DE2065783B2

DE2065783B2 - Verfahren zur Extraktion aromatischer Kohlenwasserstoffe aus einem Kohlenwasserstoffgemisch in einem Mehrstufensystem

Info

Publication number: DE2065783B2
Application number: DE2065783A
Authority: DE
Inventors: Ermanno Dr. San Donato Milanese Cinelli; Giancarlo Dr. Mailand Paret
Original assignee: SnamProgetti SpA
Current assignee: SnamProgetti SpA
Priority date: 1969-07-18
Filing date: 1970-07-16
Publication date: 1979-06-07
Also published as: FR2051833A1; DE2065783A1; GB1312353A; FR2051833B1; DE2035324C3; PL79759B1; DK131512B; DE2065782A1; CA955874A; DE2035324A1; LU61348A1; RO61733A7; DK131512C; BE753354A; US3721620A; DE2035324B2; AT311526B; NL7010677A; DE2065782B2; ES381946A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Extraktion aromatischer Kohlenwasserstoffe aus einem Kohlenwaserstoffgemisch in einem Mehrstufensystem, bei dem in einer ersten Stufe das Kohlenwasserstoffgemisch mit einem Lösungsmittel im Gegenstrom in Berührung gebracht, in einer zweiten Stufe der Extrakt aus der ersten Stufe im Gegenstrom mit einer mindestens teilweise aus der dritten Stufe, der Extraktivdestillation, stammenden Kohlenwasserstofffraktion gereinigt, und in einer dritten Stufe der aus der zweiten Stufe stammende Extrakt extraktiv destilliert wird, das Überkopfprodukt in die zweite Stufe als Reinigungsmittel (Rückfluß) zurückgeleitet wird, in einer vierten Stufe das Bodenprodukt der dritten Stufe in die Aromaten und das Lösungsmittel durch Destilla-

ί tion getrennt und das Lösungsmittel in die erste Stufe rückgeführt wird.

Es sind bereits verschiedene mehrstufige Verfahren zur Extraktion aromatischer Kohlenwasserstoffe aus einem Kohlenwasserstoffgemisch, insbesondere aus

i" Erdöl und petrochemischen Produkten, bekannt, bei denen als Extraktionsmittel selektive Lösungsmittel für die abzutrennenden Aromaten verwendet werden. Die bekannten Verfahren zur Extraktion von Aromaten aus einem Kohleuwasserstoffgemisch mit ei-

I^ nem selektiven Lösungsmittel (Fig. 1) umfassen im allgemeinen die folgenden vier Hauptstufen:

a) in der ersten Stufe wird das Ausgangsgemisch mit dem selektiven Lösungsmittel im Gegenstrom in Berührung gebracht; man erhält ein

-" Raffinat mit einem sehr niedrigen Gehalt an

Aromaten und einen Extrakt aus praktisch den gesamten Aromaten;

b) in der zweiten Stufe wird der Extrakt mit einer mindestens teilweise aus der dritten Stufe, der

-"> Extraktivdestillation, stammenden Kohlenwasserstofffraktion im Gegenstrom gereinigt, wodurch die im Extrakt enthaltenen schweren Nichtaromaten entfernt werden; man erhält einen die leichten Produkte enthaltenden Strom, !» der in die erste Stufe rückgeführt wird, und einen

die Bodenprodukte enthaltenden Extrakt, der in die dritte Stufe eingeführt wird und insbesondere aus dem Lösungsmittel, den Aromaten und den gesättigten Kohlenwasserstoffen besteht;
>> c) in der dritten Stufe wird der aus der zweiten Stufe stammende Extrakt einer Extraktivdestillation unterworfen; es wird ein Überkopfprodukt aus gesättigten Kohlenwasserstoffen und zum Teil aus leichteren Aromaten erbeten, das in die to zweite Stufe rückgeführt wird, und das Bodenprodukt aus Lösungsmittel ui;d Aromaten der gewünschten Reinheit;

d) in der vierten Stufe wird diese Bodenfraktion destilliert, die Aromaten gewonnen und das Lö-'"> sungsmittel in die erste Stufe rückgeführt.

Die erste und zweite Stufe obiger bekannter Verfahren können in einer Vorrichtung zusammengefaßt werden, wohingegen die dritte und vierte Stufe getrennt durchzuführen sind.

'><> Es ist auch bekannt, in den in die zweite Stufe rückgeführten Strom leichte gesättigte Kohlenwasserstoffe einzuführen, wodurch die schweren gesättigten Kohlenwasserstoffe aus dem Extrakt der zweiten Stufe entfernt werden. Diese leichten gesättigten Kohlenn Wasserstoffe besitzen von den Aromaten unterschiedliche Siedepunkte, so daß die Auftrennung leicht ist. Es ist auch bekannt, Wasser in den Rückfluß zu der zweiten Stufe zuzusetzen. Es löst sich im Lösungsmittel und erhöht dessen Selektivität, wodurch die Wi Entfernung der Kohlenwasserstoffe mit einer geringeren Polarität verbessert wird, d. h. die Reinheit der Aromaten ist besser.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von Aromaten in hoher Ausbeute und mit h'> hoher Reinheit bei geringem Wärmeverbrauch.

Die Erfindung geht somit aus von einem Verfahren zur Extraktion aromatischer Kohlenwasserstoffe aus einem Kohlenwasserstoff gemisch in einem Mehrstu-

fensystem, bei dem in einer ersten Stufe das Kohlenwasserstoffgemisch mit einem Lösungsmittel im Gegenstrom in Berührung gebracht, in einer zweiten Stufe der Extrakt aus der ersten Stufe im Gegenstrom mit einer mindestens teilweise aus der dritten Stufe, der Extraktivdestillation, stammenden Kohlenwasäerstofffraktion gereinigt, in einer dritten Stufe der Extrakt der zweiten Stufe extraktiv destilliert und das Überkopfprodukt in die zweite Stufe als Reinigungsmittel rückgeleitet wird, in einer vierten Stufe das Bodenprodukt der dritten Stufe in die Aromaten und das Lösungsmittel durch Destillation getrennt und das Lösungsmittel in die erste Stufe rückgeführt wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß

a) als Lösungsmittel Tetramethylensulf on oder eines seiner Derviate, N-Alkylpyrrolidon, Dialkylsulfoxid, Dialkylformamid, Diacetylformamid, Methylcarbamid, ein Glykol oder ein veräthertes Glykol oder ein Alkylderivat von Morpholin zusammen mit Wasser verwendet wird und

b) das Überkopfprodukt der Extraktivdestillation aus der dritten Stufe in eine niedrigsiedende Fraktion, die als Reinigungsmittel in der zweiten Stufe verwendet wird, und in eine hochsiedende Fraktion, die verworfen oder an einem Punkt zwischen dem Beschickungseinlaß und dem Lösungsmitteleinlaß in die erste Stufe zurückgeführt wird, aufgetrennt wird.

Zweckmäßigerweise enthält das Lösungsmittel bis zu 30 Gew.-% Wasser. Die Auftrennung der niedrigsiedenden und hochsiedenden Fraktion des Überkopf produkts aus der Extraktivdestillation geschieht zweckmäßigerweise durch Rektifizierung ohne Lösungsmittel oder durch Kondensation in zumindest zwei Stufen.

Das Überkopfprodukt der dritten und vierten Stufe enthält eine große Menge Wasser. Das Wasser aus der dritten Stufe wird in die zweite Stufe rückgeführt. Das Wasser aus dem Überkopfprodukt der vierten Stufe wird wieder verwendet. Es enthält kein Lösungsmittel.

Durch diese Arbeitsweise lassen sich die anzuwendenden Temperaturen herabsetzen und damit die Wärmewirtschaftlichkeit verbessern.

Die Temperatur der Extraktion in der ersten und zweiten Stufe liegt zwischen 0 und 90° C und bei den Destillationen in der dritten und in der vierten Stufe zwischen 50 und 200° C.

Wenn das Ausgangsgemisch einen sehr hohen Gehalt an Aromaten aufweist, erhält man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in dem Überkopfprodukt der dritten Stufe die Aromaten, vorzugsweise in dem gewünschten Reinheitsgrad, die dann in die zweite Stufe rückgiführt werden können. Die dritte und vierte Stufe werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in getrennten Anlagen durchgeführt. Dabei können sich die Nichtaromaten mit extremer Polarität anreichern, so daß eine Rektifizierung erforderlich wird. Dies ist auch vorteilhaft, wenn keine Anreicherung unerwünschter Produkte auftritt. Durch obige Abtrennung läßt sich in der dritten Stufe ein Extrakt "i von Aromaten höherer Reinheit erhalten.

Die Erfindung wird anhand folgenden Vergleichsbeispiels (Fig. 1) und Beispiels (Fig. 2) weiter erläutert.

Als Ausgangsgemisch wurde ein Produkt einge-I" setzt, welches 15% Benzol, 25% Toluoi, 25% Xylol und 35% gesättigte Kohlenwasserstoffe (Gewichtsprozent) enthielt. Als Lösungsmittel diente jeweils N-Methylpyrrolidon mit lö% Wasser.

ι -, Vergleichsbeispiel (Fig. 1)

Die Einspeisung des Ausgangsgemischs erfolgte auf den 24. Boden der Kolonne 1 mit einer Geschwindigkeit von 5 kg/h und des Lösungsmittels mit 16 kg/h. Man erhielt 1,85 kg/h Raffinat. In den unteren Teil

^" der Kolonne 2 wurden 2,2 kg/h Aromaten aus Kolonne 3 und 0,75 kg/h Wasser von: oberen Teil der Kolonne 3 eingespeist. Die Flüssig-Fi'issig-Extraktion erfolgte bei 40-45° C. Das Raffinat aus Kolonne 2 wurde in Kolonne 1 rückgeleitet. Der Extrakt

-'Ί aus Kolonne 2 - auf 75° C erwärmt - wurde in die Extraktivdestillationskolonne 3 mit 27 Böden ohne Rückfluß eingespeist. Die Temperatur am Boden der Kolonne 3 war 105° C. Der Extrakt aus Kolonne 3 gelangte in die Destillierkolonne 4 mit 22 Böden, Bo-

«i dentemperatur etwa 135° C. Aus dem Bodenteil der Kolonne 4 erhielt man Lösungsmittel mit 10% Wasser und vom oberen Teil Aromaten mit 2,2 kg/h Wasser. Das Lösungsmittel aus dem Boden der Kolonne 4 wurde in Kolonne 1 rückgeleitet. Nach der Fraktio-

r. nierung des Aromatengemischs erhielt man Xylole, enthaltend 1000 ppm Nichtaromaten.

Beispiel (Fig. 2)

In Kolonne 1 wurden 5 kg/h Ausgangsgcmisch und

»ι 16 kg/h Lösungsmittel, enthaltend 10 Gew.-% Wasser, zugeführt, und zwar das Ausgangsgemisch auf den 24. boden der Kolonne 1 und das Lösungsmittel nahe des Kolonnenkopfes (wie beim Vergleichsbeispiel). Die Arbeitsbedingungen der Kolonnen 1, 2, 3 und 4

■n entsprachen denen des Vergleichsbeispiels. Der Extrakt aus Kolonne 2 gelangte in die Kolonne 3 zur Extraktivdestillation, aus der 2,2 kg/h Nichtaromaten und 0,75 kg/h Wasser erhalten wurden. Das Überkopfprodukt aus der Extraktivdestillation wurde in ei-

-.o ner Destillationszone aufgetrennt in 2 kg/h leichte Kohlenwasserstoffe und 0,75 kg/h Wasser, die in die 2. Stufe rückgeführt wurden, und 0,2 kg/h schwerere Kohlenwasserstoffe, die in Kolonne 1 rückgespeist wiTdc ,1, und zwar an einer Stelle zwischen der Einf üh-

v-j rung des Ausgangsprodukts und der Einführung des Lösungsmittels.

Aus der Kolonne 4 erhielt man Xylole mit 350 ppm Nichtaromaten.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Extraktion aromatischer Kohlenwasserstoffe aus einem Kohlenwasserstoffgemisch in einem Mehrstufensystem, bei dem in einer ersten Stufe das Kohlenwassserstoffgemisch mit einem Lösungsmittel im Gegenstrom in Berührung gebracht, in einer zweiten Stufe der Extrakt aus der ersten Stufe im Gegenstorm mit einer mindestens teilweise aus der dritten Stufe, der Extraktivdestillation, stammenden Kohlenwasserstofffraktion gereinigt, in einer dritten Stufe der Extrakt der zweiten Stufe extraktiv destilliert und das Überkopfprodukt in die zweite Stufe als Reinigungsmittel rückgeleitet wird, in einer vierten Stufe das Bodenprodukt der dritten Stufe in die Aromaten und das Lösungsmittel durch Destillation getrennt und das Lösungsmittel in die eiste Stufe riickgelührt wird, dad urch ge ke η nze ichnct, daß

a) als Lösungsmittel Tetramethylensulfon oder eines seiner Derivate, N-Alkylpyrrolidon, Dialkylsufoxid, Dialkylformamid, Diacetylformamid, Methylcarbamid, ein Glykol oder ein veräthertes Glykol oder ein Alkylderivat von Morpholin zusammen mit Wasser verwendet wird;

b) das Uberkopfprodukt der Extraktivdestillation aus der dritten Stufe in eine niedrigsiedende Friktion, die als Reinigungsmittel in der zweiten Stufe verwendet wird, und in eine hochsiedende Fraktion, nie verworfen oder an einem Punkt zwischen dem Beschickungseinlaß und dem Lösungsm.iteleinlaß in die erste Stufe rückgeführt wird, aufgetrennt w;rd.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel im Gemisch mit bis zu 30 Gew.-% Wasser verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung der niedrigsiedenden Fraktion des Überkopfproduktes aus der dritten Stufe, der Extraktivdestillation, durch Rektifizierung in Abwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung der niedrigsiedenden Fraktion des Überkopfproduktes aus der dritten Stufe, der Extraktivdestillation, durch Kondensation in zwei oder mehreren Stufen durchgeführt wird.