DE2509182A1

DE2509182A1 - Einstufiges kristallisationsverfahren zur gewinnung von hochgereinigtem p-xylol

Info

Publication number: DE2509182A1
Application number: DE19752509182
Authority: DE
Inventors: Sivam Chandrasekhar; George Robert Wood
Original assignee: Standard Oil Co
Current assignee: Standard Oil Co
Priority date: 1974-03-11
Filing date: 1975-03-03
Publication date: 1975-10-02
Also published as: GB1493489A; NL7502812A; JPS50126624A; BR7501394A; IT1029989B; ES435492A1; FR2263994A1; DD117669A5; BE826553A; TR18478A

Description

Dr. F. Zumstein sen. - ü>r. E. Asümann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Küngseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

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STANDARD OIL COMPANY, Chicago, Illinois, USA

Einstufiges Kristallisationsverfahren zur Gewinnung von hochgereinigtem p-Xylol

Erfindungsgemäß wird ein hochgereinigtes p-Xylol-Produkt in einem einstufigen Kristcillisationsverfahren in hoher Ausbeute durch Waschen des p-Xylol-Filterkuchens in einer Separatorzentrifuge mit einer Waschflüssigkeit, aus C₁- bis C_R Kohlenwasserstoffe oder Mischungen davon die 5 bis 30 Teile p-Xylol enthält, und anschließendes Destillieren der Waschflüssigkeit von dem p-Xylol-Produkt erhalten. Die bevorzugte Waschflüssigkeit ist Hexan.

Die Trennung von p-Xylol von Mischungen von Xylolisomeren und anderen Verbindungen wird am wirksamsten durch ein Kristallisationsverfahren erzielt. Bei solchen Verfahren hat die Be-

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schickungsmischung für die Kristallisationsanlagen eine p-Xylol-Konzentration in der Größenordnung von 10 bis 40%, wobei 20% typisch sind. Die Beschickungsmischung wird auf eine Temperatur gerade oberhalb des eutektischen Punkts von p-Xylol mit der nächsten, am leichtesten auszufällenden Komponente, gewöhnlich m-Xylol, gekühlt, zur Bildung einer Aufschlämmung aus reinen p-Xylolkristallen in der Mutterlauge der Kristallisation. Die Trennung der Fest-Flüssig-Phasen wird durch Drehfilter, Filter- bzw. Siebwandzentrifugen (screen bowl centrifuges) Schubzentrifugen (reciprocating-pusher centrifuges) und andere, ähnliche Vorrichtungen erzielt. Das Filterprodukt oder der p-Xylol-Kuchen, der diese erste Abtrennungsstufe verläßt, enthält im allgemeinen 10 bis 40% mitgeschleppter Mutterlauge, je nach der verwendeten Trennvorrichtung. Da im allgemeinen p-Xylol-Reinheitsgrade von über 99% für gewerbliche Zwecke erfor-

zusafcalicne derlich sind, sind eine oder mehrere' Kristallisationsstufen zur weiteren Reinigung erforderlich. Diese Arbeitsweise erfordert nicht nur zusätzliche Ausrüstungen, sondern erhöht auch die Arbeitskosten sehr stark.

Um die Reinheit des p-Xylol-Produkts zu erhöhen und, falls möglich, zusätzliche Umkristallisationsstufen auszuschließen, wurden eine Vielzahl von Schemata entwickelt, wobei der p-Xylol-Kuchen nach der Abtrennungsstufe gewaschen wird, um eine wesentliche Menge der mitgeschleppten Mutterlauge zu verdrängen oder zu entfernen. Die US-Patentschrift 2 766 309 lehrt ein Verfahren, bei dem der p-Xylol-Kuchen in einer ersten Stufe mit einer Flüssigkeit gewaschen wird, die 30 bis 60% p-Xylol enthält, wobei ein Hauptanteil der Mutterlauge von dem Filterkuchen verdrängt wird, so daß ein p-Xylol-Produkt mit einer Reinheit in der Größenordnung von 95% in einer einzigen Stufe erhalten wird. Um die Reinheit auf 98% oder darüber zu erhöhen, muß der p-Xylol-Kuchen erneut aufgeschlämmt werden und der zweite Filterkuchen mit einer Kohlenwasserstoff-Flüssigkeit gewaschen werden, die 60 bis 90% p-Xylol enthält. Dieses

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Verfahren weist den Nachteil auf, daß die an p-Xylol reiche · Waschlösung dazu neigt, in den Poren des p-Xylol-Kuchens zu kristallisieren, wobei die Menge der verdrängten Mutterlauge begrenzt wird, so daß ein 99/oiges p-Xylol-Produkt nicht erzielt werden kann. Ein ähnliches Verfahren wird in der US-Patentschrift 3 662 013 beschrieben, wobei ein erster Filterkuchen mit der vollständig mischbaren Flüssigkeit Toluol gewaschen wird, der gewaschene Kuchen mit einem Teil Waschflüssigkeit aufgeschlämmt wird, die Aufschlämmung unter Bildung eines zweiten Filterkuchens getrennt wird, der zweite Kuchen mit reinem Toluol gewaschen wird und anschließend das Toluol aus dem zweiten gewaschenen Kuchen abdestilliert wird,, um ein p-Xylol-Produkt mit einer Reinheit von 99% oder darüber zu gewinnen. Die mischbare Flüssigkeit Toluol muß vor der Anwendung gekühlt werden, um einen wesentlichen Feststoffverlust zu verhindern, der die Ausbeute an Produkt vermindert. Zwar benutzen beide vorstehenden Verfahren lediglich eine einzige Kristallisationsstufe, jedoch muß der Kuchen der ersten Stufe erneut aufgeschlämmt werden, um eine zufriedenstellende Reinheit des Produkts zu erhalten. Die Aufschlämmungstechnik erfordert ein zweistufiges Wasch- und Trennverfahren.

Aus der US-Patentschrift 2 724 007 ist die Gewinnung eines relativ reinen p-Xylol-Produkts in einem einstufigen Kristallisations- und Abtrennverfahren bekannt, bei dem nicht mischbare Waschflüssigkeiten, wie Wasser-Alkohollösungen,.verwendet werden. Zwar ist die Anwendung einer nicht mischbaren Flüssigkeit vorteilhaft, da die Verluste an Filterkuchen-Feststoffen durch Auflösung in der Waschflüssigkeit gering sind, jedoch ist das Vermischen dieser Waschflüssigkeit mit der Mutterlauge sehr unwirksam, und die Verdrängung ist daher nicht geeignet, ein Produkt mit hoher Reinheit zu erzielen. Wasser-Alkohollösungen haben den weiteren Nachteil, daß sie zuerst auf etwa die gleiche Temperatur, wie das. p-Xylol-Eutektikum.gekühlt werden müssen. Ein weiteres einstufiges Kristallisation- Ge-

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winnungsverfahren beschreibt die US-Patentschrift 2 823 241, bei dem hochflüchtige Flüssigkeiten, wie Propan, in der Waschstufe verwendet werden. Eine Wäsche mit hochflüchtigem Kohlenwasserstoff, wie Propan, kann gute Verdrängungswirksanikeiten für Mutterlaugen ergeben, und es kann eine leichte Destillation von dem p-Xylol-Euchen erfolgen, jedoch, besteht der Nachteil, daß ein großer Anteil der Filterkuchen-Feststoffe gelöst wird, wodurch die Ausbeute vermindert wird. Auch müssen Propan-Waschflüssigkeiten vor ihrer Anwendung gekühlt werden, wodurch ein großer Teil des Verfahrensvorteils verlorengeht.

Durch die vorliegende Erfindung wird nun ein einstufiges Kristallisations- und Trennverfahren zur Gewinnung eines p-Xylol-Proclukts in hoher Reinheit (über 99?0 bei hoher Ausbeute, aus einer Beschickung aus gemischten Xylolisomeren und anderen aromatischen Verbindungen geschaffen, dadurch, daß man eine Waschflüssigkeit verwendet, die eine Mischung von Cc bis Cg Kohlenwasserstoffen und p-Xylol umfaßt. Spezieller wird die Beschickungsmischung in einer Kristallisationszone auf eine Temperatur gekühlt, die gerade über dem p-Xylol-Eutektikum liegt, um eine Aufschlämmung von reinen p-Xylol-Kristallen in der Kristallisations-Mutterlauge zu ergeben. Die Aufschlämmung wird zu einer Mehrzonen-Separatoreinheit mit Einrichtungen zum Eintritt der Waschflüssigkeit geleitet. In einer ersten Zone wird die Feststoff-Flüssigkeit-Trennung erzielt, wobei ein wesentlicher Teil der Mutterlauge extrahiert und verworfen bzw. abgeführt wird. Der Einschlüsse von Mutterlauge enthaltende p-Xylol-Filterkuchen wird zu einer zweiten Zone geleitet, wo er mit 0,4 bis 1,2 Teilen Waschflüssigkeit pro Teil Filterkuchen gewaschen wird. Die bevorzugte Waschflüssigkeit besteht aus Hexan, das 5 bis 30 Teile p-Xyxlol bei einer Temperatur von etwa 21⁰C (70⁰F) enthält. Der Abstrom der Waschflüssigkeit wird extrahiert und destilliert, um eine Mischung von Xylolisomeren zur Recyclisierung in die Kristallisationszone und Hexan zur Wiederverwendung in der Waschflüssigkeit zu erhalten. Der ge-

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waschene p-Xylol-Kuchen wird in einer dritten Zone getrocknet und von der Separatoreinheit zu einem Schmelztank bzw. Schmelzbehälter und anschließend zu einem Fraktionierturm geleitet» wo das Hexan zur Wiederverwendung in der Waschflüssigkeit herausdestilliert und das hociigereinigte p-Xylol-Produkt gewonnen wird.

Die beigefügte Fig. 1 stellt ein schematisch.es Fließschema zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.

Die beigefügte Fig. 2 stellt einen schematischen Querschnitt der Zentrifugen-Separatoreinheit dar.

Im folgenden werden spezielle Ausführungsformen der Erfindung dargelegt.

Typische Beschickungsmischungen für das erfindungsgemäße Verfahren enthalten, bezogen auf das Gewicht, 5 bis 4O;o Äthylbenzol, 15 bis 20$ p-Xylol, 30 bis 40$ m-Xylol, 5 bis 25% o-Xylol und geringere Anteile anderer Verbindungen, wie Toluol und naphthene.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 wird eine geeignete Xylolbeschickung der vorstellend beschriebenen Art in das Wiedergewinnungssystem 10 durch die Leitung 12 zur Wärmeaustauschzone 14 eingebracht. Die Wärmeaustauschzone 14 besteht aus einer Mehrzahl von Kühlern, die die Beschickung nach und nach auf etwa 37,8'C(IOO⁰F) bis etwa -40⁰G (-40⁰F) durch Austausch mit dem kalten, vom Separator 22 über die Leitung Z'=- abgeführten Filtrat kühlen. Die gekühlte Beschickung wird über die Leitung 16 zur Kristallisationszone 18 geführt, die aus einer Reihe von gekühlten Gefäßen besteht, um die Beschickung stufenweise weiter auf eine Temperatur gerade über dem Eutektikum von p-Xylol im Bereich von etwa -56,7°C (-70⁰F). bis etwa -70,5⁰C (-95⁰F) zu kühlen. Die inneren Wärmeaustauschoberflächen der Kristallisa-

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toreinheiten werden kontinuierlich abgeschabt, um Kristallfeststoffe im Maße ihrer Bildung an den Wänden der Kühlereinheiten zu entfernen.

Der Abstrom von der Kristallisationszone 18 ist eine Aufschlämmung aus p-Xylol-Kristallen und Mutterlauge und wird durch die Leitung 20 zur Separatoreinheit 22 geführt. Der bis zu einem gewissen Ausmaß im Detail in Fig. 2 gezeigte Separator ist eine einheitliche Mehrzonenfiltar- bzw. Siebwandzentrifuge (unitary multiple zone screen-bowl centrifuge) der Art, wie sie beispielsweise von der Bird Manufacturing Company of South Walpole, Massachusetts, hergestellt wird. Die Beschickungsaufschlämmung wird in die Separatorzentrifuge22 über die Verteilerleitung 76 eingebracht und in dem Vollwandabschnitt (bowl section) abgeschieden. Die Gravitationskräfte zwingen die Aufschlämmung zur äußeren festen Wand der Zentrifuge, wo die unterschiedliche Dichte der p-Xylol-Kristalle und der Mutterlauge eine graduelle Trennung in zwei Phasen bewirken. In der ersten Zone oder Entwässerungszone fügen sich die schwereren p-Xylol-Kristalle zu einem Filterkuchen 78 zusammen, während die Mutterlauge sich an der inneren Oberfläche des Kuchens sammelt und vom Beschickungsende der Zentrifuge als abgeführtes Filtrat abgezogen wird, Der Filterkuchen 78 wird fortschreitend mittels einer nicht gezeigten, inneren Förderschnecke durch den Separator 22 transportiert. Der Filterkuchen wird bei seiner Bewegung von dem Festwandabschnitt 72 über den Übergangsabschnitt (beach) der Zentrifuge zwischen dem Festwandabschnitt 72 und dem Filter- bzw. Siebabschnitt zum Filter- bzw. Seibabschnitt 74 kontinuierlich entwässert. Der Filter- bzw. Siebabschnitt der Zentrifuge ist aus einem Konstruktionsmaterial hergestellt, das eine Vielzahl von Perforationen enthält, die so konstruiert sind, daß sie den Durchgang des Filterkuchens verhindern, jedoch den Durchlaß der Mutterlauge ermöglichen, die durch die Zentrifugalkraft durch die Perforationen gezwungen bzw. gedrückt wird. In der

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Entwässerungszone der Filter- bzw. Siebzone 74 wird der Mutterlaugenextrakt; in dem Siebabfluß 88 gesammelt, der aus dem Mantel 82 und der Trennwand 84 besteht. Das Siebabflußtfiltrat wird über die Leitung 30 zu dem Lagerungstank 32 geleitet und ■ anschließend über die Leitung 34 zur Beschickungsleitung 16 für den Kristallisator zur Recyclisierung in die Kristallisationszone 18 beschickt.

Der Filterkuchen wird anschließend zu einer zweiten Waschzone im Filter- bzw. Siebabschnitt 74 transportiert, wo eine Waschflüssigkeit, die durch die Leitung 60 eingeführt wird,,über die Oberfläche des Filterkuchens gesprüht wird. Ziel des Waschzyklus ist es, auf dem Filterkuchen ein Material aufprallen zu lassen, das durch die Gravitationskraft in den Kuchen eindringt uifl einen wesentlichen Teil der in dem Filterkuchen eingeschlossenen, zurückgebliebenen Kutterlauge zu verdrängen. Es hat sich gezeigt, daß die Wirksamkeit des Waschzyklus von einer Anzahl von physikalischen Eigenschaften und Zusammensetzungseigenschaften der Waschflüssigkeit abhängt. In der vorliegenden Beschreibung wird die 'Wirksamkeit des Waschvorgangs an der Reinheit des resultierenden p-Xylol-Produkts und der Produktausbeute oder geeigneter die Verminderung der Feststoffverluste aufgrund der Auflösung des Filterkuchens durch die Waschflüssigkeit gemessen.

Der Mechanismus des Waschzyklus umfaßt sowohl das physikalische Durchdringen des Filterkuchens durch die Waschflüssigkeit als auch die kontinuierliche Wärmeübermittlung zwischen Filterkuchen und 'Waschflüssigkeit. Tritt die Waschflüssigkeit zuerst in einen kalten Kuchen ein, so tritt eine rasche Wärmeübertragung aufgrund der sehr großen Oberfläche auf, die durch die kleinen Kristalle in dem porösen Kuchen geboten wird. Dieser Wärmeaustausch führt zu einer Schmelz-Auflösung der Oberfl»chenkrjstalle, wodurch die Waschflüssigkeit an p-Xylol angereichert wird, während auch die Waschtemperatur absinkt. Dringt die

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Waschflüssigkeit tiefer in den Kuchen ein, so wird sie kontinuierlich gekühlt und, falls der Kuchen ausreichend dick oder die Waschflüssigkeit ausreichend konzentriert an p-Xylol ist, so wird sie überkühlt. In dieser Stufe wird sie aufhören, den Kuchen zu lösen und anstelle dessen beginnen zu kristallisieren, wobei das gelöste p-Xylol an den kalten Kristallen, mit denen es in Kontakt kommt, abgelagert wird« Im Falle einer Waschflüssigkeit, die reich an p-Xylol ist, verursacht die rasche Wärmeübermittlung eine Kristallisation des p-Xylols an dem Kuchen, wodurch die Poren verstopft werden und die Verdrängung einer wesentlichen Menge an Mutterlauge verhindert wird. Die resultierende Reinheitszunahme kommt daher mehr von dem Zusatz an angereichertem p-Xylol aus der Waschflüssigkeit,als durch die Verdrängung von Verunreinigungen, die in dem Kuchen vorhanden sind. Beim anderen Extrem führt die Verwendung einer Lösungsmittel-Waschflüssigkeit zu einer Steigerung der Reinheit des Filterkuchens, jedoch auf Kosten einer Verminderung der Ausbeute an Filterkuchen durch Auflösen einer wesentlichen Menge der Kuchenkristalle.

Es hat sich gezeigt, daß die Wirksamkeit des Waschzyklus in überraschender V/eise durch eine kritische Mischung von einer Kohlenwasserstoff-Waschflüssigkeit und p-Xylol verbessert werden kann. Spezieller weist die Waschflüssigkeit folgende Eigenschaften auf:

(1) einen Gefrierpunkt unter etwa -71⁰C bzw. unter -7O,5°G (-95⁰F) (der eutektischen Temperatur von p-Xylol),

(2) einen Siedepunkt über etwa 21° C (bzw. über 21,1⁰C = 70⁰F) und

(3) eine Viskosität unter 1,0 cP.

Es ist ersichtlich, daß in diesem Bereich verschiedene Materialklassen fallen, z.B. bestimmte Alkohole, Äther, Acetale, Aldehyde, Ketone, Ester und Amine, jedoch wird beabsichtigt, die Waschflüssigkeit aus solchen Materialien zu wählen, die

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aus einer Kohlenwasserstoff-Raffinerie bequem erhältlich sind und darüberhinaus keine Materialien enthalten, die bei der Cyclisierung durch eine Isomerisationseinheit zur Vergiftung des darin verwendeten Katalysators führen. Ein zufriedenstellendes Material kann aus C₁- bis Cg Kohlenwasserstoffen und Mischungen davon gewählt werden, wie Isopentan, Hexan, Isoheptan und Toluol.. Die bevorzugte Waschflüssigkeit ist Hexan, die bequem erhältlich und preiswert ist. Hexan weist eine geringe Viskosität (0,46 cP) auf, wodurch die Penetration durch und die Drainage von einem p-Xylol-Filterkuchen erleichtert wird, und besitzt einen niedrigen Siedepunkt von etwa 68,4°C (155°P), wodurch es leicht von dem p-Xylol-Produkt durch Fraktionieren abgetrennt werden kann. Darüberhinaus ist Hexan eine nicht kristallisierende Flüssigkeit, völlig mit der Mutterlauge mischbar und lediglich ein mäßiges Lösungsmittel für p-Xylol-Kristalle.

Das Waschmaterial ist ferner dadurch charakterisiert, daß es 5 bis 30 Gew.-Teile p-Xylol enthält, wobei der bevorzugte Bereich bei 10 bis 15 Teilen liegt. Es wurde gefunden, daß, je größer die Menge an zu der Waschflüssigkeit zugesetztem p-Xylol ist, umso geringer die p-Xylol-Ausbeute wird. Auch wurde gefunden, daß ein p-Xylol-Gehalt im genannten Bereich Verstopfungen bzwJ?f ropfenbildungen vorbeugt und gleichzeitig jeglichen beträchtlichen Verlust an p-Xylol-Feststoffen, der zu einer Verminderung der Ausbeute führen würde, verhindert. Schließlich wird die Wirksamkeit des Waschvorgangs bis zu einem gewissen Ausmaß durch die Waschtemperatur beeinflußt, so daß ein Gleichgewicht zwischen Hochtemperaturwäschen, die zur Auflösung einer unerwünschten Menge des p-Xylol-Kuchens führt,und von Niedrigtemperaturwäschen eingehalten werden muß, die zu einer vorzeitigen Kristallisation des p-Xylol-Gehalts in dem Kuchen führt, wodurch die Poren verstopft werden. Wird die bevorzugte Waschflüssigkeit Hexan verwendet, so hat es sich gezeigt, daß eine Waschtemperatur in der Größenordnung

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von etwa 21⁰C (70⁰P) günstige Ergebnisse liefert. Diese Temperatur hat den zusätzlichen Vorteil, daß keine Abkühlung der Waschflüssigkeit vor ihrer Anwendung notwendig ist.

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren wird der Filterkuchen, nach Anwendung der Waschflüssigkeit in der Waschzone zu einer dritten Trocknungszone geführt, wo der Wasch-Abstrom aus dem Filterkuchen gedrückt bzw. geschleudert wird. Der Waschabstrom wird im Abfluß 90, der zwischen der Außenwand und der Trennwand 84 gebildet wird, gesammelt und über die Leitung 36 zum Lagerungstank bzw. Behälter 38 geführt. Der Waschabstrom wird anschließend über die Leitung 40 zu einem Fraktionierungsturm 42 geführt, wo die Waschflüssigkeit herausdestilliert wird und durch das Rohr 44 in den Auffüllbehälter 60 für Waschmaterial geführt wird. Die gemischten Xylole aus dem Waschabstrom werden auch aus dem Fraktionierungsturm 42 gewonnen und über die Leitung 46 zur Recyclisierung durch die Kristallisationszone 18 geführt. Nach dem Durchlaufen der Trocknungszone verläßt der Filterkuchen die Separatoreinheit 22 durch die Leitung 48 zum Schmelztank bzw. Schmelzbehälter 50, wo die Kristalle geschmolzen werden. Das geschmolzene p-Xylol wird über die Leitung 52 zum Fraktionierturm 54 geführt, wo restliche Waschflüssigkeit herausdestilliert und über die Leitung 56 zur Leitung 58 zur Recyclisierung in den Auffülltank 60.geführt wird. Zugesetzte Waschflüssigkeit wird je nach Gebrauch aus einer Zusatzquelle über die Leitung 58 zum Auffülltank 60 geführt. Ein Gleitstrom (slip stream) der p-Xylol-Schmelze wird durch die Leitung· 52 entnommen und über die Leitung 64 zum Auffülltank 60 für das Waschmaterial geführt, wo das Waschmaterial abgezogen und über die Leitung 28 in die Separatoreinheit 22 geführt wird. Das p-Xylol-Produkt wird vom Fraktionierturm 54 gewonnen und über die Leitung 62 zur Lagerung geführt.

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Beispiel

Eine etwa 36,3% Äthylbenzol, 17,3% p-Xylol, 32% m-Xylol, 12,3% o-Xylol und 2% andere Verbindungen, bezogen auf das Gewicht, enthaltende Beschickungsraischung wurde auf·etwa -68°C (-90⁰F) gekühlt, um eine Aufschlämmung von reinen p-Xylol-Kristallen und Kristallisations-Mutterlauge zu bilden. Die Aufschlämmung wurde unter einer Vielzahl von Bedingungen in einer Zentrifuge mit perforierter Wand bei etwa 775 g zentrifugiert. Die Aufschlämmung wurde etwa 10 bis 15 Sekunden geschleudert, bevor die Waschflüssigkeit über die Oberfläche des Kuchens gesprüht wurde. Der Kuchen wurde anschließend durch Schleudern während etwa 10 Sekunden getrocknet. In allen Fällen betrug die Schleuder-(bzw. Zentrifugier)-Wasch-Trocknungszeit 30 bis 40 Sekunden. Die wesentlichen Bedingungen und Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

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Tabelle

CO ■Ε»« O

Ansatz Nr.	1	2	3	4	5	6	I
Waschflüssigkeit	keine	TokDl	ToIm öl	Hexan·	Hexan'	Hexan·
Waschtemp. ⁰C (⁰F) p-Xylol-Gehalt - Gew.-96	—	-62,2 (-80) 0	21,1 (70) 0	'21,1 (70) 0	21,1 (70) 34.3 .	21,1 (70) 12.3
Gew.-Waschflüssigkeit/ Gew. p-Xylol im Kuchen		0.71	1.04	1.04	0.94	0.56
Gewaschener p-Xylol-Kuchen Reinheit - %	81.4	96.8	S9.3	99.6	99.5	99.6
(Λ \ Ausbeute - % ^K '	100	96.1	80.2	88.0	86.3	96.7 .

m ^

^N ^J bezogen auf den gesamten p-Xylol-Gehalt der Beschickungen cd

und der Waschflüssigkeit <£>

Die in der vorstehenden Tabelle aufgeführten Daten zeigen
deutlich, daß ein p-Xylol-Produkt mit 99/iiger Reinheit in
einer einstufigen Kristallisation ohne einen wirksamen Waschzyklus (vergleiche Ansätze 1 und 2) nicht erzielt werden kann, Ein Vergleich der Ansätze 2 bis 6 zeigt, daß bei einer wesentlich verbesserten Reinheit des Produkts im Vergleich mit der
eines nicht gewaschenen Kuchens durch selektive Verwendung
eines Waschmaterials gemäß den bevorzugten, erfindungsgemäßen Angaben (vergleiche Ansatz 6) die Ausbeute des Produkts zusätzlich auf über 95% angehoben werden kann.

Die vorstehend angegebenen Methoden dienen lediglich zur Erläuterung der Erfindung, ohne eine Einschränkung darzustellen.

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Claims

Patentansprüche

(_1.J Verfahren zur Trennung von p-Xylol aus einer normalerweise flüssigen Mischung von Xylol-Isomeren und Cg-Aromaten, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung in einer Kristallisationszone auf eine Temperatur gerade über dem eutektischen Punkt von p-Xylol gekühlt wird, um eine Aufschlämmung von p-Xylol-Kristallen in einer Kristallisations-Mutterlauge zu erhalten, und Abtrennen der p-Xylol-Kristalle von der Mutterlauge zur Gewinnung des p-Xylol-Produkts, wobei diese Aufschlämmung in eimMehrzonen-Zentrifugen-Separatoreinheit mit kontinuierlicher Beschickung eingebracht wird, die Vorrichtungen für den Eintritt einer Waschflüssigkeit in eine Zwischenzone aufweist, ein wesentlicher Teil der Mutterlauge aus der Aufschlämmung in einer ersten Zone durch" Schwerkräfte abgetrennt wird, wobei ein poröser p-Xylol-Kuchen gebildet wird, der Einschlüsse von mitgeschleppter Mutterlauge enthält, dieser p-Xylol-Kuchen in einer zweiten Zone der Separatoreinheit mit etwa 0,4 bis etwa 1,2 Gew.-Teilen Waschflüssigkeit pro Teil des p-Xylol-Kuchens gewaschen wird, wobei diese Waschflüssigkeit aus einem Hauptanteil eines Ck bis C_g Kohlenwasserstoffs und einem geringeren Anteil von gelöstem p-Xylol besteht, durch Schwerkräfte ein wesentlicher Anteil des Waschflüssigkeit-Abstroms von dem gewaschenen p-Xylol-Kuchen in einer dritten Zone der Separatoreinheit abgetrennt wird, der gewaschene p-Xylol-Kuchen aus der Separatoreinheit in einen Schmelztank geführt wird, worin der p-Xylol-Kuchen geschmolzen wird, das geschmolzene p-Xylol zu einem Fraktionierungsturm bzw. einer Fraktionierkolonne geführt wird, in der die mitgeschleppte Waschflüssigkeit herausdestilliert wird und ein p-Xylol-Produkt mit einer Rein-

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heit von über 99% gewonnen wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit etwa 70 bis etwa 95 Teile eines C^ bis C₈ Kohlenwasserstoffs und etwa 5 bis etwa 30 Teile p-Xylol, bezogen auf das Gewicht, enthält.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit in die Zone des Separators bei einer Temperatur von etwa 21⁰C (etwa 70⁰F) eingeführt wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoffbestandteil eine Viskosität von etwa

0,40 bis etwa 1,0 cP aufweist.
5. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Waschflüssigkeit Hexan verwendet wird.
6. Einstufiges Kristallisationsverfahren zur Gewinnung eines im wesentlichen reinen p-Xylol-Produkts in hoher Ausbeute aus einer Beschickungsmischung von Xylol-Isomeren und Cg-Aromaten, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mischung in einer Kristallisationszone auf eine Temperatur gerade über dem eutektischen Punkt des p-Xylols unter Bildung einer Aufschlämmung von reinen p-Xylol-Kristallen und der Kristallisations-Mutterlauge kühlt, diese Aufschlämmung in eine kontinuierlich beschickbare Mehrzonen-Zentrifugen-Separatoreinheit einbringt, die Vorrichtungen zum Eintritt einer Waschflüssigkeit in eine Zwischenzone aufweist, einen wesentlichen Teil der Mutterlauge aus dieser Aufschlämmung in einer ersten Zone der Separatoreinheit durch Schwerkraft bzw. Gravitationskräfte abtrennt, wobei ein poröser "p-Xylol-Kuchen mit mitgeschleppten Einschlüssen von Mutterlauge gebildet wird, die abgetrennte Mutterlauge aus dieser Separatoreinheit zum Wärmeaustausch mit der einströmenden

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Beschickungsmischung und für v/eitere Verv/endung abzieht, den p-Xylol-Kuchen in einer zweiten Zone der Separatoreinheit mit etwa 0,4 bis etwa 1,2 Gew.-Teilen Waschflüssigkeit pro Teil des p-Xylol-Kuchens wäscht, wobei die Waschflüssigkeit aus einem Cc- bis Cg Kohlenwasserstoff besteht, der etwa 5 bis etwa 30 Teile p-Xylol, bezogen auf das Gewicht, enthält, durch Schwerkräfte bzw. Gravitationskräfte einen wesentlichen /mteil der Waschflüssigkeit in einer dritten Zone der Separatoreinheit aus dem gewaschen p-Xylol-Kuchen abtrennt, den Abstrom der Waschflüssigkeit aus dieser Separatorzone zum Transport in einen ersten Fraktionierturm bzw. eine erste Fraktionierkolonne abzieht, die Kohlenwasserstoffflüssigkeit aus diesem Waschflüssigkeits-Abstrom zur Wiederverwendung in der Waschflüssigkeit destilliert und eine Mischung von Xylol-Isomeren zur Rückführung in die Kristallisationszone gewinnt, den gewaschenen p-Xylol-Kuchen aus der Separatoreinheit in einen Schmelztank führt, worin der Kuchen geschmolzen wird, das geschmolzene p-Xylol zu einem zweiten Fraktionierturm bzw. einer zweiten Fraktionierkolonne führt, worin die mitgeschleppte Kohlenwasserstoffflüssigkeit zur Wiederverwendung in der Waschflüssigkeit herausdestilliert wird und ein p-Xylol-Produkt mit einer Reinheit von über 99% gewinnt.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschflüssigkeit in die Separatoreinheit bei einer Temperatur von etv/a 21⁰C (etwa 70⁰F) eingeführt wird.
8. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Waschflüssigkeit Hexan verwendet wird.

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