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"Verfahren zur AU£t-re-nn12nr, einer Mischtuig mittels einer Flüssig-FlÜssig-Extraktion"
Die vorliegende Erfindung betrifft ein'Verfahren für die Auftrennung einer#Mischung
mittels einer Flüssig-FlÜssig-Extraktion unter Anwendung eines selektiven Lösungsmittels,
dessen Siedepunkt höher als derjenige der Mischung liegt und in welchem eine oder
mehrere der Mischung'skomponenten leichter löslich und eine oder mehrere andere
Ilischungskomponenten weniger gut löslich sind, so daß ein Raffinat und eine Extraktphase
erhalten werden.
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Bei einem Verfahren dieser Art"hat die allgemeine Erfahrung.gezeigt"
daß-sich immer etwas Lösungsmittel in dem aus der iibrtraktionazone abgezo-,-enen
Raffinat auflöst.
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Brfindungsgemäß hat sich nun gezeigte daß diese Lösungsmittelrestmengen
wiedergewonnen werden können" indem man das Raffinat mit einem wässerigen Waschmedium,
wie Wasser, wäscht
und die verbrauchte Waschflüssigkeit anschließend
ganz oder teilweise dazu verwendet, die in der Extraktphase gelösten Komponenten
mit besserem Erfolg wiederzuäewinnen.
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Zum Zweck einer verbesserten *Jiedergewinnung der in der Brtraktphase
gelösten Komponenten kann man beispielsweise die verbrauchte Waschflüssigkeit
direkt in eine Abstreifersäule einführen, in welcher das Lösungsmittel von den darin
besser löslichen Komponenten befreit wird, wobei dann das Wasser als Abstreifdampf
zur Einwirkung kommt. 1.Venn jedoch ein besonders hoher Reinheitsgrad der besser
löslichen Komponenten erwünscht ist, entstehen Schwierigkeiten dadurch, daß dann
die in der Raffinatwaschflüssigkeit gelösten oder mitgerissenen$ an sich weniger
gut löslichen Komponenten mit der Airtraktphase in Berührung kommen und da?.urch
die daraus wiedergewonnenen besser löslichen Komponenten etwas verun reinigen.
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Unter Berücksichti,-ung dieser Schwieri,-,keit wird es vor-' r-i,
U gezogen, wenigstens eine Teilmenge der verbrauchten laschflüssigkeit in eine Fraktioniersäule
einzuführen, in welcher die in der Extraktphase weniger gut löslichen Komponenten
abgetrennt und isoliert werden. In diesem Fall besteht- keine Gefahr mehr-, daß
die Extraktphase durch die in der Raffinatwaschflüssi-keit enthaltenen weniger gut
löslichen Komponenten verseucht wird.) da diese im Waschuledium mitgerissenen Komponenten
verdampft werden.9 so daß nur noch die besser löslichen Komponenten in der Lösungsphase
zurückbleiben, welche dehn als Bodenprodukt aus der Fraktioniersäule abgezo-en
wird.
Vorzugsweise wird die verbrauchte '7ascl£'lässi:,keit oder
U
eine Teilmenge derselben,'wenigstens zum Teil dem unteren Zade der Fraktioniersäule
zu,3aführt, und zwar vorzuP,»sweise an einer Über dem untersten Boden gelegenen
Stelle. Es ist selbstverständlich möglich, die Waschflüssigkeit auch an mehreren
c# Stellen in die Fraktioniersäule einzuführen.
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Diese Behandlung der Raffinatwaschflüssigkeit in einer Säule zwecKs
Durchführung einer-fraktionierten Destillation bietet die folsenden Vorteile:
(1) Die relative Flüchtigkeit der weniger gut löelichen Komponenten ist,
verglichen mit derjenigen der besser löslichen KomDonenten, in Anwesenheit von Wasser
größer als in Anwesenheit der meisten selektiven Lösungsmittel, falls diese allein
vorliegen. Beispielsweise wurde die relative Flüchtigkeit von n-Nonan in Bezug auf
Benzol zu etwa 5 bestimmt, wenn es in Anwesenheit von Bulfolan mit einem
Wassersehalt von.5 Mol.-57a-destilliert wird% während diese relative Flüchtigkeit
etwa 10 beträgt, wenn sich der Wassergehalt des Sulfolans auf 20 Mol.-% beläuft.
Daher erhöht die Binführung eines wässerigen Mediums in die in Frage stehende Kolonne
und der Zusatz von Wasser zu dem selektiven Lösungsmittel die selektive Verdampfung
der an sich weniger gut löslichen Komponentenl wodurch sich der Anteil der besser
löslichen Komponenten in dem aus der Fraktioniersäule abgezogenen Kopfprodukt beträchtlich
verringert. Andererseits,reichert sich das Bodenprodukt der Fraktioniersäule an
den,beßser löslichen Komponenten an und sein Reinheitsgrad bezüglich derselben eerbeagert
sich daher. Da ein Wasserzusatz die eektivität des
verwendeten Lösungsmittels
erhöht% dient er darÜber hinaus dazu, die erforderliche Zirkulatiolisgeschwindigkeit
des Löaungsmittels zu verringern, wodurch sich Einsparungen sowohl in Bezug auf
die Kapitalinvestition als auch in Bezug auf die laufenden Betriebskosten ergeben.
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(2) Wenn man in Anwesenheit von Wasser arbeitet, ist es weiterhin
möglich, die Temperatur des Wiedererhitzers der Säule von z.B. 165 0 auf
etwa 135 0 herabzusetzen, wodurch sich auch die beim Arbeiten bei hohen Temperaturen
auftretenden Zersetzungserscheinungen herabmindern lassen. Die Herabsetzung der
Temperatur des Wiedererhitzers ermöglicht gleichzeitig eine Verbesserung der Wärmewirtschaftlichkeit
der Anlage" indem zum Beispiel wenigstens ein Teil der für den Wiedererhitzer benötigten
Wärme durch Wärmeaustausch mit einem heissen Produktstrom gewonnen wird. Gewünschtenfalle
kÖnnen in .die Fraktioniersäule zusätzliche Mengen von meinemi nicht.fÜr die Waschbehandlung
verwendeten Wasser eingele-Ißtet werden, um so die vorstehend beschriebenen Wirkungen
noch zu erhöhen* Vorzugsweise wird das aus der Praktioniersiule abgezogene Kogprodukt"
welches die aus der Extraktphasö und der Waschflüssigkeit stammenden weniger gut
löslichen Komponenten enthält, im-Kreislauf. in die gxtraktionestufe zurÜckgefÜhrt.9
und zwar als Teil des zugeführten Ausgangsmaterials 'oder gegebenenfalle auch getrennt
davon, beispielsweise an einer Stelle. in unteren Teil der Extraktionasäule, um
dort als Rückwaschflüssigkeit zudienene
Die wässerige Waschflässigkeit,
welch6 verglichen mit den weniger gut löslichen Komponenten relativ weni-- flÜch-.
tig istg wird im wesentlichen im-Bodenprodukt der Fraktioniersäule wiedergewonnen
welches außerdem Lösungsmittel und die leichter löslichen Komponenten enthält. Dieses
Bodenprodukt wird am besten wenigstens zum Teil in eine Lösungsmittel-Abstreifersäule
eingeführt, worauf dann das von den dürin gelösten Komponenten befreite, verarmte
Lösungsmittel im Kreislauf in die Bxtraktionsatufe zurückgeführt wird, während die
gut löslichen Komponenten zusammen mit dem Wasser oder einem Teil desselben als
Kopfprodukt aus der Abstreiferkolonne abgezogen werden. Anschließend können di.ese
Komponenten in Form eines Produktes mit hohem Reinheitszrad von dem Iasser abgetrennt
werdene Vorzugsweise wird das Bodenprodukt der Lösuni3smittel-Abstreifersäule wenigstens
zum Teil dazu verwendet,', dexPraktioniersäule Wärme zuzuführen, beispielsweise
als der vorstehend erwähnte nheiße Produktstrom". Dies kann in einfa-.eher Weise
bewirkt werden, indem man das Bodenprodukt oder einen Teil desselben als Wärmeaustauschmedium
durch einen mit der Fraktioniersäule in Verbindung stehenden 'Niedererhitzer hincharchleitet.
Da dieses Bodenproduktg welches im wesentlichen verarmtes Lösungsmittel darstellt"
im allgemeinen dazu verwendet wird., um frische Anteile des Ausga,.1,.;smaterials
In dem Verfahren zu extrahieren., wird es auf diese Weine gleichzeitig auf
die Mctraktionstemperatur abge-',.ühlt. Selbstverständlich kann dem Wiedererhitzer
auf irgendeine
gewünschte Weise zusätzliche Wärme zugefÜhrt werden
und/oder das verarmte Lösungsmittel kann einer zusätzlichen Kühlbehandlung unterworfen
werden.
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Das zusammen mit dem Bodenprodukt aus der Fraktioniersäule in die
Lösungsmittel-Abstreifersäule eingeführte Wasser wird verdamuft und dient als Abstreiferdampf
dazu, die Ab-
trennung der besser löslichen Komponenten vom Lösungs:-aittel
zu befÖrdern,) was einen weiteren Vorteil der Erfindung darstellt.
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Wenn man jedoch auf diese Weise arbeitet, so,hängt die in die
LÖsungsmittel-Abstreifersäule 61ngeführte Waasermenge CD
von dem Wassergehalt
des aus der Fraktionierkolon-ne abgezogenen Bodenproduktes ab und kann daher die
für-die Behandlung in der LÖsungsmittel-Abstrei-.PI>ersäule an sich erforderliche
Menge an Dampf weit Überschreiten. Daher kann eine sol ehe Maßnah einen größeren
Wärmebedarf fÜr den Betrieb das Wiedererhitzers zwecks Verdampfung des gesamten
Wassers und einen erhöhten Verbrauch an Kühlwasser im Kondensator für die anschließcnde
Kondensation des im Übergegangenen Wassersq verlichen mit denjenigen .-Jenßen erfoi#derlich
machenl welche üblicherweise für den Betrieb einer Lö_ sungsmittel-Abstreifersäule
noti-jendi,-- sind.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführun--sform des erfindungs--emäßen
Verfahrens verbessert man dahar die Wieder-,-# gewinnung der in der Extraktphase
gelösten Komponenten wenig,-stens teilweise derartl daß man zunächst wenigstens
eine Teilmenge
der verbrauchten WaschflÜssigkeit praktisch vollständig'
von den weniger gut löslichen Komponenten befreit und anschließend wenigstens einen
Teil der so gereinigten Waschflüssigkeit in die LÖsuivsmittel-Abstreifersäule einleitet,
und zwar im all...emeinen in den unteren Teil derselben und vorzugsweise wenigstens
zum Teil in der Dampfphase. Diese Dampfphase kann durch wenigstens teilweise
Verdampfung des Waschmediums erhalten werdenquadiwar entweder vor oder nach der
Entfernung der in Frage stehenden schlechter löslichen Komponenten.
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Auf diese Weise wird vermieden, daß äie besser löslichen Komponenten
durch die in der RaffinatwaschflÜssigkeit mitge'-rissenen schlechter löslichen Komponenten
verseucht werden und -leich#zeitig kann die Menge der in die LÖsungsmittel-Ab-CD
streifersäule eingeführten #laschflÜssigkeit nach Belieben ge-, wählt werden, ganz
unabhängig von der Menge-des aus der Fraktioniersäule abgezogenen BodenprodukteB
oder von der Menge des für die Waschbehandlung des Raffinates verwendeten wässerigen
Mediums. Jeder Überschuß an verbrauchter Waschflüssigkeitl welchebicht fÜr die Verwendung
als Abstreifdampf benötigt wird, kanA der Raffinat-'vllaschatufe im Kreislauf direkt
wieder zugeführt w erden, Die in Rede stehenden in der WaschflÜssigkeit enthaltenen
Komponenten können daraus sehr einfach durch beispielswäise ein Abstreifen mit Dampf
entfernt werden. Vorzugsweise wird jedoch wenigstens ein Teil des aus der Lösungsmittel-Abstreife.
tsäule-abgezo"enen
Bodenproduktes dazu verwendetg um die Wärme für das Freisetzen der schlechter löslichen
Komponenten aus.der verbrauchten '#ffaschflÜssi-keit zu liefern.
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Vorzugsweise werden die aus der verbrauchten Waschflüssigkeit -ewonnenen
weniger gut löslichen Komponenten wec> nigstens teilweise im Kreislauf in die eigentliche
ibrtraktionsatufe zurückgeführt. Sie können vorher gegebenenfalls ,von den Restmen,3en
an Waschflüssigkeit befreit werden, welche ihnen von der Isolierungsbehandlung her
noch anhaften. Die betreffenden Komponenten können dabei gewünschtenfalls zusammen
mit einem Anteil des aus der Fraktioniersäule abgezogenen Kopfproduktesq gegebenenfalls
gle Rückwaschflüssigkeit, und/oder zusammen mit dem Ausgaagsmaterial im Kreislauf
in die 3xtraktionsatufe zurÜckgefÜhrt werden. Selbstverständlich kann die verbrauchte
Waschflässigkeit unter gleichzeitiger AnwendunG von mehr als einer der aufg#äzeigten
Arbeitsweisen für die Rückgewinniinr, der in der 2xtrakt-C> phase gelösten KOmponenten
angewendet werden, Die Wäschflüssigkeit für das Paffinat karn im Rahmen der Erfindung
beispielsweise aus Wasser bestehen, welches .von einer außerhalb der Anlage-liegenden
Vorratsquelle zugefÜhrt wird. Vorzugsweise besteht die `Yaschflüssigkeit aber atdns
teilweise aus einer wässerigen.Itasät welche er--:halten.wirdt'indem man das aus
der Lösungsmittel-Abstreiterä;##e abgezogene Kopfprodukt kondensiert und das Kon'dey£sat
in Zwei. flüssige Achichten trennt. Auf: diese, Weine kaiin ein geschlossener
Kreislauf
zur Anwendung kommen" ivelcher beispielsweise aus einer Fraktioniersäule für die
3txtraktphase und,/ oder einer Stufe zum Antfernen von Komponenten aus der verbrauchten
Waschflüssigkeitt z.B. durch Abstreifen mit Dampf4 einer LÖsungsmittel-Abstreifersäule
und einer Stufe für die Waschbehandlun-, des Raffinates besteht, wodurch es sich
er-Übrigt, Abstreifdampf oder Raffinatwaschflüssigkeit von ausserhalb der Anlage
zuzufähren und sich wesentliche Erspargen ergeben. Selbstniese bezüglich der Reiz-
und Kühlaala" verständlich kann eine Möglichkeit vorgesehen iverden, um aus
dem Kreislauf laschflüssigkeit abzuziehen und/oder frische Behandlungsflüssigkeiten
einzuleiten.
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Damit die betreffende wässerige 1.-Ihase sich besonders gut als WaschflÜssi3keit
für das Raffinat eignetg wird die Lösungsmittel-Abstreifersäule vorzub-sweise mit
Rücklauf betrieben. Hierdurch wird ein hoher Reinheitsgrad der wässerigen Phase
in Bezug auf das Lösungsmittel sichergestellt. Ein zuaätzlieher Vorteil besteht
darih., daß die dabei erhaltene andere flüssige Phase ('-2bctraktphase) gleichfalls
praktisch lösungsmittelfrei ist, so daß es sich erübrigt, dieses Produkt anschließend
durch eine Wasserwäsche oder ähnliche I&ß.iahmen vom Lösungsmittel zu befreien@
Die im Rahmen der.Erfindung verwendeten selektiven Liii3un,opmitte.1 sollen sich
mit Wasser etwas mischen um sicherzusteUen.0.dzß.das Lösungsmittel zusammen mit,dem
Wasser im Bodenprodukt-der erwäbaten Fraktioniersäule und/oder des Abstreifers
für
die JaschflÜssigkeit abgezogen werden kann. Darüber hinaus muß das Lösungsmittel
selbstverständlich bei den angewandten Betriebstemperaturen stabil sein. Zu dieser
Gruppe von Lösungsmitteln gehören die verschiedensten üblicherweise verwendeten
selektiven LÖsungsmittel, beispielsweise Phenol, Nitrobenzol, Acetonitril und Furfural.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindun--,sgemäßen Verfahrens
werden selektive Lösur4csmittel vom T#yp des Sulfolans eingesetzt. Unter einem Lösungsmittel
vom Typ des Pulfolan wird verstanden., daß es im wesentlichen aus Sulfolan
selbst, Sulfolen und/oder einem oder mehreren Abkömmlih,-,en von Sulfolan bzw. Sulfolen
besteht, wie sie beispielsweise in der britischen Patentschrift 625 505 beschrieben
werden.
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Ein bevorzugt im Rahmen der Erfindung angewandtes Lösungsmittel vom
Typ des Sulfolans hat die nachstehende allgemeine Formel
In dieser Formel sind R,1 R und R4 entweder gleich oder 21 R3 verschieden und jedes
R bedeutet ein Wasserstoffatom, eine Ukylgruppe mit bieAu 8 Kohlenstoffatomen,
einen Arylrest mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen, einen.Alkoxyrest mit bis
zu
8 Kohlenstoffatomen oder einen Arylalkylrest mit
bis zu 12 Kohlenstoffatomen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausfülirunosform
wird ein Lösungsmittel der vorstehenden Formel verwendet9 in der alle Reste R Wasserstoff
bedeuten und das daher als nichtsubstituiertes Bulfolan mit der nachstehenden Formel
Se.'kennzeichnet; werden kam:
Auch Lösungsmittel vom Typ des Glykols sind geeignet* wie Diäthylenglykol
und die verschiedensten Polyäthylenglykole sowie Dipropylenglykol und Mischungen
dieser Verbindungen, Kittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich die verschiedensten
Mischungen auftrennen. Ein bevorzugtes Aav#endun,ps--,ebiet der Erfindung liegt
dort, wo die besser lös-
lichen Komponenten aus aromatischen Kohlenwasserstoffen
bestehen, insbesondere wo es sich um die Gewinnung von Aromaten aus Kohlenwasserstoffausgangsmischungen
handelt% welche'beträchtliche kromatenkonzentrationen aufweisen.
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Bevorzugte Ausgangsmischungen sind daher katalytis oh refomierte Benzinfraktionen,
wie Hydroformate und Pla t , formate; Benzinfraktioneng welche als'Nebeinprodukte
bei der'Rerstellung von Olefinen aus kohlenwasserstöffhaltigem,1.Aaterial"#'unter,
scharfen thermischen Grackbedingungen anfallen, und zwar mit
oder
ohne Verwendung von Dampf$ wie es in der belgischen Patentschrift 590 748
beschrieben istg oder leichte Kohlenw asserstofföle bzw. 31fraktionen, welche als
Nebe4,produkte bei der Hers-lu-ellung von Koks aus Kohle anfallen. Vorzugsweise
werden solche Ausgangsmaterialien, bevor sie erfindungsgemäß behandelt werden, zwecks
Verringerung ihres Olefingehaltes zunächst einer Raffinierungsbehandlung, vorzugsweise
einer hydrierenden Raffinierung, unterworfen. Der Grund für diese Maßnahme ist darin
zu sehen, daß Aromaten sich in gesättigten Kohlenwasseratoffen sowohl des aliphatischen
als auch des, alicyclischen Types besser und wirksam-er wieder auflösen als in Kohlenwasserstoffen
vom Olefintyp. Anstelle reiner Aromaten können aus katalytischen Reformaten auch
aromatische Extrakte mit einer hohen Oetanzahl hergestellt werdeng die sich als
Verschnittkomponente für Premium-Motor-lienzine eißnen, während die zurÜckbleibende
nichtaromatische Fraktion mit niedriger Oetanzahl für den Antrieb von Turbinen verwendet
werde n kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer Anlage beliebiger Art
durchgefü hrt werden. Beispielsweise kann man für die einzelnen Arbeitsstufen
Destillations-9 Extraktions-'und Waschvorrichtungen verwenden, welche FÜllkÖrper,
Glockenböden oder Siebböden aufweisen; PÜr die Destillation wird vorzugsweise eine
mit Ventilböden ausgestattete Kolonne verwendet..wie sie beispielsweise in der belgischen
Patentschrift 591 929 beschrieben wird% oder'die Destillationaböden können
eine oder mehrere Zonen bevorzugter Entnahme aufweisen, wie es beispielsweise
in
der britischen Patentschrift 764 650 beschrieben ist. Die Utraktionabehandlung
und/oder die ",'laschbehandlun,-* des Raffinates wird vorteilhaft in eine gute gegenseitige
Berührung ermöglichenden Vorrichtu'ngen durchgeführt, welche rotierende Scheiben
enthalten, wie es aus der britischen Patentschrift 659 241 bekennt
ist.
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Die Bxtraktionstemperatur kann innerhalb eines weiten Bereiches liegen.,
vorausgesetzt daß sie unter den angewandten Druck- und Temperaturbedingungen niedriger
ist als diejenige Temperatur, bei welcher Blasenbildung in der Mischung, eintritt,
und daß sie oberhalb der Erstarrungstemperatur des selektiven Lösungsmittels liegt.
Die am besten geeigneten Betriebstemperaturen variieren je nach dem während der
batreffenden laßnahme aufrechterhaltenen Druck und sie stellen im all.-emeinen einen
Kompromiß dar, da die Selektivität der betreffenden Lösun3smittel mit wachsender
Temperatur schlechter zu werden scheint. Die optimale Betriebstemperatux liegt bis
etwa 800 oder darüber, jedoch in den meisten Fällen unterhalb etwa 120o unOetriebstemperaturen
im Bereich zwischen etwa 35 0 und 950 werden bevorzugt angewendet.
In der Extraktionssäule wird im allgemeinen im wesentlichen Atmosphärendruck aufrechterhalten.
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Die Menge des selektiven Lösungsmittels soll wenigstens ausreichen,
um alle zu extrahierenden Bestandteile aufzulösen. In einigen Fällen kann ein beträchtlicher
Überschuß hinsichtlich dieser Mindest.Imenge zur Anwendung kommen, insbesondere
wenn man auch die letzten Spuren der besser löslichen Komponenten aus dem
Raffinat wieiderrgewinnen will. Die aus
wirtschaftlichen GrÜnden
vorteilhafteste Menge variiert je nach der Natur des spezi? llen zur An-.endung
kommenden selektiven Lösungsmittels., der verwendeten Temperaturen und Drucke und
der besonderen Art des auf zutzennenden Ausgangsge#,iisches. Gut geeignete Volumenvcrhältnisse
von Lösungsmittel zu Ausgangsmaterial in der Extraktzone liegen zwischen
etwa 1/2 : 1
und 20 : 1.9 doch wird vorzugsweise ein Volumenverhältnis
von etwa 5 : 1 nicht Überschritten.
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Das verarmte Lösungsmittel kann beispielsweise bis zu etwa 20 Vol.-%
Wasser enthalten, wobei die speziell gewünschte Konstruktion aufrechterhalten ivirdg
indem man die Bedingungen in der LÖsungsmittel-Abstreifersäule entsprechend kontrolliert.
Hierdurch wird die Gewinnung eines Kopfproduktes von hohem Reinheitsgrad bezüglich
der leichter löslichen Komponenten nicht gefährdet, da die Kontrolle dieser Säulo
nur eine Funktion der Dampfmenge ist und dadurch nur das in den Abstreifer eintretende
Material berÜhrt wird.
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Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiiiegeriden, Zeichnungen
näher erläutert, in welchen jedoch nicht alle für den praktischen Betrieb benötigten
Pumpen, Tankbehälter., Wärmeaustauscher, Ventileg Nebenleitungen, EntUtungen, ',e7iiedererhitzerg
Kondensatoreng KÜhlvorrichtungen und andere Eilfsca mittel dargestellt sind.
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Gemäß Fig. 1 wird ein aromatenhaltiges Ausgangsmaterial Über
Leitung (1) in eine Extraktionssäule (2) eingeführt, welche im vorliegenden
Fall mit rotierenden Scheiben aus-estattet ist.
Ein wasserhaltiger,
aus verarmtem Lösungsmittel beste14nder Strom-wird Über Leitung (3) in den
oberen Teil der Extraktionsvorrichtung (2) eingeleitet. Dieses selektive Lösungsmittel
fließt im Gegenstrom zu dem Auhgangsmaterial in der Extraktionssäule (2) nach unten
und löst daraus selektiv ereicherte Lösungsdie aromatischen Komponenten. Das so
an", mittel, welches die gelösten aromatischen Verbindun--.men enthält.j wird zusammen
mit dem Wasser Über Leitung (4) aus der Extraktionskolonne (2) abgezogen. Das angereicherte
Lösun,#smittel wird dann am Kopfende einer Fraktioniersäule (5) eingeleitet,
welche mit einem Wiedererhitzer (12) in Verbindung steht, Das am Kopfende der *&ctra.'-tionsvorrichtung
(2) abgezogene Raffinati. welches noch etwas LÖsungsmittel enthält, wird über Leitung
(6) einem Raffinatwäscher (7) zugeleitet, welcher im vorliegenden
Fall gleichfalls mit rotierenden Scheiben ausgerüstet ist. Die Ulaschflüssigkeitl
im vorliegenden Fall Wasser, wird dem Raffinatwäscher (7) Über Leitun3
(9)
zugeführt. Das praktisch lÖsuagsmittelfreie gewaschene Raffinat wird Über
Leitung (8) aus dem Raffinat-wäscher (7) abgezogen.-Das das Lösungsmittel
und noch etwaige mitgerissene Kohlenwasserstoffe enthaltende verbrauchte Raffinatwaschwasser
wird aus dem Wäscher (7) Über Leitung (10) abgezogen und gleichfalls
in dieq:caktioniersäule (5) eingeleitet% in jiesem Fall an einer Stelle in
der Nähe des Bodens, aber oberhalb der Bodenplatte, so daß in dem 1.Vaschwasser
vorhandene nichtaromatische.Kohlenwasserstcffe verdampft werden und nach dem Kondensieren
in
die Extraktionsstufe zurÜckgeleitet werden könnei,-# in diesem Fall mittels der
RÜcklaufleitung (11) und der Zuführungsleitung (1) für das Ausgangsmaterial.
Das gleiche gilt fÜr.diejenit"-,en nichtavomatischen Kohlenwa . sserstof
fe -, -welehe zusammen mit dem angereicherten Lösun-Smi ttel Über Leitung (4) in
die Fraktioniersäule (5) gelangen* Das aus der Fraktioniersäule
(5) Über Leitung (13) absezo #MnIe Boden.,produkt enthält außer dem
selektiVen Lösung;smittel und Wasser die extrahierten aromatischen Komponenten.
Dieses Gemisch wird in eine Lösungsmittel-Abstreifersäule (14) eingeleitet, welche
außerdem mit einem 1,7#iedererhitzer (15) in Verbindung steht. Die abgestreiften
aromatischen Ve"rbindungen werden zusammen mit dem Wasser als iopfprodukt abgezoZen.
Diese MischunG- wird kondensiert und in einer Absitzvorrichtung (18) wird das Wasser
von dem aromatischen Produkt abgetrennt, worau: -letzteres wasserfrei und mit hohem
Reinheits3rad dem System als Endprodukt entnommen wird.
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Das verarmte selektive Lösungsmittelg welches noch etwas -Nasser enthalten
kannl wird in die Extraktionestufe (2) zurückgeführt, in diesem Fall Über den Wiedererhitzer
(12)', in welchem es auf die Extraktionstemperatur abgekühlt wird und dahei gleichzeitig
als Wärmeaustauschmedium dient, und Über die Zuführungpleitung (3). Um dem
System je nach Wunsch frisches oder regeneriertes Lösungsmittel zuführen zu können,
ist eine Leitung (16) vorgesehen. Ein',Nebenstrom an verarmtem Lösungsmittel.,
der im vorliegenden Fall innerhalb 24 Stunden'etwa 5-10 Vol.-% der insgesamt
im System enthaltenen Lösung-smittelmenge entspricht, kann Über leitun-
(17) einer Ragenerlerun";'s'-anlege
für das Lösungsmittel
zugeführt werden-, beis.-L)ielsweise einem Schnellverdpml£er- oder einer Vakuumkolonnet
um dort störende Verunreinigungen zu entfernen. Nach die ser £'iein:L-gungsbehandlung.
kann dieser Anteil des Lösungsmittels dem System Über Leitung (16)
wieder zugeführt werden.
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Fig. 2 bezieht sich auf eine weitere bevorzu3tere Ausführun,_;oform
des erfindungsgemäßen Verfahrons. Vorrichtungsteile mit entsprechenden Funktionen,
wie sie in Bezug auf Fig. 1 bereits' erläutert worden sind., weisen auch
die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 auf.
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Bei dieser AumführunGsform wird das aus dem Wäscher (17) abgezogene
verbrauchte Raffinatwaschwasser nicht in die Fraktioniersäule (5)9 sondern
in eine Abstreifersäule (51) eingeleitet" die mit einem Wiedererhitzer (,52)
in Verbindung steht, welcher durch das verarmte LÖsungsmittel der Leitung
(3) erwärmt wird. Gewünschtenfalls kann in den unteren Teil,des Abstreifers
(51) auch noch Dampf eingeführt werden (diese spezielle Ausführung-sform
ist jedoch zeichnerisch nicht dargestellt).
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Die in dem Waschwasser 'enthalt enen Kohlenwasserstcc f e werden
zusammen mit einer geringen Menge Wasser als' Kopfprodukt aus der Abstreif ersäule
(51) abgezogEn . In die sein Fall werden die betreffenden Komponenten
nach der Kondensution und einer in der Abeitzvorrichtung (53) durchgeführten
Ihasentrennung als Rückwaschflüssigkeit in die Extraktionsstufe (2) zurückgeführt.
Im vorliegenden Fall dient die Absitzvorrichtuns (.53) auch für die Behandlung des
aus der Fraktionieecolonne
bei (11) abgezogenen Kopfproduktes.
Der Kohlenwasserstoffstrom könnte selbstverständlich auch an einer anderen Stelle
in die Extraktionsaäule (2) eingeführt werden, beispielsweise zusammen mit dem,frischen
Ausgangsmaterial., so wie es in Fig. 1 dargestellt ist.
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Die aus der Abeitzvorrichtung (53),abgezogene wässerige Phase wird
in diesem Fall der Abstreifersäule (51) zusamm n mit dem Über Leitung
(10) zugefÜhrten Material zugeleitet. Gewünschtenfalls kann die wässerige
Phase aber auch getrennt eingeführt oder für andere Zwecke verwendet werden. Dar-über
hinaus ist es nicht unbedingt erforderlich, vor der Rückführung eine Phasentrennung
durchzufÜh.,--,n, sondern man könnte das gesamte aus der Kolonne (51) abgezo,-ene
Kopfprodukt und/oder das aus der Fraktioniersäule (5) staw.,f#,nde Kopfprodukt
auch direkt in die Extraktionsstufe (2) zurückführen.
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Das aus Wasser und Lösungsmittel bestehonde Bodex#produkt der Abstreifersäule
(51), welches Iraktisch keine Kohlenwasserstoffe mehr enthält und im vorliegenden
Fall zum Teil flüssig und zum Teil dampffÖrmig istg wird über die Leitung (54) als
Abstreifermedium in die Lösungsmittel-Abstreifersäule (14) eingeleitet. Gewünschtenfalls
kann ein Teil dieses Bodenproduktes auch zur Gewinnung von Abstreifdampf für den
Betrieb d er Abstreifersäule (51) selbst verwendet werden.
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Darüber hinaus stammtdas Über Leitun- (9) zugefÜhz-te fi#Ische
Raffinatwaschwasser im vorliegenden Fall aus der Absitzvorrichtung (18).
Das Wasser bildet daher innerhalb das
Systeme einen geschlossenen
Kreislauf. Dieser Kreislauf weist (56) für" eine, ,gntnahmeleitung (j55)
und eine Zuführleitunfriselze""'.'iaschflüssigkeit auf.
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Weiterhin wird ein Teil des aus der Absitzvorrichtung (18)
abgezogenen
aromatischen Extraktes als Rücklauf in die Lösungsmittel-Abstreifersäule (14) zurückg,--leitet,
wodurch er-' icicht wird, daß sowohl das Wasser als auch die Extra-'#.ctphase aus
der Abzugsvorrichtung (18) vollständig lÖsungsmittelfrei entnommen werden
kÖnnen.
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Selbstverständlich kÖnnen eine oder beide der zuletzt er-. wähnten
Maßnahmen,9 nämlich die Anwendung von Rückla-uf in der Abstreifersäule (14) und
die Verwendung des aus der Absitzvorrichtung (18) entnommenen wässerigen
Mediums als Waschflüssigkeit für das Raffinat,1 auch fortgelassen werden, doch hat
sich die Kombinatioh dieser Maßnahmen als besonders vorteilhaft erwiesen. Andererseits
kann jede Maßnahme für sich oder beide zusammen auch bei der in Fig.
1 dargestellten Aus führungsform des Verfahrens zur Anwendung kommen, wolurch
sich zusätzliche Vorteile bei dieser Ausführungsform er-eben würden.
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Die Brfindung wird durch das nachstehende Ausführuagsbeispiel näher
erläutert, AusfÜhrungsbeiaj2iel FÜr die Durchführung des Verfahrens wurde die iia
Fig. 2 dargestellte Anlage angewendet.
Über Zuführuapleitung
(1) wurde ein katalytisch re:rorniertes Benzin mit einem Aromatengehalt von
etwa 45 Vol.-%9 der zur Hauptsache aus Benzoll Toluol und Xylolen bestand.3 bei
einer Temperatur von 409 in die Mctraktimsvorrichtung (2) eingeleitet. Sulfolan
mit einem geringen Wassergehalt wurde als selektives Lösungsmittel gleichfalls in
die 2trt-raktiormyorrichtung (2) eingeleitet, die mit rotierenden Scheiben ausgerüstet
war. Der während der Extraktionsbehandlungen herrschende Druck betrug etwa 8.Ata
abs. und die Bxtraktionstemperatur lag bei rund 100o. Das Über die Leitung
(6) abgezogene Raffinat wurde in dem Raffinatwäscher (7)9 der gleichfalls
mit rotierenden Scheiben ausgestattet warl bei einer Temperatur von 40P und einem
Druck von etwa.6 Atm.abe, mit Wasser gewaschen. Über Leitung, (8) wurde das
praktisch lösungsmittelfreie Raffinat als Kopfprodukt abgezogen. Verbrauchtes Waschwasser
iit etwa 17 Gew.-% Sulfolan, welches außerdem noch eine geringe Menge Kohlenwasserstoffe
enthielt, wimde der Abstreifersäule (51) über, die Leitung (10) zugeführt.
Darüber hinaus wurde in diese Abstreifersäule auch die aus der Absitzvorrichtung
(53) stammende»wässerige Phase eingeleitet.& welche aus Wasser und etwa
75 Gew.--% Sulfolan bestand. In der gleichen Abeitzvorrichtung wurde auch
das aus der PraktioxUerkolonne (5) stammende Kohlenwaaserstoff-Kopfprodukt
auf getrennt,9 welches Wasser und etwa halb soviel Sulfolan enthielt» Die aus dieser
Absitzvorrichtung abgezogene nichtwiieaerige Phase, Weiche im wesentlichen nur aus
Kohlenwaauerstoften und etwas Sulfolan bestandg wurde im Kreislauf In cUe
Axtraktionsatufe.(2) zurückgeführt.'
Die Abstreifersäule
(51) %=de bei etwa Atmosphärendruck betrieben und die- erforderliche Wärme
wurde hier mittels des Bodenproduktes aus der LösunGsmittel-Abstreifersäule (14).zugeführtg
welches eine Temperatur von 1750 aufwies. Das in die Absitzvorrichtung
(53) Übergehende Kopfprodukt der Absträifersäule (51) bestand aus
etwa 10 Gew.-% der insgesamt der Abstreifersäule zugeführten Wassermenge
und einem geringen Inteil Kohlenwasserstoffen, doch enthielt es praktisch kein Sulfolan
mehr. Das aus,der Abstreifersäule (51) abgezogene Bodenprodukt enthielt dagegen
praktisch keinen Kohlenwasserstoff.mehr, sondern bestand,nur aus Wasser" Dampf und
etwa 30 Gew.-% Bulfolan. Dieses Bodenprodukt wurde Über die Leitung (54-),in
die Lösungsmittel-Abstreifersäule (14) eingeleitet. Auf diese Weise wurde eine Verseuchung
des aus dieser \
Kolonne (14) erhaltenen Extraktes mit Raffinatbestandteilen
vollständig verhindert. Das,aus der Abstreifersäule (14) abgezogene.Kopfprodukt
wurde in der Absitzvorrichtung (18) in eine Wasserschicht,9 welche dann als
Waschwasser in dem Raffinatwäscher Verwendung fand, und in eine Kohlenwasserstoffschicht
aufgetrenntg die teilweise als solche abgezogen und teilweise als Räcklauf in die
Abstreifersäule (14) zurückgeleitet wurde. Infolge dieses Arbeitens mit RÜcklauf
enthielten beide Schichten praktisch kein Sulfolan mehr, so daß sich die Wasgerschicht
ausgezeichnet als WaschflÜssigkeit fÜr die Behandlung des.Raffinates eignete und
der Kohlenwasserstoffextrakt-keiner weiteren Behandlung zwecks Entfernung von Lösungsmittel
mehr unterworfen werden mußte. Dieser Extrakt be-
Stand zu mehr
als 99 Gew.-% Aromaten und er enthielt im einzelnen mehr als Gew.-%j des
ursprünglich über Ieitung (1)
zuggefÜhrten Ben2ols, etiva 97, Gew.-j15
des eingesetzten Toluols und etwa 92 Gew.-0,'o der anfänglich 7orhandenen
Xylole.,