DE1493085C

DE1493085C - Process for the continuous production of p-xylene from liquid mixtures containing p-xylene

Info

Publication number: DE1493085C
Application number: DE19651493085
Authority: DE
Inventors: Gordon David Onnda Olney Richard Benton Berkeley Strand Carl Palmer El Cernto Calif Towell (V St A)
Original assignee: Shell Internationale Research Maat schappy N V , Den Haag (Niederlande)
Priority date: 1964-08-27
Filing date: 1965-08-25
Publication date: 1973-06-14

Description

. 3 ■ 4. 3 ■ 4

gezogene Kopfstrom, der diesen vereinigten Wasch- Hilfe einer Kühlanlage 27 durch Kühlflüssigkeit ge-drawn overhead stream, which this combined washing aid of a cooling system 27 by cooling liquid

strom und die verunreinigende Flüssigkeit enthält, kühlt. Eine praktisch keine p-Xylolkristalle enthaltendestream and contains the contaminating liquid, cools. One containing practically no p-xylene crystals

wird in der vorstehend beschriebenen Weise erneut Flüssigkeit kann vom Kristallisator 20 z. B. durchis again in the manner described above liquid can from the crystallizer 20 z. B. by

unter Bildung einer Aufschlämmung von p-Xylol- einfaches Dekantieren abgetrennt und durch dieto form a slurry of p-xylene- simply decant and separate through the

kristallen abgekühlt, und diese Kristalle werden zu- 5 Leitung 43 in den Kristallisator 3 zurückgeführt wer-crystals are cooled, and these crystals are fed back to 5 line 43 in the crystallizer 3

sammen mit einer Restmenge Mutterlauge zur Reini- den.together with a residual amount of mother liquor for cleaning.

gung in die Waschzone eingeleitet. Zweckmäßig wird Die Kristallaufschlämmung aus dem Kristallisator20introduced into the washing zone. The crystal slurry from the crystallizer 20 is expedient

der Kopfstrom vor der Abkühlung unter Bildung der wird durch die Leitung 33 in den oberen Teil derthe overhead stream before cooling to form the is through line 33 in the upper part of the

Aufschlämmung von p-Xylolkristallen destilliert, um Waschzone 15 eingespeist. Nach der Gegenstrom-Slurry of p-xylene crystals distilled, fed to wash zone 15. After the countercurrent

die im Ausgangsmaterial nicht vorhandene Kohlen- io wäsche der herabsinkenden Kristalle und dem Auf-the non-existent carbon washing of the falling crystals and the

wasserstoffwaschflüssigkeit abzutrennen. schmelzen der gereinigten Kristalle im Hochtempera-separate hydrogen scrubbing liquid. the purified crystals melt at high temperature

In der auf die erste Kühlzone folgenden Kristalli- turteil der Waschzone 15 mit Hilfe von HeizschlangenIn the crystalline part of the washing zone 15 following the first cooling zone with the aid of heating coils

sierzone wird ein Raffinatstrom abgetrennt, der 35 wird ein geschmolzener Strom aus praktischA raffinate stream is separated off in the sierzone, which becomes a molten stream from practically

eine untergeordnete Menge an p-Xylol enthält. reinem p-Xylol durch die Leitung 37 abgezogen.Contains a minor amount of p-xylene. withdrawn pure p-xylene through line 37.

Dieser Raffinatstrom kann in eine Isomerisierungs- 15 Wenn man weniger als die Gesamtmenge des reinenThis raffinate stream can be used in an isomerization 15 If less than the total amount of pure

zone geleitet werden, in der eine Gleichgewichtsmenge p-Xylols abzieht, steigt ein Teil des reinen Produkteszone, in which an equilibrium amount of p-xylene is withdrawn, part of the pure product rises

von p-Xylol, d.h. etwa 18 Volumprozent gebildet in der Waschzone 15 nach oben und dient gleichfallsof p-xylene, i.e. about 18 percent by volume, formed in the washing zone 15 upwards and is also used

wird. Das Isomerisierungsprodukt wird dann frak- als Waschflüssigkeit für die im Gegenstrom herab-will. The isomerization product is then frac-

tioniert. Man erhält so Kohlenwasserstoffe mit 7 Koh- sinkenden p-Xylolkristalle.tioned. In this way, hydrocarbons with 7 p-xylene crystals with decaying coals are obtained.

lenstoffatomen oder weniger als Kopfprodukt und 20 Der im Abscheider? über die Leitung45 abge-fuel atoms or less as top product and 20 units in the separator? via the line45

Kohlenwasserstoffe mit 8 Kohlenstoffatomen oder zogene Raffinatstrom wird einer Isomerisierungs-Hydrocarbons with 8 carbon atoms or drawn raffinate stream is an isomerization

-, mehr als Bodenprodukt. Diese letztgenannte Fraktion vorrichtung 47 zugeführt, in welcher ein Gleichge- -, more than a product of the soil. This latter fraction is fed to device 47, in which an equal

* kann dann zusammen mit frischer Beschickung und wichts-C₈-Gemisch mit etwa 18 Volumprozent p-Xylol* can then together with fresh charge and weight C ₈ mixture with about 18 volume percent p-xylene

' dem Abfluß aus der zweiten Kühlungszone in die gebildet wird. Das Isomerisierungsprodukt wird durch 'To the effluent from the second cooling zone in which is formed. The isomerization product is through

erste Kühlungszone eingeleitet werden, in der erneutes die Leitung49 in eine Fraktioniereinrichtung51 ein-first cooling zone are introduced, in which the line49 is again fed into a fractionation device51

p-Xylolkristalle gebildet werden. gespeist, in der C₉- und schwerere organische Ver-p-xylene crystals are formed. fed, in the C ₉ - and heavier organic

Die Verwendung der aufgeschmolzenen, p-Xylol bindungen als Bodenprodukt durch die Leitung.53The use of the melted, p-xylene bonds as a bottom product through the line. 53

j enthaltenden Kristallmasse als Waschflüssigkeit hat und C₇- oder leichtere organische Verbindungen alsj containing crystal mass as washing liquid and C ₇ - or lighter organic compounds than

den Vorteil, daß beim erneuten Abkühlen des diese Kopfprodukt durch die Leitung 55 abgezogen werden.the advantage that when the top product is cooled again, this top product is withdrawn through line 55.

geschmolzene Kristallaufschlämmung enthaltenden 30 Die p-Xylol enthaltende C₈-Fraktion wird über diemolten crystal slurry containing 30 The p-xylene-containing C ₈ fraction is via the

ι Kopfstromes sich größere p-Xylolkristalle bilden, die Leitung 57 als Teil der Beschickung dem erstenι At the top of the stream, larger p-xylene crystals are formed, line 57 as part of the feed to the first

anschließend leichter in der Waschzone zu waschen Kristallisator 3 zugeführt.then easier to wash in the washing zone crystallizer 3 is supplied.

j sind, d. h., Kristalle mit größerem Volumen und F i g. 2 entspricht im wesentlichen dem Fließschema Gewicht bewegen sich rascher durch die im Gegen- von F i g. 1 und erläutert eine Ausführungsform, bei strom fließenden Waschflüssigkeiten hindurch. 35 der die zu reinigenden p-Xylolkristalle,¹ die durch j Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen die Leitung 33/4 in die Waschzone 15/1 eingespeist näher erläutert. werden, im Gegenstrom mit einem kombinierten F i g. 1 zeigt schematisch eine Anlage, in der eine Waschstrom gewaschen werden, der sich aus der C₈-Aromatenbeschickung durch die Leitung 1 in über Leitung 13Λ zugeführten aufgeschmolzenen Krieine Kristallisierzone 3 gelangt, in der p-Xylolkristalle 40 stallmasse und einer nicht in der Ausgangsmischung gebildet werden. Die erhaltene Aufschlämmung wird vorhandenen Kohlenwasserstoffwaschflüssigkeit zudurch die Leitung5 in den Abscheider? geführt, sammensetzt, die durch die Leitung39 eingeführt der z. B. ein Filter, eine Zentrifuge oder ein Hydro- wird. Dieser kombinierte Waschstrom, der nach cyclon sein kann. Aus diesem Abscheider wird eine Durchgang durch die Waschzone weitere flüssige Kristallmasse aus p-Xylolkristallen und etwas Rest- 45 Verunreinigungen und anhaftende verunreinigende flüssigkeit durch die Leitung 9 abgezogen, während Flüssigkeit enthält, wird am Kopf der Waschzone ein flüssiger Raffinatstrom, der praktisch keine über die Leitung 16Λ abgezogen und in eine Destillap-Xylolkristalle enthält, durch die Leitung 45 ab- tionszone 17 eingespeist, in welcher die nicht in der gezogen wird. Die Kristallmasse gelangt durch die Ausgangsmischung enthaltene Kohlenwasserstoff-Leitung 9 in den Erhitzer 11, in dem sie so weit 50 waschflüssigkeit abgetrennt und über die Leitung 18 erwärmt wird, daß sämtliche p-Xylolkristalle auf- abgezogen bzw. in die Waschzone 15/1 durch die schmelzen und die Restflüssigkeit zumindest auf die Leitung 39 zurückgeleitet wird. Der flüssige Strom Schmelztemperatur erwärmt wird. Diese flüssige aus p-Xylol und verunreinigenden C₈-Aromaten Phase enthält nunmehr p-Xylol in wesentlich höherer gelangt durch die Leitung 19 in den Kristallisator 20/1 Konzentration, als in der ursprünglichen Beschickung 55 und wird dort, wie in F i g. 1 beschrieben, weitervorhanden war. Sie wird durch die Leitung 13 in eine behandelt.j are, that is, crystals of larger volume and F i g. 2 essentially corresponds to the flow diagram weight move faster through the opposite of FIG. 1 and illustrates an embodiment with washing liquids flowing through it. 35 of the p-xylene crystals to be cleaned, ¹ by j The invention is explained in more detail with reference to the drawings, the line 33/4 fed into the washing zone 15/1. be, in countercurrent with a combined F i g. 1 schematically shows a plant in which a wash stream is washed, which comes from the C ₈ aromatics charge through line 1 into melted Krieine crystallization zone 3 fed in via line 13Λ, in which p-xylene crystals 40 stable mass and one not formed in the starting mixture will. The resulting slurry is added to hydrocarbon scrubbing liquid present through line 5 into the separator? out, composed, the introduced through the line 39 of z. B. a filter, a centrifuge or a hydro. This combined scrubbing stream, which can be after cyclone. From this separator a passage through the washing zone further liquid crystal mass of p-xylene crystals and some residual impurities and adhering contaminating liquid is withdrawn through line 9, while liquid contains a liquid raffinate stream, which practically does not over the Line 16Λ withdrawn and contained in a distillap xylene crystals, fed through line 45 ablation zone 17, in which the is not drawn into the. The crystal mass passes through the hydrocarbon line 9 contained in the starting mixture into the heater 11, in which it is separated from washing liquid and heated via the line 18 that all p-xylene crystals are drawn off or into the washing zone 15/1 through the melt and the residual liquid is at least returned to the line 39. The liquid stream is heated to melting temperature. This liquid phase composed of p-xylene and contaminating C ₈ aromatics now contains p-xylene in a significantly higher concentration that reaches the crystallizer 20/1 through line 19 than in the original charge 55 and is there, as in FIG. 1 was still available. It is treated by line 13 in one.

mittlere Stelle der Waschzone 15 eingespeist und Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindungmiddle point of the washing zone 15 and the following examples illustrate the invention

strömt als Waschflüssigkeit den nach unten fließenden, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei sichflows as washing liquid the downward flowing, referring to the drawings, wherein

zu reinigenden Kristallen entgegen. Die verbrauchte die Bezugszeichen auf die F i g. 1 beziehen.against crystals to be cleaned. The used up the reference numerals on FIG. 1 refer.

Waschflüssigkeit wird am Kopf der Waschzone 15 60Washing liquid is at the top of the washing zone 15 60

durch die Leitung 16 abgezogen und in den Kristalli- B e i s ρ i e 1 1
" sator 20 eingespeist, in dem sie erneut unter Bildungwithdrawn through the line 16 and in the crystal B ice ρ ie 1 1
"Sator 20 fed, in which they are again under formation

einer Aufschlämmung von p-Xylolkristallen abge- Ein Ausgangsmaterial, das neben anderen C₈-ArO-a slurry of p-xylene crystals - a starting material which, among other C ₈ -ArO-

kühlt wird. Flüssiges Kühlmittel wird vom Kristalli- maten 18°/₀ p-Xylol enthält, wird in einer Kristallisier-is cooled. Liquid coolant from the crystallization maten 18 ° / ₀ p-xylene contains, in a crystallizing

sator 20 durch die Leitung 21 abgezogen, durch 65 zone 3 (Fig. I) unter Rühren auf etwa -70⁰C ab-Sator 20 withdrawn through line 21, through 65 zone 3 (Fig. I) with stirring to about -70 ⁰ C

den Abkühler 23 geführt und durch die Leitung 25 gekühlt. Es bilden sich Kristalle von p-Xylol, diethe cooler 23 and cooled by the line 25. Crystals of p-xylene are formed, which

'wieder in den Kristallisator 20 zurückgeführt. Der im Abscheider 7 von der Mutterlauge abfiltriert'returned to the crystallizer 20 again. The filtered off in the separator 7 from the mother liquor

Abkühler 23 wird über die Leitungen 29 und 31 mit werden. Die erhaltene Kristallmasse wird aufge-Cooler 23 will be via lines 29 and 31 with. The crystal mass obtained is

schmolzen; diese Schmelze hat im allgemeinen einen p-Xylolgehalt von 70 bis 80%· In dieser Weise werden z. B. 30,3 Mol pro 100 Mol Ausgangsmaterial einer Schmelze mit einem p-Xylolgehalt von 72% erhalten.melted; this melt generally has a p-xylene content of 70 to 80% z. B. 30.3 mol per 100 mol of starting material obtained from a melt with a p-xylene content of 72%.

Die Schmelze wird dann über die Leitung 13 als Waschflüssigkeit an einer mittleren Stelle in die Waschzone 15 eingespeist, weiche mit einem Mehrscheibenrührer ausgerüstet ist.The melt is then via line 13 as washing liquid at a central point in the Wash zone 15 fed, which is equipped with a multi-disc stirrer.

Ein 4,5% Äthylbenzol, 67,4% p-Xylol, 15,4% m-Xylol, 12,3% o-Xylol und 0,3% andere Aromaten enthaltender Flüssigkeitsstrom, der als Kopfstrom aus der Waschzone 15 erhalten worden ist, wird mittels eines Abkühlers 23 in der Kristallisierzone 20 auf etwa —12°C abgekühlt. Es bildet sich eine Aufschlämmung mit einem p-Xylolkristallgehalt von etwa 35%. Die Mutterlauge der Aufschlämmung enthält etwa 50% p-Xylol, die Kristalle bestehen aus reinem p-Xylol. Diese Aufschlämmung wird durch Leitung 33 am Kopf des Mehrscheibenrührers in einer Menge von etwa 1500 ml/Min, eingespeist. Am Boden der Waschzone 15 werden die p-Xylolkristalle aufgeschmolzen, und über die Leitung 37 wird ein p-Xylol mit einer Reinheit von 99,9 % in einer Menge von etwa 130 ml/Min, abgezogen. Der Rest der Schmelze steigt im Gegenstrom zu den herabsinkenden Kristallen in der Waschzone nach· oben. In einer mittleren Stelle der Waschzone wird die aus dem Ausgangsmaterial gewonnene Schmelze mit einem p-Xylolgehalt von 72% über die Leitung 13 als Waschflüssigkeit zugeführt. Die gesamte in der Waschzone im Gegenstrom zu den p-Xylolkristallen geführte Flüssigkeitsmenge wird durch die Leitung 16 zusammen mit der Mutterlauge der eingesetzten Kristallaufschlämmung in der oben angegebenen Weise in die Kristallisierzone 20 eingespeist und bildet dort erneut p-Xylolkristalle.A 4.5% ethylbenzene, 67.4% p-xylene, 15.4% Liquid stream containing m-xylene, 12.3% o-xylene and 0.3% other aromatics, the overhead stream from the washing zone 15 is obtained by means of a cooler 23 in the crystallization zone 20 cooled to about -12 ° C. A slurry forms with a p-xylene crystal content of about 35%. The mother liquor of the slurry contains about 50% p-xylene, the crystals are pure p-xylene. This slurry is passed through line 33 at the head of the multi-disc stirrer in a quantity of about 1500 ml / min. At the bottom of the washing zone 15, the p-xylene crystals are melted, and via line 37 a p-xylene having a purity of 99.9% is supplied in an amount of about 130 ml / min withdrawn. The rest of the melt rises in countercurrent to the falling crystals up in the washing zone. In a central point of the washing zone, the starting material is made Melt obtained with a p-xylene content of 72% via line 13 as washing liquid fed. All that passed in the washing zone in countercurrent to the p-xylene crystals The amount of liquid is passed through line 16 together with the mother liquor of the crystal slurry used fed in the manner indicated above into the crystallization zone 20 and forms there p-xylene crystals again.

B e i s ρ i e 1 2B e i s ρ i e 1 2

Auf analoge Weise, wie es vorstehend beschrieben ist, wird eine Schmelze, welche 95% p-Xylol und 5% andere C₈-Aromaten enthält, hergestellt. Diese Schmelze wird in einer mittleren Stelle in die Waschzone 15 mit Mehrscheibenrührer eingeleitet. Die Temperatur der Waschflüssigkeit entspricht dem Wert der beginnenden Kristallisation von p-Xylol (etwa 11° C), und der Durchsatz beträgt 31,8 kg/Min. Eine Aufschlämmung von p-Xylolkristallen in einer Mutterlauge, die etwa 50% p-Xylol enthält, wird am Kopf der Waschzone mit einem Durchsatz von 71,2 kg/Min, eingeleitet. Die Temperatur der Aufschlämmung, die 60% Kristalle enthält, beträgt —12,5° C. Am Boden der Waschzone werden die gewaschenen p-Xylolkristalle aufgeschmolzen, und die Schmelze (p-Xylolgehalt 99,5%) wird bei einer Temperatur von etwa 13°C in einer. Menge von 29,0 kg/Min, abgezogen. Am Kopf der Waschzone wird ein Flüssigkeitsstrom mit einer Temperatur von 4°C (Durchsatz: 73,9 kg/Min.) abgezogen. Der p-Xylolgehalt dieses Stromes beträgt 78,8%. Dieser Flüssigkeitsstrom wird dann erneut unter Bildung einer Aufschlämmung von p-Xylolkristallen abgekühlt. In a manner analogous to that described above, a melt which contains 95% p-xylene and 5% other C ₈ aromatics is prepared. This melt is introduced in a central point into the washing zone 15 with a multi-disk stirrer. The temperature of the washing liquid corresponds to the value of the beginning crystallization of p-xylene (about 11 ° C.), and the throughput is 31.8 kg / min. A slurry of p-xylene crystals in a mother liquor containing about 50% p-xylene is introduced at the top of the washing zone at a rate of 71.2 kg / min. The temperature of the slurry, which contains 60% crystals, is -12.5 ° C. At the bottom of the washing zone, the washed p-xylene crystals are melted and the melt (p-xylene content 99.5%) is at a temperature of about 13 ° C in one. Amount of 29.0 kg / min, deducted. A stream of liquid at a temperature of 4 ° C. (throughput: 73.9 kg / min.) Is drawn off at the top of the washing zone. The p-xylene content of this stream is 78.8%. This liquid stream is then cooled again to form a slurry of p-xylene crystals.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Further training of the process for continuous Extraction of p-xylene from liquid, p-xylene-containing mixtures, in particular Platform fractions or mixtures, soft in the dehydrogenative dimerization and cyclization aliphatic hydrocarbons are obtained, the starting mixture, which consists of 9 to ytf percent by weight of p-xylene and compounds with a melting point below that of p-xylene is formed, forming a slurry of p-xylene crystals in a crystallization zone is cooled, this slurry into a liquid, containing practically no crystals Part and a crystal mass of p-xylene crystals and some residual liquid is separated, this Crystal mass in a washing zone in countercurrent to the direction of flow of the crystal mass with a Washing liquid is washed, which in particular consists of pure p-xylene or a not in the starting mixture hydrocarbon present with a density at least 0.2 less than p-xylene and a viscosity <10 cP at the washing temperature, the crystal mass in the form of individual separated particles intimately with the washing liquid in the form of a toroidal The flow is brought into contact, preferably in a washing tower with a multi-disc stirrer, which has ring weirs fixed between the panes, from the washing zone a liquid phase consisting of the washing liquid and solid p-xylene are drawn off is, according to Patent 1493 008, characterized in that the crystal mass obtained in the crystallization zone is composed of p-xylene crystals and some residual liquid melts, the liquid thus obtained as washing liquid introduces into a middle point of the washing zone and leads in countercurrent to the crystals this washing zone separates the entire washing liquid and, if necessary, after distillation Separation of a hydrocarbon scrubbing liquid not present in the starting mixture, cool again to form a slurry of p-xylene crystals and these p-xylene crystals Introduced together with a residual amount of mother liquor into the washing zone.

The subject of patent 1493 008 is a process for the continuous recovery of p-xylene from liquid mixtures containing p-xylene, in particular platform fractions or ■ mixtures, which result from the dehydrogenative dimerization and cyclization of aliphatic hydrocarbons, wherein the starting mixture, which consists of 9 to weight percent p-xylene and compounds, whose melting point is lower than that of p-xylene, to form a slurry is cooled by p-xylene crystals, this slurry turns into a liquid, practically none Part containing crystals and a crystal mass of p-xylene crystals and some residual liquid This crystal mass is separated in a washing zone in countercurrent to the flow direction of the crystal mass is washed with a washing liquid, in particular made of pure p-xylene or not Hydrocarbon present in the starting mixture with a hydrocarbon at least 0.2 less Density as p-xylene and a viscosity <10cP at the washing temperature, which is characterized is that the crystal mass in the form of individual separate particles is intimately with the washing liquid brings into contact in the form of a toroidal flow and in a manner known per se the washing zone withdraws a liquid phase and solid p-xylene consisting of the washing liquid. According to the aforementioned process, p-xylene is in some cases in a purity of at least 99% recovered, especially when the p-xylene content of the liquid starting material is over

ao 60%, but the purity of the p-xylene is always not yet high enough to meet all requirements.

It has now been found that the process for (recovery of p-xylene according to the aforementioned Patent application can be improved by looking in the single washing zone for the p-xylene crystals a special washing liquid is used, which is in a special place in this washing zone is fed in.

The process according to the invention for the production of p-xylene from liquid mixtures containing p-xylene according to patent 1,493,008 is accordingly characterized in that the in the crystallization zone The resulting crystal mass of p-xylene crystals and some residual liquid melts, the Introduces liquid as washing liquid into a central point of the washing zone and in countercurrent leads to the crystals, separates the entire washing liquid from this washing zone and, if necessary after separation by distillation of a hydrocarbon scrubbing liquid not present in the starting mixture, . cools again to form a slurry of p-xylene crystals and these p-xylene crystals together with a residual amount of mother liquor introduces into the washing zone.

In the present process the p-xylene content is of the starting mixtures preferably at most 60 percent by weight. Mixtures are very suitable which is about 7 to 60 percent by weight, e.g. B. 9 to 60 percent by weight, contain p-xylene.

According to a preferred embodiment of the invention, in which p-xylene in high yield and with a purity of at least 99%. in general is obtained in a purity of 99.9%, one uses a combined wash stream, which to part of that withdrawn from the crystallization zone and then melted crystal mass and on the other hand from not in the starting mixture existing hydrocarbons. This hydrocarbon wash liquid will fed into the washing zone at one point, which is between the entry point of the washing liquid the melted crystal mass and the removal point of the purified p-xylene.

This combined wash stream is in intimate contact with the countercurrent p-xylene crystals and brought the adhering contaminating liquid. The one leaving the washing zone