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7/23/2019 Us 8507744
http://slidepdf.com/reader/full/us-8507744 1/6
US008507744B2
1 2 )
Ulllted States Patent
1 0 )
P a t e n t
N 0 . : U S
8 , 5 0 7 , 7 4 4 B2
H a g e m e i s t e r e t
a 1 .
( 4 5 ) D a t e
o f
P a t e n t : * A u g .
1 3 ,
2 0 1 3
( 5 4 )
PROCESS FORTHE PURIFICATION OF 3 , 6 6 2 , 0 1 3 A 5 / 1 9 7 2 M a c h e l l
e t
a 1 .
PARAXYLENE
4 , 0 0 2 , 6 9 8
A 1 / 1 9 7 7
K a e d i n g
4 , 0 6 7 , 9 2 0
A 1 / 1 9 7 8 K a e d i n g
. 4,120,911
A 10/1978 Davidson
( 7 5 ) I n v e n t o r s :
Mark
a u l l
H a g e m e l s t e r ,
H o u s t o n ,
TX
4 , 3 5 6 , 3 3 8
A
“M982
Y o u n g
(U );DaV1d
Lee J 0 h I 1 S 0 I 1 , D O y 1 e S I O W n , 4 , 4 2 3 , 2 6 6 A 1 2 / 1 9 8 3
Y o u n g
PA
( U S ) ; John Joseph Monson,
League 5 , 6 7 5 , 0 4 7 A 1 0 / 1 9 9 7
B e c k e t
a l .
C i t y TX U s )
5 , 8 0 4 , 6 9 0
A 9 / 1 9 9 8 C h a n g
@ 1 2 1 1 .
’ 5,811,629 A 9/1998 Hubbell e t
a l .
. . .
5,939,597 A 8/1999 D tal.
( 7 3 )
A s s 1 g n e e : E X X O I l M O b l l C h e m i c a l
P a t e n t s
I n c . , 6 , 0 2 8 , 2 3 8 A
2 0 0 0 0
1 3 2 5 1 1 3 3 3 1 ‘
H o u s t o n , TX Us) 6 , 0 4 6 , 3 7 2 A 4 / 2 0 0 0 Brown 1 : 1 1 .
6 , 0 4 8 , 8 1 6 A 4 / 2 0 0 0 Brown
t
a l .
( * ) N o t i c e :
S u b j e c t
t o any d i s c l a i m e r , t h e term of h i s 6 , 1 5 6 , 9 4 9 A 1 2 / 2 0 0 0 Brown t a l .
p a t e n t i s e x t e n d e d o r a d j u s t e d u n d e r 3 5 g l a c p h e r t s o l n e t a 1 ~
, , ro n
a
USC'
5 4 0 : ’ ) by 0 d a y s ‘
6 , 5 0 4 , 0 7 2
B 1 1 / 2 0 0 3 B r o w n
6 1 : 1 1 .
T h i s p a t e n t
i s
s u b j e c t t o
a t e r m i n a l d i s - 6 , 5 0 6 , 9 5 4 B1 V2003 Brown
t
a l
Claimer 6 , 5 3 8 , 1 6 7 B1
3 / 2 0 0 3
Brown t a l .
6,642,426
B1 11/2003 Johnson e t
a 1 .
7 , 3 2 1 , 0 7 2 B2 1 / 2 0 0 8 Breen t
a l .
( 2 1 )
A P P 1 -
N O - I
1 3 / 5 5 9 , 2 1 5
7 , 4 3 9 , 4 1 2 B2 1 0 / 2 0 0 8
Ou
t a l .
( 2 2 )
F i l e d ; JUL
2 6 , 2012
FOREIGN
PATENT
DOCUMENTS
W0 WO 8/14415 4/1998
( 6 5 ) P r i o r
P u b l i c a t i o n Data
US
012/0296143
A1
N o v . 2 2 , 2012 OTHER UBLICATIONS
R
d
U
A
l _
_
D
I . K i r i c s i
e t
a 1 . , “ A l k y l a t i o n
o f T o l u e n e
w i t h
Methanol
o v e r a Z e o l i t e
6 ate PP
lcatlon
ata
Disc S y n t h e s i z e d Through
S o l i d S t a t e R e a c t i o n s ” ,
Reaction K i n e t i c s
( 6 3 )
C o n t i n u a t i o n o f a p p l i c a t i o n N o .
1 2 / 7 5 5 , 7 5 1 ,
? l e d
on a n d
C a t a l y s i s L e t t e r ,
1 9 9 7 ,
v o l . 6 0 ,
N 0 . 1 ,
p p .
8 9 - 9 2 .
A p r . 7 ,
2 0 1 0 , noW
P a t .
NO. 8 , 2 3 1 , 1 0 6 . D . V u
e t a l . , “ S e l e c t i v e
F o r m a t i o n o f P a r a - x y l e n e O v e r
H-ZSM-5
. . . .
Coated ith PolycrystallineSilicalite
Crystals”,
Journal of atalysis,
( 6 0 )
T I E - 0 3 1 3 8 0 9 1 1 2 1 1
a p p l 1 c a t 1 o n
N o .
6 1 / 1 6 9 , 0 7 0 , ? l e d
o n
A p r . 2 0 0 6 ,
V o l ‘
2 4 3 ,
p p ‘ 3 8 9 6 9 4
( 5 1 ) [ 5 1 0 2 5 1 2 7 6 6 2 0 0 6 0 1
P r i m a r y
E x a m i n e r * h u a n
D
Dang
( 5 2 ) U Cl ( ) ( 7 4 ) A t t o r n e y , A g e n t , o r Firm * ndreW B . G r i ? i s
USPC . . . . . . . . . . . . 585/467; 585/450;
585/469;
585/812
( 5 8 ) F i e l d o f
C l a s s i ? c a t i o n
S e a r c h ( 5 7 ) ABSTRACT
USPC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585/467, 450, 469, 812
S e e a p p l i c a t i on ? l e f o r c o m p l e t e s e a r c h h i s t o r y . The p r o p o s e d p r o c e s s u s e s
c r y s t a l l i z a t i o n t e c h n o l o g y
t o
p u r i f y p a r a x y l e n e s i m u l t a n e o u s l y
o f
l a r g e
c o n c e n t r a t i o n s o f
( 5 6 )
R e f e r e n c e s C i t e d C 8 a r o m a t i c s a n d
a l s o
s m a l l c o n c e n t r a t i o n s o f o x y g e n a t e d
U . S . PATENT DOCUMENTS
3 , 4 6 2 , 5 0 8 A 8 / 1 9 6 9 D r e s s e r
e t a l .
3 , 6 4 3 , 4 5 3 A 2 / 1 9 7 2 G r o o t h u i s
e t
a l .
s p e c i e s .
9 C l a i m s , No D r a w i n g s
7/23/2019 Us 8507744
http://slidepdf.com/reader/full/us-8507744 2/6
US
8 , 5 0 7 , 7 4 4
B2
1
PROCESS
FOR THE PURIFICATION OF
PARAXYLENE
CROSS
REFERENCE
TO
RELATED
APPLICATIONS
T h i s
a p p l i c a t i o n
i s
a
c o n t i n u a t i o n
o f
U S . P a t .
No.
8 , 2 5 2 ,
9 6 7 , ? l e d
A p r .
7 , 2 0 1 0 , W h i c h c l a i m s p r i o r i t y t o US. P r o v i
s i o n a l
A p p l i c a t i o n
S e r .
N o . 6 1 / 1 6 9 , 0 7 0 ?l e d
A p r . 1 4 ,
2 0 0 9 ,
t h e d i s c lo s u r e s
o f
W h i c h a r e f u l l y i n c o r p o r a t e d h e r e i n by
r e f e r e n c e .
FIELD
OFTHE INVENTION
The
i n v e n t i o n
r e l a t e s t o
a p r o c e s s f o r t h e p u r i ? c a t i o n
of
p a r a x y l e n e b y c r y s t a l l i z a t i o n .
BACKGROUND OFTHE INVENTION
Of
h e x y l e n e
i s o m e r s ,
p a r a - x y l e n e
( o f t e n
a b b r e v i a t e d P X )
i s o f p a r t i c u l a r v a l u e
s i n c e
i t i s
u s e f u l
i n t h e m a n u f a c t u re o f
t e r e p h t h a l i c a c i d
Which s an
i n t e r m e d i a t e i n
t h e m a n u f a c t u r e
o f
s y n t h e t i c
? b e r s .
E q u i l i b r i u m m i x t u r e s o f x y l e n e i s o me r s
e i t h e r a l o n e
o r
i n f u r t h e r
a d m i x t u r e W i t h
e t h y l b e n z e n e
gen
e r a l l y c o n t a i n
o n l y a b o u t
2 4 W t
a r a - x y l e n e a n d s e p a r a t i o n
o f p - x y l e n e
f r o m
s u c h m i x t u r e s h a s
t y p i c a l l y
r e q u i r e d s u p e r
f r a c t i o n a t i o n
a n d m u l t i s t a g e
r e f r i g e r a t i o n
s t e p s . S u c h
p r o
c e s s e s h a v e i n v o l v e d h i g h o p e r a t i o n c o s t s and e s u l t e d i n o n l y
l i m i t e d y i e l d s .
C r y s t a l l i z a t i o n
t e c h n o l o g y
h a s b e e n u s e d
t o
p u r i f y
p a r a x y
l e n e c o m m e r c i a l l y .
T h e
p a r a x y l e n e
s t r e a m s c u r r e n t l y p u r i ? e d
u s i n g
c r y s t a l l i z a t i o n a r e
n o t made v i a a l k y l a t i o n o f t o l u e n e
W i t h
m e t h a n o l and
h u s
d o n o t c o n t a i n
s i g n i ? c a n t
c o n c e n t r a
t i o n s
o f o x y g e n a t e s .
During t h e p a s t decade
o r
more an
improved
p r o c e s s of
t o l u e n e a l k y l a t i o n h a s b e e n d e v e l o p e d u s i n g a s
c a t a l y s t s
c e r
t a i n
p o r o u s c r y s t a l l i n e
m a t e r i a l s ,
p r e f e r a b l y h a v i n g s p e c i ? c
and
c l o s e l y
de?ned
d i f f u s i o n
c h a r a c t e r i s t i c s ,
s u c h
a s
c a n
be
o b t a i n e d b y u n u s u a l l y s e v e r e s t e a m i n g o f ZSM-5 c o n t a i n i n g
an o x i d e
m o d i ? e r .
Under a p p r o p r i a t e c o n d i t i o n s ,
t h e s e
c a t a
l y s t s
e x h i b i t
i m p r o v e d
s e l e c t i v i t y f o r
t h e
a l k y l a t i o n o f
t o l u e n e
W i t h m e t h a n o l s u ch t h a t t h e x y l e n e p r o d u ct c o n t a i n s a t l e a s t
a b o u t 90
f h e
p a r a i s o m e r i s o m e r a t p e r - p a s s t o l u e n e con
v e r s i o n s o f a t l e a s t a b o u t 1 5 . T h i s i m p o r t a n t d e v e l o p m e n t
h a s
been d e s c r i b e d i n numerous p a t e n t s and p u b l i c a t i o n s ,
s u c h a s
US. P a t .
N o s . 4 , 0 0 2 , 6 9 8 ; 4 , 3 5 6 , 3 3 8 ; 4 , 4 2 3 , 2 6 6 ;
5 , 6 7 5 , 0 4 7 ;
5 , 8 0 4 , 6 9 0 ;
5 , 9 3 9 , 5 9 7 ;
6 , 0 2 8 , 2 3 8 ;
6 , 0 4 6 , 3 7 2 ;
6 , 0 4 8 , 8 1 6 ;
6 , 1 5 6 , 9 4 9 ;
6 , 4 2 3 , 8 7 9 ;
6 , 5 0 4 , 0 7 2 ;
6 , 5 0 6 , 9 5 4 ;
6 , 5 3 8 , 1 6 7 ;
a n d 6 , 6 4 2 , 4 2 6 .
T h e p a r a x y l e n e - r i c h
s t r e a m p r o d u c e d
b y
a l k y l a t i o n o f o l u
e n e W i t h methanol u s i n g t h e a f o r e m e n t i o n e d steamed
o r o u s
c r y s t a l l i n e m a t e r i a l h a s b o t h h i g h c o n c e n t r a t i o n s
o f
C 8 a r o
m a t i c s
( o - x y l e n e ,
m - x y l e n e , s t y r e n e , e t h y l b e n z e n e ,
e t c . )
a n d
l o W b u t s i g n i ? c a n t c o n c e n t r a t i o n s o f
o x y g e n a t e d
s p e c i e s
( a c e t i c a c i d , p h e n o l , c r e s o l s , e t c ) .
P r e v i o u s p r o c e s s e s
ofmak
i n g
p a r a x y l e n e s
b y a l k y l a t i o n d i d
n o t h a v e
s i g n i ? c a n t
q u a n
t i t i e s o f
o x y g e n a t e s , a c c o r d in g l y
t h i s p r o b l e m a n d
i t s m a g n i
t u d e Was u n e x p e c t e d .
There a r e
a num ber
of o s s i b i l i t i e s
t h a t
c om e
t o mind i n
p u r i f y i n g t h e s e f e e d s t r e a m s o n c e t h e i m p u r it i e s h a v e b e e n
i d e n t i ? e d .
For i n s t a n c e ,
one
could use
a
combination of processes t o
? r s t remove loW
c o n c e n t r a t i o n s o f
o x y g e n a t e s
( e . g . e x t r a c
t i o n , a b s o r p t i o n , e t c . )
and
t h e n a s e c o n d p r o c e s s t o remove
h i g h
c o n c e n t r a t i o n s
o f C8 a r o m a t i c s ( e . g . s i mu l a t e d c o u n t e r
c u r r e n t a b s o r p t io n ) .
H o W e v e r ,
t h i s i s
e n e r g y
a n d
t i m e - i n e ? i
c i e n t .
20
25
30
35
40
45
50
55
60
6 5
2
A ore e ? i c i e n t p r o c e s s
i s
r e q u i r e d
t o
p u r i f y t h e p a r a x y
l e n e t o
meet
r e q u i r e m e n t s f o r u s e
i n
s u b s e q u e n t c h e m i c a l
p r o c e s s e s ( e g p r o d u c t i o n o f t e r e p h t h a l i c a c i d ) .
The p r e s e n t
i n v e n t o r s
h a v e s u r p r i s i n g l y d i s c o v e r e d
a
p r o
c e s s W h e r e b y ,
u s i n g
c r y s t a l l i z a t i o n t e c h n o l o g y , p a r a x y l e n e
m ay b e
p u r i ? e d
b y s e p a r a t i n g
p a r a x y l e n e b o t h
f r o m c o n c e n
t r a t i o n s
o f o t h e r
C 8
a r o m a t i c s
and
a l s o
s m a l l c o n c e n t r a t i o n s
o f
o x y g e n a t e d s p e c i e s .
C r y s t a l l i z a t i o n t e c h n o l o g y
p e r s e i s
W e l l - k n o w n , a n d t h e r e
a r e numerous
p e r m u t a t i o n s
o f
t h i s
t e c h n o l o g y . S e e , f o r
i n s t a n c e ,
US
a t . No.
7 , 4 3 9 , 4 1 2 . There a r e
a l s o
numerous
l i c e n s e d c o m m e r c i a l c r y s t a l l i z e r t e c h n o l o g i e s ,
s u c h
a s t h e
Amoco P r o c e s s , Maruzen P r o c e s s ,
E s s o
P r o c e s s ,
S u l z e r
Chemtech
P r o c e s s , a n d t h e l i k e .
F r a c t i o n a l
c r y s t a l l i z a t i o n i n
a
c r y s t a l l i z e r
t a k e s a d v a n t a g e
o f
h e d if f e r e n c e s b e t W e e n t h e f r e e z i n g p o i n t s a n d s o l u b i l i t i e s
o f h e
C8
r o m a t i c c o m p o n e n t s a t d i f f e r e n t
t e m p e r a t u r e s .
Due
t o
i t s
h i g h e r f r e e z i n g p o i n t , PX
s
u s ua l l y se p a r a t e d a s a
s o l i d
i n such p r o c e s s
While
h e o t h e r
components
r e r e c o v e r e d i n
a P X - d e p l e t e d ? l t r a t e . High PX
u r i t y ,
a
k e y p r o p e r t y n e e d e d
f o r s a t i s f a c t o r y c o m m e r c i a l
c o n v e r s i o n o f
PX
o
t e r e p h t h a l i c
a n h y d r o d e
( P T A )
a n d / o r
d i m e t h y l
t e r e p h t h a l a t e
( D M T )
i n
most
p l a n t s , c a n b e o b t a i n e d by
h i s
t y p e o f
f r a c t i o n a l c r y s
t a l l i z a t i o n . US. a t .
N o .
4 , 1 2 0 , 9 1 1
p r o v i d e s
a d e s c r i p t i o n o f
t h i s m e t h o d . A r y s t a l l i ze r t h a t
m a y
o p e r a t e i n t h i s manner s
d e s c r i b e d
i n
US. a t . No. 3 , 6 6 2 , 0 1 3 .
The
p r e s e n t i n v e n t o rs
h a v e
s u r p r i s i n g l y
d i s c o v e r e d
a
p r o
c e s s u s i n g c r y s t a l l i z a t i o n
t e c h n o l o g y
t o p u r i f y p a r a x y l e n e
h a v i n g
a
s m a l l
b u t s i g n i ? c a n t q u a n t i t y
o f
o x y g e n a t e d
s p e c i e s .
SUMMARY OFTHE INVENTION
The
i n v e n t i o n
i s d i r e c t e d t o a p r o c e s s u s i n g c r y s t a l l i z a t i o n
t e c h n o l o g y t o
p u r i f y p a r a x y l e n e from
m i x t u r e
o f
l a r g e
c o n
c e n t r a t i o n s o f C 8 a r o m a t i c s
and
a l s o s m a l l
c o n c e n t r a t i o n s
o f
o x y g e n a t e d s p e c i e s . The r e s e n t i n v e n t i o n i s a l s o d i re c t e d t o
a
p r o c e s s o f
making
s a i d
m i x t u r e o f
a
l a r g e
c o n c e n t r a t i o n o f
C 8 a r o m a t i c s
and a l s o
s m a l l c o n c e n t r a t i o n s
o f o x y g e n a t e d
s p e c i e s a n d
t h e n
p r o c e s s i n g s a i d m i x t u r e t o
p r o d u c e
a p u r i ? e d
p a r a x y l e n e .
I n
e m b o d i m e n t s ,
n o c l a y t r e a t m e n t
i s
needed p r i o r
t o
t h e
p u r i ? c a t i o n
o f
t h e x y l e n e s t r e a m b y c r y s t a l l i z a t i o n , a n d i n
e m b o d i m e n t s s u c h p u r i ? c a t i o n
c a n p r o v i d e
p a r a x y l e n e h a v
i n g
a B I
l e s s t h a n
3 0 ,
p r e f e r a b l y l e s s t h a n
2 5 , more
r e f e r a b l y
l e s s t h a n
2 1 .
I n
embodiments, one
o r
more of h e f o l l o W i n g s t e p s m a y
o c c u r b e t W e e n t h e a l k y l a t i o n
s t e p
a n d t h e
c r y s t a l l i z a t i o n
s t e p :
( a )
d e W a t e r i n g ; ( b )
s o l i d s
r e m o v a l ;
( c ) x y l e n e
s p l i t t e r ; a n d
( d )
c a u s t i c s c r u b b e r .
T h e s e
a n d
o t h e r
o b j e c t s , f e a t u r e s , a n d a d v a n t a g e s W i l l
become
a p p a r e n t a s r e f e r e n c e
i s m a d e
t o t h e f o l l o W i n g
d e t a i l e d
d e s c r i p t i o n ,
p r e f e r r e d
e m b o d i m e n t s ,
e x a m p l e s , a n d
a p p e n d e d c l a i m s .
DETAILED DESCRIPTION
A
a r a x y l e n e - r i c h
s t r e a m p r o d u c e d b y a l k y l a t i o n
o f
t o l u
e n e W i t h
m e t h a n o l
p r o d u c e s h i g h
c o n c e n t r a t i o n s
o f
o t h e r C 8
a r o m a t i c s ( o - x y l e n e ,
m - x y l e n e , s t y r e n e , e t h y l b e n z e n e ,
e t c . )
a n d
l o W
c o n c e n t r a t i o n s
o f o x y g e n a t e d
s p e c i e s
( a c e t i c a c i d ,
p h e n o l , c r e s o l s , e t c ) . The r o c e s s o f
t h e
i n v e n t i o n p r o v i d e s
a
h i g h e r p u r i t y p a r a x y l e n e s t r e a m , h a v i n g l o W e r a m o u n t s o f
n o n - p a r a x y l e n e C 8 i m p u r i t i e s a n d l o W e r a m o u n t s o f oxygen
a t e s ,
Which
i n e m b o d i m e n t s , p r o v i d e s a n i m p r o v e d f e e d
t o
s u b s e q u e n t c h e m i c a l p r o c e s s e s , eg r o d u c t i o n
o f
t e r e p h
t h a l i c
a c i d ( T P A ) .
7/23/2019 Us 8507744
http://slidepdf.com/reader/full/us-8507744 3/6
US
8 , 5 0 7 , 7 4 4
B2
3
The p r e s e n t i n v e n t o r s
have
i d e n t i ? e d
c r y s t a l l i z a t i o n
a s
a
p r o c e s s t h a t s i m u l t a n e o u s l y removes o x y g e n a t e s and o t h e r
C 8
a r o m a t i c s . T h i s
s i n g l e - s t e p p r o c e s s i s more c o s t e ? i c i e n t
t h a n a s e p a r a t e t W o - s t e p p r o c e s s .
C r y s t a l l i z a t i o n
t e c h n o l o g y h a s b e e n u s e d
t o
p u r i f y p a r a x y
l e n e
c o m m e r c i a l l y .
T h e
p a r a x y l e n e
s t r e a m s c u r r e n t l y p u r i ? e d
u s i n g c r y s t a l l i z a t i o n
a r e
n o t
made
v i a
a l k y l a t i o n o f
t o l u e n e
W i t h
m e t h a n o l and
h u s
d o n o t c o n t a i n s i gn i ? c a n t c o n c e n t r a
t i o n s o f o x y g e n a t e s . Any knoWn r y s t a l l i z a t i o n
t e c h n o l o g y ,
p a r t i c u l a r l y a n y c o m m e r c ia l l y - a v a i l a b l e t e c h n o l o g y , may
b e
u s e d
d o W n s t r e a m o f t h e a l k y l a t i o n
s t e p
W i t h m e t h a n o l .
The
a l k y l a t i o n
p r o c e s s o f
t h e i n v e n t i o n
a l s o i s
knoWn e r
s e ,
and s a p r o c e s s
c o m p r i s i n g
c o n t a c t i n g
a f e e d c o m p r i s i n g
m e t h a n o l
W i t h p o r o u s
c r y s t a l l i n e m a t e r i a l s , p a r t i c u l a rl y
c e r
t a i n p o r o u s c r y s t a l l i n e m a t e r i a l s h a v i n g s p e c i ? c a n d c l o s e l y
de?ned
d i f f u s i o n
c h a r a c t e r i s t i c s , s u c h a s c a n be
o b t a i n e d
by
u n u s u a l l y
s e v e r e
s t e a m i n g o f ZSM-5 c o n t a i n i n g a n o x i d e
m o d i ? e r , s u c h
m a t e r i a l s h a v i n g i m p r o v e d
s e l e c t i v i t y
f o r t h e
a l k y l a t i o n o f
t o l u e n e
W i t h
m e t h a n o l , a n d
i n p a r t i c u l a r l y p r e
f e r r e d e m b o d i m e n t s a s e l e c t i v i t y s u c h
t h a t
t h e
x y l e n e p r o d uc t
c o n t a i n s
a t
l e a s t a b o u t 90% o f t h e p a r a - i s o m e r
a t p e r - p a s s
t o l u e n e
c o n v e r s i o n s
o f a t
l e a s t
a b o u t 15%.
I n
one
a s p e c t ,
t h e i n v e n t i o n
r e s i d e s i n
a
p r o c e s s
f o r
t h e
s e l e c t i v e p r o d u c t i o n
o f
a r a - x y l e n e
W h i c h c o m p r i s e s r e a c t i n g
t o l u e n e
W i t h
m e t h a n o l u n d e r
a l k y l a t i o n
c o n d i t i o n s
i n t h e
p r e s e n c e
o f
a c a t a l y s t
c o m p r i s i n g
a
p o r o u s
c r y s t a l l i n e mate
r i a l
h a v i n g a D i f f u s i o n P a r a m e t e r f o r
2 , 2 - d i m e t h y l b u t a n e
o f
a b o u t
0 . 1 - 1 5
s e c - _ l
When measured t a
t e m p e r a t u r e
of
1 2 0 °
C . a n d a
2 , 2 - d i m e t h y l b u t a n e
p r e s s u r e o f 6 0 t o r r ( 8 k P a ) .
P r e f e r a b l y , t h e p o r o u s c r y s t a l l i n e m a t e r i a l h a s a D i f f u s i o n
P a r a m e t e r
o f a b o u t
05-10 s e c _ l .
P r e f e r a b l y , t h e
c a t a l y s t
c o n t a i n s a t l e a s t
o n e
o x i d e m o d i ? e r
and more r e f e r a b l y a t l e a s t one o x i d e modi?er s e l e c t e d from
o x i d e s o f
e l e m e n t s
o f G r o u p s I I A , I I I A ,
I I I B ,
I V A , V A , VB
a n d
VIA
o f t h e
P e r i o d i c
T a b l e . Most p r e f e r a b l y
t h e
o x i d e
m o d i ? e r
i s
s e l e c t e d f r o m o x i d e s o f b o r o n , m a g n e s i u m , c a l
c i u m , l a n t h a n u m a n d m o s t p r e f e r a b l y p h o s p h o r u s .
P r e f e r a b l y ,
t h e
c a t a l y s t
c o n t a i n s
a b o u t
0 . 0 5
t o
a b o u t
2 0 ,
more p r e f e r a b l y a b o u t
0 . 1
t o a b o u t 1 0
and
most p r e f e r a b l y
about 0 . 1 t o about 5 . 0 Wt
f h e
o x i d e
modi?er based
on
e l e m e n t a l m o d i ? e r e .
. , p h o s p h o r u s When
h e
o x i d e
m o d i ? e r
i s
P 2 0 5 ) .
P r e f e r a b l y ,
t h e
c a t a l y s t
h a s
a n
a l p h a v a l u e l e s s t h a n
5 0
a n d
p r e f e r a b l y
l e s s
t h a n 1 0 .
The a l p h a v a l u e
t e s t i s
a
measure of
t h e c r a c k i n g
a c t i v i t y o f
a c a t a l y s t a n d i s d e s c r i b e d i n
Us. a t .
N o .
3 , 3 5 4 , 0 7 8
a n d
i n
t h e
J o u r n a l
o f C a t a l y s i s , V o l . 4 , p . 5 2 7
( 1 9 6 5 ) ; V o l . 6 , p . 2 7 8 ( 1 9 6 6 ) ; a n d V o l . 6 1 , p . 3 9 5 ( 1 9 8 0 ) , e a c h
i n c o r p o r a t e d h e r e i n by
r e f e r e n c e a s t o t h a t
d e s c r i p t i o n .
The
e x p e r i m e n t a l c o n d i t i o n s
of
t h e t e s t
used
h e r e i n i n c l u d e a
c o n s t a n t temperature of 5380 C . and a v a r i a b l e ?oW a t e
a s
d e s c r i b e d i n
d e t a i l
i n t h e J o u r n a l o f C a l a l y s i s , V o l . 6 1 p . 3 9 5 .
I n a f u r t h e r a s p e c t , t h e i n v e n t i o n r e s i d e s i n a method f o r
p r o d u c i n g
a c a t a l y s t f o r u s e
i n
t h e s e l e c t i v e p r o d u c t i o n
o f
p a r a - x y l e n e
b y
r e a c t i n g
t o l u e n e
W i t h
m e t h a n o l ,
s a i d
m e t h o d
c o m p r i s i n g t h e s t e p s o f : ( a ) s t a r t i n g W i t h a p o r o u s
c r y s t a l l i n e
m a t e r i a l
h a v i n g
a
D i f f u s i o n P a r a m e t e r
f o r 2 , 2 - d i m e t h y l b u
t a n e i n
e x c e s s of 1 5
s e c “ 1
When
measured t
a t e m p e r a t u r e of
1 2 0 °
C .
and
2 , 2 - d i m e t h y l b u t a n e p r e s s ur e o f 6 0 t o r r
( 8
k P a ) ;
a n d
( b ) c o n t a c t i n g t h e ma t e r i a l
o f
s t e p
( a )
W i t h
s t e a m a t a
t e m p e r a t u r e
of
t l e a s t a b o u t 9 5 0 ° C . t o r e d u c e t h e
D i f f u s i o n
P a r a m e t e r t h e r e o f f o r 2 , 2 - d i m e t h y l b u t a n e t o
a b o u t
0 . 1 - 1 5
s e c “ l
When
measured
a t a
t e m p e r a t u r e of 1 2 0 ° C . and
a
2 , 2
d i m e t h y l b u t a n e p r e s s u r e o f
6 0
t o r r ( 8 k P a ) , t h e m i c r o p o r e
volume
o f
t h e
s t e a m e d
m a t e r i a l
b e i n g
a t l e a s t 50% o f
t h e
unsteamed m a t e r i a l .
P r e f e r a b l y , s a i d
p o r o u s c r y s t a l l i n e m a t e r i a l
u s e d
i n s t e p ( a )
c o m p r i s e s an
a l u m i n o s i l i c a t e
z e o l i t e h a v i n g
a s i l i c a
t o a l u
20
25
30
35
40
45
50
55
60
6 5
4
mina molar r a t i o
o f a t
l e a s t
2 5 0 . The p r e s e n t i n v e n t i o n p r o
v i d e s
a p r o c e s s
f o r a l k y l a t i n g t o l u e n e W i t h
methanol
o s e l e c
t i v e l y p r o d u c e p - x y l e n e
i n h i g h
y i e l d a n d
W i t h
a
h i g h
p e r - p a s s
c o n v e r s i o n o f t o l u e n e . The r o c e s s e m p l o y s
a c a t a l y s t Which
c o m p r i s e s a p o r o u s c r y s t a l l i n e m a t e r i a l h a v i n g a D i f f u s i o n
P a r a m e t e r f o r 2 , 2 - d i m e t h y l b u t a n e o f a b o u t 0 . 1 - 1 5 s e c _ l , a n d
p r e f e r a b l y
0 . 5 - 1 0
s e c - l , When measured t a t e m p e r a t u r e o f
1 2 0 °
C . and
2 , 2 - d i m e t h y l b u t a n e
p r e s s u r e
o f 6 0 t o r r
( 8 k P a ) .
As u s e d
h e r e i n , t h e
D i f f u s i o n
P a r a m e t e r
o f
a p a r t i c u l a r
p o r o u s
c r y s t a l l i n e m a t e r i a l
i s
de?ned s
D / r 2 > < 1 0 6 ,
W h e r e i n
D
i s t h e d i f f u s i o n c o e f ? c i e n t ( c m 2 /
s e c )
a n d r i s t h e c r y s t a l r a d i u s
( c m ) . The r e q u i r e d d i f f u s i o n p a r a m e t e r s c a n b e d e r i v e d f r o m
s o r p t i o n
m e a s u r e m e n t s
p r o v i d e d t h e a s s u m p t i o n s made h a t
t h e
p l a n e
s h e e t
model d e s c r i b e s
t h e d i f f u s i o n p r o c e s s .
Thus
f o r a g i v e n s o r b a t e l o a d i n g Q , t h e v a l u e
Q / Q O O ,
W h e r e Q 0 0
i s
t h e
e q u i l i b r i u m
s o r b a t e
l o a d i n g , i s m a t h e m a t i c a l l y
r e l a t e d
t o
( D t / r 2 )
m here i s t h e
t i m e ( s e c ) r e q u i r e d t o r e a c h
t h e s o r b a t e
l o a d i n g
Q .
G r a p h i c a l
s o l u t i o n s
f o r t h e p l a n e s h e e t m o d e l a r e
g i v e n b y . C r a n k i n “ T h e M a t h e m a t i c s o f D i f f u s i o n ” ,
O x f o r d
U n i v e r s i t y
P r e s s ,
E l y
H o u s e , L o n d o n ,
1 9 6 7 .
The o r o u s
c r y s t a l l i n e m a t e r i a l employed n
t h e p r o c e s s o f
t h e i n v e n t i o n
i s
p r e f e r a b l y a medium-pore s i z e a l u m i n o s i l i
c a t e
z e o l i t e .
Medium
ore
z e o l i t e s
a r e
g e n e r a l l y
de?ned
a s
t h o s e
h a v i n g a p o r e s i z e o f a b o u t 5 t o a b o u t 7 A n g s t r o m s , s u c h
t h a t t h e z e o l i t e
f r e e l y
s o r b s
m o l e c u l e s s u c h a s n - h e x a n e ,
3 - m e t h y l p e n t a n e ,
b e n z e n e a n d
p - x y l e n e .
A n o t h e r common
d e ? n i t i o n
f o r m e d i u m p o r e
z e o l i t e s i n v o l v e s t h e C o n s t r a i n t
I n d e x
t e s t Which
i s
d e s c r i b e d i n U s .
P a t . No.
4 , 0 1 6 , 2 1 8 ,
Which
i s
i n c o r p o r a t e d h e r e i n by r e f e r e n c e . I n t h i s
c a s e ,
m e d i u m
o r e z e o l i t e s have
a
C o n s t r a i n t I n d e x of b o u t 1 - 1 2 ,
a s
measu red on
t h e
z e o l i t e a l o n e
Without
t h e
i n t r o d u c t i o n of
o x i d e m o d i ? e r s a n d p r i o r
t o
a n y
s t e a m i n g t o
a d j u s t t h e
d i f f u
s i v i t y o f
t h e c a t a l y s t .
I n a d d i t i o n t o t h e
m e d i u m - p o r e
s i z e
a l u m i n o s i l i c a t e z e o l i t e s , o t h e r m edi um p o r e a c i d i c
m e t a l l o
s i l i c a t e s , s u c h a s
s i l i c o a l u m i n o p h o s p h a t e s
( S A P O s ) ,
c a n
b e
used i n t h e p r o c e s s o f t h e i n v e n t i o n .
P a r t i c u l a r e x a m p l e s o f s u i t a b l e
m edi um p o r e
z e o l i t e s
i n c l u d e
Z S M - 5 ,
ZSM-11,ZSM-12,ZSM-22,
Z S M - 2 3 , ZSM
3 5 ,
ZSM48,
a n d MCM-22, W i t h ZSM-5
a n d ZSM-11
b e i n g
p a r t i c u l a r l y p r e f e r r e d .
Z e o l i t e ZSM-5 a n d t h e
c o n v e n t i o n a l p r e p a r a t i o n t h e r e o f
a r e d e s c r i b e d i n
U s .
P a t .
No.
3 , 7 0 2 , 8 8 6 ,
t h e
d i s c l o s u r e
of
W h i c h i s i n c o r p o ra t e d h e r e i n b y r e f e r e n c e . Z e o l i t e ZSM-ll
and h e c o n v e n t i o n a l
p r e p a r a t i o n
t h e r e o f r e d e s c r i b e d i n U s .
P a t .
N o .
3 , 7 0 9 , 9 7 9 , t h e d i s c l o su r e o f Which s i n c o r p o r a t e d
h e r e i n
by
r e f e r e n c e .
Z e o l i t e ZSM-12
a n d
t h e
c o n v e n t i o n a l
p r e p a r a t i on t h e r e o f a r e
d e s c r i b e d i n U s . a t . N o .
3 , 8 3 2 , 4 4 9 ,
t h e d i s c l o s u r e
o f
W h i c h
i s
i n c o r p o r a t e d
h e r e i n
b y r e f e r e n c e .
Z e o l i t e
Z SM-2 3 and
h e c o n v e n t i o n a l p r e p a r a t i o n t h e r e o f a r e
d e s c r i b e d i n U s . a t . No.
4 , 0 7 6 , 8 4 2 ,
t h e d i s c l o s ur e
ofWhich
i s i n c o r p o r a t e d h e r e i n
b y
r e f e r e n c e .
Z e o l i t e
ZSM-35
a n d t h e
c o n v e n t i o n a l
p r e p a r a t i o n
t h e r e o f
a r e
d e s c r i b e d i n U s . P a t .
N o .
4 , 0 1 6 , 2 4 5 ,
t h e d i s c l o s u r e o f
Which
s i n c o r p o r a t e d
h e r e i n
b y r e f e r e n c e .
ZSM-48
a n d t h e c o n v e n t i o n a l p r e p a r a t i o n
t h e r e o f i s
t a u g h t b y
U . S .
P a t . N o . 4 , 3 7 5 , 5 7 3 , t h e
d i s c l o s u r e
o f
W h i c h i s i n c o r p o r a t e d
h e r e i n
by r e f e r e n c e . M C M - 2 2 s d i s
c l o s e d
i n U s . P a t . N o . 5 , 3 0 4 , 6 9 8 t o H u s a i n ; U . S . P a t .
No.
5 , 2 5 0 , 2 7 7 t o K r e s g e e t a l . ;
U . S .
P a t . N o . 5 , 0 9 5 , 1 6 7 t o C h r i s
t e n s e n ; and U s . P a t . N o . 5 , 0 4 3 , 5 0 3 t o D e l R o s s i e t a l . , t h e
d i s c l o s u r e o f W h i c h p a t e n t s a r e i n c o r p o r a t e d
by
r e f e r e n c e .
P r e f e r a b l y , t h e z e o l i t e
e m p l o y e d
i n t h e p r o c e s s o f
t h e
i n v e n t i o n i s
Z SM-5 h a v i n g
a s i l i c a
t o alumina molar
r a t i o
of
a t l e a s t
2 5 0 , a s measured r i o r t o
any
t r e a t m e n t of h e
z e o l i t e
t o
a d j u s t
i t s d i f f u s i v i t y .
The
m e d i u m p o r e
z e o l i t e s d e s c r i b e d
above
a r e
p r e f e r r e d
f o r t h e p r o c e s s o f t h e i n v e n t i o n s i n ce t h e s i z e and s h a p e
o f
t h e i r
p o r e s
f a v o r t h e
p r o d u c t i o n
o f p - x y l e n e
o v e r
t h e o t h e r
7/23/2019 Us 8507744
http://slidepdf.com/reader/full/us-8507744 4/6
US
8 , 5 0 7 , 7 4 4
B2
5
x y l e n e i s o m e r s . H o w e v e r , c o n v e n t i o n a l f o r m s o f t h e s e
Z e o
l i t e s have D i f f u s i o n Parameter v a l u e s i n e x c e s s of h e
0 . 1 - 1 5
s e c ' l
r a n g e r e q u i r e d
f o r
t h e
p r o c e s s
o f
t h e i n v e n t i on .
The
r e q u i r e d d i f f u s i v i t y
f o r t h e
p r e s e n t c a t a l y s t
c a n b e
a c h i e v e d b y
s e v e r e l y
s t e a m i n g t h e c a t a l y s t s o a s t o e f f e c t a
c o n t r o l l e d
r e d u c t i o n i n t h e m i c r o p o r e volume o f t h e c a t a l y s t t o
n o t
l e s s
t h a n 5 0 ,
a n d
p r e f e r a b l y
5 0 - 9 0 ,
o f t h a t o f
t h e u n s t e a m e d
c a t a l y s t .
R e d u c t i o n
i n
m i c r o p o r e
volume
s d e r i v e d
by
mea
s u r i n g t h e n - h e x a n e a d s o r p t i o n c a p a c i t y o f t h e c a t a l y s t ,
b e f o r e and a f t e r
s t e a m i n g ,
a t 9 0 °
C .
and
7 5
t o r r
n - h e x a n e
p r e s s u r e .
S t e a m i n g o f
t h e
p o r o u s c r y s t a l l i n e
m a t e r i a l
i s e f f e c t e d a t a
t e m p e r a t u r e o f
t l e a s t
a b o u t 9 5 0 ° C . ,
p r e f e r a b l y a b o u t
9 5 0
t o
a b o u t
1 0 7 5 °
C . ,
and most
p r e f e r a b l y
a b o u t
1 0 0 0 t o
a b o u t
1 0 5 0 ° C . f o r a b o u t 1 0 m i n u t e s t o a b o u t 1 0 h o u r s , p r e f e r a b l y
from 30
minutes
t o 5 h o u r s .
T o e f f e c t t h e d e s i r e d c o n t r o l l e d
r e d u c t i o n
i n d i f f u s i vi t y and
m i c r o p o r e
v o l u m e ,
i t
m a y
e d e s i r a b l e
t o
combine h e
p o r o u s
c r y s t a l l i n e
m a t e r i a l ,
p r i o r t o
s t e a m i n g ,
W i t h a t l e a s t
o n e
o x i d e
m o d i ? e r ,
p r e f e r a b l y se l e c t e d f r o m
o x i d e s
o f t h e
e l e m e n t s
o f
G r o u p s I I A ,
I I I A ,
I I I B , I V A ,
V A ,
VB n d VIA f t h e P e r i o d i c
T a b l e
(IUPAC
v e r s i o n ) .
Most
p r e f e r a b l y , s a i d a t
l e a s t
o n e
o x i d e
m o d i ? e r
i s
s e l e c t e d
f r o m
o x i d e s
o f
b o r o n ,
m a g n e s i u m ,
c a l c i u m ,
lanthanum and mo t
p r e f e r a b l y
p h o s p h o r u s .
I n
some
c a s e s , i t m a y b e d e s i r a b l e
t o
combine t h e
p o r o u s
c r y s t a l l i n e
m a t e r i a l
With more
t h a n one
o x i d e modi?er,
f o r e xam p le a
c o m b i n a t i o n o f p h o s p h o r u s W i t h c a l c i u m a n d / r magnesium,
s i n c e
i n
t h i s Way t m a y b e p o s s i b l e t o r e d u c e t h e s t e a m i n g
s e v e r i t y
n e e d e d
t o
a c h i e v e
a t a r g e t d i f f u s i vi t y v a l u e .
The
o t a l
amount f
o x i d e modi?er r e s e n t
i n t h e
c a t a l y s t ,
a s measured
on an e l e m e n t a l b a s i s ,
m a y
be
betWeen
a b o u t 0 . 0 5
and
a b o u t
2 0 Wt %, a n d p r e f e r a b l y i s b e t W e e n a b o u t 0 . 1 a n d a b o u t 1 0
Wt %, b a s e d on h e W e i g h t o f t h e
? n a l
c a t a l y s t .
Where h e m o d i ? e r i n c l u d e s p h o s p h o r u s , i n c o r p o r a t i o n
o f
m o d i ? e r
i n t h e c a t a l y s t o f
t h e
i n v e n t i o n i s
c o n v e n i e n t l y
a c h i e v e d by t h e methods d e s c r i b e d
i n
US. P a t .
N o s .
4 , 3 5 6 ,
3 3 8 ,
5 , 1 1 0 , 7 7 6 ,
5 , 2 3 1 , 0 6 4
a n d
5 , 3 4 8 , 6 4 3 , t h e e n t i r e d i s c l o
s u r e s
o f
Which
a r e
i n c o r p o r a t e d h e r e i n
by
r e f e r e n c e . T re a t
ment i t h
p h o s p h o r u s - c o n t a i n i n g
compounds
c a n
r e a d i l y
b e
a c c o m p l i s h e d b y c o n t a c t i n g t h e p o r o u s
c r y s t a l l i n e
m a t e r i a l ,
e i t h e r
alone o r
i n combination
With a binder or
matrix mate
r i a l ,
W i t h
a s o l u t i o n o f a n a p p r o p r i a t e p h o s p h o r u s compound,
f o l l o W e d b y
d r y i n g
a n d c a l c i n i n g t o c o n v e r t t h e
p h o s p h o r u s
t o
i t s o x i d e
f o r m .
C o n t a c t W i t h
t h e
p h o s p h o r u s - c o n t a i n i n g c o m
pound
s
g e n e r a l l y c o n d u c t e d a t
a
t e m p e r a t u r e o f a b o u t 2 5 ° C .
and a b o u t 1 2 5 ° C .
f o r
a t i m e betWeen a b o u t 1 5 minutes and
a b o u t
20 h o u r s .
The c o n c e n t r a t i o n o f
t h e p h o s p h o r u s
i n
t h e
c o n t a c t m i x t u r e
m a y
be
betWeen
a b o u t
0 . 0 1 and
a b o u t
30
Wt %.
A f t e r
c o n t a c t i n g
W i t h
t h e p h o s p h o r u s - c o n t a i n i n g co m
p o u n d , t h e p o r o u s c r y s t a l l i n e m a t e r i a l
m a y
b e d r i e d a n d c a l
c i n e d
t o
c o n v e r t t h e phosphorus
o an
x i d e f o r m . C a l c i n a t i o n
can be c a r r i e d o u t
i n
an i n e r t atmosphere
o r i n t h e
presence of
o x y g e n , f o r e x a m p l e ,
i n
a i r a t a t e m p e r a t u r e
of
b o u t 150
t o
7 5 0 ° C . , p r e f e r a b l y a b o u t 300 o 5 0 0 ° C . ,
f o r a t
l e a s t 1
h o u r ,
p r e f e r a b l y 3 - 5 h o u r s .
S i m i l a r
t e c h n i q u e s knoWn i n
t h e
a r t can
be
used o
i n c o r
p o r a t e o t h e r m o d i f y i n g
o x i d e s
i n t o
t h e
c a t a l y s t o f t h e i n v e n
t i o n .
R e p r e s e n t a t i v e
p h o s p h o r u s - c o n t a i n i n g c o m p o u n d s
W h i c h
m a y b e u s e d
t o i n c o r p o r a t e
a p h o s p h o r u s o x i d e modi?er i n t o
t h e c a t a l y s t
o f
t h e
i n v e n t i o n i n c l ud e d e r i v a t i v e s o f g r o u p s
r e p r e s e n t e d b y P X 3 , R P X 2 ,
R 2 P X ,
R 3 P , X 3 P O ,
Q ( O ) 3 P O ,
( X O ) 3 P ,
R 3 P : O ,
R 3 P : S ,
R P O 2 ,
R P S 2 ,
R P ( O ) ( O X ) 2 , R P ( S )
( S X ) 2 , R 2 P ( O ) O X , R 2 P ( S ) S X , R P ( O X ) 2 ,
R P ( S X ) 2 ,
ROP
( O X ) 2 , R S P ( S X ) 2 ,
( R S ) 2 P S P ( S R ) 2 ,
a n d
( R O ) 2 P O P ( O R ) 2 ,
Where R s a n a l k y l o r a r y l , s u c h a s
p h e n y l
r a d i c a l , and X s
20
25
30
35
40
45
50
55
60
6 5
6
h y d r o g e n ,
R ,
o r h a l i d e .
T h e s e c o m p o u n d s
i n c l u d e
p r i m a r y ,
R P H 2 ,
s e c o n d a r y ,
R 2 P H ,
a n d t e r t i a r y , R 3 P , p h o s p h i n e s s u c h
a s b u t y l p h o s p h i n e , t h e t e r t i a r y p h o s p h i n e o x i d e s , R 3 P O ,
s u c h
a s
t r i b u t y l
p h o s p h i n e o x i d e , t h e
t e r t i a r y p h o s p h i n e
s u l ? d e s ,
R 3 P S , t h e
p r i m a r y ,
R P ( O ) ( O X ) 2, a n d
s e c o n d a r y , R 2 P ( O ) O X ,
p h o s p h o n i c a c i d s s u c h a s b e n Z e n e p h o s p h o n i c a c i d
t h e
c o r
r e s p o n d i n g
s u l f u r d e r i v a t i v e s s u c h a s
R P ( S ) ( S X ) 2 a n d
R 2 P ( S )
S X , t h e e s t e r s o f t h e p h o s p h o n i c a c i d s s u c h a s d i a l k y l
p h o s
p h o n a t e ,
( R O ) 2 P ( O ) H , d i a l k y l a l k y l
p h o s p h o n a t e s ,
( R O ) 2 P
( O ) R ,
a n d a l k y l d i a l k y l p h o s p h i n a t e s , ( R O ) P ( O ) R 2 ;
p h o s p h i n o u s a c i d s ,
R2PDX,
s u c h a s d i e t h y l p h o s p h i n o u s a c i d ,
p r i m a r y , ( R O ) P ( O X ) 2 , s e c o n d a r y , ( R O ) 2 P D X , a n d t e r t i a r y ,
( R O ) 3 P ,
p h o s p h i t e s ,
and e s t e r s t h e r e o f s u c h a s t h e monopro
p y l e s t e r , a l k y l d i a l k y l p h o s p h i n i t e s , ( R O ) P R 2 , a n d d i a l k y l
a l k y p h o s p h i n i t e , ( R O ) 2 P R , e s t e r s .
C o r r e s p o n d i n g s u l f u r
d e r i v a t i v e s
may a l s o
b e e m p l o y e d
i n c l u d i n g
( R S ) 2 P ( S ) H ,
( R S ) 2 P ( S ) R , ( R S ) P ( S ) R 2 ,
R Z P S X ,
( R S ) P ( S X ) 2 , ( R S ) 2 P S X ,
( R S ) 3 P ,
( R S ) P R 2 ,
a n d
( R S ) 2 P R . E x a m p l e s o f
h o s p h i t e e s t e r s
i n c l u d e
t r i m e t h y l p h o s p h i t e ,
t r i e t h y l p h o s p h i t e , d i i s o p r o p y
l p h o s p h i t e ,
b u t y l p h o s p h i t e ,
a n d
p y r o p h o s p h i t e s
s u c h a s t e t
r a e t h y l p y r o p h o s p h i t e . T h e
a l k y l
g r o u p s i n
t h e
m e n t i o n e d
compounds
p r e f e r a b l y
c o n t a i n
one t o
f o u r
c a r b o n
a t o m s .
O t h e r
s u i t a b l e
p h o s p h o r u s - c o n t a i n i n g
c o m p o u n d s
i n c l u d e
ammonium h y d r o g e n p h o s p h a t e , t h e p h o s p h o r u s h a l i d e s
s u c h
a s p h o s p h o r u s
t r i c h l o r i d e , b r o m i d e , a n d
i o d i d e , a l k y l
p h o s p h o r o d i c h l o r i d i t e s , ( R O ) P C l 2 ,
d i a l k y l p h o s p h o r o c h l o
r i d i t e s , ( R O ) 2 P C l , d i a l k y l p h o s p h i n o c h l o r o i d i t e s , R 2 P C l ,
a l k y l
a l k y l p h o s p h o n o c h l o r i d a t e s .
( R O ) ( R ) P ( O ) C l , d i a l k y l
p h o s p h i n o c h l o r i d a t e s ,
R 2 P ( O ) C l , a n d RP ( O ) C l 2 . A p p l i c a b l e
c o r r e s p o n d i n g s u l f u r d e r i v a t i v e s i n c l u d e ( R S ) P C l 2 , ( R S ) 2
P C l .
( R S ) ( R ) P ( S ) C l ,
a n d
R 2 P ( S ) C l .
P a r t i c u l a r
p h o s p h o r u s - c o n t a i n i n g
c o m p o u n d s i n c l u d e
ammonium p h o s p h a t e , ammonium d i h y d r o g e n p h o s p h a t e ,
d i a m m o n i u m h y d r o g e n
p h o s p h a t e ,
d i p h e n y l p h o s p h i n e c h l o
r i d e , t r i m e t h y l p h o s p h i t e . p h o s p h o r u s t r i c h l o r i d e , p h o s p h o r i c
a c i d , p h e n y l p h o s p h i n e
o x y c h l o r i d e , t r i m e t h y l p h o s p h a t e ,
d i p h e n y l p h o s p h i n o u s a c i d , d i p h e n y l p h o s p h i n i c a c i d , d i e t h y
i c h l o r o t h i o p h o s p h a t e ,
m e t h y l a c i d p h o s p h a t e ,
a n d
o t h e r
a l c o
h o l - P 2 O 5
r e a c t i o n p r o d u c t s .
R e p r e s e n t a t i v e b o r o n - c o n t a i n i n g
c o m p o u n d s
W h i c h may
b e u s e d t o i n c o r p o r a t e
a
boron x i d e
modi?er
n t o
t h e
c a t a l y s t
o f
t h e i n v e n t i o n i n c l u d e b o r i c a c i d , t r i m e t h y l b o r a t e , b o r o n
o x i d e , b o r o n s u l ? d e , b o r o n
y d r i d e ,
b u t y l b o r o n d i me t h o x i d e ,
b u t y l b o r i c a c i d , d i m e t h y l b o r i c a n h y d r i d e , h e x a m e t h y l b o r a
Z i n e , p h e n y l b o r i c a c i d , t r i e t h y l b o r a n e , d i b o r a n e
a n d t r i p h
e n y l
b o r o n .
R e p r e s e n t a t i v e
m a g n e s i u m - c o n t a i n i n g c o m p o u n d s
i n c l u d e
m a g n e s i u m
a c e t a t e ,
m a g n e s i u m
n i t r a t e ,
m a g n e s i u m
b e n Z o a t e , m a g n e s i u m
p r o p i o n a t e ,
m a g n e s i u m 2 - e t h y l
h e x o a t e , m a g n e s i u m
c a r b o n a t e ,
m a g n e s i u m f o r m a t e , m a g n e
s i u m
o x y l a e ,
m a g n e s i u m
b r o m i d e ,
m a g n e s i u m
h y d r i d e , mag
n e s i u m
l a c t a t e ,
m a g n e s i u m
l a u r a t e ,
m a g n e s i u m o l e a t e ,
m a g n e s i u m p a l m i t a t e , m a g n e s i u m s a l i c y l a t e , m a g n e s i u m
s t e a r a t e a n d
magnesium
s u l ? d e .
R e p r e s e n t a t i v e c a l c i u m - c o n t a i n i n g c o m p o u n d s i n c l u d e
c a l c i u m a c e t a t e , c a l c i u m a c e t y l a c e t o n a t e , c a l c i u m
c a r b o n a t e ,
c a l c i u m
c h l o r i d e ,
c a l c i u m m e t h o x i d e , c a l c i u m
n a p h t h e n a t e ,
c a l c i u m n i t r a t e , c a l c i u m p h o s p h a t e , c a l c i u m
s t e a r a t e
a n d c a l
cium
u l f a t e .
R e p r e s e n t a t i v e
l a n t h a n u m - c o n t a i n i n g c o m p o u n d s i n c l u d e
l a n t h a n u m
a c e t a t e ,
l a n t h a n u m a c e t y l a c e t o n a t e , l a n t h a n u m
c a r b o n a t e , l a n t h a n u m
c h l o r i d e ,
l a n t h a n u m
h y d r o x i d e ,
l a n t h a
nu m
i t r a t e , l a n t h a n u m p h o s p h a t e a n d l a n t h a n u m
s u l f a t e .
The
o r o u s
c r y s t a l l i n e m a t e r i a l employed n t h e
p r o c e s s
o f
t h e
i n v e n t i o n
m a y be combined With a v a r i e t y of b i n d e r
o r
m a t r i x
m a t e r i a l s
r e s i s t a n t
t o t h e t e m p e r a t u r e s
and
o t h e r
con
d i t i o n s employed
i n
t h e p r o c e s s . Such m a t e r i a l s i n c l u d e
7/23/2019 Us 8507744
http://slidepdf.com/reader/full/us-8507744 5/6
US
8 , 5 0 7 , 7 4 4
B2
7
a c t i v e
and
n a c t i v e
m a t e r i a l s such s c l a y s , s i l i c a a n d / r m e t a l
o x i d e s
s u c h
a s a l u m i n a . The l a t t e r m a y be e i t h e r n a t u r a l l y
o c c u r r i n g o r i n t h e f o r m o f g e l a t i n o u s
p r e c i p i t a t e s
o r
g e l s
i n c l u d i n g
m i x t u r e s
of
i l i c a
and m e t a l o x i d e s .
Use
of mate
r i a l Which i s a c t i v e , t e n d s
t o
c h a n g e t h e c o n v e r s i o n
a n d / o r
s e l e c t i v i t y
o f h e c a t a l y s t a n d h e n c e
s g e n e r a l l y
n o t p r e f e r r e d .
I n a c t i v e
m a t e r i a l s s u i t a b l y s e r v e
a s
d i l u e n t s t o
c o n t r o l
t h e
amount
of o n v e r s i o n
i n
a g i v e n p r o c e s s s o
t h a t
p r o d u c t s can
b e
o b t a i n e d
e c o n o m i c a l l y a n d
o r d e r l y W i t h o u t
e m p l o y i n g
o t h e r means f o r c o n t r o l l i n g t h e r a t e of e a c t i o n . These mate
r i a l s may
e
i n c o r p o r a t e d i n t o
n a t u r a l l y
o c c u r r i n g
c l a y s ,
e . g . ,
b e n t o n i t e
a n d
k a o l i n , t o i m p r o v e t h e
c r u s h
s t r e n g t h o f
t h e
c a t a l y s t u n d e r c o m m e r c i a l o p e r a t i n g
c o n d i t i o n s .
S a i d
m a t e
r i a l s , i . e . , c l a y s , o x i d e s , e t c . , f u n c t i o n a s b i n d e r s
f o r
t h e
c a t a
l y s t . I t i s d e s i r a b l e t o p r o v i d e a
c a t a l y s t h a v i n g
g o o d c r u s h
s t r e n g t h
b e c a u s e
i n commercial u s e i t i s d e s i r a b l e t o
p r e v e n t
t h e c a t a l y s t f r o m b r e a k i n g doWn n t o
p o W d e r - l i k e
m a t e r i a l s .
T h e s e c l a y
a n d / o r
o x i d e b i n d e r s h a v e
b e e n
employed n o r
m a l l y
o n l y
f o r t h e p u r p o s e o f i m p r o v i n g t h e
c r u s h
s t r e n g t h o f
t h e c a t a l y s t .
N a t u r a l l y o c c u r r i n g c l a y s W h i c h c a n b e c o m p o s i t e d W i t h
t h e
p o r o u s
c r y s t a l l i n e m a t e r i a l
i n c l u d e
t h e m o n t m o i l l o n i t e
a n d
k a o l i n
f a m i l y ,
W h i c h
f a m i l i e s
i n c l u d e
t h e s u b b e n t o n i t e s ,
a n d t h e k a o l i n s
commonly
knoWn s D i x i e , McNamee,
Geor
g i a and F l o r i d a c l a y s
o r
o t h e r s in
Which t h e main m i n e r a l
c o n s t i t u e n t
i s h a l l o y s i t e , k a o l i n i t e , d i c k i t e , n a c r i t e , o r a n a u x
i t e . Such l a y s can
be
used n t h e
raW s t a t e
a s
o r i g i n a l l y
mined
o r i n i t i a l l y s u b j e c t e d t o c a l c i n a t i o n , a c i d
t r e a t m e n t o r
chemi
c a l
m o d i ? c a t i o n .
I n
a d d i t i o n
t o t h e f o r e g o i n g m a t e r i a l s , t h e p o r o u s c r y s t a l
l i n e
m a t e r i a l can
be mi x e d
With
porous
m a t r i x m a t e r i a l such
a s s i l i c a - a l u m i n a , s i l i c a - m a g n e s i a ,
s i l i c a - z i r c o n i a , s i l i c a - t h o
r i a ,
s i l i c a - b e r y l l i a , s i l i c a - t i t a n i a a s
W e l l
a s t e r n a r y c o m p o s i
t i o n s s u c h a s s i l i c a - a l u m i n a - t h o r i a ,
s i l i c a - a l u m i n a - z i r c o n i a
s i l i c a - a l u m i n a - m a g n e s i a
a n d s i l i c a - m a g n e s i a - z i r c o n i a .
The e l a t i v e p r o p o r t i o n s
o f
p o r o u s c r y s t a l l i n e m a t e r i a l a n d
i n o r g a n i c o x i d e m a t r i x v a r y W i d e l y , W i t h t h e
c o n t e n t
o f t h e
f o r m e r r a n g i n g
f r o m
a b o u t
1
t o
a b o u t
90%
by W e i g h t a n d
m o r e
u s u a l l y ,
p a r t i c u l a r l y
When
h e c o m p o s i t e
i s p r e p a r e d
i n
t h e form
o f b e a d s ,
i n t h e
r a n g e o f a b o u t
2
t o a b o u t 80 Wt f
t h e c o m p o s i t e .
P r e f e r a b l y , t h e b i n d e r m a t e r i a l c o m p r i s e s s i l i c a o r a
k a o l i n
c l a y .
P r o c e d u r e s f o r
p r e p a r i n g
s i l i c a - b o u n d z e o l i t e s ,
s u c h a s
ZSM-5, a r e d e s c r i b e d i n U . S . P a t . N o s . 4 , 5 8 2 , 8 1 5 ; 5 , 0 5 3 , 3 7 4 ;
a n d
5 , 1 8 2 , 2 4 2 . A a r t i c u l a r
p r o c e d u r e f o r
b i n d i n g
ZSM-5
With a s i l i c a binder i n v o l v e s an e x t r u s i o n p r o c e s s .
The p o r o u s
c r y s t a l l i n e m a t e r i a l m a y
be combined W i t h
a
b i n d e r i n t h e form o f a
? u i d i z e d bed c a t a l y s t .
T h i s
? u i d i z e d
b e d c a t a l y s t m ay o m p r i s e c l a y i n t h e b i n d e r h e r e o f ,
a n d
m ay
b e
f o r m e d b y a
s p r a y - d r y i n g p r o c e s s t o
f o r m
c a t a l y s t p a r t i c l e s
h a v i n g a
p a r t i c l e
s i z e o f 2 0 - 2 0 0 m i c r o n s .
T h e c a t a l y s t o f t h e i n v e n t i o n may o p t i o n a l l y b e p r e c o k e d .
T h e p r e c o k i n g
s t e p
i s p r e f e r a b l y
c a r r i e d
o u t
b y
i n i t i a l l y u t i
l i z i n g
t h e u n c o k e d
c a t a l y s t i n
t h e
t o l u e n e m e t h y l a t i o n
r e a c
t i o n , d u r i n g
W h i c h
c o k e
i s
d e p o s i t e d
o n
t h e
c a t a l y s t
s u r f a c e
and
t h e r e a f t e r c o n t r o l l e d W i t h i n a d e s i r e d r a n g e ,
t y p i c a l l y
from b o u t 1 t o
a b o u t
20 Wt nd r e f e r a b l y from b o u t 1 t o
a b o u t 5
Wt %, b y p e n o d i c
r e g e n e r a t i o n
by
e x p o s u r e
t o
a n
o x y g e n - c o n t a i n i n g a t m o s p h e r e a t a n e l e v a t e d
t e m p e r a t u r e .
One f t h e a d v a n t a g e s o f h e
c a t a l y s t
d e s c r i b e d h e r e i n i s
i t s
e a s e o f r e g e n e r a b i l i t y . T h u s , a f t e r t h e c a t a l y s t a c c u m u l a t e s
c o k e
a s i t
c a t a l y z e s t h e
t o l u e n e
m e t h y l a t i o n
r e a c t i o n , i t c a n
e a s i l y b e r e g e n e r a t e d b y b u r n i n g o f f a c o n t r o l l e d a m o u n t
o f
coke i n a p a r t i a l combustion a t m o s p h e r e i n a
r e g e n e r a t o r
a t
t e m p e r a t u r e s i n t h e r a n g e o f from a b o u t 400 o a b o u t
7 0 0 0
C .
The c o k e l o a d i n g on
t h e
c a t a l y s t m a y t h e r e b y b e r e d u c e d o r
20
25
30
35
40
45
50
55
60
6 5
8
s u b s t a n t i a l l y e l i m i n a t e d i n t h e r e g e n e r a t o r . I f i t i s d e s i r e d t o
m a i n t a i n
a
g i ve n d e g r e e
o f c o k e l o a d i n g , t h e
r e g e n e r a t i o n s t e p
m ay e c o n t r o l l e d
s u c h t h a t
t h e r e g e n e r a t e d
c a t a l y s t
r e t u r n i n g
t o t h e
t o l u e n e m e t h y l a t i o n
r e a c t i o n zone s
c o k e - l o a d e d
a t
t h e
d e s i r e d l e v e l .
The
p r e s e n t p r o c e s s m a y
s u i t a b l y b e c a r r i e d
o u t
i n
? x e d ,
m o v i n g , o r
? u i d
c a t a l y s t b e d s .
I f
t
i s
d e s i r e d t o c o n t i n u o u s l y
c o n t r o l
t h e e x t e n t
of
coke
l o a d i n g , moving o r ?uid bed con
? g u r a t i o n s a r e p r e f e r r e d . W i t h moving o r ? u i d
b e d con?gu
r a t i o n s , t h e e x t e n t o f c o k e
l o a d i n g
c a n b e c o n t r o l l e d by v a r y
i n g
t h e s e v e r i t y a n d / o r t h e
f r e q u e n c y
o f
c o n t i n u o u s
o x i d a t i v e
r e g e n e r a t i o n i n t h e c a t a l y s t r e g e n e r a t o r .
The
r o c e s s o f h e p r e s e n t i n v e n t i o n i s g e n e r a l l y c o n d u c t e d
a t a
t e m p e r a t u r e
betWeen
a b o u t
500 and
a b o u t
7 0 0 0 C . , p r e f
e r a b l y betWeen
a b o u t
500 and a b o u t 6 0 0 0 C . , a p r e s s u r e o f
b e t W e e n a b o u t 1 a t m o s p h e r e a n d 1 0 0 0 p s i g ( 1 0 0 a n d 7 0 0 0
k P a ) , a
W e i g h t h o u r l y s p a c e
v e l o c i t y
o f
b e t W e e n
a b o u t 0 . 5 a n d
1 0 0 0 ,
and molar a t i o
o f
t o l u e n e
t o methanol ( i n t h e r e a c t o r
c h a r g e ) o f t
l e a s t
a b o u t
0 . 2 ,
e . g . ,
from
a b o u t
0 . 2 t o
a b o u t
2 0 .
The r o c e s s i s
p r e f e r a b l y
c o n d u c t e d i n
t h e p r e s e n c e
o f a d d e d
hydrogen a n d / o r added W a t e r s u c h t h a t
t h e
molar
r a t i o
o f
hydrogen
a n d / o r W a t e r t o
t o l u e n e
+methanol
i n t h e
f e e d
i s
betWeen
a b o u t
0 . 0 1
and
a b o u t
1 0 .
U s i n g
t h e p r o c e s s
o f
h e i n v e n t i o n ,
t o l u e n e
c a n b e a l k y l a t e d
With methanol s o a s
t o
produce a r a - x y l e n e a t a
s e l e c t i v i t y
of
a t l e a s t a b o u t 9 0
Wt
b a s e d
on
o t a l
C8
a r o m a t i c p r o d u c t ) a t
a p e r - p a s s t o l u e n e conversion
of
t l e a s t
about
1 5 Wt nd a
t r i m e t h y l b e n z e n e p r o d u c t i o n
l e v e l
l e s s t h a n 1 Wt %.
One
o f
t h e
a d v a n t a g e s o f
t h e
p r o c e s s o f
t h e i n v e n t i o n
i s
t h a t , i n e m b o d i m e n t s , t h e x y l e n e s p r o d u c e d d o
n o t
r e q u i r e
c l a y t r e a t m e n t
p r i o r
t o
c r y s t a l l i z e r t r e a t m e n t ,
Which s
a g r e a t
e c o n o m i c
a d v a n t a g e . T y p i c a l
p r o d u c t s p e c i ? c a t i o n s f o r p a r
a x y l e n e s
p r o d u c e d b y o t h e r p r o c e s s e s r e q u i r e a B I
u n d e r
2 0 0 .
I n t h e p r o c e s s o f h e p r e s e n t i n v e n t i o n , i n c l u d i n g t h e p r e f e r r e d
embodiment o f
n o
c l a y
t r e a t i n g
p r i o r t o
c r y s t a l l i z a t i o n ,
a
p a r a x y l e n e p r o d u ct o f
c r y s t a l l i z a t i o n
c a n m e e t a p r o d u c t
s p e c i ? c a t i o n
o f B I : 2 0 .
Many
d i f f e r e n t c r y s t a l l i z e r
s c h e m e s h a ve b e e n
i m p l e
mented.
Almost
l l schemes
use t h e same
concepts
i n
recov
e r i n g
p - x y l e n e
a s f o l l o W s :
( a ) p - x y l e n e f e e d i s
c o o l e d , c r y s
t a l l i z e d and
s e p a r a t e d a t
a v e r y c o l d t e m p e r a t u r e f o r
m a x i m u m
r e c o v e r y ; t h e n ( b ) t h e c r y s t a l s a r e
m e l t e d a n d
r e c r y s t a l l i z e d and
s e p a r a t e d
a t a Warmer t e m p e r a t u r e f o r
maximum - x y l e n e p u r i t y .
P r e f e r r e d c r y s t a l l i z e r
p r o c e s s e s i n c l u d e
t h e f o l l o W i n g .
D i r e c t C o n t a c t
C o o l i n g: f e e d i s c o o l e d
in a c r y s t a l l i z e r
v e s s e l b y i n j e c t i n g
r e f r i g e r a n t ,
s u c h a s
C;
r CO2 d i r e c t l y
i n t o t h e s l u r r y .
I n d i r e c t C o n t a c t C o o l i n g : f e e d
i s
c o o l e d i n
a
j a c k e t e d
c r y s
t a l l i z e r v e s s e l . The r e f r i g e r a n t , s u c h
a s
C;
r C 3 ,
i s f e d i n t o
t h e j a c k e t .
A l t e r n a t i v e l y , f e e d c a n b e c o o l e d
in a
s c r a p e d
c h i l l e r
W h e r e
c r y s t a l s f o r m i n s i d e
t h e
c h i l l e r . The c r y s t a l s
formed c o l l e c t i n
a
h o l d u p d r u m . I n d i r e c t
c o n t a c t
c o o l i n g i s
s l i g h t l y
l e s s
e n e r g y e ? i c i e n t t h a n d i r e c t c o o l i n g , b u t n o r e f r i g
e r a n t / f e e d
s e p a r a t i o n e q u i p m e n t
i s
n e e d e d .
C e n t r i f u g e o r F i l t r a t i o n f o r S o l d / L i q u i d S e p a r a t i o n :
e i t h e r
c e n t r i f u g e o r
? l t e r s a r e
u s e d . C e n t r i f u g e s
a r e
more e x p e n s i v e
t h a n
? l t e r s ,
h o W e v e r , p r o d u c e
a d r y e r c r y s t a l
c a k e
t h a n
c a n b e
achieve i n a ? l t e r .
C e n t r i f u g e W a s h : t h e Warmer c r y s t a l l i z a t i o n m a x i m i z e s
p - x y l e n e
p u r i t y .
S e v e r a l
o f
t h e p r o c e s s
schemes
u s e a Wash
s t e p W i t h t h e
c e n t r i f u g e s
o f t h e
W a r m e s t c r y s t a l l i z a t i o n
s t a g e
t o r e p l a c e t r a p p e d
m o t h e r
l i q u o r i n t h e
c r y s t a l
c a k e . T h i s W a s h
can be
p - x y l e n e o r a n o t h e r
component,
such a s t o l u e n e ,
pen
t a n e ,
o r o t h e r l i g h t
h y d r o c a r b o n . P - x y l e n e Wash h a s t h e
a d v a n t a g e
t h a t no doWnstream s e p a r a t i o n s y s t e m f o r remov
i n g t h e
W a s h c o m p o n e n t i s
r e q u i r e d .
7/23/2019 Us 8507744
http://slidepdf.com/reader/full/us-8507744 6/6
US
8 , 5 0 7 , 7 4 4
B2
M e l t S t a g e : b e t w e e n c r y s t a l l i z e r s t a g e s , p - x y l e n e c r y s t a l s
a r e
melted i n t o a neW
xylene s t r e a m
Which s
m u c h
i g h e r i n
p - x y l e n e c o n t e n t t h a n
t h e
f e e d W a s .
One
o r
more
of h e s e
schemes
may e used
a s p a r t
of
h e
c r y s t a l l i z e r s t e p ( s )
o f h e
p r e s e n t i n v e n t i o n .
A f t e r a l k y l a t i o n a n d b e f o r e c r y s t a l l i z a t i o n , t h e r e
may
a l s o
be one
o r
more
s t e p s s e l e c t e d
from
t h e f o l l o w i n g :
( a )
deWa
t e r i n g ; ( b ) s o l i d s r e m o v a l ; ( c ) x y l e n e
s p l i t t e r ;
a n d ( d ) c a u s t i c
s c r u b b e r .
A f t e r
c r y s t a l l i z a t i o n ,
t h e
p u r i ? e d p a r a x y l e n e f r a c t i o n i s
s e p a r a t e d
and h e
r e m a i n i n g ? l t r a t e
m a y be s e n t t o a
c a u s t i c
s c r u b b e r t o b e u p g r a d e d .
The i n v e n t i o n
W i l l noW be more p a r t i c u l a r l y d e s c r i b e d i n
t h e f o l l o W i n g E x a m p l e s ,
Which
a r e i n t e n d e d t o b e r e p r e s e n
t a t i v e o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n
a n d
n o t
l i m i t i n g
t h e r e o f .
EXAMPLE
A y l e n e s t re a m
p r o d u c e d
b y a l k y l a t i o n o f t o l u e n e W i t h
m e t h a n o l
Was p u r i ? e d v i a t W o - s t a g e b a t c h c r y s t a l l i z a t i o n .
A n a l y s i s
o f t h e f e e d
a n d
p r o d u c t
s t r e a m s f r o m
t h i s
p r o c e s s
shoWed
t h a t ,
n o t o n l y
Was
t h e
p a r a x y l e n e
c o n t e n t
o f
t h e
s t r e a m
i n c r e a s e d , b u t t h e oxygenate
c o n t e n t o f
t h e
s t r e a m
a s
measured
by
t h e
UOP 2 4 method Was a l s o s i g n i ? c a n t l y
r e d u c e d . The UOP
2 4
method s
a v a i l a b l e , f o r i n s t a n c e ,
b y
s u b s c r i p t i o n
from IHS® n d i s
a
method o f c a r b o n y l number
by
c h e m i c a l
a n a l y s i s .
What s
i m p o r t a n t
i s n o t
t h e e x a c t v a l u e
o b t a i n e d
b u t
t h e r e l a t i v e v a l u e .
C a r b o n y l
a n a l y s i s m a y b e
o b t a i n e d
from many methods u b l i c l y
a v a i l a b l e ,
a s Would b e
knoW by one of k i l l i n
t h e
a r t .
C r y s t a l l i z e r 2 n d
S t a g e
Feed Melt
X y l e n e s ,
Wt
9 5 . 0 9 9 . 4
PX e l e c t i v i t y ,
8 9 . 1 9 8 . 7
Bromine
I n d e x
218 20
S t y r e n e ,
p p m
708
7 8
UOP
2 4 ,
C:O u g / L
6 . 2
1 . 1
A c e t i c a c i d ,
p p m
0 . 4 4 0 . 1
Trade
names
us ed
herein r e
i n d i c a t e d
by
TM symbol
o r
®
s y m b o l , i n d i c a t i n g t h a t
t h e
names
m ay e
p r o t e c t e d b y
c e r t a i n
t r a d e m a r k
r i g h t s ,
e . g . , t h e y
m ay
b e r e g i s t e r e d t r a d e m a r k s i n
v a r i o u s j u r i s d i c t i o n s .
A l l p a t e n t s a n d
p a t e n t a p p l i c a t i o n s , t e s t
p r o c e d u r e s
( s u c h
a s
ASTM e t h o d s ,
UL
e t h o d s ,
a n d t h e l i k e ) , and o t h e r
d o c u m e n t s c i t e d
h e r e i n
a r e
f u l l y i n c o r p o r a t e d by r e f e r e n c e t o
t h e e x t e n t
s u c h d i s c l o s u r e i s n o t i n c o n s i s t e n t W i t h
t h i s
i n v e n
t i o n a n d f o r a l l j u r i s d i c t i o n s i n
Which
s u c h i n c o r p o r a t i o n i s
20
25
30
35
40
50
1 0
p e r m i t t e d . When u m e r i c a l
l o W e r
l i m i t s and
u m e r i c a l
u p p e r
l i m i t s a r e l i s t e d h e r e i n ,
r a n g e s
from any loWer l i m i t t o any
upper l i m i t
a r e
c o n t e m p l a t e d .
The i n v e n t i o n h a s
been
d e s c r i b e d above
W i t h
r e f e r e n c e t o
n u m e r o u s e m b o d i m e n t s a n d s p e c i ? c
e x a m p l e s . Many v a r i a
t i o n s W i l l s u g g e s t
t h e m s e l v e s t o
t h o s e s k i l l e d i n
t h i s
a r t i n
l i g h t o f t h e a b o v e
d e t a i l e d
d e s c r i p t i o n . A l l s u c h v a r i a t i o n s a r e
W i t h i n
t h e
s c o p e o f
t h e
a p p e n d e d
c l a i m s .
What
s
c l a i m e d i s :
1 .
A
r o c e s s f o r t h e p r o d u c t i o n o f p a r a - x y l e n e c o m p r is i n g :
r e a c t in g t o l u e n e
W i t h
m e t h a n o l u n d e r a l k y l a t i o n c o n d i t i o n s
i n t h e
p r e s e n c e
o f
c a t a l y s t
s u i t a b l e f o r
t h e
p r o d u c t i o n
o f
a p r o d u c t c o m p r i s i n g p a r a - x y l e n e
a n d
o x y g e n a t e s
t o
p r o d u c e a ? r s t
p r o d u c t
c o m p r i s i n g p a r a - x y l e n e a n d o x y
g e n a t e s ,
a n d t h e n , W i t h o u t
a n y
i n t e r v e n i n g
t r e a t m e n t ,
s u b j e c t i n g
s a i d p r o d u c t t o p u r i ? c a t i o n
b y
c r y s t a l l i z a t i o n
t o p r o d u c e a p a r a x y l e n e
f r a c t i o n s a i d
p a r a x y l e n e f r a c
t i o n c h a r a c t e r i z e d b y a B1 of 30 o r l e s s and
having
a
l o W e r
amount
o f o x y g e n a t e i m p u r i t i e s t h a n s a i d
? r s t
p r o d u c t .
2 . The r o c e s s o f c l a i m
1 ,
W h e r e i n s a i d c a t a l y s t c o m p r i s e s
a
p o r o u s
c r y s t a l l i n e m a t e r i a l
h a v i n g
a D i f f u s i o n
P a r a m e t e r
f o r
2 , 2 d i m e t h y l b u t a n e o f a b o u t
0 . 1 - 1 5
s e c “ l
When
measured
t a
t e m p e r a t u r e
o f
1 2 0 0 C .
and
2 , 2
d i m e t h y l b u t a n e
p r e s s u r e
o f
6 0 t o r r ( 8 k P a )
W h e r e i n
s a i d p o r o u s c r y s t a l l i n e m a t e r i a l h a s
undergone
p r i o r
t r e a t m e n t W i t h
steam t
a t e m p e r a t u r e o f a t
l e a s t
9 5 0 0
C . t o
a d j u s t
t h e D i f f u s i o n P a r a m e t e r o f s a i d mate
r i a l
t o a b o u t 0 . 1 - 1 5 s e c _ l .
3 . The p r o c e s s o f c l a i m 2 , W h e r e i n s a i d D i f f u s i o n Param
e t e r o f s a i d p o r o u s c r y s t a l l i n e m a t e r i a l i s a b o u t
05-10
s e c _ l .
4 . The p r o c e s s o f c l a i m
1 ,
W h e r e i n
s a i d p o r o u s
c r y s t a l l i n e
m a t e r i a l
h a s
undergone
p r i o r t r e a t m e n t With steam
a t a
tem
p e r a t u r e
o f t
l e a s t 1 0 0 0 ° C . f o r b e t W e e n a b o u t 1 0 m i n u t e s a n d
a b o u t 100 h o u r s .
5 .
The p r o c e s s
o f c l a i m 4 , W h e r e i n
s a i d t r e a t m e n t
W i t h
s t e a m
r e d u c e s t h e p o r e volume o f t h e c a t a l y s t t o n o t l e s s t h a n
50% o f
t h a t
o f
t h e
p o r e
volume o f
t h e c a t a l y s t
b e f o r e s a i d
treatment With
s t e a m .
6 .
The
p r o c e s s
o f c l a i m
1 ,
W h e r e i n
t h e
c a t a l y s t
c o n t a i n s
a t
l e a s t one o x i d e
modi?er s e l e c t e d from
h e
g r o u p c o n s i s t i n g o f
o x i d e s o f
e l e m e n t s
o f G r o u p s
HA,
l l l A , H I B , I V A , I V B , V A
and VIA
f t h e P e r i o d i c T a b l e .
7 .
The p r o c e s s o f
c l a i m
1 ,
W h e r e i n t h e c a t a l y s t c o n t a i n s a t
l e a s t one o x i d e modi?er s e l e c t e d from h e g r o u p c o n s i s t i n g o f
o x i d e s o f b o r o n , m a g n e s i u m , c a l c i u m ,
l a n t h a n u m
a n d p h o s
p h o r u s .
8 . The p r o c e s s o f c l a i m
7 , W h e r e i n t h e c a t a l y s t
c o n t a i n s
about 0 . 1 t o about
10
Wt
f h e o x i d e modi?er based
on
h e
e l e m e n t a l
m o d i ? e r .
9 . The p r o c e s s o f c l a i m 1 , W h e r e i n
t h e
c a t a l y s t h a s a n
a v e r a g e p a r t i c l e s i z e o f
a b o u t
20 t o 200 m i c r o n s .
* * * * *
