DE2414274A1

DE2414274A1 - Abtrennung von paraxylol

Info

Publication number: DE2414274A1
Application number: DE2414274A
Authority: DE
Inventors: Thorpe Dresser; Robert Raynold Edison
Original assignee: Atlantic Richfield Co
Current assignee: Atlantic Richfield Co
Priority date: 1973-03-26
Filing date: 1974-03-25
Publication date: 1974-10-17
Also published as: CA1015775A; ES424508A1; FR2223338A1; IT1011115B; BR7402233D0; ZA741234B; JPS49126631A; AR210058A1; US3916018A; NL7401741A; USB345060I5; FR2223338B1; GB1455754A; RO70474A; BE812537A

Description

Atlantic Richfield Company, Los Angeles, California / USA

Abtrennung von Paraxylol

Die Erfindiang betrifft ein Verfahren, bei dem ein Kohlenwasserstoffstrom, der im wesentlichen aromatische Kohlenwasserstoffe mit nicht mehr als 8 Kohlenstoffatomen und mindestens 2V/o Paraxylol enthält, von Umgebungstemperatur über mehrere Stufen auf eine Temperatur im Bereich von -50 bis -75°0 abgekühlt wird, wobei man eine Aufschlämmung von Paraxylol in der Mutterlauge erhält. Diese Aufschlämmung wird Trennverfahren wie einer Filtration unterworfen, um ein primäres Filtrat und einen rohen Filterkuchen aus eingeschlossener Flüssigkeit und festem Paraxylol herzustellen. Das gekühlte primäre Filtrat wird mit dem Beschickungsmaterial behandelt, um dieses durch Wärmeaustausch abzukühlen. Der Filterkuchen wird während einer kurzen Zeit von weniger als 2 Minuten in einer kalten Waschzone behandelt, in der er mit einem Waschlösungsmittel wie Toluol gewaschen wird, wobei man ungefähr 20 bis ungefähr 95 Gew.%, bezogen auf den Kuchen, verwendet. Die abfließende Lösung aus eingeschlossener Flüssigkeit in dem Waschlösungsmittel wird als sekundäres Filtrat abgezogen. Der gewaschene Kuchen wird geschmolzen und destilliert, um recyclisierbares Waschlösungsmittel vom Paraxylol abzutrennen.>Die Reinheit des Paraxylols 1st höher als 99,

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und man erhält annehmbare Ausbeuten. Bei dieser Kombination von Einstufenkristallisation und kontrolliertem schnellem Überlaufwaschen sind die Kapitalkosten und die Betriebskosten besonders niedrig und man kann Paraxylol mit einer Reinheit ^ von mindestens 99,2% herstellen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung eines Cg-aromatischen Kohlenwasserstoffstroms von Paraxylol mit e.iner Reinheit von mindestens 99,2%.

Eine Anlage für die cryogenische Kristallisation von Paraxylol erfordert für die Kühleinrichtungen,für die Kristallisationsstufen, für die Filtrations- und/oder Zehtrifugierstufen und für die verschiedenen anderen Stufen, die bei der Handhabung des Materials durchgeführt werden, beachtliche Kapitalinvestitionen. Die Handhabungskosten einschließlich der Kosten für Energie und Arbeit variieren von Zeit zu Zeit und von Ort zu Ort. Außerdem treten beachtliche Unterschiede auf in dem Beschickungsmaterial, das für die Verarbeitung zur Verfügung steht. Es ist von Vorteil, wenn eine Einheit für die Herstellung von Paraxylol ausreichend flexibel ist, um die Unterschiede in dem Beschickungsmaterial verkraften zu können, die innerhalb einer Zeit von einigen Dekaden auftreten.

Ein Hauptmarkt für Paraxylol ist die Herstellung von Terephthalsäure, die hauptsächlich für die Herstellung von polymerem Glykolterephthalat gebraucht wird, das zur Herstellung von Filamenten für Gewebe, Gewirke, Filme und andere thermoplastische Gegenstände verwendet wird. Dementsprechend beeinflussen die Reinigungserfordernisse in den Polyesteranlagen die Reinheitsstandards, die man in der Paraxylolanlage braucht* Unterschiedliche Fabriken haben zu unterschiedlichen Zeiten unterschiedliche Erfordernisse entsprechend der geringsten Reinheit des Paraxylols für die Herstellung von Terephthalsäure und für Paraxylol höherer Reinheit sind die Preise unter-

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schiedlich. Die große Vielzahl von beschriebenen Verfahren, um Paraxylol von Cg-aromatischen 'Strömen abzutrennen, hat nicht ermöglicht, daß der Ingenieur diese bekannten Verfahren in die Praxis umsetzen konnte, um den Erfordernissen der besonderen Situation zu genügen. Faktoren wie die Zusammensetzung des Beschickungsmaterials, die Arbeitskosten, die Energiekosten, die erforderliche Reinheit des gebildeten Paraxylols und die Kosten für den Bau der Anlage stehen miteinander in Konkurrenz, wenn man das Verfahren auswählt, das am besten ist, um Paraxylol von einem Cg-aromatischen Strom abzutrennen.

In bestimmten Gebieten während bestimmter Zeiten hat die Nachfrage nach Paraxylol mit einer Reinheit, die größer ist als 99,8% die Pläne für den Bau der Fabriken bestimmt. In den vergangenen Jahren trat in einigen Teilen der Welt ein zunehmender Bedarf für Paraxylol mit einer Reinheit im Bereich von ungefähr 99,2 bis ungefähr 99,75% auf, und dies unterscheidet sich beachtlich von dem Preis und/oder dem Bedarf für eine minimale Reinheit von 99,8%. Die Toleranz für größere Bereiche (beispielsweise das Vierfache in einem 99,2% geforderten Produkt, verglichen, mit einem 99,8% geforderten Produkt) an Verunreinigungen hat ein erneutes Interesse in Verfahren stimuliert, bei denen nur eine einzige Kristallisationsstufe durchgeführt wird, die sich von den Verfahren mit mehreren Kristallisationsstufen unterscheiden, die im allgemeinen erforderlich sind, um ein Produkt mit einer Reinheit von 99,8% herzustellen. Bei der Herstellung von Paraxylol mit einer Reinheit, die größer ist als 99,8%, ist es Standardpraxis gewesen, die Kristalle der ersten Stufe wieder zu lösen und hochreines Paraxylol in einer zweiten Kristallisationsstufe erneut zu kristallisieren. Trotz der Vielzahl der Literatur und der kontinuierlichen Expansion und dem Bau von Paraxylolanlagen gibt es noch keine zufriedenstellende Lösung, ein 99,2%iges Paraxylol mit niedrigen Ko-

ston herzustellen. Bekannte Verfahren und deren Durchführungen sind beispielsweise in den US-Patentschriften 2 795 634 (Hoff et al), 3 462 506, 3 462 509, 3 462 510 und 3 462 511 (Edison et al), 3 462 508 (Dresser et al) und 3 662 013 (Machell et al)

beschrieben.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, bei dem ein Kohlenwasserstoffstrom, der hauptsächlich aromatische Kohlenwasserstoffe mit nicht mehr als 8 Kohlenstoffatomen enthält und der mindestens 21% Paraxylol enthält, der Kühlung unterworfen wird, wobei eine Aufschlämmung gebildet wird, die Paraxylol enthält. Diese Aufschlämmung wird zentrifugiert oder filtriert, um einen rohen Filterkuchen herzustellen, der Paraxylol enthält. Ein primäres Filtrat, das Mutterlauge enthält, wird entnommen. Der rohe Filterkuchen wird anschließend während einer sehr kurzen Zeit von weniger als 2 Minuten mit einem Waschlösungsmittel behandelt, das in einer Menge von ungefähr 20 bis ungefähr 95 Gew.%, bezogen auf den Paraxylolkuchen, verwendet wird. Ein sekundäres FiI-trat, das die Hauptmenge der Verunreinigungen im rohen Filterkuchen enthält, wird von dem so gewaschenen Filterkuchen entnommen. Es ist vorteilhaft, das Waschlösungsmittel so zu verwenden, daß eine einzige Flutwaschstufe vorhanden ist. Durch diese einzige Kristallisationsstufe und das schnelle Waschen mit Lösungsmittel erhält man einen gereinigten Paraxylolkuchen mit einer Reinheit von mindestens 39,2% Paraxylol. Der gewaschene Filterkuchen kann geschmolzen und destilliert werden, um hochreines Paraxylol von dem Waschlösungsmittel abzutrennen. Bei der Paraxylolkristallisation wiegt das primäre FiItrat, das die Mutterlauge enthält, im allgemeinen viel mehr als der rohe Filterkuchen. Verfahren stehen zur Verfügung, um Xylol zu isomerisieren, wobei Fraktionen erhalten werden, die zusätzliches Paraxylol enthalten. Das primäre Filtrat wird manchmal direkt oder nach geeigneter Reinigung in eine Isomerisierungszone geleitet, um eine Recyclisierungs-

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strom-Komponente des Beschickungsmaterials zu bilden. Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten für diese Recyclisierungsfraktionen durch die Kristallisationszone, ohne daß nichtlösbare Probleme auftreten wie die Akkumulation von Verunreinigungen oder ein Verlust an Endausbeute. Geeignete verfahrenstechnische Maßnahmen können im Hinblick auf die Recyclisierungsalternativen ergriffen werden, weil trotzdem das im Fließschema dargestellte Einstufen-Kristallisationsverfahren beibehalten werden kann.

Obgleich die Reinheit des gewinnbaren Paraxylols in dem rohen Filterkuchen,wie er zuerst in einer gekühlten aromatischen C_Q-Aufschläiranung ausfällt, weniger als 95% beträgt, ermöglicht die einfache Stufe in einer einzigen Stufe des schnellen überflutenden ¥aschens mit einem Kohlenwasserstofflösungsmittel in einer Menge von'20 bis 95% auf den Kuchen die Herstellung eines gewaschenen Kuchens, aus dem Paraxylol mit einer Reinheit von 99 _t2% oder höher durch Schmelzen und Destillieren eines solchen gewaschenen Filterkuchens gewonnen wer-den kann. Die.hohe Ausbeute (die teilweise der relativ geringen Menge an Waschlösungsmittel und teilweise dem schnellen Überflutungswaschen und teilweise der Verhinderung eines übermäßigen Auslaugens zuzuschreiben ist) ergibt Kostenvorteile. Obgleich eine Kristallisation in der zweiten Stufe im allgemeinen erforderlich ist, um Reinheiten wie 99,8% aus Beschickungsstocks, die übliche Mengen an Paraxylol enthalten, zu erzielen, ist für das erfindungsgemäße Einstufen-Kristallisationsverfahren eine weniger teure Anlage bzw. Fabrik geeignet .

Das Waschlösungsmittel muß ein Kohlenwasserstoff sein mit einem Gefrierpunkt im Bereich von -130 bis -75⁰C, wobei kein Gefrieren des Lösungsmittels bei Zentrifugentemperaturen im Bereich von ungefähr -75 bis ungefähr -50⁰C auftritt. Weiterhin muß das .Waschlösungsmittel einen Siedepunkt über 35°C, wünschenswerterweise über 9Ö°C und unter 115°C, besitzen, wo-

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durch man hochreines Paraxylol (Kp. 138,4°C) wirtschaftlich von dem Waschlösungsmittel in einem Destillationsturm abtrennen kann. Die Geschwindigkeit des Ersatzes der eingeschlossenen Flüssigkeit in dem rohen Filterkuchen ist die wichtigste Eigenschaft des Waschlösungsmittels· Die Geschwindigkeit, mit der das Lösungsmittel eindringt und das Metaxylol und andere Komponenten der eingeschlossenen Flüssigkeit bei der Zentrifugentemperatur löst, ist nicht ein Gleichgewichtsphänomen, da das Waschen in Kürze beendigt ist, bevor sich ein Gleichgewicht einstellen kann. Die Selektivität für das Auflösen und den Ersatz der Mutterlauge, ohne Paraxylol aufzulösen, während des kurzen Väschens kann zweckdienlich sein, aber die Eigenschaften, das Paraxylol schnell aufzulösen, können dadurch beeinflußt werden, indem man bei den Zentrifugentemperaturen das Lösungsmittel mit Paraxylol sättigt, bevor man es in den rohen Filterkuchen injiziert. Die Gewinnung des Waschlösungsmittels ist im allgemeinen so vollständig und billig und der Lösungsmitteleinsatz ist ein kleiner Bruchteil der Investition bei der Anlage, und die Kosten für das zugefügte Lösungsmittel erhöhen die Kosten von jedem Kilogramm Produkt so wenig, daß die Kosten des Lösungsmittels im allgemeinen eine sehr geringe Bedeutung besitzen, im Gegensatz zu der großen Wichtigkeit seiner Wirkung, ein Produkt mit maximaler Reinheit zu ergeben.

Toluol besitzt zahlreiche Vorteile als Waschlösungsmittel, insbesondere wenn das primäre Filtrat durch eine Isomerisierungszone recyclisiert wird. Methylcyclohexan besitzt einen niedrigeren Siedepunkt als Toluol und ergibt bestimmte Vorteile. Isooctan löst geringe Mengen an Paraxylol bei Zentrifugentemperaturen und bietet bestimmte Selektivitätsvorteile. Eine Naphthafraktion mit einem Siedebereich von 90 bis 100⁰C ist billiger als Isooctan und ebenfalls selektiv. Andere Naphthas, die von Komponenten, die bei -75°C kristallisierbar sind, frei sind und die einen Siedepunkt im Bereich von 35°bis

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115°C "besitzen, können ebenfalls -verwendet werden, da die Henge an Waschlösungsmittel immer geringer ist als das Gewicht des rohen Filterkuchens.

Die zahlreichen Vorteile von Toluol als Waschlösungsmittel veranlassen eine Auswahl in einer großen Anzahl von Paraxylolanlagen.

In dem Fließschema, das sich im wesentlichen selbst erläutert, ist die Einstufenkristallisation von Paraxylol mit einem schnellen Uberflutungswaschen des rohen Filterkuchens schematisch dargestellt.

Beschreibung des Fließschemas

Das erfindungsgemäße Verfahren ist so entworfen, daß Paraxylol bei einer Temperatur wünschenswerterweise um -63°C und innerhalb eines Temperaturbereichs von -50 bis -75⁰C kristallisiert wird. Die wünschenswerten Ergebnisse werden nur e-rhalten, wenn die Beschickung für die Kristallisationsvorrichtung wenigstens 21 Gew. % Paraxylol enthält. Dementsprechend besitzt das frische Beschickungsmaterial, das durch die Leitung 10 eingeführt wird, üblicherweise einen Paraxylolgehalt, der größer ist als 21%. Bestimmte Gegebenenfalls-Maßnahmen sind in den gestrichelten Linien dargestellt, einschließlich der Verfügbarkeit von recyclisiertem sekundärem Filtrat durch die Leitung 49 und/oder der Recyclisierung von Paraxylolprodukt durch die Leitung 63. Geeignete Kontrollen stellen sicher, daß das Beschickungsmaterial 11 mit eingestellter Temperatur für den ersten Kristallisationstank 13 den minimalen Gehalt an Paraxylol von 21% besitzt. Das erste Kühlen des Beschickungsmaterials oder Beschickungsstocks kann in einem Wärmeaustauscher 12 erfolgen, durch den ein Strom aus primärem Filtrat 17 auf Umgebungstemperatur erwärmt wird.

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Jeder der Kristallisationsvorrichtungstanks einschließlich einer ersten Kristallisationsvorrichtung 13 und einer letzten Kristallisationsvorrichtung 14 wie auch irgendwelche dazwischenliegenden Kristallisationsvorrichtungen werden gekühlt, um das Kristallisationsvorrichtungs-Beschickungsmaterial 11 auf die gewünschte Temperatur wie auf -63⁰C und innerhalb des Bereichs von -50 bis -75°C zu kühlen, wobei eine Aufschlämmung aus Paraxylolkristallen in einer Mutterlauge gebildet wird, die hauptsächlich aus einer Mischung aus Metaxylol, Orthoxylol und Äthylbenzol besteht. Wie im folgenden ausgeführt wird, kann die Mutterlauge geringe Mengen an Waschlösungsmittel enthalten, das von einem rezirkuliertem Strom stammt.

Das aus den Kristallisationsvorrichtungen abströmende Material fließt über die Leitung 15 als Aufschlämmung aus Paraxylolkristallen in einer Mutterlauge in eine kontinuierliche Zentrifuge 16, die als Filtrationszone dient. Ein Strom aus primärem Filtrat 17 wird von der Zentrifuge 16 entnommen, wobei ein roher Filterkuchen 18 an der Peripherie der Zentrifuge zurückbleibt.

Besondere Aufmerksamkeit muß auf die sorgfältige Kontrolle beim Waschen des rohen Filterkuchens zur Herstellung eines hochgereinigten Filterkuchens gerichtet sein. Erfindungsgemäß ist es wichtig, daß der rohe Filterkuchen zu lange ausgelaugt wird, da irgendeine Auslaugwirkung die Ausbeute an gewünschtem Produkt erniedrigt, ohne daß die Kristalle entsprechend gereinjgt werden. Der rohe Filterkuchen enthält festes Paraxylol und eingeschlosse'ne Flüssigkeit, wobei die eingeschlossene Flüssigkeit hauptsächlich aus Metaxylol entsteht, aber euch Äthylbenzol, Orthoxylol, flüssiges Paraxylol und möglicherweise geringe Mengen an recyclisiertem Waschlösungsmittel enthalten kann. Die Siedepunkte von Ortho-, Meta- und Paraxylol und Äthylbenzol liegen so eng beieinander, daß die Gewinnung von Paraxylol nur durch Destillation einer solchen

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XyIolmischung nicht wirtschaftlich geeignet ist. Jedoch, wenn man fast momentan die eingeschlossene Flüssigkeit des rohen Filterkuchens durch ein niedriger siedendes Lösungsmittel mit einem ausreichend niedrigen Gefrierpunkt ersetzt, so wird die anschließende Destillationsstufe annehmbarer und gereinigtes Paraxylol kann aus einem solchen gewaschenen Filterkuchen durch eine Destillationsstufe mit ausreichend niedrigen Kosten und auf einfache Weise abdestilliert werden, so daß das Verfahren vom technischen Standpunkt aus durchführbar und geeignet ist.

Um eine Auslaugwirkung zu vermeiden, muß die Waschflüssigkeit während einer sehr kurzen Zeit, die kürzer ist als 2 Minuten, angewendet werden und die Menge an Waschflüssigkeit muß auf weniger als 95 Gew.%, bezogen auf den rohen Filterkuchen, beschränkt sein. Damit das Waschen des rohen Filterkuchens 18 mit dem Lösungsmittel wirksam ist und im wesentlichen das Metaxylol vollständig ersetzt wird, muß die minimalste Menge an Waschflüssigkeit größer sein als die Menge an eingeschlossener Flüssigkeit in dem Filterkuchen und sie muß mindestens 20 Gew. % des rohen Filterkuchens 18 betragen. Wie in dem Fließschema dargestellt ist, wird das Waschlösungsmittel als Überflutungsstrom bei 19 injiziert und das sekundäre Filtrat wird über die Leitung 20 entnommen. Es ist wichtig, daß die Waschsstufe kontrolliert wird, so daß im wesentlichen ein vollständiger Ersatz der zuerst eingeschlossenen Flüssigkeit schnell erfolgt, wobei der gewaschene Filterkuchen eingeschlossene Flüssigkeit enthält, die hauptsächlich aus dem Waschlösungsmittel besteht. Eine Kontrolle der Waschstufe so, daß sie schnell abläuft, ist ebenfalls wichtig, um ein Auslaugen der Paraxylolkristalle durch das Waschlösungsmittel möglichst gering zu halten. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die Kontaktzeit des Waschlösungsmittels und des Filterkuchens kürzer als ungefähr 5 Sekunden. Verwendet man eine Zentrifuge, und schätzt das Volumen des rohen Filterkuchens, so kann man geeignete Naßwäschen bei Strömungsge-

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schwindigkeiten erhalten, die Kontaktzeiten von einem kleinen Bruchteil einer Sekunde entsprechen. Um eine 99,2#ige Mininumreinheit bei der vorliegenden Erfindung zu erreichen, ist es jedoch im allgemeinen vorteilhaft, die Kontaktzeit so zu kontrollieren, daß sie mindestens 1 Sekunde beträgt.

Nachdem die Paraxylolkristalle schnell gewaschen wurden, werden sie über die Leitung 21 entnommen. Es ist wichtig, daß die Temperatur der Produktleitung 21 nicht höher als 40⁰C wärmer als der rohe Filterkuchen 18 und/oder das primäre Filtrat 17 ist, die Produkttemperatur ist üblicherweise etwas (beispielsweise 5 oder 1°C) wärmer als die des primären FiI-trats 17. Der Produktstrom 21 wird in einem Schmelztank 22 geschmolzen und die entstehende Flüssigkeit wird in eine Destillationszone 23, die durch eine Destillationssäule 24 charakterisiert ist, geleitet. Das Beschickungsmaterial von dem Schmelztank 22 wird in die Destillationssäule 24 über die Leitung 25 eingeleitet und in der Säule 24 werden die Kohlenwasserstoffe destilliert, um einen überkopf-Strom 26 von dem Bodenstrom 27 abzutrennen, der in eine Produktpumpzone 28 und dann in die Produktabnahmeleitung 29 geleitet wird. Es ist wichtig, daß man bei dem einstufigen Paraxylolverfahren ein Produkt mit einer minimalen Reinheit von 99,2% erhält.

Man kann verschiedene Gegebenenfalls-Maßnahmen gewünschtenfalls unter den geeigneten Umständen verwenden. Üblicherweise ist es von Vorteil, das Waschlösungsmittel, das durch . die Überkopfleitung 26 gewonnen wird, zu recyclisieren, wobei es mit neuem, zugeführtem Waschlösungsmittel, das durch die Leitung 33 eingeleitet wird, und gegebenenfalls mit verschiedenen recyclisierten Waschlösungsmitteln, die durch die Leitung 31 eingeleitet werden, vermischt werden kann, wobei man eine Zuführungsleitung 19 für Waschlösungsmittel erhält.

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Die wichtigste Funktion des Waschlösungsmittels ist die, daß es die eingeschlossene Flüssigkeit in dem rohen Filterkuchen 18 schnell durch ein Lösungsmittel ersetzt, welches einen Siedepunkt besitzt, der ausreichend niedrig ist, so daß es leicht in der Säule 24 abgetrennt werden kann. Irgendein Lösungsmittel, das eine schnelle Austauschgeschwindigkeit besitzt, besitzt ebenfalls den Nachteil, daß es merkliche Mengen an Paraxylol bei der Zentrifugentemperatur von ungefähr -63°C löst. Beispielsweise beträgt, wenn Toluol als Waschlösungsmittel verwendet wird und die Zentrifugentemperatur ungefähr -63°C beträgt, die Löslichkeit von Paraxylol bei ungefähr -63°C ungefähr 10%.

Gewünschtenfalls kann das Waschlösungsmittel modifiziert werden, indem man eine geringe Menge an Paraxylol, die im wesentlichen der Menge, die bei der Zentrifugentemperatur löslich ist, entspricht, mitverwendet. Flüssiges Paraxylol kann durch die Leitung 35 (von der Leitung 25 durch die Leitung 35b oder von der Leitung 27 durch die Leitung 35a) in eine Mischvorrichtung 36 recyclisiert werden, die Zumeßpumpen und Mischeinrichtungen enthält. Verwendet man eine solche Mischeinrichtung 36, so wird ein Waschlösungsmittelstrom wie die Leitung 26 über die Leitung 37 in die Bemessungspumpe der Mischvorrichtung 36 geleitet und die recyclisierte Paraxylolflüssigkeit wird von der Leitung 35 in die Bemessungspumpe gepumpt, wobei das abströmende Material 38 aus der Mischvorrichtung 36 aus dem Lösungsmittel besteht, das eine Menge an Paraxylol enthält, die im wesentlichen der Löslichkeit des Paraxylols in einem solchen Waschlösungsmittel bei Zentrifugentemperatur entspricht. Alternativ kann die Destillationssäule 24 so betrieben werden, daß der Uberkopfstrom die gewünschte Konzentration an Paraxylol aufweist. Die Mischvorrichtung 36 ist als schematische Fließschemaabbildung dargestellt, wo der rohe Filterkuchen mit Lösungsmittel gewaschen wird, welches entweder kein oder etwas Paraxylol

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enthält, und es ist nur eine schematische Darstellung, in der ein alternatives Verfahren dargestellt ist, und es soll damit nicht gesagt werden, daß die dargestellten Vorrichtungen unbedingt erforderlich sind.

Es ist wichtig, daß das Waschlösungsmittel unter 40⁰C gehalten wird. Da die Paraxylolgewinnungsanlage im allgemeinen bei Umgebungstemperatur betrieben wird, die niedriger ist als 40°C, ist diese Begrenzung nicht bedeutungsvoll. Wenn nur eine sehr geringe Menge wie 20% Waschlösungsmittel verwendet werden, ist eine relativ hohe Temperatur für das Waschlösungsmittel tolerierbar, ohne daß ein übermäßiges Auslaugen der Paraxylolkristalle auftreten. Werden relativ größere Mengen an Vaschlösungsmittel verwendet,, und/oder werden bei den Waschstufen längere Berührungszeiten als sie minimal erforderlich sind, verwendet, dann ist eine niedrigere Temperatur für das Waschlösungsmittel vorteilhafter. Eine Kühlvorrichtung 39 kann einen geeigneten Strom des Waschlösungsmittels auf eine Temperatur kühlen, die zwischen 40° C und einer Temperatur, die ungefähr 5° höher liegt als die des rohen Filterkuchens 18, liegt. Das Waschlösungsmittel besitzt so eine Temperatur in Bereich von -70 bis 40°C, aber es ist oft um 5 bis ungefähr 95°C wärmer als der rohe Filterkuchen, es kann jedoch auch kälter sein als dieser Kuchen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Waschlösungsmittel auf einen Temperaturbereich von -70 bis -10⁰C gekühlt. Wenn die Kühlvorrichtung 39 verwendet wird, kann das warme Lösungsmittel über die Leitung 40 eingeleitet werden und dann kann das gekühlte Lösungsmittel über die Leitung 30 entnommen werden, um os in den geeigneten Waschlösungsmittelstrom wieder einzuführen.

Dei der V/r.r, ehe stufe kann sich die Temperatur des Filterkuchens erhöhen, so daß der beim Strom 21 entnommene Filterkuchen mindestens um 1 C wärmer ist als dor rohe Filterkuchen 18.

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Die Menge an Lösungsmittel, die Temperatur des Lösungsmittels und die Geschwindigkeit des Waschens werden alle so reguliert, daß diese Temperaturzunahme innerhalb von Grenzen von 1 bis 40⁰C der Differentialtemperatur kontrolliert wird.

Das sekundäre Filtrat kann zu einer Nebenprodukt-Entnahmeleitung 46 geleitet werden, die wünschenswert ist, wenn das Lösungsmittel, das ausgewählt wird, eine geringe Löslichkeit für Paraxylol besitzt, und wenn ein solches Nebenprodukt mit anderen Kohlenwasserstoffen vermischt werden soll, um es als Gasolin oder Motorenbenzin zu verkaufen. Wenn das Waschlösungsmittel eine beachtliche Menge an Paraxylol löst wie Toluol und wenn das frische Beschickungsmaterial eine ausreichend hohe Konzentration an Paraxylol besitzt und ein einfaches Recyclisieren des sekundären Filtrats ermöglicht, dann kann das nichtmodifizierte sekundäre Filtrat durch die Leitung 49 recyclisiert werden, um es mit frischem Beschickungsmaterial in der Leitung 10 zu vermischen.

Gewünschtenfalls kann für das sekundäre Filtrat eine Destillationszone 41 vorgesehen sein. Eine Destillationssäule 42 kann das sekundäre Filtrat, das durch die Leitung 43 eintritt, aufarbeiten, wobei ein Strom aus recyclisiertem Waschlösungsmittel 44 und ein sekundäres Flashfiltrat 45 erhalten wird. Das sekundäre Flaschfiltrat von dem Boden der Destillationssäule 42 kann entweder über die Leitung 47 in die Nebenprodukt-Entnahmeleitung 46 oder über die Leitung 48 in die sekundäre Filtrat-Recyclisierungsleitung 49 geleitet werden.

Man erhält bestimmte Vorteile, wenn man in die Beschickungsleitung 11 für die Kristallisationsvorrichtungen eine Menge an Waschlösungsmittel zugibt, die ungefähr der Menge an ^x Lösungsmittel in dem sekundären Filtrat entspricht. Die Leichtigkeit, mit der sich die Paraxylolkristalle bilden und die Leichtigkeit, mit der die eingeschlossene Flüssig-

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keit schnell aus dem rohen Filterkuchen ausgewaschen wird, ist größer, wenn diese geringe Menge an Waschlösungsmittel vorhanden ist. Die Wirksamkeit der schnellen Uberflutungsvfaschstufe ist nicht dem Gleichgewichtsphänomen, sondern dem Austauschgeschwindigkeitsphänomen zuzuschreiben.

Geringe Unterschiede in der Viskosität der eingeschlossenen Flüssigkeit modifizieren die Geschwindigkeit,'mit der sie durch das Waschlösungsmittel ersetzt wird. Die Temperatur in den Kristallisationsvorrichtungen 13, 14 und in der Zentrifuge 16 kann niedriger sein, wenn das sekundäre Filtrat recyclisiert wird und eine solche niedrigere Temperatur ermöglicht die Gewinnung einer größeren Menge an Paraxylol in der Zentrifuge. Es gibt unterschiedliche Gründe,weshalb es vorteilhaft ist, das unmodifizierte sekundäre Filtrat zu recyclisieren anstatt die Destillationszone 41 zu verwenden. Die Anwesenheit von Waschlösungsmittel in dem primären Filtrat in der Leitung 17 beschränkt seine Verwendung. Es ist daher manchmal wünschenswert, eine Destillationszone für das primäre Filtrat vorzusehen. Es ist Überraschend, daß es vorteilhaft ist, wenn man eine Destillationszone 51 zur Wiedergewinnung von Waschlösungsmittel vorsieht aus einer sehr viel größeren Menge an hochsiedendem Material als es in der Destillationszone 41 aufbereitet wird. Eine Destillationszone 51 mit einer so großen Kapazität besitzt ihre Vorteile, nicht nur daß die Kosten der Wiedergewinnung des Waschlösungsmittels des sekundären Filtrats minimal gehalten werden, sondern auch daß die Zentrifuge besonders gut betrieben werden kann und dadurch die Gewinnung von hochreinen Paraxylolkristallenen nach der einstufigen Kristallisation maximal gehalten wird. Wird eine getrennte Isomerisierungszone verwendet und Toluol als Waschlösungsmittel eingesetzt, so kann das Toluol aus dem Isomerisat gewonnen werden, so daß die Destillationszone 51^. als schematische Darstellung einer Stufe zur Lösungsmittelgewinnung angesehen werden kann,

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und nicht eine zwingende Forderung für eine Säule an einer gegebenen Stelle ist«

Die Destillationszone 51 umfaßt einen Destillationsturm 52. Das primäre Filtrat 17 wird in den Destillationsturm 52 über die Leitung 53 eingeleitet und man erhält einen Uberkopfstrom 54 an recyclisiertem Waschläsungsmittel und einen Bodenstrom 55, der als primäres Flashfiltrat bezeichnet wird und der in die primäre Filtrat-Nebenproduktentnahmeleitung 60 geführt werden kann. Das wiedergewonnene Waschlösungsraittel von der Leitung 44 der Destillationszone 41 und/oder der Leitung 54 der Destillationszone 51 wird in die Leitung 31 geleitet, um es mit wiedergewonnenem Lösungsmittel aus der Leitung 26 der Destillationszone 23 zu vermischen.

Eine Mischvorrichtung 61 enthält Abmeßpumpen und Mischeinrichtungen, " um recyclisiertes Paraxylol In der Leitung zu dem abgenommenen Beschickungsmaterial in der Leitung 62 zuzuführen, um einen angereicherten Beschickungsstrom 63 zu schaffen, der in den Beschickungsstrom 10 eingeleitet wird. Im allgemeinen wird das Beschickungsmaterial so ausgewählt, daß es mindestens 21% Paraxylol enthält, wodurch die Notwendigkeit für die Mischvorrichtung 61 entfällt.

Das Waschlösungsmittel muß ein Kohlenwasserstoff sein, der einen Siedepunkt besitzt, der nicht höher ist als 115 C, damit das Waschlösungsmittel von dem hochreinen Produkt in dem Destillationsturm 24 mit annehmbaren Kosten abgetrennt werden kann. Die Siedepunkt des Lösungsmittels muß über 35⁰C liegen und sollte wünschenswerterweise über 90⁰C liegen. Von noch größerer Wichtigkeit als der Siedepunkt des Waschlösungsmittels ist der Gefrierpunkt, der ausreichend unter der Zentrifugentemperatur liegen muß und der im Bereich von -130 bis -60⁰C liegen sollte. Das Waschlösungsmittel muß ein Kohlenwasserstoff sein, der die Kristallisation des Paraxylols

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oder die Gewinnung des reinen Paraxylols in dem Destillationsturm 24 nicht stört.

Von den Kohlenwasserstoffen, die als Waschlösungsmittel geeignet sind, soll Toluol erwähnt werden, welches, da es ein aromatischer Kohlenwasserstoff mit ähnlicher Struktur wie Xylol ist, besonders vorteilhaft ist. Weiterhin ist die Anwesenheit von Toluol in dem Nebenproduktstrom und/oder die mechanischen Verluste des rezirkulierten Waschlösungsmittels nicht bedeutungsvoll, wenn man Toluol als Waschlösungsmittel verwendet.

Cyclopentan, Methylcyclohexan, alkylsubstituierte Cycloalkane und deren Mischungen mit den gewünschten Gefrierpunkten unter 6O⁰C und den Siedepunkten im Bereich von 35 bis 115°C. "Isooctan", das entweder einen Hauptteil von 2,2,4-Trimethylpentan und seinen damit zusammen auftretenden Isomeren enthält, oder Alkylat und Naphthafraktionen, die zwischen 90 und 100°C sieden, können ebenfalls verwendet werden. Andere Kohlenwasserstoffe, rein oder vermischt, die die Erfordernisse des Gefrierpunkts im Bereich von -60 bis -130⁰C und der Siedepunkte im Bereich von 35 bis 115°C erfüllen, sind ebenfalls geeignet, aber im allgemeinen weniger bevorzugt als Kohlenwasserstoffe, die als CH^CgH,-, CH₅CgH₁₁, CqH₁Q und C^-CqHC bezeichnet werden und Siedepunkte von ungefähr 90 bis 100⁰C besitzen.

Die Vollständigkeit und Geschwindigkeit des Austausche der eingeschlossenen Flüssigkeit in dem rohen Filterkuchen ist das Ziel des kurzen Überflutungswaschens. Die Temperatur, die Menge des ¥acchlösungsmittels, die Anwesenheit oder Abwesenheit von recyclisiertem Paraxylol und die verwandten Faktoren können modifiziert werden, um ein hochreines Produkt mit minimalen Kosten zu erhalten. Die Wirksamkeit der Wiedergewinnung des Waschlösungsmittels ist im allgemeinen so groß, das die Kosten pro Liter an Waschlösungsmittel bei

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der Auswahl des Waschlösungsmittels kein kritischer Faktor

s ind.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung', ohne .sie zu

beschränken.

Beispiel 1

Ein frisches Beschickungsmaterial, welches 18% Paraxylol und als Rest hauptsächlich Metaxylol enthält, wird über die Leitung 10 eingeleitet und über die Leitung 62 in eine Abraeßpumpe geführt. Flüssiges Paraxylol wird über die Leitung in die Mischvorrichtung 61 recyclisiert, wobei der Paraxylolgehalt des eingestellten Beschickungsmaterials auf 23% erhöht wird. Solches eingestelltes Beschickungsmaterial von der Leitung 63 wird mit recyclisiertem sekundärem Filtrat von der Leitung 49 vermischt und in den Wärmeaustauscher 12 geleitet. Der Xylolstrom mit eingestellter Temperatur in der Leitung 11 wird zu einer Reihe von Kristallisationsvorrichtungen 13j .14 geleitet, wobei eine Aufschlämmung geschaffen wird, die durch die Leitung 15 entnommen wird und aus festen-Paraxylolkristallen,dispergiert in einer Mutterlauge, die hauptsächlich Metaxylol enthält, besteht und die geringe Mengen an Orthoxylol, einer geringe Menge an Äthylbenzol und eine geringe Menge an Toluol enthält. Dieses Toluol ist bedingt durch die Rezirkulation von Toluol aus dem sekundären Filtrat.

Eine solche Aufschlämmung wird in die Zentrifuge 16 geleitet, wo die Mutterlauge als primäres Filtrat über die Leitung 17 entnommen wird und der rohe Filterkuchen 18 in eine Waschzone in der Zentrifuge weiterbefördert wird. Der rohe Filterkuchen 18. enthält Paraxylolkristalle und ungefähr 16 Gew.% eingeschlossene Mutterlauge. Das zeitweise Überfluten des Filterkuchens mit der Waschflüssigkeit 19, die auf eine kurze

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Zone des sich vorwärtsbewegenden Kuchens injiziert wird, wird so reguliert, daß sie von kurzer Dauer ist. Unter Verwendung von Toluol, das ungefähr 25 Gew.% des rohen Filterkuchens entspricht, wird der Filterkuchen augenblicklich überflutet und dadurch wird die Mutterlauge augenblicklich gelöst. Die Lösung, aus Mutterlauge im V/aschlösungsnittel wird augenblicklich als erster Teil des sekundären Filtrats entnommen und über die Leitung 20 geleitet. Das Überfluten des Kuchens mit dem Waschlosungsmittel ist so schnell, daß keine Möglich keit besteht, daß die Paraxylolkristalle durch das Waschlosungsmittel ausgelaugt werden. Nach einem solchen schnellen Waschen 1st die eingeschlossene Flüssigkeit im gewaschenen Kuchen hauptsächlich Toluol mit nur geringen Mengen an Metaxylol, welches ursprünglich als eingeschlossene Flüssigkeit im rohen Filterkuchen dominierte.

Das primäre Filtrat 17 wird bei -60⁰C entnommen, ungefähr 3° wärmer als die Aufschlämmung, die über die Leitung 15 eingeleitet wird. Das sekundäre Filtrat in der Leitung 20 wird bei einer Temperatur von -52°C oder um ungefähr 8° wärmer als das primäre Filtrat entnommen. Dieses Aufwärmen ist der Tatsache zuzuschreiben, daß das Toluol in der Leitung 15 nicht auf -63⁰C, sondern nur auf ungefähr O⁰C gekühlt ist, wodurch das relativ warme Lösungsmittel schnell die eingeschlossene Mutterlauge ersetzt. Das warme Lösungsmittel berührt die Paraxylolkristalle während einer solch kurzen Zeitdauer, daß sich weder für die Löslichkeit oder die Temperatureigenschaften ein Gleichgewicht einstellen kann. Der gewaschene Filterkuchen wird über die Leitung 21 entnommen und in einen Schmelztank 22 geleitet. Die flüssige Mischung aus Paraxylol und Waschlosungsmittel fließt über die Leitung 25 aus dem Schmelztank in den Destillationsturm 24. Das Toluol wird über Kopf über die Leitung 26 destilliert und das Produkt Xylol wird über die Bodenleitung 27 entnommen und durch eine Schwebezone 28 zu der Produktentnahmeleitung 29 geleitet. Man muß besonders darauf achten, daß das Paraxylolprodukt eine

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Reinheit besitzt, die größer ist als 99»2%, obwohl man nur eine einstufige Paraxylolkristallisation durchführt.

Ein recyclisierter Produktstrom kann über die Leitung 35b von der Leitung 25 und/oder von der Produktleitung 27 über die Leitung 35a geleitet werden. Das recyclisierte Paraxylol kann durch die Leitung 35 zu einer Mischvorrichtung 36 und zu der Mischvorrichtung 61 geleitet werden. In dem Fließschema ist der Paraxylol-Recyclisierungsstrom 35 als gestrichelte Linie dargestellt, da diese Alternativen Gegebenenfalls -Maßnahmen sind, um den besonderen Umständen zu genügen, und sie sind bei der einstufigen Kristallisation von Paraxylol nicht zwingend vorgeschrieben.

Das gewonnene Toluol in der Leitung 26 kann gewünschtenfalls über die Leitung 37 in die Mischvorrichtung" 36 geleitet werden, um eine Lösung herzustellen, die ungefähr 9% Paraxylol enthält und die in der Leitung 38 entnommen und in die Waschlösungsmittel-Recyclisierungsleitung 26 geleitet wird. Eine Kühlvorrichtung 39 ist vorgesehen, um einen Strom an Waschlösungsmittel zu kühlen, der durch die Einlaßleitung 40 eingeführt wird und der durch die Abflußleitung 30 in die Waschlösungsnittel-Recyclisierungsleitung 26 zurückgeführt wird. Das wiedergewonnene Waschlösungsmittel von der Destillationszone 41 und/oder der Destillationszone 51 wird über die Leitungs 31 zu einer Waschlösungsmittel-Recyclisierungsleitung 26 geleitet. Toluol wird als neu zugeführtes Waschlösungsmittel über die Leitung 33 eingeleitet. Eine Destillationszone 41 einschließlich eines Destillationsturms 42 kann mit sekundärem Filtrat über die Leitung 43 versorgt werden, wobei recyclisiertes Lösungsmittel durch die Uberkopfleitung und die Recyclisierungsleitungen 31 und 26 zur Verfügung gestellt wird.

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Beispiel 2

Ein frisches Beschickungsmaterial, das 24% Paraxylol enthält, wird über die Leitung 10 eingeleitet. Es wird kein recyclisiertes Paraxylol injiziert, so daß die Mischvorrichtung 61 nicht verwendet wird. Das sekundäre Filtrat wird von der Leitung 49 rezirkuliert, wobei dieses Filtrat das Waschlösungsmittel und aromatische Cg-Kohlenwasserstoffe enthält. Das eingestellte Beschickungsmaterial wird über den Wärmeaustauscher geleitet und auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben v/eiterverarbeitet, ausgenommen von Abänderungen, die deshalb durchgeführt werden, weil man Methylcyclohexan als Waschlösungsmittel verwendet. Sowohl die Mischvorrichtung 3o als auch die Kühlvorrichtung 39 werden verwendet, so daß das Waschlösungsmittel, das bei 19 eingeleitet wird, eine Menge an Paraxylol enthält, die im wesentlichen der Löslichkeit von Paraxylol in Methylcyclohexan bei Zentrifugentemperatur entspricht. Die Zentrifuge wird bei ungefähr -63 C gehalten. Die Lösung aus Waschlösungsmittel wird auf ungefähr -30°C gekühlt, bevor sie in die Zentrifuge bei 19 injiziert wird. Die Menge an Methylcyclohexan, die als Waschlösungsmittel verwendet wird, beträgt ungefähr 50 Gew.%, bezogen auf die Entnahmerate des rohen Filterkuchens über die Leitung Methylcyclohexan besitzt beiszt eine größere Selektivität zur Extraktion von Metaxylol, ohne daß Paraxylol aus dem Filterkuchen ausgelaugt wird. Diese Selektivität ist der Rate oder der Geschwindigkeit, mit der die Mutterlauge, die große Mengen an Metaxylol enthält, in dem Waschlösungsmittel gelöst wird, zuzuschreiben. Das Methylcyclohexan wird in dem Destillationsturm 24 und in dem Destillationsturm 52 zufriedenstellend wiedergewonnen. Ein Paraxylolprodukt mit handelsüblicher Reinheit wird über die Leitung 29 entnommen.

Beispiel 3

Als Waschlösungsmittel wird anstelle von Methylcyclohexan "Isooctan" verwendet und die Injektionsgeschwindigkeit bei

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entspricht im wesentlichen 70%, bezogen auf die Produktentnahmegeschwindigkeit in der Leitung 21. Sonst arbeitet man wie in Beispiel 2 beschrieben. "Isooctan" laugt Paraxylolkristalle weniger aus und dadurch können größere· Mengen an Waschlösungsmittel während der extrem kurzen Waschzeit des rohen Filterkuchens verwendet werden. Ein Produkt mit handelsüblicher Reinheit wird über die Leitung 29 entnommen. Handelsübliches Alkylat ist eine technische Qualität von "Isooctan", welches für diesen Zweck geeignet ist.

Beispiel 4

Ein Naphtha mit einem Siedepunkt im Bereich von 90 bis 100⁰C, welches im allgemeinen von aromatischen Kohlenwasserstoffen frei ist und bei -130⁰C filtriert wurde, ..um irgendwelche gefrierbaren Komponenten zu eliminieren, wird als Waschlösungsmittel verwendet. Das Lösungsmittel wird auf -50⁰C gekühlt und kein Paraxylol wird damit recyclisiert. Dieses gekühlte Lösungsmittel wird in einer Rate verwendet, die 75% der Kuchenentnahmerate über die Leitung 21 entspricht,und das sekundäre Filtrat wird über die Leitung 49 rezirkuliert. Das Naphtha wird in der Destillationssäule 52 wiedergewonnen und über die Leitungen 54 und 31 rezirkuliert. Ein sorgfältiger Betrieb der Säule 52 ist wichtig, wenn die Paraxyloleinheit mit einer Isomerisierungseinheit integriert ist, um die Mutterlauge der Leitungen 55 und 60 in ein Isomerisat umzuwandeln, das geeignet ist, um zu dem frischen Beschickungsmaterial zugefügt zu werden. Überschüssige Mengen an nichtaromatischen Verbindungen können' die Koksbildungsgeschwindigkeiten in der Isomerisierungszone erhöhen, wenn nicht im wesentlichen das gesamte Naphtha in der Säule 52 entnommen wird. Ein handelsüblich reines Paraxylol wird über die Produktleitung 29 entnommen.

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Beispiele 5 bis 8

Ein Strom aus aromatischen Cg-Kohlenwasserstoffen, der Orthoxylol, Metaxylol, Äthylbenzol und Paraxylol enthält und der ungefähr 23% Paraxylol enthält, wird auf ungefähr -62⁰C gekühlt, wobei man eine Aufschlämmung aus Paraxylol in einer Mutterlauge erhält. Die Aufschlämmung wird auf ein Filter gegeben, welches bei ungefähr-62°C gehalten wird., und die Mutterlauge wird aus dem rohen Paraxylo!filterkuchen abgezogen. Vakuumbehandlung des rohen Filterkuchens vermindert die Feuchtigkeit des Filterkuchens auf einen Wert im Bereich von ungefähr 7 bis ungefähr 10 Gew.%.

Erfindungsgemäß wird ein solcher Filterkuchen mit Toluol behandelt, welches ungefähr geeignet ist, um den Kuchen zu überschwemmen und alle Zwischenräume im Filterkuchen zu füllen, ohne daß das Flüssigkeitsniveau wesentlich höher ist als das Niveau des Filterkuchens, wobei diese Menge im Bereich von 20 bis 95%, bezogen auf das ursprüngliche Gewicht des Filterkuchens, liegt und wünschenswerterweise geringer ist als 50%. Man erhält wesentliche Vorteile, da nur eine ein zige Waschstufe auftritt, ohne daß man mechanisch rühren muß, um die Paraxylolkristalle in dem Lösungsmittel wieder aufzuschlämmen.

Die Menge an verwendetem Lösungsmittel, ausgedrückt als Gewichtsbereich, um einfach ein Waschen durch überfluten mit dem Lösungsmittel durchzuführen, beträgt von 20 bis 9596 und wird entsprechend den Änderungen in der Porosität des Filterkuchens und den unterschiedlichen Vorrichtungen, in denen die Waschstufe durchgeführt wird, angepaßt. Es ist sehr wünschenswert, ein anschließendes Auslaugen, eine Kanalbildung und andere Merkmale der Lösungsmittelextraktion gering zu halten und die Reinigung, die der "Einflußströmung¹¹ des Lösungsmittels zuzuschreiben ist, maximal zu halten. Die Verweilzeit der überfluteten Mischung an Filterkuchen und des Toluols sollte geringer sein als 2 Minuten und . kann so kurz

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wie ungefähr 1 Sekunde sein, wenn man eine Zentrifuge verwendet. Stellt man eine kontrollierte Menge an Toluo!waschmittel während einer Zeit, die so kurz wie es praktisch durchführbar ist ist, zur Verfügung, so wird das Waschen durch Überfluten oder "Einschlußströmen" (welches sich von einem aufeinanderfolgenden Auslaugen unterscheidet) begünstigt.

Verwendet man einen Filter der Laborart, so wird kein Vakuum angelegt bis zum Ende der Verweilzeit. Die einzige Speisung mit Toluol wird einheitlich auf dem oberen Teil des Filterkuchens verteilt, so daß die Strömung an Waschlösung durch den Filterkuchen zweckdienlich als "Eindringströmung" bezeichnet werden kann. Bei ungefähr -62°C löst Toluol .ungefähr 10% Paraxylol. Die Ausbeute an gereinigtem Filterkuchen wird um ungefähr Λ% für jeweils 10 Gew.% Lösungsmittel über der minimalen Uberflutungs'speisung erniedrigt und die 95% Maximum sollten nicht überschritten werden, selbst wenn die Toluolströmungsbedingungen kein vollständiges überfluten des Kuchens ermöglichen.

In der folgenden Tabelle I sind Werte aufgeführt für vier Gefrierreinigungen von Paraxylol.

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Tabelle I
Einmalige Zufuhr von Waschlösungsraittel bei der einstufigen Kristallisation

Bei- %-Gehalt Kristalli-

spiel Paraxylol sationstem-

im Beschick, peratur, C

material

Gew. % Paraxylol im Kuchen

% Toluol- vor der Reinheit nach d. Waschmittel Toluol- Toluolwäsche u. wäsche nach d.Toluolentfernung

Ausbeute, bezogen auf Ursprung!. Ursprung!. Kuchen Paraxylol

	5	24,92	-57	42	92,7	99,63
	6	23,73	-60	40	92,77	99,6
	7	22,6	-62	46	92,7	99,59
OO ·>.	8	21,8	-63	26	92,7	99,42
O CC

92 84

92

100 91 93 94

Aus diesen Vierten ist erkennbar ₀ daß ßian eine vorteilhaft hohe Reinigung erhält₉ wenn man den Filterkuchen durch eine ein= zige Zufuhr durch Überflutung wäscht ₉ wobei man noch eine aus= gezeichnete Ausbeute erhält» Durch eine solche einstufige Kristallisation sind keine teuren Vorrichtungen erforderlich _ΰ die man für Wiederschmelzen, Umkristallisieren und Wiederfiltern des Paraxylols gebrauchte Die Einrichtungen sind erf order-= liehρ wenn eine Produktreinheit von 99p8?o gewünscht wird.

Es ist möglichρ das zweite Filtrat zu destillieren, Toluol als Waschlösungsmittel wiederzugewinnen» Das aromatische Co-Raffinat von der Waschstufe kann als Xylol technischer Qualität verkauft werden oder es kann in eine Isomerisierungssone geleitet oder anderweitig verwendet werden* Wenn das sekundäre Filtrat zu dem Beschickungsmaterial recyclisiert wirdρ dann wird das Toluol hauptsächlich aus den Gefrierzonen, entnommen_g indem man einen geringen Teil des primären Filtrats abzieht«

Bei einem Vergleichsversuch arbeitet man auf gleiohe Weis© wi© oben, aber wiederholte eine 47%ig® Wäsche vier Mal? so daß die Menge an Toluol ₉ die zum Waschen des Filterkuchens verwendet wurdej, auf 188% erhöht wurde. Die Ausbeute wurde dabei auf 49% vermindert ₉ bezogen auf den 87?18$ reinen Kuchen, und auf 53% _p bezogen auf den ParaxyIo!gehalt des Kuchens= Diese V©r» luste an Ausbeute sind dem Auslaugen d@s Paraxylols aus d©aa rohen Filterkuchen durch die Verwendung einer übermäßig langen Kontaktzeit und überschüssigem Toluol zuzuschreiben. Die Reinheit eines solchen Produkts betrug nur 99?74$ und liegt unter den Erfordernissen von einigen Kunden bzw. Verbrauchern · von 99s8%. Eine Reihe von Kontrollen dieser Art zeigt an, daß es wichtig ist_s die Menge an Toluol, die man verwendet, gering zu haltens und auf geeignete Weise eine Wäsche mit Überflutung durchzuführen, wobei man 95$ Maximum erhält.

Bei der Gewinnung des Toluolwaschlösungsmittels durch Destilla-

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tion treten verschiedene technische Vorteile auf, wenn man die Destillatzüsammensetzung kontrolliert, so daß sie ungefähr 10 Gew.% Paraxylol enthält. Ähnlich kann man ein Toluol-Waschlösungsrnittel herstellen, das 10% Paraxylol enthält. Wenn das Toluo!waschmittel ungefähr 10% Paraxylol enthält, sind höhere Ausbeuten möglich, als wenn man reines Toluol zum Waschen verwendet, obgleich die Verunreinigungen trotzdem noch schnell und. wirksam entfernt werden.

Nach Beendigung der Wäsche mit Toluol muß der Paraxylolkuchen bei einer Temperatur im Bereich von -50 bis -75⁰C gehalten werden, um die günstigen Vorteile der vorliegenden Erfindung zu erzielen. Die Temperatur des ToluolwaschlösungsmittelsCmit oder ohne gelöstes Paraxylol) muß im Bereich von -70 bis 40 C gehalten werden, um die vorteilhaften Ergebnisse der vorliegenden Erfindung zu erzielen. Selbst mit Toluol, das so heiß ist wie 40⁰C, kann man ein minimales Uberflutungswaschen durchführen, während die Temperatur des kalten Kuchens unter -50⁰C gehalten wird. Die Menge an Toluol ist in beiden Fällen geringer als 95 Gew.%, bezogen auf den Paraxylolkuchen,und ausreichend be,
beizubehalten.

ausreichend beschränkt, um eine Kuchentemperatur unter -50 C

Durch eine Reihe von Versuchen wurde sichergestellt, daß die Menge an Toluol, die zum Uberflutenwaschen bei einmaliger Zufuhr verwendet wird, von 20 bis 9596, bezogen auf den Kuchen, betragen soll und daß das erste Beschickungsmaterial mindestens 21% Paraxylol enthalten soll. Eine solche Wäsche ist vorteilhaft bei einstufigen Verfahren, bei denen Rein- . heiten erforderlich sind, die größer sind als 99»2%, aber geringer sind als 99,8%, bezogen auf das Paraxylol.

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Claims

- 27 Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von reinem Paraxylol_s feel dem ein flüssiges Beschickungsmaterial, welches'ParaxyIo1 enthält, abgekühlt 'wird, um einen rohen Paraxylolfilterkuchen abzutrennen, wobei dieser rohe Filterkuchen anschließend weiterverarbeitet wird, um Paraxylol mit technischer Reinheit bzw. handelsüblicher Reinheit herzustellen» dadurch gekennzeichnet, daß man

die Zusammensetzung des Beschickungsmaterials so kontrolliert, daß es mindestens 21% Paraxylol enthält, wobei die Hauptmenge des Restes aromatische Cg-Kohlenwasserstoffe sind,

man den Filterkuchen bei einer Temperatur im Bereich von "15 bis -5O⁰C während des ganzen Reinigungsverfahrens hält ,

man den Filterkuchen durch Überflutung mit Kohlenwasserstoff lösungsmittel wäscht, welches einen Gefrierpunkt innerhalb eines Bereichs von -130 bis ·=βΟ°Ο besitzt und welches einen Siedepunkt im Bereich von 35 bis 115⁰C besitzt, wobei das Lösungsmittel in einer Menge von 20 bis 35%$ bezogen auf das ursprüngliche Gewicht des Filterkuchens, verwendet wirdj und wobei das Lösungsmittel eine Anfangstemperatur im Bereich von -70 bis 40°C besitzt, man das Filtrat von dem so gereinigten Filterkuchen abzieht, das Waschen durch Überflutung,schnell durchführt, wobei die "Kontaktzeit zwischen, dem Waschlösungsmittel und dem Kuchen weniger als 2 Minuten beträgt, und

man Paraxylol mit einer Reinheit von mindestens 9992% durch Schmelzen und Destillieren dieses so gereinigten Kuchens von der einstufigen ParaxyIo!kristallisation, gewinnt,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Anfangstemperatur des Waschlösungsmittels als

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auch die Abflußtemperatur des Waschlösungsmittels im Bereich von ungefähr -70 bis ungefähr -1O⁰C liegen.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als V/aschlösungsmittel Toluol verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzeit im Bereich von ungefähr 1 bis ungefähr

5 Sekunden liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als V/aschlösungsmittel Cyclopentan, Methylcyclohexan, alkylsubstituierte Cycloalkane oder/und deren Mischungen

verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als V/aschlösungsmittel 2,2,4-Trimethylpentan, 2,2,3-Trimethylpentan, 2,3,4-Trimethylpentan oder/und deren Mischungen verwendet.

7· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Waschlosungsmittel Naphtha und Alkylatfraktionen mit einem Siedepunkt im Bereich von ungefähr 90 bis 100"⁰C verwendet.