DE2260619A1 - Kontinuierliches loesungsmittelextraktions/wasserdampfdestillationsverfahren - Google Patents
Kontinuierliches loesungsmittelextraktions/wasserdampfdestillationsverfahrenInfo
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Description
PATENTANWÄLTE Z Z D U Ό I >3
DR. W. SCHALK · DIPL.-ING. P. WlRTH · DI PL.-I NG. G. DAN N E N BERG
DR.V.SCHMIED-KOWARZIK- DR. P. WEINHOLD · DR. D. CUDE-L
6 FRANKFURT AM MAIN
SK/SK G-B865-G
Union Carbide Corporation
270 Park Avenue
New York, N.Y. 10017 / USA
Kontinuierliches Lösungsmittelextraktions/Wasserdampf—
destinations—Verfahren
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zur
Herstellung aromatischer Kohlenwasserstoffe aus einer gemischten Kohlenwasserstoff
beschickung, insbesondere auf die Gewinnung von hochgradig reinen aromatischen Kohlenwasserstoffen in hohen Ausbeuten bei wirksamer Ausnutzung,
der Komponenten des Verfahrens.
Mit dem Aufkommen der Benzol/Toluol/C -Aromatenfraktion (die als BTX bekannt
ist und im folgenden so bezeichnet wird) als hauptsächliches Rohmaterial bei der Herstellung von Petrochemikalien, die selbst Äthylen in den Schatten
stellte, und der verstärkten Nachfrage nach Aromaten als Komponente im Benzin zur Erhöhung der Octanzahl und der damit einhergehenden Verringerung oder
Eliminierung des notwendigen Bleis, das als Verschmutzungsmittsl beanstandet
wird, sind nunmehr die bisher zur Verfügung stehenden Aromaten-Trennungsverfahren
im Hinblick auf ihre verbesserte Wirtschaftlichkeit genau untersucht
worden.
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*"" C. tmm
Eine verbesserte Wirtschaftlichkeit des Verfahrens kann u.a. in eine Verminderung
der geforderten Wärme und in die wirksamere Ausautzung der Verfahrenskomponenten
übersetzt werden.
In der Anmeldung ρ 22 45 502.3
die hiermit in die vorliegende Anmeldung mitaufgenommen wird, wird die Reinheit
und Wirtschaftlichkeit des Verfahrens durch ein neues Waschverfahren zur Entfernung aliphatischer Verunreinigungen verbessert. Dieses Verfahren hat
sich als äußerst erfolgreich erwiesen, insbesondere im Hinblick auf die Reinheit;
die ständig steigenden Kosten für den Verfahrensbrennstoff machen es
jedoch notwendig, nach weiteren Verminderungen der geforderten Wärme durch
eine noch wirksamere Ausnutzung der Verfahrenskomponenten zu sichen. Ein starker Verlust der Wärme-wirksamkeit erfolgt durch das Blitzverdampfen
("flashing"), das aufgrund der hohen Temperatur des Extraktors und dem niedrigeren Druck der Destillationskolonne in Bezug auf die Extrak—
tionskolonne in der Destillationskolonne eintritt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines verbesserten
Verfahrens zur Abtrennung aromatischer Kohlenwasserstoffe aus einer gemischten Kohlenwasserstoff beschickung, in welchem ein Lösungsmittel/Wasser-Mischung
verwendet wird, wodurch die Aromaten in hoher Reinheit mit einem Minimum an Wärme aus äußerlichen Quellen gewonnen werden, und wobei die Verfahrenskomponenten wirksamer ausgenutzt und ein Blitzverdampfen in der Destillationskolonne
der Aromaten praktisch eliminiert wird.
ErfindungsgemäB werden nun hochgradig reine aromatische Kohlwnasserstoffe mit
minimaler Wärme und bei praktisch vollständiger Eliminierung des Blitzverdampfens
in wirksamer Weise durch ein kontinuierliches Lösungsmittelextraktions/
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Wasserdampfdestillations-Verfahren zur Gewinnung aromatischer Kohlenwasserstoffe
einschließlich Benzol und Toluol mit Siedepunkten zwischen etwa 80-175 C. aus einer aliphatische und diese aromatischen Kohlenwasserstoffe
enthaltenden Beschickung gewonnen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet
ist, daß man
(a) die Beschickung in einer Extraktfanszone mit einem Temperaturbereich von
etwa 75-200 C. mit einer Mischung aus Wasser und einem Lösungsmittel, das
eine mit Wasser mischbare organische Flüssigkeit mit einem Siedepunkt von
mindestens etwa 200 C. und einer Zersetzungstemperatur von mindestens etwa
225 C. ist, und'mit rückfließenden Kohlenwasserstoffen zur Schaffung eines
Extraktes aus aromatischen Kohlenwasserstoffen, rückfließenden aliphatischen
Kohlenwasserstoffen, Lösungsmittel und Wasser sowie einem im wesentlichen aus liphatischen Kohlenwasserstoffen bestehenden Raffinat in Berührung bringt;
(b) den Extrakt mit Wasserdampf in einer Aromaten-Destillatiohssone mit
einer Temperatur zwischen etwa 80—200 C. in Berührung bringt, wodurch man ein Überkopf-Destillat. aus einer Rückflußkohlenwasserstoffphase und einer
Wasserphase, ein"Seitendestillat"aus einer aromatischen Kohlenwasserstoffphase
und einer Wasserphase und ein Bodenmaterial aus einer Mischung von Lösungsmittel und Wasser erhält;
(c) die Wasserphase des Überkopfestillates in einen ersten und einen zweiten
Strom teilt; ·
(d) das Raffinat mit dem ersten Strom zur Schaffung einer aliphatischen Kohlenwasserstoffphase
und einer Wasserphase in Berührung bringt;
(e) den zweiten Strom mit einem aromatischen, mindestens 95 °£ aromatische
Kohlenwasserstoffe enthaltenden Kohlenwasserstoffstrom, wobei die Menge des
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Stromes etwa 0,1-5 Gew.-P/i der gesamten aromatischen Kohlenwasserstoffe in der
Beschickung ausmacht, zur Bildung einer aromatischen Kohlenwasserstoffphase
und einer Wasserphase in Berührung bringt;
(f) die aromatische Kohlenwasserstoffphase des Seitendestillates mit der
Wasserphase aus (e) zur Bildung einer aromatischen Kohlenwasserstoffphase
und einer Wasserphase in Berührung bringt;
(g) die Wasserphase aus Stufe (d) mit einem mindestens 95 % aromatische
Kohlenwasserstoffe enthaltenden, aromatischen Kohlenwasserstoffstrom, wobei
dessen Menge etwa 0,1-5 Gew.-% der gesamten aromatischen Kohlenwasserstoffe
in der Beschickung ausmacht, zur Bildung einer aromatischen Kohlenwasserstoff phase und einer Wasserphase in Berührung bringt;
(h) die Wasserphasen aus Stufen (f) und (g) zur Aromaten-Oestillationezone
zurückführt;
(i) die Rückflußkohlenwasserstoffphase des Überkopfdestillates und das Bodenmaterial aus Stufe (b) zur Schaffung von RückfluBkohlenwaeeenstoffen und
bzw. einer Mischung aus Wasser und Lösungsmittel für Stufe (β) zur Extraktionszone zurückführt;
(j) die aliphatischen Kohlenwasserstoffe aus Stufe (d) gewinnt;
(k) die in Stufe (f) gebildete aromatische Kohlenwasserstoffpheee iofeine
Benzoldestillationszone einführt, in welcher die Temperatur mindestens ebenso hoch ist «de der Siedepunkt von Benzol und der Druck am Kopf der Zone
etwa 0,07-0,84 ata beträgt, und das Benzol über Kopf aus dieser gewinntj
(1) den Rest der aromatischen Kohlenwasserstoffe aus Stufe (te) in eine Tolyoi-»
destillationszone einführt, in welcher die Temperatur mindestens efepfiao hoch
ist wie der Siedepuifct von Toluol und der Druck em Kopf der Zens etwa 0,07*0,64
ν ata beträgt, und das Toluol über Kopf aus dieser gewinnt;
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(m) die restlichen aromatischen Kohlenwasserstoffe aus Stufe (l) gewinnt;
wobei
(1) die Beschickung vor Stufe (a) durch Wärmeaustausch mit einem Überkopfdestillat
oder dem-Raffinat auf eine Temperatur zwischen etwa 50-150 C.
erhitzt wird;
(2) die in Stufen (f) und (g) gebildeten Wasserphasen vor Stufe (h) mindestens
teilweise durch Wärmeaustausch mit dem Seitendestillat in Wasserdampf
umgewandelt werden; und
(3) Anteile aus dem Bodenmaterial der Benzoldestillationszone und der Toluoidestillationszone
vor Stufe (b) durch Wärmeaustausch mit dem Extrakt oder Raffinat erhitzt und in ihre entsprechenden Zonen zurückgeführt werden,
um etwa die Hälfte der geforderten Wärme für diese Zone zu liefern.
Die beiliegende Zeichnung ist ein schematisches Fließdiagramm einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, die der Zweckmäßigkeit wegen in die Abschnitte
a und b mit Verbindungspunkten A, B, C, D und E geteilt wurde.
Wie bereits erwähnt, besteht eine größe Industrienachfrage nach BTX, das in
hohem Anteil, z.B. mehr als 30 Gew.-P/o, in vielen verschiedenen Kohlenwasserstoff
beschickung en, wie reformierte Benzine; Koksofenleichtöle, gekrackte
Benzine und Dripolene, verfügbar ist, die nach Hydrierung bis zu 70-98 °/>
BTX enthalten können. Diese Beschickungen enthalten auch aliphatische und cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe (die im vorliegenden Fall oft kollektiv
als aliphatische Kohlenwasserstoffe bezeichnet werden). Da die einzelnen, diese Beschickung ausmachenden Kohlenwasserstoffverbindungen bekannt sind,
werden sie-nicht weiter diskutiert; es wird jedoch darauf hingewiesen, daß
die Hauptkomponenten der erfindungsgemäß verwendeten Beschickungen Kohlen-
Wasserstoffe mit Siedepunkten zwischen 25-175 C. einschließlich geradev
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*■"" O ■"·
und uerzweigtkettigen Paraffinen und Naphthenen, wie n-Heptan, Isooctan und
MethylcyclDhexan, und Aromaten, wie BTX1 sind.
Die BTX Fraktion kann Benzol, Toluol, die Cq Aromaten einschließlich o-Xylol,
m-Xylol, p-Xylol und Äthylbenzol, und Cg Aromaten umfassen, wobei letztere,
falls sie anwesend sind, die kleinsten Anteil in Bezug auf die anderen Komponenten auszumachen scheinen.
Die im erfindungsgenäßen Verfahren verwendeten Lösungsmittel sind, wie oben
erwähnt, mit Wasser mischbare organische Flüssigkeiten {bei Verfahrenstempe—
raturen) mit einem Siedepunkt von mindestens etwa 200 C, und einer Zersetzungstemperatur
von mindestens etwa 225 C. Die Bezeichnung "mit Wasser misch-'bar"
umfaßt Lösungsmittel, die über einen weiten Temperaturbereich vollständig mischbar sind, und Lösungsmittel, die bei Zimmertemperatur eine hohe
Teilmischbarkeit haben, da letztere bei den Verfahrenstemperatüren gewöhnlich
vollständig mischbar sind. Die Lösungsmittel sind weiterhin polar und bestehen mit einigen Ausnahmen gewöhnlich aus Kohlenstoff, Wasserstoff und
Sauerstoff. Erfindungsgemäß verwendbare Lösungsmittel sind z.B. Dipropylenglykol,
Tripropylenglykol, Dibutylenglykol, Tributylenglykol, Äthylenglykol,
Diäthylenglykol, Äthylenglykolmonomethyläther, Äthylenglykolmonoäthylätnnr,
Diäthylenglykolmonomethyläther, Diäthylenglykolmonoäthyläther, SuIfolan,
N-Mßthylpyrrolidon, Triäthylenglykol, Tetraäthylenglykol, Äthylenglykoldi—
äthyläther, Propylenglykolmonoäthyläther, Pentaäthylenglykol, Hexaäthylen—
glykol und Mischungen derselben. Die bevorzugte Gruppe von Lösungsmitteln sind die Polyalkylenglykole, insbesondere Tetraäthylenglykol.
Weitere Lösungsmittel, die man allein,, in Mischung oder zusammen mit den
obigen !.Lösungsmitteln verwenden kann, sind Amide, wie Formamid, Acet-umid,
ν Dimethylformamid, üiäthylformamid und Dimethylacetamid; Amine, wie Diäthylen—
trianin und Triäthylentetramin; Alkanolamine, wie Monoäthanolamin, Di-
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äthanolamin und Triäthanolatnin; Nitrile, wie ßjß'-Oxydipropionitril und
BfB'-Thiodipropionitril; Phenol und die Kresole; die Methylsulfolane; Sulfoxide,
wie Dimethylsulfoxid und Diäthylsulfoxid; Lactone, wie if-Propialacton
und V' -Butyroläcton.
Im Verfahren wird sowohl für die Hauptextraktion als auch für die Destillationen
die übliche Vorrichtung verwendet, z.B. eine mehrstufige^ reziprozierende
Extraktionskolonne mit einer Vielzahl perforierter Böden, die zentral
an einem durch einen Motor in oszillierender Weise angetriebenen vertikalen Schaft montiert sind, sowie Kolonnen mit Pumpen und Absetzzone, Siebboden
mit "upcomers" und sogar ein Hohlrohr·
während die Destillation in einer gefüllten Fraktionierungskolonne oder einer
solchen mit Glockenböden . durchgeführt werden kann. In den Extraktionsund Destillationskolonnen kann ein GegenstrcmfluB angewendet werden.
Auch die Wärmeaustauscher, Dekantierungsvorrichtungen, Reservoire und Lösungsmittelregeneratoren
sowie die verschiedenen Extraktoren außer der Hauptextraktionsvorrichtung sind bekannt. Diese anderen Extraktoren sind
vorzugsweise einstufige Mischer-Absetzvorrichtungen, es können aber auch
alle anderen bekannten Typen verwendet werden.
Das Lösungsmittel wird als wässrige Lösung mit einem Wassergehalt von etwa
1-8 Gew.-tfo, vorzugsweise etwa 2—5 Gew.-^, bezogen auf das Gewicht des .
Lösungsmittels, verwendet. Diese wässrige Lösung wird im folgenden oft als "Lösungsmittel/Wasser-Mischung" bezeichnet.
Für die Extraktion liegt das Verhältnis von Lösungsmittel (ausschließlich
Wasser) zu Beschickung im Extraktor gewöhnlich zwischen etwa 4-8 Gew.-Teilen
Lösungsmittel pro Gew.—Teil Bescriickung. Dieser breite Bereich kann bei
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Verwendung nicht-bevorzugter Lösungsmittel ausgedehnt werden. Es kann ein
breiter Bereich von etwa 3-12 Gew.-Teilen pro Teil Beschickung und vorzugsweise
ein Bereich von etwa 5-7 Gew.-Teilen Lösungsmittel pro Teil Beschickung
bei bevorzugten und ähnlichen anderen Lösungsmitteln mit Erfolg angewendet .
werden. In jedem Fall wird jedoch das Verhältnis vom Fachmann aufgrund seiner
Erfahrung mit der besonderen Beschickung ausgewählt und hängt teilweise davon ab, ob man Wert auf eine hohe Ausbeute oder hohe Reinheit licht, obgleich das
erfindungsgemäße Verfahren die Reinheit in jedem Fall verbessert.
Der Rückfluß zur Extraktionszone besteht allgemein aus etwa 20-50 Gew.-Jjd
Aliphaten mit 5-7 Kohlenstoffatomen und etwa 50-80 Gew.-^0 Aromaten,
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des rückfließenden Materials. Das Verhältnis-von Rückfluß zu Beschickung in der Extraktionszone wird gewöhnlich zwischen etwa 0,5-1,5 Gew.-Teilen Rückfluß pro Gew.-Teil Beschickung,
vorzugsweise etwa 0,5-1,0 Gew.—Teilen Rückfluß, gehalten, wobei jedoch wiederum
der Fachmann die entscheidende Wahl trifft. Die rückfließenden Aliphaten laufen in den Extrakt, statt über Kopf mit dem Raffinat mitgeführt zu
werden, und werden, wie im folgenden dargestellt, aus der Rückflußdekantiervorrichtung
zum Extraktor zurückgeführt.
Die Temperatur in der Extraktionszone wird zwischen etwa 75-200°C., vorzugsweise
zwischen etwa 125-150 C, insbesondere für das bevorzugte Lösungsmittel,
gehalten.
Der Druck in der Extraktionszone wird zwischen etwa 5,25-14 atü gehalten.
Bekanntlich wird jedoch ein gewählter Druck nicht über die gesamte Extraktionszone
aufrechterhalten; statt dessen liegt ein hoher Druck innerhalb des angegebenen Bereiches am Boden der Zone vor, während ein niedriger Druck
innerhalb des angegebenen Bereiches am Kopf der Zone mit einem mittleren Druck
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in der Mitte der Zone vorliegt. Die Drucke in der Zone hängen von der Konstruktion
der Anlage und der Temperatur ab, wobei ' diese so eingestellt werden, daß ein Druck innerhalb des angegebenen Bereiches aufrechterhalten
wird.
Die Temperatur am Kopf der Aromaten-Destillationszone, die bezüglich der
verwendeten Vorrichtung als Destillationskolonne oder Abstrippvorrichtung bezeichnet werden kann,liegt beim Siedepunkt der Mischung der in der Zone
anwesenden Aromaten, während die Temperatur am Boden der Abstrippvorrichtung gewöhnlich zwischen etwa 135-2Q0 C. liegt.
Der Druck am Kopf der Abstrippvorrichtung liegt zwischen etwa 1905-2s8 atü.
Der Druck in der übrigen Aromaten-Destillationszone wird zwischen etwa
1,05-2,45 atü mit einer gewissen Schwankung über die Zone gehalten.
Der die Arorraten-Destillationszone am Boden betretende Wasserdampf tritt mit
einer Temperatur von etwa 100-150 C0 und unter einem Druck von etwa 1sQ5-2g45
atü ein. Das gesamte in dieser Destillationskolonne anwesende Wasser liegt praktisch als Dampf vor, und zwar gewöhnlich in einer Menge von etwa 0,1-0,5
Gew.-Teile, vorzugsweise etwa 0,1-0,3 Gew.-Teile Wasser pro Gew.-Teil der
Aromaten. Das für den Wasserdampf verwendete Wasser kann Abstrippwasser genannt werden. Eine geringe Wassermenge ist in flüssiger Forms im Lösungsmittel
gelöst, in der Aromaten-Destillationszone anwesend.
In der beiliegenden Zeichnung betritt die Beschickung aus einer äußeren
(nicht gezeigten) Quelle die Leitung 1 und wird entweder im Wärmeaustauscher 60 durch Wärmeaustausch mit dem Überkopfestillat aus der Aromaten-Destillationskolonne
(oder der Abstrippvorrichtung) 23 oder im Wärmeaustauscher 2 durch Wärmeaustausch mit dem Raffinat aus Extraktor 3 auf eine Temperatur
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BAD ORIGINAL
BAD ORIGINAL
von etwa 50-150 C. uorerhitzt. Dann läuft die Beschickung durch Leitung 1
und betritt den Extraktor 3 etwa am mittleren Boden. Der Eintrittspunkt ist
in diesem Fall nicht entscheidend, wird jedoch vom Fachmann entsprechend der verwendeten Beschickung ausgewählt. Eine wässrige Losungsraittellösung einer
Temperatur von etwa 125—200 C. betritt den obersten Boden des Extraktors 3
durch Leitung 4 und perkoliert die Kolonne abwärts unter Entfernung der Aromaten aus der Beschickung.
Das von Aromaten praktisch freie Raffinat läuft die Kolonne aufwärts. Es
umfaßt etwa 95-98 Gew.-p/o Aliphaten, etwa 1-3 Gew.-JJk gelöstes und mitgeführtes
Lösungsmittel und etwa 0-3 Gew.~»jL Aromaten. Das laffinat verläßt den
Kopf von Extraktor 3 durch Leitung 5 und läuft zum Wärmeaustauscher 72
sowie weiter zum Wärmeaustauscher 66 und kehrt entlang Leitung 5 zum Wärmeaustauscher
2 zurück. Nach Durchgang durch die aufeinanderfolgenden Wärmeaustauscher liegt die Temperatur des Raffinates zwischen etwa 25-50 C. Dann
läuft dieses durch Leitung 5 zur Dekantiervorrichtung 7, wo es in zwei Phasen,
eine aliphatische Kohlenwasserstoffphase und eine Lösungsmittelphase,
getrennt wird, wobei das Lösungsmittel mit Aliphaten verunreinigt ist.
Es wird betont, daß eine "Phase" nach ihrer Hauptkomponente genannt wird, die
in einer Menge von mindestens 50 Gew.-J}a und häufig in einer Menge von mindestens
90 Gew."JJi), anwesend ist.
Die aliphatische, auch als Raffinat zu bezeichnende Kohlenwasserstoffphase
enthält nun etwa 96-99 Gew.-^t Aliphaten, etwa 0-1 Gew.-^t gelöstes und mitgeführtes
Lösungsmittel und etwa 0-3 Gew.-JjL Aromaten. Dagegen enthält die
Lösungsmittelphase etwa 90—96 Gew.-JjL Lösungsmittel, etwa 2—5 Gew.-J)O Wasser·
und etwa 2-4 Gew.-^ Aliphaten.
■ I O S 3 2 4 / 1 ? Q 1
BAD ORIGINAL
Das Raffinat läuft weiter über Kopf durch Leitung 5 zum Raffinatextraktor 8,
der eine einstufige Mischer-Absetzvorrichtung oder ein anderer üblicher
Extraktör sein kann.
Die Lösungsmittelphase läuft durch Leitung 10/um~sibh mit_der im folgenden
genannten Leitung 12 zu treffen; oder sie kann gegebenenfalls durch Leitung
20 zum Kopf des Extraktors 3 zurückgeführt v/erden [wobei die Verbindung zum
Extraktör nicht gezeigt ist}.
Das Raffinat wird mit einem Teil der Wasserphase aus der Rückflußdekantiervorrichtung
29 gewaschen und im Raffinatextraktor 8 in eine, aliphatische
(noch immer "Raffinat" genannte) Kohlenwasserstoffphase, die von Lösungsmittel
und Wasser praktisch frei ist und etwa 97-1OD Gew.-p/, Aliphaten und
etwa 0-3 Gew.-^ Aromaten enthält, und eine Wasserphase als Bodenmaterial
getrennt, die etwa 75-90 Gew.-^ Wasser, etwa 10-25 Gew.-f/a Lösungsmittel und
etwa 0,1-1 Gew.-^/O Aliphaten enthält.
Ein Teil dieser Wasserphase kann gegebenenfalls zum Extraktör B über
Leitung 11, Leitung 9 und Leitung 5 zurückgeführt werden. Diese Rückführung
ist bei einer Mischer—Absetzvorrichtung üblich, kann jedoch bei anderen
Arten von Extraktoren nicht so vorteilhaft sein. Wie erwähnt, enthält die
Wasserphase zusammen mit dem Wasser und Lösungsmittel noch eine kleine Menge
Aliphaten. Daher wird die restliche oder die gesamte Wasserphase aus Leitung
11 über Leitung 12 zum Extraktör 13 geführt, der wiederum eine einstufige
Mischer-Absetzvorrichtung sein kann.
Die Beschickung in Leitung 12 über Leitung 50 ist ein AromaterH3eiten("slip")·
strom, der an seiner Quelle (vgl. Leitung 14) ein praktisch reiner Strom
aus Aromaten, d.h. mit einer Reinheit von mindestens 95 Gew.-p/0, ist. Die
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BADORIQINAL
BADORIQINAL
Reinheit desselben ist vorzugsweise etwa 9B %, und für ein optimales Verhalten, d.h. zur Erzielung eines Produktes mit höchster Reinheit, etwa
99 ^. Er wird Seitenetrom bezeichnet, da die Aromatenmenge, die in die durch
Leitung 12 laufende Wasserphase eingeführt wird, eehr gering let. Die im
Verfahren verwendete Menge an aromatischen SeitenstrQnikohltnwaaseretoffen
liegt'zwischen etwa Q, 1-5 Gew.-^, vorzugsweise etwa 0,5-2,0 Gew.^, der aro—
- matischen Kohlenwasserstoffe in der Beschickung. Der Seitenstrorn wäscht das
Wasser im Extraktor 13 zur Entfernung der geringen Mengen an Aliphaten, die
so nachteilig auf die Wirksamkeit des Verfahrens ist. Dieser aromatische
Seitenstrom kann über Leitung 15 über den Extraktor 13 zurückgeführt werden,
um die Wasserphase erneut zu waschen, wenn ein Mlscher-Abietz-Extrektor
verwendet wird; dann wird er zweckmäßig über Leitung 16 zu Leitung 1 geführt,
wo er ernBut in die Beschickung eingeführt wird und da» System nochmals durchläuft. Anschließend läuft das von Aliphaten praktisch freie, jedoch lösung©-
mittelhaltige Wasser als Bodenmaterial aus dem Extraktor 13 durch Leitung
17 und durch Leitung 37 in das Wasserreservoir 51·
Mit Bezug auf den Extraktor 3 wurde oben erwähnt, daß das wfesrtge Lösungsmittel die Kolonne abwärts perkoliert und die Aromaten mit eich führt» In
der unteren Hälfte des Extraktors 3 kommt die Lösungsmittellösung der Aromaten
In Gegenstromberührung mit einer Rückflußflüssigkeit, die den Extrakt
tor 3 unterhalb des unteren Bodens durch Leitung 1Ö betritt# D@r Rückfluß
.»ich perkoliert die untere Hälfte der Extraktors 3 aufwärts und löst/progressiv
in der Lösungsmittellösung der Aromaten und reinigt diese. Dip
Lösung, d.h. der Extrakt, umfaßt etwa 5-10 Gsw,*$ ßeschickyngsarematen, etwa
2-5 Gew.-i/o Wasser, ffa» 75-85 Gew,«% Lösungsmittel, etwa 4-© öew,»4 Bückflwßaromaten
und etwa 3-6 Gew.-P/ό Rückflußaromaten, Jeweils bezogen ß»f das
gewicht des Extraktes,
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BAD ORIQINAt i
Der Extrakt verläßt den Boden von Extraktor 3 durch Leitung 19 und läuft durch
den Wärmeaustauscher 73 und dann durch Wärmeaustauscher 67. Nach Durchgang durch den letzteren liegt die Temperatur des Extraktes zwischen etwa 75-175 C.
Der Extrakt läuft weiter durch Leitung 19 und betritt die Abstrippvorrichtung 23 am obersten Boden., wo praktisch keine Blitzverdampfung auftritt, obwohl der
Druck in der Abstrippvorrichtung niedriger ist als der des Extraktors. Der Extrakt perkoliert die Kolonne abwärts in die Fraktjonierungszone, wo er in
Gegenstromberührung mit den Abstrippdämpfen, d.h. Wasserdampf, kommt und wo
weiterer Dämpfe gebildet werden. Diese steigen zum Kolonnenkopf auf und werden das Überkopf-destillat, das etwa 40-75 Gew.-p/, Aromaten, etwa 20-40 Gew.-J/o Ali-"
phatenj etwa 2-10 Gew.-J/o Wasser und etwa 0-5 Gew.-^0 Lösungsmittel, jeweils
bezogen auf das Gesamtgewicht des Überkopfdestillates, umfaßt.
etwa
Nachdem das wässrige Lösungsmittel/halbwegs die Kolonne abgestiegen ist, wird es praktisch frei von Aliphaten. An diesem Punkt wird ein dampfförmiges Seitenstromdestillat durch Leitung 26 entfernt, das aus etwa 65-90 Gew.-^1 Aromaten, etwa 10-30 Gew.-% Wasser und etwa 1-10 Gew.-J/o Lösungsmittel, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Seitenstromdestillates, besteht.
Nachdem das wässrige Lösungsmittel/halbwegs die Kolonne abgestiegen ist, wird es praktisch frei von Aliphaten. An diesem Punkt wird ein dampfförmiges Seitenstromdestillat durch Leitung 26 entfernt, das aus etwa 65-90 Gew.-^1 Aromaten, etwa 10-30 Gew.-% Wasser und etwa 1-10 Gew.-J/o Lösungsmittel, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Seitenstromdestillates, besteht.
Der größte Teil von Lösungsmittel und Wasserlösung, nämlich eine Menge, die
größer als 99 Gew.-^4 des die Abstrippvorrichtung 23 durch Leitung 19 betretenist,
den Lösungsmittels und Wassers/ verläßt den Boden der Abstrippvorrichtung 23 durch Leitung 4. Ein Teil dieser Lösung wird in einen Boiler 28 umgeleitet und kehrt als Dampf an einem Punkt unterhalb des untersten Bodens der Abstrippvorrichtung 23 zurück, um den größten Teil der geforderten Wärme für die Abstrippvorrichtung zu liefern. Der Rest der Wasser- und Lösungsmittellösung : wird durch Leitung 4 zum obersten Boden von Extraktor 3 zurückgeführt. Das zurückgeführte, etwas gelöstes Lösungsmittel enthaltende Abstrippwasser betritt
den Lösungsmittels und Wassers/ verläßt den Boden der Abstrippvorrichtung 23 durch Leitung 4. Ein Teil dieser Lösung wird in einen Boiler 28 umgeleitet und kehrt als Dampf an einem Punkt unterhalb des untersten Bodens der Abstrippvorrichtung 23 zurück, um den größten Teil der geforderten Wärme für die Abstrippvorrichtung zu liefern. Der Rest der Wasser- und Lösungsmittellösung : wird durch Leitung 4 zum obersten Boden von Extraktor 3 zurückgeführt. Das zurückgeführte, etwas gelöstes Lösungsmittel enthaltende Abstrippwasser betritt
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BAD
die Abstrippvorrichtung 23 durch Leitung 27 aus de« Wasserreservoir 51,
nachdem ein Teil (etwa die Hälfte) von ihm im läraeaustauscher 34 in Wasserdampf
umgewandelt wurde. Der Rest wird in der Destillationskolonne oder gegebenenfalls
durch zusätzliche, außerhalb der Kolonne in üblicher Weise angelegte
Wärme in Wasserdampf umgewandelt.
Das oben bereits erwähnte Überkopfdestillat umfaßt die fraktionierten Dämpfe
mit der oben genannten Zusammensetzung; es ist auch als Rückflußdestillat bekannt. Der Dampf värü zuerst kondensiert und ie Huckflußkühler auf etwa
38-94 C. abgekühlt. Dann läuft das Kondensat in die RückfluBdekantiervorricbtung
29, wo die Rückflußkohlenwasserstoffphase von einer lasserphase abdekantiert wird. Die RückfluBkohlenwasserstoffphase unfafit etwa 20-50 Bew.-P/j Aliphaten
mit 5-7 Kohlenstoffatomen und etwa 5D-60 ße».-^L Aromaten und wird als
Rückfluß durch Leitung 18 zum Extraktor 3 in beschriebener Weise zurückgeführt.
Die Wasserphase nenthält etwa 95-99 Gew.-J}b IBasser, etwa 0-5 Gew.-J)d Lösungsmittel
und etwa 0,1-0,5 Gew.-Vj0 Aliphaten. Sie läuft durch Leitung 31 und wird
in zwei Ströme, nämlich Leitung 32 und 33 in Form eines Raffinatwaschstromes
bzw. eines Aromatenwaschstromes, aufgespalten. Diese Waschen können in gezeigter
Weise durch Aufspalten des Stromes stattfinden; oder der gesamte Strom kann
zuerst zum Waschen des Raffinates und dann der Aromaten verwendet werden,
vorausgesetzt, das Wasser wird vor der Aromatenwäsche mit einem Aromatenseiten—
strom behandelt.
Wie erwähnt, wird das Seitenstromdestillat in Oanpfform durch Leitung 26 aus
der Abstrippvorrichtung 23 abgezogen. Es läuft dann durch den Wärmeaustauscher
34, wo mindestens ein Teil des Abstrippcassers in Wasserdampf umgewandelt,
was ein erFindungsgemäBes Merkmal ist, und kondensiert wird. Das Seitenstrom—
^ tlestillat (oder Kondensat) läuft weiter über Leitung 2£i durch den Kühler 35,
der ein Wärmeaustauscher oder eine andere Kühlvorrichtung sein kann, und wird
30 9 3 2h ! I \3 1 ■
BADORiQINAIi
— Ib —
auf etwa 25-50 C» abgekühlt. Dann läuft das Kondensat in die Aromatendekantiervorrxchtung
36t wo eine aromatische Kohlenwasserstoff ρ hase gebildet wirdf
die etwa 99,8-99,9 Gew.-»}{, Aromaten und etwa 0,1-0,2 Gew.-% Lösungsmittel enthält;
weiterhin wird dort eine Wasserphase gebildet, die etwa 90-98 Gew.-i/o
Wasser, etwa 2-10 Gew.-^d Lösungsmittel und etwa 0,1-0,5 Gew.-P/0 Aromaten enthält.
Die Wasserphase läuft durch Leitung 37 zum Wasserreservoir 51. Gegebenenfalls
kann ein Teil oder die gesamte Wasserphase durch die mit Ventil ver-.sehene
Leitung 38 zur Verbindungsleitung 32 geleitet werden, um als Raffinatwaschmaterial
verwendet zu werden.
Die aromatische Kohlenwasserstoffphase läuft von der Dekantiervorrichtung. 36
durch Leitung 26, an deren Länge ein aromatischer Seitenstrom durch Leitung
14 entnommen wird, um das aus der RückfluBdekantiervorrichtung 29 über Leitung
33 kommende Wasser "zu waschen. Wie erwähnt, kann dieser Seitenstrom etwa 0,10-5,0
Gew.-P/i der gesamten Aromaten in der Beschickung, vorzugsweise etwa 0,50-2,0
Gew.-ρ/ο der gesamten Aromaten in der Beschickung, betragen.
In der Praxis wird das Gewicht der gesamten Aromaten durch Analyse einer Probe
der Beschickung bestimmt. Die z.B. als Seitenstrom während des Verfahrens zugefügten
Aromaten werden bei der Bestimmung miteingeschlossen.
Man kann den Seitenstrom auch aus einer anderen Quelle erhalten, z.B. als Überkopfprodukt
der Benzolfraktionierungskolonne [Verbindung nicht in der Zeichnung gezeigt) oder aus einer vollständig vom System getrennten Quelle. Der Seiten-
("slipstream") ■ .
strom/ist im erfindungsgemäßen Verfahren geeignet, solange er den erwähnten
hohen Aromatengehalt hat. .
3098 2 k/1201
BAD
22G0619
- 1ß -
Die kombinierten Ströme aus Leitung 33 und 14 laufen in den Waschextraktor 39,
der eine einstufige Mischer-Absetzvorrichtung oder ein anderer Extraktortyp
sein kann. Bei Verwendung einer Mischer-Absetzvorrichtung ist eircAromatenrückfühxng
zweckmäßig, die durch Leitung 42 läuft und eich mit den zum Waschextraktor
39 zurückkehrenden Leitungen 33 und 14 trifft. Der nun eine geringe
Aliphatenmenge enthaltende Seitenstrom läuft über Kopf aus den Waschextroktor
39 in Leitung 42 und über Leitung SO zum Treffen mit Leitung 12 und 15 und
geht weiter - wie oben erwähnt - in den Waschextraktor 13.
Oas nun von Aliphaten praktisch freie Rückflußwasser wird vom Waschextraktar
39 abgezogen und läuft über Leitung 43, verbindet sich mit Leitung 26 und geht
in den Aromatenextraktor 44, der eine einstufige Mischer-Absetivarrichtung
oder eine andere Extraktorart sein kann. Dieses Rückflußwasser kommt zusammen
mit dem im Fall einer Mischer-Absetzvorrichtung aus der Absetzxone über Leitung
45 (die Leitung 43 trifft) zurückgeführten Wasser und frischem Wasser
aus Leitung 4G (Quelle nicht gezeigt) mit dem Aromatenprodukt aus Leitung 26
im Aromatenextraktor 44 in Berührung und gewinnt praktisch die gesamte geringe,
in den Aromaten verbliebene Lösungsmittelmenge zurück. Dieses Wasser mit dem
Lösungsmittel läuft über Leitung 47, verbindet sich mit der auf Leitung 37
treffenden Leitung X) und betritt das Wasserreservoir SI. Ein hochgradig
reines Aromatenprodukt läuft durch Leitung 26 ab.
Die Entfernung bestimmter Verunreinigungen einschließlich getriefter Aliphaten»
die sich im System' akkumulieren und dieses in schädlicher Weise beeinflussen
können, erfolgt durch Abziehen einer geringen Menge des durchfließenden Walsers
Dazu *lrd Wasser periodisch oder kontinuierlich aus irgendeiner der l>ekant leitvorrichtungen
abgezogen und verwarfen. Ein walches Abziehen keim durch Leitung
48 erfolgen. Wie festgestellt wurde, geht dadurch nur ein geringer Anteil des
3O9824/12Ö1
. . . . - 17 - 22G0619
Lösungsmittels verloren, das jedoch gegebenenfalls zurückgewonnen werden kann.
Der abgezogen Wasserstrom kann etwa 0,25-2,0 Gew.-J/o, vorzugsweise etwa 0,5-1,0
Gew.-p/o, des gesamten Wassers im System betragen.
Das gesamte Wasser im System kann leicht bestimmt werden, da die eingeführte
Wassermenge geregelt werden kann, wobei Wasserverluste durch Leckwerden, Mitführung oder Störungen jedoch berücksichtigt werden müssen»
Das Lösungsmittel kann aus diesem abgezogenen Wasser zurückgeführt werden, .
indem man das Wasser durch Leitung 49 zur Verbindung mit Leitung 53 und zum Eintritt in den Lösungsmittelregenerator 52 führt, wo das Lösungsmittel von
niedrig und hoch" siedenden Verunreinigungen durch Wasserdampfdestillation
unter Vakuum abgetrennt w£rd. Das Lösungsmittel wird gewonnen und über Leitung
54 zum Extraktor 3 (Verbindung nicht gezeigt) zurückgeführt, wobei Wasser und Verunreinigungen verworfen werden.
Wie ersichtlich, wird der durch Leitung 14 abgezogene Seitenstrom zuerst zum
Waschen der Wasserphase aus der Rückflußdekantiervorrichtung 29 (d.h. eines
Stromes) und dann der Wässer*pHäsen~äüs" der" Ffäf t'inatdekähtiervorf ichtüng 7 /
(wahlweise} "und dem RaTfinätextraktor 8 verwendet. Dieses Verfahren kann variiert
werden, so daß ein anderer Seitenstrom aus einer unterschiedlichen Quelle für jede Wäsche verwendet wird; oder man kann, wie erwähnt, einen einzigen-Seitenstrom
zum Waschen einer Wasserphase verwendet, wo Strom 31 nicht aufgespalten wird, sondern zuerst zur Raffinatwäsche verwendet wird.
Wie erwähnt, nimmt der Seitenstrom etwas Aliphaten aus dem Exizaktor 39 auf,
bevor er zum Exiraktor 13 läuft. Es wird bemerkt, daß die Reinheit dieses, eine
geringe Aliphatenmenge enthaltenden Seitenstromes nur um etwa 1 % verringert,.,
wird; der Seitenstrom hat noch immer eine Reinheit von mindestens etwa 95
309824/1 20 1
Gew.-^d, vorzugsweise etwa 9B Gew.-^1 so daß der Definition des Seitenstromes
bezüglich seiner Reinheit entsprochen wird.
Das Aromatenprodukt läuft durch Leitung 26 zur Benzoldestillationskolonne
(oder Abstrippvorrichtung) 62, wo es etwa am mittleren Boden eintritt. Die
Temperatur am Kopf der Abstrippvorrichtung 62 ist etwa der Siedepunkt . von
Benzol, während die Temperatur am Boden zwischen etwa 80-1400C. liegt. Der
Druck am Kolonnenkopf ist entscheidend. Er ist unteratmosphärisch,nämlich
etwa 0,G7-0,84 ata und wird vorzugsweise zwischen etwa 0,21-0,49#ata gehalten.
Der Druck am Kolonnenboden kann 1,4 ata erreichen, wird jedoch gewöhnlich
zwischen etwa 0,7-1,05 ata gehalten.
Der Benzoldampf von hoher Reinheit wird über Kopf durch Leitung 63 abgezogen,
♦ ''.■■■'■
und ein Teil wird durch Leitung 64 als Rückfluß zur Abstrippvorrichtung 62
zurückgeführt. Das Verhältnis der als Rückfluß zurückgeführten Produktmenge
zu der aus der Kolonne gewonnenen Produktmenge ist als RückfluBverhältnis
der Destillationskolonne bekannt. Der RückfluBverhältnis in Abstrippvorrichtung 62 betrug etwa 1:1 bis etwa 15:1. Der Rest des Benzoldampfes läuft durch
Leitung 63, wird kondensiert und zur Lagerung geführt.
Der Rest der Aromaten läuft als Bodenmaterial durch Leitung 74, wü ein Teil
zu den Boilern (Wärmeaustauschern) 67, 66 und 65 umgeleitet wird; dort werden
sie in Dampf umgewandelt und zu einem Punkt unterhalb des untersten Bodens von Abstrippvorrichtung 62 zurückgeführt, um die notwendige Wärme zu lagern.
Etwa die Hälfte der Wärme wird durch das heiße Raffinat und/oder heißen Extrakt,
die durch die Wärmeaustauscher 66 bzw. 67 laufen, geliefert; die restliche Wärme wird durch einen Strom geliefert, der die Heizseite des Wärmeaustauschers
65 passiqrt.
3 0 9 8 2 4/1201
Die den Benzol- und Taluolabstrippvorrichtungen durch lias Raffinat gelieferte
Wärmemenge variiert mit dem Aromatengehalt der Beschickung, der auch dafür
entscheidend ist, ob das Raffinat wirksam zum Vorerhitzen der Beschickung verwendet
werden kann, oder ob man zu diesem Zweck auf das Überkopfdestillat
zurückgreifen muß. Wo die Beschickung weniger als etwa 50 Gew.-J/. Aromaten
enthält, ist — allgemein gesprochen — zu erwarten, daß das Raffinat mehr" als
ein Viertel der für die Benzol- und Toluolabstrippvonichtungen geforderten
Wärme und die gesamte, zum Vorerhitzen der Beschickung notwendige Wärme liefert.
Wo die Beschickung etwa 50-75 Gew.-% Aromaten enthält, .liefert das
Raffinat ausreichend Wärme zum Vorerhitzen der Beschickung, und wo die Beschickung
mehr als 75 Gew.-^O Aromaten enthält, muß man das Überkopfdestillat
zum Vorerhitzen der Beschickung verwenden. In allen Fällen reicht jedoch die '
Wärme aus dem Extrakt aus, um etwa die Hälfte der für die Benzol— und Toluol—
abstrippvorrichtungen geforderten Wärme zu liefern. Wo das Raffinat nur sehr
wenig oder nichts zur geforderten Wärme beitragen kann, kann das Raffinat
direkt zum Waschteil des oben beschriebenen Verfahrens umgeleitet werden. Wo ausreichend Wärme verfügbar ist, kann das Raffinat dagegen zu den Boilern
der Benzol— bzw. Toluolabstrippvorrichtungen oder umgekehrt geleitet werden,
was von der' in den Abstrippvorrichtungen geforderten. Wärme abhängt, die
ihrerseits von der Zusammensetzung der Beschickung abhängt.
Das restliche Bodenmaterial oder Äromatenprodukt aus Abstrippvorrichtung 62
läuft durch Leitung 74 etwa zur Mitte der Abstrippvorrichtung 68. Verfahren
und; Bedingungen,; insbesondere der Druck am Kolonnenkopf, der entscheidend ist,
in der Abstrippvorrichtung 6β sind; dieselben wie itt der Vorrichtung 62 mit
Ausnahme der Temperatur, die aufgrund: des Siedepunktes von, toluol höher ist.
Daher liegt die Temperatur am Kopf der Abstrippvorrichtung am Siedepunkt von
ν Toluol, während die Bodentenperatur zwiscnsn etwa 1Q0-160 C beträgt. Der
309824/12*0 1 ·
hochgradig reine Toluoldampf wird über Köpft durch Leitung 69 «abgezogen»
und ein Teil wird eis Rückfluß durch Leitung 7ü «urCickgefÖirt. Da* ftückflufrverha'ltnis
liegt zwischen etwa 1:1 bis etwa 10:1. De» restlich© Toluol wird
Kondensiert und zur Lagerung geführt. Das Boetenraaterial oder restliche Aronetertprodukt
läuft durch Leitung 75, wo ein Teil umgeleitet, «irct und: durch die
Boiler (WErrneaustauscher) 73, 72 und 71 passiert» Wiederum wird etwa die
Hälfte der geforderten Warnte durch Raffinat und/oder Extrakt und der Rest durch
einen durch die Heizseite des Wärme a utau schers 71 laufenden Start» -zugeführt*
Des übrige Aroma teilprodukt wird zur Lagerung geführt»
1P 1P .: ■ / 1 J 0 f
Claims (3)
1.- Kontinuierliches Lösungsmittelextraktions/Wasserdampfdestillations-Verfahren
zur Gewinnung aromatischer Kohlenwasserstoffe einschließlich Benzol und Toluol mit Siedepunkten im Bereich zwischen etwa 80-175 C. aus einer
aliphatisch^ Kohlenwasserstoffe und diese aromatischen Kohlenwasserstoffe enthaltenden
Beschickung, dadurch gekennzeichnet, daß man:
(a) die Beschickung in einer Extraktionszone einer Tempaatur zwischen etwa
75-200 C. mit einer Mischung aus Wasser und einem Lösungsmittel, das eine mit
Wasser mischbare organische Flüssigkeit mit einem Siedepunkt von mindestens etwa 200 C. und einer Zersetzungstemperatur von mindestens etwa 225 C. ist,
sowie mit Rückflußkohlenwasserstoffen zur Schaffung eines aus aromatischen
Kohlenwasserstoffe, aliphatischen Rückflußkohlenwasserstoffen, Lösungsmittel
und Wasser bestehenden Extraktes sowie eines im wesentlichen aliphatische Kohlenwasserstoffe umfassenden Raffinates in Berührung bringt;
(b) den Extrakt mit Wasserdampf in einer Aromaten-Destillationszone einer
Temperatur zwischen etwa 80-200 C. in Berührung bringt, wodurch man ein aus
einer Rückflußkohlenwasserstoffphase und einer Wasserphase bestehendes Überkopfdestillat/
ein aus einer aromatischen Kohlenwasserstoffphase und einer Wasserphase bestehendes Seitenstromdestillat und ein aus einer Mischung aus
Lösungsmittel und Wasser bestehendes Bondematerial erhält;
(c) die Wasserphase des Überkopfdestillates in einen ersten und einen zweiten
Strom teilt;
(d) das Raffinat mit dem ersten Strom zur Schaffung einer aliphatischen Kohlenwasserstoff phase und einer Wasserphase in Berührung bringt;
309824/120 1
-ν22 - 226Q619
(e) den zweiten Strom mit einem mindestens 95 °/a aromatische Kohlenwasserstoffe
enthaltenden aromatischen Kohlenwasserstoffstrom, dessen Menge etwa 0,1-5
Gew.-^t der gesamten aromatischen Kohlenwasserstoffe in der Beschickung beträgt,
zur Bildung einer aromatischen Kohlenwasserstoffphase und einer Wasserphase in Berührung bringt;
(f) die aromatische Kohlenwasserstoffphase des Nebenstromdestillates mit der
Wasserphase aus (e) zur Bildung einer aromatischen Kohlenwasserstoffphase und
einer Wasserphase in Berührung bringt;
(g) die Wasserphase aus Stufe (d) mit einem mindestens 95 % aromatische Kohlenwasserstoffe
enthaltenden aromatischen Kohlenwasserstoffstrom, dessen
Menge etwa 0,1-5 Gew.-p/i der gesamten aromatischen Kohlenwasserstoffe in der
Beschickung beträgt, zur Bildung einer aromatischen Kohlenwasserstoffphase und einer Wasserphase in Berührung bringt;
(h) die Wasserphasen aus Stufen (f) und (g) zur Aromaten-Oestillationszone
zurückführt;
(i) Die Rückflußkohlenwasserstoffphase des Überkopfdestillates und das Boden-'
material aus Stufe (b) zur Extraktionszone zurückführt, wodurch man die Rück—
flußkohlenwasserstoffe bzw. die Mischung aus Wasser und Lösungsmittel für Stufe (a) erhält;
(j) die aliphatische Kohlenwasserstoffphase aus Stufe (d) gewinnt;
(k) die in Stufe (f) gebildete aomatische Kohlenwasserstoffphase in eine
Benzoldestillationszone einführt, in welcher die Temperatur mindestens so hoch wie der Siedepunkt von Benzol ist und der Druck am Kopf der Zone etwa
0,07-0,64 ata beträgt, und das Benzol über Kopf daraus gewinnt;
(l) die restlichen aromatischen Kohlenwasserstoffe aus Stufe (k) in eine
v Toluoldestillationszone einführt, in welcher die Temperatur mindestens so hoch
309824/1201
wie der Siedepunkt von Toluol ist und der Druck am Kopf der- Zone etwa
0,07-0,84 ata beträgt, und das Toluol über Kopf daraus, gewinnt und
(m] die restlichen aromatischen Kohlenwasserstoffe aus Stufe (l) gewinnt,
wobei . '
(1) die Beschickung; vor Stufe (a) durch Wärmeaustausch mit dem Überkopfestiiiat
und/oder dem Raffinat auf eine Temperatur zwischen etwa 5Q~15Q C. erhitzt
wird; ' - ,
(2) die in Stufen (f) und (g) gebildeten Wasserphasen vor Stufe [h] durch
Wärmeaustausch mit dem Seitenstroradestillat mindestens teilweise in V/asser—
dampf umgewandelt werden;; und
(3] vor Stufe (b) Teile des Bodenmaterials aus der Benzol- und Ttflunldestilla—
tionszone durch Wärmeaustausch mit dem Extrakt und/oder Raffinat erhitzt und
in ihre entsprechenden Zonen zurückgeführt werden,, um etwa die Hälfte der für
diese Zone erforderlichen Wärme zu liefern.
2,— Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aliphatischen
Rückflußkohlenwasserstaffe 5-7 Kohlenstoff atome enthalten*
3.- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g.eksnnzeichnetT daß der Druck in der
Extraktionszane zwischen etwa 5,25—14 atü und der Druck in der
Destillationszone zwischen etwa lrDS-2tÖ atü. liegit*
4,— Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichinet,, da#
fl} das Verhältnis van Lösungsmittel zu Beschickung ±tt der
zwischen etwa 3-12 Gew.-Teilen Lösungsmittel pro EJeWv-Tedt Besehiekung
die Wasserraenge in der Extraktionszemf etwa t-ß Bew;**^^ bezögen· auf das.
Gewicht des Lösungsmittels im dieser Zone*
(3) das Verhältnis von Rückfluß zu Beschickung in der Extraktionszone zwischen
etwa 0,5-1,5 Gew.-Teilen Rückfluß pro Gew.-Teil Beschickung beträgt; und
(4) das Verhältnis von Wasser zu aromatischen Kohlenwasserstoffen in der Uestillationszone
zwischen etwa 0,1-0,5 Gew.-Teilen Wasser pro Gew.-Teil der aromatischen
Kohlenwasserstoffe in dieser Zone beträgt.
5,- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel
ein Polyalkylenglykol, vorzugsweise Tetraäthylenglykol, verwendet win'.
6,— Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man in weiteren
Stufen:
(n) nach Stufe (a) und vor Stufe (d) das Raffinat in eine aliphatische Kohlenwasserstoffphase
und eine LösungsrnittelphasB trennt; und
(o) die Lösungsmittelphase aus Stufe (n) zur Extraktionszone zurückführt.
7.- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer
weiteren Stufe
(p) die in Stufen (e) und (g) gebildete aromatische Kohlenwasserstoffphase
zur Extraktionszone zurückführt.
B,— Kontinuierliches Lösungsmittelextraktions/Wasserdampf destinations—Ver~
fahren zur Gewinnung aromatischer Kohlenwasserstoffe einschließlich Benzol und Toluol mit Siedepunkten zwischen etwa BO-175 C. aus einer aliphatische
Kohlenwasserstoffe und diese aromatischen Kohlenwasserstoffe enthaltenden Besctiickung,
dadurch gekennzeichnet, daß man
(a) die Beschickung in niner Extraktionszone einer Temperatur zwischen etwa
75-200 C. mit einer Mischung von Wasser in einem Lösungsmittel, das eine mit
Wasseijfnischbare organische flüssigkeit mit einem Siedepunkt von mindestens ttn
etwa 200 C. und einer Zir^et/ungstemperatur von mindestens etwa 225OC. ist,
und mit Rückfluökohlenwusserstoffen in Berührung bringt, wodurch man nj.nen
3098^4/1201
aus aromatischen Kohlenwasserstoffen, aliphatischen nückflußkohlenwasserstoffen,
Lösungsmittel und Wasser bestehenden Extrakt und ein im wesentlichen aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen bestehendes Raffinat erhält;
(b) den Extrakt mit Wasserdampf in einer Aromaten-Destillationszone einer
Temperatur zwischen etwa 80-200 C. in Berührung bringt, wodurch man ein
aus einer RückflußkohlenwasserstDffphase und einer Wasserphase bestehendes
Überfkopdestillat, ein eine aromatische Kohlenwasserstoffphase und eine
Wasserphase umfassendes Seitenstromdestillat und ein Bodenmaterial erhält,
das aus einer Mischung aus Lösungsmittel und Wasser besteht;
(c) das Raffinat rrfit der Wasserphase des Überkopfdestillates zur Schaffung
einer aliphatischen Kohlenwasserstoffphase und einer Wasserphase in Berührung
bringt;
(d) die Wasserphase aus Stufe (c) mit einem, mindestens 95 °/a aromatische Kohlenwasserstoffe
enthaltenden aromatischen Kohlenwasserstoffstrom, dessen Menge
etwa 0,1-5 Gew.-p/o der gesamten aromatischen Kohlenwasserstoffe in der Beschikkung
beträgt, zur Bildung einer aromatischen Kohlenwasserstoffphase und einer Wasserphase in Berührung bringt;
(e) die aromatische Kohlenwasserstoffphase des Seitenstromdestillates mit der
Wasserphase aus (d) zur Bildung einer aromatischen Kohlenwasserstoffphase und
einer Wasserphase in Berührung bringt;
(f) die 'Wasserphase aus Stufe (e) zur Aromaten-Destillationszone zurückführt;
(g) die Rückflußkohlenwasserstoffphase des Überkopfdestillates und das Boden—
zur Extraktionszone
material aus Stufe (b)/zurückführt, um die Rückflußkohlenwasserstoffe bzw. die
Mischung aus Wasser und Lösungsmittel für Stufn (a) zu liefern;
3098?Λ/ 1201
BAD ORfGINAL
(h) die aliphatische Kohlenwasserstoffphase aus Stufe (c) gewinnt;
(i) die in Stufe (c) gebildete aromatische Kohlenwasserstoffphase in eine
Benzoldestillationszone einführt, in welcher die Temperatur mindestens so hoch
wie der Siedepunkt won Benzol ist und der Druck am Kopf der Zone unter atmosphärischem
Druck liegt, und das Benzol über Kopf daraus gewinnt;
(j) die restlichen aromatischen Kohlenwasserstoffe aus Stufe (i) in eine
Toluoldestillationszone einführt, in welcher die Temperatur mindestens so hoch
wie der Siedepunkt von Toluol ist und der Druck am Kopf der Zone unter atmosphärischem
Druck liegt, und das Toluol über Kopf daraus gewinnt; und
(k) die restlichen aromatischen Kohlenwasserstoffe aus Stufe (j) gewinnt;
wobei
(1) die Beschickung vor Stufe (a) durch Wärmeaustausch mit dem ÜberkopfdastlHat
und/oder Raffinat auf eine Temperatur zwischen etwa 50—150 C. erhitzt wird;
(2) vor Stufe (f) mindestens ein Teil der in Stufe (e) gebildeten Wasserphase
durch Wärmeaustausch mit dem Seitenstromdestillat in Wasserdampf umgewandelt
wird; und
(3) vor Stufe (b) Teile des Bodenmaterials aus der Benzol- und Toluoldestillationszone
durch* Wärmeaustausch mit dem Extrakt und/oder Raffinat erhitzt und
in ihre entsprechenden Zonenzurückgeführt werden, um etwa die Hälfte der für
diese Zone erforderlichen Wärme zu liefern.
9.— Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die aromatischen
Hückflußkohlenwasserstoffe 5-7 Kohlenstoffatome enthalten.
10.- Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der
Extraktionzone zwischen etwa 5,25-14 atü und der Druck in der Aromaten-Oestillntionszrine
zwischen etwa 1,05-2,8 atü liogt.
3 0 9 8 7 UI 1 2 0 1
BAD ORIGINAL
11.— Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
(1) das Verhältnis von Lösungsmittel zu Beschickung in der Extraktionszone
zwischen etwa 3-12 Gew.—Teilen Lösungsmittel pro Gew.-Teil Beschickung liegt;
(2) die Wassermenge in der Extraktionszone etwa 1-8 Gew.-^0, bezogen auf das
Gewicht des Lösungsmittels in dieser Zone, beträgt}
(3} das Verhältnis von Rückfluß zu Beschickung in der Extraktionszone
zwischen etwa 0,5-1,5 Gew.—Teilen Rückfluß pro Gew.-Teil Beschickung beträgt;
und
[4) das Verhältnis von Wasser zu aromatischen Kohlenwasserstoffen in der
Destillationszone zwischen etwa 0,1-0,5 Gew.-Teilen Wasser pro Gew.—Teil aromatischer
Kohlenwasserstoffe in dieser Zone beträgt,
12,— Verfahren nach Ansoruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel
ein Polyalkylenglykol, vorzugsweise EtTetraäthylenglykol, verwendet wird.
13.— Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man in weiteren
Stufen
(l) nach Stufe (a) und vor Stufe (c) das Raffinat in eine aliphatische Kohlenwasserstoff
phase und eine Lösungsmittelphase trennt; und (m) die Lösungsmittelphase aus Stufe (l) zur Extraktionszone zurückführt. ■:
14.— verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man in ·
einer weiteren Stufe
(n] die in Stufe (d) gebildete aromatische Kohlenwasserstoffphase zur Extraktionszone
zurückführt. - - "· " - . .
15.- Verfahren nach Anspruch 1 bäs 14, dadurch gekennzeichnet, daß der aromatische Kohlenwssserstoffstrom etwa 9B Gew.->/o aromatische Kohlenwasserstoffe
enthält." ■
•30 9 8 247 120 1 '
- 2ß - 2260G19
1fj,- Vt-rfuhren nach Anspruch 15, dadurch gekRnnzeichnet, daß der aromatische
Kohlenwasserstoffstrom utvra 99 Gdw.-JJd aromatische Kohlenwasserstoffe
enthält.
17.— Verfahren nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck
am Kopf von Benzol— und Toluoldestillatianszone etwa 0,07—U,84 ata betragt.
1B„- Verfahren nach Anspruch 5 bib 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck
am Kopf von Benzol- und Toluoldestillationszone etwa 0,21-0,45 ata beträgt.
Der Patentanwalt:
ν /
3 P 9 S .· '· / 1 /' 0 1
BAD ORIGINAL
L a ti r 5 ei t e
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