DE2112004A1

DE2112004A1 - Verfahren zur Fraktionierung von vorwiegend C8 aromatischen Kohlenwasserstoffgemischen

Info

Publication number: DE2112004A1
Application number: DE19712112004
Authority: DE
Inventors: Murray Roger Alan; Jackson Steven Boyd
Original assignee: Fluor Corp
Current assignee: Fluor Corp
Priority date: 1970-03-23
Filing date: 1971-03-12
Publication date: 1971-10-07
Also published as: US3584068A; FR2088254B2; NL7103906A; GB1311606A; ZA711215B; IT1008006B; BE764671R; CA941779A; ES389498A2; FR2088254A2

Description

DK. ING. B. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EFFLE · DR. RER. AAT. K. HOFFMAW

PATENTANWÄLTE
D.8000 MÖNCHEN 81 · ARABEUASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087

Fluor Corporation

Los Angeles, Calif. / USA

Verfahren zur Fraktionierung

von vorwiegend Co aromatischen

Kohlenwasserstoffgemischen

Zusatz zu P 1905 650.9

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fraktionierung von vorwiegend Cr.-aromatischen Kohlenv/asserstoffgemischen, die Äthylbenzol und Xylole enthalten. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Verarbeitung von vorwiegend Cp-aromatischen Kohlenwasserstoffbeschickungen, wie sie z.B. bei der katalytischer! Reformierung von Naphtha anfallen, zu verschiedenen technisch wichtigen Materialien, was bei niedrigen Kapitalkosten und bei einem niedrigen Verbrauch an nutzbaren Jtoffen in kontrollierbaren Verhältnissen durchgeführt v/erden kann. Unter den auf diese L/eine

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erhältlichen gewünschten Materialien sind an erster Stelle die Produkte Äthylbenzol, o-Xylol und p-Xylol zu nennen. Das vierte Gg-aromatische Isomere, nämlich das m-Xylol, ist technisch weniger wichtig, so daß seine Abgabe demgemäß auf einen Minimalwert zurückgeführt werden kann.

Es müssen auch andere Komponenten der Beschickung, z.B. •nicht-aromatische Kohlenwasserstoffe, Toluol, Cq-Aromaten und dergleichen insoweit abgetrennt v/erden, als den Qualitätspezifikationen für die verschiedenen Co-aromatisehen Produkte Genüge getan v/erden muß. Die verschiedenen Kompo-

b nenten der Co-Beschickungen können durch Wärme abgetrennt v/erden, d.h. die verschiedenen Siedepunkte können In der V/eise ausgenützt werden, daß die Beschickung In niedrigsiedendere Stoffe, z.B. Ethylbenzol (Kp 136,L⁰C) und leichte Enden, die die Praktionierungszone über Kopf verlassen, in höher-siedende Materialien, z.B.o-Xylol (Kp l43,9°C) und schließlich in schwere Enden aufgeteilt wird, die als Bodenprodukte aus der Zone entnommen v/erden. Die m-Xylol- und p-Xylol-Fraktionen können, je nach den Betriebsbedingungen der Zone, als Kopf- oder als Bodenprodukte abgenommen werden. Im allgemeinen werden aufeinanderfolgende Auftrennungen vorgenommen, urr. die verschiedenen gevriinsehten Produkte zu isolieren. 3o kann beispielsweise das p-Xylol

" von dem m-Xylol in einer p-Xylol-Kristallis-ationsanlage abgetrennt werden, indem das p-Xylol (Fp 12,8°C) ausgefroren wird und das m-Xylol (Fp -47,8⁰C) aus der Anlage abgeleitet v/ird. Da das m-Xylol nur eine begrenzte technische Yorwertbarkeit besitzt, vnLrd es oftmals in p-Xylol und."oder o-Xylol isornerisiert, was entv/eder :oc oder nach :1er Fraktionierung geschehen kann.

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Die vorliegende Erfindung befaßt sich nun insbesondere mit einem komplexen Fraktionierungsverfahren, das deswegen nur mit geringen Kapital- und Betriebskosten belastet ist, v;eil die Abtrennung der Xtlr'lbenzol- und c-Xylol-Komponeiiten aus den m-Xylol- und p-Xylol-Fraktionen mit demselben VJärmestrom durchgeführt wird. Mit der komplexen Fraktionierung können verschiedene vorhergehende und nachfolgende Maßnahmen kombiniert werden, wodurch extrem flexible Cp-Verarbeitim-smögllehkeiten für die günstigste Verwertung der verfügbaren Beschickungen ermöglicht werden und den jeweilige:! Pi* odiü-ztaiif orderungen G :r.üge getan werden kann.

Z-.'v ".'"aktloiilerunr: und Konvertierung von vorwiegend Cparorr.at Ischen Kohlenw:issers\off-3-G.r;hiclrxigen sind schon ziele verschiedene ochemen vorgeschlagen worden. Ir.i allg3-n-eir.^i: ist es die Pr-ixis ge.-reser., zuerst o-Xylol und damit die schweren I^r-ler. vom Rost der Beschickung abzutrennen und hierauf in einem getrennten Betrieb das o-Xylol und die schweren 3nden voneinander zu trennen. Der Rest der Beschickung wird In einem anderen getrennten Betrieb fraktioniert, \vut das iithylbenscl und die leichten linden zu trenneri. Der Rest der Beschickung, der hauptsächlich au.?- !v.-Xylol und p-Xylol besteht, kann ir. eine p-Xylol-Kristcllisierungsnnlage lind dann in eine Konvertierungsanlage geleitet werden, wodurch zi-.ir. erster, kristallisiertes p-Xyiol und zum z\-7Q±ren v.^Teiteres p-Xylol aus r::-XyIol gebildet wi:-5. Das o-Xylol i:nd die 3c:v.?erc-n Ξ:;ο.οη in de::: Abstrcrn der Ko::- vertierur.g-5^-ü:ln.ge '-«'erde.: typischer'..'ei3-3 mit anderen riyloler In einen weiteren Fraktionatcr reloiet, r.z sie von de::i y-'iylol air Bodenrt·Ddt;!::.e abgetrennt '.:er5.en. Es stellt He nwcito Abvrcnj; ;:j: deo' o-X.vlols von den schweren Enden bei Ήr-.;■;;:.-] Betrieb dar. Dar an r-Xylol rcior.e Rvst kann üirel-it

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BADOWGiNAL

in die Kristallisationsanlage zurückgeleitet werden, um mit der weiteren Beschickung aus dem A'thylbenzol-Fraktionator verarbeitet zu werden. Bei einem anderen technischen Verfahren wird die m-Xylöl-Komponente von der Beschickung chemisch abgetrennt und gegebenenfalls in weiteres p-Xylol und o-Xylol vor der Fraktionierung konvertiert. Die Fraktionierung der zurückbleibenden Komponenten erfolgt jedoch in mehreren Stufen mit einem aufeinanderfolgenden Erhitzen und mit einer aufwendigen Handhabung der verschiedenen Ströme.

Es ist daher ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, eine Vielzahl von Cg-Produkten mit weniger getrennten Erwärmungsoperationen zu erzielen, wodurch erhebliche Kapital- und Betriebskosten eingespart werden können. Dieses Ziel wird erreicht, wenn man in einer Fraktionierungszone die gewünschten Hauptfraktionen, nämlich Ethylbenzol, o-Xylol und m-/p-Xylol mit einem gemeinsamen Wärmestrom auftrennt.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Fraktionierung von vorwiegend Co-aromatischen Kohlenwasserstoffgemischen, die A'thylbenzol und Xylole enthalten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Gemisch zu Beginn so behandelt, daß ein erster Co-Aromatenstrom gebildet wird, der reich an Äthylbenzol ist, den ersten Cn-Aromatenstrom in eine Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen an einem ersten Beschickungsboden, der zwischen dem Kopf und dem Boden dieser Zone angeordnet ist, einführt, einen zweiten Co-Aromatenstrom, der an o-Xylol relativ reich ist, in diese Zone an einem zweiten Beschickungsboden einführt, der zwiBchen dem Kopf und dem Boden dieser Zone und unterhalb des ersten Beschickungsbodens angeordnet ist, beide

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Beschickungsströme in der Praktionierungszone mit mehreren Ebenen mit einem gemeinsamen Wärmestrom erhitzt und daß man einen vorwiegend aus Ethylbenzol bestehenden Kopfstrom, einen vorwiegend aus o-Xylol bestehenden Bodenstrom und in einer Ebene der ersten Zone zwischen dem ersten und dem zweiten Beschickungsboden einen Xylolisomeren-Seitenstrom abtrennt.

Der erste Beschickungsstrom, der an Äthylbenzol relativ reich ist, enthält typischerweise mindestens 8 Mol-$ Äthylbenzol. Der zweite Beschickungsstrom, der an o-Xylol relativ reich ist, enthält mindestens 8 Mol-# o-Xylol. Die komplexe Praktionierungszone kann bei Temperaturen von 121,1 bis 26o°C und Drücken von 0,70 bis 7,03 kg/cm betrieben werden.

Das Verfahren der Erfindung schließt bei bestimmten Ausführungsformen auch die Weiterverarbeitung des Xylolisomeren-Seitenstroms zur Isolierung des p-Xylols daraus und die Verarbeitung des resultierenden,an p-Xylol verarmten, Seitenstroms in einer Konvertierungszone ein. In der letzteren wird das im Seitenstrom enthaltene m-Xylol in andere Xylolisomere umgewandelt. Der Abstrom der Konvertierungszone wird als zweiter Beschickungsstrom, der an o-Xylol relativ reich ist, in die Praktionierungszone zurückgeleitet. Die Konvertierungszone kann in der Weise betrieben werden, daß das m-Xylol in o-Xylol oder p-Xylol oder in beide Stoffe umgewandelt wird. Dabei wird der gemeinsame Wärmestrom in der Praktionierungszone dazu verwendet, um die Trennung des o-Xylols und des p-Xylols, die in der Konvertierungszone gebildet werden, voneinander zu ermöglichen. Das Verfahren der Erfindung kann auch weiterhin einschließen, daß das abgetrennte o-Xylol in die Konvertierungszone

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zurückgeleitet wird, um in p-Xylol übergeführt -zu werden. Es kann auch die Konvertierung des p-Xylols zu o-Xylol einschließen, und zwar je nach den Produkterfordernissen. Die aus dem Seitenstrom isolierte Menge des p-Xylols ist typischerweise mindestens derjenigen Menge des p-Xylols gleich, die sich in dem vorwiegend Co-aromatischen Gemisch befindet.

Bei bestimmten Ausführungsformen schließt das Verfahren der Erfindung auch ein, daß man das vorwiegend Co-aromatische Kohlenwasserstoffgemisch in einer Vorfraktionierungszone erhitzt und daß man die Beschickung in einen an Äthylbenzol relativ reichen Kopfteil und einen an o-Xylol relativ reichen Bodenteil auftrennt, daß man den Kopfteil an einem ersten Beschickungsboden, der zwischen dem Kopf und dem Boden dieser Zone angeordnet ist, in eine Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen einspeist, daß man den Bodenteil an einem zweiten Beschickungsboden, der zwischen dem Kopf und dem Boden dieser Zone und unterhalt) des ersten Beschickungsbodens angeordnet ist, in diese Zone einführt, daß man in der Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen beide Beschickungsströme mit einem gemeinsamen Wärmestrom erhitzt und daß man einen vorwiegend aus Äthylbenzol bestehenden Kopfstrom, einen vorwiegend aus o-Xylol bestehenden Bodenstrom und an einer Ebene der Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen zwischen dem ersten und dem zweiten Beschickungsboden einen Xylolisomeren-Seitenstrom abtrennt.

Die Vorfraktionierung wird typischerweise bei Temperaturen von 121,1 bis
durchgeführt.

von 121,1 bis 316⁰C und Drücken von 0,70 bis 10,5 kg/cm²

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Der über Kopf von der Vorfraktionierung erhaltene erste Strom wird in der Fraktion!erungszone mit mehreren Ebenen in Teilschritten erhitzt, um das Ethylbenzol und die leichten Enden von dem p-Xylol und dem m-Xylol in dem ersten Strom abzutrennen.

Die bei der Vorfraktionierung verwendete Wärme wird vorteilhafterwexse von der Vorfraktionierungszone in die Praktionierungszone mit mehreren Ebenen überführt, was in der Weise vorgenommen werden kann, daß die Vorfraktionierungszone über Kopf durch die Fraktionierungszone oberhalb des Punktes der Abnahme des Seitenstroms in einem Kreislauf geschlossen wird oder daß in der Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen Kohlenwasserstoffe zwischen den Beschickungsströmen gegen die Kondensation der Kopfdämpfe der Vorfraktionierungszone außerhalb der Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen aufgewärmt werden. Die Kohlenwasserstoffe für die Aufwärmung können von der Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen in der Ebene der Seitenströme oder in Nähe davon abgezogen vier den, wodurch die Wärme der Vorfraktionierungszoiie sowohl für Stripping- als auch für Rektifizierungsoperationen in der Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen verwertet wird.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung kann ferner die Maßnahme einschließen, daß man den Abstrom aus der Umwandlungszone für den an p-Xylol abgereicherten Seitenstroir., worin das m-Xylol in o-Xylol und.'"oder p-Xylol umgewandelt worden ist, in die Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen unterhalb der Ebene des Seitenströmes zurückführt.

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Aus der ursprünglichen Beschickung kann vor der Fraktionierung oder den anderen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens das m-Xylol herausgenommen werden. Die Erfindung zieht daher auch in Betracht, daß man das Coaromatische Kohlenwasserstoffgemisch an m-Xylol abreichert, das an m-Xylol abgereicherte Gemisch., das an Ethylbenzol relativ reich ist, in die Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen an einem ersten Beschickungsboden, der zwischen dem Kopf und dem Boden dieser Zone angeordnet ist, einführt, einen zweiten Cp-Aromatenstrom, der an o-Xylol relativ reich ist, in diese Zone an einem zweiten Beschickungsboden einführt, der zwischen dem Kopf und dem Boden die-

™ ser Zone und unterhalb des ersten Beschickungsbodens angeordnet ist, einführt, beide Beschickungsströme in der Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen mit einem gemeinsamen Wärmestrom erhitzt und daß man einen vorwiegend aus Ethylbenzol bestehenden Kopfstrom, einen vorwiegend aus o-Xylol bestehenden Bodenstrom und in einer Ebene der ersten Zone zwischen dem ersten und dem zweiten Beschikkungsboden einen Xylolisomeren-Seitenstrom abtrennt. Das m-Xylol kann aus der Beschickung in der V/eise abgereichert werden, daß das m-Xylol chemisch modifiziert wird und hierdurch von der Beschickung abtrennbar wird. Dies kann z.B. dadurch geschehen, daß das m-Xylol mit einem Komplexbildner,

^ wie HF . BF₇ , in eine Komplexverbindung überführt wird.

Das zu Beginn aus dem Bcschickungsgemisch entfernte m-Xylol kann erhitzt werden, um das abgetrennte m-Xylol in o-Xylol und/oder p-X.ylol umzuwandeln. Diese Umwandlungsprodukte können dann in die Fraktjonierungszone mit mehreren Ebenen eingeführt werden, um darin zusammen mit anderen Cn-Aroniaten getrennt zu werden. In weiterer Hinsicht ist die Ausführungsform der anfänglichen Abreicherung des m-Xylols der oben

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beschriebenen Ausführungsform ähnlich, wobei ein Behandeln des Seitenstroms zur Isolierung des p-Xylols und eine Rückführung des an p-Xylols abgereicherten Stroms in die Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen eingeschlossen sein kann. Es ist auch möglich, in der V/eise vorzugehen, daß man mindestens einen Teil des an p-Xylol abgereicherten Stroms vor der Abreicherungszone für das m-Xylol mit frischer Beschickung vereinigt, mindestens die Menge des p-Xylols isoliert, die in den ersten Beschickungsstrom von dem Seitenstrom vorhanden ist, das abgetrennte o-Xylol oder das isolierte p-Xylol zu p-Xylol bzw. o-Xylol umwandelt, um es in die Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen, z.B. an einem Punkt oberhalb der Ebene des Seitenstroms einzuführen und daß man das an m-Xylol abgereicherte Beschickungsgemisch vorfraktioniert und die Vorfraktionierungswärme, wie oben beschrieben, in der Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen verwertet.

Bei allen vorstehenden Ausführungsformen des erfindungsgernäßen Verfahrens wird die Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen typischerwe'ise bei Temperaturen von 121,1 bis 2βθ C und Drücken von 0,70 bis 7iOj5 kg/cm betrieben. Die Vorfraktionierung wird, wenn eine solche vorgesehen ist, bei Temperaturen von 121,1 bis j5l6°C und Drücken von 0,70 bis 10,5 kg/cm durchgeführt. Der an Äthylbenzol relativ reiche erste Beschickungsstrom kann typischerweise 12 bis 25 Ä'thylbenzol enthalten, je nachdem er von einem verfügbaren Prozeßstrom oder von dem Kopfprodukt der Vorfraktionierung eines vorwiegend Co-aromatischen Beschickungsstromes herrührt. Der an o-Xylol relativ reiche zweite Beschickungsstrom kann 15 bis ^O Mol-$ o-Xylol enthalten. Im allgemeinen enthält er mindestens 8 Mol-# o-Xylol, je nachdem, ob er sich von verfügbaren Prozeßströmen, von Bodenprodukten der Vor-

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fraktionierung und/oder vom Konvertierungsabstrom ableitet.

Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können es auch die Qualtiätsspezifikationen erforderlich machen, daß die verschiedenen Produkte des Verfahrens der Erfindung weiter gereinigt v/erden, um unerwünschte Verunreinigungen zu entfernen. Diese Reinigung geschieht nach den üblichen Verfahren, die keinen wesentlichen Teil dieser Erfindung bilden. In typischer V/eise wird das Ethylbenzol durch Destillation und/oder Lösungsmittelextraktion, das o-Xylol durch Destillation und das p-Xylol durch Umkristallisation und/oder selektive Adsorption, was im allgemeinen unter der p-Xylol-AbtrennungseinMt verstanden v/erden soll, durchgeführt.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher besehrieben. Es zeigen:

Figur 1 ein Fließschema einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung, welches insbesondere die Vorfraktionierung des Beschickungsgemisches und Zwischenaufwärmung der Kohlenwasserstoffe der Fraktionierung mit mehreren Ebenen gegen die Kondensation des Kopfdampfes des Vorfraktionators beschreibt.

Figur 2 ein Fließschema einer v/eiteren Ausführungsforrn des erfindungsgemäßen Verfahrens, das demjenigen der Figur 1 ähnlich ist. Sie zeigt insbesondere eine weitere Einrichtung für die Wärmeüberführung aus dem Vorfraktionator in den Fraktionator mit mehreren Ebenen.

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Figur 3 ein Fließschema einer weiteren Ausführungsform, die derjenigen der Figur 2 ähnlich ist. Sie zeigt insbesondere das Zwisehenaufwärmen der Kohlenwasserstoffe des Fraktionators mit mehreren Ebenen.

Figur 4 ein Fließschema-einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die im allgemeinen derjenigen der Figur 2 ähnlich ist. Bei dieser Ausführungsform sind keine speziellen Maßnahmen für die Y/ärraeübermittlung von dem Vorfraktionator in den Fraktionator mit mehreren Ebenen vorgesehen.

Figur 5 ein Fließschema einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung, worin insbesondere die anfängliche Abreicherung des m-Xylols aus dem Besehiekungsgemisch beschrieben wird.

Figur 6 ein Fließschema einer weiteren Ausführungsform des Verfallrens der Erfindung, die im allgemeinen derjenigen der Figur 5 ähnlich ist, wobei die Zugabe der Vorfraktionierung des an m-Xylol angereicherten Beschickungsgemisches vorgesehen ist.

Bei der Anlage gemäß Figur 1 erfolgt die Vorfraktionierung des durch die Leitung 48 zugeführten Cq-aromatischen Kohlenwasserstoff-Beschickungsstroms in der Kolonne 49 in einen an Ethylbenzol reichen Kopfstrom der Leitung 1 und einen an o-Xylol reichen Bodenstrom der Leitung 3 als erste und zweite Beschickungsströme im Hinblick auf den Komplex-Fraktionator 2 im allgemeinen wie es im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben wird. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 ist jedoch eine Zwischenaufwärmung der Kohlenwasserstoffe der Fraktionierkolonne 2 vorgesehen. Somit werden

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die Kohlenwasserstoffe in der Fraktionierkolonne 2 aus der Kolonne an einem Punkt zwischen den Beschickungsböden 4 und 5 entnommen und mit den Kopfdämpfen der Vorfraktionierungskolonne 49 außerhalb der Fraktionierungszone 2 mit mehreren Ebenen einem Wärmeaustausch unterworfen. Zur Erzielung dieser Form des Wärmeübergangs von der Vorfraktionierungskolonne 49 sind zwei sich kreuzende Schleifen 52 und 56 vorgesehen. Die Schleife 52 ist eine Rückflußschleife für die Kolonne 49 und schließt eine kombinierte Kondensator/Aufwärmungs-Einheit 53 und einen Akkumulator 54 ein. Die Schleife 56 ist eine Zwischen-Aufwärmungsschleife für die Kolonne 2 und schließt eine Seiten-Abnahmeleitung 57 ein, die durch die Auf v/ärmer sei te der Einheit 55 zurück zur Kolonne 2 oberhalb der Leitung 57 und unterhalb des oberen Beschiclitungsbodens 4 führt. Die Seiten-Abnahmeleitung 54 ist zweckmäßigerweise in der Ebene der Leitung 24 für den m-Xylol/p-Xylol-Seitenstrom oder in der Nähe davon angeordnet, so daß die Wärmemenge vom Kopf der Vorfraktionierungskolonne 49 in dem oberen Teil der Fraktionierungslcolonne 2 sox^ohl für Stripping als auch für Rektifizierungsoperationen verwendbar ist. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 wird der Xylolisomeren-Seiteristrom, der hauptsächlich aus m-Xylol und p-Xylol besteht, durch die Leitung 24 abgenommen und zur Isolierung des p-Xylols daraus weiter verarbeitet. Der Seitenstrom wird durch die Leitung 24 in eine p-Xylol-Abtrennungszone 42 geleitet, die ein Kristallisator oder ein Separator eines anderen Typs sein kann. Die Abtrennung geschieht z.B. durch selektive Adsorption, Komplex-bildung oder durch eine andere Arbeitsweise. Das p-Xylolprodukt wird durch die Leitung 4^ aus der Abtrennungszone 42 herausgenommen. Der Rest des Xylolisomeren-Seitenstroms hat nach

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der Abtrennung des p-Xylols einen hohen Gehalt an m-Xylol und wird durch die Leitung 44 in den Konverter 45 geleitet, um weiteres p-Xylol und/oder o-Xylol in verschiedenen Verhältnissen herzustellen, die jeweils von den Marktbedürfnissen abhängen. Die leichten Enden können durch die Leitung 46 mindestens zum Teil aus dem Abstrom des Konverters entfernt v/erden. Das abgetrennte o-Xylol kann durch die Leitung 61 in den Konverter 45 geleitet werden, um gewünsch-■fcenfalls zu p-Xylol isomerisiert zu werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 wird der Abstrom von dem Konverter 45 durch die Leitung 58 in die Fraktion! erungskolonne 2 zurückgeführt, was an einem Punkt unterhalb der Leitung 24 für die Abnahme des Seitenstroms geschieht. Die Fraktionierungskolonne 2 hat somit eine Ergänzungsbeschickung oder eine Beschickung Nr. J5* die an p-Xylol und/oder o-Xylol relativ reich ist/ welche gleichzeitig mit den Beschickungen Nr. 1 und Nr. 2 zu Komponenten-Fraktionen mit einem gemeinsamen Wärmestrom in der Kolonne fraktioniert werden. Dieser gemeinsame Wärmestrom wird durch eine Aufwärmungsschleife 6 zur Verfügung gestellt und durch eine Zwischen-Aufwärmerschleife ^6, wie oben beschrieben, ergänzt. Gegebenenfalls kann ein Teil des Abstroms des Konverters 45 oder der ganze Abstrom durch die Leitung 59 in die Vorfraktionierungskolonne 49 zurückgeleitet werden, um dort mit der frischen Beschickung vor der Fraktionierung in der Kolonne 2 verarbeitet zu werden. Der Abstrom des Konverters 45 kann auch durch die Leitung 6O geleitet werden, um mit der Beschickung Nr. 2 (Bodenprodukt des Vorfraktionators) in der Leitung J5 stromabwärts der Vorfraktionierungskolonne kombiniert zu werden«

In der Ausführungsform gernäß der Figur 3 wird die Prozeßbeschickung in der Leitung 48 in der Kolonne 49 vorfraktioniert

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um die ProzeßbeSchickung in einen an o-Xylol reichen Bodenstrom der Leitung 3 und einen an Äthylbenzol reichen Kopfstrom der Leitung 1 aufzutrennen. Die Wärmezufuhr in die Kolonne 49 geschieht durch die Aufwärmungsschleife 50. Der Kopfdampf der Kolonne 49 wird auf der Kondensatorseite einer kombinierten Kondensator-Aufwärmungseinheit 53 in der Rückflußschleife 52 gegen die flüssigen Zwischenstufen-Kohlenwasserstoffe in der Schleife 56 des Zwischenauf wärmers kondensiert, wodurch die leichten Kohlenwasserstoffe auf der Aufwärmungsseite der Einheit 53 verdampft werden, um in die Kolonne 2 mit mehreren Ebenen zurückzukehren. Die an A'thylbenzol reichen kondensierten Kopfk dämpfe werden zum Teil in der Leitung 1 der Kolonne 2 als Beschickung Nr. 1 zugeführt und zum Teil durch die Schleife 52 in die Kolonne 49 als Rückfluß zurückgeschickt.

In der Figur 4 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, die insbesondere dann zweckmäßig ist, wenn die Brennstoffkosten niedrig sind. Bei dieser Ausführungsform wird keine spezifische Vorsehung für eine doppelte Verviertung des l/ärmeeingangs des Vorfraktionators gemacht, was bei niedrigen Brennstoffkosten annehmbar sein kann. Bei der Ausführungsform gemäß der Figur 4 wird die Prozeßbeschickung der Leitung 48, wie in der eben beschriebenen Ausführungsform der Figur 3jin * der Kolonne 49 vorfraktioniert. Die Rückflußschleife 64, die einen Kondensator 65 und einen Akkumulator 66 einschließt, schickt einen Teil des kondensierten Kopfprodukts in die Kolonne 49 zurück. Ein weiterer Teil wird durch die Leitung 1 in die Kolonne 2 als erster Beschickungsstrom geleitet. Die Bodenprodukte der Kolonne 49 werden durch die Aufviarmungsschleife 50 im Kreis zirkuliert, wobei ein Teil davon durch die Leitung 3 in die Fraktionierkolonne

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mit mehreren Ebenen 2 als zweiter Beschicl-cungsstrom geleitet wird.

Bei den Ausführungsformen der Figuren 5 und 6 ist eine Vorbehandlung der Prozeßbesehickung vorgesehen, um das m-Xylol abzutrennen und/oder das m-Xylol zu o-Xylol und/ oder p-Xylol für die Fraktion!erungsoperationen zu isomerisieren. Bei den Anlagen der Figuren 5 und 6 wird eine Beschickung aus gemischten Xylolen und A'thylbenzol, die für die Fraktionierung (und Umwandlung) geeignet ist, um p-Xylol sowie Äthylbenzol und o-Xylol, wie oben beschrieben, zu bilden, in das System durch die Leitung 67 eingeführt. Die Beschickung gelangt in einen m-Xylol-Separator und Isomerisierer 68, in welchem das m-Xylol mit einem Komplexbildner in eine Komplexverbindung überführt wird.. Die Komplexverbindung mit dem m-Xylol kann vom Rest der Beschickung abgetrennt und zersetzt werden. Hierauf wird das gesamte m-Xylol oder ein Teil desselben zu o- und/ oder p-Xylol isomerisiert.

Der Separator und Isomerisierer 68 ist in typischer Weise eine bekannte Einheit, die HF . BF-, enthält, mit welcher die Beschickung von der Leitung 6? bei Temperaturen von etwa O bis 7*2⁰C in innigen Kontakt gebracht wird. Diese Maßnahme führt dazu, daß im wesentlichen das gesamte m-Xylol in der Beschickung mit dem HP . BF^ in einer HF-Lösung Komplexe bildet. Der m-Xylol-Komplex wird als eine HF-Lösung in den Isomerisiererteil des .Separators 68 geleitet, wo der Komplex auf eine Temperatur erhitzt wird, bei welcher er instabil ist und sich zersetzt. Auf diese Weise wird das m-Xylol freigesetzt, um beispielsweise durch die Leitung 70 gewonnen zu werden. Der HF . BF.,-Komplex

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wird wieder zum erneuten Gebrauch zurückgebildet. Es ist auch möglich, den m-Xylol-HE? . BF,,-Komplex als solchen zu dem Isomerisiererteil des Separators und zu dem Isomerisierer 68 zu leiten, wobei mindestens ein Teil der m-Xylol-Komponente unter Verwendung des vorhandenen HF . BF^, als Katalysator in die o- und/oder p-Xylole isomerisiert wird. Die Isomerisierungsprodukte werden sodann mit der an m-Xylol abgereicherten Beschickung der Leitung 1 vereinigt, um deren Gehalt an o-Xylol und p-Xylol für die weitere Verarbeitung in der Fraktionierungskolonne 2 zu erhöhen. Gegebenenfalls können auch mindestens zum Teil in dem Separator 68 die leichten Enden abgetrennt und aus dem ™ System durch die Leitung 69 herausgeleitet werden.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 wird die an m-Xylol abgereicherte Beschickung in die Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen 2 als erster Beschickungsstrom geleitet, um innerhalb der Kolonne zur gleichzeitigen Trennung von Kthylbenzol vom o- und p-Xylol in einer oberen Ebene der Zone und von p-Xylol von o-Xylol in einer unteren Ebene der Kolonne erhitzt zu werden.

Es wird ersichtlich, daß bei der Ausführungsform gemäß der Figur 6 eine Vorfraktionierung der an m-Xylol abgereicherten Beschickung der Leitung 48 in der V/eise erfolgt, wie es im Zusammenhang mit der Figur 3 oben beschrieben wurde. Die an m-Xylol abgereicherte Beschickung der Leitung 48 wird somit in die Kolonne 49 geleitet und in einen an Kthylbenzol reichen Kopfteil der Leitung 1, der als erster Beschickungsstrom der Fraktionierungskolonne 2 zugeleitet wird und in einen an o-Xylol reichen Bodenteil aufgetrennt, der durch die Leitung J5 als zweiter Beschickungsstrom der Fraktionierungskolonne 2 zugeführt wird.

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Wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden innerhalb der Kolonne 2 die leichten Enden und die Äthylbenzol-Komponenten der Kolonnendurchschickung nach oben getrieben und als Dämpfe in die oberen Teile der Kolonne befördert, wo das Äthylbenzol von dem p-Xylol durch eine weitere Fraktionierung im wesentlichen vollständig abgetrennt wird, so daß das Äthylbenzol (und die leichten Enden) über Kopf in die Rückflußschleife 8 gelangen und das p-Xylol nach unten geleitet wird. In Figur 6 wird der bei der Vorfraktionierung der Beschickung in der Kolonne 49 verwendete und von dem Wärmeaustauscher herrührende Wärmestrom in die Fraktionierungskolonne mit mehreren Ebenen überführt, was durch die kombinierte Kondensatoraufwärmungseinheit 5J5 in der Rückflußschleife 52 und die Zwischenaufwärmungsschleife 56> wie oben beschrieben, geschieht, um in der Kolonne 2 mit dem Wärmestrom von dem Aufwärmer 7 kombiniert zu werden, so daß die beiden Wärmeströme verfügbar sind, um die relativ schwierige Abtrennung von p-Xylol und Äthylbenzol, wo der Wärmebedarf am größten ist, zu erleichtern,

Die Drücke in den Kolonnen 49 und 2 bei den Ausführungsformen der Figuren 5 und 6 sind nicht besonders kritisch und bewegen sich typischerweise im Bereich von 0,70 tis

10,5 kg/cm . Die Drücke sind aber nicht auf diesen Bereich beschränkt, wenn wirtschaftliche Erwägungen andere Druckwerte nahelegen.

Die Produktgewinnung geschieht bei den Ausführungsformen der Erfindung in folgender Weise. Das Kopfprodukt von der Kolonne 2 tritt in die Rückflußschleife 8 ein, wird in dem Kondensator 9 kondensiert und wird zum Teil in die Kolonne 2 als Rückfluß zurückgeschickt und strömt zum Teil durch die Leitung 11 in die Äthylbenzol-Reinigungszone 12 zur

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Trennung der leichten Enden entlang der Leitung Ip und Trennung des Äthylbenzols der Leitung 14. In gleicher Weise wird der o-Xylol-Bodenproduktsfcrom von der Kolonne 2 durch die Leitung 15 in die o-Xylol-Reinigungszone 16 geleitet, wo die schweren Enden durch die Leitung 17 abgetrennt werden. Das o-Xylol-Produkt wird durch die Leitung 18 herausgenommen.

In der Ausführungsform gemäß Figur 6 wird der p-Xylol-Seitenstrom durch die Leitung 19 gerade oberhalb des Bodens 20 der Kolonne 2 abgenommen und in den p-Xylol-Separator 42 geleitet. Das ρ-Xylol-Produkt wird durch die Leitung 43 aus dem System herausgeleitet. Der an o-Xylol reiche Rest des Seitenstroms 19 wird von dem Separator 42 durch die Leitung 58 als Ergänzungsbeschickung Nr. 3 iⁿ die Fraktion!erungskolonne 2 mit mehreren Ebenen zurückgeleitet. Gegebenenfalls kann ein Teil oder der gesamte Abstrom des p-Xylol-Separators in der Leitung 58 durch die (gestrichelte) Leitung 72 dem Isomerisierer 68 zurückgeführt werden, um die Umwandlung der überschüssigen Xylolisomeren ineinander vorzunehmen. Dieser Teil oder der ganze Abstrom des p-Xylol-Separators kann aber auch durch die Leitung 72 und hierauf durch die Leitung 73 (gestrichelt) in die Vorfraktionierungskolonne 49 geleitet werden, um die Gesamtgewinnung des Äthylbenzol-Produkts zu steigern oder er kann durch die Leitungen 72 und 73 und hierauf durch die Leitung 74 (gestrichelt) geleitet werden, um in der Leitung 3 mit dem Bodenprodukt des Fraktionators als Teil der Beschickung Nr. 2 für die Kolonne kombiniert zu werden. Wenn auf Kosten des o-Xylol-Produkts das p-Xylol-Produkt gewünscht wird, dann kann das abgetrennte o-Xylol-Produkt in der Leitung l8 durch die Leitung 75 (gestrichelt)

109841/1948

in den Isomerisierer 68 zurückgeschickt werden, um zu einem zusätzlichen p-Xylol-Produkt umgeivandelt zu werden. Eine ähnliche Trennung von vtfeniger als der gesamten Menge des p-Xylols in den Separator 42 ermöglicht die Zurückschickung des p-Xylols durch die Leitung 72 in den Isomerisierer 68, um gewünsentenfalls eine Umwandlung in ein weiteres o-Xylol-Produkt vorzunehmen.

Bei der Anlage gemäß Figur 5 wird der an o-Xylol reiche Abstrom von dem p-Xylol-3eparator 42 nach der Abtrennung des p-Xylol-Produkts durch die Leitung 4j5 in die Fraktionierkolonne 2 als Beschickung Nr. 2 durch die Leitung zurückgeschickt. Gegebenenfalls kann ein Teil, aber nicht der gesamte Abstrom des p-Xylol-Separators in der Leitung 3 durch die (gestrichelte) Leitung 72 in den Isomerisierer 68 zurückgeleitet werden, um die überschüssigen Xylolisomeren ineinander umzuwandeln, oder er kann durch die Leitung 72 und hierauf durch-die (gestrichelte) Leitung 73 geleitet werden, um in der Leitung 1 mit der Beschickung Nr. 1 für die Kolonne 2 vereinigt zu v/erden, um die Gesamtgewi nnuns des Kthylbensol-Produkts zu steigern. >/ie gemäß Figur 6 kann ein zusätzliches p-Xylol-Produkt erhalten werden, indem man das abgetrennte o-Xylol-Produkt der Leitung lS durch die (gestrichelte) Leitung 75 in einen Isomerisierer 68 zur Umwandlung in p-Xylol überführt oder man kann zusätzliches o-Xylol-Produkt erhalten, indem man weniger als das gesamte p-Xylol in dem Separator 42 abtrennt und einen Teil des Abstroms der Leitung J5 durch die Leitung 72 in den Isomerisierer 68 zurückführt, um die Umwandlung des nicht gewonnenen p-Xylols in o-Xylol vorzunehmen.

1 0 9 B 4 1 / 1 9 U B

Beispiele

Für die Verarbeitung eines typischen Co-aromatischen Ausgangsgemisches mit einer ungefähren Zusammensetzung von:

kg-Mol/h

Leichte Enden (C₇-) 0,12

Ethylbenzol 41,7

P-X^lol 43,6

m-Xylol 109,5

o-Xylol 51,5

Schwere Enden (C_g+) 15,0

kann jede Anlage nach den FließSchemen der Figuren 1 bis 6 vervrendet werden. Die Auswahl der jeweiligen Anlage hängt von den gewünschten Produkten des Prozeßes, den relativen Mengen dieser Produkte und der gewünschten Flexibilität, um die Produkte im Hinblick auf wechselnde Marktbedingungen zu verändern, ab. Die gewählte Anlage kann zusätzlich zu dem Komplex-Fraktionator ein oder mehrere Bestandteile aufweisen: den Vorfraktionator, eine p-Xylol-Abtrennungseinheit, eine Xylol-Isomerisierungseinheit mit oder ohne m-Xylol-Abtrennung, eine A'thylbenzol-Reinigungseinheit und eine o-Xylol-Reinigungseinheit.

Beispiel 1

Unter Verwendung einer oben angegebenen typischen Ausgangsmasse kann in der Anlage gemäß der Figur 3 ein Fraktionierungsverfahren durchgeführt werden, wodurch folgende drei primären Produkte erhalten werden:

1 0 9 S U 1 / 1 9 /* 8

1.) Ethylbenzol in einer äquivalenten Menge von etwa 95 % der Beschickung, mit einer minimalen Reinheit von 99 % und einem maximalen Gehalt an 0,5 -$- Gesamt-Xylol.

2.) o-Xylol in einer äquivalenten Menge von etwa 90 $ derjenigen der Beschickung mit einer minimalen Reinheit von 95 % und einem Maximum von 4,0 MoI- % anderer CgH,„-Materialien und 1,0 Mol-# schweren Enden.

J5.) Ein Xylolisomeren-Gemisch, hauptsächlich aus p-Xylol und m-Xylol, mit einer maximalen wirtschaftlichen Ausbeute, die mit der angegebenen Bildung von Äthylbenzol und o-Xylol vereinbar ist. Für die sen Fall enthält die Anlage (l) eine Vorfraktionierungskolonne mit etwa "Jk theoretischen Stufen, 100 wirklichen Böden, einem Rückflußverhältnis von 5*8 (auf Beschickungsbasis), die bei einem Druck von etwa ΐβ,1 kg/cm (Akkumulator-Druck) betrieben werden kann und die einen Wärmeeingang von etwa 13*7 MM kcal/h haben kann; (2) eine Komplex-Fraktionierungskolonne mit mehreren Ebenen, mit etwa 298 theoretischen Stufen, 410 wirklichen Böden, die sich in eine untere Zone unter Bildung einer Kolonne mit 75 Böden, eine zweite Zwischenzone unter Bildung einer Kolonne mit I30 Böden und eine obere Zone unter Bildung einer Kolonne mit 130 Böden aufteilt und die ein Rückflußverhältnis von 11,2 (auf Gesamtbeschickungsbasis) besitzt und die bei einem Druck von etwa 1 kg/cm betrieben werden kann und die einen Wärmeeingang von etwa 14, MM kcal/h in einen Bodenaufwärmer ermöglicht plus

109841 / 1948

2 rf* J* Λ -»«—si ί Ϊ * ΐ '

13*7 MM kcal/h, die von der Vorfraktionierkolonne In einen Zwischen-Aufwärmer überführt werden; und (3) eine o-Xylol-Reinigungskolonne mit etwa 65
theoretischen Stufen, IOC v/irklichen Böden, einem Rückflußverhältnis von 5,K, die bei einem Druck von

16,1 kg/cm betrieben v/erden kann und die einen
Wärmeeingang von etwa 3*8 MM kcal/h haben kann.
In diesem Falle ist eine Äthylbenzol-Reinigungskolonne nicht erforderlich, insoweit wie das Kopfprodukt von dem Komplex-Praktionator die .Spezifikationen für das Äthylbenzolprodukt erfüllt. Andere Einheiten für die p-Xylol-Abtrennung und die Xylol-Isomerisierung werden gleichfalls nicht benötigt, um die gewünschten Produkte zu liefern. In Tabelle 1 wird eine Materialbilanz bei verschiedenen Punkten des Verfahrens gegeben.

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211

	Tabelle	,12 0,12	,5 58,9	1	Komplex-Fraktionator (Kolonne 2)	0,12	Seiten strom 1) (Leitg.19)	Boden- produkt (Leitg.15)	,14
	ι	,7 40,8	,5 1,06		Boden- Kopf produkt produkt 1) (Leitg.3) (Leitg.1	39,6	-	-	,84
kg-Mol/h	Vorfraktionator (Kolonne 49)	43,6 29,2	,0		-	0,18	2,08	-	,8
Kompo nente	Beschik- Kopf- kung produkt (Leitg.48) (Leitg.	109	,0 130,1		0,84	0,01	43,3	0	,0
	O	51	o-Xylol- Fteinigungs- Kolonne (Einheit l6)	14,4		107,6	1	,8
l"\thyl-	41	15	o-Xylol- Produkte (Lei-g.l8)	50,5	-	4,2	48
P-XyIol	263	-	52,1	39,9	-	15
ni-Xylol	1		15,0		156,9	- 65
ο-XyIol		0.14	132,9
C₉₊		1,84
Summe		47,8	Schviere Enden (Leitg.17)
MoI		0,48	-
Kompo nente
C₇-		-
benzol		-
ρ-XyΙοί	0,98
Ki-Xylol	14,5
o-X;.lol
C₉+

50,3

15,5

10-9841/1948

21120Q4

Beispiel 2

In einer Anlage gemäß Figur 1 kann ein Verfahren zur Fraktionierung und Umwandlung der oben beschriebenen typischen Ausgangsmasse durchgeführt werden, wodurch die drei folgenden primären Produkte erhalten werden:

1.) ethylbenzol mit einer äquivalenten Menge von etwa

95 % derjenigen der Beschickung, mit einer minimalen Reinheit von 99 % und einem Maximum von 0,5 Mol-$ leichten Enden und 0,5 Mol-$ Gesamt-Xylolen.

2.) o-Xylol mit einer maximalen wirtschaftlichen Aus-P beute und einer minimalen Reinheit von 95 % und

einem Maximum von 4,0 Mol-$ anderer CoH,^~Materialien und 1,0 Mol-$ schwerer Enden.

3·) p-Xylol mit einer maximalen wirtschaftlichen Ausbeute und einer minimalen Reinheit von 99 %> im Einklang mit der angegebenen Bildung von Ethylbenzol und o-Xylol. Für diesen Fall enthält die Anlage (l) eine Vorfraktionierkolonne mit etwa 73 theoretischen Stufen, 105 wirklichen Böden, einem Rückflußverhältnis von 5j7 (auf B'ischickungsbasis), die bei einem Druck von 3*55 kg/cm (Akkumulatordruck) betrieben werden kann und die einen VJärmeeingang von 13*6 MM kcal/h haben; (2) einer Komplex-FraktionierurigsUolonne mit mehreren Ebenen, mit etwa 244 theoretischen .Jtufen, 350 tatsächlichen Böden, die in eine niedrige Zone unter Bildung einer Kolonne von 80 Böden, einer ersten Zwischenzone unter Bildung einer Kolonne von 8o Böden, einer zweiten Zwischenzone unter Bildung einer Kolonne mit 100 Böden und eine obere Zone unter Bildung einer

1 09 B A 1 /1948

Kolonne von 90 Böden aufgeteilt sind. Die Kolonne arbeitet bei etwa 1 kg/cm (Akkumulatordruck). Sie kann in einem Bodenaufwärmer einen Eingang von etwa 38,4 MM kcal/h und von 13,6 MM kcal/h haben, welche von der Vorfraktionierungskolonne in einen Zwischen-Aufwärmer überführt werden; (j5) eine o-Xylol-Reinigungskolonne mit etwa 62 theoretischen Stufen, 90 tatsächlichen Böden, einem Rückflußverhältnis von 5,3j die bei einem Druck von etwa 1 kg/cm betrieben v/erden kann und die einen Wärmeeingang νο,η etwa 6,8 MM kcal/h haben kann; (4) eine Äthylbenzol-Reinigungseinheit, in welcher durch Extraktionsdestillation Ethylbenzol abgetrennt wird; (5) eine p-Xylol-Abtrennungseinheit, in welcher p-Xylol durch selektive Adsorption abgetrennt wird; und (6) eine Xylol-Isomerisierungseinheit, in welcher m-Xylol in zusätzliches p-Xylol und o-Xylol umgewandelt wird, wobei die durch Umwandlung gebildeten leichten Enden abgetrennt werden und das Isomerat in die Komplex-Fraktionierungskolonne zurückgeführt wird, um (in diesem Fall) mit dem Bodenprodukt der Vorfraktionierungskolonne kombiniert zu werden. Tabelle 2 gibt eine Materialbilanz an verschiedenen Punkten des Verfahrens.

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	Tabelle 2	Kompl ex-Fr aktioriat or (Kolonne 2)	0,12	-	0,29	oeiten- Boden- strom orodukt ) (Leitg.24) (Leitg.15)	-
		Beschik- Kopf- Boden- Kopf- kung produkt produkt produkt (Leitg.48) (Leitg.l) (Leitg.3) (Leitg.li;	40,9	0,84	4c, 0	0,34	0, G05
kg-Mol/h	Vorfraktionator (Kolonne 49)	0,12	29,5	14,Γ	o,i8	16,0	0,34
Kompo nente		41,7	6o,6	48,9	0,01	100,3
*°7~'*		43,6	i,o6	52,1	-	244,9	' 94,2
Ethyl- benzol		109,5	-	15,0	-	6,0	20,0
p-Xylol		53,2	132,1	130,9	4o,5	-	118,1
m-Xyiol	15,0	367,6
o-Xylol	2β3,0
Og₊
Summe

Kompo nente

p-Xylol-Abtrennung (Einheit 42)

p-Xylol-

Produkt

Filtrat zu dem

(Leitg.43) Konverter (Leitg.44)

Konverter(Einheit 45) o-Xylol-Rcinigurig Zurückführung zu dem (Einheit,. Io) Komplex-Fraktionator nach Entfernung der leichter. Enden .,eitung

60)

^ ^rJchv;ere

Produkt Enden (Leitg.18) (L--itg. 17!

C₇-	O,	3	0,2	0,50	-	-	9
/tthyl- benzol	-	5	16,0	14,4	0,005	-	1
p-Xylol	95,	01	5,0	57,2	0,34		9
m-Xylol	o,		244,4	139,0	3,54	-
o-Xylol	o,	1	6,0	47,0	92,3	1,
V	-	—	5,1	0,9	19,
Summe	96,	267,4	263,1	97,1	20,

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ORIGINAL INSPECTED Tabelle 2 - Fortsetzung

kg-Mol Ii Athylbenzol-Reinigimc

(Einheit 12)

Kompo- Ethylbenzol- Leichte nen~-e Prodxüct Enden

(leitung l'r) (Leitung 1\

CV₇- 0,06 0,2

Äthyl- 39,6 0,4 benzol

P-Xrlol 0,2

in-Xrlol 0,1

ο-χ:·-ΐΰΐ - -

C₉₊ -

oumi^e 39,9 0,6

Beispiel 3

In der Anlage gemäß Figur 5 kann mit der oben beschriebenen typischen Ausgangsmasse ein Verfahren zur Fraktionierung und Umwandlung durchgeführt werden, wodurch die folgenden vier primären Produkte erhalten werden:

1.) Ethylbenzol in einer äquivalenten Menge von etwa 99 % derjenigen in der Beschickung mit einer minimalen Reinheit von 99 % und einem Maximum von 0,5 MoI-Jo leichten Enden und 0,5 Mol-# Gesamt-Xylol.

2.) m-Xylol in einer äquivalenten Menge von etwa 25 % * derjenigen der Beschickung mit einer minimalen Rein

heit von 99 fo.

3.) o-Xylol mit einer maximalen wirtschaftlichen Ausbeute und einer minimalen Reinheit von 97 % und einem Maximum von 2,0 MoI-Jo anderer CoH_l0-Materialien und 1,0 Mol-;o schweren Enden, im Einklang mit der genannten Billung von Ethylbenzol und m-Xylol.

^•) . p-Xylol mit einer maximalen wirtschaftlichen Ausbeute und einer minimalen Reinheit von 99 ^c/°> im Einklang mit der genannten Bildung von Ethylbenzol, m-Xylol und o-Xylol. In diesem Fall enthält die Anlage (l) eine m-Xylol-Abtrennungs- und Isomerisierungseinheit, in welcher die gewünschte Menge des m-Xylol-Produkts getrennt und das überschüssige m-Xylol in zusätzliches p-Xylol und o-Xylol umgewandelt wird; (2) eine Fraktionier ungskolonne mit mehreren Ebenen mit etwa 246 theoretischen Stufen, 335 wirklichen Böden, die in eine untere Zone unter Bildung einer Kolonne von 65

109841/1<U8

Böden, eine Zwischenzone unter Bildung einer Kolonne von 135 Böden und eine obere Zone unter Bildung einer Kolonne von I35 Böden aufgeteilt ist. Sie besitzt ein Rückflußverhältnis von 14,4 (auf Frischbeschickungsbasis) und ist bei einem Druck von 2,29 kg/cm (Akkumulatordruck) betrieben werden. Sie kann einen Wärmeeingang von etwa 30,5 MM kcal/h besitzen; (3) eine Äthylbenzol-Reinigungskolonne mit etwa 90 theoretischen Stufen, 35 wirklichen Böden, einem Rückflußverhältnis von 1,3, die bei etwa 1 kg/cm betreibbar ist und die einen Wärmeeingang 0,5 MM kcal/h haben kann; (4) eine o-Xylol-Reinigungskolonne mit etwa 6l theoretischen Stufen, 90 wirklichen Böden, einem Rückflußverhältnis von 5*3* die bei einem Druck von etwa 1 kg/cm betreibbar ist und die einen Wärmeeingang von etwa 6,2 MM kcal/h haben kannj und (5) eine p-Xylol-Abtrennungseinheit, in welcher p-Xylol durch Kristallisation abgetrennt wird, wobei die "Mutterlauge" in zwei Zurückführungsströme abgespalten wird, wovon der eine 90 % der Mutterlauge umfaßt und als Beschickung Nr. 2 in die Komplex-Fraktionierungskolonne zurückgeführt wird und der andere 10 % der Mutterlauge umfaßt und in die Komplex-Fraktionierungskolonne zurückgeführt wird, indem er mit dem Isomerat von der m-Xylol-Abtrennungs- und Isomerisierungseinheit kombiniert wird. In Tabelle 3 wird eine Materialbilanz bei verschiedenen Punkten des Verfahrens gegeben.

1 0 9 8 A 1 / 1 9 U 8

	Beschik- kung (Leitg.67)	- 30 -	L.	Konverter- Abs tr om (Leitg.1)	Kopf produkt (Leitg.1	1 1 i. w w *t	-
	0,1	Tabelle 3		0,6	0,6		G,04
	41,7		m-Xylol-Abtrennung/ Komplex-Frak Isomerisation (Einheit 08) (Kolonne	42,0	41,9		1,7
kg-Mol/h	43,6		m-Xylol- Produkt (Leitg.70)	38,8	0,20	tionator 2)	0,1
Kompo nente	109,4		0,1	0,1	-	Seiten- Boden- strom produkt ) (Leitg.19) (Leitg.15)	87,9
^C7- '	53,3	0,1	88,5	-	-	15,4
Äthyl- benzol	15,0	0,03	15,5	_	16,1
p-Xylol		27,4	135,4
m-Xylol		0,06	0,3
o-Xylol	_	100,3
C +	17,2

Summe 263,0

27,5

235,6

42,7 269,4

105,0

kg-Mol/h

Komponente

Ethylbenzol

p-Xylol

m-Xylol

Ib-Xylol

C₉₊

Summe

P-Xylol-Abtrennung (Einheit 42)

Raffinat-Zurückführung athylbenzol-

Disposition

y Reinigung (Sinn.12

p-Xylol- Raffinat- Beschik- Slip-Strom + Äthyl- Leichte Produkt Zurückfüh- kung Nr.2 kombiniert benzol- Enden (Leitg.43) rung (Ltg.3) (Leitg.3) m.Bo.schickg. Produkt (Ltg.13) + Hr.l(Ltg.73) (Ltg.14)

0,10 86,9

0,65 0,1

87,7

16,0

48,5

0,3

99,6

17,1

181,6

14,4

3,7

43, 0,31 89,7 15,4

163,4

1,6

4,8 o,o4 9,9 1,7

18,2

0,

41,5

0,2

41,7

0,6 0,4

1,0

+ zu dem Komplex-Frakt.

109841/1948

Tabelle 3 - Fortsetzung

1·:Π-Μΰ1_:1ι

Komponente

Ethylbenzol

p-Xylol
tr.-Xylol
o"-Xylol

ο-Xylol-Reinigunc (Einheit 16)

o-Xylol- Schv/ere Produkt Enden (Leitg.IS) (Leite.17)

0,04

1,6

0,1

86,1

0,9

1.8

88,8

16,2

1 0 9 8 U 1 / 1 9, U

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Fraktionierung von vorwiegend Cnaromatischen Kohlenwasserstoffgemischen, die Ethylbenzol und Xylole enthalten, dadurch gekennzei ohne t , daß man das Gemisch zu Beginn so behandelt, daß ein erster Co-Aromatenstrom gebildet wird, der reich an Äthylbenzol ist, den ersten Co-Aromatenstrom in eine Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen an einem ersten Beschickungsboden, der zwischen dem Kopf und dem Boden die-

fc ser Zone angeordnet ist, einführt, einen zweiten Co-Aromatenstrom, der an o-Xylol relativ reich ist, in diese Zone an einem zweiten Beschickungsboden einführt, der zwischen dem Kopf und dem Boden dieser Zone undunterhalb des ersten Beschickungsbodens angeordnet ist, beide Beschickungsströme in der Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen mit einem gemeinsamen Wärmestrom erhitzt und daß man einen vorwiegend aus Ethylbenzol bestehenden Kopfstrom, einen vorwiegend aus o-Xylol bestehenden Bodenstrom und in einer Ebene der ersten Zone zwischen dem ersten und dem zweiten Beschickungsboden einen Xylolisomeren-Seitenstrom abtrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η " zeichnet, daß man den Xylolisomeren-Seitenstrom zur Isolierung des p-Xylols behandelt, den an p-Xylol abgereicherten resultierenden .Seitenstrom in einer Konvertierungszone behandelt, um das darin befindliche n-Xylolisomere in andere Xylolisomere umzuwandeln, und daß man den Abstrom der Konvertierungszone in die Fraktionierungszone als zweiten Beschickungsstrom zurückführt.

1 0 9 8 U 1 / 1 9 U 8

j5· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Konvertierungszone das m-Xylol in o-Xylol und/oder p-Xylol umwandelt.

4. Verfahren nach Anspruch j5, dadurch gekennzeichnet, daß man auch die Umwandlungsprodukte des m-Xylols in die Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen zurückführt, um durch den gemeinsamen Wärmestrom die Abtrennung von den anderen Isomeren darin vorzunehmen.

5· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man den ersten Beschickungsstrom zu Beginn in der Weise behandelt, daß man das Beschickungsgemisch in einer Vorfraktionierungszone erhitzt und daß man das Gemisch in einen an Ä'thylbenzol relativ reichen Kopfteil als ersten Beschickungsstrom und in einen an o-Xylol relativ reichen Bodenteil als zweiten Beschikkungsstrom auftrennt.

6. . Verfahren nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß man die Vorfraktionierungszone bei Temperaturen von 121,1 bis 316⁰C und Drücken von 0,70 bis 10,5 kg/cm betreibt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kohlenwasserstoffe in der Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen zwischen den Beschickungsströmen gegen eine Kondensation der Kopfdämpfe der Vorfraktionierungszone außerhalb der Fraktionierungszone aufwärmt.

109 84 1/1948

C. Verfaliren nach Anspruch 5, dadurch q ο k e η η zeichnet, daß man aus der Fraktionieruncszone in der Ebene des oeitenstroms Kohlenwasserstoffe für die Aufwärmung abzieht, wodurch die \Jiirme der Vorfraktionierungszone in der Fraktionierung.szone mit mehreren Ebenen sowohl für Stripping- als auch Rektifizierungsoperationen verwertet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den ersten Beschickungsstrom zuerst durch chemische Anreicherung des Beschickungsgemisches von m-Xylol behandelt.

10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß man den an m-Xylol abgereicherten Strom in einer Vorfraktionierungszone erhitzt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Vorfraktionierungszone bei Temperaturen von 121,1 bis 3l6~°C und Drücken von 0,70 bis 10,5 kg/cm betreibt.

12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das m-Xylol mit HP . BP₇

. in eine Komplexverbindung überführt.

135. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das von dem Beschickungsgemisch abgetrennte m-Xylol in o-Xylol und/oder p-XylQl überführt und daß man das Konvertierungsprodukt in die Fraktionierungszone mit mehreren Ebenen zurückführt.

109841/19/* 8

lh. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß man die Praktionierungszone bei Temperaturen von 121,1 bis 26o C

2 und Drücken von 0,70 bis 7»O5 kg/cm betreibt.

15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Beschickungsstrom mindestens 8 Mol.-f.' Xthylbensol enthält.

16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Baschickungsstrom mindestens 8 MoIt^ o-Xylol enthält.

<: A B

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