DE2046976C3 - Verfahren zur Gewinnung von Benzol, Toluol und C tief 8 -Aromaten aus aromatenreichen Kohlenwasserstoffgemischen - Google Patents

Description

Kopffraktion abgenommen und kann in die Solvent- Extraktion überragende Resultate erzielt werden und

extraktion zurückgeführt werden. hohe Ausbeuten an diesen Aromaten und auch eine

Die dritte Fraktion kann insgesamt oder nach der wesentliche Verbesserung der Ausbeuten an Benzol,

Trennung in Fraktionen der C₉-Aromaten und der Toluol und besonders an C₈-Aromaten mit einem

C₁₀-Aromaten entalkyliert werden, wobei die C₉- 5 Minimum an Lösungsmittelbedarf erreicht werden

Aromaten in Benzol, Toluol und C₈-Aromaten umge- können.

wandelt werden. Die Entalkylierungsprodukte können Aromatenreiche Einsatzgemische, für die das erfinmit dem aus Aromaten bestehenden Extrakt der dungsgemäße Verfahren anwendbar ist, sind beispiels-Solventexpaküon vereint zu den noch zu beschreiben- weise katalytische Reformate, hydrierte Pyrolyseden fraktionierten Destillationen zur Gewinnung von io benzine, Kokereibenzol oder Gemische derselben. Das Benzol, Toluol und C₈-Aromaten geleitet werden. erfindungsgemäße Verfahren hat seine überragenden

Die fraktionierte Destillation, die zu Beginn des Vorteile gegenüber den bekannten Prozessen bei An-

erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wird und Wendung auf Einsatzgemische, die mehr als 10% C₈-

zur Aufteilung des Einsatzgemisches in drei verschie- Aromaten enthalten.

dene Fraktionen führt, kann nach verschiedenen 15 Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand

Arbeitsweisen betrieben werden, die sich für das der Figur näher erläutert. Die Figur ist das Fließ-

jeweils verwendete Einsatzmaterial eigmn. schema einer Arbeitsweise mit der Kombination einer

Eine zweckmäßige Arbeitsweise besteht darin, daß Vorfraktionierung in einer Splitterkolonne und einer

das Einsatzgemisch einer fraktionierten Destillation in Destillationskolonne für die C₈-Aromaten. Die ande-

einer als Splitter bekannten Kolonne unterworfen wird, *° ren obengenannten Verfahrensschritte können jedoch

wobei die erste Fraktion mit den Hauptanteilen Benzol, mit vergleichbaren Resultaten angewendet werden.

Toluol und Nichtaromaten und einem kleinen Anteil Durch die Leitung 1 wird das aromatenhaltige Ein-

von C₈-Aromaten als Kopffraktion entnommen und satzgemisch zu einer Splitterkolonne 2 geführt, die

in einer Solventextraktion zur Gewinnung von Benzol, unter solchen ausgewählten Temperaturbedingungen

Toluol und C₈-Aromaten aufgearbeitet wird, und daß »5 betrieben wird, daß C₈-Aromaten im Kopfprodukt

das Sumpfprodukt der Splitterkolonne, das den nur spurenweise enthalten sind und überwiegend im

Hauptanteil von C₈-Aromaten und die C₉- und Cj₀- Sumpfprodukt verbleiben. Diese speziellen Tempera-

Aromaten enthält, einer weiteren Destillation inter- turbedingungen werden im nachfolgenden Beispiel

worfen wird, wobei der zweite, die C₈-Aromaten ent- erläutert. Als Destillat der Splitterkolonne werden

haltende Strom als Kopfprodukt gewonnen wird. 3° durch die Leitung 3 Benzol, Toluol und Nichtaromaten

Dieser zweite Strom besteht aus den C₈-Aromaten des gleichen Siedebereiches mit einem kleinen Anteil

und aus Nichtaromaten des gleichen Siedebereiches. von C₈-Aromaten abgenommen. Die Hauptmenge

Der dritte, die C₉- und C₁₀-Aromaten enthaltende von C₈-, C₉- und C_l0-Aromaten und Nichtaromaten

Strom fällt als Sumpfprodukt der zweiten Destillations- werden durch die Leitung 16 aus dem Sumpf der

kolonne an. 35 Splitterkolonne 2 abgeleitet.

Eine andere geeignete Ausführungsform besteht Das Destillat der Splitterkolonne 2 wird durch die darin, daß das Einsatzgemisch durch Destillation in « Leitung 3 einer Solventextraktionsanlage 4 zugeleitet ein Benzol, Toluol und C_e-Aromaten enthaltendes und darin in an sich bekannter Weise in einen Extrakt Kopfprodukt und in ein Sumpfprodukt, welches die aus Benzol, Toluol und C₈-Aromaten einerseits und C,- und C₁₀-Aromaten enthält und den dritten Teil- 40 in ein Raffinat aus Nichtaromaten andererseits verlegt, strom des Einsatzgemisches bildet, getrennt wird, und Die Extraktionsanlage 4 besteht zweckmäßig aus einem daß das Kopfprodukt durch eine weitere Destillation vielstufigen Gegenstromextraktor, einem Separator, in ein den ersten Teilstrom bildendes im wesentlichen einem Abstreifer und einer Hilfsausrüstung. Vorzugsaus Benzol, Toluol und Nichtaromaten des gleichen weise wird der Einsatzstrom aus der Leitung 3 einem Siedebereiches mit Spuren von C₈-Aromaten enthal- 45 mittleren Abschnitt des Extraktors 4 aufgegeben, tendes Destillat und in einen, den zweiten Teilstrom während das Lösungsmittel am Kopf zugeführt wird, bildenden, vorwiegend die C₈-Aromaten enthaltenden so daß das Lösungsmittel im Gegenstrom zum auf-Teilstrom zerlegt wird. steigenden aromatenreichen Kohlenwasserstoffgemisch

Eine weitere geeignete Ausführungsform besteht abwärts strömt.

darin, daß das Einsatzgemisch durch Destillation in 5» Aus der Solventextraktion 4 werden die Nichtaromaeiner Kolonne unter ausgewählten Bedingungen so ten als Raffinat, das etwas Lösungsmittel gelöst entgetrennt wird, daß der erste Teilstrom als Kopf- hält, durch die Leitung 5 abgezogen. Die extrahierten produkt, der zweite Teilstrom als Seitenabzug und der Aromaten werden vom Lösungsmittel getrennt und dritte Teilstrom als Sumpfprodukt erbalten werden. durch die Leitung 6 zu einem Fraktionierungssystem

Jede Kombination der vorgenannten Ausführungs- 55 für die reinen Aromaten geleitet. Da das Einsatzformen der Hauptfraktionierung des Einsatzgemisches gemisch der Solventextraktion neben Benzol und kann zur Abstimmung auf die spezifische Zusammen- Toluol nur eine kleine Menge von C₈-Aromaten und Setzung des Einsatzgemisches gewählt werden, und keine C,- und C_w-Aromaten enthält, kann die Selekjede Destillatfraktion kann nach Zusammensetzung tivität des Lösungsmittels in der Extraktion weitgehend und Menge so eingestellt werden, daß die nachfolgen- 60 ausgenutzt werden.

den Verfahrensschritte wirksam ausgeführt werden Als Lösungsmittel für die Solventextraktion eignen

können. sich N-Methylpyrrolidon, N-Hydroxyläthylpyrrolidon,

Durch eingehende Untersuchung der Beziehungen Butyrolacton, Athylenglykol, Diäthylenglykol, Di-

zwischen den gegebenen Gruppen von aromatischen methylformamid, Sulfolan oder Dimethylsulfoxyd. Kohlenwasserstoffen und den für ihre selektive Extrak- 65 Diese Lösungsmittel können einzeln oder als Ge-

tion geeigneten Lösungsmitteln wurde gefunden, daß mische verwendet werden oder können mit Wasser

bei der Isolierung von C₈-, C₉- und Ci₀-Aromaten oder organischen Lösungsmitteln mit einer geringen

durch Fraktionierung des Einsatzmaterials vor der Kapazität für Aromaten, die vorzugsweise einen

höheren Siedepunkt als die zu gewinnenden Aromaten die Leitung 22 abgezogen werden. Die bevorzugten haben, verdünnt werden, um die Selektivität solcher Temperaturbedingungen für diese Kolonne sind etwa Gemische zu verbessern. 140 bis 150°C. Die C₈-Aromaten, die aus der Kolonne

Wie bereits gesagt, ist das Kopfprodukt der Splitter- 17 als Kopfprodukt abgenommen werden, haben eine kolonne 2 im wesentlichen frei von C,- und C₁₀- 5 Qualität, die für den unmittelbaren Einsatz in chemi-Aromaten sowie höhersiedenden Stoffen und enthält sehen Prozessen oder als Endprodukt ausreichend ist. nur Spuren von C₈-Aromaten. Daraus resultiert eine Wenn jedoch eine besonders hohe Reinheit verlangt verminderte Lösungsmittelmenge für die Extraktion wird, dann können die C₈-Aromaten mit Bleicherde von Benzol, Toluol und C₈-Aromaten, was zusammen behandelt und einer Extraktivdestillationskolonne 19 mit dem verringerten Verhältnis der Mengen von io zugeführt werden, um unerwünschte Verunreinigungen Lösungsmittel und Einsatzgemisch ein weiterer be- von nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen zu entdeutender Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens fernen. Vorzugsweise wird die Fraktion von C₈-ArO-ist, wie in dem nachfolgenden Beispiel besonders maten in den mittleren Abschnitt der Extraktivdargelegt wird. destillationskolonne 19 aufgegeben, während ein Lö-

Die vom Lösungsmittel abdestillierten Aromaten 15 sungsmittel auf den Kopf dieser Kolonne gegeben können in bekannter Weise mit Adsorptivstoffen, wie wird. Die Kolonne 19 wird unter solchen ausgewählten Bleicherde behandelt werden, um Olefine und andere Bedingungen betrieben, daß mit den in der Cg-Aroma-Verunreinigungen, die darin enthalten sein können, tenfraktion enthaltenen Nichtaromaten eine kleine zu entfernen. Danach werden die Aromaten durch die Menge von Cg-Aromaten als Dampfphase über den Leitung 6 zur Fraktionierung geleitet. Diesem Frak- 20 Kopf der Kolonne weggehen. Das Sumpfprodukt tionierungssystem kann auch der Produktstrom aus dieser Kolonne besteht im wesentlichen aus C₈-Aromaeiner Entalkylierungsanlage zugeführt werden. ten und Lösungsmittel und wird zu einer nicht darge-

Das System für die Aromatenfraktionierung besteht stellten Abstreifkolonne geleitet, aus welcher reine aus der Benzolkolonne 7, der Toluolkolonne 10 und Cg-Aromaten als Kopfprodukt und Lösungsmittel als der Cg-Aromatenkolonne 13. Die extrahierten Aroma- as Sumpfprodukt gewonnen werden. Das Lösungsmittel ten werden durch die Leitung 6 der Benzolkolonne 7 wird zu der Extraktivdestillation 19 zurückgeführt, aufgegeben, in welcher reines Benzol als Kopfprodukt Die Extraktivdestillation wird vorzugsweise mit einem durch die Leitung 8 abdestilliert wird, während das polaren Lösungsmittel ausgeführt, welches oberhalb Sumpfprodukt, das aus Toluol und kleinen Mengen der Cg-Aromaten siedet und insbesondere keine azeovon C_e-Aromaten besteht, durch die Leitung 9 in die 30 tropen Gemische mit den Kohlenwasserstoffen der Toluolkolonne 10 eingeführt wird. Das Kopfprodukt Cg-Aromatenfraktion bildet. Geeignete Lösungsmittel dieser Kolonne besteht aus reinem Toluol und wird sind z. B. N-Methylpyrrolidon, Sulfolan und PoIydurch die Leitung 11 abgeleitet. Das Sumpfprodukt äthylenglykol. Diese Lösungsmittel können vorteilhaft besteht aus reinem Cg-Aromaten und wird durch die sowohl für die Extraktivdestillation wie auch für die Leitung 12 entnommen. Anders als bei den bekannten 35 Solventextraktion verwendet werden. Lösungsmittel, Verfahren ist das Einsatzgemisch der Toluolkolonne 10 die mit den Kohlenwasserstoffen der Cg-Aromatenfast frei von Cg-Aromaten, so daß Toluol wirksam fraktion azeotrope Gemische bilden, sind nur anwendvon den C,-Aromaten getrennt wird. bar, wenn eine geeignete Lösungsmittelrückgewinnung

Das Sumpfprodukt der Toluoldestillation 10 besteht vorgesehen wird.

im wesentlichen aus reinen Cg-Aromaten und kann 40 Diese Extraktivdestillation gibt als Kopfprodukt schon für sich als Ausgangsmaterial für chemische ein Raffinat, welches die Nichtaromaten der Cg-Aro-Prozesse oder als Reinprodukt verwendet werden. Es matenfraktion enthält und durch die Leitung 21 entkann jedoch, wenn gewünscht, auch in eine besondere nommen und mit dem ersten Teilstrom in der Leitung 3 Cg-Aromatendestiüation 13 geleitet werden, an deren der Extraktionsanlage 4 zur Gewinnung der kleinen Kopf durch die Leitung 14 sehr reine Cg-Aromaten 45 Anteile von darin enthaltenen C_g-Aromaten zugeführt abgenommen werden können. Das Sumpfprodukt wird. Die Fraktion der Cg-Aromaten wird auf diese dieser Kolonne 13 besteht aus kleinen Anteilen von Weise bis auf einen Restgehalt an Nichtaromaten von höhersiedenden Verunreinigungen, die z. B. aus der weniger als SOO ppm gereinigt und durch die Leiturg 20 Entalkylierungsstufe stammen und kann durch die aus der Extraktivdestillation 19 entnommen.
Leitung 15 entnommen werden. Die C₈-Aromaten aus 50 Wenn die Solventextraktion und die Extraktivder Leitung 12 können auch zu einer weiteren Destil- destillation mit einer Hydroentalkylierung kombiniert lationskolonne 17 für C_a-Aromaten geleitet werden. werden, dann können die C_a-Aromaten aus dem Sumpf Die Endreinheit der gewünschten aromatischen Koh- der Toluolkolonne 10 über die Leitung 31 und die lenwasserstoffe kann dadurch verbessert werden, daß Leitung 16 der Destillationskolonne 17 für den zweiten Zweigströme der Kopfprodukte der Benzolkolonne 55 Teilstrom mit den C_rAromaten aufgegeben werden, und der Toluolkolonne zur Aromatenfraktionierung um hochsiedende Anteile, die in der später zu beschreizurückgeführt werden. Diese Zweigströme können, benden Hydroentalkylierung gebildet werden, abzuwie in der Figur beispielsweise dargestellt, als Kopf- trennen. Sie können aber auch in der ersten Cg-Aromaprodukte der Benzolkolonne 7 und der Toluol· tenkolonne 13 auf gearbeitet werden, kolonne 10 abgenommen werden, während die Rein- 60 Die Fraktion der C,- und Q*-Aromaten, die aus produkte Benzol und Toluol ab Seitenfraktionen dem Sumpf der Kolonne 17 für den zweiten Teilstrom wenige Böden unterhalb des Kolonnenkopfes durch mit den Cg-Aromaten entnommen wird und welche Leitungen 8 bzw. 11 anfallen. kleine Mengen von Nichtaromateo esthält, fr»«ni

Das Sumpfprodttkt der Spütterkolonne 2 wird durch unmittelbar durch die Leitung 22 zur Hydroentalkydk Leitung 16 einer weiteren Destillationskolonne 17 65 Iierungsanlage 25 zwecke Umwandlung in Benzol, zugeleitet, am der die Cg-Aromaten als Kopfprodukt Toluol und CrAromaten geleitet werden. Das R£akdurch die Leitung 18 entnommen werden, während tionsprodukt -wird durch die Leitungen 26 und 6 in die C,- und C^-Aromaten ab Sumpfprodukt durch das Aromatenfraktionierungssystem 7,10 geführt

Zur Verbesserung der Ausbeuten kann die C_e-Fraktion in die Hydroentalkylierung geführt werden. Dann wird das Sumpfprodukt der Kolonne 17 für den zweiten Teilstrom mit den C„-Aromaten durch die Leitung 22 zu einer weiteren Destillationskolonne 23 geleitet, in der die C,₀-Aromaten als Sumpfprodukt abgetrennt werden und die C„-Aromaten als Kopfprodukt durch die Leitung 24 in die Entalkylierung 25 geführt werden.

Dieser Hydroentalkylierungsprozeß ist bekannt und wird in Gegenwart von "Wasserstoff katalytisch oder thermisch ausgeführt. Im allgemeinen wird die katalytische Hydroentalkylierung bei 500 bis 800°C 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 C₉- und C₁₀-Parafine zersetzt und in Gase mit niedrigem Molekulargewicht umgewandelt, während C₉- und C₁₀-Aromaten fortschreitend entalkyliert und in Benzol, Toluol und C₈-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 verbesserte Ausbeute an den praktisch wertvollen aromatischen Kohlenwasserstoffen, insbesondere den C₈-, C₉- und C,₀-Aromaten bei bemerkenswert 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.

Es wurde gefunden, daß der erforderliche Lösungsmittelumlauf in einer Extraktion um so höher ist, je höher die durchschnittliche C-Zahl der Aromaten ist. Wird bei einem aus 50% Aromaten bestehenden Gemisch für C„/C₇ (Benzol/Toluol) das 5,5fache an Lösungsmittel, bezogen auf Aromaten, angewendet, so beträgt diese Menge bei C,/C ,-Kohlenwasserstoffen das 8fache.

Bei der Extraktivdestillation der C„-Aromaten hingegen ist nur das 3fache an Lösungsmittelumlauf, bezogen auf Aromaten, erforderlich.

Weiterhin wurde gefunden, daß für die Entalkylierung der C₄- und Cjo-Aromaten eine vorherige Extraktion nicht erforderlich ist und daß man auch bei nicht extrahiertem Einsatzprodukt das aus der Entalkylierung erhaltene Axomatengemisch ohne weitere Trennverfahren den durch die Extraktion gewonnenen

Tabelle Π

Aromaten zumischen kann, wobei die geforderten Spezifikationen für Reinaromaten erfüllt werden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Ausbeute der Ci₀-Aromaten bzw. des daraus gewonnenen Entalkylats von 20 auf 100 und die Ausbeute der C_e-Aromaten bzw. des daraus gewonnenen Entalkylats von 50 auf 100% gesteigert. Durch die besondere Ausgestaltung des Verfahrens ist es außerdem möglich, die Ausbeute an C„-Aromaten von 95 auf

ίο 99,5% zu steigern.

Erfindungsgemäß wird hierfür das aus der Extraktivdestillation der C₈-Aromaten anfallende Kopfprodukt als Raffinat in die Extraktion geführt, wo der etwa 5% betragende C₈-Aromatenanteil nochmals zu 95%

zurückgewonnen wird.

Durch das nachfolgende Beispiel, das sich auf die Ausführungsform der Erfindung mit der Splitterkolonne 2 und einer weiteren Destillationskolonne 17 für C₈-Aromaten bezieht, sei die Erfindung in Ver-

ao gleich mit den aus der DT-AS 12 69 272 und British Chemical Engineering Process Supplement, November 1967, bekannten Verfahren eingehender erläutert.

Beispiel

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einer in dem Fließschema in F i g. 1 entsprechenden Anlage ausgeführt.

Die Splitterkolonne 2 hat 50 Böden und wird mit einer Kopftemperatur von 85°C und einer Sumpftemperatur von 16O⁰C unter einem Druck von 0,6 atü betrieben.

In der Solventextraktion 4 wird als Lösungsmittel ein Gemisch aus 50 Gewichtsprozent N-Methylpyrrolidon und 50 Gewichtsprozent Monoäthylenglykol verwendet. Die Solventextraktion ist ein Vielstufenextraktor mit 24 Böden und wird bei etwa 6O⁰C betrieben. Das Einsatzgemisch ist ein katalytisches Reformat, dessen Zusammensetzung und stündliche Einsatzmenge aus der Tabelle 1 ersichtlich ist:

Tabelle I

Komponente	Gehalt	Einsatz
	Gewichtsprozent	t/Std.
45 Benzol	4,1	3,8
Toluol	25,5	23,7
C 8-Aromaten	30,5	28,5
C,-Aromaten	11,5	10,5
C1(pAromaten	0,4	0,4
50 Nichtaromaten	28,0	26,0
Total	100,0	92,9

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

Komponente

Teilstrom I (Kopf) Gehalt Menge

ent t/Std.

Teilstrom Π (Sumpf) Gehalt Menge

Gectsprozent -

Benzol

Toluol

C_g-Aromaten C_t-Aromaten C,₀-Aroinaten 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

100,0

25,9

10,5

0,4

37,0

60964d/170

In der Tabelle III sind der Lösungsmittelbedarf und sprechenden Werten der aus DT-AS 12 69 272 und

das Verhältnis von Lösungsmittel zu Einsatzgemisch Brit. Chemical Eng. Process Supplement, November

bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit den ent- 1967, bekannten Verfahren verglichen.

Tabelle III

	Einsatz	Lösungsmittel	Extrakt-	Lösungsmittel-
			Rücklauf	Einsatz
	t/Std.	t/Std.
Erfindung	56,0	195	35	3,5
Bekannte Verfahren	93,0	392	78	4,2
(nach DT-AS 12 69 272;
British Chem. Eng. Proc.
Suppl., November 1967)

Daraus ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße von 2,1:1 ausgeführt; das Verhältnis von Extrakt-Verfahren mit viel weniger Lösungsmittel und mit rücklauf zu Einsatzgemisch beträgt nur 0,4:1.
weniger Extraktrücklauf auskommt, als die bekannten Menge und Zusammensetzung der Teilströme II Verfahren. Die Solventextraktion wird in diesem Aus- und IU aus der Destillationskolonne 17 sind in der führungsbeispiel mit einem Verhältnis von Lösungs- 25 Tabelle IV aufgezeichnet,
mittel zu Einsatzgemisch (bezogen auf die Leitung 1)

Tabelle IV	Teilstrom 11, Leitung 18	Menge	Teilstrom 1	III, Leitung 22	10,5
Komponente	Gehalt	t/Std.	Gehalt	Menge	0,4
	Gewichtsprozent	25,9		Gewichtsprozent t/Std.
	99,2	—		10,9
C8-Aromaten	—	—	96,3	gemäßen Verfahrens i
C,-Aromaten	—	0,2	3,7
C10-Aromaten	0,8	26,1
Nichtaromaten	100,0	Punkt des <	100,0
Total	ie 17 werden C8-Aroma-		:rfinduncs;
estillationskolonr

ten von C,- und C,₀-Aromaten abgetrennt. Das Destil- mit den bekannten Verfahren nach DT-AS 12 69 272 lat in der Leitung 18, der zweite Teilstrom, enthält die und Brit. Chem. Eng. Proc. Suppl., November 1967, Hauptmenge von C_B-Aromaten und wird der Extrak- aufgezeichnet.

tivdestillation 19 zugeführt. Diese Extraktivdestillation 50 Die Fraktion der C„-Aromaten wird in der Entist mit 60 Böden ausgestattet und wird bei einer alkylierung 25 bei einer durchschnittlichen Reaktions-Kopftemperatur von 100°C und einer Sumpftempera- temperatur von 560⁰C unter 60atü mit einem Vertur von 161⁰C bei einem Druck von 0,3 ata im hältnis von Wasserstoff zn Einsatzgemisch von 11:1 kolonnenkopf und von 0,6 ata im Sumpf unter Ver- in Gegenwart eines Chrom-Alumimum-Kataiysators Wendung von N-Methylpyrrolidon als Lösungsmittel 55 behandelt. Das Reaktionsprodukt wird in einer Menge betrieben. Das Verhältnis von Lösungsmittel zu Ein- von 9 t je Stunde durch die Leitung 26 entnommen satzgemisch ist 3,1:1; der Lösungsmittelstrom be- und mit dem Strom der Aromaten aus der Solveatträgt 80 t je Stunde. extraktion 4 in der Leitung 6 vereinigt, um im Frak-

Die Nichtaromaten, die als Raffinat aus der Extrak- tioniersysteoi für Aromaten die Totalausbeute an tivdestfflation anfallen, werden durch die Leitung 21 60 Benzol, Toluol und Cg-Aronraten zu erhöhen, abgenommen und in einer Menge von 41 je Stunde ADe Aromaten, die in dear Tabelle V als in der

Cg-Aromaten und 0,2 t je Stunde an Nichtaromaten Leitung 6 vorhanden bezeichnet sind, wurden in den mit dem ersten TeiJstrom in der Leitung 3 vereinigt zugehörigen Fraktionierkolonnen getrennt und als und in die Solventextraktion 4 eingeführt. Die auf RembenzoL Reintohiol und als Gg-Afoinaten mit diese Weise in der Extraktivdestillation 19 gereinigten «5 100%iger Ausbeute gewonnen. Das Benzol hatte Cg-Aromaten werden durch die Leitung 20 abgezogen. einen Kristallisationspunkt von 5,52° C Das Toluol

Ib der Tabelle V sind die Ausbeuten der Aromaten und die Cg-Aromaten hatten gaschTomatographisch bezogen auf das Einsatzgemisch in jedem wichtigen ermittelte Reinheitsgrade von 99,5 bzw. 99,0%.

Tabelle V

11

12

Komponente

Erfindungsgemäßes Verfahren

Leitung 6 Leitung 20 Leitung 22

(A) (B) (A) (B) (A) (B)

Leitungen
6+20+22
(A) (B)

Bekannte Verfahren nach

DT-AS 12 69 und Brit. Chem. Eng. Proc. Suppl., November 1967

Aromaten-Extrakt (A) (B)

Benzol	100	3,8
Toluol	99,5	23,6
C8-Aromaten	95,0	2,9
C„-Aromaten	—	_..
C10-Aromaten	—	—
Gesamtausbeute
Lösungsmittel*)	275 (t/Std.)
Lösungsmittel	2,96

98,5 25,5 — —

100 100

100
99,5
99,6

100
99,7

3,8
23,6
28,4
10,5

0,4
66,7

99,5 98,0 95,0 40,0 0,0 86,5

3,6

23,2

27,0

4,2

0,0

58,0

392 (t/Std.) 4,2

(A) Die Spalten A enthalten die Aromaten-Ausbeuten in Gewichtsprozent,

(B) Die Spalten B enthalten die Aromaten-Ausbeuten in t/Std.

·) Die Lösungsmittelmenge für das erfindimgsgemäße Verfahren schließt die in der Extraktivdestillation eingesetzte Menge mit ein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. l\/ wird der geringe Aromatengehalt des Raffinats der

   Patentanspruch: ^ Extraktivdestillation durch Solventextraktion zuriick-

   Verfahren zur Gewinnung von Benzol, Toluol gewonnen und in die Extraktivdestillation zurück-

   und Cg-Aromaten aus aromatenreichen Kohlen- geführt.

   Wasserstoffgemischen, die mehr als 10 Gewichts- 5 Aus der DT-AS 12 69 272 ist ein Verfahren zur

   Prozent C_g-Aromaten enthalten, durch Lösungs- Gewinnung von Aromaten durch Extraktion und/oder

   mjttelextraktion und Extraktivdestillation bestimm- Extraktivdestillation bekannt, bei dem ein Verhältnis

   ter Fraktionen sowie durch thermische oder kata- von Lösungsmittel zum Einsatzgemisch von 5:1 an-

   rytische Entalkylierung der C,- und/oder C₁₀- gewendet wird.

   Aromaten-Fraktion, dadurch gekenn- io Aus »British Chemical Engineering Process Supple-

   zeichnet, daß man aus dem Einsatzmaterial ment«, November 1967, S. 87, ist ferner bekannt, daß

   eine erste Destillatfraktion, bestehend aus Benzol, die Ausbeute an C₈-Aromaten bei der Extraktion

   Toluol, kleinen Mengen an C₈-Aromaten und den 95% beträgt.

   Nichtaromaten, herstellt und daraas durch Lö- Die bekannten Solventextraktionsprozesse haben

   lungsmittclextraktion in an äch bekannter Weise »5 den Nachteil, daß die C₈-Aromaten und besonders

   die Aromaten abtrennt, aus einer zweiten Destillat- die C₉- und C₁₀-Aromaten in befriedigenden Ausbeuten

   fraktion die Cg-Aromaten durch Extraktivdestilla- nur unter Anwendung außerordentlich großer Lösungs-

   tion in an sich bekannter Weise gewinnt, wobei mittelmengen bei hohen Anlage- und Betriebskosten

   der Raffinatstrom aus der Extraktivdestillation zu gewinnen sind. Auch bei Einsatz großer Lösungs-

   mit der ersten Destillatfraktion vereinigt wird und ao mittelmengen können die Aromaten-C₈, -C, und -C₁₀

   das aus der Entalkylierungsstufe anfallende Aro- je nach der Zusammensetzung des Einsatzgemisches

   matengemisch mit dem Aromatenextrakt aus der nur mit Ausbeuten von etwa 80 bis 95% gewonnen

   ersten Destillatfraktion vereinigt und daraus in an werden.

   sich bekannter Weise durch Destillation eine Die vorliegende Erfindung richtet sich darauf, diese Benzol-, Toluol- und C₈-Aromatenfraktion ge- 25 Schwierigkeiten zu überwinden und die Abtrennung winnt. und Reinigung von aromatischen Kohlenwasserstoffen mit einem wesentlich geringeren Lösungsmittelverhältnis, bezogen auf das gesamte Einsatzgemisch und mit

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung besseren Ausbeuten auszuführen, insbesondere um von Benzol, Toluol und C₈-Aromaten aus aromaten- 30 erhöhte Ausbeuten von C₈-, C,- und Ci₀-Aromaten reichen Kohlenwasserstoffgeinischen, die mehr als zusätzlich zu Benzol und Toluol zu gewinnen. 10 Gewichtsprozent C₈-Aromaten enthalten, durch Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-Lösungsmittelextraktion und Extraktivdestillation be- löst, daß man aus dem Einsatzmaterial eine erste stimmter Fraktionen sowie durch thermische oder Destillatfraktion, bestehend aus Benzol, Toluol, katalytische Entalkylierung drr C,- und/oder C₁₀- 35 kleinen Mengen an C₈-Aromaten und den Nicht-Aromaten-Fraktion. aromaten, herstellt und daraus durch Lösungsmittel-Aus der DT-AS 12 64 426 ist ein Verfahren zur extraktion in an sich bekannter Weise die Aromaten Gewinnung von Reinaromaten aus solche enthaltenden abtrennt, aus einer zweiten Destillatfraktion die C₈-Kohlenwasserstoffgemischen durch Flüssig-Flüssig- Aromaten durch Extraktivdestillation in an sich beExtraktion und Extraktivdestillation mit selektiven 40 kannter Weise gewinnt, wobei der Raffinatstrom aus Lösungsmitteln und destillative Rückgewinnung des der Extraktivdestillation mit der ersten Destillat-Lösungsmittels aus dem gewonnenen Extrakt, bekannt, fraktion vereinigt wird und das aus der Entalkylie-Bei diesem Verfahren ist jedoch keine Vordestillation rungsstufe anfallende Aromatengemisch mit dem vorgesehen, so daß alle Aromaten des Ausgangs- Aromatenextrakt aus der ersten Destillatfraktion vergemischs durch die erste Extraktion laufen müssen 45 einigt und daraus in an sich btkannter Weise durch und damit der Vorteil des niedrigeren Lösungsmittel- Destillation eine Benzol-, Toluol- und Cg-Aromaten-Umlaufs verlorengeht. fraktion gewinnt.

   Die DT-AS 12 76 615 betrifft ein Verfahren zur Bei dem Verfahren der Erfindung wird also das Gewinnung von Reinstaromaten aus Gemischen, die aromatenhaltige Einsatzgemisch vor der Solventneben Aromaten auch paraffinische und naphthenische so extraktion durch fraktionierte Destillation in eine Kohlenwasserstoffe enthalten, durch extraktive Destil- erste, im wesentlichen aus Benzol, Toluol und Nichtlation mit einem Extraktionsmittel für Aromaten. aromaten des gleichen Siedebereiches sowie einem Hierbei erfolgt jedoch nach Auftrennung des Kohlen- kleinen Teil von C₈-Aromaten bestehende Fraktion, wasserstoffgemischs die weitere Verarbeitung durch in eine zweite, hauptsächlich aus C₈-Aro ma ten be-Extraktivdestillation aiiein, ohne Anwendung einer 55 stehende Fraktion und in eine dritte, vorwiegend aus Extraktion. C,- und C₁₀-Aromaten bestehende Fraktion zerlegt, Ferner beschreibt die DT-OS 15 43 119 ein Verfah- Die erste Fraktion wird einer Solventextraktior ren zur Abtrennung reiner Aromaten aus Kohlen- unterworfen, und der dabei erhaltene Extrakt wird Wasserstoffgemischen, die sowohl Benzol als auch fraktioniert und zu den Reinprodukten Benzol, Toluo Toluol und Xylole sowie Nichtaromaten enthalten, 60 und C„-Aromaten aufgearbeitet, mit Hilfe der Extraktivdestillation unter Verwendung Die zweite Fraktion kann für sich schon als Aus eines auf die Aromaten selektiv wirkenden Extrak- gangsmaterial für chemische Prozesse verwendet odei tionsmittels. Diese Vorveröffentlichung betrifft zwar als Endprodukt der C„-Aromaten gewonnen werden eine Kombination von Solventextraktion und Extrak- Falls ein sehr hoher Reinheitsgrad gewünscht wird tivdestillation, aber diese beiden Verfahrensstufen 65 kann diese Fraktion einer Extraktivdestillation unter haben einen gemeinsamen Lösungsmittelteilstrom, der worfen werden. Dabei wird das Raffinat, das einer gemäß Anspruch 1 durch die Solventextraktion und kleinen Anteil von C₈-Aromaten und die Nicht die Extraktivdestillation geführt wird. Auf diese Weise aromaten enthält, aus der Extraktivdestillation al·