DE2047162A1

DE2047162A1 - Verfahren zum Auftrennen eines Gemisches von Verbindungen

Info

Publication number: DE2047162A1
Application number: DE19702047162
Authority: DE
Inventors: Alfred Louis van Roffel Derk Vollenhoven Frits Willem van Den Haag Kleef (Niederlande)
Original assignee: Shell Internationale Research Maat schappij N V , Den Haag (Niederlande)
Priority date: 1969-09-26
Filing date: 1970-09-24
Publication date: 1971-04-01
Also published as: ES383944A1; ZA706518B; NL163966C; FR2062598A5; DE2047162C2; JPS5028916B1; NL163966B; BE756198A; GB1321465A; US3868310A; CA943490A; NL6914611A

Description

SHELL IUTERMTIOIIALE RESEARCH HAATSCHAPPIJ N. V., Den Haag, Niederlande

" Verfahren zum Auftrennen eines Gemisches von Verbindungen "

Priorität: 26. September 1969, lliederlande, Ur. 6914 611

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftrennen eines Gemisches von Verbindungen ("Ausgangsgemisch") durch Flussig-Flüs— sig-Extraktion unter Verwendung eines selektiven, höher als das Ausgangsgemisch siedenden Lösungsmittels, in welchem mindestens eine der Komponenten des Ausgangsgemisches leichter und mindestens eine der anderen Komponenten des Ausgangsgemisches weniger leicht löslich ist, bei welchem Verfahren eine Haffinatphase und eine Extraktphase erhalten werden, wobei aus der Extraktphase durch mindestens eine Destillationsstufe die gelösten Komponenten abgetrennt und mindestens ein

die im selektiven Lösungsmittel weniger leicht löslichen Komponenten enthaltender Strom gewonnen wird.

Ein Verfahren der vorgenannten Art wird seit langem zum Auftrennen von Gemischen in Komponenten (oder Gruppen vor: Komponenten) angewendet, welche in einem bestimmten selektiven Lösungsmittel leichter bzw. weniger leicht löslich sind. Bei diesem Verfahren

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müssen häufig besondere Ilassnahmen ergriffen werden, um einen ausreichenden Reinheitsgrad der abgetrennten Komponenten zu gewährleisten. Zu diesem Zweck wird z.B. die Extraktphase oder ein daraus gewonnenes Material einer extraktiven Destillation unterworfen, wobei eine relativ sehr hohe Extraktionsmittelmenge eingesetzt wird. Solche Massnahmen können das Verfahren jedoch unwirtschaftlich machen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Verfahren der vorgenannten Art zum Auftrennen von Gemischen von Verbindungen zur Verfügung zu stellen, bei dem die gelösten Komponenten aus den vorgenannten Destillationsstufen in genügender Reinheit hervorgehen«

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Auftrennen eines Gemisches von Verbindungen ("Ausgangsgemisch") durch Flüssig-Flüssig-Extraktion unter Verwendung eines selektiven, höher als das Ausgangsgemisch siedenden Lösungsmittels, in welchem mindestens eine der Komponenten des Ausgangsgemisches leichter und mindestens eine der anderen Komponenten des Ausgangsgemisches weniger leicht löslich ist, bei welchem Verfahren eine Raffinatphase und eine Extraktphase erhalten werden, wobei aus der Extraktphase durch mindestens eine Destillationsstufe die gelösten Komponenten abgetrennt und mindestens ein die im selektiven Lösungsmittel weniger leicht^ löslichen Komponenten enthaltender Strom gewonnen wird, und welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein bei niedrigeren Temperaturen als das Ausgangsgemisch siedendes Gemisch, welches selbst ebenfalls sowohl mindestens eine im selektiven Lösungsmittel leichter lösliche als auch mindestens

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eine im selektiven Lösungsmittel weniger leicht lösliche /Zcnip nente enthält ("niedriger siedendes Semisch") in mindestens eine der Destillationsstufen eingespeist wird.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass der Bestillationsvorgang in einer Destillationsstufe, welche zur Abtrennung von Komponenten aus der Extraktphase angewendet wird, durch Einführung eines solchen niedriger siedenden Gemisches stark gefördert wird. Aus der Tatsache, dass das betreffende Gemisch keinesfalls, wie es bei einem wirklichen Abstreifmedium erforderlich wäre, m den Sumpf der jeweiligen Destillationskolonne eingespeist werden muss, geht hervor, dass die vorgenannte Förderungswirkung nicht z.B. auf einen einfachen Abstreifeffekt zurückzuführen ist. Die günstige Wirkung der Gegenwart des vorgenannten Gemisches erfolgt im Gegenteil auch dann, wenn das Gemisch in den Hittelteil oder den Kopf einer solchen Kolonne eingespeist wird.

Die Siedebereiche des niedriger siedenden Gemisches und des aujgangsgemisches können sich überschneiden und ein niedriger disdendes Gemisch kann Komponenten enthalten, die einen höheren Siedepunkt aufweisen als bestimmte Komponenten des Ausgangsgemisches. Wenn man leichter lösliche Komponenten jedoch in hoher Reinheit gewinnen will, soll jene weniger leicht lösliche Komponente mindestens eines niedriger siedenden Gemisches, die den höchsten Siedepunkt aufweist, vorzugsweise um höchstens 10O⁰C höher sieden als die zu gewinnende weniger leicht lösliche Ausgangsgemisch-Koniponente mit dem niedrigsten Siedepunkt. Dies bedeutet, dass die vorgenannte, am höchsten siedende weniger leicht lösliche Komponente des niedriger siedenden Gemisches entweder selbst niedriger als die zu gewinnende leichter lösIi-

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ehe Ausgan^sgeniisch-Komponente mit dem niedrigsten Siedepunkt oder gleich hoch bzw. höchstens um 10O⁰C höher als diese Ausgangsgemisch-Komponente siedet. Ein entsprechend zusammengesetztes niedriger siedendes Gemisch eignet sich besonders gut zur Förderung der Abtrennung in hochreinem Zustand aus der Extraktphase aller jener- leichter löslichen Komponenten des Ausgangsge-

hoch _o

Fisches, v/elche höher als, gleich⁷wie oder höchstens um 100 C niedriger sieden als die vorgenannte Komponente des niedriger

bzw. "abzutrennender" siedenden Gemisches, Der Ausdruck "zu gewinnende"/Ausgangsgeraisch-Komponenten bezieht sich hier auf jene Komponenten, welche i.n möglichst reinem Zustand gewonnen werden sollen. Das Aus- ^angsgemisch kann zusätzlich noch andere - weniger leicht lösliche oder leichter lösliche - Komponenten enthalten, auf deren Abtrennung in hochreinem Zustand kein besonderer Wert gelegt wird.

Die Reinheit der abgetrennten Komponenten wird ferner im günstigen Sinne beeinflusst, wenn ^ic Einführung (mindestens eines) niedriger siedenden Gemisches in eine■Destillationsstufe des vorgenannten Typs zumindest teilweise in einer geringeren

als Höhe durchgeführt wird als die Extraktphase oder Vein in ..mindestens einer vorangehenden Stufe von dieser Phase abgetrenntes Material in diese Destillationsstufe eingespeist wird. Man

dpr

kann das niedriger siedende Gemisch auch inigleichen Höhe einführen wie die Extraktphase (oder sogar in einer größeren Höhe); dies bringt jedoch keinen Vorteil mit sich. Gemäss einer abgewandelten Methode kann die Einführung des niedriger siedenden Gemisches auch an mehr als einer Stelle dieser Stufe durchgeführt werden, wobei man entweder an jeder Stelle das gleiche

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niedriger siedende Gemisch oder auch mindestens zwei verschiedene Gemische dieses Typs einsetzen kann. Ferner kann man ein niedriger siedendes Gemisch natürlich entweder in eine einzelne Destillationsstufe oder in mehr als eine Destillationsstufe einführen, vorausgesetzt, dass eine solche Destillationsstufe der Anforderung genügt, dass mindestens ein weniger leicht lösliche Komponenten enthaltender Strom daraus gewonnen wird. Wenn das niedriger siedende Gemisch in mehr als eine Destillationsstufe eingeführt wird, kann dazu entweder in jedem Falle ein Anteil

es können Anteile desselben niedriger siedenden Gemisches oder/von mindestens zwei verschiedenen Gemischen dieses Typs eingesetzt werden. In dem Strom oder in den Strömen, welche(r) aus mindestens einer solchen Destillationsstufe abgezogen wird (werden) und welche(r) die weniger leicht löslichen Komponenten enthält (enthalten), können diese Komponenten entweder in einer zumindest im wesentlichen vom selektiven Lösungsmittel und/oder den leichter löslichen Komponenten freien Form oder als Gemische mit mindestens einer dieser beiden Substanzen vci'.a^ien sein. Es hängt von der Jeweils angewendeten Art der Verarbeitung der Extraktphase (z.B. Art der angewendeten Destillationsstufen und Art, mit der diese Stufen aneinandergereiht sind) ab, welche von allen vorgenannten Möglichkeiten in einem bestimmten Falle bevorzugt wird.

In einer Destillationsstufe, in welche ein niedriger siedendes Gemisch eingespeist wird, findet nicht nur die Abtrennung der vom Ausgangsgemisch stammenden Komponenten statt, sondern auch die Auftrennung des eingespeisten niedriger siedenden Gemisches selbst in weniger leicht lösliche bzw. leichter lösliche Komponenten oder in diese Komponenten enthaltende Ströme, wobei

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das selektive Lösungsmittel, welches, aus der SxtMktphase stammt und in der vorgenannten Destillationsstufe zugegen ist, eine "Bestimmte Rolle spielt. Wie erwähnt, ist darin der Grund dafür zu suchen, weshalb aus einer Destillationsstufe, in weiche ein niedriger siedendes Gemisch eingespeist wird, normalerweise, d.h., wenn kein niedriger siedendes Gemisch verwendet wird, mindestens ein weniger leicht lösliche Komponenten enthaltender Strom - der in jenem Falle daher vom Ausgangsgemisch stammt - gewonnen v/ird. Aus dem niedriger siedenden Gemisch stammende Komponenten dieses Typs können somit mit einem solchen Strom vereinigt werden oder zumindest aus der vorgenannten Stufe getrennt abgezogen werden, wodurch verhindert wird, dass diese Komponenten mit den leichter löslichen Komponenten vermischt werden und diese somit verunreinigen. ' "

Wenn in einer Destillationsstufe, in welche ein niedriger siedendes Gemisch eingespeist wird, nicht nur die Abtrennung von Komponenten aus der Extraktphase, sondern auch die Auftrennung des niedriger siedenden Gemisches selbst in einem möglichst optimalen Grade erfolgen soll, kann es vorteilhaft sein, wenn man in diese Destillationsstufe zusätzlich zu dem gemeinsam mit der Extraktphase oder einem aus dieser Phase gewonnenen Material in diese Stufe eingespeisten selektiven Lösungsmittel einen weiteren Anteil des selektiven Lösungsmittels, das gegebenenfalls gelöste Komponenten enthält, einspeist. Diese Einführung des se+ lektiven Lösungsmittels kann zumindest teilweise gemeinsam mit \ der Einführung der Extraktpbase oder eines daraus abgetrennten , Materials, gemeinsam mit der Einführung mindestens eines niedriger siedenden Gemisches und/oder in getrennter Form durchge-

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führt werden. Vorzugsweise wird das Lösungsmittel zumindest in der gleichen Höhe eingespeist wie die beiden anderen vorgenannten Materialien, . Besonders bevorzugt v/ird eine Arbeitsweise, bei der das Lösungsmittel in mindestens eine der vorgenannten Destillationsstufen zumindest teilweise in einer größeren Höhe ' eingespeist wird als - mindestens ein niedriger siedendes Gemisch.

Der vorgenannte, weniger leicht lösliche Komponenten enthaltende Strom,,welcher vom niedriger siedenden Gemisch stammende Komponenten enthält (oder mindestens einer dieser Ströme, wenn mehrere Ströme vorhanden sind) wird vorzugsweise zumindest zum Teil als sogenannte "Rückwäsche" in die Flüssig .-Flüssig Extraktionsstufe zurückgeführt. Wegen dieser Zusammensetzung eignet sich ein solcher Strom hervorragend zur Förderung der Auftrennung des Ausgangsgemisches durch Extraktion,zumal ■ das niedriger siedende Gemisch selbst die Abtrennung der gelösten Komponenten von der Extraktphase in einem reinen Zustand fördert»

Im Prinzip eignet sich erfindungsgemäss, jedes beliebige Gemisch, welches im Hinblick auf das Ausgangsgemisch die vorstehend beschriebenen Anforderungen für ein niedriger siedendes Gemisch erfüllt, als solches Gemisch. Andererseits wird vorzugsweise mindestens ein solches niedriger siedendes Gemisch eingesetzt, welches zumindest teilweise aus einem Ausgangsmaterial gewonnen

aufzutrennende
wurde, aus welchem auch das/Ausgangsgemisch erhalten wurde.

Bei Durchführung des vorgenannten Verfahrens wird in sehr einfacher V/eise eine vollständige Auftrennung jenes Teils des Ausgangsmaterials erzielt, welcher als Ausgangsgemisch bzw. als

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niedriger siedendes Gemisch eingesetzt wird. Das ähnlichste' abgewandelte Verfahren zur Erzielung einer, solchen vollständigem Auftrennung des betreffenden Teils würde darin bestehen, -dass man diesen Teil als Ganzes (anstatt nur dessen Ausgangsgemiseh Anteil) der Flüssig-Flüssig—Extraktion unterwirft, lfeeih dem Verfahren der Erfindung wird diese Auftrennung jedoch ,.mit ,grösserer Wirtschaftlichkeit erreicht, denn die für die Extraktionbenötigte Vorrichtung sov/ie etwa vorhandene Eilfseinrichtungem, wie Heizeinrichtungen für die Verdampfung oder Kühler für die Kondensation, müssen lediglich auf Jenen Teil des lusgangsmaterials

aufzutrennendes

abgestimmt worden, welcher als/Äusgangsgemisch verwendet wird. Die Auftrennung des als niedriger siedendes G-emisch verwendeten Teils erfolgfcandererseits '. praktisch umsonst.

Die Herstellung des Äusgangsgeraisches und des nie» driger siedenden Gemisches aus dem Ausgangsmaterial

verursacht natürlich ebenfalls Kosten, diese werden jedoch im allgemeinen durch die vorgenannten., bei der Extraktion erzielbaren wirtschaftlichen Vorteile ausgeglichen,.

aufzutrennendes
Um ein/Ausgangsgemisch und ein niedriger siedendes Ge&isdi %u erhalten, wird das .Ausgangsmaterial vorzugsweise durch Destillation in mindestens zwei Fraktionen aufgetrennt, wobei eine höher siedende Fraktion als Ausgangsgemisch und mindestens eine der niedriger als das Ausgangsgemisch siedenden Fraktionen entweder im G-emisch oder in getrennter Form als niedriger siedendes Gemisch dienen. Diese Destillation kann in einer oder mehreren Stufen durchgeführt werden, gegebenenfalls mraindest teilweise in Form einer extraktiven Destillation*

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Bei Anwendung der vorstehend beschriebenen Arbeitsv/eise wird nicht nur der vorgenannte wirtschaftliche Vorteil erzielt, welcher auf beträchtlichem Einsparungen bezüglich der Vorrichtung und der Hilfseinrichtungen beruht, sondern das Verfahren der Erfin-' dung liefert die gewonnenen Komponenten im Vergleich zu dem vorstehend beschriebenen ähnlichsten abgewandelten Verfahren, bei welchem sowohl das Ausgangsgemisch als auch das niedriger siedende Gemisch der KLüssig-Flüssig-Extraktion unterworfen wird, in deutlich höherer Reinheit.

Zur Durchführung der Extraktion und der Destillationsstufen nach dem Verfahren der Erfindung kann im Prinzip jede beliebige geeignete Vorrichtung verwendet werden. Die Extraktion wird am besten mittels einer Drehscheiben-Kontaktvorrichtung durchgeführt, wie der in der britischen Patentschrift 659 241 beschriebenen Vorrichtung, während die Destillation am besten mit Hilfe einer mit Ventilboden oder Böden mit bevorzugtem Abfluss ausgestatteten Kolonne, wie sie z.B. in den britischen Patentschriften 591 929 und 764 650 beschrieben ist, durchgeführt. Die Destillation wird gegebenenfalls in mindestens einer der vorhan^- denen Stufen durch Entspannung durchgeführt.

Sowohl die Ausgängsgemis'Che als auch die niedriger siedenden Gemische können auf jede beliebige Weise erhalten worden sein, beispielsweise durch Anwendung physikalischer Behandlungsverfahren, wie extraktive oder nicht-extraktive Destillation, Kristallisation oder Extraktion, katalytische Behandlungsverfahren und/oder andere chemische Reaktionen. Alle diese Verfahren 'können in einer oder mehreren Stufen sowie gegebenenfalls in

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kombinierter Form durchgeführt v/erden. TTach dem Verfahren der Erfindung können mit Vorteil Ausgangsgemische verarbeitet werden, welche organische Verbindungen, vorzugsweise Kohlenwasserstoffe, -gegebenenfalls geraeinsam mit Verbindungen eines anderen Typs,, beispielsweise Schv/e fei verbindungen, wie Mercaptane und/oder Thiophene, und Sauerstoff enthaltende organische Verbindungen, v/ie Alkohole und/oder Ester, enthalten. Die vorgenannten Materi- ^% alien werden vorzugsweise auch als niedriger siedendes Geraisch eingesetzt. Das Ausgangsgemisch und/oder das niedriger siedende Gemisch enthält (enthalten) vorzugsweise aromatische Kohlenwasserstoffe, sowie gegebenenfalls Paraffinkohlenwasserstoffe und/ oder Nicht-Paraffinkohlenwasserstoffe, wie olefinisch ungesättigte Kohlenwasserstoffe. Besonders bevorzugt wird eine Methode, bei welcher beide Gemischarten diese Kohlenwasserstoffe enthalten. .

Als Ausgangsgemisch und/oder niedriger siedendes Gemisch bzw. als Komponenten für diese Gemische eignen sich direkt destillierte Kohlenwasserstoffraktionen oder aus einem Umwandlungsverfahren, wie thermische Krackung, katalytische Krackung und/oder Hydro-Kracken, gewonnene Kohlenwasserstoffraktionen, wie Benzine, Kerosine oder Gasöle. Besonders gut geeignet für den vorgenannten Zweck sind unter Normalbedingungen flüssige, katalytisch reformierte Kohlenwasserstoffraktionen, wie Benzine und/ ' oder entsprechende, aus einem Pyrolyseverfahren gewonnene Frak-

wird tionen. Die letztere Art von Fraktionen voraugsweise zuerst j raffiniert, beispielsweise durch katalytische Behandlung in Ge-: genwart von Wasserstoff oder eines Wasserstoff enthaltenden Ge-r misches.

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Im Verfahren der Erfindung können im Prinzip die verschiedensten selektiven lösungsmittel eingesetzt werden, wie Furfural, Phenol, Acetonitril, Sulfoxide, z.B. Dimethylsulfoxid oder Fettsäuraalkylamide, z.B. Dimethylformamid. Besonders "bevorzugt verwendet werden Lösungsmittel, welche zumindest zum Teil dem SuIfolan-, Glykol- und/oder Pyrrolidon/Piperidon-Typ angehören. Beispiele für solche Lösungsmittel sind SuIfolan (cyclisches Tetramethylensulfon), dessen ungesättigte "Homologen und die Derivate aller dieser Verbindungen (vgl* die britische Patentschrift 625 505), niedere Polyalkylenglykole, wie Diäthylen-, Tetraäthylenoder Dipropylenglykol, sowie Pyrrolidon und Piperidon und deren Derivate, wie die il-Alkylderivate, insbesondere IT-Me thyl pyrr ο lid on und -piperidon. Das selektive Lösungsmittel enthält gegebenenfalls eine bestimmte Menge einer Substanz, welche eine günstige Wirkung auf die Selektivität und/oder die Lösekraft aufweist, beispielsweise Wasser.

Das Verfahren der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.

Bei der im Fließschema der Figur 1 erläuterten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung wird ein Ausgangsgeinisch über Leitung 1 in eine Kolonne 2 eingespeist. In vorliegenden Falle erfolgt diese Zufuhr an einer einzigen "Stelle und in den Sumpf der Kolonne, sie kann auf Wunsch jedoch auch in anderer Weise stattfinden, beispielsweise an mehr als einer Stelle oder in einen anderen Teil der Kolonne als den Sumpf.

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In der Kolonne 2 wird das Ausgangsgemisch bei geeigneten Tempe-^: raturen und Drücken einer Extraktion unterworfen, wobei gegebenenfalls ein (temperatur gefälle angewendet wird. Über !Leitung 3 wird frisches und/oder rückgeführtes Lösungsmittel eingespeist, im vorliegenden Falle getrennt und an einer einzigen Stelle. Das Lösungsmittel kann aber auch gemeinsam mit dem Ausgangsgemiseh und/oder über mehr als eine Einlassleitung (nicht gezeigt) zugeführt werden.

Gegebenenfalls werden die weniger leicht lösliehen Komponenten, welche gegebenenfalls vom Verfahren selbst stammen und gegebenenfalls im Gemisch mit den leichter löslichen Komponenten vorliegen, als "Rückwäsche" in den Sumpf der Kolonne 2 (nicht gezeigt) eingespeist.

Das Raffinat wird über Leitung 4 aus der Kolonne 2 abgezogen. Dieses Raffinat wird gegebenenfalls einer Weiterbehandlung unterworfen, beispielsweise zur Entfernung von etwa vorhandenem Lösungsmitt-j^ einer Wäsche mit einem geeigneten Waschmittel, v/ie Wasser (nicht gezeigt). Über Leitung 5 wird eine Extraktphase, welche sowohl leichter als auch weniger leicht lösliche Kornpa-

enthält,

nenten sov/ie Lösungsmittel/in eine Destillationskolonne 6 übergeführt. Die Kolonne 6 wird gegebenenfalls unter Rückflussbedingungen (nicht gezeigt) und/oder mit Wiedererhitzer betrieben.Aus der Kolonne 6 wird ein die weniger leicht lösliehen Komponenten enthaltender Strom über Leitung 7 abgezogen. Im vorliegenden Falle stellt die Kolonne 6 die einzige Destillationsstufe dar, aus welcher ein solcher Strom abgesogen wird. Es ist nur ein einziger solcher Strom vorhanden und der betreffende Strom, welcher vom Kopf der Kolonne 6 abgezogen wird, enthält

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höchstens geringe losungsmittelmengen,jedoch (abhängig von den in der Kolonne 6 herrschenden Bedingungen) gegebenenfalls leichter lösliche Komponenten und/oder beispielsweise Wasser. Es können jedoch auch mehrere solcher JDestillationsstufen und/oder Ströme, welche sich gegebenenfalls bezüglich der Zusammensetzung vom vorgenannten Strom unterscheiden, vorhanden sein.

!lach dem Verfahren der Erfindung wird ein niedriger als das Ausgangsgemisch siedendes Gemisch, welches ebenfalls im selektiven lösungsmittel leichter bzw, weniger leicht lösliche Komponenten enthält, über Leitung 8 in die Kolonne 6 eingespeist. Als selektives Lösungsmittel v/ird dabei entweder zumindest" teilweise ein Lösungsmittel desselben Typs wie das für das Ausgangsgemisch verwendete Lösungsmittel oder ein Lösungsmittel eines anderen Typs verwendet. Im vorliegenden Falle wird nur ein niedriger siedendes Gemisch eingespeist und dessen Zufuhr wird gemeinsam mit jener der Extraktphase durchgeführt. Man kann die Zufuhr jedoch auch an einer anderen Stelle und/oder an mehreren Stellen durchführen, im letzteren' Falle entweder unter Verwendung von Anteilen d-esselben niedriger siedenden Gemisches oder, zumindest in einem gewissen Masse, untereinander verschiedener niedriger siedender Gemische. .

Die aus dem niedriger siedenden Gemisch stammenden weniger leicht löslichen Komponenten werden in der Dampfphase aus der Kolonne 6 abgezogen, in» vorliegenden Falle über Leitung 7 gemeinsam mit den aus dem Ausgangsgemisch stammenden weniger leicht löslichen Komponenten. Im vorliegenden Falle wird in der Kolonne 6 unter solchen Bedingungen' gearbeitet, dass von deren Sumpf ein Material

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abgezogen wird, welches selektives Lösungsmitteirund. lei.chjter . , lösliche Komponenten, aber zumindest im wesentlichen keine weniger leicht löslichen Komponenten enthält. Dieses"Material wird " über Leitung 9 in die Destillationskolonne 10 übergeführt, in welcher es in Lösungsmittel und ' leichter lösliche Komponenten aufgetrennt wird, welche im vorliegenden Falle anschliessend über Leitung 11-in Form eines einzigen Stroms abgezogen v/erden, der sowohl vom Ausgangsgemisoh als auch vom niedriger siedenden Gemisch stammende Komponenten enthält. Es können jedoch auch mehrere solche Ströme vorhanden sein, welche gegebenenfalls entweder -ausschliesslich oder hauptsächlich - vom Ausgangsgemisch stammende Komponenten oder - ausschliesslich oder hauptsächlich -' vom niedriger siedenden Gemisch stammende Komponenten enthalten. Das leichter lösliche Komponenten enthaltende Material wird ferner gegebenenfalls zur Gewinnung der einzelnen Komponenten, zur Gewinnung von Gruppen von Komponenten, welche sich nur geringfügig voneinander unterscheiden und/oder, wenn dies möglich ist, zur Entfernung der" letzten Spuren des Lösungsmittels und/oder der weniger leicht löslichen Komponenten (nicht gezeigt) einem weiteren Trennverfahren unterworfen» Das Material wird' zu diesem Zweck beispielsweise durch Destillation in zwei oder mehrere Fraktionen aufgetrennt oder mit einem Wasch- oder Lösungsmittel behandelt. Das selektive Lösungsmittel wird aus der Kolonne 10 abgezogen und im vorliegenden Falle zumindest teilweise in die Kolonne 2 zurückgeführt, in welcher es zur Extraktion dient. Nach einer abgewandelten Methode kann dieses Lösungsmittel zumindest teilweise in die Kolonne 6 zu- *". rückgeführt und/oder abgezogen und beispielsweise in eine Rei-

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η igung s anlage übergeführt v/erden (nicht gezeigt).

Anstelle von zwei getrennten Kolonnen 6 und IO kann auch ein System angewendet werden, das dem beispielsweise in den britischen Patentschriften 717 725 oder 98Ό 973 beschriebenen Systemen ähnlich ist. Bei den vorgenannten Systemen sind die beiden

gleichsam
Kolonnen/zu einer einzigen Kolonne kombiniert und das Material, welches im vorliegenden Falle über Leitung 11 beseitigt wird, wird aus der betreffenden kombinierten Kolonne als ITebenstrom abgezogen. Im vorliegenden Falle wird die Kolonne 10 unter Rückflussbedingungen (nicht gezeigt) und mit Hilfe eines über Leitung 12 zugeführten Abstreifmittels, wie Wasserdampf, betrieben. Ein Anteil des in dem mit der Kolonne 6 in Verbindung stehenden Umkochers einer Flash-Destillation unterworfenen Materials wird ebenfalls als Abstreifmittel in der Kolonne 10 eingesetzt und in diese über Leitung 13 an einer etwas höheren Stelle als der Abstreif-Viasserdampf eingespeist.

Figur 2 zeigt; ein Fließschema einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens. Die Einrichtungen besitzen in diesem Falle dieselbe Funktion wie die Einrichtungen mit denselben Bezugszeichen von Figur 1, und es können dieselben,Abwandlungen wie bei Figur 1 vorgenommen werden.

Gemäss der in Figur 2 veranschaulichten bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung stammt sowohl das über Leitung 8 eingespeiste niedriger siedende Gemisch als auch das über Leitung 1 '— in diesem Falle in den mittleren Teil der Kolonne eingespeiste Ausgangsgeinisch (im vorliegenden Falle zur Gänze, andernfalls jedoch auch teilweise) aus ein und demselben über

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leitung 51 zugeführten Ausgangsmaterial. In diesem Falle wurden das niedrigei^iedende Gemisch, bzw. das Ausgangsgemisch aus dem vorgenannten AusgangsiBatexial durch eine einfache Destillation in der Kolonne 52 als Kopf- "bzw. Sumpfprodukt hergestellt. Man kann jedoch auch diese Gemische (gegebenenfalls teilweise) beispielsweise durch extraktive Destillation aus dem

Ausgangsra aterial herstellen und/oder die· Destillation in mehr als einer Kolonne und/oder unter Gewinnung mehr als 'einer Fraktion durchführen, wobei einige dieser Fraktionen oder alle diese Fraktionen ganz oder teilweise im Äusgangsgemisch bzw. im niedriger siedenden Gemisch eihg.es et st werden.

In diesem Falle wird der über leitung 7 aus der Kolonne 6 abgezogene und die vom niedriger siedenden Gemisch stammenden Komponenten enthaltende Strom ganz oder teilweise als ''Rüekwäsche'¹' ■ in den Sumpf.der Kolonne 2 zurückgeführt. Dieser Strom wird dabei gegebenenfalls zuvor kondensiert und einer Phasentrennung unterworfen, wobei sich eine Lösungsmittel und/oder * Wasser enthaltende Phase abscheidet (nicht gezeigt). Im vorliegenden Falle wird die Rückführung an einer einzigen Stelle durchgeführt, man kann sie jedoch auch an mehreren Stellen durchführen· Auch hier kann tatsächlich auf die Rückführung verzichtet werden, oder es können aus einer anderen Quelle stammende weniger leicht lösliche Komponenten in die Kolonne 2 zurückgeführt werden.

In diesem Falle wird das über Leitung 8 angeführte niedriger .siedende Gemisch ferner nach einer bevorzugten AiisftüariiBgsfont des Verfahrens der Erfindung an. ©iner niedrigeren Stelle als die über Leitung 5 zugeführte ixtraktphase in die Kolonne β eingespeist, und die Kolonne- 6- wird auch mit einer weiteren Lö—

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sungsniittelmenge beschickt. Diese Lösungsmittel zufuhr erfolgt entweder gemeinsam mit der Beschickung für diese Kolonne, welche ebenfalls Lösungsmittel enthält, obwohl auch eine zumindest teil-, v/eise gesonderte Lösungsmittelzufuhr durchführbar ist. Die Lösungsmittelzufuhr wird gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ferner an einer höheren Stelle als jene des niedriger siedenden Gemisches durchgeführt, obwohl diese Zufuhr beispielsweise auch zumindest teilweise gemeinsam mit diesem Gemisch (entweder zumindest teilv/eise gemeinsam mit der Extraktphase oder ohne diese Phase) erfolgen kann.

Im vorliegenden Falle wird als zusätzliches Lösungsmittel kein zumindest im wesentlichen reines Lösungsmittel eingespeist, wie es im Prinzip auch hier möglich wäre, sondern es wird gemäss einem Vorschlag ein Lösungsmittel verwendet, welches noch eine bestimmte Menge an gelösten Komponenten enthält. Das nicht vollständig gereinigte Lösungsmittel wird in diesem Falle aus der Kolonne 10 über Leitung 53 zugeführt, man kann es ;je<?c"*h auch nach einer anderen

. Methode gewinnen. Eine solche Verwendung eines nicht vollständig gereinigten Lösungsmittels ist natürlich auch im Rahmen der in Figur 1 erläuterten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens durchführbar. Im vorliegende Falle ■ kann auch die Kolonne 10 unter Verwendung eines Abstreifmittels, wie Wasserdampf, oder eines vom Umkoeher der Kolonne 6 stammenden Abstreifmittels (nicht gezeigt) betrieben werden.

Das Beispiel erläutert die Erfindung.

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Beispiel

Ein Ausgangsmaterial mit einem Siedebereiöh von 70 bis 160 G, v/elches 81,0 Gewichtsprozent Aromaten (29,7 Gewichtsprozent Benzol, 24,4 Gewichtsprozent Toluol und 21,4 Gewichtsprozent Xylole), 14,9 Gewichtsprozent Paraffinkohlenv/asserstoffe und. 4,1 Gewichtsprozent Naphthene enthält, v/ird gemäss dem in Figur 2 veranschaulichtem Fließschema in einem Anteil von 1000 t/d verarbeitet. Dieses Ausgangsmaterial besteht teilwei-

vpn se aus katalytisch reformiertem Benzin und teilv/eise ausdeinem Pyrolyseverfahren stammenden Benzin, welches anschliessend hydrierend raffiniert wurde.

In der bei einem Druck von 1,3 Atmosphären, einer Kopftemperatur von 90 C,und einer Sumpftemperatur von 124°C betriebenen

Ausgangs-Kolonne 52 wird das vorgenannte/material in eine Cg n-Kohlenwas-

serstoffraktion mit einem Siedebereich von 115 bis 165°C (531 t/d) , welche als Ausgangsgemisch über

Leitung 1 in die Kolonne 2 übergeführt wird, und eine Cc o-Kohlenwasserstoffraktion mit einem Siedebereich von 65 bis 135 C (469 t/d)'aufgetrennt,' welche als niedriger siedendes Gemisch über leitung 8 in die Kolonne 6 übergeführt v/ird. Das Ausgangsgemisch enthält 91,3 Gewichtsprozent Aromaten (9,4 Gewichtsprozent Benzol, 31,7 Gewichtsprozent Toluol und 39,7 Gewichtsprozent Xylole), 6,5 Gev/ichtsprozent Paraffinkohlenwasserstoffe und 2,2 Gewichtsprozent naphthene, während das niedriger siedende Gemisch 69,3 Gewichtsprozent Aromaten (52,7 Gewichtsprozent Benzol, 16,0 Gewichtsprozent Toluol und 0,6 Gewichtsprozent Xylole), 24,5 Gewichtsprozent Paraffinkohlenwasserstoffe und 6,2 Ge-

v/ichtsprosent naphthene enthält«

In der Kolonne 2 wird das Ausgangsgemisch mittels über Leitung zugeführtem SuIfolan C^ 120 t/3) extrahiert» wobei ein über 'Leitimg 4 abgezogenes Baffinat (212 t/4) erhalten wird,, welches 70*6 Gewichtsprozent Paraff ^kohlenwasserstoffe, 19,2 Gewichtsprozent naphthene und lediglich 10,2 Gewichtsprozent; Aromaten enthält,.

Sin Anteil der Sxtraktphase von 3 106 t/d wird über Leitung 5 vom Sumpf der Kolonne 2 abgezogen und anschliessend in die Kolonne 6 übergeführt. Zusätzlich zu dem vorgenannten Anteil der niedriger siedenden l?rakticn von 469 t/d wird in die Kolonne 6 tlber Leitung 55 auch ein 0,? Gewichtsprozent Kohlenwasserstoffe'enthaltender, sulfolanreicher Strom eingespeist, welcher in der nachstehend beschriebenen V/eise aus dem Verfahren selbst gewonnen wurde. Bie Kolonne 6 wird bei einem Druck von 1,2 Atmosphären» einer Kopftemperatur von 113°0 und einer Sumpftemperatur von 145 Q betrieben·

Vom Kopf der Kolonne 6 wird über Leitung 7 eine Kohlenwasserstoff raktion in einem Anteil von 666 t/d abgezogen* Diese Fraktion wird zur Sänze in die Kolonne 2 zurückgeführt» Vom Sumpf der Kolonne 6 wird über Leitung 9 eine SuIfolan und aromatische Kohlenwasserstoffe, jedoch im wesentlichen keine nicht-aromatischen Kohlenwasserstoffe mehr enthaltende i^aktion in einem Anteil von 6 109 t/d abgezogen. Diese Fraktion wird in die Kolonne 10 eingespeist. Die Kolonne 10 wird bei einem Druck von 0,57 Atmosphären, einer Kopftemperatur von 79°C und einer Sumpftemperatur von 166 C betrieben« Über Leitung 12 wird als Ab-

Sumpf der streifmittel dienender .Wasserdampf in den/Colanne 10 eingespeist.

SuIfolan wird in einem Anteil von 2 120 t/d vom Sumpf der Kolonne 10 abgezogen und über Leitung 3 in die Kolonne 2 zurückgeführt. Der vorgenannte sulfolanreiche Strom (3 200 t/d) wird an einer zwischen der Hündung der Leitung 9 (Beschickungseinlass) und dem Sumpf der Kolonne 10 befindlichen Stelle über Leitung 53 abgezogen und in die Kolonne 6 zurückgeführt. Yom Kopf-der Kolonne 10 wird über Leitung 11 ein Extrakt (788 t/d)abgezogen, welcher über 99,9 Gewichtsprozent aromatische Kohlenwasserstoffe (37,6 Gewichtsprozent Benzol, 30,6 Gewichtsprozent Toluol und 25,9 Gewichtsprozent Xylole) enthält..

Dqt Extrakt wird anschliessend durch Destillation in eine Benzol-, Toluol- bzw. XyIο!fraktion aufgetrennt. Diese Fraktionen enthalten lediglich 0,01 bzw. 0,018, bzw. 0,013 Gewichtsprozent nicht-aromatische Kohlenwasserstoffe,

Zum Vergleich wird das vorstehend beschriebene Verfahren soweit abgewandelt, dass .das gleiche Ausgang.-,material direkt in die Extraktionskolonne 2 eingespeist und in dieser mit derselben Sulfolanmenge extrahiert wird, wibei die Kolonne 6 auch mit der gleichen Menge der sulfolanreichen Fraktion beschickt wird. Bei diesem Versuch enthält die aus dem Extrakt gewonnene Benzol- bzw. Toluol- bzw« Xylolfraktlon 0,034 bzw. 0,136 bzw. 0,277 Gewichtsprozent nicht-aromatische Kohlenwasserstoffe, Dies bedeutet, dass die Reinheit des Benzols bzw. Toluole bzw,

Xylols bei Anwendung des Verfahrens der Erfindung um einen Faktor von etwa 3,5 bzw. 7,5 bzw. 21 erhöht -wird,

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Auftrennen eines Gemisches von Verbindungen ("Ausgangs-remisch") durch Flüssig-flüssig-Extraktion unter Verwendung eines selektiven, höher als das Ausgangsgemisch siedenden Lösungsmittels, in welchem mindestens eine der Komponenten des Ausgangsgemisches leichter und mindestens eine der anderen Komponenten des Ausgangsgemisches weniger leicht löslich ist, bei welchem Verfahren eine Raffinatphase und eine Extraktphase ^ erhalten werden, wobei aus der Extraktphase durch mindestens eine Destillationsstufe die gelösten Komponenten abgetrennt

und mindestens ein die im selektiven lösungsmittel weniger leicht löslichen Komponenten enthaltender Strom gewonnen v/ird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein bei niedrigeren Temperaturen als das Ausgangsgemisch siedendes Gemisch, welches selbst ebenfalls sowohl mindestens eine im selektiven Lösungsmittel leichter lösliche als auch mindestens eine im selektiven Lösungsmittel weniger leicht lösliche Komponente enthält ("niedriger siedendes Gemisch") in mindestens eine der Destillationsstufen eingespeist wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die am höchsten siedende, weniger leicht lösliche Komponente mindestens eines niedriger siedenden Gemisches um höchstens 100 C höher siedet als die zu gewinnende am niedrigsten siedende, leichter lösliche Komponente des Ausgangsgemisches,

10 9 81 47 194 7 BADORlGfNAL

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekemizeiclme't, dass man die Einführung des niedriger siedenden Gemisches in mindestens eine Destillationsstufe zumindest teilweise in 'einer geringeren Höhe vornimmt als jene der Extraktphase oder eines aus dieser Phase gewonnenen Materials.

4. Verfahren nach'Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man einen zusätzlichen Anteil des selektiven Lösungsmittel:; in mindestens eine Destillationsstufe einspeist,

p. Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, dass das selektive lösungsmittel zumindest teilweise,im Gemisch mit leichter löslichen Komponenten,bei der Abtrennung von gelösten Komponenten aus der Extraktphase gewonnen¹ worden ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Einführung des selektiven Lösungsmittels in mindestens eine Destillationsstufe zumindest teilweise in einer

TT-T- · λ. ι ' · mindestens . . grosseren Hohe vornimmt als jene des/ eines niedriger siedenden Gemisches .

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens einen der vom niedriger siedenden Gemisch stammende Komponenten enthaltenden Ströme zumindest teilweise in die Plussig-Flüssig-Extraktion zurückführt.

8. Verfahren nach Anspruch ,1 bis J, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens ein niedriger siedendes Gemisch zumindest teilweise aus einem' Ausgangsmaterial gewinnt, aus wel-

aufzutrennende . · ' ehern auch das/Auegangsgemisch gewonnen worden ist.

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ORIGINAL

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass itip¹" dan AusnaiiRsmaterial durch Doctillr.tion in mindestens zwei Fraktionen auftrennt, wobei eine höher siedende Fraktion s.lü Ausgangsgemisch und mindestens eine der niedriger als die vorgenannte Fraktion siedenden Fraktionen entweder im Gemisch oder in getrennter Form als niedriger siedendes Geraisch dienen,

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsgemisch mindestens einen Kohlenwasserstoff enthält.

11. Verfaliren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein niedriger siedendes Gemisch mindestens einen Kohlenwasserstoff enthält.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstoffe mindestens zum Teil aromatische Kohlenwasserstoffe sind.

15. Verfaliren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsgemisch und/oder mindestens ein niedriger siedendes Gemisch eine katalytisch reformierte, unter IT armalbe dingungen flüssige Kohlenwasserstoffraktion enthält.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsgemisch und/oder mindestens ein niedriger siedendes Gemisch eine - vorzugsweise raffinierte - unter ITormalbedingungen flüssige, aus einem Pyrolyseverfahren gewonnene Fraktion enthält.

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BAD ORKSfNAt

15. Verfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel zumindest teilweise -vom Sulfola.n-(Tetramethylensulfon-) und/oder Glykol- und/oder Pyrrolidon/ Piperidon-Typ ist.

1098U/1947