DE2046976A1

DE2046976A1 - Verfahren zur Gewinnung reiner Aroma ten aus aromatenreichen Kohlenwasserstoff gemischen

Info

Publication number: DE2046976A1
Application number: DE19702046976
Authority: DE
Inventors: Tokio; Fisen lohr Karl Heinz Dr . 6079 Buchschlag; Grosshans. Winfried A. Mariston NJ. Nakajima. Toshiyuki (V StA.)
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1969-12-11
Filing date: 1970-09-24
Publication date: 1971-06-16
Also published as: CS153569B2; BE760232A; ES386289A1; FR2070807A1; JPS5022024B1; ZA707023B; RO57811A; AT308066B; NL160235C; SE364251B; FR2070807B1; SU385427A3; NL7016135A; AR203704A1; CA935826A; PL81255B1; GB1293838A; DE2046976B2; NL160235B

Description

METALLGESELLSCHAFT
Aktiengesellschaft

prov. Nr. 6494 LÖ

Frankfurt/Main, 8. Sept. 1970 DrWer/EV

Verfahren zur Gewinnung reiner Aromaten aus aromatenreichen Kohlenwasser stof f gemis chen

Zur Gewinnung der industriell wertvollen aromatischen Kohlenwasserstoffe, insbesondere von Benzol, Toluol und den Cg-Aromaten aus aromatenreichen Kohlenwasserstoffgemischen sind einige Solventextraktionsprozesse bekannt und auch in der Praxis erprobt, in denen das aromatenhaltige Einsatz gemisch in ein Raffinat und einen Extrakt zerlegt wird. Der Extrakt ist nach Abtrennung vom Lösungsmittel ein im wesentlichen aus Aromaten bestehendes Gemisch, das durch Destillation zu Benzol, Toluol und Co-Aromaten fraktioniert wird. Die Fraktion der höhersiedenden aromatischen Kohlenwasserstoffe Cg+ kann, falls gewünscht, einer Entalkylierung unterworfen werden, um daraus Benzol, Toluol und Cg-Aromaten zu bilden, die zur Fraktionierung und Reinigung in den Prozess zurückgeführt werden.

Die bekannten Solventextraktionsprozesse haben den Nachteil, daß die Cg-Aromaten und besonders die Cn und C-. Q-Aromaten in befriedigenden Ausbeuten nur unter Anwendung außerordentlich großer Lösungsmittelmengen bei hohen Anlage- und Betriebskosten zu gewinnen sind, Auch bei Einsatz großer Lösungsmittelmengen können die Aromaten Cg, Cn und CjQ je nach der Zusammensetzung des Einsatzgemisches nur mit Ausbeuten von etwa 80 bis 95 % gewonnen werden. Die vorliegende Erfindung richtet sich darauf, diese Schwierigkeiten zu überwinden und die Abtrennung und Reinigung von aromatischen Kohlenwasserstoffen mit einem wesentlich geringeren Lösungsmittelverhältnis

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bezogen auf das gesamte Einsatzgemisch und mit besseren Ausbeuten auszuführen, insbesondere um erhöhte Ausbeuten von Cg, C₉ und C₁₀-Aromaten zusätzlich zu Benzol und Toluol zu gewinnen.

Die Erfindung besteht darin, daß das aromatenhaltige Einsatzgemisch vor der Solventextraktion durch eine fraktionierende Destillation in eine erste, im wesentlichen aus Benzol, Toluol und Nichtaromatendes gleichen Siedebereiches sowie einem kleinen Teil von Cg-Aromaten bestehende Fraktion, in eine zweite, hauptsächlich aus Cg-Aromaten bestehende Fraktion und in eine dritte, vorwiegend aus Cg und Ciq-Aromaten bestehende Fraktion zerlegt wird.

Die erste Fraktion wird einer Solventextraktion unterworfen, und der dabei erhaltende Extrakt wird fraktioniert und zu den Reinprodukten Benzol, Toluol und Cg-Aromaten aufgearbeitet. Die zweite Fraktion kann für sich schon als Ausgangsmaterial für chemische Prozesse verwendet oder als Endprodukt der Cg-Aromaten gewonnen werden. Falls ein sehr hoher Reinheitsgrad gewünscht wird, kann diese Fraktion einer Extraktivdestillation unterworfen werden. Dabei wird das Raffinat, das einen kleinen Anteil von Cg-Aromaten und die Nichtaromaten enthält, aus der Extraktivdestillation als Kopffraktion abgenommen und kann in die Solventextraktion zurückgeführt werden.

Die dritte Fraktion kann insgesamt oder nach einer Trennung in die Fraktionen der Cg-Aromaten und der C^q-Aromaten entalkyliert werden, wobei die Cg-Aromaten in Benzol, Toluol und Cg-Aromaten umgewandelt werden. Die Entalkylierungsprodukte können mit dem aus Aromaten bestehenden Extrakt der Solventextraktion vereint zu den noch zu beschreibenden fraktionierenden Destillationen für Benzol, Toluol und Cg-Aromaten geleitet werden.

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Die fraktionierende Destillation, die am Anfang des erfindungsgemäßen Prozesses steht und zur Aufteilung des Einsatzgemisches in drei verschiedene Fraktionen führt, kann nach verschiedenen Arbeitsweisen betrieben werden, die sich für das jeweils verwendete Einsatzmaterial eignen.

Eine zweckmäßige Arbeitsweise besteht darin, daß das Einsatzgemisch einer fraktionierenden Destillation in einer als Splitter bekannten Kolonne unterworfen wird, wobei die erste Fraktion mit den Hauptanteilen Benzol, Toluol und Nichtaromaten und einem kleinen Anteil von Co- Aromaten als Kopf fraktion entnommen und in einer Solventextraktion zur Gewinnung von Benzol, Toluol und Cg-Aromaten aufgearbeitet wird, und daß das Sumpfprodukt der Splitterkolonne, das den Hauptanteil von Cg-Aromaten und die Cg und C₁₀-Aromaten enthält, einer weiteren Destillation unterworfen wird, wobei der zweite, die Cg- Aromaten enthaltende Strom als Kopf produkt gewonnen wird. Dieser zweite Strom besteht aus den Cg-Aromaten und aus Nichtaromaten des gleichen Siedebereiches. Der dritte, die C9 und Ci n-Aromaten enthaltende Strom fällt als Sumpfprodukt der zweiten Destillationskolonne an.

Eine andere geeignete Ausführungsform besteht darin, daß das Einsatzgemisch durch Destillation in ein Benzol, Toluol und Cg-Aromaten enthaltendes Kopf produkt und in ein Sumpf produkt, welches die Cg und C-ι Q-Aromaten enthält und den dritten Teilstrom des Einsatzgemisches bildet, getrennt wird, und daß das Kopfprodukt durch eine weitere Destillation in ein den ersten Teilstrom bildendes im wesentlichen aus Benzol, Toluol und Nichtaromaten des gleichen Siedebereiches mit Spuren von Cg-Aromaten enthaltendes Destillat und in einem, den zweiten Teilstrom bildenden, vorwiegend die Cg-Aromaten enthaltenden Teilstrom zerlegt wird.

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1 0 9 8 2 5 / 7 7 η 7

Eine weitere geeignete Ausführungsform besteht darin, daß das Einsatzgemisch durch Destillation in einer Kolonne unter ausgewählten Bedingungen so getrennt wird, daß der erste Teilstrom als Kopfprodukt, der zweite Teilstrom als Seitenabzug und der dritte Teilstrom als Sumpfprodukt erhalten werden.

Jede Kombination der vorgenannten Aus führungs form en der Hauptfraktionierung des Einsatzgemisches kann zur Abstimmung auf die spezifische Zusammensetzung des Einsatzgemisches gewählt werden, und jede Destillatfraktion kann nach Zusammensetzung und Menge so eingestellt werden, daß die nachfolgenden Verfahrensschritte wirksam ausgeführt werden können. *

Durch eingehende Untersuchung der Beziehungen zwischen den gegebenen Gruppen von aromatischen Kohlenwasserstoffen und den für ihre selektive Extraktion geeigneten Lösungsmitteln wurde gefunden, daß bei der Isolierung von Cg, Cg und C^Q-Aromaten durch Fraktionierung des Einsatzmaterials vor der Extraktion überragende Resultate erzielt werden und hohe Ausbeuten an diesen Aromaten und auch eine wesentliche Verbesserung der Ausbeuten an Benzol, Toluol und besonders an Cg-Aromaten mit einem Minimum an Lösungsmittelbedarf erreicht werden können.

Aromatenreiche Einsatzgemische, für die das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist, sind beispielsweise die katalytischen Reformate, hydrierte Pyrolysebenzine, Kokereibenzol oder Mischungen derselben. Das erfindungsgemäße Verfahren hat seine überragenden Vorteile gegenüber den bekannten Prozessen, insbesondere bei Anwendung auf Einsatzgemische, die mehr als 10 % Cg-Aromaten enthalten.

109825/770?

Das erfindungsgemäße Verfahren sei in Verbindung mit der Figur 1 eingehender erläutert. Die Figur 1 ist das Fließschema einer Arbeitsweise mit der Kombination einer Vorfraktionierung in einer Splitterkolonne und einer Destillationskolonne für die Cg-Aromaten. Die anderen oben genannten Verfahrensschrxtte können jedoch mit vergleichbaren Resultaten angewendet werden.

Durch die Leitung 1 wird das aromatenhaltige Einsatzgemisch zu einer Splitterkolonne 2 geführt, die unter solchen ausgewählten Temperaturbedingungen betrieben wird, daß Cg-Aromaten im Kopfprodukt nur spu- ä renweise enthalten sind und überwiegend im Sumpfprodukt verbleiben. Diese speziellen Temperaturbedingungen werden im nachfolgenden Beispiel erläutert. Als Destillat der Splitterkolonne werden durch die Leitung 3 Benzol, Toluol und Nichtaromaten des gleichen Siedebereiches mit einem kleinen Anteil von Cg-Aromaten abgenommen. Die Hauptmenge von Cg-, Cg- und C-^q-Aromaten und Nichtaromaten werden durch die Leitung 16 aus dem Sumpf der Splitterkolonne 2 abgeleitet.

Das Destillat der Splitterkolonne 2 wird durch die Leitung 3 einer Solventextraktions anlage 4 zugeleitet und darin in an sich bekannter Wei- ^j se in einen Extrakt von Benzol, Toluol und Cg-Aromaten einerseits und in ein Raffinat von Nichtaromaten andererseits verlegt. Die Extraktionsanlage 4 besteht vorzugsweise aus einem vielstufigen Gegenstromextraktor, einem Separator, einem Abstreifer und der Hilfsausrüstung. Vorzugsweise wird der Einsatzstrom aus Leitung 3 einem mittleren Abschnitt des Extraktors aufgegeben, während das Lösungsmittel am Kopf zugeführt wird, so daß das Lösungsmittel im Gegenstrom zum aufsteigenden ar omatenr eichen Kohlenwasser stoff gemisch abwärts strömt.

Aus der Solventextraktion 4 werden die Nichtaromaten als Raffinat,

10982 F. /??0? -^ß-

das etwas Lösungsmittel gelöst enthält, durch die Leitung 5 abgezogen. Die extrahierten Aromaten werden vom Lösungsmittel getrennt und durch die Leitung 6 zu. einem Fraktionierungssystem für die reinen Aromaten geleitet. Da das Einsatzgemisch der Solventextraktion neben Benzol und Toluol nur eine kleine Menge von Cg-Aromaten und keine Cg und C^g-Aromaten enthält, kann die Selektivität des Lösungsmittels in der Extraktion weitgehend ausgenutzt werden.

Als Lösungsmittel für die Solventextraktion eignen sich N-Methylpyrrolidon, N-Hydroxyläthylpyrrolidon, Butyrolacton, Äthylenglykol oder Diäthylenglykol, Dimethylformamid, Sulfolan, Dimethylsulfoxyd und dergleichen. Diese Lösungsmittel können einzeln oder in Mischungen derselben verwendet werden oder können mit Wasser oder organischen Lösungsmitteln mit einer geringen Kapazität für Aromaten, die vorzugsweise einen höheren Siedepunkt als die zu gewinnenden Aromaten haben, verdünnt werden, um die Selektivität solcher Gemische zu verbessern.

Wie bereits gesagt, ist das Kopfprodukt der Splitterkolonne 2 im wesentlichen frei von Cg, C ^q-Aromaten und höher siedenden Stoffen und enthält nur Spuren von Cg-Aromaten. Daraus resultiert eine verminderte Lösungsmittelmenge für die Extraktion von Benzol, Toluol und Cg-Aromaten, was zusammen mit dem verringerten Verhältnis der Mengen von Lösungsmittel und Einsatzgemisch ein weiterer bedeutender Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, wie in dem nachfolgenden Beispiel besonders dargelegt wird.

Die vom Lösungsmittel abdestillierten Aromaten können in bekannter Weise mit Adsorptivstoffen, wie Bleicherde, (clay), behandelt werden, um Olefine und andere Verunreinigungen, die darin enthalten seinkön-

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nen, zu entfernen. Danach werden die Aromaten durch die Leitung 6 zur Fraktionierung geleitet. Diesem Fraktionierungssystem kann auch der Produktstrom aus einer Entalkylierungsanlage zugeführt werden.

Das System für die Aromatenfraktionierung besteht aus der Benzolkolonne 7, der Toluolkolonne 10 und der Cg-Aromatenkolonne 13. Die extrahierten Aromaten werden durch die Leitung 6 der Benzolkolonne 7 aufgegeben, in welcher reines Benzol als Kopfprodukt abdestilliert wird, während das Sumpfprodukt, das aus Toluol und kleinen Mengen von C8-Aromaten besteht, durch die Leitung 9 in die Toluolkolonne 10 eingeführt wird. Das Kopfprodukt dieser Kolonne besteht aus reinem Toluol und wird durch die Leitung 11 abgeleitet. Das Sumpfprodukt besteht aus reinen C 3-Aromaten und wird durch die Leitung 12 entnommen. Anders als bei den bekannten Verfahren ist das Eins atz gemisch der Toluolkolonne 10 fast frei von Cg-Aromaten, so daß Toluol wirksam von den Cß-Aromaten getrennt wird.

Das Sumpfprodukt der Toluoldestillation 10 besteht im wesentlichen aus reinen Cß-Aromaten und kann schon für sich als Ausgangsmaterial für chemische Prozesse oder als Reinprodukt verwendet werden. Es kann jedoch, wenn gewünscht, auch in eine besondere Cg-Aromatendestillation 13 geleitet werden, an deren Kopf durch die Leitung 14 sehr reine Cß-Aromaten abgenommen werden können. Das Sumpfprodukt dieser Kolonne 13 besteht aus kleinen Anteilen von höhersiedenden Verunreinigungen, die z.B. aus der Entalkylierungsstufe stam men. Die Cg-Aromaten aus der Leitung 12 können auch zu einer anderen noch zu beschreibenden Destillationskolonne 17 für Cg-Aromaten geleitet werden. Die Endreinheit der gewünschten aromatischen Kohlenwasserstoffe kann dadurch verbessert werden, daß Zweigströme der Kopfprodukte der Benzolkolonne und der Toluolkolonne zur

Aromatenfraktionierung zurückgeführt werden. Diese Zweigströme können, wie in der Fig. 1 beispielsweise dargestellt, als Kopfprodukte der Benzolkolonne 7 und der Toluolkolonne 10 abgenommen werden, während die Reinprodukte Benzol und Toluol als Seitenfraktionen wenige Böden unterhalb des Kolonnenkopfes durch Leitungen 8 bzw. 11 anfallen.

Das Sumpfprodukt der Splitterkolonne 2 wird durch die Leitung 16 einer zweiten Destillationskolonne 17 zugeleitet, aus der die Cg-Aromaten als Kopfprodukt durch die Leitung 18 entnommen werden, während die Cg und C ^q-Aromaten als Sumpfprodukt durch die Leitung 22 abgezogen werden. Die bevorzugten Temperaturbedingungen für diese Kolonne sind etwa 140 bis 150⁰C. Die Cg-Aromaten, die aus der Kolonne 17 als Kopfprodukt abgenommen werden, haben eine Qualität, die für den unmittelbaren Einsatz in chemischen Prozessen oder als Endprodukt ausreichend ist. Wenn jedoch eine besonders hohe Reinheit verlangt wird, dann können die Cg-Aromaten mit Bleicherde (clay) behandelt und einer Extraktivdestillationskolonne 19 aufgegeben werden, um unerwünschte Verunreinigungen von nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen zu entfernen. Vorzugsweise wird die Fraktion von Cg-Aromaten in den mittleren Abschnitt der Extraktivdestillationskolonne 19 aufgegeben, während ein Lösungsmittel auf den Kopf dieser Kolonne gegeben wird. Die Kolonne 19 wird unter solchen ausgewählten Bedingungen betrieben, daß mit den in der Cg-Aromatenfraktion enthaltenen Nichtaromaten eine kleine Menge von Cg-Aromaten als Dampfphase über den Kopf der Kolonne weggehen. Das Sumpfprodukt dieser Kolonne besteht im wesentlichen aus Cg-Aromaten und Lösungsmittel und wird zu einer nicht dargestellten Abstreifkolonne geleitet, aus welcher reine Cg-Aromaten als Kopfprodukt und Lösungsmittel als Sumpfprodukt gewonnen werden. Das Lösungsmittel wird zu der Extraktivdestillation 19 zurückgeführt. Die Extraktivdestillation wird vorzugs-

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— y—

weise mit einem, polaren Lösungsmittel ausgeführt, welches oberhalb der Cg-Aromaten siedet und insbesondere keine azeotropen Gemische mit den Kohlenwasserstoffen der Co-Aromatenfraktion bildet. Geeignete Lösungsmittel sind z.B. N-Methylpyrrolidon, Sulfolan und PoIyäthylenglykol. Diese Lösungsmittel können vorteilhaft sowohl für die Extraktivdestillation wie auch für die Solventextraktion verwendet werden. Lösungsmittel, die mit den Kohlenwasserstoffen der Cg-Aromatenfraktion azeotrope Gemische bilden, sind anwendbar, wenn eine geeignete Lösungsmittelrückgewinnung vorgesehen wird.

Diese Extraktivdestillation gibt als Kopfprodukt ein Raffinat, welches die Nichtaromaten der Cg-Aromatenfraktion enthält und durch die Leitung 21 entnommen und mit dem ersten Teilstrom in der Leitung 3 der Extraktions anlage 4 zur Gewinnung der kleinen Anteile von darin enthaltenen Cg-Aromaten zugeführt wird. Die Fraktion der Cg-Aromaten wird auf diese Weise bis auf einen Restgehalt an Nichtaromaten von weniger als 500 ppm gereinigt und durch die Leitung 20 aus der Extraktivdestillation 19 entnommen.

Wenn die Solventextraktion und die Extraktivdestillation mit einer Hydro entalkylierung kombiniert werden, dann können die Cg-Aromaten ^ aus dem Sumpf der Toluolkolonne 10 durch die Leitung 16 der zweiten Destillationskolonne 17 für den zweiten Teilstrom mit den Cg-Aromaten aufgegeben werden, um hochsiedende Anteile, die in der später zu beschreibenden Hydroentalkylierung gebildet werden, abzutrennen. Sie können aber auch in der ersten Cn-Aromatenkolonne 13 aufgearbeitet werden.

Die Fraktion der Cg und Ci q-Aromaten, die aus dem Sumpf der zwei-

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ten Kolonne 17 für den zweiten Teilstrom mit den Cg-Aromaten entnommen wird und welche kleine Mengen von Nichtaromaten enthält, kann unmittelbar durch die Leitung 22 zur Hydroentalkyiierungsanlage 25 zwecks Umwandlung in Benzol, Toluol und Cg-Aromaten geleitet werden. Das· Reaktionsprodukt wird durch die Leitungen 26 und 6 in das Aromatenfraktionierungssystem 7, 10 geführt.

Zur Verbesserung der Ausbeuten kann vorzugsweise die Cg-Fraktion in die Hydroentalkylierung geführt werden. Dann wird das Sumpfprodukt der zweiten Kolonne 17 für den zweiten Teilstrom mit den Cg-Aromaten durch die Leitung 22 zu einer weiteren Destillationskolonne geleitet, in der die C, Q-Aromaten als Sumpfprodukt abgetrennt werden und die C_g-Aromaten als Kopfprodukt durch die Leitung 24 in die Entalkylierung 25 geführt werden.

Dieser Hydroentalkylierungsprozess ist an sich bekannt und wird in Gegenwart von Wasserstoff katalytisch oder thermisch ausgeführt. Im allgemeinen wird die katalytische Hydroentalkylierung vorzugsweise bei 500 bis 800⁰C unter einem Druck von 35 bis 36 atü in Gegenwart von Wasserstoff und an bekannten Katalysatoren, beispielsweise Chrom-Aluminium-Kontakten oder Nickel, Kobalt und Molybdän enthaltenden Katalysatoren ausgeführt. Unter diesen Arbeitsbedingungen werden die kleinen Mengen von Cg und C_1Q-Paraffine zersetzt und in Gase mit niedrigem Molekulargewicht umgewandelt, während C_g und C₁₀-Aromaten fortschreitend entalkyliert und in Benzol, Toluol und Cg-Aromaten verwandelt werden. Die thermische Entalkylierung findet unter gleichen oder etwas höheren Temperaturen und Drücken und in Gegenwart von Wasserstoff, aber ohne Mitwirkung eines Katalysators statt.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind insbesondere eine

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verbesserte Ausbeute an den praktisch wertvollen aromatischen Kohlenwasserstoffen, insbesondere den Cg, Cg und C ^q-Aromaten kei ^^e~ merkenswert geringem Lösungsmittelbedarf in der Extraktion und einem kleinen Verhältnis der Mengen von Lösungsmittel und Einsatzgemisch, die wirtschaftliche Anwendung gleicher Lösungsmittel sowohl für die Extraktivdestillation als auch für die Extraktion und als Folge davon die Herstellung der bevorzugt gewünschten Aromaten mit 6 bis 8 C-Atomen im Molekül bei einem Minimum an Kosten.

Durch das nachfolgende Beispiel, das sich auf die Ausführungsform der Erfindung mit der Splitterkolonne 2 und einer zweiten Destillationskolonne 17 für C ο-Aromaten bezieht, sei die Erfindung in Vergleich mit bekannten Verfahren eingehender erläutert.

B_e_i£pi_e_l_

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einer in dem Fließschema in Figur 1 entsprechenden Anlage ausgeführt.

Die Splitterkolonne 2 hat 50 Böden und wird mit einer Kopf temperatur von 85°C und einer Sumpftemperatur von 160⁰C unter einem Druck von 0, 6 atü betrieben.

In der Solventextraktion 4 wird als Lösungsmittel ein Gemisch von 50 Gew.% N-Methylpyrrolidon und 50 Gew.% Monoäthylenglykol verwendet. Die Solventextraktion ist ein Vielstufenextraktor mit 24 Boden und wird bei etwa 60⁰C betrieben. Das Einsatzgemisch ist ein katalytisches Reformat, dessen Zusammensetzung und stündliche Einsatzmenge aus Tabelle 1 ersichtlich sind:

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Komponente

Tabelle I	Einsatz (t/hr)
Gehalt (Gew. %)	3.8
4.1	23.7
25.5	28.5
30.5	10.5
11.5	0.4
0.4	26.0
28.0	92.9
100.0

Benzol

Toluol

Cg-Aromaten

C j Q- Aromaten

Nichtaromaten

Total

Die Menge und die Zusammensetzung der aus der Splitterkolonne 2 abgeleiteten Ströme sind aus Tabelle II zu ersehen:

Tabelle II

Komponente Teilstrom I (Kopf) Teilstrom II (Sumpf) Gehalt (Gew. %) Menge (t/hr) Gehalt (Gew.%) Menge (t/hr)

Benzol

Toluol

Cg-Aromaten

C jq-Aromaten

Nichtaromaten

Total

6.8

42.3

4.7

46.1 100.0

3.8

23.7

2.6

25.9
56.0

70.0

28.4

1.1

0.5

100.0

25.9

10.5

37.0

In der Tabelle III sind der Lösungsmittelbedarf und das Verhältnis von Lösungsmittel zu Einsatzgemisch in dem erfindungsgemäßen Verfahren mit den entsprechenden Werten bekannter Prozesse verglichen :

109825/??0?

Tabelle III

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Einsatz Lösungsmittel Extrakt- Lösungsmittel (t/hr) (t/hr) Rücklauf Einsatz

Erfindung 56.0 195 35 3.5

Bekannte Verfahren 93.0 392 78 4.2

Daraus ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße Prozess mit viel weniger Lösungsmittel und mit weniger Extraktrücklauf auskommt, als die bekannten Prozesse. Die Solventextraktion wird in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Verhältnis von Lösungsmittel zu Einsatzgemisch (Leitung 1) von 2,1:1 ausgeführt, und das Verhältnis von Extraktrücklauf zu Eins atz gemisch beträgt nur 0,4 : 1.

Menge und Zusammensetzung der Teilströme II und III aus der Destillationskolonne 17 sind in der Tabelle IV aufgezeichnet:

Tabelle IV

Komponente Teilstrom II, Leitung 18 Teilstrom III, Leitung Gehalt (Gew. %) Menge (t/hr) Gehalt (Gew. %) Menge (t/hr)

C₈-Aromaten 99.2 25.9

Cg-Aromaten - - 96.3 10.5

C10-Aromaten - - 3.7 0.4

Nichtaromaten 0.8 0.2

Total 100.0 26.1 100.0 10.9

In der Destillationskolonne 17 werden Cg-Aromaten von C_g und C₁₀-Aromaten abgetrennt. Das Destillat in der Leitung 18, der zweite Teilstrom, enthält die Hauptmenge von Co-Aromaten und wird der Extrak-

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1 0 9 8 2 fi / ? 7 0 ?

tivdestillation 19 zugeführt. Diese Extraktivdestillation ist mit 60 Boden ausgestattet und wird bei einer Kopf temperatur von 100⁰C und einer Sumpftemperatur von 161⁰C bei einem Druck von 0,3 ata im Kolonnenkopf und von 0, 6 ata im Sumpf unter Verwendung von N-Methylpyrrolidon als Lösungsmittel betrieben. Das Verhältnis von Lösungsmittel zu Einsatzgemisch ist 3,1: 1, und der Lösungsmittelstrom beträgt 80 t je Stunde.

Die Nichtaromaten, die als Raffinat aus der Extraktivdestillation anfallen, werden durch die Leitung 21 abgenommen und in einer Menge von 4 t je Stunde C„-Aromaten und 0,2 t je Stunde an Nichtaromaten mit dem ersten Teilstrom in der Leitung 3 vereinigt und in die Solventextraktion eingeführt. Die auf diese Weise in der Extraktivdestillation 19 gereinigten Cg-Aromaten werden durch die Leitung 20 abgezogen.

In der angefügten Tabelle V sind die Ausbeuten der Aromaten bezogen auf das Einsatzgemisch in jedem wichtigen Punkt des erfindungsgemäßen Prozesses im Vergleich mit bekannten Prozessen aufgezeichnet.

Die Fraktion der Cg-Aromaten wird in der Entalkylierung 25 bei einer durchschnittlichen Reaktionstemperatur von 560⁰C unter 60 atü mit einem Verhältnis von Wasserstoff zu Einsatzgemisch von 11:1 in Gegenwart eines Chrom-Aluminium-Katalysators behandelt. Das Reaktionsprodukt wird in einer Menge von 9 t je Stunde durch die Leitung 26 entnommen und mit dem Strom der Aromaten aus der Solventextraktion in der Leitung 6 vereinigt, um im Fraktionierungssystem für Aromaten die Totalausbeute an Benzol, Toluol und Cg-Aromaten zu erhöhen.

1 ο 9 a 2 s / ? ? η ?

Alle Aromaten, die in der Tabelle V als in der Leitung 6 vorhanden bezeichnet sind, wurden in den zugehörigen Fraktionierungskolonnen getrennt und als Reinbenzol, Reintoluol und als Cg-Aromaten mit
100 %iger Ausbeute gewonnen. Das Benzol hatte einen Kristallisationspunkt von 5,52°C. Das Toluol und die Cg-Aromaten hatten gaschr omato graphisch ermittelte Reinheitsgrade von 99,5 bzw. 99,0 %.

1 0 V₁ H 7 H / ? ? Π ο

Tabelle V

Erfindungs gemäßes Verfahren

Bekannte Verfahren

	Komponente	Leitung 6 (A) (B)	Leitung (A)	20 (B)	Leitung (A)	22 (B)	Leitungen (A)	6+20+22 (B)	Aromaten · (A)	- Extrakt (B)	392 (t/hr)
	Benzol	100 3.8	-	-	-	-	100	3.8	99.5	3.6	4.2
	Toluol	99.5 23.6	-	-	-	-	99.5	23.6	98.0	23.2
—k	C ο-Aromaten	95.0 2.9	98.5	25.5	-	-	99.6	28.4	95.0	27.0
O co co	Cg-Aromaten C ι Q- Aromaten	— —	—		100 100	10.5 0.4	100 100	10.5 0.4	40.0 0.0	4.2 o.o „ o
	Gesamtausbeute						99.7	66.7	86.5	58.0
"O
-O	L ö sun gsmittel	275 (t/hr)
	Lösungsmittel	2.96
	(A) und (B) Die Spalten A enthalten	die Aromaten-Ausbeuten in	Gewichts%

Die Spalten B enthalten die Aromaten-Ausbeuten in to/h.

Die Lösungsmittelmenge für das erfindungs gemäße Verfahren schließt die in der Extraktivdestillation eingesetzte Menge mit ein.

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Claims

204B976 ft PATENTANSPRÜCHE

1) Verfahren zur Gewinnung der industriell wichtigen Aromaten aus aromatenreichen Kohlenwasserstoffgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatenreiche Kohlenwasserstoff gemisch durch Destillation in eine erste Fraktion, welche das Benzol, das Toluol und die Nichtaromaten des gleichen Siedebereiches sowie einen kleinen Anteil der Cg-Aromaten enthält, in eine zweite Fraktion, die hauptsächlich die Cg-Aromaten enthält und in eine dritte Frak- λ

tion, die überwiegend die Cg- und C-, Q-Aromaten enthält, zerlegt wird, daß aus der ersten Fraktion durch Solventextraktion ein Aromaten extrakt gewonnen und zu reinem Benzol, Toluol und Xylol fraktioniert wird, daß aus der zweiten Fraktion durch Extraktivdestillation reine Cg-Aromaten gewonnen werden, und daß die dritte Fraktion durch Entalkylierung der Cg- und C-. _Q-Aromaten in Benzol, Toluol und Cß-Aromaten umgewandelt wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fraktionierende Destillation des aromatenreichen Kohlenwasserstoffgemisches in einer Splitter-Kolonne mit 50 Böden bei einer Kopftem- Λ peratur von etwa 85°C und einer Sumpftemperatur von etwa 150⁰C unter einem Druck von 0, 6 atü ausgeführt wird.

3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktivdestillation der zweiten Fraktion mit einer Kopftemperatur von etwa 100⁰C und einer Sumpftemperatur von etwa 160⁰C unter einem Druck von 0,3 ata im Kolonnenkopf und 0, 6 ata im Kolonnensumpf ausgeführt wird.

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4) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Extraktivdestillation als Kopfprodukt anfallende Raffinat in die Solventextraktion der ersten Fraktion geleitet wird.

5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entalkylierung bei Temperaturen von 500 bis 800°C unter Drücken von 35 bis 76 atü in Gegenwart von Wasserstoff an einem Chrom-Aluminiumkatalysator ausgeführt wird.

6) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsprodukt der Entalkylierung in die fraktionierende Aufarbeitung des Extraktes der Solventextraktion geleitet wird.

7) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als selektives Lösungsmittel für die Solventextraktion und für die Extraktivdestillation N-Methylpyrrolidon, Butyrolacton, Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Dimethylformamid, Sulfolan, Dimethylsulfoxyd oder Gemische aus zwei oder mehreren dieser Stoffe verwendet werden.

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