされる値より＋５〜＋４０重量ｐｐｍ高い値にレギュレートされる。好ましくは、この含水量は、「中間の生産性」モードでの操作中にレギュレートされる値より＋１０〜＋２５ｐｐｍ高くレギュレートされる。実際、驚くべきことに、吸着器内の含水量については、最適化された範囲が存在することが分かっており、これは、本発明の方法のために選択された操作モードに依存する。
【００７８】
本発明の方法においては、吸着器内の含水量をレギュレートすることが可能であれば、任意の手段が用いられ得る。前記含水量をレギュレートするための好ましい手段は、仏国特許発明第２７５７５０７号明細書に記載されたように、吸着器（単数または複数）に供給する流れの中に水を連続的に（continuously）注入することである。
【実施例】
【００７９】
本発明は、以下の２つの実施例から、より良く理解されることができる。
【００８０】
実施例１（従来技術に合致する）
２４個の床によって構成され、各床の長さが１．１ｍであり内半径が１．０５ｍであるＳＣＣ装置について検討した。ＳＣＣ装置は、１つの供給原料注入口、１つの脱着剤注入口、１つのエキストラクト抜き出し口、および１つのラフィネート抜き出し口を有していた。
【００８１】
用いた吸着剤はＢａＸタイプゼオライトの固体（zeolitic BaX type solid）であり、脱着剤はパラジエチルベンゼンであった。温度は１７５℃であり、圧力は１５バールであった。含水量は９５重量ｐｐｍであった。
【００８２】
供給原料の組成は、パラキシレン２１．６％、オルトキシレン２０．８％、メタキシレン４７．９％、およびエチルベンゼン９．７％であった。
【００８３】
ＳＣＣ装置は、分配器プレートによって分離された２４個の床により構成されていた。注入ネットワークおよび抜き出しネットワークは、各分配器プレートと関連（assosiated with）していた。用いた洗浄装置は、国際公開第２０１０／０２０７１５号パンフレットに記載のバイパス流体流量調節（modulated）装置であった。各帯域における同期性は１００％であった。
【００８４】
中間の生産性の場合：
種々の注入口および抜き出し口を同期式でシフトした。床を、以下の構成で、４つのクロマトグラフィー帯域に分配した：
５／９／７／３。
【００８５】
供給原料および脱着剤の注入流量（基準温度を４０℃と想定することによって規定される）は、以下の通りであった：
・供給原料の注入流量 ０．６３７ｍ３／分；
・脱着剤の注入流量 ０．８０５ｍ３／分。
【００８６】
加えて、帯域４の流量は１．９６３ｍ３／分であり、エキストラクト抜き出し流量は、０．４１４ｍ３／分であった。切り替え周期は、６８．０秒であった。
【００８７】
シミュレーションによって以下の数値を得た：
パラキシレンの純度 ９９．８６％；
パラキシレンの収率 ９８．４％；
生産性 ７５．５ｋｇＰＸ．ｈ−１．ｍ−３（指数ＰＸは、生産性がパラキシレンの重量（ｋｇ）で表されることを示す）。
【００８８】
供給原料および脱着剤の注入流量（４０℃の基準温度を用いて規定される）が以下の通りであると想定することによって、供給原料流量の最小値（The minimum）を得た：
・供給原料の注入流量 ０．３１６ｍ３／分；
・脱着剤の注入流量 ０．４００ｍ３／分。
【００８９】
加えて、帯域４の流量は０．９７５ｍ３／分であって、エキストラクトの抜き出し流量は０．２０６ｍ３／分であった。切り替え周期は１３７．０秒であった。
【００９０】
シミュレーションによって、以下の数値を得た：
パラキシレンの純度 ９９．８６％；
パラキシレンの収率 ９７．３％；
生産性 ３７．１ｋｇＰＸ．ｈ−１．ｍ−３。
【００９１】
高い生産性の場合：
吸着器内の圧力降下ならびに、吸着剤固体および内部装置の力学的挙動のために、中間の生産性で得られた流量を増加させることは、不可能であった。
【００９２】
吸着器のメンテナンス：
例えば固体吸着剤の交換等のメンテナンス中、SCC装置全体を停止させなければならなかったため、パラキシレンは製造されなかった。
【００９３】
実施例２（本発明に合致する）
２基の吸着器によって構成されかつ各吸着器が１２個の床を有するＳＣＣ装置について検討した。各床は、長さが１．１ｍであり内半径が１．０５ｍであった。
【００９４】
用いた吸着剤はＢａＸタイプゼオライトの固体であり、脱着剤はパラジエチルベンゼンであった。温度は１７５℃であり、圧力は１５バールであった。
【００９５】
供給原料の組成は、パラキシレン２１．６％、オルトキシレン２０．８％、メタキシレン４７．９％、およびエチルベンゼン９．７％であった。
【００９６】
各吸着器は、分配器プレートによって分離された１２個の床により構成されていた。注入ネットワークおよび抜き出しネットワークは、各分配器プレートに対応していた（corresponded to）。用いた洗浄装置は、国際公開第２０１０／０２０７１５号パンフレットに記載のバイパス流体流量調節装置であった。各帯域における同期性は１００％であった。
【００９７】
中間の生産性の場合：
種々の注入口および抜き出し口を同期式でシフトした。床を、以下の構成で、４つのクロマトグラフィー帯域に分配した：
５／９／７／３。
【００９８】
供給原料および脱着剤の注入流量（基準温度を４０℃と想定することによって規定される）は、以下の通りであった：
・供給原料の注入流量 ０．６３７ｍ３／分；
・脱着剤の注入流量 ０．８０５ｍ３／分。
【００９９】
加えて、帯域４の流量は１．９６３ｍ３／分であり、エキストラクト抜き出し流量は、０．４１４ｍ３／分であった。切り替え周期は、６８．０秒であった。含水量は９５重量ｐｐｍであった。
【０１００】
シミュレーションによって、以下の数値を得た：
パラキシレンの純度 ９９．８６％；
パラキシレンの収率 ９８．４％；
生産性 ７５．５ｋｇＰＸ．ｈ−１．ｍ−３。
【０１０１】
供給原料および脱着剤の注入流量（４０℃の基準温度を用いて規定される）が以下の通りであると想定することによって、処理された供給原料流量の最小値を得た：
・供給原料の注入流量 ０．３１６ｍ３／分；
・脱着剤の注入流量 ０．４００ｍ３／分。
【０１０２】
加えて、帯域４の流量は０．９７５ｍ３／分であって、エキストラクトの抜き出し流量は０．２０６ｍ３／分であった。切り替え周期は１３７．０秒であった。
【０１０３】
シミュレーションによって、以下の数値を得た：
パラキシレンの純度 ９９．８６％；
パラキシレンの収率 ９７．３％；
生産性 ３７．１ｋｇＰＸ．ｈ−１．ｍ−３。
【０１０４】
高い生産性の場合：
各吸着器は、他方の吸着器のサイクルとは独立して、サイクルを実施した。
【０１０５】
各吸着器について、種々の注入口および抜き出し口を同期式でシフトした。各吸着器において、床を、以下の構成で、４つのクロマトグラフィー帯域に分配した：
２／５／３／２。
【０１０６】
２基の吸着器のそれぞれについて、供給原料および脱着剤の注入流量（基準温度を４０℃と想定することによって規定される）は、以下の通りであった：
・供給原料の注入流量 ０．４６４ｍ３／分；
・脱着剤の注入流量 ０．６２７ｍ３／分。
【０１０７】
加えて、帯域４の流量は１．４１２ｍ３／分であり、エキストラクト抜き出し流量は、０．３６０ｍ３／分であった。切り替え周期は、９１．１秒であった。含水量は１１０重量ｐｐｍであった。
【０１０８】
シミュレーションによって、２基の吸着器によって構成された装置全体を考慮して、以下の数値を得た：
パラキシレンの純度 ９９．７１％；
パラキシレンの収率 ９７．０３％；
生産性 １０８．５ｋｇＰＸ．ｈ−１．ｍ−３。
【０１０９】
１器の吸着器のメンテナンス：
メンテナンスが行われていない方の吸着器は、１２床ＳＣＣサイクルを実施し、種々の注入口および抜き出し口を同期式でシフトした。床を、以下の構成で、４つのクロマトグラフィー帯域に分配した：
２／５／３／２。
【０１１０】
供給原料および脱着剤の注入流量（基準温度を４０℃と想定することによって規定される）は、以下の通りであった：
・供給原料の注入流量 ０．４６４ｍ３／分；
・脱着剤の注入流量 ０．６２７ｍ３／分。
【０１１１】
加えて、各吸着器について、帯域４の流量は１．４１２ｍ３／分であり、エキストラクト抜き出し流量は、０．３６０ｍ３／分であった。切り替え周期は、９１．１秒であった。含水量は１１０重量ｐｐｍであった。
【０１１２】
シミュレーションによって、２基の吸着器によって構成された装置全体を考慮して、以下の数値を得た：
パラキシレンの純度 ９９．７１％；
パラキシレンの収率 ９７．０３％；
生産性 ５４．２ｋｇＰＸ．ｈ−１．ｍ−３。
【０１１３】
上記実施例は、本発明の方法の利点をよく例示している。つまり、本発明の方法は、低い生産性および中間の生産性については従来技術の方法と同等の性能を有するが、加えて、より高い生産性を得ることができる。従来技術の方法に対して、本発明の方法はまた、２基のうち一方の吸着器のメンテナンス操作中に、パラキシレンの製造を維持するために用いられ得る。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラキシレンを、他の芳香族Ｃ８異性体から分離する分野に関する。そのような分離を行うために、一群の方法および関連する装置が用いられている。それらは、擬似移動床分離方法または擬似向流分離という名の下で、あるいはＶＡＲＩＣＯＬ（登録商標）法として、知られているが、本明細書の以降においてはＳＣＣ（simulated counter current：擬似向流）分離方法という一般用語を用いることとする。
【背景技術】
【０００２】
ＳＣＣ分離法は、当該技術分野において周知である。一般的に、擬似向流モードで機能するパラキシレン分離方法は、少なくとも４つ、場合により５つまたは６つの帯域を含み、各帯域は一定数の隣り合う（successive）床によって構成され、かつ、各帯域は、供給口と抜き出し口との間に含まれるその位置によって区画される。一般に、パラキシレン製造のためのＳＣＣ装置（unit）に、少なくとも１つの分別されるべき供給原料Ｆ（パラキシレンおよび他の芳香族Ｃ８異性体を含む）と、溶離剤と称されることもある脱着剤Ｄ（一般的に、パラジエチルベンゼンまたはトルエン）とが供給され、前記装置から、パラキシレンの異性体を含む少なくとも１つのラフィネートＲおよび脱着剤と、パラキシレンを含むエキストラクトＥおよび脱着剤とが抜き出される。ラフィネートから脱着剤を分離するため、および、エキストラクトから脱着剤を分離するために、蒸留塔が用いられ得、脱着剤はＳＣＣ装置に再導入される。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載されたように、分配回路を洗浄するために、別の注入口−抜き出し口を追加してもよい。このような補足的な洗浄流れの追加は、決してＳＣＣの機能の原則を変更するものではない。従って、本明細書を簡潔にするために、これらの補足的注入口および補足的抜き出し口については、本明細書の以降において説明しないこととする。
【０００４】
供給口および抜き出し口は、経時的に変更され（modified）、１つの床に相当する値の分だけ同一方向にシフトされる。種々の注入口または抜き出し口は、特許文献２に記載のように、同期式あるいは非同期式でシフトされてもよい。非同期式シフトで機能する方法は、「Ｖａｒｉｃｏｌ（登録商標）」法として知られている。
【０００５】
従来、ＳＣＣ装置において、以下の４つの異なるクロマトグラフィー帯域が区画される：
・帯域１（エキストラクトの化合物の脱着剤のための帯域、脱着剤Ｄの注入とエキストラクトＥの除去との間に含まれる）；
・帯域２（ラフィネートの化合物の脱着剤のための帯域、エキストラクトＥの除去と分別されるべき供給原料Ｆの注入との間に含まれる）；
・帯域３（エキストラクトの化合物の吸着のための帯域、供給原料の注入とラフィネートＲの抜き出しとの間に含まれる）；および
・帯域４（ラフィネートの抜き出しと脱着剤の注入との間に位置する帯域）。
【０００６】
従来技術文献には、ＳＣＣで供給原料の分離を行うための、種々の装置および方法が詳細に記載されている。
【０００７】
引用されてもよい具体的な特許文献は、特許文献３〜１０である。これらの特許文献には、ＳＣＣの機能についても詳細に記載されている。
【０００８】
非特許文献１に記載されているように、ＳＣＣによるパラキシレンの分離方法は、一般的に２４個の床からなり、２４個の床は２基の吸着器（吸着器）に分配され、各吸着器は１２個の床を含む。２基の吸着器は、直列に接続されており、従って、ＳＣＣサイクルは２４工程を含み、これらの工程中に、各流れ（Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｒ）が２４床のそれぞれの下流で注入または抜き出される。
【０００９】
１２個の床を有する吸着器を２基用いる場合において、２基の吸着器が「直列に接続」されるという用語は、以下の３つの特徴を意味する：
・第１吸着器の第１２床は、少なくとも１つの再循環ポンプと、場合による他の機器、例えば流量計や圧力センサ等、とを含むラインを介して、第２吸着器の第１床に接続される；
・第２吸着器の第１２床は、少なくとも１つの再循環ポンプと、場合による他の機器、例えば流量計や圧力センサ等、とを含むラインを介して、第１吸着器の第１床に接続される；
・２基の吸着器からなるアセンブリー（assembly）には、供給原料導入口が１箇所、脱着剤導入口が１箇所、ラフィネート抜き出し口が１箇所、ならびにエキストラクト抜き出し口が１箇所形成されている。
【００１０】
ＳＣＣ法において起こる圧力降下は、吸着剤の床中の流体相の隙間速度（interstitial velocities）に直接関連する。
【００１１】
用語「隙間速度」は、固体吸着剤を構成する粒子間の流体の実際の速度を意味する。圧力降下は、再循環ポンプ（単数または複数）のサイジング、吸着器の壁の厚さ、分配器プレートの供給システムのサイズ、吸着剤の粒の力学的挙動等に重要な役割を果たす。
【００１２】
隙間速度はまた、吸着剤の粒の力学的挙動に関して、非常に重要な役割を果たし、かつ、ＳＣＣ装置の操作に際して、制限要因となり得ることさえある。
【００１３】
ＳＣＣによるパラキシレンの製造方法では生産性が制限されることは、従来技術（特に、特許文献１１および特許文献１２）から公知である。該方法を改良するために、従来技術においても以下の解決策が提案されている：
・特許文献１３および特許文献１４には、いくつかの吸着工程を用いる方法が示されている。その第１工程は、商業的に使用可能となるには不十分な純度（９９重量％未満）を有するパラキシレンに富む流れを生じさせることを目的としている。第２工程は、非常に高い純度のパラキシレンを得るために用いられ得る。特に、特許文献１４の図５には、供給原料の前処理のための吸着器を追加することによって、２４床ＳＣＣ法による従来の装置の製造工程が改善されることが示されている；
・特許文献１５、特許文献１６、および特許文献１１には、結晶化と組み合わせたＳＣＣ吸着のための工程を用いる方法が示されている。その第１工程は、商業的に使用可能となるには不十分な純度（一般に９０重量％程度）を有するパラキシレンに富む流れをＳＣＣによって生じさせることを目的としている。第２工程は、非常に高い純度のパラキシレンを得るために用いられ得る。第２工程は、非常に高い純度のパラキシレンを結晶化により得るために用いられ得る。特に、特許文献１１の図５には、並列に接続された２基の吸着器を用いる吸着方法を改変すること、および、エキストラクトを後処理するための結晶化工程を追加することによって、２４床ＳＣＣ法による従来の装置（２基の１２床吸着器からなる）での製造工程が改善されることが示されている。
【００１４】
従来技術において推奨される解決策は全て、２４床の擬似移動床を用いるパラキシレン製造装置の生産性が制限されるという課題を解決したものである。これらの解決策は、分離段階(供給原料を前処理するための、および／または、結晶化によりエキストラクトを後処理するための吸着器）を追加することからなるため、コストが非常に高くなっていた。
【００１５】
ＳＣＣによるパラキシレンの製造方法にはまた、処理されるべき供給原料の最小量に関しても制限がある。実際、装置内の流量が非常に低い場合、分配器プレートおよび関連するネットワークの良好な操作のための流体力学的条件（hydrodynamic conditions）はもはや満たされなくなり、純度および／または収率の喪失を引き起こす。
【００１６】
従って、従来技術のSCCによるパラキシレンの製造方法は、処理されるべき供給原料の流量の変動に対する柔軟性（flexibility）が低い。場合によっては、例えば、供給原料の供給に問題がある場合、あるいは、改質装置または少なくとも９個の炭素原子を含む芳香族化合物を用いるトルエンのトランスアルキル化装置のメンテナンスに問題がある場合、SCCによるパラキシレンの製造方法は、低い供給原料流量を処理することが可能でなければならない。
【００１７】
更に、ＳＣＣによるパラキシレンの製造方法の構成要素の１つをメンテナンス操作する場合、該方法を完全に停止させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】米国特許第７２０８６５１号明細書
【特許文献２】米国特許第６１３６１９８号明細書
【特許文献３】米国特許第２９８５５８９号明細書
【特許文献４】米国特許第３２１４２４７号明細書
【特許文献５】米国特許第３２６８６０５号明細書
【特許文献６】米国特許第３５９２６１２号明細書
【特許文献７】米国特許第４６１４２０４号明細書
【特許文献８】米国特許第４３７８２９２号明細書
【特許文献９】米国特許第５２０００７５号明細書
【特許文献１０】米国特許第５３１６８２１号明細書
【特許文献１１】米国特許第７６４９１２４号明細書
【特許文献１２】米国特許第７６３５７９５号明細書
【特許文献１３】仏国特許発明第２７４３０６８号明細書
【特許文献１４】米国特許第７６３５７９５号明細書
【特許文献１５】仏国特許発明第２６９３１８６号明細書
【特許文献１６】仏国特許発明第２７５７５０７号明細書
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】「Ind Eng Chem Res」２０１０年、第４９巻、ｐ．３３１６−３３２７、Ｌｉｍら著
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の方法の目的は、処理されるべき供給原料の流量に変動があるという問題を、ＳＣＣ法の吸着剤の床の全てまたは一部の、最適化された使用を提供することによって解消することであり、これにより高純度の（すなわち、純度９９．７％超の）パラキシレンを直接製造することが可能となる。
【００２１】
本発明の更なる目的は、１基の吸着器の所定のメンテナンス操作中に、高純度（すなわち９９．７％超の純度）のパラキシレンの製造を維持することを可能とすることであり、このことは、吸着剤の床の一部の使用が最適化されていることを意味する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、キシレンの分離方法であって、該方法は、キシレンの混合物によって構成される供給原料からエキストラクトおよびラフィネートを生産させ、かつ、一連の、ａ）およびｂ）と示される２基の吸着器を用いて擬似向流で操作し、各吸着器は固体吸着剤の１２個の床を含み、
各吸着器は、４つの帯域、すなわち、
・帯域１：パラキシレン脱着帯域であって、脱着剤Ｄの注入とエキストラクトＥの除去との間に含まれる帯域、
・帯域２：パラキシレンの異性体の脱着帯域であって、エキストラクトＥの除去と分別されるべき供給原料Ｆの注入との間に含まれる帯域、
・帯域３：パラキシレン吸着帯域であって、供給原料Ｆの注入とラフィネートＲの抜き出しとの間に含まれる帯域、および
・帯域４：ラフィネートＲの抜き出しと脱着剤Ｄの注入との間に含まれる帯域、
に分割され、
２基の吸着器は、処理されるべき供給原料の流量および一方の吸着器のメンテナンス操作の有無（any）に応じて、下記の３つの異なるモードで接続されてよく：
・「高い生産性」モード（１００〜１５０％）において、２基の吸着器は並列に接続されており、すなわち、２基の吸着器のそれぞれの底部からの流れは、それぞれの吸着器の頭部に向かって移動するように配向させられ、すなわち、吸着器ａ）の底部からの流れは前記吸着器ａ）の頭部に再循環させられ、吸着器ｂ）の底部からの流れは前記吸着器ｂ）の頭部に再循環させられ；
・「中間の生産性」モード（５０〜１００％）において、吸着器は直列に接続されており、すなわち、主要な流れは、第１吸着器ａ）の底部から第２吸着器ｂ）の頭部に向かって移動し、第２吸着器ｂ）の底部から第１吸着器ａ）の頭部に向かって移動し；
・「メンテナンス」モード（５０〜７５％）において、２基の吸着器は分離され（decoupled）ており、該方法は単一の吸着器で操作し、使用される吸着器ａ）またはｂ）の底部からの流れは、前記吸着器の頭部に向かって移動するように配向させられ；
基準となる供給原料流量（１００％）は、（空の吸着器に対して）吸着器内の液体流れの平均線速度が１．４ｃｍ／ｓに等しいようにされる「中間の生産性」モードにおいて装置内で処理され得る最大の供給原料流量として規定される、方法である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、従来技術の方法を示す。図１は、２基の１２床吸着器を含み、各吸着器は直列に接続されている。１つの供給原料注入口（Ｆ）、１つの脱着剤導入口（Ｄ）、１つのエキストラクト抜き出し口（Ｅ）、および１つのラフィネート抜き出し口（Ｒ）が形成されている。
【図２】図２は、「中間の生産性」モードで機能する、本発明の装置を示す。該装置は、２基の吸着器から構成され、各吸着器は１２個の床を有し、すなわち、全体で２４個の床を有する（Ｌ１〜Ｌ２４）。
【００２４】
２基の吸着器は、直列に接続されており、これにより、装置が、単一の２４工程サイクルで機能するようになされる。１つの供給原料注入口（Ｆ）、１つの脱着剤導入口（Ｄ）、１つのエキストラクト抜き出し口（Ｅ）、および１つのラフィネート抜き出し口（Ｒ）が形成されている。
【図３】図３は、「高い生産性」モードで機能する、本発明の装置を示す。該装置は、２基の吸着器ａ）およびｂ）から構成され、各吸着器は、１２個の床を有する（吸着器ａ）はＬ１ａ〜Ｌ１２ａ、吸着器ｂ）はＬ１ｂ〜Ｌ１２ｂを有する）。２基の吸着器は、分離されており（are decoupled）、１２工程からなるサイクルを、２サイクル並列に実施する。各吸着器において、供給原料流れの注入口（吸着器ａ）はＦａ、吸着器ｂ）はＦｂ）、脱着剤流れの注入口（吸着器ａ）はＤａ、吸着器ｂ）はＤｂ）、エキストラクト流れの抜き出し口（吸着器ａ）はＥａ、吸着器ｂ）はＥｂ）、およびラフィネート流れの抜き出し口（吸着器ａ）はＲａ、吸着器ｂ）はＲｂ）が形成されている。吸着器ａ）の再循環ポンプはＰａと示され、吸着器ｂ）の再循環ポンプはＰｂと示される。再循環ポンプＰａおよびＰｂの代わりに用いられる単一の代替ポンプは、Ｐｃと示される。一式の弁（Ｖｃ１〜Ｖｃ４）および点線（該点線は、代替ポンプＰｃが使用されていない場合には使用されないラインに相当する）は、ポンプＰｃが、吸着器ａ）のポンプＰａの代わりに、あるいは、吸着器ｂ）のポンプＰｂの代わりに用いられ得ることを意味する。
【図４】図４は、「メンテナンス」モードで機能する、本発明の装置を示す。該装置は、２基の吸着器ａ）およびｂ）から構成され、各吸着器は、１２個の床を有し（吸着器ａ）はＬ１ａ〜Ｌ１２ａ、吸着器ｂ）はＬ１ｂ〜Ｌ１２ｂを有し）、２基の吸着器は分離されており、吸着器ａ）のみが１２工程サイクルを実施する。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、キシレンのSCC（simulated counter-current：疑似向流）分離のための、高い柔軟性を有する方法として規定され得る。なぜなら、処理される供給原料の流量が、１００％に相当する基準運転に対して、５０〜１００％の「中間の生産性」の運転から、１００〜１５０％の「高い生産性」と称される運転までのいずれにも対応しているからである。加えて、単一の吸着器を用いて、基準となる供給原料流量の５０〜７５％の範囲の供給原料流量を処理する「メンテナンス」運転が用いられ得、これにより、第２吸着器の「メンテナンス」が可能となる。
【００２６】
本発明の方法は、キシレンの混合物によって構成される供給原料から、エキストラクトおよびラフィネートを生産させる。該方法は、一連の、ａ）およびｂ）と示される２基の吸着器を用い、各吸着器は固体吸着剤の１２個の床を含む。２基の吸着器は、供給原料の流量および一方の吸着器のメンテナンス操作の有無に応じて、以下の３つの異なる方法で接続されることが可能であり：
・ 「高い生産性」モードは、基準となる供給原料流量の１００〜１５０％の範囲の供給原料流量を処理するために用いられ得る。２基の吸着器ａ）およびｂ）は並列に接続されており、すなわち、２基の吸着器のそれぞれの底部からの流れは、それぞれの吸着器の頭部に向かって移動するように配向させられ（orientated）、すなわち、吸着器ａ）の底部からの流れは前記吸着器ａ）の頭部に再循環させられ、吸着器ｂ）の底部からの流れは前記吸着器ｂ）の頭部に再循環させられる。弁の開閉により、「高い生産性」の運転による操作が可能となる；この運転の順序（sequence）については、図３を参照しながら、発明の詳細な説明の中で説明することとする；
・「中間の生産性」モードは、基準となる供給原料流量の５０〜１００％の範囲の供給原料流量を処理するために用いられ得る。吸着器ａ）およびｂ）は直列に接続されており、すなわち、主要な流れは、第１吸着器ａ）の底部から第２吸着器ｂ）の頭部に向かって移動し、第２吸着器ｂ）の底部から第１吸着器ａ）の頭部に向かって移動する。弁の開閉により、「中間の生産性」の運転による操作が可能となる；この運転の機能については、図２を参照しながら、発明の詳細な説明の中で説明することとする；
・「メンテナンス」モードは、基準となる供給原料流量の５０〜７５％の範囲の供給原料流量を処理するために用いられ得る。２基の吸着器は分離されており、該方法は単一の吸着器、ａ）またはｂ）、で機能する。使用される吸着器ａ）またはｂ）の底部からの流れは、前記吸着器の頭部に向かって移動するように配向させられる。弁の開閉により、「メンテナンス」の運転による操作が可能となる；この運転の機能については、図４を参照しながら、発明の詳細な説明の中で説明することとする。
【００２７】
基準となる供給原料流量（１００％）は、空の吸着器に対する、２４個の床からなるアセンブリーにわたる平均線速度が１．４ｃｍ／ｓに等しいようにされる「中間の生産性」モードにおいて（すなわち、単一の２４床サイクルに相当するモードにおいて）、本発明の装置内で処理され得る最大の供給原料流量として規定される。
【００２８】
各吸着器は、４つの帯域、すなわち、
・帯域１：パラキシレン脱着帯域であって、脱着剤Ｄの注入とエキストラクトＥの除去との間に含まれる帯域、
・帯域２：パラキシレンの異性体の脱着帯域であって、エキストラクトＥの除去と分別されるべき供給原料Ｆの注入との間に含まれる帯域、
・帯域３：パラキシレン吸着帯域であって、供給原料Ｆの注入とラフィネートＲの抜き出しとの間に含まれる帯域、および
・帯域４：ラフィネートＲの抜き出しと脱着剤Ｄの注入との間に含まれる帯域、
に分割される。
【００２９】
「高い生産性」での運転に相当する、「並列」として知られる吸着器ａ）およびｂ）の接続において、供給原料供給流れ、脱着剤供給流れ、エキストラクト抜き出し流れ、およびラフィネート抜き出し流れの全てが倍増させられる（are doubled up）。
【００３０】
「中間の生産性」での運転に相当する、「直列」として知られる吸着器ａ）およびｂ）の接続において、供給原料供給流れ、脱着剤導入流れ、エキストラクト抜き出し流れ、およびラフィネート抜き出し流れがそれぞれ１つずつ存在する。
【００３１】
「メンテナンス」と称される運転において、２基の吸着器は完全に分離されている；つまり、これらの吸着器は、もはや接続されておらず、２基のうち一方の吸着器のみが使用される。
【００３２】
本発明のＳＣＣ分離方法は、種々の帯域おける吸着剤床の異なる分配に対応する、複数の派生例（derivations）または変形例に適応可能である。
【００３３】
用語「同期式サイクル（synchronous cycle）」は、全ての注入口（供給原料および脱着剤）ならびに抜き出し口（エキストラクトおよびラフィネート）が同時にかつ同じ値の分だけシフトされる、サイクルを意味する。したがって、帯域当たりの床数は、一定であり、整数に等しい。
【００３４】
用語「非同期式（asynchronous）」（または「Ｖａｒｉｃｏｌ」タイプ）のサイクルは、所定の注入口および抜き出し口が他の注入口および抜き出し口と同時にシフトされない、サイクルを意味する。したがって、帯域当たりの床数は一定ではなく、１サイクルの平均床数は非整数で得られる。
【００３５】
本発明の方法の第１変形例において、「中間の生産性」モードでは、帯域当たりの床数は以下の通りである：
・帯域１に５床；
・帯域２に９床；
・帯域３に７床；
・帯域４に３床。
【００３６】
このことは、５／９／７／３と略記される；本明細書の以降において、床数は、帯域１、２、３、および４の順に記載されることとする。
【００３７】
本発明の方法の第２変形例において、「中間の生産性」モードでは、帯域当たりの床数は、４／１０／７／３である。
【００３８】
本発明の方法の第１変形例において、「高い生産性」モードでは、各吸着器は、注入口および抜き出し口のシフトが同期式であるサイクルを実施する。各吸着器の帯域当たりの床数は２／５／３／２である。
【００３９】
本発明の方法の第２変形例において、「高い生産性」モードでは、各吸着器は、注入口および抜き出し口のシフトが非同期式（Ｖａｒｉｃｏｌ ｃｙｃｌｅ）であるサイクルを実施する。１サイクルにわたる各吸着器の帯域当たりの平均床数は以下の通りである：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【００４０】
本発明の方法の第３変形例において、「高い生産性」モードでは、一方の吸着器は、注入口および抜き出し口のシフトが同期式であるサイクルを実施し、他方の吸着器は、注入口および抜き出し口のシフトが非同期式であるサイクルを実施する。同期式サイクルを実施する吸着器は、帯域当たりの床数が２／５／３／２である。「Ｖａｒｉｃｏｌ」サイクルを実施する吸着器の１サイクルにわたる帯域当たりの平均床数は、以下の通りである：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【００４１】
本発明の方法の第１変形例において、「メンテナンス」モードでは、用いられる吸着器は、注入口および抜き出し口のシフトが同期式であるサイクルを実施し、帯域当たりの床数は２／５／３／２である。
【００４２】
本発明の方法の第２変形例において、「メンテナンス」モードでは、用いられる吸着器は、注入口および抜き出し口のシフトが非同期式であるサイクルを実施し、１サイクルの帯域当たりの平均床数は以下の通りである：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【００４３】
本発明の擬似向流分離方法は、一般的に、吸着工程において以下の操作条件を用いる：
・温度は、１００〜２５０℃、好ましくは１２０〜１８０℃であり；
・圧力は、本方法の温度でのキシレンの気泡圧力（bubble pressure）から３０×１０５Ｐａまでの範囲であり；
・供給原料流量に対する脱着剤流量の比は、０．７〜２．５であり；
・再循環比は、２．５〜１２、好ましくは３．５〜６であり；再循環比は、吸着器の種々の床中を流れる平均流量と、当該吸着器に注入される供給原料の流量との比として規定され；
・吸着器までのサイクル周期（the duration of the cycle followed by the adsorbers）は、１４〜３０分の範囲、好ましくは１８〜２３分の範囲であり；
・空の反応器に対する液体流れの平均線速度は、０．７〜１．４ｃｍ／ｓの範囲、好ましくは０．８５〜１．１ｃｍ／ｓの範囲であり；
・液相含水量は、５０〜１４０重量ｐｐｍの範囲、好ましくは８０〜１２０重量ｐｐｍの範囲で維持される。
【００４４】
本発明のキシレン分離方法は、原則的に、キシレンの任意の異性体の分離に適用されてもよいが、特に、純度９９．７重量％超のパラキシレンの製造に最も適している。
【００４５】
発明の詳細な説明
本発明は、パラキシレンとパラキシレンの芳香族Ｃ８異性体とを実質的に含む供給原料Ｆから、パラキシレンを分離するための方法に関し、２基の吸着器によって構成される。該方法は、「高い生産性」、「中間の生産性」、および「メンテナンス」のモードとして知られる３つの機能モードで機能し得ることを特徴とする。本発明の方法は、また、１つの機能モードから別の機能モードに切り替える（swing）基準によって特徴付けられ、これらの切り替えは、処理されるべき供給原料の流量、および一方の吸着器における「メンテナンス」操作の有無によって条件付けられる。上記３つの機能モードは以下の通りである：
・「中間の生産性」モードは、装置内の供給原料の基準流量の５０〜１００％の範囲の供給原料流量を処理するために用いられ得る。「中間の生産性」モードは、単一のＳＣＣサイクルにおいて、２基の吸着器の床を一緒に操作することからなる（直列の構成）。特に、「中間の生産性」モードは、固体吸着剤が部分的に劣化していても、SCCの操作が続けられ得ることを意味する（劣化は、操作不良（poor operation）または固体吸着剤の経年化（ａｇｅ）の結果であり得る）；
・「高い生産性」モードは、装置内の供給原料の基準流量の１００％超の供給原料流量を処理するために用いられ得る。「高い生産性」モードにおいて、２基の吸着器はそれぞれ、互いに独立してＳＣＣサイクルを実施する（並列の構成として知られている）。（供給原料、脱着剤、エキストラクト、およびラフィネートの）種々の流れは、すべて２つに分割されて、２基の吸着器に同時に供給されかつ２基の吸着器から同時に抜き出される（供給原料、脱着剤、エキストラクト、およびラフィネートの流れは、吸着器毎に、それぞれ１つである）；
・ 「メンテナンス」モードは、装置内の供給原料の基準流量の５０〜７５％の範囲の供給原料流量を処理するために用いられ得る。「メンテナンス」モードは、２基の吸着器のうち一方の吸着器のみを操作することからなり、このことにより、第２吸着器（他方の吸着器）の操作が可能となり、第２吸着器は生産を完全に停止させる必要がなく、単に生産性が低下するだけである。
【００４６】
供給原料の基準流量は、「中間の生産性」モードにおいて、すなわち、空の吸着器に対して、吸着器内の液体流れの平均線速度が１．４ｃｍ／ｓに等しいようにされる単一の２４床サイクルと同等のモードにおいて、本発明の装置内で処理され得る最大の供給原料流量として規定される。
【００４７】
各吸着器はそれぞれ、プレートＰｉによって分離された１２個の床と、流体を順次分配および抽出するためのプログラミングされた手段とを含む。プレートＰｉは、種々の吸着剤床に流体を分配するための、および／または、種々の吸着剤床から流体を抽出するための室(chamber)を有する。
【００４８】
好ましくは、本発明の方法において、流体を供給または抜き出しするためにプログラミングされた複数の開閉弁が提供されている。これらの開閉弁は、典型的には、対応するプレートのすぐ近くに位置する。具体的には、各プレートＰｉについて、少なくとも４つのプログラミングされた二方開閉弁が形成されており、すなわち、これらは、２つの、つまり流体Ｆおよび流体Ｄの供給のため、ならびに、２つの、つまり流体Ｅおよび流体Ｒの抜き出しのために形成されている。
【００４９】
本発明の方法は、より具体的には、１つまたは２つの供給原料ポンプおよび２つの供給原料の流量をレギュレートする手段（吸着器毎に１つ）と、１つまたは２つの脱着剤ポンプおよび２つの脱着剤流量をレギュレートする手段（吸着器毎に１つ）と、２つのエキストラクトの流量をレギュレートする手段（吸着器毎に１つ）と、２つのラフィネートの流量をレギュレートする手段（吸着器毎に１つ）と、２つの再循環ポンプ（吸着器毎に１つ）とによって構成される。
【００５０】
SCCの下流には、脱着剤を再循環させる（recycling）単一のループ（loop）が必要である。この脱着剤再循環ループは、主に、エキストラクトを蒸留するための少なくとも１基の塔、好ましくは２基のエキストラクト蒸留塔と、少なくとも１基のラフィネート蒸留塔とからなる。
【００５１】
本発明の方法は、２基の吸着器からなり、２基の吸着器の２つのサイクルを独立して処理し得る、単一の自動手段によってコントロールされてもよい。
【００５２】
該方法は、更に、以下のものを有している：
・供給原料供給ポンプ（単数または複数）の代わりに用いられる単一のポンプ、および脱着剤供給ポンプ（単数または複数）の代わりに用いられる単一のポンプ；
・単一の代替再循環ポンプ（Ｐｃ）であって、この、単一の代替再循環ポンプ（Ｐｃ）は、第１吸着器ａ）において用いられる再循環ポンプ（Ｐａ）の代わりか、あるいは、第２吸着器ｂ）において用いられる再循環ポンプ（Ｐｂ）の代わりか、のいずれにおいても使用され得るキャパシティを有する。ポンプＰａの代わりにポンプＰｃが用いられる場合、弁Ｖａ１および弁Ｖａ２は閉にされ、弁Ｖｃ１および弁Ｖｃ３が開にされる（弁Ｖｃ２および弁Ｖｃ４は閉にされる）。ポンプＰｂの代わりにポンプＰｃが用いられる場合、弁Ｖｂ１および弁Ｖｂ２が閉にされ、弁Ｖｃ２および弁Ｖｃ４が開にされる（弁Ｖｃ１および弁Ｖｃ３は閉にされる）；
・２基の吸着器のための、単一の自動コントロール装置；
・吸着器内の濃度を分析するための、単一のインラインデバイス。そのような装置は、特に、仏国特許発明第２９４２８７９号明細書に記載されている。
【００５３】
図２からわかるように、「中間の生産性」モードにおいて、主要な流れは、第１吸着器の底部から第２吸着器の頭部に向かって移動し、第２吸着器の底部から第１吸着器の頭部に向かって移動する。この目的のために、弁Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ４、Ｖｂ１、Ｖｂ２、およびＶｂ４は開にされ、弁Ｖａ３およびＶｂ３は閉にされる。
【００５４】
図３からわかるように、「高い生産性」モードにおいて、２基の吸着器のそれぞれの底部からの流れは、それぞれの吸着器の頭部に向かって移動するように配向させられる。吸着器ａ）からの底部流れは、前記吸着器ａ）の頭部に再循環させられ、吸着器ｂ）からの底部流れは、前記吸着器ｂ）の頭部に再循環させられる。この目的のために、弁Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ３、Ｖｂ１、Ｖｂ２、およびＶｂ３は開にされ、弁Ｖａ４およびＶｂ４は閉にされる。
【００５５】
「メンテナンス」モードにおいて、用いられる吸着器の底部からの流れは、該吸着器の頭部に向かって移動するように配向させられる。
【００５６】
図４から分かるように、吸着器ａ）が用いられる場合、吸着器ａ）からの底部流れは、前記吸着器ａ）の頭部に向かって再循環させられる。この目的のために、弁Ｖａ１、弁Ｖａ２、および弁Ｖａ３は開にされ、弁Ｖａ４および一式の弁Ｖｂ１〜弁Ｖｂ４が閉にされる。同様に、吸着器ｂ）が用いられる場合、吸着器ｂ）からの底部流れは、前記吸着器ｂ）の頭部に向かって再循環させられる。この目的のために、弁Ｖｂ１、弁Ｖｂ２、および弁Ｖｂ３は開にされ、弁Ｖｂ４および一式の弁Ｖａ１〜弁Ｖａ４が閉にされる。
【００５７】
４つのクロマトグラフィー帯域は以下のように区画される：
・帯域１：パラキシレン脱着帯域であって、脱着剤Ｄの注入とエキストラクトＥの除去との間に含まれる帯域、
・帯域２：パラキシレンの異性体の脱着帯域であって、エキストラクトＥの除去と分別されるべき供給原料Ｆの注入との間に含まれる帯域、
・帯域３：パラキシレン吸着帯域であって、供給原料Ｆの注入とラフィネートＲの抜き出しとの間に含まれる帯域、および
・帯域４：ラフィネートＲの抜き出しと脱着剤Ｄの注入との間に含まれる帯域。
【００５８】
「中間の生産性」モードで機能する場合、種々のクロマトグラフィー帯域における吸着剤床の分配には、本発明の方法において２つの変形例がある。
【００５９】
本発明の方法の「中間の生産性」モードの第１変形例において、種々の注入または抜き出し口のシフトは同期しており、２基の吸着器からなるアセンブリーの床は、種々の帯域において、以下のように分配される：
・帯域１に５床；
・帯域２に９床；
・帯域３に７床；
・帯域４に３床。
【００６０】
本発明の方法の「中間の生産性」モードの第２変形例において、種々の注入または抜き出し口のシフトは同期しており、２基の吸着器からなるアセンブリーの床は、種々の帯域において、以下のように分配される：
・帯域１に４床；
・帯域２に１０床；
・帯域３に７床；
・帯域４に３床。
【００６１】
「高い生産性」モードにおける吸着剤床内の隙間速さ（interstitial speeds）は、「中間の生産性」モードにおける吸着剤床内の隙間速さとは異なる。所定の帯域内の、「中間の生産性」モードにおける隙間速度（interstitial velocity）と、「高い生産性」モードにおける隙間速度との比は、本方法の「中間の生産性」モードで処理される供給原料の流量と、本方法の「高い生産性」モードで処理される２つの供給原料の流量（吸着基毎に１つの流量）の合計との比の２倍に等しい（±１０％）。
【００６２】
「高い生産性」モードにおける切り替え周期（switch period）は、「中間の生産性」モードの切り替え時間（switch time）を、「高い生産性」モードにおける隙間速度と、「中間の生産性」モードにおける隙間速度との全帯域にわたる平均比で除算したものに等しい（±１０％）。
【００６３】
加えて、「高い生産性」モードにおけるＳＣＣの各帯域の長さは、「中間の生産性」モードにおける同一帯域の長さの半分の±３０％に等しい。米国特許第６１３６１９８号明細書中に開示されているように、帯域長さを非整数で得るためには、注入口および抜き出し口のシフトが同期している必要はない。用語「帯域長さ」は、１サイクルにわたる帯域における平均床数を意味する。「高い生産性」モードでの製造中、本発明の方法には、各吸着器の種々のクロマトグラフィー帯域における吸着剤床の分配に関して、３つの変形例が含まれる。
【００６４】
本発明の方法の「高い生産性」モードの第１変形例において、種々の注入口または抜き出し口のシフトは同期しており、２基の吸着器のうちの、各吸着器の床は、種々の帯域において、以下のように分配される：
・帯域１に２床；
・帯域２に５床；
・帯域３に３床；
・帯域４に２床。
【００６５】
本発明の方法の「高い生産性」モードの第２変形例において、一方の吸着器について、２つの注入口および２つの抜き出し口のシフトは同期しており、該吸着器の１２個の床は、以下の構成で、４つのクロマトグラフィー帯域に分配され：
・帯域１に２床；
・帯域２に５床；
・帯域３に３床；
・帯域４に２床。
【００６６】
他方の吸着器について、２つの注入口および２つの抜き出し口のシフトは同期しておらず、これにより１サイクルにわたる帯域当たりの平均床数が非整数で得られ、該吸着器の帯域当たりの床数は以下の通りである：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【００６７】
本発明の方法の「高い生産性」モードの第３変形例において、各吸着器について、２つの注入口および２つの抜き出し口のシフトは同期しておらず、これにより１サイクルにわたる帯域当たりの平均床数が非整数で得られ、各吸着器の帯域当たりの床数は以下の通りである：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【００６８】
「メンテナンス」モードにおいて、吸着剤の床中の隙間速度は、「中間の生産性」モードにおける床中の隙間速度とは異なる。所定の帯域における、「中間の生産性」モードでの隙間速度と「メンテナンス」モードでの隙間速度との比は、「中間の生産性」モードにおける方法によって処理される供給原料流量と、「メンテナンス」モードにおける方法によって処理される供給原料流量との比に等しい（±１０％）。
【００６９】
加えて、「メンテナンス」モードにおける切り替え周期は、「中間の生産性」モードの切り替え時間を、「メンテナンス」モードでの隙間速度と「中間の生産性」モードでの隙間速度との、全帯域にわたる平均比で除算したものと等しい（±１０％）。
【００７０】
「メンテナンス」モードにおけるＳＣＣの各帯域の長さは、「中間の生産性」モードのにおける同一帯域の長さの半分の±３０％に等しい。米国特許第６１３６１９８号明細書に記載されたように、帯域の長さを非整数で得るために、注入口および抜き出し口のシフトが同期している必要はない。
【００７１】
「メンテナンス」モードでの操作中、本発明の方法は、使用される単一の吸着器の、種々のクロマトグラフィー帯域における吸着剤の床の分配について、２つの変形例を含んでいてもよい。
【００７２】
本発明の方法の「メンテナンス」モードの第１変形例において、種々の注入または抜き出し口のシフトは同期しており、用いられる吸着器の床は、種々の帯域に以下のように分配される：
・帯域１に２床；
・帯域２に５床；
・帯域３に３床；
・帯域４に２床。
【００７３】
本発明の方法の「メンテナンス」モードの第２変形例において、２つの注入口および２つの抜き出し口のシフトは同期しておらず、これによりサイクル中の帯域当たりの平均床数が非整数で得られる。使用される吸着器の帯域当たりの床数は以下の通りである：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【００７４】
本発明の方法は、９０％超、好ましくは９５％超、より好ましくは９８％超のパラキシレン収率を得るために用いられ得る。
【００７５】
本発明の方法において達成される生産性に関し、時間当たりかつ吸着剤床の体積（ｍ３）当たりのパラキシレンの製造量は、２０〜１８０ｋｇ、好ましくは３５〜１４０ｋｇである。
【００７６】
本方法の１つの特徴によると、吸着工程の操作条件は以下の通りである：
・温度は、１００〜２５０℃、好ましくは１２０〜１８０℃であり；
・ 圧力は、本方法の温度でのキシレンの気泡圧力（bubble pressure ）から３０×１０５Ｐａまでの範囲であり；
・供給原料流量に対する脱着剤流量の比は、０．７〜２．５であり；
・再循環比は、２．５〜１２、好ましくは３．５〜６であり；再循環比は、吸着器の種々の床中を流れる平均流量と、当該吸着器に注入される供給原料の流量との比として規定され；
・吸着器までのサイクル周期（the duration of the cycle followed by the adsorbers）は、１４〜６０分の範囲であり；
・空の反応器に対する液体流れの平均線速度は、０．７〜１．４ｃｍ／ｓの範囲である。
【００７７】
「高い生産性」モードまたは「メンテナンス」モードでの操作中、吸着器中の含水量は、「中間の生産性」モードでの操作中にレギュレートされる値より＋５〜＋４０重量ｐｐｍ高い値にレギュレートされる。好ましくは、この含水量は、「中間の生産性」モードでの操作中にレギュレートされる値より＋１０〜＋２５ｐｐｍ高くレギュレートされる。実際、驚くべきことに、吸着器内の含水量については、最適化された範囲が存在することが分かっており、これは、本発明の方法のために選択された操作モードに依存する。
【００７８】
本発明の方法においては、吸着器内の含水量をレギュレートすることが可能であれば、任意の手段が用いられ得る。前記含水量をレギュレートするための好ましい手段は、仏国特許発明第２７５７５０７号明細書に記載されたように、吸着器（単数または複数）に供給する流れの中に水を連続的に（continuously）注入することである。
【実施例】
【００７９】
本発明は、以下の２つの実施例から、より良く理解されることができる。
【００８０】
実施例１（従来技術に合致する）
２４個の床によって構成され、各床の長さが１．１ｍであり内半径が１．０５ｍであるＳＣＣ装置について検討した。ＳＣＣ装置は、１つの供給原料注入口、１つの脱着剤注入口、１つのエキストラクト抜き出し口、および１つのラフィネート抜き出し口を有していた。
【００８１】
用いた吸着剤はＢａＸタイプゼオライトの固体（zeolitic BaX type solid）であり、脱着剤はパラジエチルベンゼンであった。温度は１７５℃であり、圧力は１５バールであった。含水量は９５重量ｐｐｍであった。
【００８２】
供給原料の組成は、パラキシレン２１．６％、オルトキシレン２０．８％、メタキシレン４７．９％、およびエチルベンゼン９．７％であった。
【００８３】
ＳＣＣ装置は、分配器プレートによって分離された２４個の床により構成されていた。注入ネットワークおよび抜き出しネットワークは、各分配器プレートと関連（assosiated with）していた。用いた洗浄装置は、国際公開第２０１０／０２０７１５号パンフレットに記載のバイパス流体流量調節（modulated）装置であった。各帯域における同期性は１００％であった。
【００８４】
中間の生産性の場合：
種々の注入口および抜き出し口を同期式でシフトした。床を、以下の構成で、４つのクロマトグラフィー帯域に分配した：
５／９／７／３。
【００８５】
供給原料および脱着剤の注入流量（基準温度を４０℃と想定することによって規定される）は、以下の通りであった：
・供給原料の注入流量 ０．６３７ｍ３／分；
・脱着剤の注入流量 ０．８０５ｍ３／分。
【００８６】
加えて、帯域４の流量は１．９６３ｍ３／分であり、エキストラクト抜き出し流量は、０．４１４ｍ３／分であった。切り替え周期は、６８．０秒であった。
【００８７】
シミュレーションによって以下の数値を得た：
パラキシレンの純度 ９９．８６％；
パラキシレンの収率 ９８．４％；
生産性 ７５．５ｋｇＰＸ．ｈ−１．ｍ−３（指数ＰＸは、生産性がパラキシレンの重量（ｋｇ）で表されることを示す）。
【００８８】
供給原料および脱着剤の注入流量（４０℃の基準温度を用いて規定される）が以下の通りであると想定することによって、供給原料流量の最小値（The minimum）を得た：
・供給原料の注入流量 ０．３１６ｍ３／分；
・脱着剤の注入流量 ０．４００ｍ３／分。
【００８９】
加えて、帯域４の流量は０．９７５ｍ３／分であって、エキストラクトの抜き出し流量は０．２０６ｍ３／分であった。切り替え周期は１３７．０秒であった。
【００９０】
シミュレーションによって、以下の数値を得た：
パラキシレンの純度 ９９．８６％；
パラキシレンの収率 ９７．３％；
生産性 ３７．１ｋｇＰＸ．ｈ−１．ｍ−３。
【００９１】
高い生産性の場合：
吸着器内の圧力降下ならびに、吸着剤固体および内部装置の力学的挙動のために、中間の生産性で得られた流量を増加させることは、不可能であった。
【００９２】
吸着器のメンテナンス：
例えば固体吸着剤の交換等のメンテナンス中、SCC装置全体を停止させなければならなかったため、パラキシレンは製造されなかった。
【００９３】
実施例２（本発明に合致する）
２基の吸着器によって構成されかつ各吸着器が１２個の床を有するＳＣＣ装置について検討した。各床は、長さが１．１ｍであり内半径が１．０５ｍであった。
【００９４】
用いた吸着剤はＢａＸタイプゼオライトの固体であり、脱着剤はパラジエチルベンゼンであった。温度は１７５℃であり、圧力は１５バールであった。
【００９５】
供給原料の組成は、パラキシレン２１．６％、オルトキシレン２０．８％、メタキシレン４７．９％、およびエチルベンゼン９．７％であった。
【００９６】
各吸着器は、分配器プレートによって分離された１２個の床により構成されていた。注入ネットワークおよび抜き出しネットワークは、各分配器プレートに対応していた（corresponded to）。用いた洗浄装置は、国際公開第２０１０／０２０７１５号パンフレットに記載のバイパス流体流量調節装置であった。各帯域における同期性は１００％であった。
【００９７】
中間の生産性の場合：
種々の注入口および抜き出し口を同期式でシフトした。床を、以下の構成で、４つのクロマトグラフィー帯域に分配した：
５／９／７／３。
【００９８】
供給原料および脱着剤の注入流量（基準温度を４０℃と想定することによって規定される）は、以下の通りであった：
・供給原料の注入流量 ０．６３７ｍ３／分；
・脱着剤の注入流量 ０．８０５ｍ３／分。
【００９９】
加えて、帯域４の流量は１．９６３ｍ３／分であり、エキストラクト抜き出し流量は、０．４１４ｍ３／分であった。切り替え周期は、６８．０秒であった。含水量は９５重量ｐｐｍであった。
【０１００】
シミュレーションによって、以下の数値を得た：
パラキシレンの純度 ９９．８６％；
パラキシレンの収率 ９８．４％；
生産性 ７５．５ｋｇＰＸ．ｈ−１．ｍ−３。
【０１０１】
供給原料および脱着剤の注入流量（４０℃の基準温度を用いて規定される）が以下の通りであると想定することによって、処理された供給原料流量の最小値を得た：
・供給原料の注入流量 ０．３１６ｍ３／分；
・脱着剤の注入流量 ０．４００ｍ３／分。
【０１０２】
加えて、帯域４の流量は０．９７５ｍ３／分であって、エキストラクトの抜き出し流量は０．２０６ｍ３／分であった。切り替え周期は１３７．０秒であった。
【０１０３】
シミュレーションによって、以下の数値を得た：
パラキシレンの純度 ９９．８６％；
パラキシレンの収率 ９７．３％；
生産性 ３７．１ｋｇＰＸ．ｈ−１．ｍ−３。
【０１０４】
高い生産性の場合：
各吸着器は、他方の吸着器のサイクルとは独立して、サイクルを実施した。
【０１０５】
各吸着器について、種々の注入口および抜き出し口を同期式でシフトした。各吸着器において、床を、以下の構成で、４つのクロマトグラフィー帯域に分配した：
２／５／３／２。
【０１０６】
２基の吸着器のそれぞれについて、供給原料および脱着剤の注入流量（基準温度を４０℃と想定することによって規定される）は、以下の通りであった：
・供給原料の注入流量 ０．４６４ｍ３／分；
・脱着剤の注入流量 ０．６２７ｍ３／分。
【０１０７】
加えて、帯域４の流量は１．４１２ｍ３／分であり、エキストラクト抜き出し流量は、０．３６０ｍ３／分であった。切り替え周期は、９１．１秒であった。含水量は１１０重量ｐｐｍであった。
【０１０８】
シミュレーションによって、２基の吸着器によって構成された装置全体を考慮して、以下の数値を得た：
パラキシレンの純度 ９９．７１％；
パラキシレンの収率 ９７．０３％；
生産性 １０８．５ｋｇＰＸ．ｈ−１．ｍ−３。
【０１０９】
１器の吸着器のメンテナンス：
メンテナンスが行われていない方の吸着器は、１２床ＳＣＣサイクルを実施し、種々の注入口および抜き出し口を同期式でシフトした。床を、以下の構成で、４つのクロマトグラフィー帯域に分配した：
２／５／３／２。
【０１１０】
供給原料および脱着剤の注入流量（基準温度を４０℃と想定することによって規定される）は、以下の通りであった：
・供給原料の注入流量 ０．４６４ｍ３／分；
・脱着剤の注入流量 ０．６２７ｍ３／分。
【０１１１】
加えて、各吸着器について、帯域４の流量は１．４１２ｍ３／分であり、エキストラクト抜き出し流量は、０．３６０ｍ３／分であった。切り替え周期は、９１．１秒であった。含水量は１１０重量ｐｐｍであった。
【０１１２】
シミュレーションによって、２基の吸着器によって構成された装置全体を考慮して、以下の数値を得た：
パラキシレンの純度 ９９．７１％；
パラキシレンの収率 ９７．０３％；
生産性 ５４．２ｋｇＰＸ．ｈ−１．ｍ−３。
【０１１３】
上記実施例は、本発明の方法の利点をよく例示している。つまり、本発明の方法は、低い生産性および中間の生産性については従来技術の方法と同等の性能を有するが、加えて、より高い生産性を得ることができる。従来技術の方法に対して、本発明の方法はまた、２基のうち一方の吸着器のメンテナンス操作中に、パラキシレンの製造を維持するために用いられ得る。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キシレンの分離方法であって、該方法は、キシレンの混合物によって構成される供給原料からエキストラクトおよびラフィネートを生産させ、かつ、一連の、ａ）およびｂ）と示される２基の吸着器を用いて擬似向流で操作し、各吸着器は固体吸着剤の１２個の床を含み、
各吸着器は、４つの帯域、すなわち、
・帯域１：パラキシレン脱着帯域であって、脱着剤Ｄの注入とエキストラクトＥの除去との間に含まれる帯域、
・帯域２：パラキシレンの異性体の脱着帯域であって、エキストラクトＥの除去と分別されるべき供給原料Ｆの注入との間に含まれる帯域、
・帯域３：パラキシレン吸着帯域であって、供給原料Ｆの注入とラフィネートＲの抜き出しとの間に含まれる帯域、および
・帯域４：ラフィネートＲの抜き出しと脱着剤Ｄの注入との間に含まれる帯域、
に分割され、
２基の吸着器は、処理されるべき供給原料の流量および一方の吸着器のメンテナンス操作の有無（any）に応じて、下記の３つの異なるモードで接続されてよく：
・「高い生産性」モード（１００〜１５０％）において、２基の吸着器は並列に接続されており、すなわち、２基の吸着器のそれぞれの底部からの流れは、それぞれの吸着器の頭部に向かって移動するように配向させられ、すなわち、吸着器ａ）の底部からの流れは前記吸着器ａ）の頭部に再循環させられ、吸着器ｂ）の底部からの流れは前記吸着器ｂ）の頭部に再循環させられ；
・「中間の生産性」モード（５０〜１００％）において、吸着器は直列に接続されており、すなわち、主要な流れは、第１吸着器ａ）の底部から第２吸着器ｂ）の頭部に向かって移動し、第２吸着器ｂ）の底部から第１吸着器ａ）の頭部に向かって移動し；
・「メンテナンス」モード（５０〜７５％）において、２基の吸着器は分離され（decoupled）ており、該方法は単一の吸着器で操作し、使用される吸着器ａ）またはｂ）の底部からの流れは、前記吸着器の頭部に向かって移動するように配向させられ；
基準となる供給原料流量（１００％）は、（空の吸着器に対して）吸着器内の液体流れの平均線速度が１．４ｃｍ／ｓに等しいようにされる「中間の生産性」モードにおいて装置内で処理され得る最大の供給原料流量として規定される、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「高い生産性」モードにおいて、各吸着器は、供給原料導入口、脱着剤導入口、エキストラクト抜き出し口、およびラフィネート抜き出し口を同期式でシフトし、帯域当たりの床数は以下の通りであり：
・帯域１に２床；
・帯域２に５床；
・帯域３に３床；
・帯域４に２床、
このことは、２／５／３／２と略記される、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「高い生産性」モードにおいて、一方の吸着器は、供給原料導入口、脱着剤導入口、エキストラクト抜き出し口、およびラフィネート抜き出し口を同期式でシフトし、他方の吸着器は、Ｖａｒｉｃｏｌタイプのシフトモードにあり、同期式シフトモードにある吸着器の帯域当たりの床数は、２／５／３／２であり、Ｖａｒｉｃｏｌタイプのシフトモードにある吸着器の帯域当たりの平均床数は以下の通りである、方法：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【請求項４】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「高い生産性」モードにおいて、２基の吸着器ａ）およびｂ）は、供給原料導入口、脱着剤導入口、エキストラクト抜き出し口、およびラフィネート抜き出し口をＶａｒｉｃｏｌタイプのモードでシフトし、帯域当たりの平均床数は、以下の通りである、方法：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【請求項５】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「中間の生産性」モードにおいて、２基の吸着器ａ）およびｂ）は、供給原料導入口、脱着剤導入口、エキストラクト抜き出し口、およびラフィネート抜き出し口を同期式でシフトし、帯域当たりの床数は、５／９／７／３である、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「中間の生産性」モードにおいて、２基の吸着器ａ）およびｂ）は、供給原料導入口、脱着剤導入口、エキストラクト抜き出し口、およびラフィネート抜き出し口を同期式でシフトし、帯域当たりの床数は、４／１０／７／３である、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「メンテナンス」モードにおいて、使用される吸着器は、供給原料導入口、脱着剤導入口、エキストラクト抜き出し口、およびラフィネート抜き出し口を同期式でシフトし、帯域当たりの床数は、２／５／３／２である、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「メンテナンス」モードにおいて、使用される吸着器は、供給原料導入口、脱着剤導入口、エキストラクト抜き出し口、およびラフィネート抜き出し口について「Ｖａｒｉｃｏｌ」タイプのシフトモードにあり、帯域当たりの床数は、以下の通りである、方法：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【請求項９】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、吸着工程のための操作条件は以下のとおりである、方法：
・温度は、１００〜２５０℃、好ましくは１２０〜１８０℃であり；
・圧力は、本方法の温度でのキシレンの気泡圧力（bubble pressure ）から３０×１０５Ｐａまでの範囲であり；
・供給原料流量に対する脱着剤流量の比は、０．７〜２．５であり；
・再循環比は、２．５〜１２、好ましくは３．５〜６であり；再循環比は、吸着器の種々の床中を流れる平均流量と、当該吸着器に注入される供給原料の流量との比として規定され；
・吸着器までのサイクル周期（the duration of the cycle followed by the adsorbers）は、１４〜３０分の範囲、好ましくは１８〜２３分の範囲であり；
・空の反応器に対する液体流れの平均線速度は、０．７〜１．４ｃｍ／ｓの範囲、好ましくは０．８５〜１．１ｃｍ／ｓの範囲であり；
・液相含水量は、５０〜１４０重量ｐｐｍの範囲、好ましくは８０〜１２０重量ｐｐｍの範囲で維持される。
【請求項１０】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「高い生産性」モードにおける吸着器内の含水量は、「中間の生産性」モードにおける操作中にレギュレートされる値より、＋５〜＋４０重量ｐｐｍ高い値、好ましくは＋１０〜＋２５重量ｐｐｍ高い値にレギュレートされる、方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「メンテナンス」モードにおいて使用される吸着器中の含水量は、「中間の生産性」モードにおける操作中にレギュレートされる値より、＋５〜＋４０重量ｐｐｍ高い値、好ましくは＋１０〜＋２５重量ｐｐｍ高い値にレギュレートされる、方法。
【請求項１２】
純度９９．７重量％超のパラキシレンの製造に適用される、請求項１〜１１のいずれか１つに記載のキシレンの分離方法。
【請求項１】
キシレンの分離方法であって、該方法は、キシレンの混合物によって構成される供給原料からエキストラクトおよびラフィネートを生産させ、かつ、一連の、ａ）およびｂ）と示される２基の吸着器を用いて擬似向流で操作し、各吸着器は固体吸着剤の１２個の床を含み、
各吸着器は、４つの帯域、すなわち、
・帯域１：パラキシレン脱着帯域であって、脱着剤Ｄの注入とエキストラクトＥの除去との間に含まれる帯域、
・帯域２：パラキシレンの異性体の脱着帯域であって、エキストラクトＥの除去と分別されるべき供給原料Ｆの注入との間に含まれる帯域、
・帯域３：パラキシレン吸着帯域であって、供給原料Ｆの注入とラフィネートＲの抜き出しとの間に含まれる帯域、および
・帯域４：ラフィネートＲの抜き出しと脱着剤Ｄの注入との間に含まれる帯域、
に分割され、
２基の吸着器は、処理されるべき供給原料の流量および一方の吸着器のメンテナンス操作の有無（any）に応じて、下記の３つの異なるモードで接続されてよく：
・「高い生産性」モード（１００〜１５０％）において、２基の吸着器は並列に接続されており、すなわち、２基の吸着器のそれぞれの底部からの流れは、それぞれの吸着器の頭部に向かって移動するように配向させられ、すなわち、吸着器ａ）の底部からの流れは前記吸着器ａ）の頭部に再循環させられ、吸着器ｂ）の底部からの流れは前記吸着器ｂ）の頭部に再循環させられ；
・「中間の生産性」モード（５０〜１００％）において、吸着器は直列に接続されており、すなわち、主要な流れは、第１吸着器ａ）の底部から第２吸着器ｂ）の頭部に向かって移動し、第２吸着器ｂ）の底部から第１吸着器ａ）の頭部に向かって移動し；
・「メンテナンス」モード（５０〜７５％）において、２基の吸着器は分離され（decoupled）ており、該方法は単一の吸着器で操作し、使用される吸着器ａ）またはｂ）の底部からの流れは、前記吸着器の頭部に向かって移動するように配向させられ；
基準となる供給原料流量（１００％）は、（空の吸着器に対して）吸着器内の液体流れの平均線速度が１．４ｃｍ／ｓに等しいようにされる「中間の生産性」モードにおいて装置内で処理され得る最大の供給原料流量として規定される、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「高い生産性」モードにおいて、各吸着器は、供給原料導入口、脱着剤導入口、エキストラクト抜き出し口、およびラフィネート抜き出し口を同期式でシフトし、帯域当たりの床数は以下の通りであり：
・帯域１に２床；
・帯域２に５床；
・帯域３に３床；
・帯域４に２床、
このことは、２／５／３／２と略記される、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「高い生産性」モードにおいて、一方の吸着器は、供給原料導入口、脱着剤導入口、エキストラクト抜き出し口、およびラフィネート抜き出し口を同期式でシフトし、他方の吸着器は、Ｖａｒｉｃｏｌタイプのシフトモードにあり、同期式シフトモードにある吸着器の帯域当たりの床数は、２／５／３／２であり、Ｖａｒｉｃｏｌタイプのシフトモードにある吸着器の帯域当たりの平均床数は以下の通りである、方法：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【請求項４】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「高い生産性」モードにおいて、２基の吸着器ａ）およびｂ）は、供給原料導入口、脱着剤導入口、エキストラクト抜き出し口、およびラフィネート抜き出し口をＶａｒｉｃｏｌタイプのモードでシフトし、帯域当たりの平均床数は、以下の通りである、方法：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【請求項５】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「中間の生産性」モードにおいて、２基の吸着器ａ）およびｂ）は、供給原料導入口、脱着剤導入口、エキストラクト抜き出し口、およびラフィネート抜き出し口を同期式でシフトし、帯域当たりの床数は、５／９／７／３である、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「中間の生産性」モードにおいて、２基の吸着器ａ）およびｂ）は、供給原料導入口、脱着剤導入口、エキストラクト抜き出し口、およびラフィネート抜き出し口を同期式でシフトし、帯域当たりの床数は、４／１０／７／３である、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「メンテナンス」モードにおいて、使用される吸着器は、供給原料導入口、脱着剤導入口、エキストラクト抜き出し口、およびラフィネート抜き出し口を同期式でシフトし、帯域当たりの床数は、２／５／３／２である、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「メンテナンス」モードにおいて、使用される吸着器は、供給原料導入口、脱着剤導入口、エキストラクト抜き出し口、およびラフィネート抜き出し口について「Ｖａｒｉｃｏｌ」タイプのシフトモードにあり、帯域当たりの床数は、以下の通りである、方法：
・帯域１に２．５（＋または−０．５）床；
・帯域２に４．５（＋または−０．５）床；
・帯域３に３．５（＋または−０．５）床；
・帯域４に１．５（＋または−０．５）床。
【請求項９】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、吸着工程のための操作条件は以下のとおりである、方法：
・温度は、１００〜２５０℃、好ましくは１２０〜１８０℃であり；
・圧力は、本方法の温度でのキシレンの気泡圧力（bubble pressure ）から３０×１０５Ｐａまでの範囲であり；
・供給原料流量に対する脱着剤流量の比は、０．７〜２．５であり；
・再循環比は、２．５〜１２、好ましくは３．５〜６であり；再循環比は、吸着器の種々の床中を流れる平均流量と、当該吸着器に注入される供給原料の流量との比として規定され；
・吸着器までのサイクル周期（the duration of the cycle followed by the adsorbers）は、１４〜３０分の範囲、好ましくは１８〜２３分の範囲であり；
・空の反応器に対する液体流れの平均線速度は、０．７〜１．４ｃｍ／ｓの範囲、好ましくは０．８５〜１．１ｃｍ／ｓの範囲であり；
・液相含水量は、５０〜１４０重量ｐｐｍの範囲、好ましくは８０〜１２０重量ｐｐｍの範囲で維持される。
【請求項１０】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「高い生産性」モードにおける吸着器内の含水量は、「中間の生産性」モードにおける操作中にレギュレートされる値より、＋５〜＋４０重量ｐｐｍ高い値、好ましくは＋１０〜＋２５重量ｐｐｍ高い値にレギュレートされる、方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の擬似向流分離方法であって、「メンテナンス」モードにおいて使用される吸着器中の含水量は、「中間の生産性」モードにおける操作中にレギュレートされる値より、＋５〜＋４０重量ｐｐｍ高い値、好ましくは＋１０〜＋２５重量ｐｐｍ高い値にレギュレートされる、方法。
【請求項１２】
純度９９．７重量％超のパラキシレンの製造に適用される、請求項１〜１１のいずれか１つに記載のキシレンの分離方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−４９０５２（Ｐ２０１３−４９０５２Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１８３７２６（Ｐ２０１２−１８３７２６）
【出願日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【出願人】（５９１００７８２６）イエフペ エネルジ ヌヴェル (261)
【氏名又は名称原語表記】ＩＦＰ ＥＮＥＲＧＩＥＳ ＮＯＵＶＥＬＬＥＳ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８３７２６（Ｐ２０１２−１８３７２６）
【出願日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【出願人】（５９１００７８２６）イエフペ エネルジ ヌヴェル (261)
【氏名又は名称原語表記】ＩＦＰ ＥＮＥＲＧＩＥＳ ＮＯＵＶＥＬＬＥＳ
【Ｆターム（参考）】
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