DE2047162C2

DE2047162C2 - Verfahren zum Auftrennen eines Gemisches von Verbindungen durch Flüssig-Flüssig-Extraktion

Info

Publication number: DE2047162C2
Application number: DE2047162A
Authority: DE
Inventors: Alfred Louis Van Kleef; Derk Roffel; Frits Willem van 's-Gravenhage Vollenhoven
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1969-09-26
Filing date: 1970-09-24
Publication date: 1982-12-09
Also published as: CA943490A; GB1321465A; BE756198A; ZA706518B; NL6914611A; JPS5028916B1; US3868310A; ES383944A1; NL163966C; NL163966B; DE2047162A1; FR2062598A5

Description

Verfahren zum Auftrennen eines Gemisches von Verbindungen (»Ausgangsgemisch«) durch Flüssig-Flüssig-Extraktion unter Verwendung eines selektiven, höher als das Ausgangsgemisch siedenden Lösungsmittels, in welchem mindestens eine der Komponenten des Ausgangsgemisches leichter und mindestens eine der anderen Komponenten des Ausgangsgemisches weniger leicht löslich ist, bei welchem Verfahren eine Raffinatphase und eine Extraktphase erhalten werden, aus der Extraktphase in mindestens einer Destillationsstufe die gelösten Komponenten abgetrennt und mindestens eine die im selektiven Lösungsmittel weniger leicht löslichen Komponenten enthaltende Fraktion gewonnen wird, sind an sich bekannt, z. B. aus der GB-PS 9 80 973.

Verfahren der vorgenannten Art werden zum Auftrennen von Gemischen in Komponenten (oder Gruppen von Komponenten) angewendet, welche in einem bestimmten selektiven Lösungsmittel leichter bzw. weniger leicht löslich sind. Bei diesem Verfahren müssen jedoch häufig besondere Maßnahmen ergriffen werden, um einen ausreichenden Reinheitsgrad der abgetrennten Komponenten, wie von Aromaten, zu gewährleisten. Zu diesem Zweck wird z. B. die Extraktphase oder ein daraus gewonnenes Material einer extraktiven Destillation unterworfen. Die Wirksamkeit eines solchen Auftrennverfahren, wie es z. B. in der GB-PS 9 80 973 beschrieben wird, hängt jedoch nicht nur von der Effektivität der eigentlichen EÄtraktionsbehandlung (Säule 5 der GB-PS), sondern auch von der Trennarbeit in der Destillationszone (Säule 9 der GB-PS) ab.

Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß zur Erzielung hoher Ausbeuten an den gewünschten Endprodukten mit möglichst hohen Reinheitsgraden sehr große Mengen an Extraktivlösungsmittel erforderlich sind, wodurch sich unangemessen hohe Betriebskosten ergeben.

Überraschenderweise ist gemäß der vorliegenden Erfindung gefunden worden, daß eine bessere Trennwirkung dadurch erzielt werden kann, daß man in die Destillationsstufe(n), in der (denen) das beladene Lösungsmittel (Extraktphase) von den darin gelöst vorliegenden Komponenten befreit wird, auch noch ein Gemisch einspeist, welches niedriger siedet als das Ausgangsgemisch, aus welchem die Extraktphase gewonnen wurde.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Auftrennen eines Gemisches von Verbindungen (»Ausgangsgemisch«) durch Flüssig-Flüssig-Extraktion unter Verwendung eines selektiven, höher als das Ausgangsgemisch siedenden Lösungsmittels, in welchem mindestens eine der Komponenten des Ausgangsgemisches leichter und mindestens eine der anderen Komponenten des Ausgangsgemisches weniger leicht löslich ist, bei v;elchem Verfahren eine Raffinatphase und eine Extraktphase erhalten werden, aus der Extraktphase in mindestens einer Destillationsstufe die gelösten Komponenten abgetrennt und mindestens eine die im selektiven Lösungsmittel weniger leicht löslichen Komponenten enthaltende Fraktion gewonnen wird, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens ein bei niedrigeren Temperaturen als das Ausgangsgemisch siedendes Gemisch, das selbst mindestens eine im selektiven Lösungsmittel leichter lösliche und mindestens eine im selektiven Lösungsmittel weniger leicht lösliche Komponente enthält (»niedriger siedendes Gemisch«) in mindestens eine der Destillationsstufen eingespeist wird.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß der Destillationsvorgang in einer Destillationsstufe, welche zur Abtrennung von Komponenten aus der Extraktphase angewendet wird, durch Einführung eines solchen niedriger siedenden Gemisches stark gefördert wird. Aus der Tatsache, daß das betreffende Gemisch keinesfalls, wie PS bei einem wirklichen Abstreifmedium erforderlich wäre, in den Sumpf der jeweiligen Destillationskolonne eingespeist werden muß, geht hervor, daß die vorgenannte Förderungswirkung nicht z. B. auf einen einfachen Abstreifeffekt zurückzuführen ist. Die günstige Wirkung der Gegenwart des vorgenannten Gemisches erfolgt im Gegenteil auch dann, wenn das Ge-

misch in den Mittelteil oder den Kopf einer solchen Kolonne eingespeist wird.

Die erfindungsgemäß erzielbaren Vorteile werden anhand des Ausführungsbeispiels mit Vergleichsversuch näher erläutert

Diese Versuche bestätigen, daß nicht nur die Reinheit des Endprodukts in Form von Aromatenfraktionen, sondern auch die Ausbeute an der Gesamtaromatenfraktion wesentlich verbessert wird. Diese Vorteile ermöglichen daher eine wirtschaftlichere Durchführung des Auftrennverfahrens.

Die Siedebereiche des niedriger siedenden Gemisches und des Ausgangsgemisches können sich überschneiden, und ein niedriger siedendes Gemisch kann daher auch Komponenten enthalten; die einen höheren Siedepunkt aufweisen als bestimmte Komponenten des Ausgangsgemisches. Wenn man die leichter lösliche Komponente jedoch in hoher Reinheit gewinnen will, soll jene weniger leicht lösliche, den höchsten Siedepunkt aufweisende Komponente vorzugsweise um höchstens 100⁰C höher sieden als die zu gewinnende weniger leicht lösliche Ausgangsgemisch-Komponente mit dem niedrigsten Siedepunkt Ein entsprechend zusammengesetztes, niedriger siedendes Gemisch eignet sich besonders gut zur Förderung der Abtrennung in hochreinem Zustand aus der Extraktphase aller jener leichter löslichen Komponenten des Ausgangsgemisches, welche höher als, gleich hoch wie oder höchstens um 100°C niedriger sieden als die vorgenannte Komponente des niedriger siedenden Gemisches. Der Ausdruck »zu gewinnende bzw. abzutrennende« Ausgangsgemisch-Komponenten bezieht sich hier auf jene Komponenten, welche in mög liehst reinem Zustand gewonnen werden sollen. Das Ausgangsgemisch kann zusätzlich noch andere — weniger leicht lösliche oder leichter lösliche — Komponenten enthalten, auf deren Abtrennung in hochreinem Zustand kein besonderer Wert gelegt wird.

Die Reinheit der abgetrennten Komponenten wird ferner im günstigen Sinne beeinflußt, wenn man die Einführung des niedriger siedenden Gemisches in mindestens einer Destillationsstufe in einer geringeren Höhe vornimmt als jene der Extraktphase oder eines aus dieser Phase gewonnenen Materials. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Einführung des niedriger siedenden Gemisches auch an mehr als einer Stelle der Destillationsstufe erfolgen, wobei man entweder an jeder Stelle das gleiche niedriger siedende Gemisch oder auch mindestens zwei verschiedene Gemische dieses Typs einsetzen kann. Ferner kann man ein niedriger siedendes Gemisch entweder in eine einzelne Destillationsstufe oder in mehr als eine Destillationsstufe einspeisen, vorausgesetzt, daß eine solche Destillationsstufe der Anforderung genügt, daß mindestens eine weniger leicht lösliche Komponenten enthaltende Fraktion daraus gewonnen wird. Wenn das niedriger siedende Gemisch in mehr als eine Destillationsstufe eingespeist wird, kann dazu entweder jeweils ein Anteil desselben niedriger siedenden Gemisches oder es können Anteile von mindestens zwei verschiedenen Gemischen dieses Typs eingesetzt werden. In der Fraktion oder in den Fraktionen, welche aus mindestens einer solchen Destillationsstufe abgezogen wird (werden) und welche die weniger leicht löslichen Komponenten enthält (enthalten), können diese Komponenten entweder in einer zumindest im wesentlichen vom selektiven Lösungsmittel und/oder den leichter löslichen Komponenten freien Form oder als Gemische mit mindestens einer dieser beiden Substanzen vorhanden sein. Es hängt von der jeweils angewendeten Art der Verarbeitung der Extraktphase (z. B. Art der angewendeten Destillationsstufen und Art, mit der diese Stufen aneinandergereiht sind) ab, welche von allen vorgenannten Möglichkeiten in einem bestimmten Falle bevorzugt wird.

In einer Destillationsstufe, in welche ein niedriger siedendes Gemisch eingespeist wird, findet nicht nur die Abtrennung der aus dem Ausgangsgemisch stammenden Komponenten statt, sondern auch die Auftrennung

ίο de? eingespeisten niedriger siedenden Gemisches selbst in weniger leicht lösliche bzw. leichter lösliche Komponenten oder in diese Komponenten enthaltende Fraktionen, wobei das selektive Lösungsmittel, welches aus der Extraktphase stammt und in der vorgenannten Destillationsstufe zugegen ist, eine bestimmte Rolle spielt Wie erwähnt, ist dies der Grund, warum eine Destillationsstufe verwendet wird, aus welcher normalerweise, d. h. auch ohne die erfindungsgemäße Einspeisung eines niedriger siedendes Gemisches, aus einem niedriger siedenden Material mindestens eine weniger leicht lösliche Komponenten enthaltende Fraktion — die in diesem Falle daher vom Ausgangsgemisch stammt — gewonnen wird. Aus dem niedriger siedenden Gemisch stammende Komponenten dieses Typs können somit von einer solchen Fraktion aufgenommen werden oder zumindest aus dieser Destillationsstufe gesondert abgezogen werden, wodurch verhindert wird, daß diese Komponenten sich mit den leichter löslichen Komponenten vermischen und diese somit verunreinigen.

Wenn in einer Destillationsstufe, in welche erfindungsgemäß ein niedriger siedendes Gemisch eingespeist wird, nicht nur die Abtrennung von Komponenten aus der Extraktphase, sondern auch die Auftrennung des niedriger siedenden Gemisches selbst in einem mögiichst optimalen Grade erfolgen soll, kann es vorteilhaft sein, wenn man in diese Destillationsstufe zusätzlich einen weiteren Anteil des selektiven Lösungsmittels, das gegebenenfalls gelöste Komponenten enthält, einspeist Diese zusätzliche Einspeisung des selektiven Lösungsmittels kann zumindest teilweise gemeinsam mit der Einspeisung der Extraktphase oder eines daraus abgetrennten Materials und/oder gemeinsam mit der Einspeisung mindestens eines niedriger siedenden Gemisches und/oder in getrennter Form durchgeführt werden. Vorzugsweise wird das Lösungsmittel dabei in der gleichen Höhe eingespeist wie die beiden anderen vorgenannten Materialien. Besonders bevorzugt wird eine Arbeitsweise, bei der das Lösungsmittel in mindestens eine der vorgenannten Destillationsstufen in einer größeren Höhe eingespeist wird als jene des mindestens einen niedriger siedenden Gemisches.

Die vorgenannte, weniger leicht lösliche Komponenten enthaltende Fraktion, welche vom niedriger siedenden Gemisch stammende Komponenten enthält (oder mindestens eine dieser Fraktionen, wenn mehrere Fraktionen vorhanden sind), wird vorzugsweise zumindest zum Teil als sogenannte »Rückwäsche« in die Flüssig-Flüssig-Extraktionsstufe zurückgeführt. Wegen dieser Zusammensetzung eignet sich eine solche Fraktion hervorragend zur Förderung der Auftrennung des Ausgangsgemisches durch Extraktion, zumal das niedriger siedende Gemisch selbst die Abtrennung der gelösten Komponenten von der Extraktphase in einem reinen Zustand fördert.

Vorzugsweise wird beim Verfahren der Erfindung mindestens ein niedriger siedendes Gemisch eingesetzt, welches teilweise oder ganz durch Destillation aus einem Ausgangsmaterial gewonnen wurde, aus welchem

auch das aufzutrennende Ausgangsgemisch erhalten worden ist

Bei einer solchen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in sehr einfacher und wirtschaftlicher Weise eine vollständige Auftrennung jenes Teils des Ausgangsmaterials erzielt, welcher als Ausgangsgemisch bzw. als niedriger siedendes Gemisch eingesetzt wird, denn die für die Extraktion benötigte Vorrichtung sowie etwa vorhandene Hilfseinrichtungen, wie Heizeinrichtungen für die Verdampfung oder Kühler für die Kondensation, müssen lediglich auf jenen Teil des Ausgangsmaterials abgestimmt werden, welcher als aufzutrennendes Ausgangsgemisch verwendet wird. Die Auftrennung des als niedriger siedendes Gemisch verwendeten Teils erfolgt andererseits praktisch umsonst.

Um ein aufzutrennendes Ausgangsgemisch und ein niedriger siedendes Gemisch zu erhalten, wird das Ausgangsmaterial vorzugsweise durch Destillation in mindestens zwei Fraktionen aufgetrennt, wobei eine höher siedende Fraktion als Ausgangsgemisch und mindestens eine der niedriger als das Ausgangsgemisch siedenden Fraktionen entweder im Gemisch oder in getrennter Form als niedriger siedendes Gemisch dienen. Diese Destillation kann in einer oder mehreren Stufen durchgeführt werden, gegebenenfalls zumindest teilweise in Form einer extraktiven Destillation.

Zur Durchführung der Extraktion und der Destillationsstufen nach dem Verfahren der Erfindung kann im Prinzip jede beliebige geeignete Vorrichtung verwendet werden. Die Extraktion wird am besten mittels einer Drehscheiben-Kontaktvorrichtung durchgeführt, wie der in der britischen Patentschrift 6 59 241 beschriebenen Vorrichtung, während die Destillation am besten mit Hilfe einer mit Ventilboden oder Böden mit bevorzugtem Abfluß ausgestatteten Kolonne, wie sie z. B. in den britischen Patentschriften 5 91 929 und 7 64 650 beschrieben ist, durchgeführt wird. Die Destillation wird gegebenenfalls in mindestens einer der vorhandenen Stufen durch Entspannung durchgeführt.

Sowohl die Ausgangsgemische als auch die niedriger siedenden Gemische können auf jede beliebige Weise erhalten worden sein, beispielsweise durch Anwendung physikalischer Behandlungsverfahren, wie extraktive oder nicht-extraktive Destillation, Kristallisation oder Extraktion, katalytische Behandlungsverfahren und/ oder andere chemische Reaktionen. Alle diese Verfahren können in einer oder mehreren Stufen sowie gegebenenfalls in kombinierter Form durchgeführt werden. Nach dem Verfahren der Erfindung können mit Vorteil Ausgangsgemische verarbeitet werden, welche organische Verbindungen, vorzugsweise Kohlenwasserstoffe, gegebenenfalls gemeinsam mit Verbindungen eines anderen Typs, beispielsweise Schwefelverbindungen, wie Mercaptane und/oder Thiophene, und Sauerstoff enthaltende organische Verbindungen, wie Alkohole und/oder Ester, enthalten. Die vorgenannten Materialien werden vorzugsweise auch als niedriger siedendes Gemisch eingesetzt Das Ausgangsgemisch und/oder das niedriger siedende Gemisch enthält (enthalten) vorzugsweise aromatische Kohlenwasserstoffe, sowie gegebenenfalls Paraffinkohlenwasserstoffe und/oder Nicht-Paraffinkohlenwasserstoffe, wie olefinisch ungesättigte Kohlenwasserstoffe. Besonders bevorzugt wird eine Methode, bei welcher beide Gemischarten diese Kohlenwasserstoffe enthalten.

Als Ausgangsgemisch und/oder niedriger siedendes Gemisch bzw. als Komponenten für diese Gemische eignen sich direkt destillierte Kohlenwasserstoffreaktionen oder aus einem Umwandlungsverfahren, wie thermische Krackung, katalytische Krackung und/oder Hydro-Kracken, gewonnene Kohlenwasserstofffraktionen, wie Benzine, Kerosine oder Gasöle. Besonders gut geeignet für den vorgenannten Zweck sind unter Normalbedingungen flüssige katalytisch reformierte Kohlenwasserstofffraktionen, wie Benzine und/oder entsprechende, aus einem Pyrolyseverfahren gewonnene Fraktionen. Die letztere Art von Fraktionen wird vorzugsweise zuerst raffiniert, beispielsweise durch katalytische Behandlung in Gegenwart von Wasserstoff oder eines Wasserstoff enthaltenden Gemisches.

Im Verfahren der Erfindung können im Prinzip die verschiedensten selektiven Lösungsmittel eingesetzt werden, wie Furfural, Phenol, Acetonitril, Sulfoxide, z. B. Dimethylsulfoxid oder Fettsäurealkylamide, z. B. Dimethylformamid Besonders bevorzugt verwendet werden Lösungsmittel, welche zumindest zum Teil dem Sulfolan-, Glykol- und/oder Pyrrolidon/Piperidon-Typ angehören. Beispiele für solche Lösungsmittel sind Sulfolan (cyclisches Tetramethylensulfon), dessen ungesättigte Homologen und die Derivate aller dieser Verbindungen (vgl. die britische Patentschrift 6 25 505), niedere PoIyalkylenglykole, wie Diäthylen-, Tetraäthylen- oder Dipropylenglykol, sowie Pyrrolidon und Piperidon und deren Derivate, wie die N-Alkylderivate, insbesondere N-Methylpyrrolidon und -piperidon. Das selektive Lösungsmittel enthält gegebenenfalls eine bestimmte Menge einer Substanz, welche eine günstige Wirkung auf die Selektivität und/oder die Lösekraft aufweist, beispielsweise Wasser.

Das Verfahren der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert

Bei der im Fließschema der F i g. 1 erläutei ten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung wird ein Ausgangsgemisch über Leitung 1 in eine Extraktionskolonne 2 eingespeist Im vorliegenden Falle erfolgt diese Zufuhr an einer einzigen Stelle und in den Sumpf der Kolonne, sie kann auf Wunsch jedoch auch in anderer Weise stattfinden, beispielsweise an mehr als einer Stelle oder in einen anderen Teil der Kolonne als den Sumpf.

In der Kolonne 2 wird das Ausgangsgemisch bei geeigneten Temperaturen und Drücken einer Extraktion unterworfen, wobei gegebenenfalls ein Temperaturgefälle angewendet wird. Über Leitung 3 wird frisches und/oder rückgeführtes Lösungsmittel eingespeist, im vorliegenden Falle getrennt und an einer einzigen Stelle. Das Lösungsmittel kann aber auch gemeinsam mit dem Ausgangsgemisch und/oder über mehr als eine Einlaßleitung (nicht gezeigt) zugeführt werden.

Gegebenenfalls werden die weniger leicht löslicher Komponenten, welche gegebenenfalls vom Verfahren selbst stammen und gegebenenfalls im Gemisch mit den leichter löslichen Komponenten vorliegen, als »Rückwäsche« in den Sumpf der Kolonne 2 (nicht gezeigt) eingespeist

Das Raffinat wird über Leitung 4 aus der Kolonne 2 abgezogen. Dieses Raffinat wird gegebenenfalls einer Weiterbehandlung unterworfen, beispielsweise zur Entfernung von etwa vorhandenem Lösungsmittel einer Wäsche mit einem geeigneten Waschmittel, wie Wasser (nicht gezeigt). Über Leitung 5 wird eine Extraktphase, welche sowohl leichter als auch weniger leicht lösliche Komponenten sowie Lösungsmittel enthält in eine Destillationskolonne 6 übergeführt Die Kolonne 6 wird gegebenenfalls unter Rückflußbedingungen (nicht gezeigt) und/oder mit Wiedererhitzer betrieben. Aus der

Kolonne 6 wird eine die weniger leicht löslichen Komponenten enthaltende Fraktion über Leitung 7 abgezogen. Im vorliegenden Falle stellt die Kolonne 6 die einzige Destillationsstufe dar, aus welcher eine solche Fraktion abgezogen wird. Es ist nur eine einzige solche Fraktion vorhanden, und die betreffende Fraktion, welche vom Kopf der Kolonne 6 abgezogen wird, enthält höchstens geringe Lösungsmittelmengen, jedoch (abhängig von den in der Kolonne 6 herrschenden Bedingungen) gegebenenfalls leichter lösliche Komponenten und/oder beispielsweise Wasser. Es können jedoch auch mehrere solcher Destillationsstufen und/oder Fraktionen, welche sich gegebenenfalls bezüglich der Zusammensetzung von der vorgenannten Fraktion unterscheiden, vorhanden sein.

Nach dem Verfahren der Erfindung wird ein niedriger als das Ausgangsgemisch siedendes Gemisch, welches ebenfalls im selektiven Lösungsmittel leichter bzw. weniger leicht lösliche Komponenten enthält, über Leitung 8 in die Kolonne 6 eingespeist. Als selektives Lösungsmittel wird dabei entweder zumindest teilweise ein Lösungsmittel desselben Typs wie das für das Ausgangsgemisch verwendete Lösungsmittel oder ein Lösungsmittel eines anderen Typs verwendet. Im vorliegenden Falle wird nur ein niedriger siedendes Gemisch verwendet, und dieses wird gemeinsam mit der Extraktphase eingespeist Die Einspeisung kann jedoch auch an einer anderen Stelle und/oder an mehreren Stellen erfolgen, im letzteren Falle entweder unter Verwendung von Anteilen desselben niedriger siedenden Gemisches oder von zumindest in einem gewissen Maße untereinander verschiedener niedriger siedender Gemische.

Die aus dem niedriger siedenden Gemisch stammenden, weniger leicht löslichen Komponenten werden in der Dampfphase aus der Kolonne 6 abgezogen, im vorliegenden Falle über Leitung 7 gemeinsam mit den aus dem Ausgangsgemisch stammenden, weniger leicht löslichen Komponenten. Im vorliegenden Falle wird in der Kolonne 6 unter solchen Bedingungen gearbeitet, daß von deren Sumpf ein Material abgezogen wird, welches selektives Lösungsmittel und leichter lösliche Komponenten, aber zumindest im wesentlichen keine weniger leicht löslichen Komponenten enthält Dieses Material wird über Leitung 9 in die Destillationskolonne 10 eingespeist, in welcher es in Lösungsmittel und leichter lösliche Komponenten aufgetrennt wird, welche im vorliegenden Falle anschließend über Leitung 11 in Form einer einzigen Fraktion abgezogen werden, die sowohl vom Ausgangsgemisch als auch vom niedriger siedenden Gemisch stammende Komponenten enthält Es können jedoch auch mehrere solcher Fraktionen vorhanden sein, welche gegebenenfalls entweder — ausschließlich oder hauptsächlich — vom Äusgangsgemisch stammende Komponenten oder — ausschließlich oder hauptsächlich — vom niedriger siedenden Gemisch stammende Komponenten enthalten. Das leichter lösliche Komponenten enthaltende Material wird ferner gegebenenfalls zur Gewinnung der einzelnen Komponenten, zur Gewinnung von Gruppen von Komponenten, welche sich nur geringfügig voneinander unterscheiden und/oder, wenn dies möglich ist, zur Entfernung der letzten Spuren des Lösungsmittels und/oder der weniger leicht löslichen Komponenten (nicht gezeigt) einem weiteren Trennverfahren unterworfen. Das Material wird zu diesem Zweck beispielsweise durch Destillation in zwei oder mehrere Fraktionen aufgetrennt oder mit einem Wasch- oder Lösungsmittel behandelt Das selektive Lösungsmittel wird aus der Kolonne 10 abgezogen und im vorliegenden Falle zumindest teilweise in die Kolonne 2 zurückgeführt, in welcher es zur Extraktion dient. Nach einer abgewandelten Methode kann dieses Lösungsmittel zumindest teilweise in die Kolonne 6 zurückgeführt und/oder abgezogen und beispielsweise in eine Reinigungsanlage übergeführt werden (nicht gezeigt).

Anstelle von zwei getrennten Kolonnen 6 und 10 kann auch ein System angewendet werden, das den beispielsweise in den britischen Patentschriften 7 17 725 oder 9 80 973 beschriebenen Systemen ähnlich ist. Bei den vorgenannten Systemen sind die beiden Kolonnen gleichsam zu einer einzigen Kolonne kombiniert und das Material, welches im vorliegenden Falle über Leitung 11 abgezogen wird, wird aus der betreffenden kombinierten Kolonne als Nebenstrom abgezogen. Im vorliegenden Faiie wird die Kolonne iö unter Rückfiußbedingungen (nicht gezeigt) und mit Hilfe eines über Leitung 12 zugeführten Abstreifmittels, wie Wasserdampf, betrieben. Ein Anteil des in dem mit der Kolonne 6 in Verbindung stehenden Umkocher einer Flash-Destillation unterworfenen Materials wird ebenfalls als Abstreifmittel in der Kolonne 10 eingesetzt und in diese über Leitung 13 an einer etwas höheren Stelle als der Abstreif-Wasserdampf eingespeist.

F i g. 2 zeigt ein Fließschema einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Einrichtungen besitzen in diesem Falle dieselbe Funktion wie die Einrichtungen mit denselben Bezugszeichen von F i g. 1, und es können dieselben Abwandlungen wie bei F i g. 1 vorgenommen werden.

Gemäß der in F i g. 2 veranschaulichten bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung stammt sowohl das über Leitung 54 eingespeiste niedriger siedende Gemisch als auch das über Leitung 1 — in diesem Falle in den mittleren Teil der Kolonne — eingespeiste Ausgangsgemisch (im vorliegenden Falle zur Gänze, andernfalls jedoch auch teilweise) aus ein und demselben über Leitung 51 zugeführten Ausgangsmaterial. In diesem Falle wurden das niedriger siedende Gemisch bzw. das Ausgangsgemisch aus dem vorgenannten Ausgangsmaterial durch eine einfache Destillation in der Kolonne 52 als Kopf- bzw. Sumpfprodukt hergestellt Man kann jedoch diese Gemische (gegebenenfalls teilweise) beispielsweise auch durch extraktive Destillation aus dem Ausgangsmaterial herstellen und/oder die Destillation in mehr als einer Kolonne und/oder unter Gewinnung mehr als einer Fraktion durchführen, wobei einige dieser Fraktionen oder alle diese Fraktionen ganz oder teilweise im Ausgangsgemisch bzw. im niedriger siedenden Gemisch eingesetzt werden.

In diesem Falle wid die über Leitung 7 aus der Kolonne 6 abgezogene Fraktion, weiche die vom niedriger siedenden Gemisch stammenden Komponenten enthält, ganz oder teilweise als »Rückwäsche« in den Sumpf der Kolonne 2 zurückgeführt Diese Fraktion wird dabei gegebenenfalls zuvor kondensiert und einer Phasentrennung unterworfen, wobei sich eine Lösungsmittel und/ oder z. B. Wasser enthaltende Phase abscheidet (nicht gezeigt). Im vorliegenden Falle wird die Rückführung an einer einzigen Stelle durchgeführt, man kann sie jedoch auch an mehreren Stellen durchführen. Auch hier kann auf die Rückführung verzichtet werden, oder es können aus einer anderen Quelle stammende, weniger leicht lösliche Komponenten in die Kolonne 2 eingespeist werden.

In diesem Falle wird das über Leitung 54 zugeführte niedriger siedende Gemisch ferner nach einer bevorzug-

ten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung an einer niedrigeren Stelle als die über Leitung 5 zugeführte Extraktphase in die Kolonne 6 eingespeist und die Kolonne 6 wird auch mit einer weiteren Lösungsmittelmenge beschickt. Die Lösungsmitteleinspeisung erfolgt dabei gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens an einer höheren Stelle als jene des niedriger siedenden Gemisches, obwohl diese Zuspeisung beispielsweise auch teilweise gemeinsam mit diesem Gemisch (gegebenenfalls zumindest teilweise gemeinsam mit der Extraktphase) erfolgen kann.

Im vorliegenden Falle wird als zusätzliches Lösungsmittel kein im wesentlichen reines Lösungsmittel eingespeist, wie es im Prinzip auch hier möglich wäre, sondern es wird ein Lösungsmittel verwendet, welches noch eine bestimmte Menge an gelösten Komponenten enthält Das nicht vollständig gereinigte Lösungsmittel wird in diesem Falle aus der Kolonne 10 über Leitung 53 zugeführt.

Eine solche Verwendung eines nicht vollständig gereinigten Lösungsmittels ist natürlich auch im Rahmen der in F i g. 1 erläuterten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführbar. Im vorliegenden Falle kann die Kolonne 10 unter Verwendung eines über Leitung 12 zugeführten Abstreifmittels, wie Wasserdampf, oder eines vom Umkocher der Kolonne 6 stammenden Abstreifmittels (nicht gezeigt) betrieben werden.

Das Beispiel erläutert die Erfindung.

Beispiel

Ein Ausgangsmaterial mit einem Siedebereich von 70 bis 160° C, welches 81,0 Gewichtsprozent Aromaten (29,7 Gewichtsprozent Benzol, 24,4 Gewichtsprozent Toluol und 21,4 Gewichtsprozent Xylole), 14,9 Gewichtsprozent Paraffinkohlenwasserstoffe und 4,1 Gewichtsprozent Naphthene enthält, wird gemäß dem in F i g. 2 veranschaulichten Fließschema mit einem Durchsatz von 1000 t/d verarbeitet Dieses Ausgangsmaterial besteht teilweise aus katalytisch reformiertem Benzin und teilweise aus von einem Pyrolyseverfahren stammendem Benzin, welches anschließend hydrierend raffiniert wurde.

In der bei einem Druck von Iß Atmosphären, einer Kopftemperatur von 9O⁰C und einer Sumpf temperatur von 124° C betriebenen Kolonne 52 wird das vorgenannte Ausgangsmaterial in eine C6_g-Kohlenwasserstofffraktion mit einem Siedebereich von 115 bis 165° C (531 t/d), welche als Ausgangsgemisch über Leitung 1 in /4ΪΑ Ko!CHn^ 2 21J|ⁿ°^cne<^ W™**^ "«Λ oma Z"¹- -^V^Uler»,

Wasserstofffraktion mit einem Siedebereich von 65 bis 135° C (469 t/d) aufgetrennt welche als niedriger siedendes Gemisch über Leitung 54 in die Kolonne 6 eingespeist wird. Das Ausgangsgemisch enthält 913 Gewichtsprozent Aromaten (9,4 Gewichtsprozent Benzol, 31,7 Gewichtsprozent Toluol und 39,7 Gewichtsprozent Xylole), 6,5 Gewichtsprozent Paraffinkohlenwasserstoffe und 2,2 Gewichtsprozent Naphthene, während das niedriger siedende Gemisch 693 Gewichtsprozent Aromaten (52,7 Gewichtsprozent Benzol, 16,0 Gewichtsprozent Toluol und 0,6 Gewichtsprozent Xylole), 24,5 Gewichtsprozent Paraffinkohlenwasserstoffe und 6,2 Gewichtsprozent Naphthene enthält.

In der Kolonne 2 wird das Ausgangsgemisch mittels über Leitung 3 zugeführtem Sulfolan (2120 t/d) extrahiert, wobei ein über Leitung 4 abgezogenes Raffinat (212 t/d) erhalten wird, welches 70,6 Gewichtsprozent

Paraffinkohlenwasserstoffe.l 9,2 Gewichtsprozent Naphthene und lediglich 10,2 Gewichtsprozent Aromaten enthält

Ein Anteil der Extraktphase von 3106 t/d wird über ίο Leitung 5 vom Sumpf der Kolonne 2 abgezogen und anschließend in die Kolonne 6 eingespeist Zusätzlich zu dem vorgenannten Anteil der niedriger siedenden Fraktion von 469 t/d wird in die Kolonne 6 über Leitung 53 auch ein 0,7 Gewichtsprozent Kohlenwasserstoffe enthaltender, sulfolanreicher Strom eingespeist, welcher in der nachstehend beschriebenen Weise aus dem Verfahren selbst gewonnen wurde. Die Kolonne 6 wird bei einem Druck von 1,2 Atmosphären, einer Kopf temperatur von 113⁰C und einer Sumpftemperatur von 145° C betrieben.

Vom Kopf der Kolonne 6 wird über Leitung 7 eine Kohlenwasserstofffraktion in einem Anteil von 666 t/d abgezogen. Diese Fraktion wird zur Gänze in die Kolonne 2 zurückgeführt Vom Sumpf der Kolonne 6 wird über Leitung 9 eine Sulfolan und aromatische Kohlenwasserstoffe, jedoch im wesentlichen keine nicht-aromatischen Kohlenwasserstoffe mehr enthaltende Fraktion in einer Menge von 6109 t/d abgezogen. Diese Fraktion wird in die Kolonne 10 eingespeist Die Kolonne 10 wird bei einem Druck von 0,37 Atmosphären, einer Kopftemperatur von 79° C und einer Sumpftemperatur von 166⁰C betrieben. Über Leitung 12 wird als Abstreifmittel dienender Wasserdampf in den Sumpf der Kolonne 10 eingespeist

Sulfolan wird in einer Menge von 2120 t/d vom Sumpf der Kolonne 10 abgezogen und über Leitung 3 in die Kolonne 2 zurückgeführt Der vorgenannte sulfolanreiche Strom (3200 t/d) wird an einer zwischen der Mündung der Leitung 9 (Beschickungseinlaß) und dem Sumpf der Kolonne 10 befindlichen Stelle über Leitung 53 abgezogen und in die Kolonne 6 zurückgeführt Vom Kopf der Kolonne 10 wird über Leitung 11 eine Fraktion (788 t/d) abgezogen, welche über 99,9 Gewichtsprozent aromatische Kohlenwasserstoffe (37,6 Gewichtsprozent Benzol, 30,6 Gewichtsprozent Toluol und 25,9 Gewichtsprozent Xylole enthält

Diese Fraktion wird anschließend durch Destillation in eine Benzol-, Toluol- bzw. Xylolfraktion aufgetrennt Diese Fraktionen enthalten lediglich 0,01 bzw. 0,018 so bzw. 0,013 Gewichtsprozent nicht-aromatische Kohlenwasserstoffe.

Zum Vergleich wird das vorstehend beschriebene Verfahren dahingehend abgewandelt daß das gleiche Ausgangsmaterial direkt in die Extraktionskolonne eingespeist und in dieser mit derselben Sulfolanmenge extrahiert wird, wobei die Kolonne 6 auch mit der gleichen Menge der sulfolanreichen Fraktion beschickt wird. Bei diesem Versuch enthält die aus der Fraktion von Leitung 11 gewonnene Benzol- bzw. Toluol- bzw. Xylolfraktion 0,034 bzw. 0,136 bzw. 0,277 Gewichtsprozent nicht-aromatische Kohlenwasserstoffe. Dies bedeutet, daß die Reinheit des Benzols bzw. Toluols bzw. Xylols bei Anwendung des Verfahrens der Erfindung um einen Faktor von etwa 3,5 bzw. 7,5 bzw. 21 erhöht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Auftrennen eines Gemisches von Verbindungen (»Ausgangsgemisch«) durch Flüssig-Flüssig-Extraktion unter Verwendung eines selektiven, höher als das Ausgangsgemisch siedenden Lösungsmittels, in welchem mindestens eine der Komponenten des Ausgangsgemisches leichter und mindestens eine der anderen Komponenten des Ausgangsgemisches weniger leicht löslich ist, bei welchem Verfahren eine Raffinatphase und eine Extraktphase erhalten werden, aus der Extraktphase in mindestens einer Destillationsstufe die gelösten Komponenten abgetrennt und mindestens eine die im selektiven Lösungsmittel weniger leicht Jöslichen Komponenten enthaltende Fraktion gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein bei niedrigeren Temperaturen als das Ausgangsgemisch siedendes Gemisch, das selbst mindestens eine im selektiven Lösungsmittel leichter lösliche und mindestens eine im selektiven Lösungsmittel weniger leicht lösliche Komponente enthält (»niedriger siedendes Gemisch«) in mindestens eine der Destillationsstufen eingespeist wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einführung des niedriger siedenden Gemisches in mindestens eine Destillationsstufe in einer geringeren Höhe vornimmt als jene der Extraktphase oder eines aus dieser Phase gewonnenen Materials.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen zusätzlichen Anteil des selektiven Lösungsmittels in mindestens eine Destillationsstufe einspeist

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einführung des selektiven Lösungsmittels in mindestens eine Destillationsstufe in einer größeren Höhe vornimmt als jene des mindestens einen niedriger siedenden Gemisches.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens ein niedriger siedendes Gemisch teilweise oder ganz durch Destillation aus einem Ausgangsmaterial gewinnt, aus welchem auch das aufzutrennende Ausgangsgemisch gewonnen worden ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5_V dadurch gekennzeichnet, daß man die durch Destillation gewonnene, höher siedende Fraktion als Ausgansgemisch und mindestens eine der niedriger siedenden Fraktionen entweder im Gemisch oder in getrennter Form als niedriger siedendes Gemisch einsetzt.