DE1443105A1

DE1443105A1 - Verfahren zur Herstellung von Xylolen

Info

Publication number: DE1443105A1
Application number: DE19611443105
Authority: DE
Inventors: Monroe Malow; Maresca Robert V
Original assignee: Halcon International Inc
Current assignee: Halcon International Inc
Priority date: 1960-06-17
Filing date: 1961-06-19
Publication date: 1968-10-24
Also published as: CH405256A; BE604913A; ES268290A1; NL266017A; GB987098A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Gewinnung von p-Xylol und o-Xylol aus einem o-, in- und p-Xylol enthaltenden Gemisch, insbesondere ein Verfahren, wobei man abkühlt und festes p-Xylol abtrennt, dann den Rückstand zu einem o-, m- und p-Xylol enthaltenden Gemisch isomerisiert, eine höher siedende o-Xylolfraktion aus diesem Gemisch abtrennt und eine niedriger siedende m- und p-Xylol enthaltende Fraktion zurückbehält, o-Xylol als Produkt in Form des Destillats de? höher siedenden Fraktion abtrennt und ein Xylolgemisch aus der niedriger siedenden Fraktion abtrennt und zu dem Gemisch gibt, das der Kühlbehandlung unterworfen wird.

809805/0978

Verhältnismäßig reines p-Xylol und o-Xylol sind chemische Substanzen von großer technischer Bedeutung« Sie können aus technischen Xylolgemischen erhalten werden, die sie zusammen mit beträchtlichen Mengen m-Xylol und in manchen lallen Äthylbenzol enthalten» Im allgemeinen.werden zur Herstellung dieser Gemische und zu ihrer trennung sehr komplizierte und kostspielige Anlagen und verhältnismäßig kostspielige Arbeitsweisen angewandt» Es besteht daher ein Bedarf nach einem Verfahren zur Erzielung verhältnismäßig reinen p-Xylols und o-Xylols aus technisch zugänglichen Xylolgemischen auf bequemere und wirtschaftlichere Weise als bisher, insbesondere unter oenkung der Anlagekosten und unter Anwendung einfacherer oder wohlfeilerer Arbeitsweisen.

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Erzeugung und Gewinnung von p-Xylol und o-Xylol aus einem o-, m- und p-Xylol enthaltenden Gemisch, wobei man dieses Gemisch unter selektiver Verfestigung von p-Xylol abkühlt, verfestigtes p-Xylol als Produkt abtrennt, ein den angefallenen Rückstand enthaltendes Gemisch unter Isomerisierungsbedingungen erwärmt, aus diesem Gemisch eine höher siedende o-Xylol enthaltende Fraktion und eine niedriger siedende m- und p-Xylol enthaltende Fraktion abtrennt, aus dieser höher siedenden Fraktion o-Xylolprodukt als hochreines Destillat und aus der niedriger siedenden Fraktion ein Xylolgemisch abtrennt und letzteres als die der Kühlbehandlung zugeführte Beschickung verwendet.

809805/097 8

Es ist vorteilhaft, frisches Ausgangsmaterial mit dem der iviihlbehandlung unterworfenen Xylol zu vermischen.

Ferner ist es vorteilhaft, frisches Ausgangsmaterial mit aus der Isomerisierungsstufe erhaltenem Material zu vermischen.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn das frische Ausgangsmaterial, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Beschickung dient, folgende Zusammensetzung aufweist:

Äthylbenzol 0 bis 25 ^cß>

o-Xylol 15 bis 25 #

P-Xyiol 12 bis 25 #

m-Xylol " 30 bis 50 >*

ferner hat es sich als zvreclznäßig erwiesen, wenn das bei der Isomerisation ^ebilaete Gemisch folgende zusammensetzung aufweist:

Äthyl benzol 5 bis 20 ^C,O

o-Xylol 2 bis 15 ",'< >

p-Xylol 18 bis 22 £

m-Xylol 25 bis 55 $

Besonders gute Ergebnisse v/erden erzielt, wenn man das p-Xylol bei etwa -70°C vefestigt, die höher siedende fraktion als

809805/0978

Hüokstand bei etwa 198⁰O und 2,25 atü (32 psig) entfernt, o-Xylol als Destillat bei 'etwa 150⁰C und 0,21 atü (3 peig) entfernt und das Xylolgemisch von der niedriger siedenden Fraktion bei etwa 190°0 und 0,7 atü (10 psig) abtrennt.

Vorzugsweise wird die höher siedende Fraktion· als Bückstand bei etwa 205⁰O und 2,25 atü (32 psig) und die niedriger siedende Fraktion als übergehender Anteil bei etwa 175°O und 1,5 atü (22 psig) entfernt, wobei dann etwa 70 # p~Xylol und 30 $ o-Xylol in 95 #-iger Gesamtausbeute, bezogenauf den Gesamtxylolgehalt der Beschickung_s erhalten wexden.

Alternativ wird die höher siedende Fraktion ale Rückstand bei etwa 196^c0 und 2,25 atü (32 psig) und die niedriger siedende Fraktion als übergehender Anteil bei etwa 175°ö und 1,5 atü (22 psig) entfernt, wobei etwa 30 <f» p-Xylol unA 70 # o-Xylol in 95 f£-iger Gesamtausbeute, bezogen auf den Gegamtxylolgehalt der Beschickung, erhalten werden.

¹H der beigefügten Zeichnung sind 2 bevorzugte Ausfüiirmiigaformen der Erfindung schematlsoh dargestellt·

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohae *lt isu * * beschränken· feile und Prozentsätze beziehen sieh auf das , * Gewicht, wenn nichts anderes angegeben ist. '·

BAD Oi=IiGINAL' 80980*5/0978 · - · '

1*43105

Beispiel,1

Die all Beaohlokung verwendete Xylolmiaohung hat folgende Zusammensetzung» .

ithyleetbenzol	20
O-Xylol	22
p-Xylol	16
m-Xylol	42

Diese Xylolmisohung wird durch die Leitungen 11 und 11a und die Leitung 12 in den Kühler 14 eingeführt, worin ihre !Temperatur Boweit gesenkt wird, daß p-Xylol selektiv verfestig wird, beispielsweiee auf -70*0. Die gebildete Aufschlämmung wird durch di.e Leitung 16 zu der Trennvorrichtung 18 geleitet, worin die feste Substanz als p-Xylolprodukij abgetrennt und durch die leitung 20 abgezogen wird.

od »r

Bin p-Xy
von 2
Reinheit
wird).

Die hint
dem
sie auf

olprodukt höherer Heinhü mehr Kühl- und Abtreni unter Verwendung einer ί

it kann durch Verwendung' werden i stufen erhalten /z.B. 98,5 # ·

. Stufe, worin auf 0⁰C gekühlt

rblelbende flüssigkeit für die Ieome ine exbBhte Temperatur

Beak tionegefäS

durch die Leitung 22 zu isierung 24 geleitet, worin z.B. 460-⁰O) unter Druck

BAD OBIGtNAU

$09805/0978

(z.B. 13,3 atü,'190 psig) in Gegenwart von Wasserstoff zur Verdünnung und eines Isomerisierungskätalysators erhitzt wird. Die gebildete isomerisierte Mischung wird durch die leitung zur Trennvorrichtung 28 geleitet, worin sie beispielsweise auf 4O⁰G abgekühlt wird. Gasförmiger Wasserstoff wird abgetrennt und durch die leitungen 30 und 34 in das Reaktionsgefäß 24 zurückgeführt. Weiterer Wasserstoff zum nachfüllen kann durch die leitungen 32 und 34 eingeführt werden. Die Kohlenwasserstoffe kondensieren sich zu einer flüssigkeit und werden aus der Trennvorrichtung 28 durch die Leitung 36 zu der Fraktionierkolonne 38 geführt. Diese Flüssigkeit enthält 1 $> hochsiedendes Rückstandmaterial. Eine höher siedende, o-Xylol enthaltende Fraktion wird als Hackstand bei 198⁰O und 2,25 atü (32 psig) entfernt und durch die leitung 40 zu der Fraktionierkolonne geleitet, worin o-Xylol bei 150°Ό und 2,1 atü (30 psig) als Destillat entfernt und als Produkt (Reinheit 95 i°) durch die leitung 46 abgezogen wird.

Eine die hochsiedenden Anteile enthaltende Fraktion wird bei 190⁰O und 0,7 atü (10 psig) als Rücketand aus der Kolonne 42 durch die leitung 44 abgezogen. "j

Geeignete Katalysatoren gehören den bekannten Platin-Aluminiumoxyd-Siliciumoxyd-Sorten oder einem äquivalenten Typ an. Je Volumen Kohlenwasserstoffdampf können 8 Volumina Wasserstoff verwendet werden.

BAD ORIGINAL

809805/0978

Eine niedriger siedende Fraktion wird bei 175°C und 1,5 atü (22 psig) als Destillat aus der Kolonne 38 abgezogen und durch die Leitung 48 zu der Kolonne 50 geführt, worin eine niedriger siedende Fraktion bei 12O⁰C und 1-atü (15 psig) abgetrennt und durch die Leitung 52 abgeführt wirde Eine gemischte Xylol-Fraktion wird bei 170°C und 1,4 atü (20 psig) als Rückstand aus der Kolonne 50 abgezogen ind durch die Leitung 12 zu dem Kühler 14 zurückgeführt»

Die Kreislaufxylolmischung hat folgende Zusammensetzung»,

Ethylbenzol	15
o-Xylol	15
p-Xylol	19
m-Xylol	51

Bezogen auf die Xylole in der Beschickung, wird eine ffeeamtausbeute von 90 <f» als o- und p-Xylol in etwa gleiohen Anteilen erzielt.

Beispiel 2

Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt mit ,der Ausnahme, daß die als Beschickung dienende Xylolmischung durch die Leitungen 11 und 11b und 36 in die Kolonne 38 *u-'sammen mit dem flüssigen öemisoh eingeführt wird, das aus der •Trennvorriohtung 28 erhalten worden ist« Hinsichtlich dtr

BAD ORIGINAL

809805/0978

Ausbeuten und der Qualität der Produkte werden vergleichbare Ergebnisse erziel.t. Diese Arbeitsweise ist jedoch noch etwas wirtachaftlicher als die in Beispiel 1 teaohriebene, weil die Kreislauf bedürfnisse , insbesondere hinaic.ü tuch des o-Xylolbestandteile des BeBohiokurigagernlachs niedriger ist_s

Beispiel ί

Ee wird wie in ^i^piel 1 beaohrieben gearbeitet mit der Ausnahme, daß der Rückstand aus der Kolonne.38 bei 205°0 und 2,25 atü (32 peig) und eier übergehende Anteil aus dieser Kolonne bei 175°O und 1,5 atü (22 peig) entnommen wird. Es wird eine GesamtauBbeuta von 95 $> erzielt (70 i> p-Xylol und 30 % o-Xylol)*

Beispiel 4

Es wird wie iß B_eispiel 1 beschrieben gearbeitei; mit der Aus- nähme, daß der Rücketand aus der Kolonne 38 bii 196^eO und 2y£ atü (32 peig) und das Destillat aus di#»«r Kolonne bei 175°O und. 1,5 atü (22 psig) entnommen wird» Sa wird «ine Q-eeamt- auabeute von 95 ί> erzielt (30 # p-Xylol und 70 i» o-Xylol).

Den vorstehenden Ergebnissen vergleichbare Ergebnis»· !tonnen mit verschiedenen Abwandlungsn de» »rfindungigtaäßen Verfahrene* werden, beiepielsweiee den folgenden»

ale Beeohiokung dx^nsad« Xylolgeaieofe 3cann folgend·

Zusam.ta«ne*1»55uxjg aufweiseni . * .

BADÖRIGJNAL i

80 98CTi-/09 78

XthyHebenzol	10 - 25	$> oder bis herab zu 0
o-Xylol	15 - 25	*
p-Xylol	12-25
»•xyioi	• 30 - 50	*

Das Kreiplaufxylolgemiaoh kann folgende Zusammensetzung aufweisen J

Athyleebenz öl	5 - 20 ?*
o-Xylol	2 - 16 £
p-Iylol	18 - 22 ft
B-Iylol	25 - 55 *

Sie Temperatur in der Kühlstufe <

der den Kühlstufen kann im

iron 9 bis -70 O oder noch etwas darunter liegen und es

, kann Jeder beliebige Wärmeaustaut

t spielavejLae ein innerer oder dir« mittel,

ti,· Äthylen, oder eine iz

f lÜhlÄUt 1« Falls erwüneoht, kunz oder

auetauae

Ütuien d

tang ▼on Kristallen odei

oh angewandt werden, beikter Kontakt mit einem Kühldirekte Berührung mit dem

Γ en- Sohaber zur Entfernung

feststoffen von den Wi

•rfläohen vorgesehen Bein. Ss können eine oder mjehrere 9 Kühlen· und Abtrennend angewandt werden·

BAD ORIGINAL·

Als Feststoffabtrennvorrichtung kann jede beliebige, hierfür geeignete Vorrichtung angewandt werden, z.B. ein Filter, eine Zentrifuge oder ein Schleuderkorb.

Die Isomerisierungs- oder Äquilibrierungsreaktion kann bei einer Temperatur im Bereich von 425 bis 500 0 und einem D_ruck im Bereich von 10,5 bis 14 atü (150 bis 200 psig) durchgeführt werden. Das Wasserstoffverhältnis kann im Bereich von 5 bis 10 Volumina je Volumen Kohlenwasserstoffdampf in dem Reaktionegefäß für die Isomerisierung liegen.

Die Reinheit des als Produkt erhaltenen p-Xylols kann 95 bis 98,5 Ί* betragen« Je nach den in der Fraktionierkolonne 38 angewandten Bedingungen kann der größere Teil der Xylole als p-Xylol oder stattdessen als o-Xylol gewonnen werden. Im allgemeinen liefert eine Rückstandstemperatür im Bereich von etwa 200 bis 205°C bei etwa 2ψ atü (32 peig) einen größeren Anteil an p-Xylol, wohingegen eine Ruckstandstemperatur im Bereioh

von etwa 195 bis 200⁰C bei etwa 2 ψ atü jf einen größeren Anteil ., an o-Xylol ergibt.

Die flüssige Beschickung für den Eestillationeabschnitt enthält bis zu etwa 5 # an unter den Xylolen siedenden Stoffen. Diese· Beschickung kann bis zu etwa 3 £ an höher ale ti ie Xylole sieden-* -den Stoffen enthalten»

BAD ORIGINAL. 809805/0978

U43105

Die Fraktionlerkolonnen können von jeder hierfür geeigneten Bauart sein, z.Be Siebböden- oder Grlockenbödenkolonnen. Sie enthalten die üblichen Eückflußkühler und Wiedererhitzer. Die Kolonne 38 soll einer Kolonne, entsprechen, die 70 oder mehr Böden aufweist, und jede der anderen Kolonnen soll einer Kolonne mit 35 oder mehr Böden äquivalent sein«

^; BAD

809805/0978

Claims

· Ttrfaar·«, nur HtrattXXuag und Otvlnnung iron p-Xylol und o-Xylol aue eine» ο-, ν· uad p-Xylol enthaltenden (!«misch» dadureh gekennfeichnet, daß aan dies·· Oemlaoh sttr etltlrtirtn V«rfeatlgttsg von P-X7I0I ktuat uad rtrf«itiftei p-Xylol «1· KreAak abtrennt, «In ύ·η so erhaltenen HUckitand enthaltend·· Q«al»oh unter Ieoaerlalerungabedliiguii^en erhitit and aue dta c«tolldftt«n OejBlech «in· höhtr siedende o-Xylol-?ra)ctioa tod ·!»· &l*drlc«r •l«d«nd« »- «nd p-Xylol enthaltend· Fraktion *bty*n&t₉ o-Xylol als Produkt la form ein·· P·et111*te au* der hOher «i«d«Bd«i Fraktion und «la Xylolgemlech aus der niedriger «led«nt«A Fraktion Abtrennt und al···* Xylole«aliah al« dl« 4#r Ktthlbehandlunf iu unterwerfend· B«eohlokuÄf «lrnftlhrt·

2« Terfahren naeh An· pmQh 1, dadurch i0k«nostie)mst_t AsJ asm frleeh· BsMaleinttic adt d«sd«r KtthlosasAdluBf uatarvorf«n«n Xylol Y«i*l*oht·

J. Verfahren amoli Amsprmon 1» Aaduroh g«kann*«lota«t» 4mt frlaoA* B««ohiokum« mit au· dar Xaom«rl*l«r«afsmtmf· Mmteariml

BAD ORIGINAL

80-98U5/0978

4· T«rfaJ0*a aaek Ameprnoh 1, dadurch gek«nnMlo2uMt₉ dai mm •la· friech· Beaaaiekiiag renrvuft·*, dl· folgend· 2«*«ββ·&-

0 bl· 25 *

o-Xylol 19 Me 25 *

12 1»1* 25 JC 30 bis 50 Jf

in dm· B»«ohl«)na«»e«al«oh •lngmtmxrt· Xylol fol««id·

5 M» 20 •-Xylol 2 bi· 16

F-XyIeI 1β ti· 22

»-Xylol 25 bl· 55

#· TwfrtfM MIk AaeynMk 2 od« 3· dmdturoh g«k«mn««lote«t₉ dai

IMl et**» «70*0 Twrftetift, dl· hJBh»r UUkatMd Ui ·%«« 19β*0 uad 2^ «til (32

«-Xyl^ al· SMtHlat toi «tw» 150*0 nd 0,2 (3

fMktl«B Wi ·** 190*C und 0₉7 *« (10 palf)

BAD ORIGINAL 809805/0978

7. Verfahren naoh Anspruch 2, dadurch gekennselchnet, dafl man dl· höher siedende Fraktion tX% Rückstand bei etwa 205*C und 2^ atü ( (32 ρaIg) und ul« niedriger siedende Fraktion als Übergehend«» Anteil bei etwa 175*C und 1,5 atü (22 peIg) entfernt und etwa 70 si p-Xylol und 30 ■# o-Xylol in einer Geeuiatauobeute τοη etwa 95 ^» bezogen auf den QesamtxylolgehaXt der Beechlokung₍ gewinnt.

8· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet» daf na dl· höher siedend· Fraktion als Rückstand el etwa 196*0 und 22$ atü und dl· niedriger siedende Traktion al· Übergehenden Anteil bei etwa 175*C und 1,5 atü entfernt und etwa 30 < p-Xylol und 70 f o-Xylol la einer Seaavtausbeute τοη etwa 95 ^» bezogen auf den Oesamtxylolgehalt d^v Beschickung gewinnt·

BAD ORIGINAL

80980 5/0978