DD222002A1 - Verfahren zur gewinnung von aromatischen kohlenwasserstoffen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von aromatischen Kohlenwasserstoffen aus Kohlenwasserstoffgemischen durch Flüssig-flüssig-Extraktion. Durch einen Extraktor für die Auftrennung von B, T-Fraktionen parallelgeschalteten Extraktor, der mit einer C ind 8-aromatenreichen Fraktion beaufschalgt wird, und durch eine effektive Verknüpfung der Stoffströme ist es möglich, reine BTX-Aromaten im System der B, T-Trennung zu gewinnen

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur Gewinnung aromatischer Kohlenwaaseratoffe ; .

C 07 c 7/10

Anwendungsgebiet der Erfindung'

Die Erfindung betrifft ein Verfahren'zur Gewinnung von reinen aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie Benzen, Toluen, Xylen (BTX-Aromaten) aus technischen Kohlenwasserstoffgemischen durch Flüssig-flüssig-Extraktion unter Verwendung selektiver Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemische.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Das Verfahren der Flüssig-flüssig-Extraktion stellt ein bevorzugtes Verfahren der komplexen Isolierung aromatischer Kohlenwasserstoffe aus Benzinkohlenwasserstoff gemischen dar, wie sie beispielsweise bei der Reformierung von straight-run Benzinen»oder bei der Pyrolyse gasförmiger bzw. flüssiger Kohlenwasserstoffe anfallen. Je nach den extraktiven Eigenschaften der eingesetzten polaren Lösungsmittel ist mit steigender C-Zahl der aromatischen Kohlenwasserstoffe ein erhöhter Trennaufwand, gekennzeichnet z. B. durch das Verhältnis von Lösungsmittel : Einsatzprodukt zu verzeichnen. Von Bedeutung ist die Tatsache, daß dieses Verhältnis schon bei geringen Anteilen höherer aromatischer Kohlenwasserstoffe, z. B. Cg-Aromaten in einem benzen-/toluenhaltigen Gemisch zu deutlich höheren

Werten»bezogen auf das gesamte Einsatzprodukt führt, wenn 'man die gleiche Lösungsmittelzusammensetzung (z. B. gleicher Wassergehalt) zugrunde legt. Ältere Verfahrensentwicklungen sahen deshalb aus ökonomischen Gründen getrennte Extraktionslinien zur B, T- und zur Co-Aromatengewinnung vor. Als Beispiel kann das Mofexverfahren auf Basis Monomethylformamid angesehen werden, in welchem in der B, T-Extraktionslinie und in der Co-Aromatenextraktionslinie unterschiedliche Wassergehalte zur Einstellung der erforderlichen Selektivität und damit der Gewährleistung der Reinheiten der aromatischen Kohlenwasserstoffe vorgesehen wurden.

Für das Udex-Verfahren auf Basis von Diäthylenglykol sind Lösungsmittel : Einsatzproduktverhältnisse von /^.11 : 1 für Og-Aromaten und 7 - 8 : T für B, T-Aromaten üblich gewesen. Damit ist zu erklären, weshalb derartige Extraktionsverfahren auf die komplexe Aromatenisolierung in einer einzigen Anlage mit erheblich niedrigerem Investaufwand zwangsläufig verzichteten.

Durch das Auffinden von. Lösungsmitteln, speziell auch Lösungsmittelgemischen mit wesentlich besseren extraktiven Eigenschaften wurden diese Unterschiede geringer und damit die Voraussetzung für die komplexe Isolierung aller im Einsatzprodukt enthaltenen Koh-·. lenwasserstoffe in einer Extraktionslinie geschaffen. Diesen Stand verkörpern gegenwärtig z. B. das Arosolvan-, das SuIfolan- und das AREX-Verfahren. (WP 111 572, WP 79 488)

Im,Zuge einer allgemeinen Energieverknappung wurde aber dennoch zunehmend nach Wegen gesucht, die Flüssig-flüssig-Extraktion zur komplexen BTX-Aromaten-

gewinnung nur dann noch einzusetzen, wenn es die Reinheit der Finalprodukte auch erforderte. Mit der Entwicklung des ARIS-Verfäarens wurde eine Möglichkeit aufgezeigt, nicht extrahierte, konzentrierte Cg-Aromat enschnitte direkt zur o-X- und p-X-Gewinnung einzusetzen. Dadurch ist nicht nur eine Entlastung der Extraktionsanlagen schlechthin, sondern bei der dann noch verbleibenden B, T-Isolierung eine Verbesserung der spezifischen Energieverbrauchskennziffern zu erreichen. Bei der Errichtung neuer Extraktionsanlagen ist ein Trend in dieser Richtung festzustellen.

Füi* eine ganze Reihe von Anwendungsfällen werden aber Cg-Aromatengemische in hoher Reinheit, z. B. in der Parbenindustrie benötigt. Ein Ersatz dieser Cg-Aromat engemische durch Stoffströme aus der o-X/p-X-Gewinnung auf Basis nichtextrahierter Cg-Aromatenschnitte ist in verschiedenen Fällen wegen spezifischer Forderungen u. a. zur Zusammensetzung, und zum Gehalt an ungesättigten Verbindungen nicht möglich.

Aus der Vereinfachung der BTX-Aromatenisolierung resultiert damit aber auch der Nachteil des Fehlens von extrahierten Cg-Aromatengemischen für spezielle Anwendungszwecke. Eine Reduzierung des Cg-Aromatenanteiles im Einsatzprodukt der Extraktionsanlage auf den entsprechenden Bedarf extrahierter Cg-Aromaten stellt keine Lösung des Problems dar, da sich das Lösungsmittel : Einsatzproduktverhältnis und damit auch die energetischen Kennziffern nicht proportional sondern progressiv erhöhen.

Ziel der Erfindung - '

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Extraktion' geringer CQ-Aromatenmengen hoher Qualität in einer Extraktionsanlage für benzen-/toluenhaltige Fraktionen ohne progressiv steigende .Verbrauchskennziffern zu realisieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es besteht somit die Aufgabe in Aromatenextraktionsanlagen, die auf Basis B, T-reicher Fraktionen arbeiten, geringe Mengen einer Cg-aromatenreichen Fraktion so einzusetzen, daß die spezifischen Verbrauchskennziffern für die B, T-Isolierung praktisch erhalten bleiben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Cgeromatenr eiche F-raktion in einem Extrakt or geringeren Durchmessers eingesetzt wird, der im V er «τ band einer B,T-Extraktionsanlage arbeitet. Als selektives Lösungsmittel wird ein Teilstrom des in der Anlage verwendeten Lösungsmittels aufgegeben. Durch geeignete Wahl des Zulaufbodens für das Einsatzprodukt, durch das Lösungsmittel : Einsatzproduktverhältnis und das' Extraktrücklauf : Einsatzproduktverhältnis werden Ausbeute und. Reinheit des erhaltenen Cg-Aromatenextraktes gesteuert.

Der in dem kleineren Extraktor anfallende Extrakt wird dem B, T-Extrakt vor Zugabe in die Extraktrücklaufkdonne zugemischt und durchläuft genau wie dieser die nachfolgenden Stufen Extraktrücklaufkolonne, Lösungsmittelstripper und B, T-Fraktionierung. Die technologischen Parameter dieser Stufen werden nur unwesentlich geändert, die Parameter des B,T-Extraktors bleiben vollständig erhalten. Das anfallende Raffinat wird dem im B,T-Extraktor anfallenden Raffinatstrom

in der Reinigungsstufe zugemischt.

Die Steuerung der Selektivität und der Ausbeute, speziell auch der Cq -Aromaten im kleineren Extraktor vermindert den Anteil der Cq -Aromaten-so, daß in der Toluenkolonne schon geringe Trennstufenzahlen ausreichen, die Cg-Aromaten bei Seitenabzug 5-10 Böden oberhalb des Sumpfes nahezu frei von Cg₊-ArO-maten zu erhalten· Dadurch kann, die samt übliche Cg-Aromatenfraktionierungskolonne entfallen. Durch die parallele Schaltung beider Extraktoren und der gemeinsamen Nutzung des nachfolgenden Anlag en sy st ems ergeben sich Vorteile in der komplexen Isolierung von BTX-Aromaten mit energetischen Verbrauchskennziffern, die praktisch denen der reinen BT-Isolierung entsprechen und in der Absicherung der Bereitstellung extrahierter Cg-Aromaten hoher Reinheit für spezielle Verwendungszwecke bei grundsätzlich direkter Verarbeitung von Cg-aromatenhaltigen Fraktionen zur o-X- und p-X-Gewinnung. ^

Ausführungsbeispiel Beispiel 1, Fig. 1

In einer großtechnischen, nach dem Arosolvanverfahren arbeitenden BTX-Aromatenextraktionsanlage, wird mit folgenden Parametern gearbeitet:

Lösungsmittelzusammensetzung NHP/Glykol 60 ι 40(Ma.# Lösungsmittel t Einsatzprodukt 2,4 + 2,7 : 1(VoI) Extraktrücklauf:Einsatzprodukt 0,5 : 1(VoI)

Aromatengehalt im Einsatzprodukt 45 : 50(Ma.#

Das Einsatzprodukt 1 wird dem Turmextraktor 3 im unteren Drittel zugeführt, während das Kreislauflösungsmittel 2 auf die oberste Stufe des Extraktors aufgegeben wird. Im Extraktor 3 erfolgt die Gegen-

Stromextraktion. Das mit Aromaten und vorzugsweise leichten Nicht aromaten "beladene Sumpfprodukt 4-gelangt in die Extraktrücklaufkolonne 5. Die Kopfproduktdämpfe 6 werden im Kondensator? kondensiert und als Produkt 8 im Behälter 9 gesammelt. Die vom Wasser abgetrennten Kohlenwasserstoffe werden zum Extraktor 3 als Extraktrücklauf 10 zurückgeführt» Das Sumpfprodukt 11 der Exträktrücklaufkolonne 5 gelangt zur Lösungsmittelstripperkolonne 12. Das im Sumpf anfallende Lösungsmittelgemisch 2 schließt den Kreislauf zum Extraktor 3«

Die Kopfproduktdämpfe 13 der LÖsungsmittelstripperkolonne 12 werden zum Kondensator 14 und als kondensiertes Produkt 15 zum Behälter 16 geführt. Anschließend erfolgt im Aromatenwascher 18 die Entfernung von Lösungsmittelspuren aus dem Produktstrom 17 des Behälters 16 durch eine Wäsche mit Wasser, welches über.Leitung 19 zufließt. Das beladene Waschwasser 20 gelangt zum Raffinatwasaherai. Das zufließende Raffinat 22 aus dem Ex- · traktor 3 wird im Gegenstrom mit V/asser von mitgeführtem Lösungsmittel befreit und verläßt über Leitung .23 den Wascher 21, das beladene Waschwasser gelangt zurück zur Extraktrückaufkolonne 5. Die gewaschenen Aromaten 25.verlassen den Wascher und werden in die Benzenkolonne 26 befördert. Über Leitung 27, Kondensator 28 und Leitung 29 wird das Kopfprodukt der Benzenkolonne 26 im Behälter 30 gesammelt und als Ausschleusung über Leitung 31 abgegeben. Die Benzenabnahme erfolgt über Leitung 32, während das Sumpfprodukt 33 in die Toluenkolonne gelangt. .

Das anfallende Kopfprodukt 35 wird über Kondensator 36 und Leitung 37 dem Behälter 38 zugeführt und über

Leitung 39 als Ausschleusung abgegeben« Reines Toluen wird über Leitung 40 entnommen. Das Sumpfprodukt 41 gelangt in die Cg-Aromatenkolonne 42· Da@ Kopfprodukt 43 dieser Kolonne gelangt zum Kondensator 44 und über die Leitung 45 in den Behälter 46, aus dem die Ausschleusung über Leitung 47 erfolgt. Die Cg-Aromaten werden über Leitung 48 und die Cq_, Aromaten über Leitung 49 entnommen.

Beispiel 2

Pur eine Β,Τ-Extraktion in einer großtechnischen, nach dem Arosolvanverfahren arbeitenden Anlage werden folgende Parameter eingestellt:

Lösungsmittelzusammensetzung IJHP/Glykol 55 : 45 (Ma.%)

Lösungsmittel : Einsatzprodukt 2,0 : 1 (VoI)

Extraktrücklauf : Einsatzprodukt 0,5 : 1 (VoI)

Aromaten im Einsatzprodukt 45 : 55 (Ma.%)

Die Schaltung entspricht der in Fig. ,1 erläuterten Schaltung," wobei das System der Cg-Aromatenkolonne entfällt.

Beispiel 3

Pur eine Β,Τ-Pahrweise mit Verarbeitung einer Menge von 9 % einer Cg-aromatenreichen Fraktion werden für «den Hauptstrang die Parameter wie für die vorbeschriebene Β,Τ-Extraktion eingestellt und für den Uebenstrang wie nachfolgend

Lösungsmittel : Einsatzprodukt 2.5 - 2.8 : 1(VoI)

Extraktrücklauf ι Einsatzprodukt 0.5 - 0.6 : 1(VoI)

Aromatengehalt im Einsatzprodukt 70 - 80 (Ma,%)

Die technologische Schaltung nach Pig. 2 zeigt eine Identität des Hauptstranges im Extraktionsteil. Zusätzlich wird eine Co-aroraatenr eiche Fraktion in den parallelgeschalteten Extraktor 52 eingesetzt. Über Leitung 53 erfolgt die Zuführung des Lösungsmittels, über Leitung 54 die Zuführung des Extraktrücklaufes. Das mit Aromaten und leichten Nichtaromaten beladene Lösungsmittel 55 wird in den Sumpfproduktstrom 4 des Extraktors 3 mit eingebunden. Analog bindet der Raffinatstrom 56 in den Raffinatstrom 22 ein.

Im Praktionierungsteil ist die Schaltung nach Fig. identisch mit der nach Pig. 1 beschriebenen. Das Sumpfprodukt der Benzenkolonne 26 wird über Leitung 33 in die Toluenkolonne 34 geleitet. Die anfallenden Kopfproduktdämpfe 35 gelangen über Kondensator 36 und Leitung 37 in den Behälter 38, von wo aus sie als Ausschleusung 39 abgegeben werden. Reines Toluen 40 und reine Cg-Aromaten 50 werden als Seitenströme aus der Toluenkolonne 34 abgezogen. Das Sumpfprodukt verläßt über Leitung 41 die Toluenkolonne 34.

In der Gegenüberstellung der spezifischen Energieverbräuche für die einzelnen, Fahrweisen ergibt sich folgendes Bild.

	BTX-Ex-	BT-Ex-	BT-Extraktion
	traktion	traktion	+ geringe Menge
			Co-aromatenreiche
			Fraktion
Gcal/t Rein-
aromaten	0,95	0,76	0,80
nAffiW/t Rein-
aromaten	66	41.7	46

Damit zeichnet sich die erfindungsgemäße Schaltung durch deutliche energetische Vorteile gegenüber der konventionellen BTX-Extraktion aus, da sich die spezifischen Energieverbrauchskennziffern auf die Gesamtmenge der extrahierten Aromaten beziehen.

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Claims (2)

1. Erfindimg s an spruch

   Verfahren zur Gewinnung von aromatischen Kohlenwasserstoffen aus technischen Kohlenwasserstoffgemischen durch Flüssig-flüssig-Extraktion mit Reihenschaltung von Extfaktor (3)» Extraktrück-; . laufkolonne (5)> Lösungsmittelstripperkolonne (12) und Fraktionierungsteil gekennzeichnet dadurch, daß eine Menge von <£ 9 % einer Cg-aromatenreichen Fraktion (51), bezogen auf die Einsatzmenge des Hauptstranges, über einen kleineren, zum eigentlichen, mit einer BT-Fraktion beaufschlagten Extraktor (3)» parallelgeschalteten Extraktor (52) geführt wird, beide Raffinat ströme (56, 22) und . beide Extraktströme (55, 4) vor ihrer Weiterverarbeitung zusammengeführt werden und die Entnahme der Co-Aromaten (50) 5-10 Böden oberhalb des Sumpfes der Toluenkolonne (34) erfolgt.

   Hierzu
2. 2 Blatt Zeichnungen