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Gewinnung von Butanen, Buten-1 und Buten-2 aus einem diese Kohlenwasserstoffe
enthaltenden C4-Kohlenwasserstoffgemisch Die Erfindung betrifft ein aus tösungsmittelextraktions-
und fraktionierten Destillationsstufen kombinicrtes Verfahren zur Gewinnung von
Butanen, Buten-(1) und Buten-(2) aus C4-Kohlenwasserstoffgemischen unter Verwendung
eines sauerstoffhaltigen organischen Lösungsmittels.
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Aus der USA-Patentschrift 2 582 443 ist es bereits bekannt, ungesättigte
aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen je Molekül von gesättigten
Kohlenwasserstoffen derselben Kohlenstoffatomzahl zu trennen, indem man den stärker
gesättigten Bestandteil des Kohlenwasserstoffgemisches in einem flüssigen Paraffin
auflöst. Als selektives Lösungsmittel wird hierzu etwa Pentan verwendet. Die USA-Patentschrift
2449 610 beschreibt ein Verfahren zur Trennung eines Gemisches aus Butanen und Butenen
durch fraktionierte Destillation des Gemisches in Gegenwart von Aceton bei einer
solchen Temperatur und unter einem solchem Druck, daß das Aceton im wesentlichen
in der flüssigen Phase bleibt. Auch kennt man aus der USA-Patentschrift 2 564 970
ein Flüssig-flüssig-Extraktionsverfahren, durch das man Butan von Buten trennen
kann. Doch gelingt es nach keinem aller dieser bekannten Verfahren, die Butenfraktion
in Buten-(1) und Buten-(2) zu trennen.
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Das Verfahren der Erfindung ist ein Mehrstufenverfahren, das die
Nachteile der bekannten Methoden beseitigt und die Gewinnung hochprozentiger Fraktionen
von Butan, Buten-(1) und Buten-(2) aus diese Kohlenwasserstoffe enthaltenden C4-Kohlenwasserstoffgemischen
gestattet.
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Das Verfahren der Erfindung zur Gewinnung von Butanen, Buten-(1)
und Buten-(2) aus einem diese Kohlenwasserstoffe enthaltenden C4-Kohlenwasserstoffgemisch
durch Abtrennen der Hauptmenge der Butane und selektive Extraktion der Butene mit
einem sauerstoffhaltigen organischen Lösungsmittel, dessen Siedepunkt oberhalb dem
des Kohlenwasserstoffgemisches liegt, besteht darin, daß man das beladene Lösungsmittel
durch extraktive Destillation in eine Buten-(1) und die Butane enthaltende Kopffraktion,
eine Buten-(2)-Fraktion und eine Lösungsmittelfraktion zerlegt, das Buten-(2) von
einer in der Mitte der extraktiven Destillationszone liegenden Stelle abzieht und
die Kopffraktion in einer Fraktionzierzone in üblicher Weise in Buten-(1) und eine
rücklaufende, die Gesamtmenge der im Extrakt enthaltenen Butane umfassende Fraktion
trennt.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens führt man wenigstens
einen Teil des aus Butan und Buten-(1) bestehenden Rücklaufs der Fraktionierzone
in die Extraktionszone ein, und zwar an einer
Stelle zwischen der Einführungsstelle
des C4-Kohlenwasserstoffgemisches und der Abzugsstelle des Extraktes.
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Als C-Kohlenwasserstoffgemische können z. B. bestimmte Fraktionen
aus katalytischen oder thermischen Krackverfahren, Produktgemische aus der Butandehydrierung,
Reaktionsprodukte des Fischer-Tropsch-Verfahrens sowie leichte kondensierbare Fraktionen
der Produkte aus Dehydrier- und Reformierverfahren flüssiger Erdölmassen benutzt
werden. Diese Gemische umfassen jeweils mehrere der folgenden Kohlenwasserstoffe:
n-Butan, Isobutan, Buten-(1), Isobutylen, cis-Buten-(2) und trans-Buten-(2).
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Unter den sauerstoffhaltigen organischen Lösungsmitteln wählt man
für das vorliegende Verfahren solche aus, die einen größeren Anteil an Butenen als
an Butanen lösen. Hierzu gehören Alkohole, wie Methanol, Äthanol und höhere homologe
einwertige Alkohole sowie Glykole, wie Äthylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol
und Amylenglykol, Trimethylencarbinol, Glyzerin, Phenole, wie Phenol selbst, eines
oder mehrere der Kresole und Xylenole, wie o-, m-, p-Methylphenol, 3,5-Dimethylphenol
und 2,6-Dimethylphenol, -Naphthol und fl-Naphthol, Äther, wie Diisopropyläther,
Di-n-butyläther und Diisoamyläther, die Glykoläther, wie Diäthylenglykol, Dipropylenglykol,
Dimethyläther von Äthylenglykol, Triäthylenglykol, Tripropylenglykol, oc,'-Dioxyäthylpropyläther
und Methylphenolat, Nitrile, wie fl, ß'-Oxydipropionitril, Ester, wie Glykoldiacetat,
Ketone, wie Aceton, Methyläthylketon, Diäthylketon, Phenylmethylketon, Diphenylketon,
Diisopropylketon, Aldehyde, wie Acetaldehyd,
Propionaldehyd, Benzaldehyd
und Zimtaldehyd, sowie andere organische Lösungsmittel mit selektiv lösenden Eigenschaften
für olefinische Kohlenwasserstoffe in Gegenwart von Paraffinen. Besonders geeignete
Lösungsmittel sind die niedrigmolekularen Alkohole und Ketone, wie Aceton, Methyläthylketon,
Diäthylketon, Methanol und Äthanol, sowie Glykoläther, wie Diäthylenglykol, Dipropylenglykol,
Mischungen von Diäthylen- und Dipropylenglykol, Triäthylenglykol und andere Polyoxyalkylenglykole,
deren Selektivität durch Zusatz von etwa 2 bis 50 Gewichtsprozent Wasser verbessert
werden kann. So sind wäßrige Methanollösungen mit 2 bis etwa 30 Gewichtsprozent
Wasser, wäßrige Acetonlösungen mit 10 bis etwa 50 Gewichtsprozent Wasser und Äthylenglykol-oder
Diäthylenglykollösungen mit 2 bis 25 Gewichtsprozent Wasser besonders brauchbar.
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- An Hand des Fließbildes, das eine Anlage zur Durchführung des vorliegenden
Trennverfahrens erläutert, wird die Erfindung näher beschrieben. Eine CgKohlenwasserstoffmischung,
bestehend aus n-Butan, Buten-(1), cis-Buten(2) und trans-Buten-(2), wird durch Leitung
1 über Ventil 2 und Pumpe 3 unter einem Druck, bei welchem diese Fraktion in flüssigem
Zustand gehalten wird, beispielsweise bei etwa 10 bis etwa 50 Atmosphären, durch
Leitung 4 in den Wärmeaustauscher 5 geleitet, der die Fraktion je nach der gewünschten
Betriebstemperatur abkühlen oder erwärmen kann. Zum Beispiel wird die verflüssigte
C4-Fraktion auf eine Temperatur innerhalb des Bereiches von etwa 5 bis etwa 65"C
und unter einem Druck von etwa 20 Atmosphären, vorzugsweise auf eine Temperatur
von etwa 30"C erwärmt. Die C4-Beschickung wird dann durch Leitung 6 in die Flüssig-flüssig-Extraktionssäule
7 eingeführt, die im vorliegenden Falle für Gegenstromextraktion eingerichtet ist
Die Beschickung wird vorzugsweise im mittleren Abschnitt der Säule und unterhalb
der Stelle eingeführt, an welcher das Lösuilgs- oder Extraktionsmittel eingebracht
wird. Die Extraktionssäule 7 ist so eingerichtet, daß sie einen größtmöglichen Kontakt
zwischen der C4-Beschickung und dem an der Spitze der Säule durch Leitung 8 einfließenden
flüssigen Lösungsmittel gewährleistet. Das Lösungsmittel stammt aus der extraktiven
Destillationsstufe, auch als Abstreifstufe bezeichnet, in der es zurückgewonnen
wird. Verfahrensbedingungen, die in dieser Flüssig-flüssig-Extraktionsstufe anwendbar
sind, bestehen in einem Volumenverhältnis der zugeführten Lösungsmittel- zur Kohlenwasserstoffmenge
von etwa 0,2: 1 - bis zu etwa 40 : 1, vorzugsweise von mehr als 1 Raumteil Lösungsmittel
je Raumteil der Beschikkungsmischung. Bei der Benutzung einer wäßrigen Methanollösung
mit ungefähr 10 Gewichtsprozent Wassergehalt ist ein Verhältnis von Lösungsmittel
zur Beschickung von 15:1 in Verbindung mit der Arbeitstemperatur von 30"C und einem
Druck von 20 Atmosphären besonders geeignet.
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Die Extraktionssäule 7 kann mit Füllkörpern, wie Quarzschnitzeln,
Berl-Sätteln, keramischen Schnecken oder anderen in der Technik bekannten Füllkörpern,
gefüllt sein oder Siebböden oder Glocken und Tröge enthalten.
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Das Lösungsmittel, das eine größere selektive Lösungsfähigkeit für
C4-Olefine als für entsprechende Paraffinanaloge besitzt, reichert sich mit den
Olefinbestandteilen der Ausgangsmischung an und sammelt sich im unteren Teil der
Säule, da diese Phase das höchste spezifische Gewicht innerhalb der Extraktions-
säule
besitzt. Der entstehende angereicherte Lösungsmittelstrom wird aus der Säule 7 durch
Leitung 9 mit einer durch das Ventil 10 bestimmten Fließgeschwindigkeit abgezogenen
und mit der Pumpe 11 über Leitung 12 in die Destillationssäule 13 befördert. Die
in der 04-Beschickungsmischung vorhandenen.Paraffine, die weniger leicht in dem
Lösungsmittel löslich sind als die C4-Olefine, fließen innerhalb der Extraktionssäule
7 von der Einführungsstelle aufwärts. Sie können als praktisch reines C4-Parafiin
vom Kopf der Kolonne durch Leitung 14 über Ventil 15' entfernt werden.
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Aus der Säule 13 wird, wie nachstehend näher erläutert, ein Rückflußstrom
gewonnen, der aus einer Mischung von C,-Paraffinen und C,-Olefinen besteht und vorzugsweise
einen verhältnismäßig hohen Anteil an olefinischen Bestandteilen gegenüber den Parafifuen
enthält. Dieser Rückflußstrom wird in den unteren Teil der Gegenstromextraktionssäule
7 eingeführt, um paraffinische Kohlenwasserstoffe aus dem angereicherten Lösungsmittelstrom
selektiv zu verdrängen, bevor letzterer aus der Extraktionssäule entfernt wird.
Der olefinreiche Rückfluß kann in die Säule 7 an irgendeiner Stelle unterhalb des
Beschickungseinlaufs eingeführt werden, vorzugsweise wird er aber in die Säule auf
ihrem untersten Niveau eingebracht, um einen möglichst weitgehenden Kontakt zwischen
dem Rückflußstrom und dem angereicherten Strom zu erzielen.
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Gemäß dem Fließbild wird also der Rückflußstrom in die Säule 7 durch
Leitung 15 mit einer Fließgeschwindigkeit eingeführt, die durch Ventil 16 bestimmt
wird.
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Der angereicherte Lösungsmittelstrom, - der die Gegenstromextraktionssäule
7 durch Leitung 9 verläßt, enthält die aus der Beschickung extrahierten C4-Olefine
und C4-Paraffine. Die Abtrennung des gelösten Butylens vom gelösten Butan, die beide
im angereicherten Lösungsmitteltrom vorliegen, erfolgt in der Kolonne 13. Diese
stellt ein bevorzugtes Mittel dar, um sowohl die extraktive Destillationsstufe als
auch die zweite Destillationsstufe des vorliegenden Verfahrens durchzuführen. Die
Säule 13 ist derart gebaut, daß innerhalb der ganzen Kolonne eine wirksame Flüssigkeits-Dampf-Berührung
erfolgt, d. h., in der Extraktivdestillationszone (unterer Teil) der Säule 13 steht
das flüssige Lösungsmittel im Kontakt mit den Dämpfen von Butan, Buten-1 und Buten-2;
; in derFraktionierzone (oberer Teil) der Säule 13 befindet sich der flüssige Rücklauf,
der Butan enthält, im KontaktmitButen-(1)-dampf. Ein Boden 17 unterteilt die Säule
13 in einen Abstreifabschnitt unterhalb dieses Bodens und einen darüberliegenden
Fraktionierabschnitt. Ein Aufkocher 16' im untersten Teil der Säule 13 liefert genügend
Wärme, um die Kohlenwasserstoffe aus der flüssigen Phase zu verdampfen und die Kohlenwasserstoffbestandteile
zu fraktionieren. Der angereicherte Strom aus der Extraktionssäule 7 tritt in den
oberen Teil des Abstreifabschnittes der Säule 13 an einer Stelle dicht unterhalb
des obenliegenden Dampfabzuges oder Stutzens 27' im Boden 17 und wesentlich oberhalb
des Aufkochers 16 ein. Bei der bevorzugten Gestalt der Säule 13 ist der Boden 17
ungefähr auf mittlerer Höhe angeordnet.
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Außerdem hat der Boden 17 vorzugsweise die Form eines waagrechten
Troges, der ein oder mehrere Steigrohre 27' mit offenen Enden besitzt. Diese Rohre
ragen von entsprechenden relativ großen Durchbrechungen in dem Trog in den Kohlenwasserstoffreaktionierabschnitt
im oberen Teil der Säule hinein. Jedes Steigrohr ist entsprechend hoch, so daß sich
ein Flüssigkeitsspiegel auf der Oberseite des waagrechten Bodens 17.
oberhalb
der Ablaufleitung 15 bilden kann. Der Trog 17 ist außerdem mit kleineren Löchern
für den Durchgang von Rückflußflüssigkeit aus der Flüssigkeitsschicht zum Kopfteil
des Abstreifabschnittes versehen. Da das Lösungsmittel einen genügend höheren Siedepunkt
als die Beschickungsmischung hat, so daß es bei der Temperatur, bei welcher der
gelöste Kohlenwasserstoff vom Lösungsmittelstrom abdestilliert wird, keinen merklichen
Dampfdruck besitzt, verdampft praktisch kein Lösungsmittel in den Teil der Säule
oberhalb des Bodens 17. Der Teil der Säule oberhalb des Bodens 17 dient also als
fraktionierte Destillationszone, in welcher kein Lösungsmittel vorhanden ist, und
der Kolonnenabschnitt unterhalb des Bodens 17 dient als extraktive Destillationszone,
in welcher die Kohlenwasserstoffe im Gegenstrom des Lösungsmittels destilliert werden.
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Der aus der Extraktionssäule 7 in die Kolonne unmittelbar unter dem
Boden 17 eintretende angereicherte Lösungsmittelstrom wird auf Temperatur- und Druckbedingungen
gebracht, die eine Verdampfung des darin vorhandenen flüchtigsten Kohlenwasserstoffes
bewirken. Entsprechend den beobachteten relativen Flüchtigkeiten der angegebenen
C4-Kohlenwasserstoffe in Gegenwart eines Lösungsmittels sind 1-Buten und Butan wesentlich
stärker flüchtig als die 2-Butene, wenn man vom angereicherten Lösungsmittel abdestilliert,
so daß die dem Lösungsmittel unterhalb des Bodens 17 entweichenden Dämpfe an Buten-(1)
und Butanen stark angereichert sind, während das Buten-(2) und. das Lösungsmittel
im wesentlichen in der extraktiven Destillationsstufe der Säule 13 zurückgehalten
werden. Obgleich ein großer Teil des Butans bereits in der Extraktionssäule 7 entfernt
wurde, enthält das angereicherte Lösungsmittel doch noch gelöstes Butan bzw. Butane.
Da die Butane den flüchtigsten C4-Kohlenwasserstoff darstellen, wenn man in Gegenwart
des Lösungsmittels destilliert, wird somit das in den oberen Abschnitt der Säule
13 hineindampfende Gemisch relativ reich an Buten-(1) und Butan und relativ arm
an Buten-(2) sein. Buten-(1) ist in Abwesenheit des Lösungsmittels flüchtiger als
n-Butan, so daß sich im oberen Fraktionierabschnitt der Säule 13, der frei von Lösungsmittel
ist, Buten-(1) anreichert. Im Falle der vorstehend beschriebenen bestimmten Beschickungsmischung
wird der weitgehend fraktionierte Dampf, der aus einem Buten-(1)-konzentrat besteht,
als Kopf produkt aus Säule 13 durch Leitung 18 entfernt und im Kühler 19 kondensiert.
Das Kondensat fließt durch Leitung 21 in das Auffanggefäß 20 und wird von dort durch
Leitung 22 über Ventil 23 abgezogen und als eines der Hauptprodukte des Verfahrens
gewonnen.
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Um die gewünschte Fraktionierung im oberen Abschnitt der Säule 13
zu erzielen, wird ein Rückfluß, der aus im Auffanggefäß 20 angesammelten Kondensat
besteht, zum oberen Boden der Säule 13 durch die Leitungen 24 und 27 mit der Pumpe
26 über Ventil 25 in einer Menge zugeführt, die ausreicht, ein Rückflußverhältnis
von etwa 0,5:1 bis etwa 10 :1, vozugsweise von etwa 5:1, einzustellen.
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Wenn man eine Beschickungsmischung verwendet, die wesentliche Mengen
an Isobutan enthält, so kann die Fraktionierung in der zweiten Destillationsstufe
so modifiziert werden, daß Isobutan als niedrigstsiedendes Produkt und eine an Buten-(1)
reiche Fraktion als relativ höhersiedendes Produkt aus dieser zweiten Destillationsstufe
des Verfahrens gewonnen wird.
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Die Buten-(1)-fraktion wird beispielsweise als Nebenabschnitt vom
oberen Abschnitt der Säule 13 durch
eine Nebenschnittabzugsleitung entfernt, die
in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Wenn Isobutan so abgetrennt wird, kann es
als besonderes Produkt des Verfahrens gewonnen oder in das Raffinat eingebracht
werden. Das mit Buten-(1) aus dem angereicherten Lösungsmittel im unteren Ausstreifabschnitt
der Säule 13 abdestillierte n-Butan gelangt mit dem Buten-(1) in den oberen Fraktionierabschnitt
der Säule und sammelt sich als Flüssigkeit im Zurückhaltebecken 17. Wegen der geringeren
Flüchtigkeit des Butans gegenüber Buten-(1) bei Abwesenheit des Lösungsmittels ist
diese Flüssigkeit mit Butan angereichert.
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Der anfallende Rückstand wird durch Leitung 15 und Ventil 16 abgezogen
und kehrt als Rückfluß in Säule 7 zurück, wo etwa in den fraktionierten Bodensätzen
aus der zweiten Destillationsstufe vorhandenene Butene eine selektive Verdrängung
von Butanen aus dem angereicherten Lösungsmittelstrom in das Raffinat in der Extraktionssäule
bewirken, bevor das angereicherte Lösungsmittel aus der Säule 7 ausgetragen wird.
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Mindestens ein Hauptanteil des Butens-(2), das im angereicherten
Lösungsmittelstrom gelöst ist, der durch Leitung 12 in den Kopfteil des Abstreifabschnittes
der Säule 13 unter dem Boden 17 eingeführt wird, bleibt im flüssigen Lösungsmittel
gelöst, zusammen mit etwas Buten-(1), das an seiner Eintrittsstelle in die Säule
13 unvollständig verdampft wird. Wenn das angereicherte Lösungsmittel durch den
Abstreifabschnitt abwärts in den Aufkochabschnittder Säule fließt, wird die Kohlenwasserstofflösung
daraus vollständig verdampft, und die Dämpfe steigen durch die Kolonne im Gegenstrom
zum absinkenden Lösungsmittelstrom auf. Die Berührung der aufsteigenden Dämpfe mit
dem im Abstreifabschnitt der Säule abwärts fließenden Lösungsmittelstrom ergibt
einen extraktiven Destillationskontakt zwischen dem Lösungsmittel und Kohlenwasserstoffdämpfen
mit der Folge der Verdampfung von Buten-(1) in die lösungsmittelfreie Fraktionierzone
oberhalb des Bodens 17 und einer Konzentrierung an Buten-(2) in dem extraktiven
Destillationsabschnitt.
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Buten-(2) umfaßt sowohl die cis- als auch die trans-Isomeren und wird
als flüssiger Strom in hochkonzentrierter Form entfernt, indem man diesen als dampfförmigen
Nebenabschnitt aus der Säule 13 durch Leitung 28 abzieht. Die Dämpfe werden beim
Übertritt aus Leitung 28 in den Kühler 29 gekühlt und kondensiert. Das Produktkondensat,
das aus praktisch reinen Buten-(2)-isomeren besteht, wird darauf durch Leitung 31
zum Auffanggefäß 30 abgezogen, von wo es durch Leitung 32 in durch Ventil 33 geregelten
Mengen abgezogen werden kann.
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Der sich im unteren Teil der Zone 13 ansammelnde Lösungsmittelrückstand,
aus dem die gelösten Kohlenwasserstoffe im Aufkocher 16' entfernt worden sind, wird
durch Leitung 34 über Ventil 35 und mittels Pumpe 36 in Leitung 37 zur Extraktionssäule
als frisches Lösungsmittel zurückgeführt. Im Wärmeaustauscher 38 wird die Temperatur
des Lösungsmittels so eingestellt, daß sie der in der Extraktionszone 7 erwünschten
Temperatur entspricht, bevor das Lösungsmittel durch Leitung 8 in den oberen Abschnitt
der Extraktionssäule befördert wird. Wenn zweckmäßig, kann man dem Lösungsmittel
kontinuierlich Wasser durch einen nicht dargestellten Wassereinlaß in Leitung 8
oder 37 zusetzen. Außerdem wird die Wärmewirtschaftlichkeit des Verfahrens beträchtlich
gesteigert, indem man den reichen Lösungsmittelstrom oder die Extraktphase während
ihres Übertrittes
von der Extraktionssäule 7 zur extraktiven Destillationszone
(unterer Teil der Säule 13) in indirektem Wärmeaustausch mit dem Lösungsmittel im
Wärmeaustauscher 38 bringt.
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Dank dem oben beschriebenen Verfahren mit kombinierter Lösungsmittelextraktion
und zweistufiger fraktionierter Destillation kann ein Produktstrom, der im wesentlichen
aus Butanen besteht, aus der Lösungsmittelextraktionssäule 7 als Raffinat, ein Produktstrom,
der aus konzentriertem Buten-(1) besteht, als Hauptprodukt aus der Fraktionierzone
(oberer Abschnitt der Säule 13) und ein Produktstrom, der aus konzentriertem Buten-(2)
besteht, als Nebenstrom aus der extraktiven Destillationsstufe (Abstreifabschnitt
der Säule 13) in Mengenverhältnissen gewonnen werden, die durch die Einleitungsgeschwindigkeit
der Ausgangsmischung, die Größe der Anlage und das im Verfahren angewandte Verhältnis
von Lösungsmittel zur Ausgangsmischung bestimmt werden. Wenn das vorliegende Verfahren
auf die Zerlegung einer Ausgangsmischung angewandt wird, die Isobutylen außer den
Buten-(1) und Buten-(2)- kohlenwasserstoffen enthält, verhält sich das Isobutylen
praktisch ebenso wie das Buten-(1), so daß die Buten-(1)-fraktion auch Isobutylen
enthält.
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Das Verfahren der Erfindung wird durch das folgende Ausführungsbeispiel
weiter erläutert.
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Eine C4-Kohlenwasserstoffmischung der folgenden Zusammensetzung wurde
in einer Anlage im Versuchsmaßstab der Trennung unterzogen: Mol prozent Isobutan..................
1,8 n-Butan .................. 70,6 Isobutylen .................. 0,6 1-Buten..................
8,8 trans-2-Buten .................. 9,3 cis-2-Buten.................. 7,7 Butadien..................
1,2 Die Anlage bestand aus einer Extraktionssäule mit 90 Böden und einer Extraktivdestillations-
und Fraktioniersäule mit 82 Böden nebst Rohrleitungen, Pumpen, Erhitzern und Kühlern,
wie sie für den Betrieb im wesentlichen entsprechend dem Fließbild erforderlich
sind. Die Extraktionssäule wurde bei 50°C unter 12 Atmosphären Druck mit Gegenstrom
zwischen Kohlenwasserstoffbeschickung, die dicht unterhalb der Mitte der Säule eintritt
und Lösungsmittel, das zu 83,5 Gewichtsprozent aus Methanol und zu 16,5 Gewichtsprozent
aus Wasser bestand und an der Spitze der Säule in einem Verhältnis von 20 Raumteilen
je Raumteil Kohlenwasserstoffbeschickung eintrat, betrieben. Der Extraktivdestillationsabschnitt
der Extraktivdestillations- und Fraktionierungssäule enthielt 50 Böden (35 Böden
oberhalb der Buten-2-Abzugsstelle und 15 Böden unterhalb dieser Stelle), und der
Fraktionierabschnitt der Säule enthielt 32 Böden. Die Extraktivdestillations- und
Fraktionierungssäule wurde unter einem Druck von 5 at betrieben. Abgestreiftes Lösungsmittel
wurde vom Boden des Extraktivdestillationsabschnittes bei 1200C abgezogen und gelangte
in mittelbaren Wärmeaustausch mit dem angereicherten Lösungsmittel, das aus der
Extraktionssäule abgezogen wurde, wodurch der angereicherte Lösungsmittelstrom auf
71"C erwärmt und teilweise verdampft wurde, bevor er an der Spitze des Extraktivdestillationsab-
schnittes
eintrat. Das abgestreifte Lösungsmittel wurde mit Wasser weiter auf die gewünschte
Extraktionstemperatur gekühlt. Das Nebenschnittkonzentrat von 2-Butenen wurde vom
Abstreifer mit 770C abgezogen.
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Ein Buten-Butan-Strom wurde vom Boden des Fraktionierabschnittes der
Extraktivdestillations- und Fraktionierungssäule zum unteren Abschnitt der Extraktionssäule
in einem Verhältnis von 3,6 Raumteilen je Raumteil C4-K ohienwasserstoffzufuhr zurückgeleitet.
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Nachdem unter den obigen Bedingungen reibungsloser Betrieb eingestellt
war, wurden von dem Raffinatstrom, dem Kopfstrom des Fraktionierabschnittes und
dem Nebenstrom des Extraktivdestillationsabschnittes Proben entnommen. Analysen
dieser Ströme zeigten die folgenden Zusammensetzungen in Molprozent:
| Abstreif- Fraktionier- |
| abschnitt- @@@@@@@@ |
| Raffinat abschnitt- |
| kopfprodukt |
| strom |
| n-Butan 95,1 2,6 6,7 |
| Isobutan 1,9 - 5,3 |
| Buten-(1) 1,0 11,4 78,7 |
| trans-Buten-(2) 1,1 43,0 2,7 |
| cis-Buten-(2) ..... 0,8 36,3 1,3 |
| Isobutylen ....... 0,1 0,5 5,3 |
| Butadien 6,2 2 - |
| 100,0 100,a 100,0 |
Das Verfahren führte daher eine Fraktion, die etwa 700/, n-Butan, 90/o Buten-(1)
und 1701o Buten-(2) enthielt, in getrennte Konzentrate über, die über 95D/o n-Butan,
790/, Buten-(1) bzw. 790/0 Buten-(2) enthielten.
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Bei Vergleichsversuchen, bei denen dieselbe Ausgangsmischung in einem
System aufgearbeitet wurde, das nur eine Extraktionssäule und eine extraktive Destillationskolonne,
jedoch keine Fraktionierungssäule im Anschluß an die extraktive Destillationskolonne
aufwies, während bei denselben Temperaturen und Drücken wie im vorstehend beschriebenen
Versuch gearbeitet wurde, zeigte sich, daß eine Extraktionssäule mit 128 Böden erforderlich
war, um dieselbe Konzentration von 9S 0/o n-Butan im Raffinatstrom zu erreichen.
Außerdem war diese Betriebsweise nicht in der Lage, eine wirksame Trennung zwischen
1-Buten und 2-Buten zu liefern, und hatte einen Kraft--und Zulieferungsbedarf in
Form von Dampf- und Kühlwasser, der um 20 °/o größer war als im Falle des erstbeschriebenen
Versuchs.