DE2313603A1

DE2313603A1 - Verfahren zur reinigung von benzol und toluol durch azeotropisch-extraktive destillation

Info

Publication number: DE2313603A1
Application number: DE2313603A
Authority: DE
Inventors: Lionel Asselineau; Georges Cohen; Mikitenko Paul
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1972-03-20
Filing date: 1973-03-19
Publication date: 1973-09-27
Also published as: JPS5632971B2; DD104501A1; JPS495925A; GB1430481A; FR2176488A1; FR2176488B1; DE2313603C2; BE796434A; IT981410B; CA988451A; US3884769A; NL7303911A

Description

Verfahren_zur^Reinigung_yon_Benzol_und_Toluol_durch_aze

Die vorliegende Erfindung "betrifft die Abtrennung von Aromaten, insbesondere von Benzol und/oder Toluol, aus Gemischen, in denen sie zusammen mit verzweigten oder unverzweigten paraffinischen Kohlenwasserstoffen mit ähnlichen Siedepunkten enthalten sind, und zwar durch Destillation in Gegenwart eines Lösungsmittelpaares, das nicht im Gemisch, sondern in ergänzender Weise wirkt, wobei das eine Lösungsmittel durch ein erhöhtes Lösungsvermögen in bezug auf die Kohlenwasserstoffe und eine gute Selektivität in bezug auf die Aromaten, das ι, andere: durch ein begrenztes Lösungsvermögen in bezug auf die Kohlenwasserstoffe und durch die Eigenschaft gekennzeichnet ist, daß es mit mindestens einem der nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe, die abgetrennt werden sollen, ein azeotropisches System bildet. Die Siedetemperaturen dieser beiden einander ergänzenden Lösungsmittel müssen so sein, daß diese jeweils an einem anderen Ende der Destillationskolonne¹ ausströmen: Das eine mit den Aromaten aus dem unteren Ende der Kolonne, das andere mit den Nichtaromaten aus dem oberen Ende der Kolonne. 309839/1198

Mit diesem Verfahren kann reines Benzol und/oderreines Toluol erhalten werden, und. zwar durch Behandlung beispielsweise der Benzol- und/öder der Toluolfrakt ionen, die bei den Umsetzungen zur Herstellung von aromatischen Kohlenwasserstoffen aus gesättigten oder ungesättigten Benzinen erhalten werden (wobei die letzteren einer vorhergehenden partiellen Hydrierung unterzogen worden sind, so daß die Verunreinigungen im wesentlichen auf die gesättigten Eohlenwasserstoffe beschränkt sind), die Pyrolysebenzine des Crackverfahrens, des Steam Cracking oder des katalytischen Reforming-Verfahrens sein können.

Unter Benzolfraktion-;λ versteht man ein Gemisch aus Benzol und Kohlenwasserstoffen mit einem unteren Siedepunkt von mindestens etwa 65°C und einem oberen Siedepunkt von höchstens etwa 1O2°C. Das kann z.B. ein Gemisch aus Benzol und gesättigten Kohlenwasserstoffen mit im wesentlichen 6 bisL8 Kohlenstoffatomen sein. Die Erfindung ist jedoch auch auf Benzolfraktionen anwendbar, die leichtere Kohlenwasserstoffe enthalten.

Unter Toluolfraktion versteht man ein Gemisch aus Toluol und gesättigten Kohlenwasserstoffen, wobei der untere und der obere Siedepunkt zwischen dem Endsiedepunkt der Benzolfraktionen (etwa 102⁰C) und etwa 120°C liegen.

Es ist bekannt, daß die Gewinnung von reinem Benzol und/oder reinem Toluol aus diesen ixaktionen nicht durch einfache Destillation möglich ist, da diese aromatischen Kohlenwasserstoffe mit manchen der anderen vorhandenen Kohlenwasserstoffe Azeotrope bilden oder einen zu nahen-Siedepunkt haben, um wirksam abgetrennt zu werden.

Diese Art der Trennung erfolgt im allgemeinen mittels eines Extraktionslösungsmittels oder eines'Gemisches aus Extraktionslösungsmitteln, womit die Kohlenwasserstoffe im wesentlichen nach dem Sättigungsgrad ihres Moleküls fraktioniert werden, wenn es sich um eine ZLüssig-Flüssig-Extraktion handelt, oder nach dem Sättigungsgrad ihres Moleküls und ihrer Dampfspannung, wenn es sich um eine extraktive Destillation handelt. Jede

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dieser "beiden Techniken ist an sich "bekannt.

Die Flüssig-Flüssig-Extraktion wird angewandt, wenn man eine relativ hohe Anzahl Kohlenwasserstoffe der gleichen chemischen Familie selektiv extrahieren will, z.B. Benzol, Toluol, Xylole, Äthylbenzol usw. Die Extraktivdestillation wird "bevorzugt, wenn man eine geringere Anzahl Verbindungen der gleichen chemischen Familie, z.B. Benzol und/oder Toluol, selektiv extrahieren will.

Eine große Anzahl von verschiedenen -Extraktionslösungsmitteln oder Iiösungsmittelgemisehen sind für die eine oder die andere dieser Techniken vorgeschlagen worden, Es sind im allgemeinen die ersten Glieder von mono- oder bifunktionellen polaren chemischen Familien.

Für die Flüssig-Flüssig-Extraktion hat man z.B. Verbindungen wie die älkylierten aliphatischen oder inneren Amide (Lakrtame) vorgeschlagen, z.B. das Methyl formamid und das N-Methylpyrrolidon, die Aldehyde, z.B. das Furfurol, die Polyole, z.B. das Glykol, die Sulfoxide, z.B. das Dimethylsulfoxid, die Sulfone, z.B. das Sulfolan, die Laktone, z.B. das V -Butyrolakton, die Oxazine, z.B. das Morpholin, die aliphatischen Nitrile usw.

Als Extraktivdestillation sind industrielle Verfahren zur Reinigung von Aromaten bekannt, bei denen das Phenol, das Anilin, das Sulfolan, das Formylmorpholin, Äas fr-Methylpyrrolidon, das Dimethylformamid, das Furfurol usw. verwendet werden.

Obgleich diese lösungsmittel im allgemeinen so gewählt werden» daß ihre Siedetemperatur erheblich höher ist als die des am wenigsten flüchtigen gesättigten Kohlenwasserstoffs des zu trennenden Kohlenwasserstoffgemisches, kann man die Kohlenwasserstoff-Lösungsmittelazeotropie nicht vermeiden, die einen erheblichen Verlust oben aus der Extraktivdestillationskölonne heraus bewirkt. Daraus ergibt sich, daß das auf diese Weise abgegangene lösungsmittel rückgewonnen werden muß, was zusätzliche Maßnahmen erforderlich macht: Zur Rückgewinnung des Lösungsmittels sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden,

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z.B. Waschen des Destillats mit Wasser im Gegenstrom in einem angeschlossenen Turm oder z.B. Zuführen von Wasser in flüssigem AggregaJfcustand in die Leitung, durch die das Destillat aus der Extraktivdestillationskolonne abgezogen wird (wobei das Wasser in dieser Art des Verfahrens gegebenenfalls auch oben in die Extraktivdestillationskolonne eingeleitet werden kann). Mit Verfahren dieser Art kann die vollständige Eliminierung des Extraktionslösungsmittels aus dem Destillat nicht erreicht werden, und da sich das !lösungsmittel mit der Zeit in dem Destillat sammelt, muß es durch mühsame und langwierige Destillationen rückgewonnen werden. Ebenso sind Destillationen erforderlich, um das rückgewonnene Lösungsmittel von dem Wasser zu trennen, das zum Waschen des Destillats verwendet wurde, und außer der Tatsache, daß diese Destillationen ebenfalls langwierig sind, beeinträchtigen sie die Stabilität mancher Lösungsmittel, die empfindlich gegen die Einwirkung von Wasser in flüssigem Zustand sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet' jetzt, äll-diese Nachteile und zusätzlichen Maßnahmen, da damit der Abgang des Extraktionslösungsmittels aus der Extrakt ^destillationskolonne praktisch völlig verhindert werden kann.

Man hat nämlich festgestellt, daß die Extraktionslösungsmittel, deren Siedetemperatur der des am wenigsten flüchtigen gesättigten Kohlenwasserstoffs des zu trennenden Gemisches relativ nahe ist und die zumindest mit diesem Kohlenwasserstoff ein Azeotrop bilden können, in einer Reinigung wie der des Benzols und/oder des Toluols im Zusammenwirken mit einem Agens, welches Wasserdampf ist (dieses Agens kann "zugeordnetes Lösungsmittel" genannt werden, obgleich es in Form von Dampf und nicht in flüssiger Form verwendet wird), durch eine Destillationsaxt, im Folgenden "azeotropisch-extraktive Destillation" genannt, vorteilhaft und ohne Verlust an Lösungsmittel oben aus der Kolonne eingesetzt werden können.

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Es hat sieh gezeigt, daß von den zahl reichen selektiven lösungsmitteln nur die Verbindungen der Familie der alkylierten aliphatischen Amide und insbesondere die ersten Glieder dieser Familie, die 2 "bis 15 Kohlenstoff atome pro Molekül enthalten (insbesondere das Dimethylformamid und das Diinethylacetamid), sich für die Reinigung des Benzols und/oder des Toluols gemäß der vorliegenden Erfindung, in der der Wasserdampf als zugeordnetes Lösungsmittel verwendet wird, besonders gut eignen.

Diese Lösungsmittel haben die seit langem bekannte Eigenschaft, gute Mittel zum Trennen von Kohlenwasserstoff-Familien mit unterschiedlichem Sättigungsgrad zu sein. Auf der anderen Seite haben sie aber auch die Eigenschaft, mit den gesättigten Kohlenwasserstoffen mit 6, 7 "und 8 Kohlenstoffatomen Azeotrope zu bilden, und ihre Verwendung bei einer herkömmlichen Extrakt ivdestillationozur Reinigung von Benzol und/oder Toluol wird in ihrer Wirksamkeit zum Seil durch den unvermeidlichen Verlust an lösungsmittel aufgehoben, das mit den Verunreinigungen mit 6,7 "und 8 Kohlenstoffatomen des Benzols und/oder des Toluols oben aus der Kolonne abgeht.

Bei erfindungsgemäßem Arbeiten mit dem zugeordneten Lösungsmittel vermeidet man diesen Nachteil. Allgemein muß das zugeordnete Lösungsmittel eine Siedetemperatur haben, die niedriger ist als die des verwendeten Extraktionslösungsmittels, darf mit letzterem kein Azeotrop bilden und sich vorzugsweise möglichst wenig mit den nichtaromatisehen Kohlenwasserstoffen der Benzol- und/oder der Toluolfraktion mischen. Z.B. sollen die nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe weniger als 1$ und vorzugsweise weniger als O,1j6 ihres Gewichts an dem genannten Lösungsmittel aufnehmen.

Erfindungsgemäß erhält man reines Benzol und/oder reines Toluol aus Gemischen, in denen sie zusammen mit verzweigten oder un— verzweigten paraffinischen oder cyclischen gesättigten Kohlenv/asserstoffen enthalten sind, indem man die genannten Gemische einer Destillation in Gegenwart eines Lösungsmittelsystems unterzieht, das einerseits aus einem Extraktionslösungsmittel

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"und andererseits aus dem zugeordneten Lösungsmittel ■ Gesteht, wie sie vorstehend bereits definiert wurden.

Das Terfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man das zu trennende Kohlenwasserstoffgemisch in eine Destillationszone leitet, und zwar an einem in der Mitte dieser Zone gelegenen Punkt, daß man. das Extraktionslösungsmittel an einem Punkt der Destillatimszone zuführt, der vorzugsweise oberhalb des Punktes liegt, an dem das Kohlenwasserstoffgemisch zugeführt wird, und daß man das zugeordnete Lösungsmittel in Form von Dampf an einem Punkt der Destillationszone zuführt,der oberhalb des Punktes liegt, an dem das Extraktionslösungsmittel zugeführt wird. Daneben ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß man außerdem das aus dem oberen Teil der Destillationszone erhaltene Produkt oder Destillat kondensiert, daß man das erhaltene Kondensat in zwei flüssige Phasen trennt, und zwar eine erste Phase, die die nichtaromatisehen Kohlenwasserstoffe enthält, und eine zweite Phase, die das zugeordnete Lösungsmittel enthält, daß man die erste und die zweite Phase getrennt abzieht, daß man das unten aus der genannten Destillationszone erhaltene Produkt abzieht, das aromatische Kohlenwasserstoffe und das Extraktionslösungsmittel enthält, und daß man in bekannter Weise das Lösungsmittel von. den aromatischen Kohlenwasserstoffen trennt, um einerseits das Extraktionslösungsmittel wiederzugewinnen und andererseits die aromatischen Kohlenwasserstoffe zu erhalten.

Gemäß einer bevorzugten Aus fuhrungs form erhöht man die Wirksamkeitl-der !fraktionierung, indem man einen Teil der ersten kondensierten Phase als Rückfluß in die Destillationskolonne zurückführt und den anderen Teil einfach abzieht. Der Punkt ,der Zuführung dieses Rückflusses liegt vorzugsweise oberhalb des Z-uführungspunktes des azeotropischen Mittels.

Ferner ist es vorteilhaft, zumindest einen Teil der zweiten kondensierten Phase nach einem¹ Verdampfen i_n aie Kolonne .zurückzuführen und dieser dadurch zugeordnetes Lösungsmittel in verdampfter Ibrrn zuzuführen. Schließlich wird das rückgewonnene

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Extra]d;ionslösungsmittel, nachdem es von den Aromaten getrennt worden ist, vorteilhafterweise in die Kolonne rezykliert.

Um die aromatischen Kohlenwasserstoffe von dem Extraktionslösungsmittel zu trennen, kann man eine Destillation oder eine ITiissig-ELüssig-Reextraktion der Aromaten mittels eines dritten Lösungsmlttels,wie eines flüssigen paraffinischen Kohlenwasserstoffe, durchfuhren, das später durch Destillation von den genannten aromatischen Kohlenwasserstoffen getrennt werden kann, was z.B. bei dem flüssigen Butan, dem Pentan oder schweren !Fraktionen wie dem Gasöl oder dem Leuchtpetroleum der Pail ist.

Erfindungsgemäß ist es wesentlich, das zugeordnete Lösungsmittel , nämlich das Wasser, in Form von Dampf einzusetzen. Wenn man sich nämlich damit begnügt, am Eingang des Kondensators Wasser in flüssigem Zustand auf die aus der Extraktivdestillat ionskolonne austretenden Dämpfströme zu leiten, kann man nicht verhindern, daß Dämpfe des Extraktionslösungsmittels abgehen:Nach dem Durchströmen des Kondensators würde man zwei Phasen erhalten, nämlich eine wässrige und eine kohlenwasserstoffhaltige, die beträchtliche Mengen dieses Lösungsmittels enthalten würden.

Im G-egensatz dazu vermeidet man dadurch, daß man erfindungsgemäß das zugeordnete Lösungsmittel in Form von Dampf zuführt, praktisch jeglichen Abgang von Extraktionslösungsmitteldämpfen aus der Extraktivdestlllationskolonne.

Die beigefügte Darstellung erläutert eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Folgenden ist das zugeordnete Lösungsmittel also Wasser und das Extraktionslösungsmittel ein geeignetes organisches Lösungsmittel.

Das Kohlenwasserstoffgemisch, das das zu extrahierende Benzol und/oder Toluol enthält, wird vorzugsweise bei einer Temperatur nahe seinem Siedepunkt durch Leitung 1 in die Kolonne CI geleitet. Das organische Lösungsmittel gelangt in diese Kolonne durch Leitung 6, deren Einmündungspunkt in die Kolonne unbedingt

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hoher liegt als der des Kohlenwasserstoffgemisches, und zwar mit einer Temperatur nahe der, die in der Kolonne in der gleichen Höhe für vorbestimmte Verfahrensbedingungen herrscht. Das Volumen-Verhältnis Lösungsmittel/Kohlenwasserstoffcharge liegt ■vorteilhafterweise zwischen 0,4 und 15 und vorzugsweise zwischen 1 und 6. J)a.s organische Lösungsmittel, das die am wenigsten flüchtige Verbindung ist, strömt hauptsächlich in flüssiger Form nach unten in die Kolonne CI, wobei es die Aromaten mit sich führt und deren KLüehtigkeit im Verhältnis zu den paraffinischen oder naphthenischen Verunreinigungen, die sie zunächst begleiten, modifiziert.

Das Lösungsmittel-Aromatengemisch strömt durch Leitung 7 aus der Kolonne CI heraus und in die Kolonne CII, aus der man durch herkömmliche Destillation die Aromaten nach oben durch Leitung 8, den Kondensator 11 und Leitung 13 und das regenerierte Lösungsmittel, das durch Leitung 6 in die Ko3.onne CI rezykliert wird, unten abläßt. Ein Teil der Aromaten kann durch Leitung 12 in die Kolonne CII zurückgeführt werden. Gemäß einer Variante des Verfahrens und bei gleichzeitiger Reinigung des Benzols und des Toluols leitet man das unten aus der Kolonne CI Abströmende, das das organische Lösungsmittel und die Aromaten enthält, in eine Kolonne GII, aus der man oben heraus das gereinigte Benzol und unten heraus das das Toluol enthaltende organische Lösungsmittel abläßt. Dieses letztere Gemisch wird in eine nicht dargestellte Kolonne CIII geleitet, aus deren oberen Ende das gereinigte Toluol und aus deren unteren Ende das organische Lösungsmittel herausströmt, das durch Leitung"6 in die Kolonne CI rezykliert wird.

Einige Etagen oberhalb der Zuleitung des organischen Lösungsmittels führt man (Leitung 5 und Verdampfer 9) leicht überhitzten Wasserdampf zu. Man verwendet vorteilhafterweise 5 bis 50 Gew.% und vorzugsweise 10 bis 35 Gew.^ Wasser im Verhältnis zu den nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen der behandelten Charge. Die Menge des Wasserdampfes ist vorzugsweise geringer als die, welche zu einer Kondensation und einem Kieseln des

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Wassers In der Kolonne führt, damit vermieden wird, daß flüssiges Wasser sich mit dem Extraktionslösungsmittel mischt.

Das Wasser "bildet mit den vorhandenen Kohlenwasserstoffen, d.h. hauptsächlich den Nichtaromaten, im Verhältnis zu dem organischen Lösungsmittel ein flüchtigeres azeotropisches System als die Kohlenwasserstoffe allein, das oben in der Kolonne destilliert und durch Leitung 2 ausströmt. Dieses Abströmende wird in der Vorrichtung 10 kondensiert und in dem Dekantiergefäß D in zwei flüssigen Phasen dekantiert. Ein Teil der oberen Phase, die aus den Kohlenwasserstoffen besteht, wird durch Leitung 3 als Rückfluß In die Kolonne CI zurückgeleitet, während der andere Teil durch Leitung 4 aus dem Dekantiergefäß ausströmt. Die untere Phase, die im wesentlichen aus Wasser besteht, kann entweder aus der Einheit abgezogen oder unter den vorstehend definierten Bedingungen durch Leitung 5 in die Kolonne CI re— zykliert werden.

Das zugeordnete Lösungsmittel wird im Interesse eines guten Ablaufs des Verfahrens im allgemeinen in einer Höhe in die Destillationskolonne geleitet, die oberhalb des Punktes liegt, an dem das selektive Lösungsmittel zugeführt wird, jedoch unterhalb des Rückflußpunktes des Destillats.

Bei erfindungsgemäßem Vorgehen hat es sich gezeigt, daß 3ich fast das gesamte organische Lösungsmittel mit den Aromaten wieder unten in der Kolonne befindet und daß die oben au3 der Kolonne ausströmenden nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe praktisch frei von organischem Lösungsmittel sind, was nicht der Pail ist, wenn man eine herkömmliche Extraktivdestillation mit dem gleichen organischen Lösungsmittel allein durchführt. Die nachstehende Tabelle gibt die Annäherungsergebnisse des Verlustes an oben aus der Kolonne abgehendem Lösungsmittel an, die bei Verwendung des Dimethylformamid bei der Behandlung verschiedener aromatischer Fraktionen erzielt wurden.

Es hat aich ferner 'gezeigt, daß sich allein das organische Lösungsmittel mit den gereinigten aromatischen Kohlenwasser-

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stoffen "unten in der Kolonne befindet, ohne das zugeführte Wasser zu enthalten, das im wesentlichen oben aus der Kolonne ausströmt.

Behandelte aroma- [Verlust von Dimethylformamid oben aus tische !Fraktion ider Kolonne (Gew.$ des Destillats)

Benzolfraktion
iEoluolfrakt ion

Benzol- und Toluolfraktion

Herkömmliche Ex- ! Erfindungsgemäßes

traktivdestillation

Verfahren

4,5 7,4

5,1

< 0,01

Aufgrund dieser wesentlichen Merkmale "besitzt das erfindungsgemäße Verfahren mehrere Vorteile gegenüber der herkömmlichen Extraktivdestillation mittels Lösungsmitteln, deren Siedetemperatur relativ nahe der der Kohlenwasserstoffe liegt, die durch diese !lösungsmittel gefeint werden können.

Ein erster, bereits erwähnter Vorteil besteht darin, daß man bei diesem Verfahren jeglichen Verlust an Extraktionslösungsmittel aus dem oberen Ende der Destillationskolonne vermeidet.

zweiter Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, daß sich das Extraktionslösungsmittel nicht auf den oberen und den unteren Teil der Trennkolonne verteilt: Das gesamte Lösungsmittel wird für die Reinigung der Aromaten verwendet, und infolgedessen ist die Menge des Lösungsmittels, die in die Kolonne eingeleitet werden muß, bei gleicher Reinheit der Aromaten, geringer.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß das zugeordnete Lösungsmittel, nämlich das Wasser, das Entfernen der Verunreinigungen aus den Aromaten leichte:macht.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das zugeordnete Lösungsmittel und das Extraktionslösungsmittel in den heißen Teilen der Apparatur nie in flüssiger Phase in unmittelbarem Kontakt mlt-

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einander sind. Auf diese Weise werden mögliche chemische Reaktionen zwischen diesen "beiden !lösungsmitteln vermieden. Es ist z.B. bekannt, daß sich die dialkylierten Amide in Gegenwart von Wasser in flüssiger Phase "bei einer Temperatur oberhalb 120 G leicht hydrolysieren lassen. In dem erfindungsgemäßen Verfahren befindet sich das Wasser in Dampfphase und das Amid in flüssiger Phase in einer Zone, in der die Temperatur etwa bei 80°C liegt. Der einzige Kontakt in flüssiger Phase zwischen dem Amid und dem Wasser, zu dem es bei mangelhaftem Arbeiten der Apparatur gegebenenfalls kommen kann, wäre in dem Dekantiergefäß möglich, in dem die Temperatur ständig unterhalb 70⁰C liegt und so niedrig eingestellt werden kann, wie man es wünscht.

Die nachstehenden Beispiele dienen der Erläuterung der vorliegenden Erfindung.

In eine Destillationskolonne von 4 m. Höhe, die zu 3 m aus Elementen vom Oldershaw-Typ mit einem Durchmesser von 2,5 cm und aus einem adiabatischen Element mit Dixon-Sullung mit dem gleichen Durchmesser besteht, leitet man in 1 m, 2,5 ι und 3 m Höhe, vom Boden der Kolonne gemessen, jeweils

1) eine Benzolfraktion, deren Zusammensetzung in Tabelle I angegeben ist, und zwar 240 cm pro Stunde, mit einer Temperatur von 82°C,

2) 370 cm Dimethylformamid pro, Stunde, mit einer Temperatur von 95°C,

3) leicht überhitzten Wasserdampf in einer Menge von 7,5 cm pro Stunde.

Das am oberen Ende der Kolonne erhaltene Destillat, dessen Temperatur 71 °ö beträgt, wird kondensiert und in zv/ei Phasen dekantiert: Eine untere Phase, die aus Wasser besteht, welches in der vorstehend definierten Höhe in die Kolonne rezykliert wird, und eine obere Phase, deren Zusammensetzung in Tabelle I angegeben ist und die im wesentlichen aus den nichtaromatischen ■Verunreinigungen der Benzolfraktion besteht, wovon ein Teil, nämlich

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54 g/h, aus dem System abgezogen und abgelassen und der andere Teil, ebenfalls 54 g/h, als Rückfluß in den oberen Teil der Kolonne zurückgeleitet wird.

Unten aus der Kolonne, wo eine Temperatur von 115°C herrscht, zieht man ein im wesentlichen aus Dimethylformamid und Benzol bestehendes Gemisch ab, das man in einer Menge- von 5*50" cm /h in die Mitte einer zweiten Kolonne von 2 m Höhe leitet, die aus Oldershaw-Elementen mit einem Durchmesser von 2,5 cm besteht. Aus dieser zweiten Kolonne zieht man oben das gereinigte Benzol, ab (Tabelle I, Spalte 3), wovon die Hälfte als Rückfluß zurückgeleitet wird, während man unten aus dieser Kolonne das Dimethylformamid entnimmt, das in einer Menge von 350 g/h in die erste Kolonne rezykliert wird.

Tabelle^I

; Bestandteile	Eingefüllte Ben-;
	zolfraktion
Hexan i	5,25 j
Isooctan .	1,03
Heptan	.5,30
Cyclohexan ;	14,40 :
Methyleyclohexan	0,25 ;
Benzol	73,77
Dimethyl formamid	Ό

Erhaltene obere

	Benzol
19,20	<0,001
3,78	<0,001
19,40	0,001^:
51,70	<0,001
0,88	o,oir
5,04	99,99
< 0,005	^0,001

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Dieses Beispiel wird vergleiehshalber angeführt und gehört nicht zu der vorliegenden Erfindung.

Man wiederholt Beispiel 1, jedoch wird die in Beispiel 1 in !Form von Dampf eingeleitete Menge Wasser jetzt in flüssiger 3?orm in die Extraktivdestillationskolonne eingeleitet, und zwar in der gleichen Höhe, in der in Beispiel 1 das Wasser in Form von Dampf zugeführt wurde.

Unter diesen Bedingungen kam es neben einer Ansammlung von Lösungsmittel in der oberen Phase des Destillats nach und nach zu einer Ansammlung von Wasser in dem Lösungsmittel, was dem angestrebten Ziel zuwiderläuft. Man versuchte diese Nachteile dadurch zu "beseitigen, daß man in die Extraktivdestillationskolonne zwischen der Ebene der Zuführung von Wasser in flüssiger Form und der der Zuführung von Lösungsmittel eine speziell zum Eliminieren von Wasser aus dem System konzipierte Dekantierplatte anordnete« Die von dieser Dekantierplatte abgezogene wässrige Phase, unter diesen Bedingungen titriert, ergab 40 bis 20$ Extraktionslösungsmittel, und die obere Phase des Destillats enthielt mehr als Λ% dieses Lösungsmittels, womit das Gegenteil von dem erreicht wurde, was man anstrebt.

Dieses Beispiel wird ebenfalls vergleichshalber angeführt und ge hört nicht zu der vorliegenden Erfindung.

Man hat Beispiel 1 wiederholt, wobei man die in Beispiel 1 angegebenen Mengen Wasser in flüssiger Form nicht in die Kolonne selbst, sondern in die zwischen dem oberen Ende der Kolonne und dem Kondensator verlaufende Leitung, durch die die aus dieser Kolonne kommenden Dämpfe strömen, leitete. Unter diesen Bedingungen enthielt die obere Phase des Destillats mehr als 1$ Extraktionslösungsmittel, was dem angestrebten Ziel zuwiderläuft und auf die Dauer eine Destillation zur Rückgewinnung des aus der Kolonne abgegangenen Lösungsmittels erforderlich macht.

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Beisp_iel_Ui

Auch dieses Beispiel dient als Vergleich -und gehört nicht zu der Erfindung.

Man wiederholt Beispiel 1, indem man das Dimethylformamid durch das furfurol ersetzt. Unter diesen Bedingungen geht, da das lurfurol mit dem Wasserdampf ein Azeotrop "bildet, ein wesentlicher Teil des Furfurol oben aus der Kolonne ab, undcdas Verfahren wird sehr schnell unwirksam und damit uninteressant.

In eine Kolonne der gleichen Art wie in Beispiel 1 beschrieben leitet man in 1 m, 2,5 m und 3 m Höhe, vom Euße der Kolonne aus gemessen, jeweils

■1) eine Toluol fraktion, deren Zusammensetzung in Tabelle II angegeben ist (1. Spalte), und zwar 180 onr pro Stunde, auf eine Temperatur von 108⁰C .vorerhitzt, —

2) 380 cm Dirne thylac et amid pro Stunde, auf eine Temperatur von 105°C vorerhitzt,

3) leicht überhitzten Wasserdampf in einer Menge von 3,5 g pro Stunde.

Man geht nach dem vorhergehenden Beispiel vor und zieht einen Teil der Kohlenwasserstoff phase des Destillats, nämlich 23 g/h, ab (Tabelle II, Spalte 2), während man den anderen Teil, ebenfalls 23 g/h, als Rückfluß und die wässrige Phase in der vorstehend definierten Höhe rezykliert. Man zieht ebenfalls unten aus der Kolonne das Dimethylacetamid-Toluol-Gemisch ab, das in eine zweite Destillationskolonne geleitet wird, aus der man oben das gereinigte Toluol (Gewichtsanalyse: Tabelle II, Spalte 3) und unten das Dimethylaeetamid abläßt, das in die erste Kolonne zurückgeleitet wird.

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- 15 Tabelle II

L α. _Λ+ -τ Eingefüllte Ben- j Erhaltene obere jErhaliHies

Bestandteile z_Oi_fraktion | Phase (Gew.*) j Toluol

! (Gew.*) I j (Gew.*)

JG„-Haphthene : 4,3

icPffi 8,8

1,2

ic„-Paraffine ; 8,8

iCg-Haphthene 0,1

toluol ; 85,6

bimethylaeetamid 0 : < 0,005 |< 0,001

28,1

57,5

7,8 |< 0,01 0,6 k 0,01 6,0 |>99,9

.3

In eine Kolonne der gleichen Art wie in Beispiel 1 "beschrieben leitet man in 1 m, 2,5 m "und 3 m Höhe, vom Puße der Kolonne aus gemessen, jeweils

1) eine Benzol- und Toluolfraktion, deren Zusammensetzung in Tabelle III (1. Spalte) angegeben ist, und zwar 123 enr pro Stunde, vorerhitzt auf eine Temperatur von 9O⁰O,

2) 635 cm Dimethylformamid pro Stunde, vorerhitzt auf eine Temperatur von 100⁰O,

3) leicht überhitzten Wasserdampf in einer Menge von 9,5 cm pro Stunde.

Das Wasser und die nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe werden am oberen Ende der Kolonne gewonnen, wo eine Temperatur von 75°C herrscht, kondensiert und in zwei Phasen dekantiert. Die aus dem Wasser bestehende untere Phase wird nach Verdampfen in die Kolonne rezykliert, während ein Teil der oberen Phase, nämlich 33,2 g, aus dem System abgezogen und der andere Teil (33 g) oben in die Kolonne als Rückfluß rezykliert wird. Die Zusammensetzung der abgezogenen Kohlenwasserstoffphase ist in Tabelle III, Spalte 2 angegeben.

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Unten aus der Kolonne zieht man das Dimethylformamid ab, das das extrahierte Benzol und Toluol enthält. Dieses Gemisch wird in eine zweite Destillationskolonne geleitet, an deren oberen Ende das Benzol und das Toluol getrennt werden, während das regenerierte !lösungsmittel unten abgezogen und unter den vorstehend definierten Bedingungen in die erste Kolonne rezykliert wird* Die Zusammensetzung der gereinigten Aromaten ist in Tabelle III, Spalte 3 angegeben. Mit einer einfachen Rektifikation kann dann das Benzol von dem Toluol getrennt werden.

Tabelle III

ι	C g-Naphthene	'■- Charge ; Gew.50	Destil lat Gew.$	r — "■ ■ i Aromatischer Ex- ^:: trakt Gew.%
η C₆	\ 2,3	; 6,9	. ■ ■ ■ —
iso-C₇	: 7,6	. 22,9
η C₇	12,9	-^:38,9	■ . -
C₇-Naphthene iso Cg	: 3,4	10,2	; - ' -
Cg-läaphthene Benzol	; 2,1 3,7	6,4 11,2
Toluol	0,4 _; 17,4	; 0,98 2,4	; 0,1125 24,84
: 50,2	0,12	^; 75,15

Dimethylformamid 0

< 0,005

, 001

93 39/ 1198'

Claims

1) Verfahren zur Abtrennung mindestens eines aromatischen Kohlenwasserstoffs, und zwar des Benzols oder des Toluols, von diese enthaltenden Gemischen, die mindestens einen paraffinischen oder cyclischen gesättigten Kohlenwasserstoff enthalten, wobei die genannten Gemische einer fraktionierten Extraktivdestillation in Gegenwart eines Extraktionslösungsmittels in flüssigem Zustand, und zwar eines alkylierten aliphatischen Amids, unterzieht, wobei man das zu trennende Kohlenwasserstoffgemisch in eine Destillationszone leitet, und zwar an einem Punkt in der Mitte dieser Destillationszone, und wobei man das genannte Extraktionslösungsmittel an einem Punkt der Destillationszone zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß man an einem Punkt der Destillationszone, der sich oberhalb des Punktes der Zuführung des Extraktionslösungsmittels befindet, Wasserdampf: einleitet, daß man unten aus der genannten Destillationszone das Produkt abzieht, das aromatische Kohlenwasserstoffe und das Extraktionslösungsmittel enthält, und daß man oben aus der Destillationszone ein Destillat abzieht, das praktisch frei von !lösungsmittel ist und die nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe und Wasserdampf enthält.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wasserdampf in einer Menge von mindestens 5 Gew.$ und höchstens 50 Gew.^ der Menge der in der zu behandelnden Charge enthaltenen nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe einsetzt.

3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wasserdampf in einer Menge von mindestens 10 Gew.$ und höchstens 35 Gew.$ der Menge der in der zu behandelnden Charge enthaltenen nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe einsetzt.

4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das oben aus der Destillationszone abgezogene Produkt oder das Destillat kondensiert, daß man das erhaltene Kondensat in zwei flüssige Phasen trennt, nämlich eine

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erste Phase, die die nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe enthält, und eine zweite Phase, die den kondensierten Wasserdampf enthält, daß man die erste und die zweite Phase getrennt abzieht, daß man zumindest einen Teil der ersten Phase als Rückfluß in die Destillationszone zurückführt und daß man zumindest einen Teil des kondensierten Wasserdampfes nach eänem Verdampfen in die Destillationszone zurückleitet»

5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdampf in die Destillationskolonne geleitet wird,und zwar in einer Höhe oberhalb des Punktes der Zuführung des selektiven Lösungsmittels und unterhalb des Zu— führungspunktes des Rückflusses mindestens eines Teils der ersten kondensierten Phase des Destillats.

6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gemisch mit mindestens- einem aromatischen Kohlenwasserstoff vorliegenden Kohlenwasserstoffe gesättigte Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 8 Kohlenstoffatomen sind.

7) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis..6., dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenverhältnis der Mengen an verwendetem Extraktionslösungsmittel zu der Menge an Kohlenwasserstoffcharge zwischen 0,4 und 15 liegt.

8) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenverhältnis der Menge an verwendetem Extraktionslösungsmittel zu der .Menge an Kohlenwasserstoff« charge zwischen 1 und 6 liegt. .

9) Verfahren nach Anspruch 8, in welchem man die aromatischen Kohlenwasserstoffe von dem Extraktionsmittel durch« Destillation trennt.

10)Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, angewandt auf die Herstellung und die Reinigung von aromatischen "Kohlenv/asser-

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? 3 1 3 G O 3

stoffen aus Benzinen, und zwar Pyrolyse-Benzinen des Grackverf ahrens, des Dampfcraekverfahrens oder des katalytischen Reforming-Verfahrens.

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