DE10022466A1 - Verfahren zur Entfernung von organischen Störkomponenten aus einem Alpha-Olefin-Rohprodukt - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von organischen Störkomponenten aus einem in einer Anlage mit Fischer-Tropsch-Synthese gewonnenen Alpha-Olefin-Rohprodukt durch Extraktivdestillation mit einem N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP)enthaltenden Waschmittel, wobei das NMP mit den organischen Störkomponenten beladen, dann regeneriert und anschließend wieder bei der Extraktivdestillation verwendet wird. DOLLAR A Erfindungsgemäß enthält das Alpha-Olefin-Rohprodukt neben den organischen Störkomponenten Wasser, gegebenenfalls bis zur Sättigung, und das Waschmittel wird beim Regenerieren bis auf maximal 1000 Gewichts-ppm von Wasser befreit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von organischen Störkomponenten aus einem in einer Anlage mit Fischer-Tropsch-Synthese gewonnenen Alpha-Olefin- Rohprodukt durch Extraktivdestillation mit einem N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) enthaltenden Waschmittel, wobei das NMP mit den Oxygenaten beladen, dann regeneriert und anschließend wieder bei der Extraktivdestillation verwendet wird.

Bei der Kohlenverflüssigung nach dem Fischer-Tropsch-Verfahren entsteht eine große Zahl von sehr unterschiedlichen Kohlenwasserstoffverbindungen. Um den größten wirtschaftlichen Nutzen aus dem Syntheseprozeß ziehen zu können, ist es notwendig, die besonders wertvollen Verbindungen aus dem reichhaltigen Gemisch abzutrennen und in der erforderlichen Reinheit darzustellen.

In den letzten Jahren wurde ein Verfahren entwickelt, das die Gewinnung von höheren Alkenen mit einer Doppelbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kohlenstoffatom, sogenannten Alpha-Olefinen, insbesondere von Penten und Hexen, aus derartigen Rohstoffen ermöglicht. Das Verfahren ist aus einem Vortrag auf der ACHEMA-Tagung 1994 aus der Reihe "Neue Prozesse in der chemischen Technik" (C.L. Render, Z. Denga "SASOL alpha olefins") bekannt.

Da in unmittelbare Nähe der Siedetemperatur der gewünschten Alpha-Olefine eine große Anzahl anderer Verbindungen unterschiedlichen Typs sieden, von denen einige sogar azeotrope Gemische mit den gewünschten Alpha-Olefinen bilden, ist zwar die destillative Abtrennung störender Verunreinigungen ein wichtiger Verfahrensschritt; es ist jedoch unter vertretbarem Aufwand nicht möglich, die gewünschte Reinheit des Alpha-Olefin-Produktes alleine durch Destillation zu erreichen. Deshalb werden bei diesem bekannten Verfahren in einem weiteren Verfahrensschritt Komponenten abgetrennt, die sich in ihrer Polarität von dem zu gewinnenden Alpha-Olefin unterscheiden. Es handelt sich hierbei hauptsächlich um Paraffine, Oxygenate, zyklische Olefine und Diene. Sie werden durch Extraktivdestillation vom Alpha-Olefin abgetrennt. Obwohl in der veröffentlichten Kurzfassung zum Vortrag nicht erwähnt, wird bei der Extraktivdestillation ein NMP/Wasser-Gemisch mit einem Wasseranteil von mehreren Gewichts-% als Waschmittel verwendet. Dieses Gemisch hat deshalb einen niedrigeren Siedepunkt als reines NMP und ermöglicht die Verwendung niedriger Temperaturen beim Regenerieren. Da Wasser eine sehr polare Flüssigkeit ist, versprach man sich durch den Wasserzusatz eine erhöhte Selektivität bei der Trennung. Nachteilig ist, daß nur ein wassergesättigtes Olefinprodukt gewonnen wird, das zur Trocknung eine Destillationskolonne und eine entsprechende Trennarbeit erfordert. Außerdem neigt wasserhaltiges NMP - anders als trockenes - sehr stark zum Schäumen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren vorzuschlagen, das diese Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen. Kennzeichnend an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, daß das Alpha-Olefin- Rohprodukt neben den organischen Störkomponenten Wasser, gegebenenfalls bis zur Sättigung, enthält und das Waschmittel beim Regenerieren bis auf maximal 1000 Gewichts-ppm, vorzugsweise bis auf maximal 100 ppm, besonders bevorzugt bis auf maximal 100 ppm von Wasser befreit wird.

Eine Auswertung von neueren Gleichgewichtsmessungen hat nämlich überraschend gezeigt, daß der Wassergehalt nur einen geringfügigen Einfluß auf die Selektivität von MMP hat, so daß es sich nicht lohnt, die mit einem höheren Wassergehalt verbundenen Nachteile in Kauf zu nehmen. Eine Absenkung der zur Regenerierung benötigten Temperatur kann - falls überhaupt erforderlich - durch eine Reduzierung des Regenerierdruckes erreicht werden. Obwohl das im erfindungsgemäßen Verfahren der Extraktivdestillation zugeführte Roh-Olefin-Produkt mit Wasser gesättigt sein kann, wird wegen der hygroskopischen Eigenschaft des nahezu trockenen NMP ein Olefin- Produkt gewonnen, das nur wenige Gewichts-ppm Wasser enthält und in den meisten Fällen nicht getrocknet zu werden braucht. Dies steht im Gegensatz zum Verfahren nach dem Stand der Technik, bei dem der Einsatzstrom der Extraktivdestillation durch vorgeschaltete, konventionelle Destillationsstufen unter anderem auch getrocknet wird, aber das Produkt bei der Extraktivdestillation mit dem NMP/Wasser-Gemisch wieder befeuchtet wird, was apparativ und energetisch betrachtet nachteilig ist.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Siedetemperatur des beladenen Waschmittels fast nur noch vom Kohlenwasserstoffgehalt und nicht zu einem großen Teil vom Wassergehalt bestimmt wird. Diese Temperatur kann deshalb zur Regelung einer Anlage mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, was die Regelung vereinfacht. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält das Alpha-Olefin-Rohprodukt überwiegend 1-Hexen oder 1-Penten.

Die Erfindung wird anhand einer Ausführungsform mit einer Figur näher erläutert. Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Extaktivdestillation.

Die Figur zeigt schematisch die gemäß Erfindung wesentlichen Schritte des Verfahrens an einem Beispiel zur Entfernung von zyklischen Olefinen und Dienen aus einem 1- Hexen-Rohprodukt. Dieses Rohprodukt 1 stammt aus einer Anlage mit Fischer- Tropsch-Synthese, enthält Störkomponenten, die sich in ihrer Polarität vom 1-Hexen unterscheiden, ist mit Wasser gesättigt und wird einer Extraktivdestillation unterzogen. Bei den störenden Komponenten handelt es sich im wesentlichen um zyklische Olefine und Diene und evtl. zusätzliche Kohlenwasserstoffverbindungen. Das 1-Hexen- Rohprodukt 1 wird einem mit Dampf indirekt beheizten Absorber 2 in einem unteren Abschnitt 3 zugeführt. Außerdem wird ein Lösemittelstrom 4 mit NMP und einem Wassergehalt von 1 Gewichts-ppm aufgegeben, in dem die störenden Komponenten angereichert werden. Aus dem unteren Abschnitt 3 des Absorbers 2 aufsteigender Dampf wird in einem oberen Rückwaschabschnitt 5 von Lösemittelspuren befreit. Hierzu wird nahezu reines 1-Hexen am Kopf des Absorbers 2 gasförmig abgezogen und verflüssigt. Von dieser Flüssigkeit 6 wird ein Teilstrom 7 im oberen Abschnitt 5 des Absorbers als Rücklauf verwendet und ein weiterer Teilstrom 8 als 1-Hexen-Produkt mit unter 2 Gewichts-ppm Feuchtigkeitsgehalt gewonnen und einer Verwendung zugeführt. Aus dem Sumpf des Absorbers 2 wird ein mit den störenden Komponenten und Wasser beladener Waschmittelstrom abgezogen und vorgewärmt 10 einer mit Dampf indirekt beheizten Regenerierkolonne 11 zugeführt. Aus dem Sumpf der Regenerierkolonne 11 wird regeneriertes Waschmittel 12 mit einem Wassergehalt von 1 Gewichts-ppm abgezogen, im Gegenstrom zum sich dabei anwärmenden, beladenen Waschmittelstrom 9 abgekühlt und dem Absorber 2 als der Waschmittelstrom 4 zugeführt. Am Kopf der Regenerierkolonne 11 wird ein Gasstrom 13 entnommen, kondensiert und durch Dekantieren 14 in eine wässrige Flüssigkeit 15 und eine die Störkomponenten enthaltende Flüssigkeit 16 getrennt. Von der Flüssigkeit 16 wird ein Teilstrom 17 in einem oberen Abschnitt 18 der Regenerierkolonne 11 als Rücklaufflüssigkeit verwendet und ein anderer Teil 19 der Flüssigkeit 16 als Nebenproduktstrom gewonnen und einer Verwendung zugeführt.

Claims (3)

1. Verfahren zur Entfernung von organischen Störkomponenten aus einem in einer Anlage mit Fischer-Tropsch-Synthese gewonnenen Alpha-Olefin-Rohprodukt durch Extraktivdestillation mit einem N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) enthaltenden Waschmittel, wobei das NMP mit den organischen Störkomponenten beladen, dann regeneriert und anschließend wieder bei der Extraktivdestillation verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Alpha-Olefin-Rohprodukt neben den organischen Störkomponenten Wasser, gegebenenfalls bis zur Sättigung, enthält und das Waschmittel beim Regenerieren bis auf maximal 1000 Gewichts-ppm, vorzugsweise bis auf maximal 100 ppm, besonders bevorzugt bis auf maximal 10 ppm von Wasser befreit wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alpha-Olefin- Rohprodukt überwiegend 1-Hexen enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alpha-Olefin- Rohprodukt überwiegend 1-Penten enthält.