DE1619775C3 - Verfahren zum Gewinnen von p-Xylol aus einem Flüssigkeitsgemisch - Google Patents

Description

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werden zwei oder drei Gasverdampfungsstufen an- hergeführt wird; die Temperatur der Flüssigkeit wird gewandt. . dabei auf etwa 35°C gehalten. Die vom Wärmeaus-Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeug- tauscher 11 unten ausfließenden Xylole werden über ten Auf schlämmungen aus Kristallen und Mutterlauge die Leitung 21 zu einem Wärmeaustauscher 12 geführt, können z. B. in Drehfiltern oder Zentrifugen getrennt 5 in welchen sie oben einfließen, während das vom werden. Gegebenenfalls können sie in einem Ein- Wärmeaustauscher 11 oben ausfließende Kohlendioxyd dicker zum Absitzen gebracht werden, um Auf- · in den Wärmeaustauscher 12 unten einfließt. Die Temschlämmungen zu erhalten, bei denen das Verhältnis peratur der Flüssigkeit im Wärmeaustauscher 12 wird von Feststoffen zu Mutterlauge erhöht ist. Die auf etwa 25 ⁰C gehalten, indem sie mit einem Strom Kristalle werden dann von der Mutterlauge abge- to aus konzentriertem p-Xylol mit 10⁰C gekühlt wird, schieden. Wenn aber das Gas genügend entfernt ist, der sich von geschmolzenen, in einer späteren Stufe kann die Aufschlämmung in einem Impulskolonnen- des Verfahrens erzeugten Kristallen herleitet. Das aus abscheider (wie er z. B. von M a r w i 1 und Kölner dem Wärmeaustauscher 12 oben ausfließende ungein der Zeitschrift Chemical Engineering Progress, löste Kohlendioxyd wird zum Teil zum Auffangtopf 7 Heft 59, Februar 1963, S. 60, beschrieben wurde) ein- 15 zurückgeführt und zum Teil abgezogen. Von den aus gespeist und der kristallisierbare Stoff als eine Flüssig- demWärmeaustauscher 12 ausfließenden, mit Kohlendikeit gewonnen werden. oxyd gesättigten Xylolen wird ein Teil zu einem Gegebenenfalls kann das erfindungsgemäße Ver- Wärmeaustauscher 20 geführt, der mittels Mutterfahren wiederholt werden, indem die zuerst erzeugten lauge mit einer Temperatur von —6O⁰C gekühlt Kristalle geschmolzen und die Schmelze wieder so wird, die in einer späteren Stufe des Verfahrens von behandelt wird, um die Reinheit des Endprodukts zu den p-Xylol-Kristallen abgeschieden wurde. Die Temerhöhen. peratur der aus dem Wärmeaustauscher 20 aus-Das in den Verdampfungsstufen wiedergewonnene fließenden Xylole beträgt etwa —30°C. Ein anderer Gas wird normalerweise wieder komprimiert und wie- Teilstrom aus Xylolen vom Wärmeaustauscher 12 der in frischer Flüssigkeit gelöst. Da aber geringe 25 wird auf —30° C in einem Wärmeaustauscher 22 ge-Mengen von Permanentgasen in die Apparatur ein- kühlt, dessen Kühlmittel aus Kohlendioxyd besteht, dringen, ist es vorteilhaft, wenn bei jedem Zyklus das in einer späteren Stufe des Verfahrens von den ein Teil des im Kreislauf geführten Gases verflüssigt rohen Xylolen abgedampft wird. Die beiden Xylolwird, um es vor der Rückkehr in die Apparatur von Teilströme werden dann zusammengeführt und zu Permanentgasen zu befreien, oder wenn bei jedem 30 einem ersten Abdampfgefäß 23 geleitet, das unter Zyklus ein Teil.des Gases entfernt und durch reines einem Druck von etwa 4 Atmosphären steht. Das aus Gas ersetzt wird. Die erstgenannte Verfahrensweise diesem Abdampfgefäß ausfließende Kohlendioxyd ist vorzuziehen, da sie zu einem sparsameren Gas- gelangt durch den Wärmeaustauscher 22 zum zweiten verbrauch führt. ' Kompressor 3. Die aus dem ersten Abdampfgefäß Eine Ausführungsform der Erfindung ist im folgen- 35 ausfließende Flüssigkeit hat eine Temperatur von etwa den an Hand der Zeichnung beschrieben, die eine —55° C und gelangt in ein zweites Abdampf gefäß 24, schematische Darstellung einer Apparatur zur Durch- das unter einem Druck von 1,2 Atmosphären steht, führung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt. Das aus diesem Abdampfgefäß ausfließende Kohlen-Kohlendioxyd wird mit etwa Atmosphärendruck in dioxyd wird durch den Wärmeaustauscher 22 zum den Kompressor 1 eingespeist und dort auf einen 40 ersten Kompressor 1 geleitet. Die aus dem zweiten Druck von etwa 3,5 atm gebracht. Es wird dann Abdampfgefäß 24 ausfließenden Xylole haben eine durch einen Luftkühler 2 geführt, worin seine Tem- Temperatur von etwa —67°C und gelangen dann in peratur auf etwa 35°C verringert wird. Das Gas ein drittes Abdampfgefäß 25, das unter einem Druck gelangt dann in einen zweiten Kompressor 3, durch von etwa V₃ atm steht. Das aus diesem Abdampf gefäß welchen es auf einen Druck von etwa 12 Atmosphären 45 austretende Kohlendioxyd wird durch den Wärmegebracht wird. Von dort fließt es durch den Luft- austauscher 22 geführt, in einer Vakuumpumpe 40 kühler 4, durch den seine Temperatur wieder auf auf etwa 1 atm komprimiert, in einem Wasserkühler 41 etwa 35° C verringert wird, und gelangt in den wasser- gekühlt und zum ersten Kompressor 1 zurückgeführt, gekühlten Wärmeaustauscher5, in welchem es nach Die aus dem dritten Abdampf gefäß 25 ausfließende oben fließt und in Berührung mit einem nach unten 50 Flüssigkeit hat eine Temperatur von -69,6⁰C und fließenden Strom aus rohen Xylolen, die etwa 20 Ge- enthält etwa 12 Gewichtsprozent Kristalle. Sie gelangt wichtsprozent p-Xylol enthalten, kommt. Das unge- dann durch die Leitung 42 zum Drehfilter 26, wo die löste Kohlendioxyd fließt oben aus dem Wärme- Kristalle von der Mutterlauge abgeschieden werden, austauscher 5 heraus und wird zu einem Auffang- Die Mutterlauge wird .über die Leitung 43 in den topf 7 geführt, in welchem es von flüssigen Xylolen 55 Wärmeaustauscher 20 geleitet, bevor sie aus der Appabefreit wird. Von dort gelangt das Gas in einen dritten ratur abgezogen wird. Die im Drehfilter 26 gewonnenen Kompressor 9, durch welchen es auf einen Druck von Kristalle werden kontinuierlich geschmolzen, indem 40 atm gebracht wird. Anschließend wird es in dem sie mit dem als Kühlmittel für den Wärmeaustauscher Luftkühler 10 wieder auf 35 ⁰C gekühlt und dann in . 12 dienenden konzentrierten p-Xylolstrom über die einem wassergekühlten Wärmeaustauscher 11 von 60 Leitung 44 in Berührung gebracht werden und sie unten nach oben geleitet, wo es in Berührung mit dabei diesen Strom kühlen. Von diesem Strom wird, einem nach unten fließenden Strom aus Xylolen und ein Teil als Produkt abgezogen, während der Rest gelöstem Kohlendioxyd kommt, der durch die Lei- zum Wärmeaustauscher 12 zurückgeführt wird, um tung 27 über die Pumpe 45 vom Wärmeaustauscher 5 dort eine Kühlwirkung auszuüben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 der Lösung bei höheren Temperaturen abgeführt Patentansprüche: werden kann und damit die Notwendigkeit einer Tiefkühlung vermieden wird.

1. Verfahren zum Gewinnen von p-Xylol aus Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der einem Flüssigkeitsgemisch mit mindestens einem 5 Erfindung darin, daß man das Gas in dem Flüssigisomeren Xylol und/oder Äthylbenzol durch keitsgemisch bei einer Temperatur von 25 bis 45°C Lösen eines inerten Gases, dessen Siedepunkt unter einem Druck von 10 bis 40, besonders von sich von dem des Flüssigkeitsgemisches um 100 bis 10 bis 30 Atmosphären löst und das Flüssigkeits-300⁰C unterscheidet, Abkühlen des Flüssigkeits- gemisch nach dem_Auflösen des Gases in mindestens gemisches durch adiabatische Verdampfung min- io einem Wärmeaustauscher mit rückgeführter, kalter bestens eines Teiles des gelösten Gases auf Mutterlauge zusätzlich kühlt.

eine Temperatur, bei welcher p-Xylol auskristalli- In den meisten Fällen ist Kohlendioxyd ein sehr siert, und Abtrennen mindestens eines Teils des geeignetes Gas für das erfindungsgemäße Verfahren. p-XyloIs aus dem System, d a d u r c h gekenn- Andere Gase, die verwendet werden können, sind zeichnet, daß man das Gas in dem Flüssig- 15 z. B. Methan, halogenisierte Kohlenwasserstoff-Kühlkeitsgemisch bei einer Temperatur von 25 bis 45°C mittel, wie Methylchlorid, Ammoniak und Schwefelunter einem Druck von 10 bis 40, besonders von dioxyd. Der Siedepunkt des Gases muß sich von dem 10 bis 30 Atmosphären löst und das Flüssigkeits- der Flüssigkeit um 100 bis 300° C unterscheiden, gemisch nach dem Auflösen des Gases in min- damit möglichst wenig oder gar keine Flüssigkeit mit destens einem Wärmeaustauscher mit rückgeführ- 20 dem Gas verdampft wird,
ter, kalter Mutterlauge zusätzlich kühlt. Um eine wesentliche Menge des Gases in der Fl üssig-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- keit lösen zu können, erfolgt der Lösevorgang in der zeichnet, daß das Gas in mehreren Stufen korn- Regel bei einer Temperatur, die nicht wesentlich primiert und von der Flüssigkeit in mehreren höher als die Umgebungstemperatur liegt. Wenn das Stufen abgezogen wird, wobei der Druck bei 25 Gas unter erhöhtem Druck komprimiert wird, ereiner oder mehreren der Abziehstufen dem Druck wärmt es sich meistens, und es wird auf 45°C, vor

bei einer oder mehreren der Kompressionsstufen allem auf 35°C mit einem entsprechenden Kühlmittel,

entspricht und das bei dieser Abziehstufe wieder- z. B. Luft oder Wasser, abgekühlt. Die Flüssigkeit

gewonnene Gas zur Gaskompressionsstufe geführt hat dabei eine gleiche oder niedrigere Temperatur,

wird. 30 wobei die Auflösung zweckmäßig auf einer großen,

gekühlten Fläche erfolgt, um die Lösungswärme des

Gases in der Flüssigkeit abzuführen.

Soll aus Lösungen, die nur verhältnismäßig geringe Mengen, z. B. zwischen 12 und 25 Gewichtsprozent,

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gewinnen 35 p-Xylol neben o-Xylol, m-Xylol und Äthylbenzol

von p-Xylol aus einem Flüssigkeitsgemisch mit min- enthalten, das p-Xylol abgetrennt werden, so werden

destens einem isomeren Xylol und/oder Äthylbenzol sie nach Auflösung einer wesentlichen Gasmenge,

durch Lösen eines inerten Gases, dessen Siedepunkt z. B. von Kohlendioxyd unter einem Druck von 10 bis

sich von dem des Flüssigkeitsgemisches um 100 bis 40, besonders 10 bis 30 Atmosphären bei einer Tem-

300⁰C unterscheidet, Abkühlen des Flüssigkeits- 40 peratur von 25 bis 45°C auf eine wesentlich unter 0°C

gemisches durch adiabatische Verdampfung min- liegende Temperatur, z. B. etwa —30°C, abgekühlt,

destens eines Teils des gelösten Gases auf eine Tem- bevor das Gas verdampft wird, weil eine Kristalli-

peratur, bei welcher p-Xylol auskristallisiert, und sierung erst unterhalb—40°C eintritt. Die Abkühlung

Abtrennen mindestens eines Teils des p-XyloIs aus solcher Lösungen auf geeignete Anfangstemperaturen C

dem System. 45 vor dem Abdampfen des Gases erfolgt mit Hilfe von

Es ist bekannt, zur Trennung von p-Xylol aus einem oder mehreren Wärmeaustauschern, welche

Flüssigkeitsgemischen mit isomeren Xylolen und/oder mit kalten Strömen aus späteren Stufen des Ver-

Äthylbenzol das.Gemisch bis zur Kristallisation des fahrens, beschickt werden.

p-Xylols zu kühlen und die p-Xylolkristalle abzu- Das Gas wird normalerweise in mehreren Stufen

trennen. Dabei wird gemäß USA.-Patentschrift 50 komprimiert, bevor es den endgültigen Druck erreicht,

2 659 763 gekühlt, indem flüssiges Kohlendioxyd bei dem es in der Flüssigkeit gelöst werden soll,

in dem Gemisch gelöst und dieses verdampft wird. Vorzugsweise wird das Gas mit der Flüssigkeit bei

Diese Arbeitsweise erfordert die Verflüssigung von einem oder mehreren Zwischendruckwerten als auch

Kohlendioxyd, was wirtschaftlich und technisch beim endgültigen Druck in Berührung gebracht, da

außerordentlich aufwendig ist. 55 dann ein Teil des Gases bei den Zwischendrücken

Ferner ist es gemäß deutscher Patentschrift 972 651 aufgelöst werden kann, so daß es nicht mehr notwendig

bekannt, zur Abtrennung von p-Xylol aus Flüssig- wird, diesen Teil des Gases zu komprimieren,

keitsgemischen ein Gas, wie Äthan, in dem Gemisch Vorzugsweise wird das Gas von der Flüssigkeit in

bei niedrigen Temperaturen zu kühlen und dann die Stufen entfernt. Dabei kann sich der Druck bei einer oder

weitere Kühlung durch Verdampfen herbeizuführen. 60 mehreren Stufen dem Druck bei einer oder mehreren j

Bei. dieser Arbeitsweise ist es erforderlich, die Wärme Gaskompressionsstufen. angleichen, so daß das Gas i

der Lösung des Gases bei niedrigen Temperaturen aus einer solchen Stufe zu der entsprechenden Korn- j

abzuführen, so daß an diesem Punkt eine Tiefkühlung pressionsstufe zurückgeführt werden kann. Dadurch

unumgänglich ist. Auch diese Arbeitsweise ist offen- können größere Kristalle erzeugt werden, als bei

sichtlich technisch-wirtschaftlich sehr aufwendig. 65 einer Gasabdampfung in einer einzigen Stufe der

Aufgabe der Erfindung ist es, p-Xylol aus Flüssig- Fall ist. Bei jeder Stufe kann die Temperatur der keitsgemischen durch ein technisch-wirtschaftlich un- Flüssigkeit gegenüber der Temperatur bei der vorheraufwendiges Verfahren zu gewinnen, wobei die Wärme gehenden Stufe verringert werden. In der Regel