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Verfahren zur Herstellung von p-Xylol hoher Reinheit Die vorliegende
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von p-Xylol mit hohem Reinheitsgrad
durch Kristallisation eines handelsüblichen p-Xylols, das zumindest 80 Gew.-% p-Xylol
enthält, in flüssiger Phase und in verdünntem Medium. Die Erfindung sieht insbesondere
ein Verfahren vor, das ermöglicht, p-Xylol sehr hoher Reinheit, über 99,9 Gew.-%,
aus einem Gemisch von Kohlenwasserstoffen mit einem Gehalt von zumindest 95 % p-Xylol
zu erhalten.
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Man verfügt in der Industrie über grosse Mengen an solchen Kohlenwasserstoffgemischen,
und es ist bekannt, dass die chemische Industrie einen beträchtlichen Bedarf an
p-Xylol
sehr hoher Reinheit hat, nämlich einer Reinheit über 99
Gew.-%, insbesondere für die Hertstellung von Terephtalsäure und Terephthalaten.
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Die derzeitig bekannten Verfahren zur Reinigung von p-Xylol bestehen
im allgemeinen darin, das rohe p-Xylol durch eine Wandung einer Apparatur hindurch
abzukühlen und dann die so erhaltenen Kristalle lzu isolieren, abzutrennen und zu
waschen.
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Diese Verfahren weisen jedoch zwei Nachteile auf. Einerseits stellen
die sich an den kalten Wandungen bildenden Kristalle eine wärmeisolierende Schicht
dar, wodurch ein boträchtlicher Aufwand an Kühlleistung trotz der im allgemeinen
verwendeten Abstreifvorrichtungen erforderlich wird, und andererseits werden die
in dem rohen p-Xylol enthaltenen Verrunreinigungen durch die Kristalle in verhältaismässig
grossen Mengen zurückgehalten, und die Arbeitagänge des aufeinanderfolgenden Abssugens
oder Abschleuderms und Waschens erlauben nur die Entfernung eines Teile der oberflächlichen
Verunreinigungen. Es ist daher sehr schwierig, ein Produkt hoher Reinheit zu erhalten.
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Es sind Verfahren bekannt, die darin bestehen, das rohe p-Xylol direkt
mit einer Kühlfüssigkeit zu mischen und die in dieser flüssigen Phase gebildeten
Kristalle abzutrennen.
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Gemäss der französischen Patentschrift 1 236 125 verwendet man als
Kühlflüssigkeit eine wässrige Salzlösung. Dieses Verfahren führt jedoch nur zu p-Xylol
mit einer Reinheit zwischen 92 und 96 %.
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Gemäss der amerikanischen Patentschrift 2 769 852 verwendet man als
Kühlflüssigkeit wässrige Methanollösungen, die an Methanol reich sind. Dieses Verfahren
ist in speziellerer Weise für die Reiniguig von Gemischen mit geringem Gehalt an
p-Xylol angepasst.
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Gleichgültig welches Verfahren angewendet wird, müssen die erhaltenen
Kristalle im allgemeinen Arbeitsgängen des Abtrennens und Waschens unterzogen werden.
Ein Waschen mit gereinigtem p-Xylol ermöglicht bestenfalls ein p-Xylol der gleichen
Zusammensetzung wie das Wasch-p-Xylol zu erhalten.
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Ein Waschen mit einem Lösungsmittel, wie beispielsweise Benzol, oder
mit einer Wasser-Methanol-Lösung bringt die Ueblichen Erfordernisse einer Trennung
der Phasen und der Zurückführung des Lösungsmittels und Verluste and Lösungsmittel
mit sich. Ausserdem lKsst sich durch diese Waschvorgänge auch unter den besten Bedingungen
nur ein Teil der oberflächlichen Vorunreinigungen, die von den p-Xylolkristallen
zurückgehalten werden, entfernen. Auch müssen diese Waschvorgänge, um wirksam zu
sein, parallel zu einem teilweisen Schmelzen des p-Xylols durchgeführt werden.
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Aus diesen verschiedenen Gründen wurde bisher noch kein einfaches
und wirtschaftliches Verfahren zur industriellen bwinnung von p-Xylol hoher Reinheit
gefunden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung
von p-Xylol mit einer Reinheit Uber 99 % aus einem Kohlenwasserstoffgemisch mit
einem Gehalt von zum1ndest 80 9S p-Xylol, wobei der Rest aus einem Gemisch von Kohlenwasserstoffen
mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als demjenigen des p-Xylols und gegebenenfalls
praktisch vernachlässigbaren
Mengen anderer Produkte besteht, durch
Behandlung des Kohlenwasserstoffgemischs mit einer nichtmischbaren kalten FlUssigkeit,
Kristallisation des p-Xylols und Gewinnung des kristallisierten p-Xylol, das dadurch
gekennzeichnet ist, dass das in flüssigem Zustand bei einer Temperatur von höchstens
40°C eingeführte Kohlenwasserstoffgemisch mit Wasser so gemischt wird, dass eine
Suspension mit einem Verdtlnnungsgrad zwischen 0,02 und 2 und einer Temperatur zwischen
0 und 13°C erhalten wird.
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Das Wasser kann in Form von abgekühltem Wasser, vorzugsweise eiskaltem
Wasser, und gewünschtenfalls in Form Von Eis verwendet werden. Das Gemisch von Kohlenwasserstoffen
wird im allgemeinen bei einer Temperatur in der Nihe von Zimmertemperatur verwendet.
Seine Verwendung bei einer höheren Temperatur bietet den Nachteil» einen grösseren
Aufwand an Kühlleistung zur Erreichung der gewünschten Temperatur des Gomischs zu
erfordern, so dass eine Temperatur von 400C praktisch eine Anwendungstemperaturgrenze
darstellt. Natürlich kann das Gemisch von Kohlenwasserstoffen bei einer Temperatur
unterhalb Zimmertemperatur verwendet werden, vorausgesetzt» dass es sich noch in
flüssigem Zustand befindet, d.h., dass es vollständig fltissig ist oder nur einen
geringen Mengenanteil an Kristallen enthält.
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Es ist von Sedeutung, dass da. Gemisch von Kohlenwasserstoffen in
dem Wasser in Form von feinen Tröpfchen dispergiert ist. Um dies zu bewirken, wird
das Kohlenwasserstoffgemisch in Wasser nach Jedem bekannten Verfahren dispergiert,
insbesondere mit Hilfe von hochtourigen mechanischen Rührern.
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Die in dem Gemisch gebildeten Kristalle werden anschliessend getrennt
von den flüssigen Phasen gewonnen, insbesondere
durch Abzentrifugieren
oder Absaugen0 Im allgemeinen ist es vorteilhaft, die erhaltenen Kristalle mit Wasser
bei einer solchen Temperatur zu waschen, dass praktisch das Schmelzen der Kristalle
verhindert wird.
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Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von p-Xylol hoher
Reinheit eignet sich für Kohlenwasserstoffgemische» die zumindest 80 Gew.-% und
vorzugsweise zumindest 95 Gew.-% p-Xylol enthalten. Diese Qsfsshs enthalten ausserdem
zumindest ein anderes Isomeres des p-Xylols, im allgemeinen m-Xylol. Sie kennen
auch o-Xylol, Äthylbenzol und gegebenenfalls, in den meisten Fällen in Form von
Spuren, andere aromatische Verbindungen mit 9 Kohlenstoffatomen enthalten.
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Das erfindungsgemässe Verfahren soll Im folgenden an Hand einer bevorzugten
Durchführungsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert werden. Die Zeichnung
zeigt schematisch als Beispiel eine Apparatur, die zur Durohflihrung dieses Verfahrens
verwendet werden kann.
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Man führt das Gemisch von Kohlenwasserstoffen in flUssigei Zustand
durch eine Leitung 3 in eine Apparatur 1. mit einem gewünschten Fassungsvermögen,
die mit eine Rührer 2 ausgestattet ist Man rührt Eiswasser in flüssiger Form durch
die.
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Leitung 4 und/oder in tester Form, im allgemeinen in Form von zerstossenem
Eis, aus einer Kältemaschine 5 zu. Das Eiswasser wirkt gleichzeitig als Verdünnungsmittel
für die Kohlenwasserstoffe und als Kühlmittel.
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Zur Gewährleistung einer homogenen Dispersion ist die Apparatur 1
mit einer Mischvorrichtung 2 Jeder bekannten Art
ausgestattet, die
ermöglicht, die Kohlenwasserstoffe sehr rasch in feine Tröpfchen zu zerteilen und
sie in Suspension in dem Wasser dispergiert zu halten. Der Rührer durchmischt ausserdem
kräftig die Kristalle in Suspension in der flüssigen Phase. Er gewährleistet eine
praktisch gleichförmige Temperturverteilung.
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Man setzt die erforderliche Menge an Wasser oder Eis zu, um den gewünschten
VerdUnnungsgrad zu erreichen. Der Verdünnungsgrad (Verhältnis des Gewichts der organischen
Phase zu dem Gewicht des Wassers) betrligt im allgemeinen zwischen 0,02 und 2. Die
Lösungen, deren Verdünnungsgrad unterhalb 0,02 liegt, führen zu einem zu starken
Verbrauch an Eiswasser,und diejenigen, deren Verdünnungsgrad über 2 beträgt, führen
zu sehr dicken Aufschlämmungen, die schwierig zu bewegen sind und nur schwer die
Herstellung von p-Xylol hoher Reinheit erlauben.
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Man dann das Wasser auch bei gewöhnlicher Temperatur einbringen und
die Dispersion von Kohlenwasserstoffen durch Zugabe von Eis, im allgemeinen in der
Form von zerstossenem Eis, abkühlen. Schliesslich kann man das Wasser auch direkt
in Form von Eis einbringen.
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Man stellt die Kühlleistung, die im wesentlichen von dem Eiswasser
in flüssiger und/oder fester Form geliefert wird, so ein, dass die Endtemperatur
des Gemischs eine Temperatur zwischen OOC und 130C erreicht, damit sich p-Xylolkristalle
bilden.
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Das erfindungsgemässe Verfahren bietet für die Reinigung von p-Xylol
aus Gemischen, die weniger als 80 X p-Xylol enthalten, nur wenig Interesse. Dagegen
ermöglicht dieses
Verfahren, rohes p-Xylol, das beispielsweise 95
% p-Xylol enthilt, mit ausgezeichneter Ausbeute zu reinigen. Da diese Ausbeute umso
besser ist, Je niedriger die Endtemperatur des Gemischs Wasser-Kohlenwasserstoffe
ist, kann man zwischen 0 und 7°C und vorzugsweise bei einer Temperatur in der Nähe
von OOC arbeiten.
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Wenn die p-Xylolkristalle gebildet sind, werden sie durch die teitung
6 In eine Abtrennvorriohtung 7 geführt. Die Mutterlaugen, die aus dem Verdünnungswasser,
nichtkristallisiertem p-Xylol und Verunreinigungen des p-Xylols, im allgemeinen
in flüssigem Zustand, bestehen, können durch das Leitungssystem 8 zu einer Wiedergewinnungsvorrichtung
geführt werden, Die abgetrennten p-Xylolkristalle werden direkt, ohne einem Waschen
unterzogen zu sein, in den Behälter 9 geführt, in dem sie geschmolzen werden Es
wurde gefunden, dass dieses besonders einfache und wirtschaftliche Verfahren zu
sehr reinem p-Xylol führt. Dieses Ergebnis ist Uberraschend da die Verunreinigungen
in Wasser unlt3slich sind und man daher erwarten konnte, dass diese an der Oberfläche
der Kristalle haften bleiben.
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Je nachdem ob das Abtrennen mehr oder weniger vollständig ist, kann
es nützlich sein, einige Spuren von Verunreinigungen, die die Mutterlaugen zurückgelassen
haben; zu entfernen. Es ist dann zweckmässig, die p-Xylolkristalle mit Eiswasser
aus der Leitung 10 zu waschen, wobei ein oberflächhohes Schmelzen der Kristalle
verhindert wird. Man stellt fest, dass das Wasser die eventuell vorhandenen Verunreinigungen
sehr leicht verdrängt und entfernt.
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Die so gewaschenen Kristalle werden in dem Behälter 9 geschmolzen,
in welchem durch Dekantieren das restliche Wasser abgetrennt wird.
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Man zieht das hochreine p-Xylol in flüssiger Form durch die Leitung
11 ab, während das mitgeführte Wasser sich absetzt und von Zeit zu Zeit durch den
Schieber 12 entfernt wird.
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Das erfindungsgemässe Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich
durchgeführt werden.
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Die folgenden Bedingungen stellen eine bevorzugte Durchführungsform
der Erfindung dar: Das rohe Ausgangs-p-Xylol, das nach bekannten Verfahren erhalten
ist, enthält zumindest 95 % p-Xylol. Man kann eine Dispersion mechanisch durch Rührer
der üblichen Art, die hohe Drehzahlen besitzen, wie beispielsweise TurbinenrUhrer,
herstellen. Der Boden und die Seitenwände des Gefässes 1 werden vorteilhafterweise
sorgfältig wärmeisoliert.
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Der Verdünnungsgrad des rohen p-Xylols ia Wasser liegt zumeist zwischen
0,08 und 1. Man bevorzugt es, das rohe p-Xylol zunächst mit eiskaltem Wasser zu
verdünnen, das zuvor in einem durch die Kältevorrichtung gespeisten Wärmeaustauscher
abgekühlt wurde, und dann die Kühlung durch Zugabe von zerstossenem Eis zu vervollständigen,
dessen Schmelzwärme ermöglicht, unter Beibehaltung einer begrenzten Verdünnung eine
sehr rasche KUhlung und eine Endtemperatur in der Nähe von 0°C, die eine gute Ausbeute
begünstigt, zu erhalten.
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Man nimmt vorteilhafterweise ein intensives Absaugen oder Abschleudern
vorp um die auf den Kristallen befindlichen Verunreinigungen wirksam zu entfernen,
was im allgemeinen ermöglicht, Jedes Waschen zu vermeiden, Das erfindungsgemässe
Verfahren kann in verschiedenen Weisen abgeändert werden. Man kann gegebenenfalls
dem VerdUnnungswasser
oder dem Waschwasser einen oder mehrere
Zusatzstoffe zugeben, beispielsweise um die Oberflächenspannung zu erniedrigen und
die Entfernung der Verunreinigungen zu begünsteigen Man kann die Abtrennung der
Kristalle unter sehr verschiedenen Bedingungen durchführen oder auch ein Absaugen
oder Abschleudern durch eine Filtration ersetzen. Diese Filtration kann beispielsweise
im Vakuum oder unter Druck erfolgen. Man erhält im allgemeinen ein hochreines Produkt
mit einer einzigen erfindungsgemässen Behandlung, doch kann es von Interesse sein,
beispielsweise,wenn man nicht über eine ausreichende Abtrenneinrichtung verfügt,
die Arbeitsgänge zu wiederholen.
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Ea können auch andere Abänderungen vorgenoun werden, n, die im Rahmen
des Fachwissens liegen. Man kann beispielsweise die Speiseleitung 3 fUr das Gemisch
der Kohlenwasserstoffe kühlen, man kann auch die Absaug- oder Abechleudervorrichtung
oder das Filter kühlen usw., wobei dieses Kühlen Mit Hilfe einer durch die Kälteanlage
gelieferten temperaturregulierten KUhlflüssigkeit vorgenommen werden kann.
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Das verwendete Wasser kann gegebenenfalls destilliert oder entmineralisiert
sein.
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Man gelangt nicht aus dem Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn
man deren wesentlichen Merkmale beibehält» die in der Verdünnung und der Dispersion
eines an p-Xylol reichen Kohlenwasserstoffgemischs in feine Tröpfchen in Eiswasser
liegen. Ebenso gelangt man nicht aus dem Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn
man die p-Xylolkristalle mit Eiswasser ohne Bewirkung ihres Schmelzens wäscht.
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Das erfindungsgemässe Verfahren ist besonders interessant, wenn es
eine Anlage zur Herstellung von p-Xylol vervollständigt.
Es ermöglicht,
aus einem rohen p-Xylol, das nur etwa 95 % reines Produkt enthält, aehr einfach
praktisch reines p-Xylol zu erhalten. Die Anlage zur Fabrikation von p-Xylol kann
dann auf eine maximale Produktivität eingestellt werden Die folgenden Beispiele
erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
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Beispiel 1 Man verwendet einen zylindrischen Behälter mit ebenem Boden
aus rostfreien Stahl mit einem Durchmesser von 210 mm und eine Fassungsvermögen
von t2 1. Der Behälter ist mit einem senkrechten Rührer aus rostfreiem Stahl ausgestattet,
der 40 mm über dem Boden des Behälters mit einer Turbine mit Käfig mit einem Durchmesser
von 75 mm versehen ist, die sich im Inneren eines feststehenden Käfigs dreht. Die
Turbine kann durch einen Motor mit Regelgetriebe bei Geschwindigkeiten zwischen
3000 und 8000 U/min angetrieben werden.
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Man bringt in den Behälter 800 g handelsübliches p-Xylol mit eine
Gehalt von 99,) Gew.-% p-Xylol, 0,46 Gew.-% m-Xylol, 0,044 Gew.-% o-Xylol und 0,15
Gew.-% Äthylbenzol ein. Man betätigt den Rührer mit 8000 U/min und setzt gleichzeitig
Wasser von gewöhnlicher Temperatur, d.h. 16°C, zu, bis ein Verdünnungsgrad von 13,35%
erreicht ist. Dann gibt man zerstossenes Eis zu, bis eine Endtemperatur des Gemischs
von 4°C und ein Verdünnungsgrad von 10,25 % erreicht ist.
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Man saugt die p-Xylolkristalle auf einer Nutsche mit einer Platte
aus Frittenglas, die auf einer Vakuumflasche angebracht
ist, ab.
Die auf dem Filter zurückbleibenden Kristalle werden durch IR-Differentialspektrophotometrie
analysiert. Man stellt keine Verunreinigungen fest. Die erzielte Ausbeute an p-Xylol
beträgt 94 %.
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Zu Vergleichszwecken arbeitet man unter den gleichen Bedingungen wie
zuvor, wobei Man Jedoch als Verdünnungsmittel eine Natriumchloridlösung verwendet,
die aus 10 Gewichtsteilen Wasser je 3,6 Gewichtsteilen Natriumchlorid besteht.
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Die IR-Differentialanalyse der ohne Waschen erhaltenen Kristalle ergibt:
0,21 % M-Xylol, 0,012 % o-Xylol und 0,07 % Äthylbenzol.
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Nach Waschen auf einer Glasfrittennutsche mit 4 1 Eiswasser zeigt
die IR-Analyse noch 0,11 % m-Xylol, 0,011 % o-Xylol und 0,008 % Äthylbenzol.
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Beispiel 2 Man verwendet die in Beispiel 1 beschriebene Apparatur.
Man bringt in den Behälter 800 g p-Xylol mit einem Gehalt von 20,2 % m-Xylol ein.
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Man betätigt den Rührer mit 8000 U/min und setzt gleichzeitig Wasser
von gewöhnlicher Temperatur zu, bis ein Verdünnungsgrad von 13,35 % erreicht ist.
Man füllt zerstossenes Eis ein, bis eine Endtemperatur von 0,5°C und ein Verdünnungsgrad
von 9,1 % erreicht ist, Man saugt die p-Xylolkristalle auf einer Filterplatte ab
und wäscht sie nacheinander dreinal mit Je 1,5 1 Eiswasser
mit
einer Temperatur in der Nähe von 0°C. Nan lässt die so gewaschenen Kristalle in
einem Kolben schmelzen. Die IR-Analyse des so erhaltenen p-Xylols ergibt 0960 %
m-Xylol und sonst keine weitere Verunreinigung. Die Ausbeute an reinem p-Xylol beträgt
28 %. Es ist ersichtlich, dass, wenn das so angewendete erfindungsgemässe Verfahren
auch eine gute Reinigung ergibt, es praktisch kein Interesse für Gemische mit so
niedrigem Gehalt an p-Xylol besitzt.
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Beispiel 3 Man verwendet die in Beispiel 9 beschriebene Apparatur.
Man giesst in den Behälter 4300 g p-Xylol der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel
9 ein und setzt den Rührer mit 3000 U/min in Gang. Man setzt nur zerstossenes Bis
zu. Die Endtemperatur erreicht 13°C. Nach Schmelzen des Eises saugt man die p-Xylolkristalle
auf einer Filterplatte ab. Die Ausbeute an reinem p-Xylol beträgt 64 %. Es ist ersichtlich,
dass die Erhöhung der Temperatur gegenüber derjenigen von Beispiel î zu einer beträchtlichen
Erniedrigung der Ausbeute führt.
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Beispiel 4 Man verwendet den in Beispiel 1 beschriebenen Behälter
und ersetzt den Rührer durch eine Turbine mit einem Durchmesser von 70 mm, die aus
einer horizontalen Scheibe, die 4 radiale Schaufeln trägt, besteht.
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Man bringt 800 g p-Xylol mit einem Gehalt von 0,46 Gew.-% m-Xylol
ein und betreibt den Rührer mit 410 U/min. Man verdünnt
das rohe
p-Xylol auf den gleichen Grad wie in Beispiel 1 und saugt die erhaltenen Kristalle
unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 ab. Die zugegebene Menge an Eis
hat jedoch die Temperatur des Gemischs nur auf 7,5°C gebracht. Die Ausbeute an reinem
p-Xylol beträgt 85 %.
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Die IR-Analyse ergibt 0,043 % m-Xylol.
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Beispiel 5 Man verwendet einen zylindrischen Behälter mit gewölbtem
Boden aus rostfreiem Stahl mit einem Fassungsvermögen von 100 1 und einem Durchmesser
von 540 mm. Der Behälter ist mit eine. senkrechten Rührer aus rostfreiem Stahl ausgestattet,
der eine Turbine trägt, die mit der in Beispiel 1 beschriebenen vergleichbar ist,
deren Durchmesser jedoch 110 mo beträgt. Man bringt in den Behälter 6,6 kg handelsübliches
p-Xylol der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 ein.
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Man bringt auch 50 kg Wasser von einer Temperatur von 160c ein betreibt
den Rührer mit 2800 U/min. Man gibt zerstossenes Eis zu, bis eine Endtemperatur
des Gemischs von 8°C und ein Verdünnungsgrad von 9,48 % erreicht ist.
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Man saugt die p-Xylolkristalle auf einem Steingutvakuumfilter, das
mit einem Baumwolltuch versehen ist, mit einem Durchmesser von 500 mm und einem
Fassungsvermögen von 50 1 ab.
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Man führt 3 aufeinanderfolgende Waschvorgänge mit Je 10 1 Eiswasser
von einer Temperatur von 2°C durch, Man lässt die so gewaschenen Kristalle in einer
Dekantiervorrichtung schmelzen und entfernt das restliche Waschwasser. Die IR-Analyse
des so erhaltenen p-Xylols ergibt 0,12 % m-Xylol, 0,003 % o-Xylol und 0,064 , Xthylbenzol.
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Beispiel 6 Man verwendet ein mit Glas ausgekleidetes Gefäss aus Stahl
mit einem Fassungsvermögen von 900 1, das mit einem 3-armigen Rührer mit eine Durchmesser
von 900 mm sowie 2 vertikalen feststehenden Stauplatten ausgestattet ist.
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Man bringt 66 kg handelsübliches p-Xylol der gleichen Zusammensetzung
wie in Beispiel 1 ein. Man bringt auch 500 kg Wasser von einer Temperatur von 16°C
ein und betreibt den Rührer mit 100 U/min. Man setzt 300 kg zerstossenes Eis zu
und erhält eine Endtemperatur von 2°C. Der Verdünnungsgrad sinkt von. 13,2 % auf
8,25 %.
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Man schleudert die p-Xylolkristalle auf einer üblichen Zentrifuge
ab, in der sie einer Beschleunigung von 600 g ausgesetzt werden.
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Die IR-Analyse des ohne Waschen erhaltenen p-Xylols ergibt 0,12 S
m-Xylol, 0,007 % o-Xylol und 0,015 % Äthylbenzol Nach Waschen von 11 kg p-Xylol
innerhalb von 7 Minuten mit einer Rate von 185 l/Stunde Eiswasser zeigt die IR-Analyse
nur noch 0,058 % m-Xylol.
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Beispiel 7 Man verwendet einen zylindrischen Behälter mit konischem
Boden aus Polyäthylen mit einem Fassungsvermögen von 30 1.
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Der Rührer ist der gleiche, wie er in Beispiel 1 beschrieben ist,
Man
bringt zunächst 1,760 kg handelsübliches p-Xylol ein, dessen Hauptverunreinigung
aus 0,58 % m-Xylol besteht, und setzt dann 13,240 kg Eiswasser mit einer Temperatur
von 0,5°C zu. Man betreibt den Rührer mit 3500 U/min.
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Man bringt gleichzeitig 8 kg/Stunde handelsübliches p-Xylol und 80
kg/Stunde Eiswasser mit einer Temperatur von 0,5°C ein. Der Rührer ruft eine nichtvernachlässigbare
Erwärinung hervor, wobei sich die Temperatur des Gemischs bei 100C stabilisiert
Die aus dem Kristallisationsgefäss austretenden p-Xylolkristalle und Mutterlaugen
werden in einer Zentrifuge abgeschleudert, in der sie einer Beschleunigung von 9000
g ausgesetzt sind.
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Nach 3 ½-stündigem kontinuierlichem Betrieb ist der Verdünnungsgrad
in dem Behälter von 13,35 % auf 11,4 % gegangen.
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Die IR-Differentialanalyse des ohne Waschen erhaltenen p-Xylols ergibt,
dass kein Isomeres vorhanden ist.
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Beispiel 8 Man verwendet ein zylindrisches Gefäss mit ebenem Boden
mit eine Fassungsvermögen von 4 1 und einem Durchmesser van 200 mm. Das Gefäss ist
mit einem senkrechten Rührer aus rostfreien Stahl ausgestattet, der mit einer Turbine
versehen ist, die der in Beispiel 1 beschriebenen vergleichbar ist und deren Durchmesser
48 mm beträgt. Man beschickt zu Beginn den Behälter mit Eiswasser von 0,7°C und
betreibt den Rührer mit 2850 U/min. Dann führt man kontinuierlich durch eine in
der
Nähe des RUhrers mündende Leitung 16 kg/Stunde an p-Xylol von 22°C mit einem Gehalt
von 10,36 % m-Xylol, 0,17 % Äthylbenzol, 0,017 0 Toluol und 0,014 % o-Benzol sowie
250 kg/Stunde an Wasser von 0,7°C zu. Die Temperatur des Gemischs stabilisiert sich
bei 4bC.
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Die p-Xylolkristalle und die Mutterlaugen fliessen aus dem Behälter
auf eine Zentrifuge mit diskontinuierlichem Betrieb, in der sie einer Beschleunigung
von 800 g ausgesetzt werden.
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Man nimmt kein Waschen vor.
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Die Versuchsdauer beträgt 50 Minuten. Die erzielte Ausbeute an p-Xylol
beträgt 57 %. Die IR-Differentialanalyse des p-Xylols ergibt nur 0,28 % m-Xylol
und 0,03 % Äthylbenzol.