DE1276615B - Verfahren zur Gewinnung von Reinstaromaten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Deutsche Kl.:

Nummer:
Aktenzeichen;
Anmeldetag:
Auslegetag:

C07c

BOIb
BOId

12 ο-1/04

12a-5

P 12 76 615.3-42 (K 45512)

23. Dezember 1961

5. September 1968

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Reinstaromaten aus Gemischen, die neben den Aromaten auch paraffinische und naphthenische Kohlenwasserstoffe enthalten. Die Abtrennung der Aromaten aus dem Ausgangsgut erfolgt dabei durch extraktive Destillation.

Die Abtrennung von aromatenhaltigen Kohlenwasserstoffgemischen mit Hilfe der extraktiven Destillation ist bereits bekannt, wie sich beispielsweise aus den deutschen Patentschriften 902372 und 925 648, der belgischen Patentschrift 516 244, der britischen Patentschrift 793151 sowie den USA.-Patentschriften 2721170, 2775 627 und 2 834 822 ergibt. Aus den genannten Patentschriften ist auch bereits die Verwendung einer Vielzahl von Extraktionsmitteln mit unterschiedlichster chemischer Konstitution für diesen Zweck bekannt. Dabei werden Verbindungen, wie Phenol, Kresole, Anilin, Furfurol und Chinolin bzw. deren Derivate, immer wieder genannt.

Weiterhin ist es bekannt, die Abtrennung von Aromaten aus solche enthaltenden Kohlenwasserstoffgemischen durch Flüssig-Flüssig-Extraktion vorzunehmen, wobei beispielsweise in der britischen Patentschrift 812114 vorgeschlagen wird, die Flüssig-Flüssig-Extraktion unter Verwendung von N-Alkylpyrrolidonen als Extraktionsmittel durchzuführen. Dabei ist jedoch in jedem Fall die zusätzliche Verwendung von Wasser sowie eines weiteren Extraktionsmittels, eines sogenannten Gegenlösungsmittels, erforderlich. Beide Maßnahmen bedeuten jedoch eine erhebliche Komplizierung des Verfahrens der Flüssig-Flüssig-Extraktion gegenüber dem Verfahren der extraktiven Destillation, bei der die zusätzliche Verwendung von Wasser und eines Gegenlösungsmittels nicht erforderlich ist.

Der Zusatz von Wasser bei der Flüssig-Flüssig-Extraktion stellt dabei insofern eine Komplikation dar, weil dadurch die gewonnenen Reinprodukte stets gewisse Mengen an Wasser enthalten, welches nachträglich entfernt werden muß und somit einen erhöhten Aufwand an Apparatur und Energie bedingt. Das gleiche gilt auch für die Verwendung des sogenannten Gegenlösungsmittels, das ja ebenfalls wiedergewonnen werden muß. Sofern nicht eine bestimmte Fraktion des Ausgangsgutes, wie Pentan bei der Aufarbeitung von Reformaten, als Gegenlösungsmittel verwendet werden kann, muß dasselbe zusätzlich beschafft werden.

Ein weiterer Vorteil der extraktiven Destillation gegenüber der Flüssig-Flüssig-Extraktion ist in der Herabsetzung der Viskosität des Extraktionsmittels, Verfahren zur Gewinnung von Reinstaromaten

Anmelder:

Heinrich Koppers

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,

4300 Essen, Moltkestr. 29

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Chem. Dr. Kurt von Kessel, 3500 Kassel

die durch die höhere Arbeitstemperatur bedingt ist,

ao zu sehen. Durch diese Viskositätsherabsetzung wird ein verbesserter Stoff austausch zwischen dem Extraktionsmittel und dem zu extrahierenden Produkt sowie eine höhere Beladefähigkeit des Extraktionsmittels bewirkt. Deshalb ist bei der extraktiven Destillation bei gleicher Leistung weniger Extraktionsmittel erforderlich als bei der Flüssig-Flüssig-Extraktion, was sich zudem auch in einer Verringerung der Dimensionen des Extraktors auswirkt.
Von diesen Vorteilen macht die Arbeitsweise nach dem Verfahren der Erfindung durch Anwendung der extraktiven Destillation zur Gewinnung von Reinstaromaten Gebrauch. Zur Ermittlung der Reinheit der gewonnenen Produkte wird dabei beim Benzol der Erstarrungspunkt und beim Toluol der Brechungsindex herangezogen. Dabei werden heute von den Abnehmern dieser Produkte oft beim Benzol ein Erstarrungspunkt von nicht unter 5,5⁰C und beim Toluol ein Brechungsindex nf von nicht unter 1,4960 verlangt. Wie die weiter unten aufgeführten Vergleichsversuche zeigen, können diese hohen Reinheitsanforderangen mit den bisher gebräuchlichen Extraktionsmitteln nicht erreicht werden.

Der Erfindung lag daher besonders das Ziel zugrunde, das Verfahren zur Gewinnung von Aromaten

durch extraktive Destillation so zu verbessern, daß die gewonnenen Produkte den vorstehend genannten Reinheitsanforderungen mindestens entsprechen.

Das Verfahren der Erfindung zur Gewinnung von Reinstaromaten aus Gemischen, die neben Aromaten auch paraffinische und naphthenische Kohlenwasserstoffe enthalten, durch extraktive Destillation mit einem Extraktionsmittel für Aromaten ist dabei da-

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durch gekennzeichnet, daß das verdampfte Aus- Kolonne 2. erreichen, daß der Aromatengehalt im gangsgut in den mittleren Teil einer Destillations- dampfförmigen Kopfprodukt prozentual niedriger kolonne eingeführt wird und am Kopf der Kolonne liegt als oben angegeben, so daß sich auch in diesem flüssiges Methoxypyrrolidon im Verhältnis von Fall eine extrem hohe Ausbeute an Reinstaromaten 1 Volumteil Aromaten im Ausgangsgut zu 1 bis 5 ergibt.

10 Volumteilen Methoxypyrrolidon unter solchen Das dampfförmige Kopfprodukt wird durch Lei-

Temperaturbedingungen aufgegeben wird, daß vom tung4 abgezogen.

Boden der Destillationskolonne die im Methoxy- Vom Boden der Kolonne 2 wird durch Leitung 5

pyrrolidon gelösten Aromaten und über Kopf die bei einer Temperatur von etwa 134° C eine Flüssig-Dämpfe der nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe io keit abgezogen, die das Methoxypyrrolidon, die Aroabgezogen werden, und daß man aus dem Boden- maten sowie gewisse Verbindungen enthält, die aus ablauf die Aromaten durch eine einfache Destillation einer wenn auch geringfügigen, jedoch nicht völlig als Dämpfe abtrennt und das flüssige Methoxy- vermeidbaren Zersetzung des Methoxypyrrolidons pyrrolidon in die extraktive Destillationsstufe zurück- stammen. Diese Flüssigkeit wird in die Destillationsführt. 15 kolonne 6 eingeführt, in der ihre destillative Tren-

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfah- nung erfolgt. Vom Boden der Destillationskolonne 6 rens kann, falls das Ausgangsgut neben Benzol noch läuft durch Leitung 7 praktisch reines Methoxyerhebliche Mengen an Toluol und Xylolen enthält, pyrrolidon ab,' das durch Leitung3 wieder auf die so gearbeitet werden, daß das Ausgangsgut zunächst Kolonne 2 zurückgeführt wird. Der geringfügige Verin im wesentlichen nur eine Aromatensorte enthal- 20 lust an Methoxypyrrolidon, falls ein solcher übertende Fraktionen aufgespalten wird und daß man haupt auftritt, wird laufend oder absatzweise durch diese dann einzeln der extraktiven Destillation mit frisches Methoxypyrrolidon ersetzt, das durch Lei-Methoxypyrrolidon unterwirft. tung 18 in die Leitung 3 eingeführt wird.

In der Abbildung ist eine Einrichtung zur Durch- Da sich bei der Kreislaufführung des Methoxy-

führung des erfindungsgemäßen Verfahrens schema- 25 pyrrolidone gewisse hochsiedende Bestandteile des tisch dargestellt. Ausgangsgutes im Methoxypyrrolidon lösen, wird

Die angegebenen Temperaturen sind dabei als laufend oder absatzweise ein kleiner Teilstrom aus Richtwerte anzusehen, da diese in Abhängigkeit von der Leitung 7 durch Leitung 8 abgezogen und in der Zusammensetzung des Ausgangsgutes (Verhält- einer Regeneriereinrichtung 9 von den gelösten hochnis Aromaten zu Nichtaromaten; Verhältnis der 30 siedenden Bestandteilen in einem solchen Ausmaß Aromaten untereinander; Art der Nichtaromaten) befreit, daß keine Störung des beabsichtigten Wasch- und von Ausbeute und Reinheitsgrad des Rein- effektes durch derartige Verunreinigungen eintreten Produktes innerhalb gewisser Grenzen abhängen. kann. Das regenerierte Methoxypyrrolidon wird

Das aromatenhaltige Ausgangsgut, beispielsweise durch Leitung 10 in den Kreislauf zurückgeführt, ein sogenanntes Benzoldruckraffinat, welches zu etwa 35 während die abgeschiedenen Verunreinigungen durch 95% aus Aromaten (Benzol, Toluol, Xylole) besteht, Leitung 11 aus dem Verfahren entfernt werden, wird durch die Leitung 1 mit einer Temperatur von Aus der Destillationskolonne 6 entweicht durch

etwa 115⁰C der Kolonne2 zugeführt. Das Ausgangs- Leitung 12 ein Dämpfegemisch, welches hauptsächgut ist entweder völlig verdampft oder als Flüssigkeit lieh aus den Aromaten besteht. Daneben enthält so überhitzt, daß beim Eintritt der Flüssigkeit in die 40 dieses Dämpfegemisch gegebenenfalls sehr geringe Kolonne 2 eine vollständige Verdampfung eintritt. Mengen des Zersetzungsproduktes des Methoxy-Am Kopf der Kolonne 2 wird durch Leitung 3 flüs- pyrrolidone und gegebenenfalls sehr geringe Mengen siges Methoxypyrrolidon mit einer Temperatur von höhersiedende Paraffine und Naphthene, falls diese etwa 120⁰C zugeführt. Die Menge des Methoxy- im Ausgangsgut enthalten gewesen sind. Das Dämpfepyrrolidons richtet sich nach der Zusammensetzung 45 gemisch wird in eine Destillationskolonne 13 eingedes Ausgangsgutes. Enthält dieses als aromatischen führt und dort fraktioniert destilliert. Vom Kopf der Bestandteil praktisch nur Benzol, so wird ein Ver- Destillationskolonne 13 entweichen durch Leitung 14 hältnis von 1 Volumteil Benzol zu etwa Ibis 3 Volum- die erwähnten Zersetzungsprodukte des Methoxyteilen Methoxypyrrolidon angewandt. Enthält das pyrrolidons, während durch Leitungen 15 und 16 Ausgangsgemisch neben Benzol noch Toluol, so be- 50 eine Benzol- bzw. Toluol-Fraktion abgezogen werden trägt das Volumverhältnis Aromaten zu Methoxy- kann. Das Bodenprodukt der Destillationskolonne 13 pyrrolidon etwa 1:3 bis 1:5. Wird, wie im vor- wird durch Leitung 17 abgezogen und enthält die liegenden Fall, ein Ausgangsgut eingesetzt, welches Xylole, die gegebenenfalls mit den erwähnten sehr Benzol, Toluol und Xylole enthält, so beträgt das geringen Mengen der höhersiedenden Paraffine und Volumverhältnis Aromaten zu Methoxypyrrolidon 55 Naphthene verunreinigt sind, die man jedoch durch etwa 1:4 bis 1:7. eine einfache Destillation leicht abtrennen kann.

Vom Kopf der Kolonne 2, der auf einer Tempe- Es konnte festgestellt werden, daß, wenn man bei-

ratur zwischen 65 und 8I⁰C gehalten wird, ent- spielsweise ein Ausgangsgut verwendet, welches zu weicht ein Dämpfegemisch, welches die Paraffine und 95% aus Benzol und Toluol besteht, die durch Lei-Naphthene des Ausgangsgutes sowie eine relativ ge- 60 tung 15 abgezogene Benzolfraktion einen Erstarringe Menge Aromaten, hauptsächlich Benzol, ent- rungspunkt von 5,51⁰C aufweist. Es handelt sich hält. Im vorliegenden Fall beträgt der Aromaten- also um ein außerordentlich reines Benzol. Die durch anteil an dem Kopfprodukt etwa 10 bis 20%, so daß Leitung 16 abgezogene Toluolfraktion wies einen der Aromatenverlust, bezogen auf den Aromaten- Brechungsindex von n²g = 1,4967 auf. gehalt des Ausgangsgutes, in der Größenordnung 65 Zum Vergleich wurde die extraktive Destillation von 0,5 bis 1% liegt. Setzt man ein Ausgangsgut ein, des gleichen Ausgangsgutes in der gleichen Apparadessen Aromatengehalt niedriger ist, so kann man tür bei etwa gleichen Aufgabetemperaturen, jedoch durch geeignete Wahl der Betriebsbedingungen der unter Verwendung anderer Extraktionsmittel durch-

geführt. Die bei diesen Vergleichsversuchen erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt.

Lösungsmittel	Benzolfraktion Erstarrungspunkt 0C	Toluolfraktion Brechungsindex n%°
Anilin	5,40 5,33 5,34 5,33 5,35	1,4960 1,4958 1,4958 1,4958 1,4959
Phenol
o-Kresol
Furfurol
Chinolin

Es zeigt sich also, daß die unter Verwendung von Methoxypyrrolidon als Extraktionsmittel erhaltenen Werte besser sind als alle anderen Werte, die unter Verwendung anderer Extraktionsmittel erhalten wurden.

Wie weiter oben bereits festgestellt wurde, kann es unter Umständen zweckmäßig sein, das Ausgangsgut zunächst durch eine Vordestillation roh in mehrere Aromatenfraktionen zu zerlegen und diese dann getrennt der extraktiven Destillation nach dem Verfahren der Erfindung zu unterwerfen.

Es sei noch bemerkt, daß das vorstehende Verfahrensschema die in der Destillationstechnik üblichen Zusatzeinrichtungen, wie solche für das Kondensieren, Erhitzen, Rückführen usw. der verschiedensten Produkte, zur Vereinfachung nicht enthält.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von Reinstaromaten aus Gemischen, die neben Aromaten auch paraffinische und naphthenische Kohlen-Wasserstoffe enthalten, durch extraktive Destillation mit einem Extraktionsmittel für Aromaten, dadurch gekennzeichnet, daß das verdampfte Ausgangsgut in den mittleren Teil einer Destillationskolonne eingeführt wird und am Kopf der Kolonne flüssiges Methoxypyrrolidon im Verhältnis von 1 Volumteil Aromaten im Ausgangsgut zu 1 bis 10 Volumteilen Methoxypyrrolidon unter solchen Temperaturbedingungen aufgegeben wird, daß vom Boden der Destillationskolonne die im Methoxypyrrolidon gelösten Aromaten und über Kopf die Dämpfe der nicht aromatischen Kohlenwasserstoffe abgezogen werden, und daß man aus dem Bodenablauf die Aromaten durch eine einfache Destillation als Dämpfe abtrennt und das flüssige Methoxypyrrolidon in die extraktive Destillationsstufe zurückführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Ausgangsgut, falls es neben Benzol erhebliche Mengen an Toluol und Xylolen enthält, in im wesentlichen nur eine Aromatensorte enthaltende Fraktionen aufspaltet und diese dann einzeln der extraktiven Destillation mit Methoxypyrrolidon unterwirft.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 902 372, 925 648;
belgische Patentschrift Nr. 516 244;
britische Patentschriften Nr. 793 151, 812114;
USA.-Patentschriften Nr. 2721170, 2775 627,
834 822.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1153 738.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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