DE2364890A1 - Verfahren zur abtrennung von aethylbenzol von xylolen - Google Patents

Verfahren zur abtrennung von aethylbenzol von xylolen

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DE2364890A1
DE2364890A1 DE2364890A DE2364890A DE2364890A1 DE 2364890 A1 DE2364890 A1 DE 2364890A1 DE 2364890 A DE2364890 A DE 2364890A DE 2364890 A DE2364890 A DE 2364890A DE 2364890 A1 DE2364890 A1 DE 2364890A1
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Domenico Corsi
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Äthylbenzol aus einem im wesentlichen aus Äthylbenzol und Xylolen bestehenden Gemisch, wobei gegebenenfalls zunächst eine im wesentlichen o-Xylol enthaltende Fraktion abgetrennt, eine Äthylbenzol und die übrigen Bestandteile enthaltende "Fraktion katalytisch hydriert, und aus dem hydrierten G-emisch, gegebenenfalls p-Xylol enthaltend, das gebildete Äthylcyclohexan destillativ abgetrennt und katalytisch zu Äthylbenzol dehydriert wird.
Im wesentlichen aus Äthylbenzol und Xylolen bestehende Gemische werden für gewöhnlich bei der katalytischen Reformierung von Benzin erhalten. Sie können gleichfalls durch Pyrolyse von Benzin, beispielsweise durch Dampf-Grackung, oder auch durch Dismutation von Toluol entstehen.
o-Xylol wird vor allem als Zwischenprodukt bei der Herstellung von Phthalsäure-anhydrid verwendet, welches als Ausgangsprodukt für die Herstellung bestimmter Polyesterharze sowie von Weichmachern eingesetzt wird.
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Der Bedarf an p-Xylol ist erheblich, da dieses Isomere sowotil die Herstellung von Terephthalsäure wie von !2e- ■ rephthalatsäuredimethylester vermittelt, welche zur Herstellung von Polyesterharzen in Form von Fasern oder Filmen verwendet werden. Von untergeordneter Bedeutung ist demgegenüber der Bedarf an m-Xylol. Dieses ermöglicht die Herstellung von Isophthalsäure, welche, bei der Herstellung von Weichmachern eingesetzt wird.
Durch Dehydrierung wird aus Ethylbenzol Styrol dargestellt. Das Verfahren zur Herstellung von Äthylbenzol aus einer Fraktion! Vielehe die Xylole enthält, findet dabei -weniger .anwendung als das Verfahren der Alkylierung von Benzol mit ethylen, und zwar wegen den gegenwärtigen Schwierigkeiten die Isomeren zu trennen. ■ . .
Bekanntlich liegen die Siedepunkte dieser Isomeren sehr nahe beieinander9 wie aus nachstehender Tabelle I ersichtlich.
Tabelle I
Siedepunkt bei Gefrierpunkt
Ätmo Sphärendruck
. Co0)- " - 94,9
Äthylbenzol 136,2 + 13,3
p-Xylol 138,3- -47,4'
m-Xylol 139,1 - 25,2 -
o-Xylol 144,4
o-Xylol kann von den übrigen Xylol en und uthylbenzol durch Destillation abgetrennt werden, und zwar aus der 31ase einer Destillationskolonne, deren Zahl der praktischen Böden 100 bis 150 und deren Eüeklaufverhältnis 5 bis 8 beträgt.
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p-Xylol kann von den übrigen Xylolen und Äthylbenzol durch fraktionierte Kristallisation oder durch selektive Adsorption an Holekularsieben abgetrennt werden.
Die destillative Abtrennung des Äthylbenzols von den Xylolen ist äußerst kostspielig, da hierfür eine Superfraktioniervorrichtung nit 300 bis 400 praktischen Böden und nit einem. Rücklauf verhältnis von 25 erforderlich ist.
Es ist ferner ein Verfahren bekannt, bei welchem die Xylole und das Äthylbenzol hydriert werden bevor eine destiliative Abtrennung des Äthyl cyclohexane von den Xylolen entsprechenden ITaphthenen erfolgt (Uo-PS 2 282 231). Das Äthylcyclohexan wird dabei anschließend zu Äthylbenzol dehydriert, während die übrigen naphthene beispielsweise einer Reformierung unterworfen werden, Dieses Verfahren beruht auf einer größeren Differenz zwischen den Siedepunkten des Äthylcyelohexans und der übrigen Naphthene gegenüber der Differenz zwischen den Siedepunkten des Äthylcyclohexane und der Xylole.. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn das zu hydrierende Gemisch kein o-Xylol enthält und folglich die Bildung von 1,2-Dimethylcyelohexan ausgeschlossen ist. nachstehend sind in Tabelle II die Siedpunkte bei Atmosphärendruck von Alkyl aromaten mit 8 Kohlenstoffatomen je Molekül und die der entsprechenden Haphthenkohlenwass er stoffe wiedergegeben.
. · ■ : Tabelle II
Äthylbenzol- 136,2° C o-Xylol 144-,4-0C
p-Xylol 138,3°C Äthylcyelohexan 131,8°C
m-Xylol 139,10G 1,4-Dimethylcyclohexan
trans 119,20C
eis 124-,3°G
1,3-Diraethylcyclohexan
trans 124,40C
eis 120,10G
-1,2-Dimethylcyclohexan
trans 123,30G
40 9 827/1107 eis U0
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Abtrennung von Äthylbenzol von Xylolen zu schaffen, welches wirtschaftlicher als die bekannten Verfahren und ohne die Verwendung einer Superfraktioniervorrichtung durchführbar ist.
Dies wird erfindungsgeriäß durch ein Verfahren der eingangs angegebenen Art erreicht, bei"welchem die das Äthylbenzol und die übrigen Bestandteile enthaltende Fraktion partiell und selektiv hydriert wird, wobei die Umwandlung von iithylbenzol in Äthylcyclohexan auf 50 bis 99 '"/<> und die Umwandlung des m-Xylols sowie gegebenenfalls'des p-Xylols in Dimethylcyclohexan auf 10 bis 50 /* begrenzt wird, jeweils auf die zu hydrierende Menge bezogen, worauf von dem hydrierten Gemisch zuerst das bzw. die nicht hydrierten Xylole.und anschließend Äthylcyclohexan und Äthylbenzol destillativ abgetrennt werden.
Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, welche eine vollständige Hydrierung vorsehen, ist die Hydrierung des Gemisches, aus welchem das Äthylbenzol gewonnen" wird, partiell. Diese partielle" Hydrierung bedingt die spätere Abtrennung des Äthylcyclohexans von den übrigen üaphthenen einschließlich nicht hydrierter Alkyl aromaten, da eine vollständige Hydrierung zu einer späteren Abtrennung des Äthylcyclohexans ausschließlich von anderen Naphthenen führen würde.
Unter partieller katalytischer Hydrierung ist eine Hydrierung zu verstehen, welche zu keiner vollständigen Umsetzung der aromatischen Kohlenwasserstoffe führt.
Es ist bekannt, daß die Kinetik der Hydrierungsreaktion verschiedener Alkyl aromaten mit Je 8 Kohlenstoffatomen ge Molekül jeweils unterschiedlich ist. Äthylbenzol wird erheblich schneller hydriert als die Xylole. Das erzindungsgernäße
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Yerf aliren besteht in einer partiellen Hydrierung des zu hydrierenden Gemisches, wobei das ethylbenzol bevorzugt hydriert wird, was durch die Bezeichnung "selektive Hydrierung des Äthylbenzols" zum Ausdruck gebracht wird.
Um eine bestmögliche Selektivität zu erhalten, ist es vorteilhaft, die Hydrierung nicht auf das äußerste zu beschleunigen. Überdies ist eine vollständige Hydrierung des in dem Gemisch von aromatischen Kohlenwasserstoffen vorliegenden Äthylbenzols nicht erforderlich, und zwar deshalb, da die Bildung eines aus 86,1 Gew.-% Äthylcyclohexan und 1-3»9" Gew.-% Ethylbenzol bestehenden aceotropen Gemisches festgestellt wurde, welches die Abtrennung·des Äthylbenzols von den nicht hydrierten Xylolen erleichtert. Der Siedepunkt dieses aceotropen Gemisches beträgt 131,6°C und liegt nahe bei dem des Äthylcyclohexans 0
Der selektiven Hydrierung des das Äthylbenzol enthaltenden Gemisches geht die Abtrennung des o-Xylols durch bekannte Verfahren der fraktionierten Destillation voraus, falls das Gemisch dieses Isomere enthält. Die erfindirngsgemäße selektive Hydrierung kann mit Hilfe bekannter Mittel durchgeführt werden. Demzufolge kann ein Katalysator, welcher aus auf Aluminiumoxyd, Siliziumoxyd oder einem anderen Trägermaterial aufgebrachten Platin oder Nickel besteht, verwendet werden. Andere nicht isomerisierende Katalysatoren, welche beispielsweise,Chrom, Molybdän, Kupfer, Kobalt oder Paladium enthalten, können gleichfalls eingesetzt werden. Die Erfindung beruht nicht darauf, daß ein bestimmter Hydrierungskatalysator zur Anwendung kommt, sondern daß die Hydrierung partiell geführt wird. · -
- Die selektive Hyarierung wird kontinuierlich durch- geführte Die Reaktionstemperatur beträgt im allgemeinen zwischen
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80 und 230 C, vorzugsweise zwischen 140 und 180°C und. der Druck zwischen 0,5 und Λ5 Atmosphären, vorzugsweise zwischen ' 0,5 und 5 Atmosphären- Das Durchsatzvolumen pro Stunde des flüssigen Gemisches "beträgt zwischen 0,1 und 10 Yoluiaenteilen, vorzugsweise zwischen 0,3 und 3 Yolumenteilen, je YoIumenteil Katalysator. Die Reaktion erfolgt in Gegenwart von 0,3 bis 10 Molen, vorzugsweise 0,5 bis 3 Holen Wasserstoff, je Mol aromatischer Kohlenwasserstoff.
Die erfindungsgemäße selektive Hydrierung kann in einer oder mehreren Stufen durchgeführt werden.
Wird die selektive katalytisch^ Hydrierung in einer Stufe durchgeführt, werden 50 "bis 90 %, vorzugsweise 65 bis 85 % des Äthylbenzol umgesetzt«
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darins daß die selektive katalytische Hydrierung in zwei Stufen durchgeführt wird, wobei -in der zweiten Stufe m-Xylol sowie gegebenenfalls p-Xylol und ^erin-3e Kengen Äthylbenzol hydriert werden, welche in der ersten Stufe nicht hydriert und vom hydrierten Gemisch der ersten Stufe destillativ abgetrennt worden sind«.
Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, daß das hydrierte Gemisch der zweiten Stufe zur Abtrennung von nicht hydriertem m-2£ylol sowie gegebenenfalls p-Xylol destilliert wird, worauf der Hest mit des. aus dem hydrierten Gemisch der ersten Stufe destillativ abgetrennten Hest vereinigt und einer Destillation zur Abtrennung von Äthylcyclohexan und Äthylbenaol unterworf en wird»
Einer xseiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zur Folge wird ein Seil der in wesentlichen nicht hydrier-
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BAD ORI1GiNAL
tes m-Xylol enthaltenden, aus dem hydrierten Gemisch der zweiten Stufe der Hydrierung stammenden -Fraktion der zweiten ßtuf e der Hydrierung wieder zugeführt.
Darüberhinaus ist es vorteilhaft, einen' Teil der nicht hydriertes m-Xylol und geringe Hengen Ethylbenzol enthaltenen, aus dem hydrierten Gemisch, der ersten Stufe der Hydrierung stammenden fraktion der ersten Stufe der Hydrierung wieder zuzuführen.
Vorzugsweise wird ferner ein Teil der im wesentlichen nicht hydriertes m-Xylol enthaltenen, aus dem hydrierten.Gemisch der zweiten Stufe der Hydrierung stammenden Fraktion der ersten Stufe der Hydrierung wieder zugeführt.
Die Hydrierung des Äthylbenzols in der ersten Stufe beträgt 50 bis 90 %, vorzugsweise 65 bis 85 %, und nach der zweiten Stufe insgesamt 75 bis 99 /«? vorzugsweise 88 bis 98 %.
Die Hydrierung in zwei Stufen ermöglicht die Gewinnung einer Äthylbenzolaenge, die bei gleicher Eeinheit größer ist als diejenige, die im Verfahren mit einer Hydrierungsstufe gewonnen wird. Die Menge des erhaltenen· nickt hydrierten Xylols ist bei der selektiven Hydrierung in zwei Stufen geringer als bei der in einer Stufe. Andererseits ist der Reinheitsgrad der nicht hydrierten Xylole in l?alle einer Hydrierung in zwei Stufen bedeutend erhöht.
Die Abtrennung des iLthylcyclonexans von den anderen Bestandteilen erfolgt nach, der Hydrierung in zwei Stufen. .Die erste Stufe besteht in. der Abtrennung der nicht hydrierten Xylole von dem übrigen hydrierten Gemisch, wobei die Xy-. lole geringe Iiengen Ethylbenzol enthalten. Die zweite Stufe besteht in der Abtrennung des Äthyl cyclohexane, welches ge-
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BAD OBiGiNAL
ringe Mengen Äthylbenzol enthält, von den durch Hydrierung der Xylole entstandenen Naphthenen. Dies kann durch aufeinanderfolgende Destillationen erreicht werden.
Die Dehydrierung des Äthylcyclohexane kann mit Hilfe eines nicht isomerisierenden Katalysators durchgeführt werden, welcher Platin oder ITiekel enthält, das auf mit einem Alkalimetall, wie beispielsweise Natrium, Kalium oder Lithium, neutralisiertem Aluminiumoxyd oder einem anderen Trägermaterial aufgebracht ist. Andere nicht isomerisierende Katalysatoren, welche eines oder mehrere Metalle der achten Gruppe des Periodensystems enthalten, können gleichfalls■eingesetzt werden. Die Dehydrierung wird kontinuierlich durchgeführt, und zwar bei einer Reaktionstemperatur zwischen 280 und 4-5O0C, vorzugsweise zwischen 320 und 3800C, einem Druck zwischen 1 und 20 Atmosphären und einem Durchsatzvolumen pro Stunde zwischen 0,5 und 5 "Volumenteilen flüssiger Phase j-e Volumenteil Katalysator. Bekanntlich erfolgt die Dehydrierung des Äthylcyclohexane mit einer hohen Ausbeute von nahezu 100 %, ohne daß sekundäre Crack» und Isomerisierungsreaktionen in unerwünscht hohem Ausmaß in Erscheinung treten.
Nachstehend ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema einer .Anlage zur Durchführung des Verfahrens mit einer Hydrierungsstufej
lig. 2 ein Schema einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens mit zwei Hydrierungsstufen.
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Gemäß Fig, 1 werden ein Ausgangsgemiseh, das aus m-Xylol (75 %) und Äthylbenzol (25 %) besteht, über die Leitung 1 und Wasserstoff über die Leitung 3 einem Reaktor 2 zur selektiven Hydrierung zugeführt. Ein derartiges Ausgangsgemisch kann schrittweise durch katalytische Refarmierung von Naphta, Extraktion der aromatischen Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise extraktive Destillation mittels Tetramethylsulf on (Sulfolan), Abtrennung des aromatischen Anteils mit 8 C-Atomen je Molekül durch Fraktionierung, Abnahme von o-Xylol aus der Blase der Destillationskolonne sowie durch Abtrennung von p-Xylol mittels selektiver Adsorption an Molekularsieben erhalten werden. Die Hydrierung wird mit einem Katalysator durchgeführt, welcher aus 4-5 % Nickel besteht, das auf einem Träger aus Siliziumdioxyd (15 %) und Aluminiumoxyd (25 %)i welches mit Uatriumoxyd (0,3 %) neutralisiert wurde, aufgebracht ist. Die Reaktion wird so geführt,, daß 71 % des JLthylbenzols umgesetzt werden und etwa 17 % des m-Xylols in 1,3~Dimethylcyclohe:xan übergehen.
Das hydrierte Gemisch wird über die Leitung 4· einer Destillationsvorrichtung 5 zugeführt, deren Blase eine Temperatur von 1380C und deren Kopf eine Temperatur von 1290O aufweist. Die Zahl der praktischen Böden beträgt 90 bis 110 und das Rücklauf verhältnis in Abhängigkeit von der Belastung 4,5 bis 6,5. Das gesamte nicht hydrierte m-Xylol wird über die Leitung 6 vom übrigen hydrierten Gemisch abgetrennt, welches über die Leitung 7 den Kopf der Kolonne durchströmt und einer zweiten Destillationsvorrichtung 8 zugeführt wird, deren Temperatur in der Blase 1310G und im Kopf 122-0G beträgt.
Sie weist 70 bis 90 praktische Böden und ein Rücklaufverhält-, nis in Abhängigkeit von der Belastung zwischen 4· und 6 auf, Äthylcyclohexan und geringe Mengen von Äthylbenzol werden dadurch abgetrennt und über eine Leitung 9 einem Dehydrierungs-
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- ίο -
reaktor 10 zugeführt, welcher einen Katalysator enthält, der Isomerisierungen verhindert und aus Platin (0,75 %)» welches auf mit ITatrium neutralisiertem. Aluminiumoxyd aufgebracht ist, besteht. Die leichter flüchtigen Naphthene werden über eine Leitung 11 abgezogen und beispielsweise einer Eeformierungsvorrichtung zugeführt- Die Umsetzung des Äthyl eyelohexans ist nahezu vollständig.
Das Xthylbenzol und der Wasserstoff werden in einer Vorrichtung 12 voneinander getrennt und über eine Leitung bzw. 14 abgezogen. ' -
Gemäß !Fig, 2 wird ein Ausgangsgemisch, welches mit demjenigen, das vorstehend bezüglich Fig. 1 erläutert wurde, übereinstimmt, über eine Leitung 20 einem ersten Eeaktor 21 zur partiellen Hydrierung zugeführt, in welchen der Wasserstoff über eine Leitung 22 eingespeist wird. Der Eeaktor 21 enthält den gleichen Katalysator wie der Eeaktor 2 gemäß Fig. 1.-Die Umsetzung des üthylbenzols beträgt 71 %■» die des m-Xylols etwa 17 %m '
Das hydrierte Gemisch wird über eine Leitung 23 einer Destillationsvorrichtung 24 zugeführt, in der eine Blasentemperatur von 138°C und eine Kopf temperatur von 129°C aufrecht erhalten werden, Die Zahl der praktischen Böden beträgt 90 bis 110 und das Bücklaufverhältnis in Abhängigkeit von der Belastung 4,5 bis 6,5- Die Naphthene und geringe Mengen nicht hydriertes Äthylbenzol im Kopf werden über eine Leitung 25 abgezogen. Die Blase enthalt vor allem nicht hydriertes m-Xylol und geringe Mengen Äthylbenzol. Das Blasengemisch wird über eine Leitung 26 in einen zweiten Eeaktor 27 zur partiellen Hydrierung eingespeist, in welchen der Wasserstoff über
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eine Leitung 28 zugeführt; wird. Die Hydrierung wird so lange durchgeführt, bis insgesamt 91 % des in dem ursprünglichen Ausgangsgemisch enthaltenen Äthylbenzols umgewandelt sind. Die gesamte Umwandlung des m-Xylols beträgt y\ %. Das hydrierte Gemisch wird über eine Leitung 29 einer Destillationsvorrichtung 30 aufgegeben, in welcher eine Blasentemperatur von 1380G und eine Eopftemperatur von 129°C aufrecht erhalten werden. Die Zahl der praktischen Böden beträgt 90 bis 110 und das Rücklauf verhältnis 4,5 "bis 6,5« Über eine Leitung 31 werden die Naphthene vom Eopf abgezogen. Das Blasengemisch, welches über eine Leitung 32 abgezogen wird, besteht aus nicht hydriertem m-Xylol, welches geringe Mengen Äthylbenzol enthält. Dieses m-Xylol weist eine Reinheit von mindestens 96 % auf und kann, sofern dieser Reinheitsgrad ausreichend ist, anderweitig Verwendung finden. Die Leitungen 25 und 31 vereinigen sich und sind an eine Destillationsvorrichtung 33 angeschlossen, in welcher eine Blasentemperatur von 131°C und eine Eopf tempera- , tür von 1220C aufrecht erhalten werden. Die Zahl der praktischen Böden beträgt 70 bis 90 und das Eücklaufverhältnis 4 bis 6. Über eine Leitung 3^- werden Äfcfcylcyelohexan und geringe Mengen Äthylbenzol abgezogen und einem Dehydrierun^sreaktor 35 aufgegeben. Die übrigen Naphthene, welche über eine Leitung 36 abgezogen werden, können beispielsweise einer Ref ormierungsvorrichtung zugeführt werden. Die Dehydrierungsreaktion des Äthyl cyclohexane verläuft mit hoher Ausbeute und ohne sekundäre Reaktionen. Das Äthylbenzol und der Wasserstoff werden= in einer Einrichtung 37 abgetrennt und über die Leitung 38 bzw. 39 abgezogen.
Die Reinheit des aus der Leitung 38 strömenden Äthylbenzols beträgt mindestens 99»6 %.
Die verschiedenen Möglichkeiten der Wiedereinspeisung der an m-Xylol sehr reichen Fraktionen der Leitungen 26 und
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in die Reaktoren 21 und 27 sind in Fig. 2 nicht dargestellt. Diese Möglichkeiten bestehen und vermitteln eine zusätzliche Erhöhung der Reinheit des.m-Xylols, welches-über die Leitung 32 abgezogen wird. Dabei ist es möglich, einen Teil des Blasengemisches der Destillationsvorrichtung 30 über die Leitung 32 ausschließlich in die Leitung 26 oder gleichzeitig einen Teil des Blasengemisches der Des till ations vorrichtung 24 über die Leitung 26 in die Leitung 20 zurückzuführen. Ferner kann ausschließlich ein Teil des Blasengemisches der Destillationsvorrichtung 24- über die Leitung 26 in die Leitung 20 oder gleichfalls ausschlje ßlich ein Teil des Blasengemisches der Destillationsvorrichtung 30 über die Leitung 32 in die Leitung 20 eingespeist werden.
Falls das der Hydrierung zu unterwerfende Gemisch lediglich m-Xylol und Äthylbenzol enthält, vermittelt das Verfahren gemäß Fig. 2 die gleichzeitige Herstellung von Äthylbenzol und m-Xylol. Unter der Annahme, daß lediglich über die Leitung 3? nicht hydriertes m-Xylol abgezogen wird, ist die Rückgewinnung des m-Xylols jedoch nur teilweise.
Das in den Raktoren 2 und 21 gemäß Fig. 1 bzw. 2 der Hydrierung unterworfene Gemisch enthält kein p-Xylol. Trotzdem würde sich dessen Gegenwart nicht auf das erfindungsgemäße Verfahren auswirken. Über die Leitungen 6 und 32 gemäß Fig. 1 bzw. 2 wird ein Gemisch von m-Xylol und p-Xylol abgezogen, welches einer p-Xylolextraktion unterworfen werden kann. Über die Leitungen 11 und 36 gemäß Fig. 1 bzw. 2 wird ein Haphthengemisch erhalten, welches 1,4—Dimethyl cyclohexan enthält.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
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Beispiel I
In diesem Beispiel ist die selektive katalytisch^ Hydrierung beschrieben.
Die Katalysatoren G^ bis C^., deren Eigenschaften in Tabelle III angegeben sind, werden nacheinander untersucht: ■
Tabelle III
Kataly Zusammensetzung (in (0,3 %) ) Träger Spezifische
sator ■% Ui % weitere
Best andt eile		 M2O5 (25 ^) . Oberfläche
(m2/g) .
Na2O ■ (3 %: ) SiO2 (15 %) 200 - 230
(0,2 SiO2 (65 %)
C2 10-11 Cu (2 £ 120 - 150
Gr. (0,7 SiO2
°3 8 Cu . - 110
Gr — Kieseiguhr
60-54 (o,7i
(o,5
(0,2		 Aluminiumo xi d 120
°5 5B Aluminiumoxid 125
°6 - Pt
Li
Gl		 200
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Die Katalysatoren wurden vorher einer Reduktion bei in einem Wasserstoff strom unterworfen.
Ein Gemisch, welches aus 75 % m-Xylol und 25 % Ethylbenzol sowie Wasserstoff besteht, wird in Gegenwart von Wasserstoff über 150 cnr Katalysator geleitet.
Die Versuchsbedingungen sowie die Versuchsergebnisse sind in Tabelle IV zusammengefaßt.
• Tabelle XV
Versuch
Mr 0 		Kataly
sator		 Druck
(in bar)		 Tempera
tur (0G)		 Durch
satz- ,
volumen
(pro Std.)		 71 ΨΥΰί S H2/HC
(in ■
KoIen)
1 . C1 1 175 0,5 76 17 4,18 1,5
2 C1 1 174 .0,3 51 22 3,40 1,1
3 °1 1 160 . ' 1,0 80 10 551O 1,1
4 ' °2 1 165 1,0 55 34 2,36 2,2
5 S 1 170 2,0 64 19 3?O5 2,2
6 1 170 0,4 67 15 4,28 1,1
7 °5 1 153 1,0 56 15 4,5
8 °6 4 180 0,5 21 2S6·:
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Die Bezeichnungen bedeuten:
Umsetzung des Äthylbenzols «
Menge des Ithylbenzols im Reaktorauslauf
Menge des Äthylbenzols ini Eeaktorzulauf
m-Xylols «"
Menge des m-Xylols im Eeaktorauslauf
Menge des m-Xylols im Eeaktorzulauf
S a Selektivität bezogen auf JLthylcyclhexan «
f MX
Dieses Beispiel zeigt, daß die partielle Hydrierung mit einer ausreichenden Selektivität verwirklicht wird, wenn nicht isomerisierende Katalysatoren unter den folgenden Eeaktionsbedingungen Verwendung finden:
Temperatur 150 - 1800C
Durchsatzvolumen (WH) * 0,5-2 Verhältnis von H2 zu aromatischen Kohlenwasserstoffen 1-3 (in Molen) Druck 1-5 Atmosphären
Beispiel II
In diesem Beispiel ist die Abtrennung des JLthylcyclohexans von einer Mischung, welche nach der selektiven Hydrierung anfällt, beschrieben.
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Ein Ausgangsgemisch, dessen Zusammensetzung in Tabelle IV angegeben ist, wird in zwei Destillationskolonnen mit 50 praktischen Böden, welche in Serie geschaltet' sind, fraktioniert destilliert.
Folgende Reaktionsbedingungen bestehen:
Temperatur im Kopf der zweiten Kolonne Temperatur in der Blase der Kolonne Druck
Verhältnis des Rücklaufs zur Belastung
1280C 1400C
Atmo sphär endruck 6/1
In Tabelle V sind die Zusammensetzungen des Ausgangsgemisches sowie der Fraktionen des Kopfes und der Blase wiedergegeben.
Tabelle V .
Bestandteile Stoffbilanz (g) Kopf Blase Zusammensetzung (%). Kopf Blase
1,3-Dimethyl-
cyclohexan
Äthylcyclo-
hexan
Athylbenzol
m-Xylol		 Ausgangs
gemisch		 50,69
70,00
12,21
0,28		 0,11
0,80
16,99
248,92		 Ausgangs
gemisch		 38,10
52,53
9,16
0,21		 0,04
0,30
6,37
93,29
Summe .50,80
70,80
29,20
249,20		 133,18 266,82 12,7O^
17,70
7,30
62,30		 100,00 100,00
400,00- 100,00
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Die vorstellend angegebene Kopffraktion wird einer Fraktioniervorrichtung mit 90 Böden unter den folgenden Bedingungen aufgegeben:
Temperatur im Kopf der Kolonne Temperatur in der Blase der Kolonne Druck
Verhältnis des Rücklaufs zur Belastung
121,5°C 134-0G
Atmo sphärendruck 4,5/1
In Tabelle ¥1 sind die Zusammensetzungen des Ausgangsgemisches sowie der Fraktionen des Kopfes und der Blase angegeben.
Tabelle YI
-
Bestandteile		 Stoffbilanz Cg) Kopf Blase ■
■
! Zusammensetzung
i ' 		Kopf Blase
Ausgangs . Ausgangs-
gemisch gemisch
15.3-Dimethyl- 50,69 _ 99,18 -
cyclohexan 50,69 38,10 .
ilthylcyclo- 0,35 69,65 0,68 84-, 90
hexan 7O5OO 0,06 12S15 52,53 0,14- 14-,8O
Ithylbenzol 12,21 - 0,28 . 9,16 — 0,30
m-Xylol 0528 51,10 82,08 0,21 100,00 100,00
Summe 133,18
-		 100,00
4 09827/110?
Beispiel ΏΧ
In diesem Beispiel ist die Dehydrierung des Äthylcyclohexans beschrieben. .
Reines Äthyleyelohexan wird ±a einer Tersuclis anlage unter den folgenden Eeaktionsfoedingaiigeii dehydriert:
Katalysator
YVH Druck
30 g PlatinkafealyEEator (mit Fatrium 315 Atmo spliäi?en
Hp/Eonlenwasserstoff e i (in Eblea) Temperatur 0
Die Yersucnsergebnisise sind nachstehend in Sabelle VII ange geben«, . .
Tabelle Ul
Bestandteile I ' - ~ I
j ÄusgsagsgeErLsei! ft Bealctorausf luß		 — ;
i 		I o?85
leichte Paraffin- : 109,00 : 8SQ6
kohlenwasserstoffe — J ..91,0?
Äthylcyclohexan —
Äthylbenzol ί 0,02
m- und p-Xylol- 10O5OO
Weitere Bestandteile
Suanses
Die Selektivität der Dehydrierungsreaktion " = 99,3 %) ist vortrefflich. Die Umwandlung des Äthylcyclohexans (100 - 8,06 = 91 »9* %) ist zwar beträchtlieh erhöht, jedoch nicht vollkommen. Diese Tatsache stellt keinen Nachteil dar,- und zwar insbesondere dann, wenn das Äthylbenzol letztlich zu Styrol dehydriert wird, da das darin enthaltene Äthylcyclohexan gleichfalls eine Dehydrierung zu Styrol erfährt.
Beispiel IT
In diesem Beispiel ist ebenfalls die Dehydrierung des Äthyl cyclohexane besehrieben.
Über 100 g eines Katalysators der folgenden Beschaffenheit
Trägermaterial Aluminiumoxyd Platingehalt 0,75%
Lithiumgehalt 0,50 %
Arsengehalt 0,36 %
Chlorgehalt 0,60 %
Spez/ Oberfläche 200 m2/g
wird Äthylcyclohexan unter den folgenden Bedingungen geleitet:
Temperatur 35O°C
Druck 3»3 Atmosphären
TVH 1
Terhältnis BU
— (in Molen) r T
Kohlenwasserstoffe
409827/1107
Die dabei erhaltenen Versuchsergebnisse sind nachstehend in Tabelle VIII wiedergegeben:
Tabelle VIII
Bestandteile Ausgangsgemisch Ausfluß -
Leichte Paraffin
kohlenwasserstoffe
JLthylcyclohexan" 100 2,04 "
Äthylbenzol - 97,51
Xylole - 0,16
Weitere Bestandteile - 0,29
Die Selektivität beträgt damit 99,5 % und die Umwandlung 97,96 #.'.'■'
409827/1107

Claims (1)

- 21 Ansprüche
1. Verfahren zur Abtrennung von Äthylbenz öl aus einem im wesentlichen aus Äthylbenzol und Xylolexi bestehenden Gemisch, wobei gegebenenfalls, zunächst eine im wesentlichen o-Xylol enthaltende Fraktion abgetrennt, eine Äthylbenzol und die übrigen Bestandteile enthaltende !fraktion katalytisch hydriert, und aus dem hydrierten Gemischs gegebenenfalls p-Xylol enthaltend, das gebildete Xthylcyolohexan de still at iir abgetrennt und katalytisch zu ,Ethylbenzol dehydriert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die das Äthylrbenzol und die übrigen Bestandteile enthaltende !fraktion partiell und selektiv hydriert wird, wobei die von Äthylbenzol in Ithylcyclohexan auf 50 bis 99 % u die Umwandlung des m-Xylols sowie gegebenenfalls des p» Xylols in Dirnethylcyololiesan auf 10 bis 50 % begrenzt wird, jeweils auf die au hydrierende Menge besogens x-jos?auf iron dem hydrierten Gemisch zuerst das bsswo di? TiIsSA ΙψάτΊο■-:*-- ten 2}ylole und anschließend J i
de still at iv «.bgeteesmi; t-j
2o Verfahren aach ÄLsprucK 13 dadurch gekennseichnet9 daß die selektive katalytisch© Hydrierung in einer Stufe durchgeführt wirds wobei 50 bis 90 %9 vorzugsweise 65 bis 85 % des Äthylbenzols hydriert x-ierdeno
3ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnets daß die selektive katalytisch© Hydrierimg in zwei Stufen durchgeführt wird, x-jobei in der zxfeiten Stufe m=Xylol soxiiie gegeben enf alls p=Xylol und geringe Mengen Äthylbenzoi hydriert "i-ierdi?!, welche in der ersten Stufe nicht hy driest und tos rben Gsmisch der ersten Stufe destillativ abgetrennt sindo
408827/ 1 107
4-o Ferfahren nach, iasprucii 3S dadurdb. gekennzeichnet;,, .daß das hydrierte. Gemisch der zweiten Stufe zw? Abtrennung von · nicht hydriertem m-Xylol sowie- gegebenenfalls-.p-Xylol destilliert wird9. worauf der Best mit dem aus dem. hydrierten. Gemisch, der erstell Stufe destillatiT abgetrennten Hest vereinigt und einer Destillation sur Abfeesnsmg von Äthyleyelo-
ensol uaterworf en wird. · "
nach Jnspmeli 4, dadursli gekennzeichnet;a daß ®-ia Seil des? im weseatlieiisB, nicht hgräziartes m—Xylol ent- halt enden j aus dem Hydrierten" Gemiseli der zweiten Stufe der Hydrierung g'öaimeaden üaktion der seiexten Stufe -der Hydrierung wieder augeführt, ttir&c
6ο Yerfahrea aash imspruck 4 oder 5s dadurch gekennzeichnet 5 daS ein Teil der nielrfe - hydriertes K=SyIoI und geringe Mengen Ätayibenaol entÄal"teadsns aus- dem hyärierten Gemiscli der er-= st®a Stefe der Hydrierung staamendea Fraktion der ersten Stu= £® ä.es Hydr-iermis wieder zugeführt i-jirdo
7ο ¥srf®Ä2?@a nach insprucli 4-s dadUEek gekennzeichnet 5 daß eiji Seil, der im wesezitliolien nicht feydriertes 'm-Xylol enthaltenden j aus dem hydrierten Gemisofe der zweiten Stufe der Hydrierung stammenden Fraktion der ersteo. Stufe der Hydrie= rraig wieder zugeführt mrcL . -
So ¥erf®]irea nach, einem der JkispriieJie 3 bis" 7? dadurch. ge~ k®naz@ielm.e"fc3 daß die Hydrierung d©s -Äthylbenaols in der ersten Stufe 50 ^is 90 /^5 iroszugsifeise 65 bis- 85 f^s und nach dsx- sielten Steife insgesamt 75 bis 99 %? Torsugsweise 88 bis 98 % befeägto
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