DE2151343B2 - Verfahren zur gewinnung von p-xylol, aethylbenzol und o-xylol aus deren gemischen mit m-xylol - Google Patents

Description

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zur Gewinnung von p-Xylol, Athylbenzol und o-Xylol Rubidiumionen ausgetauscht sind. In der zweiten

aus deren Gemischen mit m-Xylol durch Adsorption Adsorptionszone muß ein Zcolith verwendet werden,

_an kationenausgetauschten Alummosilikaten vom dessen Kationen durch Kalium- und Bariumionen aus-

Zeohthtyp X oder Y und durch kptalytische Isomeri- getauscht sind

sierung entsprechender Fraktionen, das dadurch ge- 5 In der Isomerisierungszone wird der o-Xylol und kennzeichnet ist, daß man aus dem Gemisch in einer m-Xylol umfassende Raffinatstrom aus der ersten ersten Adsorptionszone P-Xylol und Athylbenzol Adsorptionszone unter Bildung entsprechender Mengememsam an einem Zeohth, dessen Kationen durch gen an p-Xylol und/oder Athylbenzol in bskannter Kalium- allein oder in Kombination mit Barium-, Weise isomerisiert. Die Isomerisierung gestattet durch Rubidium-, Cäsium-, Magnesium-, Beryllium- bzw. io entsprechende Wahl des Katalysators und der Bemit Kupfenonen oder Banum- in Kombination mit triebsbedingungen eine Erzeugung unterschiedlicher Cäsium- oder Rubidiumionen ausgetauscht sind, in an Mengen an p-Xylol oder Athylbenzol, je nach dem sich bekannter Weise adsorbiert, aus dem mit Diäthyl- je weiligen Bedarf an p-Xylol, Athylbenzol und o-Xylol, benzol eluierten und vom _Desorptionsmittel befreiten Dies ergibt eine hohe Anpassungsfähigkeit. Es können Gemisch aus p-Xylol und Athylbenzol in einer zweiten 15 übliche Isomerisierungskatalysatoren eingesetzt wer-Adsorptionszone p-Xylol an einem Zeolith, dessen den, vorzugsweise Platingruppenmetalle auf Alu-Kationen durch Kalium- und Banumionen ausge- miniumoxyd mit unterschiedlichem Gehalt an Fluor, tauscht sind, in an sich bekannter Weise adsorbiert Chlor oder Brom. Ein besonders bevorzugter Kataly- und Athylbenzol sowie p-Xylol unter Verwendung von sator zur Verwendung in Fällen, wo die Erzeugung von Toluol als Desorptionsmittel als Verfahrensprodukte ao p-Xylol und o-Xylol gesteigert und demgemäß in der gewinnt, den Raffinatsstrom aus der ersten Adsorp- Isomerisierung die Bildung von Ä'hylbenzol untertionszone in bekannter Weise isomerisiert, aus dem drückt werden soll, ist ein Katalysator aus etwa Isomerisierungsgemisch o-Xylol in bekannter Weise 0,75 Gewichtsprozent Palladium und etwa 0,9 % abtrennt und das verbleibende Gemisch aus m-Xylol, Chlor auf einem Aluminiumoxydträger, der etwa und Athylbenzol als Rückführstrom mit dem Einsatz- 25 3 bis 5% eines kristallinen Aluminosüicats vom material der ersten Adsorptionszone vereinigt. Mordenittyp enthält. Wenn eine starke Äthylbenzol-

Durch die erfindungsgemäß vorgeschriebenen ganz erzeugung angestrebt wird, sollte der Isomerisierungsbestimmten Verfahrensmaßnahmen mit einer Mehrzahl katalysator etwa 0,375 Gewichtsprozent Platin und besonderer Schritte, für deren Verknüpfung sich bei etwa 1 bis 3 Gewichtsprozent Fluor sowie etwa 0,1 bis den eingangs erläuterten bekannten Verfahren kein 30 1,0 Gewichtsprozent Chlor enthalten.
Vorbild findet, und die getroffene besondere Auswahl Geeignete Betriebsbedingungen für die Adsorpder für die erste Adsorptionszone einerseits und für tionszonen sind Temperaturen im Bereich von Umdie zweite Adsorptionszone andererseits eingesetzten gebungstemperatur bis etwa 250° C und Drücke im kationenausgetauschten Aluminosilikate vom Zeolith- Bereich von Atmosphärendruck bis etwa 100 atm. typ X oder Y, d. h. durch die hinsichtlich sämtlicher 35 Bei der Adsorption und Desorption kann in flüssiger Merkmale einzuhaltende Summe der Unterschiede Phase in der Dampfphase oder teils in flüssiger Phase gegenüber dem Bekannten und Auswahlvorschriften, und teils in der Dampfphase gearbeitet werden, beiwerden überraschende technische Vorteile erzielt. Ins- spielsweise mit Adsorption in flüssiger Phase und besondere ermöglicht das Verfahren der Erfindung Desorption in der Dampfphase, wobei natürlich bei nunmehr durch einfache Adsorptionstrennung, etwa 4° der Adsorption und Desorption unterschiedliche jeweils in einer Adsorptionszone in Form einer Kolon- Temperaturen und/oder Drücke angewendet werden ne mit Gegenstrombcrührung und simulierter Adsorp- können.

tionsmittelfestbettbewegung nach der US-PS 29 85 589, Die Adsorptionszonen können nach üblichen Bett-

die Gewinnung reiner Produkte, ohne daß hierzu die Umschaltmethoden oder, was besonders bevorzugt

bei den eingangs erläuterten bekannten Verfahren an- 45 wird, unter Anwendung von Gegenstrommethoden

zuwendenden sehr aufwendigen Fraktionierungen mit mit simuliertem sich bewegenden Bett, wie sie in der

mehreren Hundert theoretischen Böden und extrem bereits genannten US-PS 29 85 589 beschrieben sind,

hohen Rücklaufverhältnissen und umständlichen frak- betrieben werden.

tionierten Kristallisationen erforderlich sind. Die mit Die Betriebsbedingungen bei der Isomerisierung derartigen Verfahren einhergehenden Schwierigkeiten 50 richten sich nach der im Einzelfall im Isomerisierungsentfallen. Dabei können in einfacher, wirtschaftlicher gemisch gewünschten Produktverteilung. Bevorzugt und zuverlässiger Weise gleichzeitig sowohl p-Xylol als werden Temperaturen von 200 bis 450⁰C, Drücke von auch Athylbenzol und o-Xylol in weitgehend reiner Atmosphärendruck bis 100 atm, stündliche Raum-Form gewonnen werden. Die vorgeschriebenen Desorp- Strömungsgeschwindigkeiten der Flüssigkeit, bezogen tionsmittel sind leicht abzutrennen und zur Wiederver- 55 auf die in die Reaktionszone geleitete Frischbewendung zurückzugewinnen. Weitere Vorzüge gehen Schickung, von 0,1 bis 20, und Wasserstoff/Kohlenaus der nachstehenden näheren Erläuterung des Ver- wasserstoff-Molverhältnisse von 1 bis 20. Weiterhin fahrens hervor. Wann zur Steuerung oder Aufrechterhaltung der

Als Aluminosilikatadsorptionsmittel werden für die Katalysatoraktivität ein Halogen zu der Beschickung

beiden Adsorptionszonen natürlich vorkommende 60 für die Isomerisierungszone zugesetzt werden, etwa

oder synthetisch hergestellte Zeolithe vom Typ X in einer Konzentration von 1 bis 1000 Teile je Million,

oder Y, die die vorgeschriebenen Kationen durch Die Zeichnung zeigt ein vereinfachtes Fließbild des

Kationenaustausch in der kristallinen Zeolithstruktur Verfahrens.

enthalten, verwendet. In der ersten Adsorptionszone Die Beschickung fließt durch eine Leitung 10 in die

muß ein Zeolith benutzt werden, dessen Kationen 65 erste Adsorptionszone 1. Vor oder bei Eintritt in die

durch Kalium- allein oder in Kombination mit Adsorptionszone 1 wird die Beschickung mit dem

Barium-, Beryllium-, Magnesium- bzw. mit Kupfer- Rückführstrom vermischt, der durch eine Leitung 11 ionen oder Barium- in Kombination mit Cäsium- odur zufließt. Das Beschickungsgemisch wird durch die

Leitung 10 in die Adsorptionszone 1 eingespeist, und Komponente im Vergleich zu einer anderen Kompodort erfolgt die gemeinsame Abtrennung des p-Xylols nente. Die Selektivität (B) ist durch die nachstehende und Äthylbenzols von o-Xylol und m-Xylol durch Gleichung definiert:
selektive Adsorption an dem gekennzeichneten Kationenausgetauschten Zeolith. Der durch Eluierung 5 JiLj
mit Diäthylbenzol gewonnene Extraktstrom aus der Selektivität B · =
Adsorptionszone 1 enthält dann p-Xylol, Äthylbenzol ^xlv ljc_\ '
und das Desorptionsmittel Diäthyllbenzol. \y Ju

Dieser Extraktstrom fließt durch eine Leitung 15

in eine Trennzone 5, in der das p-Xylol und das Äthyl- io hierin kennzeichnen B die Selektivität, χ und y die

benzol von dem Diäthylbenzol getrennt werden. miteinander verglichenen Komponenten, der Index a

Letzteres wird durch eine Leitung 13 zur Wieder- die adsorbierte Phase und der Index u die nicht ad-

verwendung zu der Adsorptionszone 1 zurückgeführt. sorbierte äußere Phase. Die Selektivität wird ge-

Das aus der Trennzone 5 abgezogene Gemisch von messen bei Gleichgewichtsbedingungen, d. h., wenn

p-Xylol und Äthylbenzol fließt durch eine Leitung 16 15 die durch ein Bett des Adsorptionsmittels fließende

in die zweite Adsorptionszone 2. Inder Adsorptions- Beschickung keine Änderung ihrer Zusammensetzung

zone 2 wird das p-Xylol von dem Äthylbenzol durch mehr erfährt. Wenn der Absolutwert der Selektivität

selektive Adsorption an dem mit Kalium- und Barium- größer als eins ist, liegt eine bevorzugte Adsorption

ionen ausgetauschten Zeolith getrennt. Durch eine der einen Komponente vor.

Leitung 23 wird ein Gemisch aus p-Xylol und dem 20 Zur Prüfung verschiedener Adsorptionsmittel wurde Desorptionsmittel Toluol abgezogen. Durch eine ihre Selektivität unter Verwendung der nachstehend Leitung 22 fließt ein Raffinatstrora aus Äthylbenzol erläuterten Apparatur und Arbeitsweise bestimmt. Die und Toluol ab. Das Raffinat der Leitung 22 wird in Apparatur bestand aus einer Kammer von etwa einer Trennzone 6 in Äthylbenzcil und Toluol ge- 40 cm³ Volumen mit Einlaß- und Auslaßöffnungen trennt. Ersteres wird durch eine Leitung 24 als Produkt 25 an entgegengesetzten Enden der Kammer. Die aus dem Verfahren abgezogen, letzteres fließt durch Kammer wurde bei konstanter Temperatur und koneine Leitung 25 in die Adsorptionszone zurück. Das stantem Druck gehalten. An die Auslaßleitung der Gemisch der Leitung 23 wird in einer Trennzone 7 in Kammer war ein Gaschromatograph angeschlossen. Toluol und p-Xylol getrennt. Das ip-Xylol wird durch Ein Beschickungsgemisch bekannter Zusammenseteine Leitung 26 als Produkt abgezogen, das Toluol 3° zung wurde durch die Adsorptionsmittelkammer gewird durch eine Leitung 27 zur Wiederverwendung in leitet, bis die Zusammensetzung des Ausflußstroms die Leitung 25 zurückgeführt. konstant blieb. Dann wurde ein Desorptionsmittel-Aus der ersten Adsorptionszone 1 fließt durch eine gemisch durch die Adsorptionskammer geleitet. Der Leitung 12 den Raffinatstrom ab, der aus dem Desorp- Gaschromatograph wurde zur Überwachung und tionsmittel Diäthylbenzol, m-Xylol, o-Xylol und 35 Untersuchung der nichtadsorbierten äußeren Phase jeglichen anderen nicht adsorbierten Komponenten und des aus dem Adsorptionsmittel desorbierten des Beschickungsgemischs besteht; dies können z. B. Materials benutzt. Bei Kenntnis der Zusammenandere aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol Setzungen dieser beiden Ströme und ihrer Fließraten oder Toluol, oder paraffinische oder naphthenische können die Selektivitäten für die verschiedenen in Substanzen sein. Der Raffinatstrom fließt in eine 40 dem Beschickungssirom anwesenden Komponenten Trennzone 4, in der das Diäthylbemzol von den Raffi- bestimmt werden.

natkomponenten getrennt wird. Das Diäthylbenzol Der Beschickungsstrom bestand aus gleichen Men-

fließt durch eine Leitung 14 zur Wiederverwendung in gen, jeweils 8,33 Volumprozent, Äthylbenzol, p-Xylol

der Adsorptionszone zu der Leitung 13 zurück. Das und m-Xylol, vermischt mit 2,2,4-Trimethylpentan, so

von Desorptionsmittel befreite Raffinat fließt durch 45 daß sich ein Beschickungsgemisch ergab, das zu

eine Leitung 17 in die Isomerisierungszone 3 und wird 75 Volumprozent aus dem Paraffin und zu 25 Volum-

dort der Isomerisierung unterworfen. prozent aus den aromatischen C₈-Isomeren bestand.

Der Ausfluß aus der Isomerisierungszone 3 fließt Die aromatischen C₈-Isomeren wurden mit dem

durch eine Leitung 18 in eine Trennzone 8 und wird Paraffin verdünnt, um die analytische Untersuchung

dort in einen leichten Kohlenwasserstoffstrom, der 50 der adsorbierten und der nicht adsorbierten Phase f üi

aus Toluol, Benzol und leichteren Kohlenwasserstoffen die Selektivitätsbestimmnng zu erleichtern. o-Xylol

besteht und durch eine Leitung 19 aus dem Verfahren wurde fortgelassen, da seine Anwesenheit die analy-

abgezogen wird, und einen die C₈-Aromaten und tische Untersuchung erschwert und vorausgehende

schwerere Materialien umfassenden Strom getrennt Versuche gezeigt hatten, daß sich o-Xylol im wesent-Letzterer fließt aus der Trennzone S durch eine Leitung 55 liehen genau so wie m-Xylol verhält Das Desorp-

20 in eine Trennzone 9. Diese bewirkt eine Abtrennung tionsmittelgemisch bestand aus 25 Volumprozeni

des o-Xylols und der Materialien, die bei einer Tempe- Toluol, 74 Volumprozent 2,2,4-Trimethylpentan und

ratur gleich oder höher als o-Xylol sieden, von den 1 Volumprozent Neohexan, das als Indikator zui

Stoffen, die bei einer Temperatur unterhalb des Siede- Feststellung des ΟεβοφαοηβιηΛΙεΜίΗχΙΛηΗΛΒ in der punkts von o-Xylol sieden. Das o-Xylol und die 60 die Adsorptionsmittelkammer verlassenden Ausfluß

gleich oder höher siedenden Anteile werden durch eine strom benutzt wurde. Die Adsorption und die Desorp

Leitung 21 abgezogen, die tiefersiedenden Anteile tion wurden in der Dampfphase bei etwa 260⁰C unc

fließen durch die Leitung 11 zu der Einführungsleitung einem Druck etwas über Atmosphärendruck durch

10 für die Beschickung zurück. Ein Teil des zurück- geführt.

geleiteten Materials kann vor der Einführung in die 65 Es wurden verschiedene Adsorptionsmittel nach dei

Adsorptionszone 1 abgezogen und gewonnen werden. vorausgehend beschriebenen Methode zur Bestim

Bei adsorptiven Trennverfahren ist ein wichtiger mung ihrer Aufnahmefähigkeit und Selektivität für dii

Faktor die Selektivität des Adsorptionsmittels für eine einzelnen aromatischen C„-Isomeren geprüft. Al

Ausgangsmaterialien wurden Zeolithe vom Typ X alle anderen Bedingungen wurden unverändert ge- und Typ Y verwendet. Diese wurden im wesentlichen lassen. Nach Abschluß der KationenaHstauschbevollständig ionenausgetauscht, so daß die meisten handlung wurde das Adsorptionsmittel mit Wasser Kationenstellen in dem Zeolith durch das angegebene gewaschen, in Luft in einen Gleichgewichtszustand Kation besetzt waren. Dazu wurde die nachstehend 5 gebracht und schließlich mit Luft in einem Muffelangegebene Kationenaustauschmethode angewendet. ofen bei etwa 550⁰C behandelt. Nach der Erhitzung ! Es wurde eine chromatographische Austausch- wurde das Adsorptionsmittel in einer wasserfreien kolonne zur Durchführung des Kationenaustausches inerten Atmosphäre gekühlt und dann in der vorverwendet. Die Gesamtzahl der Kationenäquivalente, stehend beschriebenen Weise in der Adsorptionskamdie zum Austausch der ursprünglichen Natriumform io mer verwendet.

des Zeoliths vom Typ X oder Y eingesetzt wurde, Die nachstehende Tabelle zeigt das Aufnahmeverbetrug das Dreifache der insgesamt in dem Zeolith mögen der Adsorptionsmittel für die verschiedener anwesenden Natriumäquivalente. Das Volumen der aromatischen C₈-Isomeren, angegeben als ml des die Kationen enthaltenden Lösung betrug das Sechs- jeweiligen aromatischen C₈-Isomers, die von 40 ml fache des Volumens des eingesetzten Zeoliths. Der 15 Adsorptionsmittel adsorbiert werden. Die Selektivi-Fluß der Kationenlösung durch den Zeolith betrug täten wurden nach der vorstehend angegebener etwa 80 bis 100 ml/Stunde. Wenn zwei Kationen zum Gleichung bestimmt und sind angegeben für die gleichzeitigen Austausch des Natriums benutzt wurden. Kombinationen p-Xylol/Äthylbenzol (p-X/ÄB), kam jedes Kation entsprechend der Hälfte der Ge- p-XyloJ/m-Xylol (p-X/m-X) und m-Xylol/Äthylbenzo] samtzahl an Kationenäquivalenten zur Anwendung; ao (m-X/ÄB).

Zeolith KatioerO im
Typ Adsorptionsmittel

Y Li

Y Na

Y KC¹)

Y Rb

Y Cs

Y Be

Y Mg

Y Ca

Y Sr

Y Ba

Y K-Ba¹)²)

Y K-Be¹)

Y K-Mg¹)

Y K-Rb¹)

Y K-Cs¹)

Y Rb-Ba¹)

Y Cs-Ba¹)
X Na

X Ba-K¹)²)

X Ag

Y Mn

j Y Cd

] Y Cu-Cd

{ Y Cu-Ag

j Y Zn-Ag

! Y Qi

Y Cu-K¹)

*) Beim Verfahren der Erfindung in der ersten Adsorptionszone einzusetzende Zeolithe. ·) Beim Verfahren der Erfindung in der zvreiten Adsorptionszone einzusetzende Zeolithe.

Wie aus den Selektivitätswerten der Tabelle hervor- so daß also m-Xylol und o-Xylol das Raffinat bilden

geht, weisen sämtliche mit (^a) gekennzeichneten 65 Eines dieser Adsorptionsmittel oder ein Gemisch au

Adsorptionsmittel, aber auch nur diese, ausgezeichnete dieser Gruppe wird somit in der ersten Adsorptions

Fähigkeit zur Abtrennung des p-Xylols und Äthyl- zone eingesetzt.

benzols durch gemeinsame selektive Adsorption auf In der zweiten Adsorptionszone ist der in de

Aufnahmevermögen, ml/40 ml Adsorptionsmittel	m-X	AB	Σ	Selektivität	B	p-X/m-X	m-X,
P-X	2,43	1,14	5,31	p-X/ÄB	0,72	2,13
1,74	2,23	1,28	5,20	1,52	0,75	1,74
1,69	1,12	1,76	4,93	1,32	1,83	0,64
2,05	1,22	1,92	4,98	1,16	0,96	0,64
1,84	0,92	1,73	4,03	1,51	0,80	0,53
1,38	0,93	0,78	2,55	1,50	0,91	1,19
0,84	2;65	0,93	5,13	1,08	0,59	2,85
1,55	2,86	0,86	4,73	1,67	0,35	3,32
1,01	2,56	0,80	4,48	1,17	0,44	3,20
1,12	1,19	0,82	3,52	1,40	1,27	1,45
1,51	0,72	1,29	4,71	1,85	3,76	0,56
2,70	1,06	1,55	4,85	2,10	2,11	0,68
2,24	0,96	1,54	4,66	1,44	2,25	0,62
2,16	0,94	1,60	4,24	1,41	1,80	0,59
1,70	0,97	1,67	4,37	1,06	1,79	0,58
1,72	0,99	1,44	4,46	1,03	2,05	0,69
2,03	1,18	1,43	4,47	1,41	1,57	0,82
1,86	1,48	1,30	4,28	1,30	1,02	1,14
1,50	0,99	1,22	4,68	1,15	2,49	0,81
2,47	1,53	1,18	4,34	2,03	1,07	1,30
1,63	1,74	0,91	3,79	1,38	0,66	1,91
1,14	1,84	0,94	3,91	1,25	0,61	1,96
1,13	2,18	0,98	4,34	1,19	0,54	2,22
1,18	2,65	1,06	5,38	1,20	0,63	2,50
1,67	2,63	1,46	6,42	1,58	0,89	1,80
2,33	2,14	0,91	4,32	1,59	0,62	2,36
1,33	1,15	1,60	4,65	1,46	1,65	0,72
1,90	1,19

Ύ.

ίο

Tabelle mit (²) gekennzeichnete Zeolith zu verwenden, benzol rund 4000 Gewichtsteile des Desorptionsmittels

da er die weitaus höchste Selektivität für p-Xylol Diäthylbenzol. Das Diäthylbenzol wird in der an-

gegenüber Äthylbenzol aufweist. schließenden Trenneinrichtung destillativ von dem

Wenn dem Verfahren eine Beschickung in Form p-Xylol und Äthylbenzol abgetrennt und wiederver-

eines Reformats zugeführt wird, sind Naphthene und 5 wendet. Das aus dieser Trenneinrichtung abgezogene

paraffinische Kohlenwasserstoffe neben den Aro- Gemisch aus 1334 Gewichtsteilen p-Xylol und Äthyl-

maten anwesend. Die nichtaromatischen Anteile benzol enthält praktisch kein Diäthylbenzol mehr und

gelangen in das Raffinat der ersten Adsorptionszone. wird in die zweite Adsorptionszone eingespeist, die

Sie sieden in fast allen Fällen etwas unterhalb der mit dem kalium- und bariumausgetauschten Zeolith

Cg-Aromaten und zumeist im Siedebereich von Benzol io beschickt ist. Dieser bewirkt die Trennung des p-Xylols

oder Toluol. Da als Desorptionsmittel für die erste von dem Äthylbenzol. Der aus der zweiten Adsorp-

Adsorptionszone Diäthylbenzol verwendet wird, das tionszone abgezogene Extrakt besteht aus 790 Ge-

bei einer höheren Temperatur als die C₈-Aromaten wichtsteilen p-Xylol und 2400 Gewichtsteilen des

siedet, ist eine bequeme Abtrennung des Desorptions- Desorptionsmittels Toluol. Das Toluol wird in der

mittels durch Fraktionierung sowohl von den C₈-ArO- 15 anschließenden Trenneinrichtung destillativ von dem

maten als auch von den nichtaromatischen Bestand- p-Xylol getrennt und wiederverwendet. Die 790 Ge-

teilen gewährleistet. wichtsteile p-Xylol werden als Reinprodukt abge-

Für die zweite Adsorptionszone wird als Desorp- zogen. Das Raffinat besteht aus 544 Gew.-Teilen

tionsmittel Toluol verwendet. Toluol siedet tiefer als Äthylbenzol und 2400 Gew.-Teilen Toluol. Es wird

die aromatischen C₈-Isomeren und kann leicht durch 20 aus der zweiten Adsorptionszone in die anschließende

Destillation von dem p-Xylol und dem Äthylbenzol Trenneinrichtung geleitet, aus der die 544 Gew.-Teile

abgetrennt werden. Da keine Nichtaromaten in die Äthylbenzol als reines Produkt gewonnen werden. Das

rweite Adsorptionszone gelangen, ergeben sich auch abgetrennte Toluol dient zur Wiederverwendung als

Ireine Verunreinigungen des Toluols durch in der Desorptionsmittel in der zweiten Adsorptionszone.

Nähe siedende Nichtaromaten. Die gute Abtrennbar- 25 Aus dem Raffinat der ersten Adsorptionszone ,das

keit des Toluols erleichtert eine Gewinnung des Äthyl- ebenfalls rund 4000 Gewichtsteile Diäthylbenzol-

benzols und p-Xylols aus der zweiten Adsorptionszone Desorptionsmittel enthält, werden in der anschließen-

in recht reiner Form. den Trenneinrichtung 3318 Gewichtsteile o-Xylol,

m-Xylol und Nichtaromaten von dem Diäthylbenzol

Beispiel 30 abdestilliert; letzteres wird als Desorptionsmittel

wiederverwendet. Das Gemisch aus o-Xylol, m-Xylol

Es wurde in einer Vorrichtung ähnlich der Zeich- und nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen wird in

nung bei den oben angegebenen Verfahrensbedin- die Isomerisierungszone eingeführt. Aus dem Ausfluß

gungen gearbeitet. 1000 Gewichtsteile eines Reformats der Isomerisierungszone werden in der anschließen-

(C₈-Schnitt), bestehend aus 87 Gewichtsprozent aroma- 35 den Trenneinrichtung Stoffe, die unterhalb der

tischen Kohlenwasserstoffen, 3% Paraffinen und C₈-Aromaten sieden, destillativ von den C₈-Aromaten

10% Naphthenen, werden zusammen mit 3652 Ge- abgetrennt. Der Rest wird weiter destillativ aufge-

wichtsteilen Isomerisierungsgemisch in die erste Ad- trennt, wobei die tiefersiedenden Komponenten,d. h.

sorptionszone geleitet. In der ersten Adsorptionszone ein Gemisch aus m-Xylol, p-Xylol und Äthylbenzol,

werden 1334 Gewichtsteile p-Xylol und Äthylbenzol 40 zu der ersten Adsorptionszone zurückgeführt werden.

selektiv aus der Beschickung zurückgehalten. Das Mit den höhersiedenden Anteilen werden 557 Gew.-

Extraktmaterial aus der ersten Adsorptionszone ent- Teile o-Xylol aus dem Verfahren als Produkt abge-

hält neben den 1334 Gewichtsteilen p-Xylol und Äthyl- zogen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

somit recht aufwendig, sowohl hinsichtlich der Patentanspruch: fraktionierten Destillation als auch der fraktionierten

Kristallisation.

Verfahren zur Gewinnung von p-Xylol, Äthyl- Es ist ferner bekannt (DT-OS 19 31 519, BE-PS

benzol und o-Xylol aus deren Gemischen mit 5 7 54 754), kationenausgetauschte Aluminosilicate vom m-Xylol durch Adsorption an kationenausge- Zeolithtyp X oder Y für Trennungen von alkylarotauschten Aluminosilikaten vom Zeolithtyp X matischen C₈-Isomeren durch selektive Adsorption oder Y und durch katalytische Isomerisierung ent- und entsprechende Desorption einzusetzen. In der sprechender Fraktionen, dadurch gekenn- erstgenannten Druckschrift werden eine Vielzahl von zeichnet, daß man aus dem Genisch in einer ϊο für den Kationenaustausch in Betracht kommenden ersten Adsorptionszone p-Xylol und Äthylbenzol Kationenpaaren und zahlreiche Trennungsmöglichgemeinsam an einem Zeolith, dessen Kationen keiten hinsichtlich des oder der zu adsorbierenden durch Kalium- allein oder in Kombination mit Isomeren einerseits und des oder der im Raffinat anBarium-, Rubidium-, Cäsium-, Magnesium-, Beryl- fallenden nicht adsorbierten Isomeren andererseits Hum- bzw. mit Kupferionen oder Barium- in 15 genannt. Nach der zuletzt genannten Druckschrift Kombination mit Cäsium- oder Rubidiumionen wird insbesondere ein weitgehend mit Kaliumionen ausgetauscht sind, in an sich bekannter Weise ausgetauschter Zeolith vom Typ Y für die bevorzugte adsorbiert, aus dem mit Diäthylbenzol eluierten Adsorption von p-Xylol eingesetzt. Angaben über ein und vom Desorptionsmittel befreiten Gemisch Verfahren, das in einfacher Weise gleichzeitig eine aus p-Xylol und Äthylbenzol in einer zweiten ao Gewinnung sowohl von p-Xylol als auch von Äthyl-Adsorptionszone p-Xylol an einem Zeolith, dessen benzol als auch von o-Xylol in weitgehend reiner Form Kationen durch Kalium- und Bariumionen aus- und mit weiterer Erhöhung der Ausbeuten an den getauscht sind, in an sich bekannter Weise ad- erwünschten Isomeren auf Kosten der unerwünschten sorbiert und Äthylbenzol sowie p-Xylol unter Isomeren, insbesondere m-Xylol, ermöglicht, finden Verwendung von Toluol als Desorptionsmittel als 25 sich in keiner dieser Druckschriften.
Verfahrensprodukte gewinnt, den Raffinatsstrom Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein

aus der ersten Adsorptionszone in bekannter Weise Verfahren zur Gewinnung von p-Xylol, Äthylbenzol isomerisiert, aus dem Isomerisierungsgemisch und o-Xylol aus deren Gemischen mit m-Xylol, die o-Xylol in bekannter Weise abtrennt und das ver- auch leichtere und/oder schwerere Bestandteile entbleibende Gemisch aus m-Xylol, p-Xylol und 30 halten können, zu schaffen, das unter Heranziehung Äthylbenzol als Rückführstrom mit dem Einsatz- der adsorptiven Trennung an kationenausgetauschten material der ersten Adsorptionszone vereinigt. Aluminosilikaten vom Zeolithtyp X oder Y gleich-

zeitig_ eine Gewinnung sowohl von p-Xylol als auch von Äthylbenzol und von o-Xylol in weitgehend reiner

35 Form gewährleistet; durch Integrierung einer katalytischen Isomerisierung in das Verfahren, die eine weitere Ausbeutesteigerung an den erwünschten Iso-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung meren, insbesondere an p-Xyiol und Äthylbenzol, auf von p-Xylol, Äthylbenzol und o-Xylol aus deren Kosten der unerwünschten Isomeren, insbesondere Gemischen mit m-Xylol durch Adsorption an kationen- 40 m-Xylol, mit sich bringt, ist das Verfahren der Erausgetauschten Aluminosilikaten vom Zeolithtyp X findung einfach, wirtschaftlich, störungsunanfällig oder Y und durch katalytische Isomerisierung ent- und an die jeweiligen Produktforderungen anpassungssprechender Fraktionen. fähig durchzuführen.

Es ist bekannt (US-PS 35 84 68, DT-OS 19 10 037), Vorgeschlagen worden (DT-Patent 20 63 640) ist

Gemische der C₈-Isomeren (p-Xylol, o-Xylol, m-Xylol 45 bereits ein Verfahren zur Gewinnung von p-Xylol und Äthylbenzol) zur Gewinnung von möglichst durch katalytische Isomerisierung eines nicht im reinem p-Xylol, o-Xylol und oder Äthylbenzol durch Gleichgewicht befindlichen Cs-Alkylbenzolisomerenfraktionierte Destillation in Verbindung mit einer gemische bei bestimmten Isomerisierungsbedingungen, fraktionierten Kristallisation des dabei anfallenden Abtrennung des p-Xylols aus dem Isomerisierungs-Gemischs aus p-Xylol und m-Xylol aufzutrennen, 50 produktgemisch durch selektive Adsorption an einem wobei das bei der fraktionierten Kristallisation in der kationenausgetauschten Aluminiumsilikat vom Zeo-Mutterlauge anfallende m-Xylol einer katalytischen lithtyp X oder Y und Rückführen des Raffinats in die Isomerisierung unterworfen und das gebildete lso- Isomerisierungsstufe, welches dadurch gekennzeichnet merisierungsprodukt zu der fraktionierten Destil- ist, daß man die Adsorption bei bestimmten Belation zurückgeleitet wird. Dabei sind für die fraktio- 55 dingungen an einem Aluminiumsilikat, dessen Kationen nierte Destillation sehr aufwendige Fraktionierko- durch Barium und Kalium ausgetauscht sind, durchlonnen, z. B. mit mehreren Hundert theoretischen führt und aus dem Desorbat p-Xylol in an sich beBöden, und sehr hohe Rücklaufverhältnisse, z. B. von kannter Weise abtrennt. Das Verfahren der Erfindung über 100 : 1, erforderlich. Weiterhin stellt die fraktio- macht ebenfalls von einer derartigen adsorptiven nierte Kristallisation bekanntlich eine verhältnis- 60 Trennung an einem durch Barium und Kalium mäßig umständliche Arbeitsmethode dar. Überdies kationenausgetauschten Aluminosilikat mit Gewinmuß bekanntlich bei der Trennung von p-Xylol und nung des p-Xylols aus dem Desorbat und einer in das m-Xylol durch fraktionierte Kristallisation im Falle Verfahren integrierten katalytischen Isomerisierung der Forderung eines weitgehend reinen p-Xylols in der Gebrauch, sieht aber weitere Maßnahmen mit VerRegel so gearbeitet werden, daß die verbleibende 65 knüpfung in besonderer Reihenfolge zwecks GeMutterlauge noch eine beträchtliche Menge an p-Xylol winnung auch der anderen erwünschten C₈-Alkylenthält, was eine saubere Trennung in guten Ausbeuten benzolisomeren vor.
erschwert. Insgesamt sind diese bekannten Verfahren Gegenstand der Erfindung ist danach ein Verfahrer