DE2338708A1

DE2338708A1 - Verfahren zur gleichzeitigen herstellung von reinem meta-xylol und reinem para-xylol

Info

Publication number: DE2338708A1
Application number: DE19732338708
Authority: DE
Inventors: Charles Vincent Berger
Original assignee: Universal Oil Products Co
Current assignee: Universal Oil Products Co
Priority date: 1972-08-07
Filing date: 1973-07-31
Publication date: 1974-02-21
Also published as: JPS4985028A; FR2195607B1; CA1014175A; JPS5243824B2; GB1436584A; FR2195607A1; US3773846A

Description

Das technische Gebiet der vorliegenden Erfindung ist das der Trennung von Kohlenwasserstoffen. Speziell betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Gewinnung und Herstellung von sehr reinem meta-Xylo}. gleichzeitig mit sehr reinem para-Xylol und gegebenenfalls mit sehr reinem ortho-Xylol aus einem Cg-Aromatengemisch, das diese Verbindungen im Gemisch mit Sthylbenzol enthält. Spezieller befaßt sich die vorliegende Erfindung mit einem Kombinationsverfahren, das die Kombination von Fraktionierung, selektiver Adsorbtionstrennung, fraktionierter Kristallisation und Isomerisierung ausnutzt, um sehr reines meta-Xylol sowie sehr reines para-Xylol und gegebenenfalls sehr

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reines ortho-Xylol zu produzieren.

Jeder der C^aromatischen Isomeren ist in seiner relativ reinen Form ein wichtiges Handelsprodukt als Ausgangsmaterial für verschiedene petrochemische Produkte. Beispielsweise wird para-Xylol bei der Herstellung von Dimethylterephthalat und Terephthalsäure, ortho-Xylol für die Herstellung von Phthalsäure und Phthalsäureanhydrid, meta-Xylol für die Herstellung von Isophthalsäure und Äthylbenzol zur Herstellung von Styrol verwendet. Obwohl derzeit der Bedarf an para-Xylol stärker ist als an meta-Xylol, gibt es auch einen begrenzten Markt für reines meta-Xylol.

Ein typisches C^-Aromatenbeschickungsmaterial, das alle C„-aromatischen Isomeren in unterschiedlichen Mengen enthält, läßt sich nicht leicht durch fraktionierte Destillation in alle der einzelnen Isomeren trennen. ortho-Xylol, das einen Siedepunkt von 3,5°C höher als der nächste andere Cg-Aromat (meta-Xylol) besitzt, kann durch herkömmliche fraktionierte Destillation abgetrennt werden. Solche ortho-Xylol-Kolonnen enthalten 100 bis 150 Böden und arbeiten mit einem Verhältnis von Rückfluß zu Beschickung von etwa 5 bis 8:1. Ethylbenzol kann mit grösserer Schwierigkeit aus einem Cg-Aromatengemisch abgetrennt werden, doch nur mit Hilfe einer komplizierten Superfraktionierung, da sein Siedepunkt innerhalb von 2,2°C vom Siedepunkt des para-Xylols verschieden ist. Typische Äthylbenzolfraktioniereinrichtungen enthalten 300 bis 400 Böden und erfordern ein Verhältnis von Rückfluß zu Beschickung von etwa 25 bis 50 : 1. Da sich die Siedepunkte von meta-Xylol und para-Xylol nur um etwa 0,7°C un-

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terscheiden, ist jedoch deren Trennung durch Destillation praktisch unmöglich, und es wurden andere Mittel hierzu verwendet.

Obwohl fraktionierte Kristallisation verwendet werden kann, urn para-Xylol oder meta-Xylol zu gewinnen, führt die Bildung eutektischer Gemische zu gemischten Produkten und folglich zu niedrigen Ausbeuten des erwünschten Isomeren. meta-Xylol mit einer Reinheit von bis zu etwa 85% kann aus einem herkömmlichen para-meta-Kristallisationsverfahren gewonnen werden, doch ist eine höhere Reinheit durch das eutektische Gemisch von etwa 86% meta-Xylol und 14% para-Xylol ausgeschlossen. meta-Xylol wurde auch durch selektive Sulfonierung oder durch HF-BF-j-Extraktionsmethoden abgetrennt. Die Verwendung und Gewinnung korrodierender und reaktiver Säuren ergibt jedoch Probleme, wie beispielsweise hinsichtlich derWerkstoffe, der Säurelagerung und Gewinnung sowie hinsichtlich des Wegwerfens von Nebenprodukten, das vermieden werden könnte, wenn rein physikalische Trennmethoden angewendet werden könnten.

Es ist ersichtlich, daß die Anwendung selektiver Adsorptionsmethoden für eine solche Trennung angenehm wäre. Tatsächlich gibt es eine Fülle bekannter Verfahren, die auf die Trennung eines speziellen Isomers durch selektive Adsorption auf festen Adsorbentien gerichtet sind, besonders auf die Adsorption auf bestimmten zeolithischen Metallaluminosilikaten, wie beispielsweise gemäß den USA-Patentschriften 3 133 126, 3 114 782, 3 558 730, 3 558 732, 3 626 020 und 3 663 638. Solche selektiven Adsorptionsverfahren sowie Kombinationsverfahren unter Ver-

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wendung einer selektiven Adsorption als eine Stufe des Verfahrens sind allgemein auf die Gewinnung von para-Xylol als erwünschtes Hauptprodukt gerichtet. Obwohl solche selektiven Adsorptionsverfahren wirksam para-Xylol abtrennen, und zwar allgemein als einen Extraktstrom, enthält der Raffinatstrom gewöhnlich ein Gemisch von wenigstens zweien der anderen Cg-aromatischen Isomeren, die, wenn eine Trennung erwünscht ist, eine weitere zusätzliche Behandlung erfordern. Allgemein wird der Raffinatstrom, der meta-Xylol enthält, zu einer Isomerisierungszone geführt, um zusätzliche Mengen des erwünschten para-Xylols zu bekommen .

Demnach ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zur Gewinnung und Herstellung seh: reinen meta-Xylols zusammen und gleichzeitig mit sehr reinem para-Xylol und gegebenenfalls mit sehr reinem ortho-Xylol aus einem Cg-Aromatengemisch, das diese Verbindungen und Ethylbenzol enthält, zu bekommen. Dieses Ziel erreicht man durch eine Kombination von Fraktionierung, selektiver Adsorption, fraktionierter Kristallisation und Isomerisierung, wobei diese Kombination in neuartiger Weise so angeordnet ist,daß der para-Xylol- und ortho-Xylol-Gehalt der Beschickung zu der Kristallisationsanlage unter denjenigen Gehalt der para-/meta- und ortho-/meta-Eutektika vermindert wird, was die Abtrennung sehr reinen meta-Xylols gestattet und einem die Möglichkeit gibt, die relativen Mengen jedes der zu gewinnenden Isomeren etwas zu ändern.

Bei einer Ausführungsform liefert daher die vorliegende Erfin-

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dung ein Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung sehr reinen meta-Xylols und sehr reinen para-Xylols aus einem frischen Beschickungsstrom, der Cg-Aromaten enthält, und dieses Verfahren besteht darin, daß man in einer selektiven Adsorptionszone einen nachfolgend beschriebenen Strom von gemischten Cg-Aromaten unter Bildung eines sehr reinen para-Xylol-Stromes und eines para-Xylol-armen Stromes, der para-Xylol in einer Menge unterhalb derjenigen des eutektischen-Gemisches von para-Xylol und meta-Xylol enthält, trennt, den para-Xylol-armen Strom unter Bildung einer Kopffraktion, die ortho-Xylol in einer Menge unterhalb derjenigen des eutektischen Gemisches von ortho-Xylol und meta-Xylol enthält, und eine Bodenfraktion fraktioniert, durch Kristallisation die Kopffraktion unter Gewinnung von sehr reinem meta-Xylol und eines Rückführstromes trennt, in einer Isomerisierungszone die Bodenfraktionen und den Rückführstrom mit einem Isomerisierungskatalysator bei Isomerisierungsbedingungen unter Bildung des oben erwähnten Stromes gemischter Cg-Aromaten mit etwa der thermodynamischen Gleichgewichtszusammensetzung in Kontakt bringt und den frischen Beschickungsst-rom in wenigstens eine der oben erwähnten Zonen einführt.

Bei einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung die Gewinnung und Abtrennung von sehr reinem meta-Xylol gleichzeitig mit sehr reinem para-Xylol und sehr reinem ortho-Xylol aus einem frischen Beschickungsstrom, der Cg-Aromaten enthält, und dieses Verfahren besteht darin, daß man zunächst mit einer ersten Fraktionierungszone den frischen Beschickungsstrom unter Gewinnung einer relativ reinen ortho-Xylol-Fraktion als

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Bodenprodukt und einer ersten Kopffraktion aus ortho-Xylol, raeta-Xylol, para-Xylol und Äthylbenzol trennt. Gegebenenfalls könnte die ortho-Xylol-Bodenfraktion weiter fraktioniert werden, um gegebenenfalls vorhandenes C_+-Material zu entfernen und dabei die ortho-Xylol-Reinheit weiter zu erhöhen. Die erste Kopffraktion wird dann mit einer selektiven Adsorptionszone unter Bildung eines relativ reinen para-Xylol-Stromes und eines para-Xylol-armen Stromes, der para-Xylol in einer Menge unterhalb derjenigen des eutektischen Gemisches von para-Xylol und meta-Xylol enthält, getrennt. Vorzugsweise erfolgt diese selektive Adsorption durch Behandlung der ersten Kopffraktion mit einem kristallinen Aluminosilikatadsorbens in einer Adsorptionszone, die auf Adsorptionsbedingungen gehalten wird, um die selektive Zurückhaltung eines para-Xylol enthaltenden Extraktmaterials zu bewirken. Nachdem das Adsorbens mit dem para-Xylol gesättigt ist, wird ein von Xylolen durch Fraktionierung abtrennbares Desorbensmaterial zugeführt, um das para-Xylol zu verdrängen. Ein die weniger selektiv zurückgehaltenen C_o-Aroma-

ten plus überschüssiges Desorbens enthaltendes Raffinat wird von der Adsorptionszone abgezogen und durch Fraktionierung von dem Desorbens abgetrennt. Gleichzeitig wird der Extraktstrom von dem Adsorbens im Gemisch mit dem Desorbens abgezogen und durch Fraktionierung von diesem getrennt. Die para-Xylol-arme und Desorbens-freie Fraktion wird dann in einer zweiten Fraktionier ungszone unter Gewinnung eines zweiten Kopfstromes und eines zweiten Bodenstromes, der meta-Xylol und ortho-Xylol umfaßt und relativ frei von Äthylbenzol und para-Xylol ist, getrennt. Dieser zweite Bodenstrom wird dann weiter in einer drit-

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ten Fraktionierungszone in einen dritten Bodenstrom und einen dritten Kopfstrom getrennt, bestehend aus elnejn meta-Xylol-Konzentr,at, das relativ frei von Äthylbenzol ist und para-Xylol in einer Menge unterhalb derjenigen des eutektischen Gemisches von para-Xylol und meta-Xylol/und ortho-Xylol unterhalb der Menge des eutektischen Gemisches von ortho-Xylol und meta-Xylol enthält. Aus diesem meta-Xylol-Konzentrat werden eine reine meta-Xylol-Fraktion und ein Rückführstrom mit Hilfe einer meta-Xylol-Kristallisiereinrichtung gewonnen. Der zweite Kopf strom, der dritte Bodenstrom und der Rückführstrom, die in den obigen Stufen gewonnen wurden, werden in einer Isomerisierungszone mit einem Isomerisierungskatalysator, der auf Isomerisierungsbedingungen gehalten wird, in Kontakt gebracht, um einen Strom von gemischten Cg-Aromaten zu bekommen, der etwa die thermodynamische Gleichgewichtszusammensetzung besitzt. Das Gemisch wird dann zusammen mit dem frischen Beschickungsstrom zu der ersten Fraktionierungszone geschickt.

Somit werden in beiden Ausführungsformen die bekannten Techniken einer fraktionierten Destillation, einer selektiven Adsorption, einer fraktionierten Kristallisation und einer Isomerisierung miteinander vereinigt, um in einer bisher unbekannten, viel wirtschaftlicheren Weise ein sehr reines meta-Xylol-Produkt zu bekommen .

Die folgenden Ausführungen dienen der weiteren Erläuterung der Ziele und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

C₈-aromatische Beschickungen, die ortho-Xylol, meta-Xylol,

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para-Xylol und Äthylbenzöl enthalten und in dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, sind leicht aus irgendwelchen Erdöl- oder Kohlequellen in für den Fachmann bekannter Weise erhältlich. Eine besonders bevorzugte Quelle ist das Cg-Aromatenextrakt, das durch ein typisches Lösungsmittelextraktionsverfahren aus einem Pyrolysebenzin oder aus einem Naphtha gewonnen wird, welches mit einem Platirvand Halogen enthaltenden Katalysator reformiert wurde. Als Beschickung für das Verfahren nach der Erfindung sind auch gemischte Xylole geeignet, die durch Toluoldisproportionierung gewonnen wurden. Typische Cg-Aromatengemische aus diesen verschiedenen Quellen sind in Tabelle I aufgeführt. Es sei festgestellt, daß diese Gemische wesentlich von der normalen Gleichgewichtsverteilung der Cn-Aromaten in dem gewöhnlich für Isomerisierungen angewendeten Temperaturbereich abweichen. Solche Gleichgewichtskonzentrationen sind in Tabelle II gezeigt. Geeignet als Ausgangsmaterial sind auch Cg-Aromatenfraktionen von Reformaten, die durch Fraktionierung, doch ohne Lösungsmittelextraktion, hergestellt wurden. Solche Ausgangsmaterialien enthalten unterschiedliche Mengen nichtaromatischer Kohlenwasserstoffe.

Tabelle I Typische Cß-Aromatengemische aus verschiedenen Quellen

Komponente katalytisches Pyrolysebenzin Toluoldispro-

Reformieren portionierung

Äthylbenzol, % 16 53 nichts

para-Xylol, % 18 10 26

meta-Xylol, % 44 25 50

ortho-Xylol, % 22 12 24

4 0 9 8 0 8 / ι 1 ^ 2

620	800	980
6	8	11
23	22	21
50	48	45
21	22	23

Tabelle II

Gleichgewichtskonzentration von Cg-Aromaten bei verschiedenen Temperaturen

Temperatur, ⁰F
Äthylbenzol, %
para-Xylol, %
meta-Xylol, %
ortho-Xylol, %

In dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung werden nicht die einzelnen darin verwendeten Stufen als neu angesehen, snndern die Erfindung besteht in der neuen Art und Weise, in der diese Stufen miteinander vereinigt werden, wie nachfolgend beschrieben wird.

Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird eine frische Cg-Aromatenbeschickung des beschriebenen Typs, vermischt mit einem Strom gemischter Cg-Aromaten, der durch Isomerisierung und Erreichen der thermodynamischen Gleichgewichtszusammensetzung produziert wurde, in einer ersten Fraktionierzone getrennt, um eine relativ reine ortho-Xylol-Fraktion (wenigstens etwa 95%ig rein) und eine mit Äthylbenzol, meta-Xylol und para-Xylol angereicherte Kopffraktion mit verminderter ortho-Xylol-Konzentration zu produzieren. Es sei festgestellt, daß es nach dem Konzept der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich ist, daß die Kopffraktion frei von ortho-Xylol ist. Dies führt zu einer weniger schwierigen Fraktionierung, die mit einer billigeren Fraktionierungseinrichtung durchgeführt werden kann. Diese Fraktionierung erfolgt leicht in für den Fachmann bekannter Wei-

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se. Es kann in dieser ersten Fraktionierungszone, je nach der erwünschten Reinheit des ortho-Xylols, eine einzelne Fraktioniereinrichtung oder eine Reihe von zwei Fraktioniereinrichtungen benutzt werden. Eine bevorzugte Arbeitsweise zur Durchführung dieser Fraktionierung besteht in der Benutzung eines zweistufigen Fraktioniersystems. Bei dieser Arbeitsweise wird das ortho-Xylol-Konzentrat (wenigstens etwa 90% ortho-Xylol) , das als das Bodenprodukt der ersten Fraktioniereinrichtung^bildet wird, dann in einer zweiten Fraktioniereinrichtung fraktioniert, um eine relativ reine (wenigstens etwa 95%ige rein) ortho-Xylol-Kopffraktion und irgendwelche Cg+-aromatischen Verunreinigungen als Bodenfraktion zu erhalten. Es liegt auch innerhalb des Erfindungsgedankens, nur Cg+-aromatische Verunreinigungen als Bodenfraktion vnn der ersten Fraktionierzone zu entfernen. In diesem Fall wird das ortho-Xylol für eine Isomerisierung in die anderen Xylole zurückgehalten, statt als Produktstrom aus dem Verfahren entfernt zu werden.

Die in der beschriebenen Fraktionierungsstufe gebildete Kopffraktion wird durch selektive Adsorption getrennt, um einen relativ reinen para-Xylol-Strom (d. h. mit einem Gehalt von weniger als 1% anderer Cg-Aromaten) und eine ortho-Xylol/Äthylbenzol/meta-Xylol-Fraktion zu erhalten, die para-Xylol in einer Menge unterhalb derjenigen des eutektischen Gemisches von meta-Xylol und para-Xylol aus etwa 86% meta-Xylol und 14% para-Xylol enthält.· Diese Stufe ist ein wesentlicher und neuer Teil der vorliegenden Erfindung, denn um letztlich die Gewinnung von meta-Xylol mit hoher Reinheit (etwa 99%) zu gestatten, ist es

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erforderlich, die para-Xylol-Konzentration unterhalb der Konzentration des eütektischen Gemisches von meta-Xylol und para-Xylol zu bringen. Derzeit kann nur diese Stufe' diese erforderliche Verminderung ergeben. Fraktionierte para-Xylol-Kristallisation führt nicht zu diesem Ergebnis (sie ist beschränkt auf das eutektische Gemisch von meta-Xylol und para-Xylol von etwa 86% nieta und 14% para) , noch wird dieses Ziel durch Fraktionierung erreicht, (da die Siedepunkte von para-Xylol. und ■meta-Xylol zu nahe beieinander liegen). Diese Trennung, die nachfolgend noch im einzelnen beschrieben wird, erreicht man durch Verwendung von kristallinen Aluminosilikaten (Molekularsieben) , die für para-Xylol selektiv sind.

Fraktion Die so gewonnene relativ para-Xylol-freie/(mit einem Gehalt von para-Xylol in einer Menge geringer als diejenige des eütektischen Gemisches von para-Xylol und meta-Xylol mit etwa 14% para-Xylol), die ortho-Xylol, meta-Xylole und Äthylbenzol enthält, wird dann in einer zweiten Fraktionierzone getrennt, um eine zweite Kopffraktion, die zu der nachfolgend beschriebenen Isomerisierungszone zurückgeführt wird, und eine zwdte Bodenfraktion zu bekommen, welche letztere hinsichtlich Äthylbenzol und leichterer Materialien verarmt ist und ortho-Xylol und meta-Xylol enthält. Der Hauptzweck dieser Trennung ist jener, die Konzentration leichter Verdünnungsmittel in der Beschickung für den Kristallisator soweit wie möglich zu vermindern. Diese erforderliche Trennung kann leicht erfolgen,beispielsweise mit einer Fraktioniereinrichtung mit etwa 50 Böden, die mit einem Verhältnis von Rückfluß zu Beschickung von etwa 6 : 1 arbeitet.

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Die so gebildete zweite Bodenfraktion wird dann in einer dritten Fraktionierzone weiter getrennt, um einen dritten Kopfstrom aus einem meta-Xylol-Konzentrat, das relativ frei von Äthylbenzol und para-Xylol (weniger als etwa 5% eines jeden, auf der Grundlage der Cg-Aromaten) ist und ortho-Xylol in einer geringeren Menge als das Eutektikum von meta-Xylol und ortho-Xylol mit etwa 67% meta-Xylol und 33% ortho-Xylol enthält, zu ge winnen. Die dritte Bodenfraktion aus meta-Xylol und ortho-Xylol wird zu der nachfolgend beschriebenen Isomerisierungszone zurückgeführt. Da die Beschickung zu dieser Fraktioniereinrichtung relativ frei von Äthylbenzol und para-Xylol ist, ist der Zweck der Trennung dann, die ortho-Xylol-Konzentration in dem Kopfstrom auf weniger als diejenige des eutektischen Gemisches von meta-Xylol und ortho-Xylol mit etwa 65% meta-Xylol und 33% ortho-Xylol zu vermindern. Speziell ist es bevorzugt, daß der Kopfstrom weniger als etwa 5% ortho-Xylol, berechnet auf der Grundlage der Cg-Aromaten, enthält.

Das so gebildete meta-Xylol-Konzentrat, das relativ frei von Äthylbenzol, para-Xylol und ortho-Xylol ist, wird dann mit einem meta-Xylol-Kristallisator getrennt und bildet sehr reines (etwa 99%ig) meta-Xylol-Produkt und eine Mutterlauge, die in die nachfolgend beschriebene Isomerisierungszone zurückgeführt wird.

Eine solche Trennung durch herkömmliche fraktionierte Kristallisation ist dem Fachmann bekannt. Das Verfahren nach der Erfindung macht es nicht nur möglich, sehr reines meta-Xylol über die

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fraktionierte Kristallisation zu gewinnen, sondern außerdem kann der Kristallisator bei einem höheren, billigeren Temperaturstand arbeiten.

Die oben erwähnte zweite Kopffraktion, die dritte Bodenfraktion und die Mutterlauge des meta-Xylol-Kristallisators werden dann zu einer Isomerisierungszone zurückgeführt und auf Isomerisierungs· bedingungen gehalten, um die Cg-Aromaten zu den Gleichgewichtskonzentrationen von ortho-Xylol, meta -Xylol, para-Xylol und Äthylbenzol hinzubringen. Diese Isomerisierung erfolgt nach für den Fachmann bekannten Methoden unter Verwendung von Isomerisierungskatalysatoren und solchen Bedingungen, die nicht nur die Xylole isomerisieren, sondern auch in der Lage sind, Äthylbenzol zu Xylolen zu isomerisieren. Da die Äthylbenzolisomerisierung es erfordert, daß das Äthylbenzol über eine Naphthenzwischenstufe läuft, bevor sich ein Xylol bildet, ist es erforderlich, einen Isomerisierungskatalysator mit sauer wirkender und mit Hydrierungs-Dehydrierungsfunktion zu benutzen. Diese Hydrierungs-Dehydrierungsfunktion erhält man typischerweise mit einer aktiven Hydrierungs-Dehydrierungsmetallkomponente, wie einem Metall aus denGruppen VIB, VIII und IB des Periodensystems der Elemente, vorzugsweise mit Platingruppenmetallen und speziell mit Platin. Diese Metallkomponente wird dann in katalytisch wirksamen Mengen, wie in Mengen von 0,1 bis etwa 5 Gew.-%, mit einem sauren hitzebeständigen anorganischen Oxidträger, wie halogenierter Tonerde, Kieselsäure-Tonerde, den Wasserstoff-Formen von Paujasit oder Mordenit oder Kombinationen von Tonerde und Mordenit oder Faujasit vereinigt. Ein besonders bevorzugter Kataly-

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sator umfaßt etwa 0,1 bis etwa 2 Gew.-.% Platin und etwa 0,1 bis etwa 5% Fluor und/oder Chlor, gebunden an ein T^-Tonerdeträgermaterial. Geeignete Katalysatoren und Arbeitsbedingungen für diese Stufe sind beispielsweise in den USA-Patentschriften 3 O78 318 und 3 538 173 beschrieben.

Die Isomerxsierungsreaktion selbst·erfolgt in einer Isomeri-■ierungszone, worin der Katalysator entweder als feststeende Schicht oder als bewegte Schicht benutzt wird"und wobei die Reaktionspartner mit dem Katalysator in AufStromrichtung, Abstromrichtung oder Radialrichtung in Kontakt gebracht werden. Bevorzugt ist eine feststehende Schicht, Dampfphase und Abwärtsfluß. Geeignete Isomerisierungsbedingungfen, unter denen die Isomerisierungszone gehalten wird, sind beispielsweise eine Temperatur von etwa 200°C bis etwa 65O°C, besonders etwa 350 bis etwa 550 C, ein Druck von etwa Atmosphärendruck bis etwa 100 Atmosphären und eine stündliche Flüssigkeitsraumgeschwindigkeit von etwa 0,1 bis etwa 10 Stunden . Milde Hydrierungsbedingungen einschließlich der Anwesenheit von Wasserstoff bei einem Molverhältnis von Wasserstoff zu Kohlenwasserstoff von 0,1 : 1 bis etwa 20 : 1 sind bevorzugt. Durch Nebenreaktionen eventuell gebildete C- -und/oder C_g+-Kohlenwasserstoffe werden leicht durch übliche Fraktionierung entfernt. Außerdem kann in einigen Fällen eine Halogenzugabe zu der Isomerisierungszone erfiigen, um die Katalysatoraktivität einzustellen oder aufrecht zu erhalten. Je nach der erwünschten Aktivität können Halogenkonzentrationen von etwa 1 bis 1000 Gew.-ppm verwendet werden.

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Der resultierende Strom von gemischten C^-Aromaten, der die thermodynamischen Gleichgewichtskonzentrationen von ortho-Xylol, meta-Xylol, para-Xylol und Äthylbenzol erreicht, wird dann zusammen mit dem frischen BescHckungsstrom von Cg-Aromaten zu der oben beschriebenen ersten Fraktionierungszone geführt.

In der oben erwähnten selektiven Adsorptionsstufe ist ein wichtiger Faktor, der benutzt wird, um die Fähigkeit eines speziellen Adsorbens, para-Xylol von den anderen Cg-aromatischen Isomeren zu trennen, zu bestimmen, die Selektivität des Adsorbens für ein Isomer im Vergleich mit den anderen Isomeren. Die Selek tivität (B), wie sie hier verwendet wird, ist als das Verhältnis der beiden Isomeren in einer adsorbierten Phase zu dem Verhältnis der gleichen beiden Isomeren in einer unadsorbierten Phase bei Gleichgewichtsbedingungen definiert, was durch die nachfolgende Gleichung (1) ausgedrückt wird:

Selektivität = B .

^x/y

(x/y) a

worin χ und y para-Xylol bzw. anderes Isomer, in Vol.-%, und a und u die adsorbierte bzw. unadsorbierte Phase bedeuten. Die Gleichgewichtsbedingungen, wie sie hier definiert sind, wurden bestimmt, wenn eine Beschickung, die diese beiden Isomeren enthielt, über eine Adsorbensschicht strömte und seine Zusammensetzung bei dem Kontakt mit der Adsorbensschicht nicht veränderte. Mit anderen Worten, es gab keine Nettoüberführung von Material zwischen der unadsorbierten und der adsorbierten Phase,

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wenn die Selektivität der beiden Isomeren gemessen wurde.

Wie ersichtlich ist, gibt es keine bevorzugte Isomerenadsorption durch das Adsorbens, wenn die Selektivität der beiden Isomeren eine Einheit erreicht. Wenn der Wert von B größer als diese Einheit wird, gibt es eine bevorzugte Selektivität des Adsorbens bezüglich eines Isomeren. Bei Vergleich der Selektivität von para-Xylol zu meta-Xylol zeigt ein B größer als die Einheit eine bevorzugte Adsorption von para-Xylol in dem Adsorbens, während ein B kleiner als die Einheit das umgekehrte zeigen würde.

Bei adsorptiven Trennverfahren kann die Trennung durch die Verwendung eines kristallinen Aluminosilikat-Zeolith-Adsorbens bewirkt werden, übliche Zeolithe, die die verschiedenen aromatischen Isomeren wirksam trennen können, sind die synthetisch hergestellten Zeolithe vom Typ X und vom Typ Y, die bestimmte Kationen an den austauschbaren kationischen Stellen innerhalb der zeoliihischen Kristallstruktur enthalten.

Sowohl natürliche als auch synthetische Aluminosilikate können als Adsorbentien bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Ein kristallines zeolithisches Aluminosilikat, das in dieser Stufe der vorliegenden Erfindung als Adsorbens verwendet werden kann, ist beispielsweise ein solches, worin das Aluminosilikat Gitterstrukturen besitzt, in denen die Aluminiumoxid- und Kieselsäuretetraeder in einem offenen, dreidimensionalen kristallinen Netzwerk innig miteinander verbunden sind, wobei

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die Tetraeder durch gemeinsame Sauerstoffatome miteinander vernetzt sind. Die Räume zwischen den Tetraedern werden vor der Entwässerung von Wassermolekülen eingenommen. Anschliessende Teilentwässerung oder Gesamtentwässerung führt zu Kristallen, die durch Kanäle von Molekülabmessungen durchzogen sind. Darum werden die kristallinen Aluminosilikate oftmals als Molekularsiebe bezeichnet. In der hydratisieren Form können die kristallinen Aluminosilikate durch die folgende Gleichung 2 wiedergegeben werden:

^M2/n° ^{: A1}2°3 ^{: wSi0}2 *' ^vH2°

worin M ein Kation ist, das die Elektrovalenz des Tetraeders absättigt, η die Valenz des Kations bedeutet, w die Molzahl von Si(^ und y die Molzahl von Wasser bedeutet. Die Kationen können irgendwelche Kationen sein, wie beispielsweise Alkalioder Erdalkalikationen.

Kristalline Aluminosilikate, die als Adsorbentien in dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden, besitzen relativ gut definierte Porenstrukturen. Der genaue AIuminosilikattyp wird allgemein durch das spezielle Verhältnis von Kieselsäure zu Tonerde und die Porenabmessungen der Gitterstrukturen bezeichnet. Die Faujasite werden allgemein als Aluminosilikate vom Typ X und vom Typ Y bezeichnet und werden durch ihre unterschiedlichen Verhältnisse von Kieselsäure zu Tonerde definiert.

Der Zeolith vom Typ X kann mit den Oxidmolverhältnissen durch

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die folgende Gleichung 3 wiedergegeben werden:

(0,9 + O,2)M_2/nO : Al₃O₃ : (2,5 + 0,5)SiO₃ : YH₃O

worin M wenigstens ein Kation mit der'Wertigkeit von nicht mehr als 3 bedeutet, η die Wertigkeit yon M und y einen Wert bis zu etwa 8 bedeutet, je nach der Bedeutung für M und den Hydratationsgrad der Kristalle. Zeolith vom Typ X ist in der USA-Patentschrift 2 882 244 beschrieben.

Der Zeolith vom Typ Y kann mit Hilfe der Oxidmolverhältnisse für die Natriumform durch folgende Gleichung 4 wiedergegeben werden:

(0,9 +0,2JNa₂O : Al₃O₃ : WSiO₃ :

(4)

worin w ein Wert von etwa 3 bis etwa 9 ist und y einen Wert kleiner als etwa 8 bedeutet.

Die austauschbaren kation-ischen Stellen für die Zeolithe vom Typ X und Y können allgemein in Gleichung 2 als durch den Buchstaben "M" wiedergegeben definiert werden.

Kationenaustauschmethoden oder Basenaustauschmethoden sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Herstellung kristalliner Aluminosilikate vertraut und werden allgemein in der Weise durchgeführt, daß man einen Zeolith mit einer wässrigen Lösung löslicher Salze der Kationen oder des Kations, die auf dem Molekular-

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sieb ausgetauscht werden sollen, behandelt. Man läßt den erwünschten Grad des Kationenaustausches stattfinden, bevor man die Molekularsiebe aus der wässrigen Lösung entfernt und bis zu einem erwünschten Wassergehalt trocknet. Bei den Kationenaustausch- oder Basenaustauschraethoden kann der Kationenaustausch entweder durch Verwendung einzelner Lösungen der erwünschten Kationen, die auf das Molekularsieb gebracht werden sollen, oder durch Verwendung von Austauschlösungen, die Gemische der Kationen, die durch Austausch auf den kristallinen Aluminosilikatzeolith gebracht werden sollen, stattfinden.

In dieser Beschreibung sollen die Bezeichnungen Zeolithe vom Typ X und vom Typ Y die kristallinen Grundaluminosilikate bezeichnen, die in den Gleichungen 3 und 4 oben beschieben sind und die ein Kation oder eine Kombination mehrerer Kationen enthalten.

Die Kationen oder Metalle, die auf Zeolithe vom Typ X oder Y gebracht werden können, sind Kalium, Barium, Silber, Cäsium, Praseodym, Neodym, Samarium und Kombinatinen hiervon.

Die Adsorptionszone, die die oben beschriebenen Adsorbentien verwendet, adsorbiert selektiv ein spezielles Isomeres der Cg-Aromatenbeschickung, die in diese Zone geführt hat. Wenn speziell ein Cg-Aromatengemisch in die Adsorptionszone, welche ein selektives Adsorbens enthält, geführt wird, wird para-Xylol selektiv von dem Adsorbens zurückgehalten, während die anderen Isomeren in dem Beschickungsgemisch den das Adsorbens umgebenden äußeren Raum einnehmen und nicht mit dem Festigkeits-

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grad adsorbiert werden, mit dem das selektiv festgehaltene Isomer, nämlich para-Xylol, adsorbiert wird. Typischerweise können die grundsätzlichen Betriebsbedingungen darin bestehen, das Beschickungsmaterial in flüssiger oder gasförmiger Phase durch eine Schicht eines Adsorbensmaterials zu führen. Um die Trennung zu erleichtern und einen optimalen Kontakt zu erhalten, ist das Adsorbens ein Material mit kleiner Teilchengröße, und allgemein mit einer Teilchengröße von 20 bis 40 Maschen. Die Cn-Aromatenbeschickung wird mit dem Adsorbens bei Bedingungen in Kontakt gebracht, die gestatten, daß ein Teil der Beschickung und typischerweise im wesentlichen das gesamte in der Beschickung vorhandene betreffende Isomere von dem Adsorbens zurückgehalten wird. Die weniger selektiv zurückgehaltenen Isomeren der Beschickung, die in der Technik typischerweise als das Raffinatmaterial bezeichnet werden, werden aus der Adsorbensschicht durch Behandlung mit einem dritten Strom entfernt, der entweder aus einem anderen Kohlenwasserstoff oder einem gasförmigen Material besteht. In einigen Fällen ist der dritte Strom ein Material, das die selektiv zurückgehaltenen Komponenten der Beschickung desorbieren kann, das aber mit einem anderen Kohlenwasserstoff oder einem anderen Material so weit verdünnt ist, daß es keine Desorption des selektiv festgehaltenen Materials gibt.. Dann tritt bloß ein Auswaschen des Raffinatmaterials von dem Adsorbens auf. So wird para-Xylol selektiv zurückgehalten, und andere Cg-aromatische Isomeren werden als das Raffinat gewonnen. Danach wird das Adsorbens mit einem Desorbensmaterial behandelt, das von den Xylolen durch Fraktionierung bei Desorptionsbedingungen trennbar

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ist, um die Entfernung des selektiv zurückgehaltenen para-Xylols aus dem Adsorbens zu bewirken. Die Adsorptions- und Desorptionsbedingungen können entweder in flüssiger oder in Dampfphase bei im wesentlichen den gleichen oder bei verschiedenen Drücken und/oder im wesentlichen den gleichen oder verschiedenen Temperaturen liegen. Die Adsorptionsbedingungen können Temperaturen im Bereich von etwa Umgebungstemperatur bis etwa 250 C und Drücke allgemein oberhalb Atmosphärendruck und in den meisten Fällen im Bereich von etwa Atmosphärendruck bis etwa 34 atü (5OO psig) einschliessen. In einigen Fällen kann man kombiniert in der Dampfphase und flüssigen Phase arbeiten, d. h. die Adsorption kann in flüssiger Phase und die Desorption in der Dampfphase durchgeführt werden, oder aber die Adsorption in der Dampfphase und die Desorption in der flüssigen Phase, wobei verschiedene Temperatur- und/oder Druckveränderungen erforderlich sein können, um mit diesen untlschiedlichen Phasen arbeiten zu können.

Die Gesamtoperationen die in der Adsorptionszone ausgeführt werden, können mit einem typischen Schwingschichtsystem oder unter Verwendung eines Gegenstromprinzips mit stimulierter bewegter Schicht erfolgen. Es ist dem Fachmann auf dem Gebiet der Trenntechnik bekannt, daß Sammelleitungssysteme eingearbeitet werden können, wenn Schwingschichtbetrieb angewendet werden soll, um eine kontinuierliche Produktion von Extrakt- und Raffinatströmen zu gestatten, indem man die Einlaß- und Auslaßströme zu den einzelnen Adsorptionsschichten wechselt, um so kontinuierliche Adsorptions- und Desorptionsstufen zu bewirken. Das

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Arbeiten im Gegenstrom mit simulierter bewegter Katalysatorschicht erfolgt typischerweise unter Verwendung einer Reihe von Einlaß- und Auslaßleitungen, die mit einer länglichen Adsorbensschicht verbunden sind, wobei die Leitungen in der Richtung des allgemeinen Flüssigkeitsstroms durch die feststehende Schicht unter Verwendung eines speziellen Drehventiles vorgerückt werden, welches gestattet, daß die verschiedenen Operationen gleichzeitig in verschiedenen Bereichen der feststehenden Schicht ablaufen. Bei Betrachtung dieser Operationen von einem bestimmten Platz in der Adsorptionsschicht sieht man Adsorptions- und Desorptionszyklen in einer sich wiederholenden Weise, die die wirksame Produktion der eisilnschten Extrakt- und Raffinatströme gestattet. Das Arbeiten in Gegenstrom mit feststehender Katalysatorschicht, doch unter Simulierung einer bewegten Katalysatorschicht, ist allgemein in der USA-Patentschrift 2 985 589 beschrieben und erläutert. Vorzugsweise ist der Betrieb der Adsorptions- oder Trennzone nach der vorliegenden Erfindung ähnlich dem, der in dieser Patentschrift beschrieben ist.

Desorbentien, die im Betrieb der Adsorptionszone benutzt werden können, sind beispielsweise Aromaten, wie Benzol, Toluol, Diäthylbenzole oder andere Aromaten, die leicht das Extraktmaterial aus dem Adsorbens verdrängen und relativ leicht durch Fraktionierung von den Xylolen abgetrennt werden können, die in dem Raffinat und den Extraktströmen enthalten sind. Bevorzugte Desorbentien sind Toluol oder Diäthylbenzol. Außerdem können als Desorptionsmedium auch Gase verwendet werden, und

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zwar in den Fällen, wo die Desorptionsstufe bei einer höheren -Temperatur als der Temperatur durchgeführt wird, bei der das para-Xylol oder meta-Xylol adsorbiert wird, oder die Desorptionsstufe bei einem niedrigeren Druck als dem Druck durchgeführt wird, bei dem die Adsorption stattfindet.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann am klarsten unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben werden, die schematisch die Gewinnung von sehr reinem meta-Xylol, para-Xylol und ortho-Xylol aus einer gemischten Cg-Aromatenbeschickung erläutert. Notwendigerweise müssen in einem Diagramm des beigefügten Typs bestimmte Beschränkungen vorgenommen werden, doch soll dadurch keineswegs der Erfindungsgedanke hinsichtlich der Reaktionspartner, der Konzentrationen, der Fließgeschwindigkeiten, der Betriebsbedingungen oder Katalysatoren beschränkt werden. Verschiedene Zubehörteile, wie Ventile, Pumpen, Kompressoren, Trennvorrichtungen, Aufkocher und dergleichen wurden weggelassen. Nur jene Kessel und Leitungen, die für ein volles Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich sind, wurden erläutert, wobei innerhalb des Erfindungsgedankens selbstverständlich auch Modifikationen eingeschlossen sind, die im allgemeinen Fachwissen des Fachmanns auf dem Gebiet der Isomerisierung und Gewinnung von Cg-Aromaten liegen.

Es wird nun auf das schematische Fließbild Bezug genommen. Ein frischer Beschickungsstrom, der Cg-Aromaten enthält, tritt in das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung über Leitung ein und wird mit einem später noch beschriebenen Auslauf aus der

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Isomerisierungszone 5 vermischt, welcher von leichten Komponenten befreit wurde und über Leitung 26 eintritt. Das Gemisch gelangt über Leitung 1 zu einer ersten Fraktionierzone 2 und bildet darin die Beschickung dieser Zone und besteht auf der Grundlage der Cg-Aromaten aus 45,1 Einheiten (Mol je Stunde) Äthylbenzol, 57,71 Einheiten para-Xylol, 145,0 Einheiten meta-Xylol und 62,6 Einheiten ortho-Xylol. Als Bodenprodukt wird aus der ersten Fraktionierzone 2 über Leitung 4 eine relativ reine (etwa 92 gew.-%ig) ortho-Xylol-Fraktion entfernt, die aus 21,3 Einheiten ortho-Xylol und 1,9 Einheiten C_g+-Aromaten besteht. Sollte ein höhere ortho-Xylol-Reinheit erwünscht sein, können die C_g+-Aromaten durch anschliessende Fraktionierung in einer nichtgezeigten Kolonne für Feinfraktionierung getrennt werden . Wenn stattdessen eine geringere Menge an ortho-Xylol erwünscht ist, kann der frische Beschickungsstrom in das Verfahren Überleitung 27 zu der selektiven Adsorptions-, zone 6, die nachfolgend beschrieben ist, eingeführt werden. Als Kopfstrom aus der ersten Fraktionierzone 2 wird über Leitung 3 ein Strom entfernt, der 45,1 Einheiten Ethylbenzol, 57,7 Einheiten para-Xylol, 145,0 Einheiten meta-Xylol und 41,3 Einheiten ortho-Xylol enthält.

Diese Kopffraktion wird über Leitung 3 zu der selek-tiven Adsorptionszone geführt, worin man das para-Xylol von einem selektiven kristallinen Aluminosilikatzeolith adsorbieren läßt, und die nichtselektiv festgehaltenen anderen Cg-aromatischen Isomeren werden von dem Adsorbens in der selektiven Adsorptionszone 6 als Raffinatstrom über Leitung 8 abgezogen.

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Dieser Raffinatstrom wird dann in einer Raffinatfraktioniereinrichtung 10 weiter gereinigt, um daraus über Leitung 14 das Bodenproduktdesorbens und über Leitung 13 als Kopfprodukt ein Raffinatprodukt zu entfernen, das relativ frei von para-Xylol ist und etwa 45,1 Einheiten Äthylbenzol, 8,7 Einheiten para-Xylol, 145,0 Einheiten meta-Xylol und 41,3 Einheiten ortho-Xylol enthält. Das Adsorbens in der Trennzone 6 wird dann mit dem Desorbensmaterial, Diäthylbenzol, in Kontakt gebracht, das über Leitung 15 eintritt und das selektiv adsorbierte para-Xylol aus dem Adsorbens verdrängt. Das para-Xylol wird dann zusammen mit dem Desorbens über Leitung 7 entfernt und gelangt zu der Extraktfraktioniereinrichtung 9, worin das Desorbens als Bodenprodukt über Leitung 12 entfernt wird und das para-Xylolprodukt, das etwa 48,8 Einheiten para-Xylol und etwa 0,1 Einheit jeweils von meta-Xylol und ortho-Xylol enthält, über Leitung 11 entfernt wird. Es sei betont, daß das erläuterte System ein Desorbens mit einem höheren Siedepunkt als die Xylole verwendet, wie Diäthylbenzol, doch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Es kann auch ein Desorbens mit einem niedrigeren Siedepunkt als die Xylole benutzt werden. Solch ein niedrigsiedendes Desorbens, wie beispielsweise Toluol,würde dann natürlich als Kopfstrom statt als Bodenstrom aus der Raffinatfraktioniereinrichtung 10 und der Extraktfraktioniereinrichtung 9 entfernt werden.

Spezieller enthält die Trennzone 6 ein Adsorbens, das ein Zeolith vom Typ X ist und etwa 1,3 Gew.-% Natrium, 3,5 Gew.-% Kalium und 18,6 Gew.-% Barium enthält. Das Adsorbens besitzt

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eine Teilchengröße von etwa 20 bis 40 Maschen und besitzt eine Dichte von etwa 768 kg je m³ (48 Pfund je Kubikfuß). Die Adsorption und Desorption erfolgen bei, 177°C und 9,5 atü (140 psig), um ein Arbeiten in flüssiger Phase zu bekommen. Die als Bodenprodukt von den Fraktioniereinrichtungen 9 und 10 übeij&ie. Leitungen 12 und 14 entfernten Desorbensströme werden dann über Leitung 15 für die Wiederverwendung während der Desorption zurückgeführt. Obwohl nicht gezeigt, würde wenigstens ein Teil des zurückgeführten Desorbens feindestilliert, bevor es in der Trennstufe in einer Fraktioniereinrichtung wiederverwendet wird, um Verunreinigungen , die bei Temperaturen oberhalb der des Desorbens sieden, zu entfernen.

Die Raffinatkopffraktion aus der Raffinatfraktioniereinrichtung 10 gelangt über Leitung 13 zu einer zweiten Fraktionierzone 16, um eine Bodenfraktion zu ergeben, die über Leitung 18 ent fernt wird und etwa 1 Einheit jeweils von Äthylbenzol und para-Xylol, etwa 40,0 Einheiten meta-Xylol und etwa 36,0 Einheiten ortho-Xylol enthält. Als Kopffraktion wird von der zweiten Fraktionierzone 16 über Leitung 17 ein Rückführstrom entfernt, der über Leitung 24 zu der Isomerisierungszone 5 geführt wird.

Das Bodenmaterial aus der zweiten Fraktionierzone 16 wird über Leitung 18 zu einer dritten Fraktionierzone 19 geführt, um einen Kopfstrom zu bekommen, der über Leitung 20 entfernt wird und 1,0 Einheiten jeweils von Äthylbenzol und para-Xylol, 30,0 Einheiten meta-Xylol und 1,2 Einheiten ortho-Xylol enthält. Die Bodenfraktion aus der dritten Fraktionierzone 19,

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die über Leitung 21 entfernt wird, enthält im wesentlichen keine Einheiten an para-Xylol und Ethylbenzol, 10,0 Einheiten meta-Xylol und 34,8 Einheiten ortho-Xylol und wird über Leitung 24 , zu der Isomerisierungszone 5 zurückgeführt.

Der Kopfstrqm aus der dritten Fraktionierzone 19 wird dann zu der meta-Xylol-Kristallisiereinrichtung 22 über Leitung 20 geführt, worin 19,0 Einheiten von sehr reinem meta-Xylol-Produkt mit einem Gehalt von weniger als 0,2 Einheiten Äthylbenzol , para-Xylol oder ortho-Xylol, abgetrennt und über Leitung 23 entfernt werden. Ein restlicher Mutterlaugenstrom in einer Menge von 14,2 Einheiten, der hauptsächlich aus meta-Xylol besteht, wird über Leitung 24 entfernt und über die gleiche Leitung zu der Isomerisierungszone 5 zurückgeführt.

Der Rückführstrom, der über Leitung 24 fließt, tritt in die Isomerisierungszone 5 ein, die unter Isomerisierungsbedingungen

gehalten wird, um die Produktion weiterer Mengen der gewonnenen Xylole zu bewirken. Außerdem kann ein Cg-Aromatenmaterial, das Mangel an einem erwünschten Xylolisomer hat, zunächst in das allgemeine Verfahren nach der vorliegenden Erfindung über Leitung 25 eintreten und über Leitung 24 zu der Isomerisierungszone 5 gelangen, statt in das Verfahren über Leitung 1 einzutreten, wie oben beschrieben wurde.

Spezieller enthält die Isomerisierungszone 5 einen Isomerisierungskatalysator mit einem Gehalt von etwa 0,4% Platin und etwa 2%

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Fluor, gebunden an einen kugeligen /--Tonerdeträger. Geeignete Isomerisierungsbedingungen zur Bewirkung der Isomerisierung des Äthylbenzols in der Beschickung zu der Isomerisierungszone 5 sind eine stündliche Flüssigkeitsraumgeschwindigkeit von etwa 2 Stunden ~ , ein Reaktordruck von etwa 12 atü (175 psig), eine Reaktortemperatur von etwa 399°C (75O°F), ein Molverhältnis von Wasserstoff zu Kohlenwasserstoff zu der Reaktorzone von etwa 6 : 1 und eine Chlorzugabe zu der Reaktorbeschickung von etwa 50 Gew.-ppm. Das resultierende Produkt der Isomerisierungszone 5, das einen Strom gemischter Cg-Aromaten mit etwa thermodynamischer Gleichgewichtszusammensetzung umfaßt, wird dann über Leitung 26 entfernt und mit dem in Leitung 1 eintretenden frischen Beechickungsstrom vermischt, und das Gemisch wird dann über Leitung 1, wie oben beschrieben, zu der Fraktionierzone 2 geschickt. Die als Ergebnis von Nebenreakt.ionen in der Isomerisierungszone 5 gebildeten C- -Kohlenwasserstoffe können durch fraktionierte Destillation mit nichtgezeigten Einrichtungen aus Leitung 26 entfernt werden, um eine Ansammlung dieser Verbindungen in dem Verfahren nach der Erfindung zu verhindern .

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Claims

Patentansprüche

.\ Verfahren zur gleichzeitigen Gewinnung von. reinem meta-Xylol und reinem para-Xylol aus einem Cg-Aromaten enthaltenden Beschickungsstrom, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) in einer selektiven Adsorptionszone einen später beschriebenen Strom gemischter Cg-Aromaten trennt und dabei einen para-Xylol-Strom hoher Reinheit und einen para-Xylolarmen Strom, der para-Xylol in einer geringeren Menge als das eutektische Gemisch von para-Xylol und meta-Xylol enthält , erzeugt,

(b) den para-Xylol-armen Strom fraktioniert und dabei eine Kopffraktion, die ortho-Xylol in einer kleineren Menge als jene in dem eutektischen Gemisch von ortho-Xylol und meta-Xylol enthält, und eine Bodenfraktion erzeugt,

(c) durch Kristallisation die Kopffraktion unter Bildung von sehr reinem meta-Xylol und eines Rückführstromes trennt,

(d) in einer Isomerisierungszone die Bodenfraktion und den Rückführstrom mit einem Isomerisierungskatalysator behandelt, der auf Isomerisierungsbedingungen gehalten wird, und so den in der Stufe (a) erwähnten Strom gemischter Cg-Aromaten mit etwa der thermodynamischen Gleichgewichtszusammensetzung erzeugt und

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(e) den frischen Beschickungsstrom in wenigstens eine der oben erwähnten Zonen einführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den frischen Beschickungsstrom in die selektive Adsorptionszone einführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den frischen Beschickungsstrom in die Isomerisierungszone einführt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den frischen Beschick-Ungsstrom in die selektive Adsorptionszone und die Isomerisierungszone einführt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 zur Gewinnung von reinem meta-Xylol aus einem Cg-Aromaten enthaltenden Beschickungsstrom, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) in einer ersten E'raktionierzone den Beschickungsstrom unter Bildung einer cfrsten Bodenfraktion, die relativ reines ortho-Xylol umfaßt, und einer ersten Kopffraktion, die Äthylbenzol, para-Xylol, meta-Xylol und ortho-Xylol umfaßt, trennt,

(b) in einer selektiven Adsorptionszone die erste Kopffraktion trennt und dabei einen relativ reinen para-Xylol-Strom und einen para-Xylol-armen Strom, der para-Xylol in einer

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kleineren Menge als die in dem eutektischen Gemisch von para-Xylol und meta-Xylol enthält, erzeugt,

(c) in einer zweiten Fraktionierzone den para-Xylol-armen Strom trennt und dabei einen zweiten Kopfstrom und einen zweiten Bodenstrom, welcher meta-Xylol und ortho-Xylol umfaßt und relativ frei von Äthylbenzol und para-Xylol ist, erzeugt,

(d) in einer dritten Fraktionierzone den zweiten Bodenstrom trennt und dabei einen dritten Bodenstrom und einen dritten Kopfstrom erzeugt, welcher letzterer ein meta-Xylol-Konzentrat umfaßt, das relativ frei von Äthylbenzol und para-Xylol ist und ortho-Xylol in einer geringeren Menge als diejenige in dem eutektischen Gemisch von ortho-Xylol und meta-Xylol enthält,

(e) in einer meta-Xylol-Kristallisiereinrichtung das meta-Xylol-Konzentrat unter Bildung einer sehr reinen meta-Xylol-Fraktion und einer Rückführfraktion trennt,

(f) in einer Isomerisierungszone den zweiten Kopfstrom, den dritten Bodenstrom und den Rückführ~strom mit einem Isomerisierkatalysator, der auf Isomerisierbedingungen gehalten wird, behandelt und dabei einen Strom gemischter C„-Aromaten mit etwa der thermodynamisehen Gleichgewichtszusammensetzung erzeugt und

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(g) diesen Strom der gemischten Cg-Aromaten im Gemisch mit dem frischen Beschickungsstrom zu der ersten Fraktionierzone führt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die selektive Adsorptionstrennung der Stufe (b) darin besteht, daß man

(a) die erste Kopffraktion mit kristallinen Aluminosilikaten in einer Adsorptionszone, die auf Adsorptionsbedingungen gehalten wird, behandelt und dabei bewirkt, daß para-Xylol selektiv zurückgehalten wird,

(b) aus der Adsorptionszone einen Raffinatstrom, der die weniger selektiv zurückgehaltenen Xylolisomeren enthält, abzieht,

(c) das Adsorbens bei Desorptionsbedingungen mit einem Desorbensmaterial behandelt und dabei das Extraktmaterial von dem Adsorbens entfernt und

(d) von dem Adsorbens einen Extraktstrom abzieht, der das Extraktmaterial und Desorbens umfaßt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Extraktstrom para-Xylol umfaßt.
8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß

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die Adsorption und Desorption in der flüssigen Phase durchgeführt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Desorbens Toluol oder ein Diäthylbenzol verwendet.
. Verfahren nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aluminosilikat einen Zeolith vom Typ X oder Y verwendet,
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Zeolith verwendet, der von Kalium, Barium, Silber, Cäsium, Praseodym, Neodym, Samarium oder Kombinationen dieser Metalle besetzte kationische Stellen enthält.

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