DE2225294A1 - Verbessertes Verfahren zur Trennung aromatischer Kohlenwasserstoffe - Google Patents

Verbessertes Verfahren zur Trennung aromatischer Kohlenwasserstoffe

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DE2225294A1
DE2225294A1 DE19722225294 DE2225294A DE2225294A1 DE 2225294 A1 DE2225294 A1 DE 2225294A1 DE 19722225294 DE19722225294 DE 19722225294 DE 2225294 A DE2225294 A DE 2225294A DE 2225294 A1 DE2225294 A1 DE 2225294A1
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Gilbert Richard Briarcliff Manor N.Y. Atwood (V.St.A.)
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Description

PATENTANWÄLTE 2225 29 A
dr. W. Schalk · dipl.-ing. P. Wirth · dip'l.-ing. G. Dannenberg DR. V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WE I NHOLD · DR.D.GUDEL
6 FRANKFURTAM MAIN
CR. ESCHENHEIMER STRASSE 39
SK/SK
C-8295-G
Union Carbide Corporation
270 Park Avenue
New York, N.Y. 10017 /USA
Verbessertes Verfahren zur Trennung aromatischer Kohlenwasserstoffe
DiB vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung des Verfahrens zur Trennung aromatischer Kohlenwasserstoffe aus einer gemischten Kohlenwasserstoff beschickung, insbesondere auf die Gewinnung aromatischer Kohlenwasserstoffe unter minimalen Destillationsanforderungen.
Die US-Patentschrift 3-492 365, die hiermit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird, beschreibt ein Verfahren zur Trennung aromatischer Kohlenwasserstoffe unter Verwendung von zwei Extraktionsstufen zur Schaffung eines Extraktes aus den aromatischen Kohlenwasserstoffen von der ursprünglichen gemischten Beschickung, die in einem sog. sekundären Lösungsmittel, dem Extraktionsmedium in der zweiten Stufe, gelöst sind. Diese Lösung oder sekundäre Extrakt wird dann zur Abtrennung der aromatischen Kohlenwasserstoffe vom Lösungsmittel destilliert, wobei die Aromaten zur Gewinnung spezieller.. Aromaten weiter destilliert und die Extraktionslösungsmittel zurückgeführt worden. '
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Mit dem Aufkommen der Benzol-Toluol-C^-Aromaten-Fraktion (die als BTX bekannt ist und im Folgenden so genannt wird) als hauptsächliches Rohmaterial bei der Herstellung von Erdölchemikalien, die selbst Äthylen überflügelt hat, und dor erhöhten Nachfrage nach Aromaten als Komponente in Benzin zur Erhöhung der Cetanzahl und einer damit verbundenen Verminderung oder Eliminierung des sonst nob .end jgen Bleis, das als Luftverschmutzungsmittel unerwünscht ist, sind die Aromatenverfahren der Vergangenheit erneut untersucht worden, wobei man das Augenmerk insbesondere auf eine wirtschaftliche Verbesserung der Verfahren richtete. Verbesserte wirtschaftliche Verfahren können u.a. durch die Verwendung von weniger Apparatur, die Verminderung der geforderten Wärme und . die wirksame Verwendung von Verfahrenskomponenten als Hilfsmittel im Trennungsverfahren -geschaffen werden.
Es sind auch andere Verfahren als in der obigen US-Patentschrift 3 492 365 zur Trennung von Aromaten angewendet werden, wie z.B. (1) ein Verfahren unter Verwendung einer Extraktionskolonne, die eine GlykoJ.lösungsmittel/ Wasser-Lösung, BTX und den Rückfluß zu einer zweistufigen Destillationskolonne führt; (2) ein ähnliches Verfahren unter Verwendung von zwei Destillationskolonnen, wobei BTX und Wasser in der zweiten Kolonne destilliert werden; und (3) ein weiteres ähnliches Verfahren unter Verwendung von zwei Destillationskolonnen, wobei BTX und Glykol in der zweiten Kolonne destilliert werden. Obgleich alle diese Verfahren in starkem Maß verwendet wurden, waren sie bezüglich optimaler wirtschaftlicher Bedingungen bei den Destillationen nicht zufriedenstellend.
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2225?94
• - 3 -
Ziel der vorliegenden Erfindung ist nun die Verbesserung des Verfahrens der US-Patentschrift 3 492 365 zur Abtrennung aromatischer Kohlenwasserstoffe aus einer gemischten Kohlenwasserstoffbeschickung, wodurch die Aromaten durch geringere V/ärmemengen und mit weniger Apparatur gewannen werden können.
Erfindungsgemäß werden aromatische Kohlenwasserstoffe wirksam von gemischten Kohlenwasserstoffbeschickungen abgetrennt und die aromatischen Komponenten werden mit minimalen Destillationsanforderungen durch ein kontinuierliches Verfahren gewonnen, das aus den folgenden Stufen besteht:
(a) Man bringt die Beschickung mit einem primären Lösungsmittel und einem
sekundären Lösungsmittel in einer primären Extraktionszone bei einer Tempera-
tür zwischen etwa 50—150 C. und einem Druck zwischen etwa atmosphärischem Druck und etwa 14 Ata in Berührung, wobei das primäre Lösungsmittel ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel mit einem höheren Siedepunkt als die Beschickung und mit dieser nicht-azeotrop ist, und das sekundäre Lösungsmittel aus der Gruppe von paraffinischen und naphthenischin Kohlenwasserstoffen und Mischungen derselben ausgewählt ist, die einen höheren Siedepunkt als die Beschickung haben und mit dieser nicht-azeotrop sind, und wobei das primäre Lösungsmittel in ausreichender Menge aufrechterhalten wird, um praktisch alle aromatischen Kohlenwasserstoffe aus der Beschickung zu extrahieren, und das sekundäre Lösungsmittel in ausreichender Menge aufrechterhalten wird, um als Rückfluß für die Beschickung zu wirken;
(b) man zieht aus der primären Extraktio ns zone raren primären Extrakt aus aromatischen Kohlenwasserstoffen und primärem Lösungsmittel und- ein Raffinat aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen und sekundärem Lösungsmittel ab;
fNSPECTED
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(c) man bringt den primären Extrakt mit sekundäres Lösungsmittel in einer sekundären Extraktionszone mit gleichem Temperatur- und Druckbereich wie in Stufe (a) in Berührung und hält das sekundäre Lösungsmittel in ausreichender Menge aufrecht, um praktisch alle aromatischen Kohlenwasserstoffe vom primären Extrakt zu extrahiereη;
(d) man zieht aus der sekundären Extraktionszone primäres Lösungsmittel und sekundären Extrakt aus aromatischen Kohlenweffierstoffen und sekundärem Lösungsmittel ab;
.(β) man unterwirft das Raffinat in einer Raffinat-destillationszone einer Destillation, wodurch die aliphatischen Kohlenwasserstoffe vom sekundären Lösungsmittel abgetrennt werden;
(f) man zieht das sekundäre Lösungsmittel aus der Raffinatdestillationszone ab und führt es zur sekundären Extraktionszone zurück;
(g) man führt das primäre, aus der sekundären Extraktionszone abgezogene Lösungsmittel zur primären Extraktionszone zurück}
(h) man führt eine ausreichende Menge an sekundärem Extrakt zur primären Extraktionszone zurück, um das in Stufe (a) geforderte, sekundäre Lösungsmittel zu liefern;
(i) man unterwirft den restlichen, sekundären Extrakt zur Abtrennung der aromatischen Kohlenwasserstoffe vom sekundären Lösungsmittel einer Destillation; und
(j) man führt das sekundäre Lösungsmittel aus Stufe (ij zur sekundären Extraktionszone zurück.
Die heiligende Zeichnung zeigt ein schematisches Fließdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden.Erfindung.
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— Q —
Wie bereits erwähnt, besteht eine starke Nachfrage der Industrie nach BTX, das in hohem Anteil, z.B. mehr als 30 Gew.-p/ö, in vielen verschiedenen Kohlenwasserstoff beschickungen, wie reformierte Benzine; Koksofenleichtöle, gekrackte Benzine und Dripolene, verfügbar ist, die nach der Hydrierung bis zu 70-98 % BTX enthalten können. Diese Beschickungen können auch aliphatische und cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe enthalten. Da die einzelnen, diese Beschikkungen ausmachenden Kohlenwasserstoffverbindungen bekannt sind, werden sie nicht näher besprachen; es kann jedoch gesagt werden, daß die Hauptkomponenten der Beschickungen Kohlenwasserstoffe mit einem Siedebereich von 60-200 C. einschließlich geradekettiger und verzweigtkettiger Paraffine und Naphthene, wie n-Heptan, Isooctan und Methylcyclohexan, und Aromaten, wie BTX, sind.
Die BTX Fraktion kann Benzol, Toluol, die CQ Aromaten einschließlich o-Xylol, m-Xylol, p-Xylol und Äthylbenzol, und Cg Aromaten umfassen, die, wenn überhaupt anwesend, den gaingsten Anteil im Verhältnis zu den anderen Komponenten darzustellen scheinen. . ^
Das primäre Lösungsmittel wird oben als wasserlösliches organisches Lösungsmittel mit einem höheren Siedepunkt als die Beschickung definiert, das mit dieser nicht-azeotropisch ist. Es"ist weiterhin polar. Solche, im erfindungsgemäßen Verfahren als primäre Lösungsmittel geeigneten Verbindungen sind Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Dibutylenglykol, Tributylenglykol, Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Äthylenglykolmomomethyläther, Äthylenglykolmonoäthyläther, Diäthylenglykolmonomethyläther, Diathylenglykolmonoathylather, Sulfolan, N-Methylpyrrolidon, Triäthylenglykal, Tetraäthylenglykol, Athylenglykoldiäthylather, Propylenglykolmonoäthyläther, Pentaäthylenglykol, Hexaäthylenglykol und Mischungen derselben. Die bevorzugte
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■Β* Q ■»
Gruppe von Lösungsmitteln sind die Polyalkylenglykole, insbesondere Tetraäthylenglykol. Es wird betont, daß Beschickung und primäres Lösungsmittel so ausgewählt werden müssen, daß der oben angegebenen Definition bezüglich des primären Lösungsmittels, d.h. Siedepunkt und azeotropen Eigenschaften, entsprochen wird.
Das sekundäre Lösungsmittel wird oben als Verbindung aus der Gruppe paraffinischer und naphthenischer Kohlenwasserstoffe und Mischungen derselben mit einem höheren Sedepunkt als die Beschickung definiert, die mit derselben nicht-azeotropisch sind. Wie beim primären Lösungsmittel müssen Beschickung und sekundäres Lösungsmittel so ausgewählt werden, daß der Definition des sekundären Lösungsmittels entsprochen wird. Sekundäre Lösungsmittel, die allein oder gemeinsam verwendet werden können, sind z.B. n-Decan, n-Dodecan, 2- : Methyldecan, 2,2-Dimethyldecan, n-Hexylcyclohexan, 2-Methylhexylcycluhexan, Tridecan, n-Tetradecan, n-Pentadecan, n-Hexadecan, n-Heptadecan, n-Octadecan und n-Nonadecan. Gewöhnlich wird eine Mischung· in Form eiper Fraktion verwendet, in welcher alle Komponenten innerhalb eines bestimmten Bereiches sieden.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Extraktion sowie zur Destillation • eine übliche Vorrichtung verwendet, wie z.B. eine mehrstufe, sich hin- und her-bewegende Extraktionskolonne ("reciprocating type column") mit einer Vielzahl von perforierten, zentral auf einem vertikalen Schaft angebrachten Böden, der in oscillierender Weise durch einen Motor angetrieben wird, sowie Pumpen enthaltende Kolonnen mit Absatzzor.c, Siebboden mit "upcomers" oder sogar Hohlxohre, wobei die Destillation in einer gefüllten Fraktionierungskolonne oder Kolonne mit "bubble plates" durchgeführt werden kann. In den Excraktions- und Destillationskolonnen wird ei™ Gegenstromfluß angewendet.
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In der Zeichnung wird nun die Beschickung durch Leitung 1 etwa beim mittleren Boden des primären Extraktors 2 eingeführt; primäres, von Wasser praktisch freies Lösungsmittel (Wasser in Spurenmengen kann anwesend sein) wird am obersten Boden des primären Extraktars 2 eingeführt; und das sekundäre Lösungsmittel wird unterhalb des untersten Boden des primären Extraktors 2 eingeführt. Die Funktion des sekundären Lösungsmittels im primären Extraktor besteht darin, als Rückfluß zu wirken, d.h. die in der Beschickung anwesenden Aromaten zu reinigen«
Wie oben erwähnt, wird das primäre Lösungsmittel in den primären Extraktor eingeführt und dort in ausreichender Menge aufrechterhaltenj um praktisch alle aromatischen Kohlenwasserstoffe aus der Beschickung zu extrahieren; das sekundäre Lösungsmittel wird eingeführt und in ausreichender Menge aurreohterhalten, um als Rückfluß für die Beschickung zu wirken. Zur Durchführung der · Extraktion liegt das Verhältnis von primärem Lösungsmittel zu Beschickung im primären Extraktor gewöhnlich zwischen etwa 6-16 Gew.-Teilen primärem Lösungsmittel pro Gew.—Teil Beschickung. Dieser breite Bereich kann noch ausgedehnt werden, wo nicht-bevorzugte Lösungsmittel verwendet werden. Bevorzugt werden etwa B-14 Gew.-Teile, insbesondere etwa 9-11 Gew.-Teile primäres Lösungsmittel pro Teil Beschickung, wo die bevorzugten Lösungsmittel verwendet werden. Läztlich liegt jedoch das vom Fachmann ausgewählte Verhältnis auf der Erfahrungsgrundlage mit der besonderen Beschickung und hängt teilweise davon ab, ob mehr Wert auf eine hohe Ausbeute, oder eine hohe Reinheit gelegt wird. Dasselbe gilt für das sekundäre Lösungsmittel Ψ wobei das vorgeschlagene Verhältnis von primärem zu sekundärem Lösungsmittel im primären Extraktor zwischen etwa 0,5-20 Gew.-Teilen primärem Lösungsmittel, vorzugsweise etwa
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5-15 Gew.-Teilen, pro Gew.-Teil sekundäres Lösungsmittel liegt.
Die Temperatur im primären Extraktor liegt zwischen etwa 50-150 C, Vorzugs-
ο
weise zwischen etwa 80-110 C, insbesondere für das bevorzugte Lösungsmittel.
Der Druck im primären Extraktor liegt zwischen etwa atmosphärischem Druck und etwa 14 Ata. Bekanntlich wird aber ein ausgewählter Druck nicht über die gesamte Extraktionszone aufrechterhalten, sondern ein hoher Druck innerhalb des angegebenen Bereiches ist am Boden der Zone anwesend, während am Kopf der Zone ein niedrigerer Druck innerhalb des angegebenen Bereiches vorliegt; in der Mitte der Zone ist dann ein mittlerer Druck anwesend. Diese Drucke hängen von der Konstruktion der Vorrichtung und der Temperatur ab, wobei beide so eingestellt werden, um den Druck im angegebenen Bereich zu halten; dies ist wichtig, wenn das bevorzugte Verfahren einer Überkopf-Flüssigkeitsentnahme in den Extraktionszonen erreicht werden soll.
Das Raffinat ist eine solche, über Kopf entnommene Flüssigkeit. Es umfaßt die Aliphaten dar Beschickung, prak.tisch den gesamten Rückfluß des sekundären Lösungsmittels, etwas mitgeführtes primäres Lösungsmittel und kann in sehr kleinen Anteilen einige Cg Aromaten enthalten. Das Raffinat verläßt den primären Extraktor über die Überkopfleitung 3 und läuft zu einem Wärmeaustauscher 4, wo es etwa auf seinen Siedepunkt erhitzt wird und gegebenenfalls teilweise verdampft werden kann, wodurch die Wärmeanforderungen im Raffinatstripper vermindert werden. Das Raffinat läuft in diesem erhitzten Zustand dann durch Leitung 6 in die Raffinatabstrippvorrichtung 7, wo der größte Teil der Aliphaten zusammen mit gegebenenfalls anwesenden Cg Aromaten als Dampf über Kopf entfernt wird und durch den Kühler 8 läuft.Ein Teil des Kondensates
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wird als Rückfluß zum obersten Boden, der Raffinatabstrippvorrichtung 7 geführt und unterstützt die Reinigung des Raffinates durch Ausschaltung der hoch siedenden Materialien. Das sekundäre Lösungsmittel (einschließlich des mitgeführten primären Lösungsmittels und anderer, möglicherweise anwesender hoch siedender Aliphaten aus der Beschickung) wird als Bodenmaterial entfernt und läuft durch Leitung 9, wo ein Teil durch den Boiler 11 abgeleitet wird und zur Raffinatabstrippvorrichtung 7 unterhalb des untersten Boden als Dampf zurückkehrt, um den größten Teil der geforderten Wärme—zu schaffen. Der Rest des sekundären Lösungsmittels läuft durch Leitung 9 zum Wärmeaustauscher 4, wo er auf Extraktionstemperatur abgekühlt wird.
Das sekundäre Lösungsmittel läuft weiter durch Leitung 12 zu einem Punkt unterhalb des untersten Bodens des sekundären Extraktors.
Der primäre Extrakt, der die Aromaten in der Beschickung, die Masse des primären " Lösungsmittels, eine geringe Menge im primären Lösungsmittel mitgeführtes sekundäres Lösungsmittel und möglicherweise einige hoch siedende Aliphaten umfaßt, läuft als Bodenmaterial aus dem primären Extraktor 2 durch Leitung 13 zum Kopf des sekundären Extraktors 14.
Ursprünglich wird das sekundäre Lösungsmittel inÖen sekundären Extraktor am Boden aus einem Behälter eingeführt, um ausreichend sekundäres Lösungsmittel zur Extraktion praktisch aller aromatischen Kohlenwasserstoffe aus dem primären Extrakt vorliegen zu haben. Gewöhnlich liegt das Verhältnis von sekundärem zu primären Lösungsmittel zwischen etwa 0,1-5 Gew.-Teile, vorzugsweise etwa 0,3-0,7 Gew.-Teile, sekundäres Lösungsmittel pro Gew.-Teil primäres . Lösungsmittel. Diese Verhältnisse gelten insbesondere für das bevorzugte oder ähnliche Lösungsmittel· Obgleich jedoch diese Verhältnisse auch für andere Lösungsmittel verwendet werden können wird vorgeschlagen, daß der Fachmann
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die Verhältnisse aufgrund seiner Erfahrung mit den besonderen Beschickunger auswählt, wie dies oben für die anderen Verhältnisse erwähnt wurde. Derselbe Behälter wird zur Lieferung des sekundären Auffüll-Lösungsmittels ("make-up solvent") verwendet, um. im sekundären Extraktor das angegebenen Verhältnis aufrechtzuerhalten. Nach Beginn des Zyklus ist die Masse des sekundären Lösungsmittels jedoch das aus der Destillationszone zurückgeführte Material.
Temperatur und Druck im sekundären Extraktor werden innerhalb derselben Bereiche gehalten, wie sie oben für den primären Extraktor angegeben worden sind.
Das primäre, von Aromaten praktisch freie Lösungsmittel mit einer geringen Menge an gelöstem und mitgeführtem sekundärem Lösungsmittel wird das Bodenroaterial des sekundären Extraktors und läuft über Leitung 16 zum Kopf des primären Extraktors zurück. So vermeidet das primäre Lösungsmittel hohe Destillationstemperaturen, die zu seiner Zersetzung führen.
Die aus dem pnnären Extrakt zusammen mit dem größten Teiljdes ßekundären Lösungsmittels (einschließlich von etwa 1,5 % gelöstem und mitgeführtem primären Lösungsmittel) extrahierten Beschickungsaromaten stellen den sekundären Extrakt dar, der als Überköpfflüssigkeit durch Leitung 17 fließt. Ein Teil des sekundären Extraktes wird von Leitung 17 durch Leitung 41 abgeleitet und zum primären Extraktor 2 zurückgeführt, um den notwendigen Rückfluß zu liefern; d.h. die Menge des zum primären Extraktor zurückgeführten sekundären Extraktes reicht aus, um das sekundäre Lösungsmittel zu ergeben, das, wie oben erwähnt, als Rückfluß für die Beschickung wirken muß. Der Rest des sekundären Extraktes läuft weiter durch Leitung 17 zum Wärmeaustauscher 18, wo er auf seinen Siedepunkt erhitzt wird und teilweise verdampft werden kann; dann läuft er durch Leitung 19 zur Mitte der sekundären Extraktabstrippvorrichtung 21. Dampf wird über Kopf aus dem Stripper 21 geführt und läuft zum Kühler 22.
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Die Temperatur am Kopf des Strippers 21 liegt beim Siedepunkt der im Stripper anwesenden Aromatenmischung, während die Temperatur am Boden der Abstrippvorrichtung gewöhnlich beim Siedepunkt des sekundären " Lösungsmittels liegt.
In den Destillationskolonnen wird gewöhnlich atmosphärischer Druck angewendet, obwohl man auch über— oder unteratmosphärische Drucke anwenden kann.
Ein Teil des Kondensates wird als Rückfluß zum obersten Boden des Strippers zurückgeführt. Das Verhältnis von der als Rückfluß zurückgeführten Produkt— menge zu der aus der Destillationskolonne gewonnenen Produktmenge ist als Rückflußverhältnis der Destillationskolonne bekannt. Es ist ein niedriges Rückflußverhältnis vorteilhaft, da dann weniger Wärme zur Verdampfung des Produktes in der Kolonne notwendig ist. Es wurde gefunden, daß die Rückführung des sekundären Extraktes aus dem sekundären Extraktor zum primären Extraktor die entscheidende Wirkung auf die Verringerung des Rückflußverhältnisses . im Stripper 21 hat. Welter wurde gefunden, daß die Durchführung dieser Verfahrensform ohne Rückführung des sekundären Extraktes das fiückflußverhältnis um bis zu 100 0J0 (auf Gewichtsbasis) erhöht. Schließlich verringert der hohe Aromatengehalt des Extraktes" in der Destillationszone (als Ergebnis der Rückführung) das sekundäre. Lösungsmittel pro Einheit Aromaten und ermöglicht daher eine Verringerung von Höhe und Durchmesser der Destillations-
"im erfindungsgemäßen Verfahren kolonne. Das Rückflußverhältnis im Stripper 21 liegt/gewöhnlich zwischen 0,3-0,9, variiert jedoch entsprechend der Aromatenmenge in der Beschickung; je niedriger z.B. der Aromatengehalt der Beschickung ist, umso höher ist das Verhältnis.
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Das sekundäre Lösungsmittel, das noch etwas gelöstes und mitgeführtes primäres Lösungsmittel umfaßt, läuft als Bodenmaterial vom Stripper 21 durch Leitung 23, wo ein Teil desselben zum Boiler 24 geführt wird und als Dampf zu einem Punkt unterhalb des untersten Boden von Stripper 21 zurückkehrt, um den größten Teil der notwendigen Wärme zu liefern; der Rest des sekundären Lösungsmittels läuft durch den Wärmeaustauscher 1B, wo er auf Extraktionstemperatur abgekühlt wird und sich mit Leitung 12 verbindet, bis er erneut den unteren Teil des sekundären Extraktors 14 betritt. Wie oben erwähnt, wird an diesem Punkt gegebenenfalls "make-up" sekundäres Lösungsmittel eingeführt, um das richtige Verhältnis aufrechtzuerhalten. . ,
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie zu beschränken.
Beispiel Ί_
Das Verfahren erfolgte kontinuierlich unter Verwendung des in der Zeichnung dargestellten, bereits veranschaulichten Systems.
Als primäres Lösungsmittel wurde Tetraathylenglykol verwendet; das sekundäre Lösungsmittel war eine aliphatisch^ Fraktion mit einem Siedebereich von 204-257°C, die Dodecan enthielt.
Die Beschickung hatte die folgende Zusammensetzung:
Komponente Vgl^/o bei 25 C. Benzol 20
Toluol 25
Cn Aromaten ' 30
Cg Aromaten 5
Aliphaten ' 20
100,0
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Die das primäre und sekundäre Lösungsmittel enthaltenden Behälter wurden auf etwa-1100C. gehalten, so daß die Lösungsmittel die Extraktionskolonnen bei etwa 10IJ C. betraten. Primäres Lösungsmittel, Beschickung und Sekundäres Lösungsmittel wurden am ersten Boden, 10. Boden bzw. unterhalb des 28. Boderfs in den primären Extraktor eingeführt.
Der primäre Extraktor war ein 28-bödiger Absetzmischer, der thermostatisch auf 100 C. gehalten wurde.
Der primäre Extrakt lief dann zum ersten Boden am Kopf des sekundären Extraktors, wo er bei einer Temperatur von etwa 100 C. eintrat. Dieser sekundäre Extraktor war mit dem primären Extraktor identisch, hatte jedoch, nur 18 Böden. Auch das sekundäre Lösungsmittel betrat . den sekundären Extraktor an einem Punkt unterhalb des 18. Bodens ebenfalls mit etwa 100 C.
Das primäre Raffinat lief zum Raffinatstripper; dieser bestand aus Glas und hatte einen mit Füllkörparn aus rostfreiem Sta hl gefüllten Abschnitt und das Äquivalent von etwa 10 theoretischen Böden.
Das mit Aromaten angereicherte sekundäre Lösungsmittel wurde vom ersten Boden des sekundären Extraktors abgezogen; ein Teil wurde umgeleitet und zum primären Extraktor geführt. Der Rest wurde zu dem aus Glas bestehenden Aromatenstripper geleitet, der einen Abschnitt mit pnoßüerten Füllkörpern aus rostfreiem Stahl und das Äquivalent von etwa 10 theoretischen Böden hatte.
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In jeder Kolonne wurde atmosphärischer Druck aufrechterhalten. In den Extraktoren wurde eine maximale Arbeitstemperatur von 110°C. und in den Destillationskolonnen von 225 C. aufrechterhalten.
Das Gewichtsverhältnis von primärem Lösungsmittel zu Beschickung im primären Extraktor wurde auf 10:1 gehalten; das Gewichtsverhältnis von primärem zu sekundärem Lösungsmittel im primären Extraktor wurde auf 10:1 gehalten; und das Gewichtsverhältnis von sekundärem zu primärem Lösungsmittel im sekundären Extraktor wurde auf 0,48:1 gehalten.
Wie festgestellt wurde, betrug die Aromatenkonzentration im primären Extrakt B,94 Gew.-%; die Aromatenkonzentration im sekundären Extrakt betrug 16,80 Gew,- ^; und die relative Masse des Destillationsstroraes betrug 4,60 pro Einheit der ursprünglichen Beschickung.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Die Aromatenkonzentration und die Masse des Destillationsstromes sind bestimmend für das Rückflußverhältnis und die für die Destillation geforderte Wärme. Wo die Aromatenkonzentration im sekundären Extrakt erhöht und die Masse des Destillationsstromes verringert wird, können sowohl Rückflußverhältnis und die für die Destillations erforderliche Wärme sowie Höhe und Durchmesser der Destillationskolonne verringert werden.
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Beispiel
Dieses Vergleichsbeispiel wiederholt Beispiel 1 ohne Rückführung des sekundären Extraktes zum primären Extraktor; das sekundäre Lösungsmittel aus dsm Raffinatstripper wird jedoch zum primären Extraktnr zurückgeführt.
In diesem Beispiel wurde die Aromatenkonzentration im primären Extraktor auf 7,23 Gew.-$> verringert; die Aromatenkonzentration im sekundären Extrakt wurde auf 14,01 Gew.-P/o verringert; und die relative Masse für den Destillationsstrom wurde auf 5,21 pro Einheit der ursprünglichen Beschickung erhöht..Daher war es notwendig, das Rückflußverhältnis und die Wärmeanforderungen in der Destillationszone in Beispiel 2 gegenüber Beispiel .1 zu erhöhen, um die geforderte Destillation durchzuführen.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Tabelle
Beisp. Rückflußverhältnis* Aromatengewinnung** Rückgewinnung** von
in Destillations- (Gew.-?/,, bez. auf XyIoJ.*** (Gew.-P/i, bez.
zonen, a.B. Strip- Aromaten in der De- auf Xylol in der Destil-
per 21 stillationsbeschick.] lationsbeschickung)
99,45 99,950
99,47 99,985
98,00 < 99,900
98,97 99,930
99,05 99,950
99,28 99,970
* = In jedem Beispiel wurde das Rückflußverhältnis verändert. Die angegebenen Verhältnisse geben unterschiedliche Zyklen im Verfahren des genannten Beispiels
** β in allen Beispielen wurde eine hohe Reinheit erhalten *** s die Destillation von Xylol erfolgte in einem ähnlichen Stripper wie der Stripper 21
1 0,6
1 1,2
2 0,6
2 0,9
2 1,2
2 1,8
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In allen Fällen waren in Beispiel 2 die Benzol- und Toluolverluste im Destil-Mbadenmaterial. um mindestens 100 °/o größer als in Beispiel 1; jedoch waren die dabei in Frage kommenden Mengen für eine genaue Analyse zu gering.
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Claims (2)

  1. Patentansprüche
    ty,- Kontinuierliches Verfahren zur Trennung aromatischer Kohlenwasserstoffe aus einer gemischten, aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe enthaltenden Kohlenwasserstoffbeschickung, dadurch gekennzeichnet, daß man
    (a) die Beschickung mit einem primären und einem sekundären Lösungsmittel in einer primären Extraktionszone bei einer Temperatur zwischen etwa 50-150 C. und einem Druck zwischen etwa 0,98-14 Ata in Berührung bringt, wobei das primäre Lösungsmittel ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel mit einem höheren Siedepunkt als die Beschickung ist, das mit sieder nicht-azeotrop ist, und das sekundäre Lösungsmittel ein Lösungsmittel aus der Gruppe paraffinischer und naphthenischer Kohlenwasserstoffe und Mischungen derselben umfaßt, wobei die Kohlenwasserstoffe einen höheren Siedepunkt als die Beschickung haben und mit dieser nicht-azeotrop sind, und das primäre Lösungsmittel in ausreichender Menge aufrechterhalten .wird, um praktisch alle aromatischen Kohlenwasserstoffe aus der Beschickung zu extrahieren, und das sekundäre Lösungsmittel in ausreichender Menge aufrechterhalten wird, um als Rückfluß für die Beschickung zu wirken;
    (b) aus der primären Extraktionszone einen primären Extrakt aus aroma- · tischen Kohlenwasserstoffen und primärem Lösungsmittel und ein Raffinat aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen und sekundärem Lösungsmittel abzieht;
    (c) den primären Extrakt mit sekundärem Lösungsmittel in einer sekundären Extraktionszone in Berührung bringt, in welcher Temperatur und Druck in denselben Bereichen wie in Stufe (a) gehalten werden, und das sekundäre Lösungsmittel in ausreichender Menge aufrechterhält, um praktisch alle aromatischen Kohlenwasserstoffe vom primären Extrakt zu extrahieren;
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    — Ία —
    (d) aus der sekundären Extraktionszone primäres Lösungsmittel und sekundären, aromatische Kohlenwasserstoffe und sekundäres Lösungsmittel umfassenden Extrakt abzieht;
    (e) das Raffinat in einer Raffikatdestillationszone destilliert, wodurch die aliphatischen Kohlenwasserstoffevom sekundärem Lösungsmittel abgetrennt werden;
    (f) das sekundäre Lösungsmittel aus der Raffinatdestillatianszone abzieht und dieses in die sekundäre Extraktionszone zurückführt;
    (g) das aus der sekundären Extraktionszone abgezogene primäre Lösungsmittel zur primären Extraktionszone zurückführt;
    (h) eine ausreichende Menge an sekundärem Extrakt zur primären Extraktionszone zurückführt, um das in Stufe (a) geforderte sekundäre Lösungsmittel zu ergaben;
    (i) den restlichen sekundären Extrakt zur Abtrennung der aromatischen Kohlenwasserstoffe vom sekundären Lösungsmittel destilliert^ und (j) das sekundäre Lösungsmittel aus Stufe (i) zur sekundären Extraktionszone zurückführt.
  2. 2.— Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in den Extraktionszonan zwischen etwa 80-110 C. liegt.
    3,- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet! daß das Verhältnis von primärem Lösungsmittel zu Beschickung im pzoären Extraktor · zwischen etwa 6-16 Gew.-Teilen primärem Lösungsmittel pro Gew.—Teil Beschickung, das Verhältnis von primärem Lösungsmittel zu sekundärem Lösungsmittel im primären Extraktor zwischen etwa 0,5-20 Gew.-Teilen primärem Lösungsmittel pro
    209850/1 119
    Gew.-Teil sekundärem Lösungsmittel und das Verhältnis von sekundärem Lösungsmittel zu primärem Lösungsmittel im sekundären Extraktor zwischen etwa 0,1-5 Gew.-Teilen sekundärem Lösungsmittel pro Gew.—Teil primärem Lösungsmittel gehalten wird.
    Der Patentanwalt:
    20 98 50/1119
    Leerseite
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