본 발명은 네 가지 다른 이성질체를 포함한 혼합 자일렌를 정제하는데 있어서 함유된 에틸벤젠을 고순도로 분리함으로써 전체 혼합자일렌의 분리 공정의 효율을 높이는 기술에 대한 것이다. 자세하게는, 본 발명은 기존의 흡착과 이중 제올라이트 분리막을 일체형으로 이용한 선택적 투과분리를 복합적으로 시스템화하여 다양한 사용에 용이한 고순도 혼합 자일렌으로 전환 시킬 수 있는 기술이다. 혼합 자일렌 중에서 특정 자일렌을 흡착시키고 이중 제올라이트 분리막을 통해 에틸벤젠만을 선택적으로 분리함으로써 에틸벤젠의 순도를 높일 수 있고 기존의 공정보다 운전 비용을 줄일 수 있는 장점을 가진 기술이다. 그리고 공정상 분리막 안쪽과 이중 분리막 사이에 흡착제를 고정시키는 일체형 기술로서 공간상 최소한의 복합 시스템을 구축한 기술이다. 이러한 이점들로 하여금 고순도 에틸벤젠을 생산하여 에틸벤젠의 고부가치를 높이고 활용을 늘릴 수 있는 기술로 성장시킬수 있다.