DE2934768C2 - Verfahren zur Trennung von aromatischen C↓8↓ -Isomeren durch wechselweise Adsorption und Desorption an Zeolithen - Google Patents
Verfahren zur Trennung von aromatischen C↓8↓ -Isomeren durch wechselweise Adsorption und Desorption an ZeolithenInfo
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Description
Diisopropyläther, Diisobutyläther,
Di-sec-butyläther, Di-tert-butyläther,
Di-n-amyläther, Diisoamyläther,
Di-tert-amyläther, Furan, 2-Methylfuran,
Hexamethylenoxid,
1,4-Cineol oder 1,8-Cineol
Di-sec-butyläther, Di-tert-butyläther,
Di-n-amyläther, Diisoamyläther,
Di-tert-amyläther, Furan, 2-Methylfuran,
Hexamethylenoxid,
1,4-Cineol oder 1,8-Cineol
als Desorptionsmittel einsetzt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven Trennung von gemischten aromatischen Kohlenwasserstoffisomeren
mit acht Kohlenstoffatomen (nachstehend als »aromatische Ce-Isomere« bezeichnet) an
einem Zeolith als Adsorptionsmittel durch wechselweise Adsorption und Desorption.
Der Einfachheit halber werden in diesem Zusammenhang p-Xylol, o-Xylol, m-Xylol, Äthylbenzol und ein
Desorptionsmittel mit den Symbolen »PX«, »OX«, »MX«, »EB« bzw. »DS« bezeichnet.
Ferner wird die Selektivität eines Systems, das ein Zeolith-Adsorptionsmittel und eine Lösung enthält, für
einen Stoff A gegenüber einem anderen Stoff B mit der nachstehenden Formel bezeichnet:
Ka =
worin Xa die Konzentration des Stoffes A in der Phase
des Zeolith-Adsorptionsmittels bezeichnet; Xb die Konzentration des Stoffes B in der Phase des
Zeolith-Adsorptionsmittels bedeutet; Ya die Konzentration des Stoffes A in der äußeren Lösung angrenzend
an das Zeolith-Adsorptionsmittel bedeutet; und Yb die
Konzentration des Stoffes B in der äußeren Lösung angrenzend an das Zeolith-Adsorptionsmittel bedeutet
Beispielsweise bezeichnet der Wert KJ& die
Selektivität eines Zeolith-Adsorptionsmittels für P-Xvlol
gegenüber m-Xylol und bezeichnet der Wert KJ?|
die Selektivität eines Zeolith-Adsorptionsmitlels für ein Desorptionsmittel gegenüber p-Xylol.
Aromatische Cg-Isomere werden beispielsweise von Erdöl-Crackern, Reformierungsanlagen oder durch
Disproportionierung von Toluol geliefert. Üblicherweise trennt man die aromatischen Ce-Isomeren durch
Destillation, Kristallisation, Extraktion des HF/BFV Komplexes von m-Xylol oder durch selektive Adsorption
mit einem Zeolith-Adsorptiensmittel. Ferner führt man die Trennung der aromatischen Ce-Isomeren im
technischen Maßstab mit einer Isomerisierungsmethode durch, bei der man m-Xylol, o-Xylol und Äthylbenzol zu
p-Xylol umwandelt. Von vielen technischen Trennmethoden wird die Methode der selektiven Adsorption mit
einem Zeolith-Adsorptionsmittel im allgemeinen als die wirtschaftlichste Methode angesehen.
Beispielsweise in den DE-OS 19 31 519 und 26 30 915,
der DE-AS 21 51 343 und den US-PS 38 67 470 und 39 03 187 ist die selektive Adsorption von Xylolisomeren
an mit Kalium und anderen Metallen ausgetauschten Zeolithen vom Typ X, Y und Faujasit beschrieben.
Ferner ist bekannt, daß für derartige Trennaufgaben das
SJO2 : AI2O3-Verhältnis der Zeolithe im Bereich von 3
bis 6 liegen soll, wobei bei steigendem SiCVGehalt die Trennwirkung zunimmt, vgl. die GB-PS 13 07 264 und
Verfahernstechnische Berichte, 1974, Seite 1751. Ferner ist es beispielsweise aus der DE-OS 24 36 076 und der
DE-AS 21 51 343 bekannt, fsomerisierungseinrichtungen in ein derartiges Trennverfahren mit einzubeziehen.
In der JP-PS 29 01 081.9 vom 12. Januar 1979 mit dem
Titel »Improved Zeolithe Adsorbent and Method of
τ-, Preparation Same« sind synthetische Zeolithe vom Typ
Y beschrieben, die ein molares Verhältnis von S1O2: AI2O3 von mindestens etwa 4,0 cufweisen. Diese
Zeolithe weisen nicht nur ein hohes Verhältnis von S1O2: AI2O3 sondern auch einen hohen Wert K^x auf.
jo Es sind kristalline Aluminiumsilikate mit einer 6-Ring-Struktur
und einem Polyederkäfig eines /?,26-Flächners, wie sie auch natürliche Faujasite aufweisen.
Bei der Durchführung der selektiven Adsorption von aromatischen Ce-lsomeren mit einem Zeolith-Adsorp-
r> tionsmittel bestehen die wichtigen Punkte darin, daß man erstens ein Zeolith-Adsorptionsmittel mit einer
hohen Selektivität für ein aromatisches Ce-lsomeres gegenüber anderen aromatischen Ce-lsomeren auswählt,
und zweitens das geeignetste Desorptionsmittel
4(i für die angewandte Trennmethode auswählt.
Bekanntlich kann man aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, Benzol, Diäthylbenzol und Cumol,
Naphthaline, Alkohole und Ketone als Desorptionsmittel bei der Adsorptionstrennung von aromatischen
Cg-lsomeren verwenden.
Bei der Durchführung der Adsorptionstrennmethode gibt es zwei Typen von Trennsystemen. Das eine ist die
sogenannte »Verdrängungschromatographie«, und das andere ist die sogenannte »Eluierungschromatographie«.
Bei der sogenannten Verdrängungschromatographie wandert eine Adsorptionsbande des bzw. der
aromatischen Ce-lsomeren, während man je ein vorderes bzw. Stirndesorptionsmittel und ein hinteres
bzw. rückseitiges Desorptionsmittel angrenzend an die Stirngrenze bzw. Hintergrenze der Adsorptionsbande
der aromatischen Cs-Isomeren hält, und man hält die
Adsorptionsbande der aromatischen Ce-lsomeren und die Adsorptionsbande des Desorptionsmittels voneinander
getrennt. Bei dieser Arbeitsmethode verbreitern
bo sich nicht die Grenzen zwischen der Adsorptionsbande
der aromatischen Ce-lsomeren und dem Desorptionsmittel, und man kann daher vorteilhafte Produkte in
einer hohen Konzentration an aromatischen Ce-lsomeren
gewinnen. Man benötigt jedoch einen Regenerie-
bs rungs-Arbeitsgang, bei dem man das hintere Desorptionsmittel
durch das Stirndesorptionsmittel nach der Entwicklung der Adsorptionsbande der aromatischen
Cs-Isomeren ersetzt, und ein großer Wärmeverbrauch
zum Erwärmen oder Waschen mit einer großen Menge an Stirndesorptionsmittel ist daher unumgänglich.
Andererseits dringt gemäß der sogenannten Eluierungschromatographie
ein Desorptionsmittel in die Adsorptionsbande der aromatischen Cg-Isomeren ein;
wenn daher die Selektivität für ein aromatisches Ce-Isomeres gegenüber einem anderen aromatischen
Ce-Isomeren gering ist und man eine beträchtlich lange
Wanderungsstrecke der Adsorptionsbande der aromatischen Ce-Isomeren braucht, um einen gewünschten
Trennuigsgrad zu erzielen, wird die Adsorptionsbande
der aromatischen Cg-Isomeren mit einer großen Menge Desorptionsmittel verdünnt, was einen hohen Wärmeverbrauch
ergibt
Gemäß vielen der üblicherweise vorgeschlagenen Trennmethoden durch Adsorption an einem Zeolith
gewinnt man p-Xylol im allgemeinen als Produkt Eine Trennmethode beinhaltet, daß man p-Xylol allein als
adsorptiven Bestandteil auf einem Zeolith in einer Adsorptions-Trennzone adsorbiert p-kylol als Produkt
gewinnt und e-Xylol, m-Xyiol und Äthylbenzol als
nichtadsorptive Bestandteile einer Isomerisierungsreaktion zuführt Eine weitere Trennmethode beinhaltet daß
man p-Xylol allein auf einem Zeolith in einer Adsorptions-Trennzone adsorbiert, p-Xylol als Produkt
gewinnt und o-Xylol und m-Xylol einer Isomerisierungs-Reaktionszone zuführt nachdem man Äthylbenzol
aus einer Mischung von o-Xylol, m-Xylol und Äthylbenzol durch eine Superrektifizierung entfernt hat.
Eine weitere Trennmethode, die in den JP-Patentanmeldüngen
Nr. 29 300/1977 und 29 730/1977 beschrieben ist, beinhaltet, daß man eine Zulaufmischung bzw. Zufuhrmischung
und einen Isomerisierungs-Ablauf bzw. -abfluß einer o-Xylol-Trennzone zuführt, o-Xylol durch
Destillation abtrennt, selektiv p-Xylol und Äthylbenzol y, als adsorptive Bestandteile auf einem Zeolith in einer
ersten Adsorptions-Trennzone zurückhält und m-Xylol als nicht zurückgehaltenen Bestandteil in eine Isomerisierungs-Reaktionszone
überführt, während man selektiv p-Xylol oder Äthylbenzol auf einem Zeolith einer
zweiten Adsorptions-Trennzone zurückhält und p-Xylol und Äthylbenzol abtrennt Bei der ersten und zweiten
Methode der genannten drei Methoden sind die Selektivitäten, die die Leichtigkeit der Trennung von
o-Xylol, m-Xylol und Äthylbenzol als nichtadsorptive 4-, Bestandteile von p-Xylol als adsorptiven Bestandteile
bestimmen, Kj$ bzw. K^x (οχ>
und der Trennungsgrad wird durch den niedrigsten Wert unter diesen Selektivitäten bestimmt Bei der genannten dritten
Methode ist die Selektivität, die den Trennungsgrad in der ersten Adsorptionstrennzone bestimmt, K|,B X bzw.
KJjx, und die Selektivität, die den Trennungsgrad in der
zweiten Adsorptionstrennzone bestimmt, ist KgB ϊ Bei
diesen üblichen Methoden bestehen insofern Beschränkungen, daß man den Trennungsarbeitsgang mit einem
Zeolith, dessen Wert Kj^x (oxj nahezu gleich dem
niederen Wert Kj$ ist, und unter Bedingungen
durchführen muß, bei denen der Wert Kmx nahezu
gleich den niederen Werten K|{j und Kmbx (ox) ist. Um
einen erwünschten Trennungsgrad bei der Durchfüh- bo
rung der Adsorptionstrennung mit einer niederen Selektivität zu erzielen, benötigt man eine lange
Wanderungsstrecke der Adsorptionszone der aromatischen Cg-Isomeren, und die Adsorptionszone der
aromatischen Cg-Isomeren wird mit einer großen t>5
Menge Desorptionsmittel verdünnt und die Arbeitsmethode wird eine sogenannte Eluierungschromatographie.
Das Desorptionsmittel, das man bei dieser üblichen Methode verwendet, kann man aus einer Vielzahl von
Desorptionsmitteln auswählen, aber vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt ist die Methode nicht vorteilhaft
Bei den meisten Desorptoinsmitteln, die man im allgemeinen als geeignet für die Adsorptionstrennung
von aromatischen Ce-lsomeren betrachtet, zeigt ihr
Wert Κρχ die Abhängigkeit von der Konzentration des
vorhandenen Desorptionsmittels, und er neigt dazu, bei hohen Konzentrationen des Desorptionsmittels abzunehmen.
Derartige Desorptionsmittel haben ein Desorbiervermögen im zentralen Teil der Elutionskurve der
aromatischen Cg-Isomeren auf Adsorptionsbasis, wo der
Wert Κρχ geeignet ist; aber am Hinterende der
Adsorptionsbande der aromatischen Cs-Isomeren, wo die Konzentration der aromatischen Cg-Isomeren
niedrig ist, nimmt der Wert Κρχ ab, und die
Desorptionsmittel neigen dazu, ihr Desorptionsvermögen zu verlieren. Demgemäß kommt es zu einer
Elutionskurve mit abnormem und langem Verschleppen bzw. Tailing, und die Konzentration der aromatischen
Ce-Isomeren ist bemerkenswert vermindert Daher kann man ohne weitere Maßnahmen keine befriedigende
Trennung erzielen und es wird beispielsweise in der US-PS 39 03 187 als zusätzliche Maßnahme vorgeschlagen,
entweder die Desorptionsmittelkonzentration stufenweise oder kontinuierlich erhöhen oder nach
einem ersten Desorptionsmittel ein zweites stärkeres Desorptionsmittel einzusetzen. In der genannten US-PS
wird das Tailing-Phänomen vorausgesetzt und nicht für möglich gehalten, daß es Desorptionsmittel geben
könnte, bei denen dieses Phänomen praktisch nicht auftritt.
Ferner ist aus der US-PS 36 65 046 ein Verfahren zur Abtrennung eines aromatischen Ce-lsomeren aus einer
Mischung von mehreren aromatischen Ce-Isomeren durch Adsorption und Desorption bekannt, wobei man
als Adsorptionsmittel einen Zeolithen vom Typ Y mit einem molaren Verhältnis von S1O2: AI2O3 von etwa 3
bis etwa 6,5 verwendet, dessen austauschbare Kationen gegen Alkalimetall- oder Erdalkalimetallionen und
gegen Ionen seltener Erden ausgetauscht sind; als Desorptionsmittel kann man beispielsweise Ätherverbindungen
verwenden, man bevorzugt jedoch Benzol und Toluol.
Ferner ist auch in der DE-OS und der DE-AS 19 31 519 ein Verfahren zur Trennung von Gemischen
aus aromatichen Ce-lsomeren, d. h. von Gemischen, die
zwei oder mehrere der Verbindungen o-Xylol, p-Xylol, m-Xylol und Äthylbenzol enthalten, durch wechselweise
Adsorption an Zeolithen und Desorption mit einem Desorptionsmittel bekannt, wobei man die einzelnen
Fraktionen am Auslaß der Trennzone sammelt. Als Adsorptionsmittel verwendet man Zeolithe mit Faujasitstruktur
und einem molaren Verhältnis von S1O2: AI2O3 von etwa 3 bis 6, wobei mindesetns etwa
60% der austauschbaren Kationen im Zeolithen gegen Kaliumionen und die übrigen austauschbaren Kationen
gegen Metallkationen mindestens einss der Metalle Lithium, Rubidium, Cäsium, Barium, Magnesium, Strontium,
Beryllium, Cadmium, Kobalt, Nickel, Kupfer, Mangan, Silber und Zink ausgetauscht sind; als
Desorptionsmittel verwendet man vorzugsweise Benzol oder Toluol, kann jedoch beispielsweise auch Ätherverbindungen
oder andere Desorptionsmittel verwenden. Gemäß der Lehre der US-PS 36 65 046 und der DE-OS
bzw. DE-AS 19 31 519 kann man jedoch mit Hilfe der darin bevorzugten Desorptionsmittel keine zufriedenstellenden
Ergebnisse erzielen. Auch viele Ätherverb'<·
düngen ergeben bei Verwendung als Desorptionsmittel gemäß diesem Stand der Technik keine zufriedenstellende
Trennung. Spezielle Ätherverbindungen, mit denen man eine bessere Trennung der aromatischen
Cg-Isomeren erzielen könnte, sind jedoch weder in der US-PS 36 65 046 noch in der DE-OS bzw. DE-AS
19 31 519 genannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Desorptionsmittel vorzusehen, das die Selektivität und Adsorptionskapazität
eines Zeolith-Adsorptionsmittels nicht herabsetzt; das ein geeignetes Desorbiervermögen aufweist, das an
den Grenzen einer Bande nicht herabgesetzt wird, wo die Xylolkonzentration gering ist, und das man leicht
von den aromatischen Ce-Isomeren durch Destillation trennen und gewinnen kann.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Desorptionsmittel vorzusehen, das nicht die Selektivität für ein
aromatisches Ce-Isomeres gegenüber einem anderen aromatischen Cg-Isomeren (K^) vermindert, sondern
vielmehr das Desorptionsmittel den Wert KjJ in der
Adsorptionsbande der aromatischen Cg- Isomeren erhöht, in die das Desorptionsmittel eintritt. Ein
Desorptionsmittel mit einer starken Adsorptionsfähigkeit und einem hohen Wert Κρχ vermindert oft
nachteilig den Wert K" und die Adsorptionskapazität für aromatische Cg-Isomere aufgrund der großen
Menge an Desorptionsmittel, das am Zeolith-Adsorptionsmittel adsorbiert wird. Andererseits kann ein
Desorptionsmittel mit einer schwachen Adsorptionsfähigkeit und einem niederen Wert Kj?* nicht eine
ausreichende Wanderung der Adsorptionsbande der aromatischen Cg-Isomeren bewirken und daher werden
aromatische Cg-Isomere zurückgelassen, und die Trennung der aromatischen C8-Isomeren wird unmöglich.
Es ist ferner Aufgabe der Erfindung für ein Verfahren zur Trennung von aromatischen Cg-Isomeren durch
wechselweise Adsorption und Desorption ein Desorptionsmittel vorzusehen, das die folgenden Bedingungen
gleichzeitig erfüllt:
;:_i) Das Desorptionsmittel muß chemisch beständig
sein und darf sich nicht durch Wärmeeinwirkung zersetzen.
!b) Das Desorptionsmitte! so!! eine hohe Flüchtigkeit
besitzen, wobei sein Siedepunkt von den Siedepunkten der einzelnen Cs- Isomeren entfernt liegen
soll.
(c) Wenn das Desorptionsmittel in die Adsorptionsbande der Mischung der aromatischen Ce-Isomeren
eindringt und sich mit ihnen mischt, soll die Selektivität keines aromatischen Cg-Isomeren gegenüber
den anderen aromatischen Cs-isomeren abnehmen; insbesondere soll der Wert Kmx nicht
abnehmen.
(d) Κρχ muß einen geeigneten Wert besitzen, und
zwar im Bereich von etwa 03 bis etwa 3,0,
vorzugsweise etwa 0,5 bis etwa IA liegen.
(e) Es ist besonders wichtig, daß Kf?| keine
Abhängigkeit von der Konzentration des Desorptionsmktels
zeigt
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur
Trennung von aromatischen Ce-Isomeren durch wechselweise Adsorption und Desorption vorzusehen, in
dem man wirksam das genannte Desorptionsmittel anwendet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Gemischen aus aromatischen Cg-Isomeren durch
wechselweise Adsorption an Zeolithen mit Faujasitstruktur, deren molares Verhältnis von S1O2: AI2O3
mindestens etwa 4,0 beträgt und bei denen mindestens etwa 60% der austauschbaren Kationen gegen Kalium-,
ionen und die übrigen austauschbaren Kationen gegen Metallkationen mindestens eines der Metalle Natrium,
Lithium, Rubidium, Cäsium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Nickel, Kupfer, Silber, Mangan,
Cadmium, Thallium oder Lanthan ausgetauscht sind, κι und Desorption mit Äthern als Desorptionsmittel,
wobei man die einzelnen Fraktionen am Auslaß der Trennzone sammelt, das dadurch gekennzeichnet ist,
daß man
■-, Diisopropyläther, Diisobutyläther,
Di-sec-butyläther, Di-tert-butyläther,
Di-n-amyläther, Diisoamyläther,
Di-tert-amyläther, Furan, 2-Methylfuran,
Hexamethylenoxid,
Di-n-amyläther, Diisoamyläther,
Di-tert-amyläther, Furan, 2-Methylfuran,
Hexamethylenoxid,
21) 1,4-Cineoloder 1,8-Cineol
als Desorptionsmittel einsetzt.
Von diesen Ätherverbindungen bevorzugt man Diisopropyläther, Diisobutyläther und 1,8-Cineol. Eine
ι -, besondere bevorzugte Ätherverbindung ist Diisopropyläther,
weil die Adsorptions/Desorptions-Eigenschaften kaum von der Konzentration des Desorptionsmittels
abhängen, der Siedepunkt beträchtlich weit von jenen der Xylolisomeren entfernt ist und die Flüchtigkeit hoch
in ist.
Die als Desorptionsmittel erfindungsgemäß verwendete Ätherverbindung weist eine Selektivität (Κρχ)
von etwa 0,3 bis etwa 3,0 gegenüber p-Xylol auf (gemessen bei einer Konzentration von etwa 10 bis etwa
j-, 90 Gewichtsprozent der Ätherverbindung in der Mischung aus der Ätherverbindung und p-Xylol). Die
bevorzugten Ätherverbindungen haben einen Wert Κρχ von etwa 0,5 bis etwa 1,5 in einem weiten Bereich
des Desorptionsmittels.
jo Wenn die durchschnittliche Konzentration an aromatischen
Ce-isomeren in der Adsorptionsbande der aromatischen Cg-Isomeren zum Zeitpunkt des Sammelns
der getrennten Produkte vergleichsweise hoch ist i:nd mindestens 20% beträgt, und die Stirngrenze und
4-, die Hintergrenze der Adsorptionsbande der aromatischen Ce-Isomeren ausreichend scharf sind, verwendet
man das genannte Desorptionsmittel am wirksamsten. Diese Form der Bande kann man verwirklichen, indem
man ein Adsorptionsmittel mit einem vergleichsweise hohen Wert K^ verwendet und die Trennung innerhalb
einer relativ kurzen Wanderungsstrecke beendet, d. h„
wenn die mäXiirmikoriZeniratiOn der aromatischen
Cs-Isomeren in der einzelnen Adsorptionsbande relativ
hoch ist und die Stirngrenze und die Hintergrenze der Adsorptionsbande der aromatischen Q-Isomeren vergleichsweise
scharf ist
Nachstehend wird die Erfindung durch Figuren näher erläutert Es zeigen
Fig. 1 (1), (2) und (3) typische Beispiele für die üblicherweise angewendeten Adsorptionstrennungsmuster;
F i g. 2 (1), (2) und (3) die Adsorptionstrennmuster, die
man beim Trennverfahren gemäß der Erfindung anwenden kann;
Fig.3 das Flußdiagramm eines Trennsystems gemäß
einer Ausführungsform der Erfindung;
F ϊ g. 4 das Flußdiagramm eines Trennsystems gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
F i g. 5 ein Diagramm, das die verschiedenen Selektivitäten von Diisopropyläther, Toluol und Chlorbenzol
als Desorptionsmittel für p-Xylol, gemessen nach der
Gleichgewichtsmethode, zeigt.
Die F i g. 1 und 2 zeigen Adsorptionstrennmuster, wobei die Konzentration der einzelnen adsorbierten
Bestandteile der Mischung an verschiedenen Punkten der Säulenlänge gegen die Säulenlänge aufgetragen ist.
Aus der Lage der Konzentrationsmaxima der einzelnen Bestandteile, die den Adsorptionsmaxima entsprechen,
kann man die Qualität der Trennung der einzelnen Bestandteile entnehmen. Die Fig. 1 (1) und 2 (1) zeigen
die Auftrennung eines Gemisches, das p-Xylol, m-Xylol,
o-Xylol und Äthylbenzol enthält, bei einer üblicherweise angewendeten Methode bzw. dem erfindungsgemäßen
VeT-fahren, beispielsweise in der ersten Trennzone, wobei man 5 verschiedene Fraktionen sammelt. F i g. 1
(2) zeigt die bisher übliche Trennung eines Gemisches von p-Xylol, m-Xylol und Äthylbenzol. F i g. 1 (3) zeigt
eine bisher übliche Trennung eines Gemisches von p-Xylol, Äthylbenzol, m-Xylol und o-Xylol mit Hife von
zwei Trennzonen. Die Fig.2 (2) und (3) zeigen die Trennung eines Gemisches aus p-Xylol, m-Xylol,
o-Xylol und Äthylbenzol beim erfindungsgemäßen Verfahren, beispielsweise in der ersten Trennstufe,
wobei man jedoch nur 4 Fraktionen sammelt, was durch die gute Trennung der Bestandteile ermöglicht wird. Bei
einer Trennung gemäß F i g. 2 (3) kann man zwar die Anzahl der Trennzonen und Trennvorrichtungen
jeweils um 1 vermindern, man kann jedoch nicht die Gesamtmenge an Äthylbenzol als Produkt gewinnen.
Die Fraktionen (A), (B), (C), (D) und (E) sind weiter unten
näher erläutert.
Ein kennzeichnendes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Anwendung von spezifischen
Adsorptionstrennungsmustern, wie sie in den F i g. 2 (1), (2) und (3) gezeigt sind, die sich von den üblicherweise
angewendeten unterscheiden, die in den Fig. 1 (1), (2) und (3) gezeigt sind, indem man den Wert Kj1 3X (ox) in
einer ersten Trennzone möglichst hoch ansteigen läßt, die mit einem Zeolith-Adsorptionsmittel gepackt ist,
und der man eine Mischung der aromatischen Cg-Isomeren zuführt, die mindestens eine der Verbindungen o-Xylol und m-Xylol und ferner Äthylbenzol
und p-Xylol enthält. Gemäß der speziellen Adsorptionstrennungsmuster, die man erfindungsgemäß anwenden
kann, erscheint das Adsorptionsmaximum bzw. der Adsorptionshöhepunkt des Äthylbenzolbereichs zwischen dem Adsorptionshöhepunkt des m-Xylol- oder
o-Xylol-Bereichs und dem Adsorptionshöhepunkt des p-Xylol-Bereichs in der Adsorptionsbande der Mischung der aromatischen Cg-lsomeren. Zur wirksamen
Durchführung der Trennung der aromatischen Ce-Isomeren unter den Bedingungen eines hohen Wertes
Kmx <ox>
während man diese Adsorptionstrennungsmuster aufrechterhält, verwendet man erfindungsgemäß
als Desorptionsmittel die genannten Ätherverbindungen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man sowohl eine Mischung der aromatischen Cg-Isomeren
verwenden, die Äthylbenzol oder p-Xylol und mindestens ein Isomeres aus der aus m-Xylol, o-Xylol,
Äthylbenzol und p-Xylol bestehenden Gruppe enthält, man kann aber auch eine Mischung verwenden, die alle
vier Cg-Isomeren, m-Xylol, ο-Xyiol, Äthylbenzol und
p-Xylol enthält
Das erfindungsgemäße Verfahren fuhrt man in an sich
bekannter Weise durch, indem man stufenweise
(a) eine Mischung von aromatsichen Ce-Isomeren einer Trennzone zuführt, die mit dem oben
beschriebenen Zeolith-Adsorptionsmittel gepackt ist, und eine Adsorptionsbande der Mischung der
r> aromatischen Cg-Isomeren bildet,
(b) das Desorptionsmittel der Trennzone zuführt und die Adsorptionsbande der Mischung der aromatischen Ce-Isomeren entwickelt,
(c) die Stufe (a) und die Stufe (b) abwechselnd κι wiederholt und die Wanderung der Adsorptionsbande der Mischung der Ce-Isomeren bewirkt und
(d) die Gesamtmenge der aromatischen Ce-lsomeren in Fraktionen am Auslaß der Trennzone sammelt.
r, Die Zeolithe, die man vorzugsweise im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet, sind kristalline Aluminiumsilikate mit einer 6-Ring-Struktur und einem
Polyederkäfig eines /J,26-Flächners, z. B. natürliche
Faujasite und synthetische Zeolithe vom Typ X und vom
2« Typ Y. Von diesen Zeolithen bevorzugt man einen
synthetischen Zeolithtyp Y mt einem hohen Verhältnis von SiO2 zu AI2O3 und einem hohen Wert Κ$χ.
Insbesondere bevorzugt man einen synthetischen Zeolithtyp Y mit einem molaren Verhältnis von SiO2 zu
2-, AI2O3 von mindestens etwa 4,0, wie sie in der JP-PS
29 01 081.9 beschrieben sind, auf deren vollständigen Inhalt hier Bezug genommen wird.
Es ist notwendig, daß das Zeolith-Adsorptionsmittel, das man im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet,
jo eine hohe Selektivität für ein Xylolisomeres gegenüber
anderen Xylolisomeren aufweist. Besonders soll der Wert Kmx (ox) mindestens etwa 4 betragen. Um den
Wert Kjix (ox) zu erhöhen, muß man (I) den Zeolithtyp,
(II) das ausgetauschte Metallion und (HI) die Aktivie
rungsbedingung optimieren.
Diese Zeolithe haben ferner beträchtlich hohe Werte KfB und KmBx , und man kann sie zufriedenstellend
auch in einer zweiten und dritten Trennzone verwenden. Derartige Zeolithe, die man im erfindungsgemäßen
verwendet, sollen eine Faujasitstruktur mit einem
aufweisen.
austauschbaren Kationen des Zeoliths ausgetauscht sind, steht zu den Selektivitäten in Beziehung, z. B. zum
Wert Kmx· 'n dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwendet man vorallem Zeolithe, bei denen mindestens etwa 60% der austauschbaren Kationen gegen
Kaliumionen und die restlichen austauschbaren Kationen gegen Kationen mindestens eines der Metalle
Lithium, Barium, Thallium und Cäsium ausgetauscht
sind.
Vorzugsweise verwendet man im erfindungsgemäßen
Verfahren Zeolithe, die man vorher einer Kalzinierung
in einem typischen Temperaturbereich von etwa 1000C bis zu einer Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur der Faujasitstruktur, vorzugsweise im Bereich
von etwa 150 bis etwa 6000C und insbesondere etwa 300
bis etwa 500° C und vorzugsweise etwa 3 bis 72 h unterworfen hat
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren trennt man die aromatischen Ce-Isomeren gemäß einer Ausführungsform, indem man stufenweise
(a) eine Mischung von aromatischen Cg-Isomeren, die
mindestens eine der Verbindungen o-Xylol und m-Xylol und zusätzlich Äthylbenzol und p-Xylol
25
enthält, einer ersten Trennzone zuführt, die mit einem Zeolith-Adsorptionsmittel gepackt ist, und
eine Adsorptionsbande der Mischung der aromatischen Cg-Isomeren bildet;
(b) das genannte Desorptionsmittel der Trennzone zuführt und die Adsorptionsbande der Mischung
der aromatischen Cg-Isomeren entwickelt, wobei man die nachstehenden Bereiche (A), (B), (C), (D)
und (E) nacheinander in der Wanderungsrichtung bildet, wobei
der Bereich (A) o-Xylol und/oder m-XyloF enthält,
der Bereich (B) o-Xylol und/oder m-Xylol und Äthylbenzol enthält,
der Bereich (B) o-Xylol und/oder m-Xylol und Äthylbenzol enthält,
der Bereich (C) o-Xylol und/oder m-Xylol, Äthylbenzol und p-Xylol enthält, wobei der Bereich (C)
wegfällt, wenn die Bereiche (A) und (B) die Gesamtmenge an o-Xylol und rn-Xylol enthalten
und die Bereiche (D) und (E) die Gesamtmenge an p-Xylol enthalten,
der Bereich (D) Äthylbenzol und p-Xylol enthält und
der Bereich (E) p-Xylol enthält;
der Bereich (E) p-Xylol enthält;
(c) die Stufe (a) und die Stufe (b) abwechselnd wiederholt und die Wanderung der Adsorptionsbande der Mischung der aromatischen Ce-Isomeren
bewirkt; und
(d) die Gesamtmenge der Bereiche (A), (B), (C), (D) und
(E) in Fraktionen am Auslaß der Trennzone sammelt.
JO
Beim Sammeln jedes der Bereiche (A), (B), (C), (D) und (E), wenn eine beträchtliche Menge des Bereichs
(C), die jeden zugeführten Bestandteil enthält, aufgrund
des niedrigen Trennungsgrades vorliegt, wie in Fig.2 jj
(1) gezeigt ist, führt man die Mischung der aromatischen
Ce-Isomeren, die man aus dem Bereich (C) sammelt, vorzugsweise zurück und vereinigt sie mit einem
frischen Zulauf für die Trennzone. Das o-Xylol und/oder m-Xylol, das man derart aus dem Bereich (A) gesammelt w
hat, kann man gegebenenfalls als Produkt gewinnen, aber mindestens einen Teil des o-Xylols und/oder
m-Xylols überführt man vorzugsweise in eine Isomerisierungszone
und wandelt mindestens einen Teil davon zu Äthylbenzol und/oder p-Xylol um; den Abfluß, der
Äthylbenzol und/oder p-Xylol enthält das in der Isomerisierungszone umgewandelt wurde, führt man
zurück und vereinigt man mit einem frischen Zulauf für die Trennzone. Die Mischung, die man aus dem Bereich
(B) gesammelt hat kann man der selektiven Adsorptionstrennung in einer dritten Trennzone zuführen, die
mit einem Zeolith-Adsorptionsmittel gepackt ist eine Adsorptionsbande der Misdiun" der aromatischen
Ce-Isomeren bfcden, ein Desorptionsmittel der dritten
Trennzone zuführen und die Adsorptionsbande der Mischung der aromatischen Cg-Isomeren entwickeln;
die genannten zwei Stufen kann man abwechselnd wiederholen und die Wanderung der Adsorptionsbande
der Mischung der aromatichen Cg-Isomeren bewirken,
und man kann Äthylbenzol als ein Produkt gewinnen; das m-Xylol und/oder o-Xylol, das man in der dritten
Trennzone abgetrennt hat, vereinigt man mit der Mischung der aromatischen Ce-Isomeren, die man aus
dem Bereich (A) gesammelt hat, und überführt es danach in eine Isomerisierungszone, wie bereits
beschrieben wurde. Ferner kann man die Mischung der
aromatischen Cg-Isomeren, die man aus dem Bereich (B)
gesammelt hat, direkt in eine Isomerisierungszone
50
55
60
65 zusammen mit der Mischung der aromatischen Cs-Isomeren,
o-Xylol und/oder m-Xylol, überführen, die man aus dem Bereich (A) gesammelt hat. Die Mischung der
aromatischen Ce-Isomeren, die Äthylbenzol und p-Xylol enthält, und die man aus Bereich (D) gesammelt hat.
kann man der selektiven Adsorptionstrennung in einer zweiten Trennzone unterwerfen, die mit einem Zeolith-Adsorptionsmittel
gepackt ist, und eine Adsorptions bande der Mischung der aromatischen Cs-Isomeren
bilden; man kann ein Desorptionsmittel der zweiten Trennzone zuführen und die Adsorptionsbande der
Mischung der aromatischen Ce-Isomeren entwickeln; die genannten zwei Stufen kann man abwechselnd
wiederholen und die Wanderung der Adsorptionsbande der Mischung der aromatischen Ce-Isomeren bewirken
und Äthylbenzol bzw. p-Xylol gleichzeitig als Produkte sammeln. Aus dem Bereich (E) kann man p-Xy!o! als ein
Produkt sammeln.
Aus einer Mischung des Desorptionsmittels und eines beliebigen aromatischen Cs-Isomeren, die man aus der
ersten Trennzone gesammelt hat, kann man das Desorptionsmittel durch Destillation abtrennen, bevor
man die Mischung der aromatischen Cg-Isomeren einer Isomerisierungszone oder einer anderen Trennzone
zuführt, oder bevor man das aromatische Cg-Isomere als ein Produkt sammelt.
Die Adsorptionstrennungsmuster in der dritten Trennzone bzw. in der zweiten Trennzone unterscheiden
sich von jenen der ersten Trennzone aufgrund 1. der Trennung der beiden aromatischen Ce-Isomeren und 2.
der niedrigeren Werte K£§ und Kf,B x (ox) im Vergleich
zum Wert KJ,X X. Man kann jedoch vorzugsweise die
gleiche chromatographische Trennmethode wie in der ersten Trennung anwenden, bei der man (a) die
Mischung der aromatischen Cg-Isomeren einer dritten
oder einer zweiten Trennzone zuführt die mit einem Zeolith-Adsorptionsmittel gepackt ist. und eine Adsorptionsbande
der Mischung der aromatischen Cg-Isomeren bildet; (b) ein Desorptionsmittel der dritten oder der
zweiten Trennzone zuführt und die Adsorptionsbande der Mischung der aromatischen Ce-Isomeren entwikkeh;
(c) die genannten Stufen (a) und (b) abwechselnd wiederholt und die Wanderung der Adsorptionsbande
der Mischung der aromatischen Cg-Isomeren bewirkt; und (d) die Gesamtmenge der aromatischen Ce-Isomeren
in Fraktionen am Auslaß der dritten oder zweiten Trennzone sammelt Insbesondere verwendet man die
gleiche Ätherverbindung wie in der ersten Trennzone als Desorptionsmittel in der dritten oder zweiten
Trennzone.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann man als eine Kombination der Trennverfahren vorzugsweise ein
geschlossenes System anwenden, bei dem man als nichtadsorptive Bestandteile m-Xylol und o-Xylol allein
oder zusammen mit Äthylbenzol im Bereich von m-Xylol und o-Xylol in eine Isomerisierungszone
überführt und mindestens einen Teil von m-Xylol und o-Xylol in p-Xylol und/oder Äthylbenzol umwandelt
und den Abfluß, der das p-Xylol und/oder Äthylbenzol aus der Umwandlung in der Isomerisierungszone
enthält in die erste Trennzone zurückführt
Die Isomerisierungsreaktion kann man auf bekannte Weise durchführen. Beispielsweise kann man die
Isomerisierung der aromatischen Cg-Isomeren bewirken,
indem man einen Zulauf an aromatischen Ce-Isomeren einer gepackten Katalysatorschicht zuführt
die als Hauptbestandteil Siliciumdioxid/Aluminiumoxid oder ein Edelmetall und/oder ein unedles Metall
enthält, das von Siliciumdioxid/Aluminiumoxid getragen
wird.
Nachstehend wird die Erfindung durch bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, die in den F i g. 3
und 4 gezeigt sind. ϊ
Gemäß der Ausführungsform von F i g. 3 überführt man nur die aromatischen Cg-Isomeren, die man aus
dem genannten Bereich (A) gesammelt hat, in eine Isomerisierungszone; und gemäß einer weiteren Ausführungsform
(von Fig. 4) überführt man die aromati- ι ο sehen Ce-Isomeren, die man aus den genannten Zonen
(A) und (B) gesammelt hat, in eine Isomerisierungszone.
In Fig.3 sind eine Trennzone 3, eine zweite Trennzone 22 und eine dritte Trennzone 21 Adsorptionstrennzonen,
die jeweils mit einem Zeolith-Adsorptionsmittel gepackt sind, und am Einlaß der Trennzonen
führt man eine Mischung der aromatischen C8-Isomeren
zu, und am Auslaß der Trennzonen kann man jeden Bestandteil der Mischung der aromatischen Cg-lsomeren
in Fraktionen sammeln. In einer Isomerisierungszone 35 kann man einen Teil von o-Xylol und m-Xylol
oder o-Xylol m-Xylol und Athylbenzol zu p-Xylol und/oder Athylbenzol umwandeln.
Man vereinigt einen frischen Zulauf, der 4 hauptsächliche aromatische Cg-Isomere, d. h. m-Xylol, o-Xylol,
p-Xylol und Athylbenzol enthält, durch Leitung 1 mit einem Abfluß der Isomerisierungszone 35 durch Leitung
36 und Fraktion (C), die die vier hauptsächlichen aromatischen Cg-Isomeren enthält, und die man als
Zwischenbereich in der ersten Trennzone 3 abgetrennt jo
hat und durch Leitung 6 in die Trennvorrichtung 11 geführt hat, wobei man das Desorptionsmittel entfernte,
durch Leitung 19 miteinander; die derart vereinigte Zufuhr führt man der ersten Trennzone 3 durch die
Leitung 2 zu und bildet eine Adsorptionsbande der Mischung der aromatischen Cg-Isomeren. Danach führt
man das Desorptionsmittel das man aus den Trennvorrichtungen 9,10, ti, 12, 29 und 30 gewonnen hat, durch
die Leitungen 14,16,15,13,31 bzw. 32 über die Leitung
37 der ersten Trennzone 3 zu und entwickelt die Adsorptionsbande der Mischung der aromatischen
Cg-Isomeren; indem man abwechselnd die Zufuhr des Zulaufs mit einem Gehalt an Cg-Isomeren, d. h. m-Xylol,
o-Xylol, p-Xylol und Athylbenzol und die Zufuhr des
Desorptionsmittels zur Trennzone 3 wiederholt, wandert die Adsorptionsbande der Mischung der aromatischen
Cg-Isomeren zum Auslaß der Trennzone 3, und man sammelt die Gesamtmenge der aromatischen
Cg-Isomeren in Fraktionen (A), (B), (C), (D) und (E).
Erstens führt man die Fraktion (A), die m-Xylol und
o-Xylol und zusätzlich eine Menge des Desorptionsmittels enthält, durch Leitung 4 in die Trennvorrichtung 12,
wo man m-Xylol und o-Xylol vom Desorptionsmittel abtrennt, das man in jede der Trennzonen 3,21 bzw. 22
zurückführt. Das abgetrennte m-Xylol und o-Xylol führt man in die Isomerisierungszone 35 durch die Leitung 17.
Zweitens führt man die Fraktion (B), die m-Xylol o-Xylol Athylbenzol und zusätzlich eine Menge des
Desorptionsmittels enthält, durch die Leitung 5 in die Trennvorrichtung 9, wo man m-Xylol o-Xylol und
Äthylbenzol vom Desorptionsmittel abtrennt; das gewonnene m-XyloL o-Xylol und Athylbenzol führt man
durch die Leitung 18 in die dritte Trennzone 21 und trennt drei Fraktionen (F), (H) und (G) der aromatischen
Cg-Isomeren, indem man das Desorptionsmittel durch die Leitung 38 zufuhrt und die Adsorptionsbande der
aromatischen Cg-Isomeren entwickelt; indem man abwechselnd die Zufuhr der drei aromatischen Cg-Isomeren
und die Zufuhr des Desorptionsmittels in die dritte Trennzone 21 wiederholt, bewirkt man kontinuierlich
die Trennung von Athylbenzol von m-Xylol und o-Xylol. Die Fraktion (F) enthält eine Mischung von
m-Xylol und o-Xylol, die Fraktion (H) enthält nur Athylbenzol und die Fraktion (G) enthält m-Xylol,
o-Xylol und Athylbenzol; jede dieser Fraktionen enthält zusätzlich das gleiche Desorptionsmittel.
Drittens führt man Fraktion (C), die m-Xylol, o-Xylol, p-Xylol und Athylbenzol und zusätzlich eine Menge des
Desorptionsmittels enthält, durch die Leitung 6 in die Trennvorrichtung 11, wo man die vier aromatischen
Ce-Isomeren vom Desorptionsmittel trennt; die abgetrennten vier aromatischen Ce-Isomeren vereinigt man
mit dem frischen Zulauf durch die Leitung 19.
Viertens führt man die Fraktion (D), die p-Xylol und Athylbenzol und zusätzlich eine Menge des Desorptionsmittels
enthält, durch die Leitung 7 in die Trennvorrichtung 10, wo man p-Xylol und Athylbenzol
vom Desorptionsmittel abtrennt; das gewonnene p-Xylol und Athylbenzol führt man durch Leitung 20 der
zweiten Trennzone 22 zu und trennt drei Fraktionen (I), (J) und (K) der aromatischen Ce-Isomeren, indem man
das Desorptionsmittel durch die Leitung 39 zuführt und die Adsorptionsbande der aromatischen Cs-Isomeren
entwickelt; indem man abwechselnd die Zufuhr der beiden aromatischen Cg-Isomeren und die Zufuhr des
Desorptionsmittels zur zweiten Trennzone 22 wiederholt, führt man die Trennung von p-Xylol von
Athylbenzol kontinuierlich durch. Die Fraktion (I) enthält Athylbenzol und eine Menge des Desorptionsmittels,
Fraktion (J) enthält p-Xylol, Athylbenzol und eine Menge des Desorptionsmittels und Fraktion (K)
enthält p-Xylol und ein Desorptionsmittel.
Fünftens vereingt man Fraktion (E), die p-Xylol und eine Menge des Desorptionsmittels enthält, durch die
Leitung 8 mit der genannten Fraktion (K) durch die Leitung 28 und führt sie danach in die Trennvorrichtung
30, wo man p-Xylol vom Desorptionsmittel abtrennt und p-Xylol als ein Produkt durch Leitung 34 gewinnt.
Ferner führt man Fraktion (F), die m-Xylol, o-Xylol und eine Menge des Desorptionsmittels enthält, durch
die Leitung 23 in die Trennvorrichtung 12 zusammen mi-t der genannten Fraktion (A) und danach über
Leitung 17 in die Isomerisierungszone 35, nachdem man das Desorptionsmittel entfernt hat Fraktion (G), die
m-Xylol, o-Xylol, Athylbenzol und eine Menge des Desorptionsmittels enthält, führt man über die Leitung
24 in die Trennvorrichtung 9 zusammen mit der genannten Fraktion (B). Fraktion (H), die Athylbenzol
und eine Menge des Desorptionsmittels enthält, vereinigt man über die Leitung 25 mit der genannten
Fraktion (I) über die Leitung 26 und überführt sie danach in die Trennvorrichtung 29, wo man Athylbenzol
vom Desorptionsmittel abtrennt und Athylbenzol als ein Produkt durch die Leitung 33 gewinnt Fraktion (J), die
p-XyloL Athylbenzol und eine Menge des Desorptionsmittels
enthält, führt man über die Leitung 27 in die Trennvorrichtung 10 zusammen mit der genannten
Fraktion (D) über die Leitung 7 zurück.
Das zurückgewonnene Desorptionsmittel sammelt man durch die Leitungen 13, 14,15,16,31 bzw. 32 und
führt sie den Trennzonen 3, 21 und 22 durch die Leitungen 37,38 bzw. 39 zu und verwendet es wieder als
DesorptionsmitteL
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die eine Modifizierung des Trennsystems von
Fig.3 ist, und worin Fraktion (C), die man am Anslaft
der Trennzone 3 sammelt, nicht vorhanden ist wie in
F i g. 2 (3) gezeigt, sind die Trennvorrichtung 11 für das
Desorptionsmittel ur-j der Abfluß daraus über Leitung
15 bzw. 19 demgemäß aus dem Trennsystem von F i g. 3 weggelassen.
Gemäß der Ausführungsform der Erfindung von F i g. 4 führt man die Fraktion (A) und die Fraktion (B),
die man am Auslaß der Trennzone 3 gesammelt hat, zusammen in die Isomerisierungszone. Gemäß dieser
Ausführungsform des Verfahrens kann man die Anzahl der Trennzonen und der Trennvorrichtungen für das
Desorptionsmittel jeweils um eins vermindern, verglichen mit der Ausführungsform des Verfahrens von
Fig.3, aber man kann nicht die Gesamtmenge an Äthylbenzol als ein Produkt gewinnen.
In F i g. 4 sind eine erste Trennzone 3 und eine zweite Trennzone 22 Adsorptionstrennzonen, die jeweils mit
einem Zeolith-Adsorptionsmittel gepackt sind, und am
Einlaß der Trennzonen führt man eine Mischung der aromatischen Ce-Isomeren zu, und am Auslaß der
Trennzonen kann man jeden Bestandteil der Mischung der aromatischen Ce-Isomeren in Fraktionen sammeln.
In einer Isomerisierungszone 35 kann man einen Teil von o-Xylol und m-Xylol oder o-Xylol, m-Xylol und
Äthylbenzol zu p-Xylol und/oder Äthylbenzol umwandeln.
Man vereinigt demgemäß einen frischen Zulauf, der m-Xylol, o-Xylol, p-Xylol und Äthylbenzol enthält, über
Leitung 1, einen Abfluß aus der Isomerisierungszone 35 über die Leitung 36 und Fraktion (C), die m-Xylol,
o-Xylol, p-Xylol, Äthylbenzol und eine Menge des Desorptionsmittels enthält und die man in der ersten
Trennzone 3 abgetrennt hat und über die Leitung 6 der Trennvorrichtung 11 zugeführt hat, wo man das
Desorptionsmittel entfernt hat, über die Leitung 19 miteinander und führt sie der ersten Trennzone 3 durch
die Leitung 2 zu und bildet eine Adsorptionsbande der Mischung der aromatischen Cs-Isomeren. Danach führt
man das Desorptionsmittel, das man in den Trennvorrichtungen 10, 11,12, 29 und 30 über die Leitungen 16,
15,13,31 bzw. 32 gewonnen hat, über die Leitung 37 der
Trennzone 3 zu und entwickelt die Adsorptionsbande der Mischung der aromatischen Ce-Isomeren; indem
man abwechselnd die Zufuhr des Zulaufs, der m-Xylol, o-Xylol, .p-Xylol und Äthylbenzol enthält, und die
Zufuhr des Desorptionsmittels zur Trennzone 3 wiederholt, wandert die Adsorptionsbande der Mischung
der aromatischen Ce-Isomeren zum Auslaß der Trennzone 3, und man sammelt die Gesamtmenge der
aromatischen Ce-Isomeren in Fraktionen (A+ B), (C), (D) und (E). Von diesen Fraktionen führt man die
Fraktionen (A + B), die m-Xylol, o-Xylol und Äthylbenzol und zusätzlich eine Menge des Desorptionsmittels
enthält, durch die Leitung 4 in die Trennvorrichtung 12, wo man das Desorptionsmittel entfernt; danach führt
man das abgetrennte m-Xylol, o-Xylol und Äthylbenzol in die Isomerisierungszone 35 über die Leitung 17.
Fraktion (C), die m-Xylol, o-Xylol, p-Xylol und Äthylbenzol und eine Menge des Desorptionsmittels
enthält, führt man über die Leitung 6 in die Trennvorrichtung 11, wo man das Desorptionsmittel
entfernt, und danach vereinigt man sie mit einem frischen Zulauf über die Leitung 19. Fraktion (D), die
p-Xylol, Äthylbenzol und eine Menge des Desorptionsmittels enthält, führt man durch die Leitung 7 in die
Trennvorrichtung 10, wo man das Desorptionsmittel entfernt, und danach führt man sie durch Leitung 20 in
die zweite Trennzone 22 und trennt die drei Fraktionen (I), (J) und (K.) der aromatischen Cg-Isomeren, indem
man das Desorptionsmittel durch die Leitung 39 zuführt
und die AdsorptionsDanden der aromatischen C8-Isomeren entwickelt Fraktion (I), die Äthylbenzol und eine
Menge des Desorptionsmittels enthält, führt man über Leitung 26 in die Trennvorrichtung 29, wo man das
Desorptionsmittel entfernt, und gewinnt Äthylbenzol als ein Produkt durch Leitung 33. Fraktion (JX die
p-Xylol, Äthylbenzol und eine Menge des Desorptionsmittels enthält, vereinigt man durch Leitung 27 mit
Fraktion (D) durch Leitung 7, führt sie in die Trennvorrichtung 10 und führt sie der ersten Trennzone
22 nach dem Entfernen des Desorptionsmittels zu. Fraktion (K), die p-Xylol und eine Menge des
ι $ Desorptionsmittels enthält, vereinigt man durch Leitung
28 mit Fraktion (E) durch Leitung 8 und führt sie in die Trennvorrichtung 30, wo man p-Xylol vom Desorptionsmittel
trennt, und man gewinnt p-Xylol als ein Produkt durch die Leitung 34.
Wenn man die Zufuhr des Bereichs (A) allein in eine Isomerisierungszone (wie in Fig.3) mit einer Zufuhr
des Bereichs (A + B) in eine Isomerisierungszone (wie in Fig.4) vergleicht, verbraucht das erste Trennsystem
weniger Wärm? aufgrund der kleinen Zulaufmenge, das heißt, m-Xyloi und o-Xylol führt man allein der
Isomerisierungszone zu. Weil ferner der Zulauf kein Äthylbenzol enthält, ist es nicht notwendig, einen
Katalysator aus einem teueren Edelmetall auf einem Trägerstoff zu verwenden. Ferner kann man die
Gesamtmenge an Äthylbenzol in einer Zulaufmischung der aromatischen Ce-Isomeren und die Gesamtmenge
von Äthylbenzol, das in der Isomerisierungsreaktion erzeugt wird, vorteilhaft als Produkt gewinnen, man
benötigt jedoch drei Trennzonen und sechs Trennvorrichtungen für das Desorptionsmittel.
Andererseits erhöht man gemäß des zweiten Trennsystems (Fig.4) die Menge, die man der
Isomerisierungszone zuführt, ein wenig aufgrund der Zumischung von Äthylbenzol, und daher steigt der
Wärmeverbrauch. Ferner benötigt man einen Katalysator aus einem Edelmetall auf einem Trägerstoff als
Isomerisierungskatalysator, und die Menge des erzeugten Äthylbenzols nimmt ab, weil man einen Teil des
Äthylbenzols in die erste Trennzone über die Isomerisierungszone zurückführt Die Anzahl der Trennzonen
und Trennvorrichtungen für das Desorptionsmittel wird jedoch vorteilhaft von drei auf zwei bzw. von sechs auf
fünf herabgesetzt.
Beim Vergleich dieser beiden Trennsysteme vom
so wirtschaftlichen Gesichtspunkt aus ist das erste im allgemeinen etwas vorteilhafter, weil die Trennvorrichtungen
für das Desorptoinsmittel, die mit der zweiten und dritten Trennzone verbunden sind, relativ klein sind,
und weil man ohne Anstieg der Kosten für die Anlage
mehr Äthylbenzol erzielen kann. Ferner kann man die Auswahl dieses Systems von äußeren Faktoren
abhängig machen, wie z. B. der Nachfrage nach Äthylbenzol.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die eine Modifizierung des Trennsystems von F i g. 4 ist,
und worin die Fraktion (C), die man am Auslaß der Trennzone 3 sammelt, nicht vorhanden ist, wie in F i g. 2
(3), kann man die Trennvorrichtung für das Desorptionsmittel 11 und den Abfluß davon über die Leitung 15 bzw.
b5 19 demgemäß aus dem Trennsystems von Fig.4
weglassen.
Die Desorptionsmittel, die man in der ersten, zweiten und dritten Trennzone verwendet, können gleich oder
verschieden sein. Wenn man das gleiche Desorptionsmittel
in der ersten, zweiten und dritten Trennzone verwendet, und wenn man das Desorptionsmittel in
einer Trennvorrichtung für das Desorptionsmittel entfernt, kann man eine beträchtlich hohe Menge an
Desorptionsmittel sich mit der Mischung der aromatischen Ce-Isomeren mischen lassen, die man der
nachfolgenden Trennzone zuführt; und ferner besteht kein Problem der Verschlechterung des Zeoliths, das in
der zweiten oder dritten Trennzone gepackt ist, und bestehen keine anderen Nachteile, die durch ein
Desorptionsmittel verursacht werden können, das sich von dem unterscheidet, das man in der ersten
Trennzone verwendet Ferner bevorzugt man vom wirtschaftlichen und technischen Standpunkt aus die
Verwendung des gleichen Desorptionsmittels in der ersten, zweiten und dritten Trennzone. Wenn man
beispielsweise als Trennvorrichtung für das Desorptionsmittel eine Destillationskolonne verwendet, haben
sogar Mengen von mehreren Prozent an Desorptionsmittel, die mit einem Abfluß der aromatischen
Cg-Isomeren vom Kopf oder vom Boden der Destillationskolonne vermischt sind, kaum irgendeinen Einfluß
auf die zweite oder dritte Trennzone, und man kann die Destillationskosten vermindern.
Die Entwicklungsgeschwindigkeit der Adsorptionsbande der aromatischen Ce-Isomeren und die Fließgeschwindigkeit
bzw. Flußrate des Desorptionsmittels kann man beliebig bestimmen. Bei der Methode mit
einem vergleichsweise hohen Wert K£ erzielt man eine
relativ gute Trennung, bevor die Diffusion der Adsorptionsbande eintritt, und die Trennmenge pro
Zeiteinheit steigt bei steigender Fließgeschwindigkeit. Bemerkenswert erhöhte Fließgeschwindigkeiten bewirken
jedoch einen Druckabfall im mit Adsorptionsmittel gepackten Bett und sind vom technischen Standpunkt
aus nachteilig. Andererseits wählt man bei der Methode mit einem relativ niederen Wert K# eine besonders
bevorzugte Fließgeschwindigkeit in einer leeren Trennsäule im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 80 m/h.
Höhere Temperaturen des Entwicklungsarbeitsgangs bevorzugt man vom Standpunkt der Adsorptions- und
Desorptionsgeschwindigkeit, während man vergleichsweise niedere Temperaturen vom Standpunkt der
Adsorptionskapazität bevorzugt. Im allgemeinen liegt die Enwicklungstemperatur gemäß der Erfindung im
Bereich von etwa 20 bis 20O0C. Vorzugsweise liegt die Temperatur im Bereich von etwa 40 bis etwa 1600C.
Wenn man die Entwicklung unter Verwendung eines Desorptionsmittels mit einem niederen Siedepunkt bei
einer Temperatur oberhalb seines Siedepunktes durchführt, ist es notwendig, die Mischung der aromatischen
Ce-Isomeren oberhalb des Gesamtdruckes zuzuführen, der sich aus dem Dampfdruck des Desorptionsmittels
und dem Druckabfall des gepackten Adsorptionsmittels zusammensetzt.
Die Trennzone, die man erfindungsgemäß verwenden kann, kann ein beliebiges Gefäß sein, das ein Festbett
bilden kann, und in das man den Zeolith gepackt hat; als ein derartiges Gefäß kann man eine zylindrische Säule
mit einem Flüssigkeitseinlauf und einem Flüssigkeitsauslauf an mindestens einer Stelle verwenden. Vorzugsweise
weist die zylindrische Säule eine Platte zur gleichmäßigen Verteilung von Flüssigkeit und eine
Platte zum gleichmäßigen Sammeln von Flüssigkeit auf, die am Einlaß bzw. am Auslaß der Säule angeordnet
sind, damit man das Wiedervermischen der getrennten Produkte vermeidet, das durch ein Vermischen der
Flüssigkeiten und durch den Strudel der Flüssigkeit eintreten könnte. Wenn der Durchmesser einer mit
Adsorptionsmittel gepackten Säule und die Länge der mit Adsorptionsmittel gepackten Schicht (die Säulen-
länge) groß sind, kann man die Adsorptionstrennung unter Verwendung einer Mehrzahl von Säulen zusätzlich
zu einer Säule durchführen. In diesem Fall verbindet man den Flüssigkeitsauslauf einer Säule mit dem
Flüssigkeitseinlauf einer weiteren Säule durch eine
ίο Leitung, und man sammelt Flüssigkeit am Auslauf der
letzten Säule.
Ferner weisen die Säulenvorrichtungen vorzugsweise
ein Auf-Zu-Ventil oder ein Dreiwegventil zur Zufuhr der Mischung der aromatischen Cg-Isomeren und eines
Desorptionsmittels oder ein Umschaltventil, z. B. ein Dreiweg-, Vierweg- oder Mehrwegumschaltventil zum
Sammeln der Produkte auf, die in Fraktionen aufgetrennt sind. Ferner kann man vorzugsweise einen
Detektor zum Erfassen der Konzentration der Mischung der aromatischen Cs-Isomeren und/oder des
Desorptionsmittels an der Leitung, wo die Flüssigkeit fließt, oder im Boden der Säule vorsehen, und damit die
Umschaltventile betätigen, und die Zufuhr der Ausgangsstoffe und das Sammeln der Produkte regeln.
Die Hauptvorteile der Adsorptionstrennung durch spezielle Ätherverbindungen gemäß der Erfindung
gegenüber der üblichen Adsorptionstrennung sind nachstehend aufgeführt:
1. Der notwendige Wärmeverbrauch zur Destillation des Desorptionsmittels ist stark herabgesetzt,
teilweise aufgrund der hohen Konzentration der getrennten aromatischen C8-Isomeren.
2. Die Menge des Zeoliths, das sowohl in der zweiten und dritten Trennzone als auch in der ersten
Trennzone gepackt ist, die Rückgewinnungskosten für das Desorptionsmittel und die Anlagekosten
kann man vermindern, weil man die Adsorptionstrennung unter den Arbeitsbedingungen eines
maximalen Wertes Kj,x x durchführen kann.
3. Einen Teil des Äthylbenzols oder das gesamte Äthylbenzol in der Mischung der aromatischen
Ce-Isomeren kann man als Produkt gewinnen und damit die Herstellungskosten vermindern, die
p-Xylol betreffen. Ferner kann man die Produktionsmenge
an Äthylbenzol beliebig regeln.
Nachstehend wird die Erfindung durch Beispiele näher erläutert, wobei alle Prozente auf Gewichtsbasis
r,o bezogen sind, sofern nichts anderes angegeben ist.
Bezugsbeispiel 1
Einen im Handel erhältlichen synthetischen Zeolithtyp Y mit Faujasitstruktur (Na-Typ, Molverhältnis von
SiCVAl2O3=4,8) brachte man mit einer wäßrigen
Kaliumnitratlösung in Berührung, bis mindestens 80% der Plätze für austauschbare Ionen auf dem Zeolith mit
Kaliumionen besetzt waren. Den derart durch Ionenaustausch behandelten Zeolith wusch man danach sorgfältig
mit Wasser und kalzinierte ihn bei 400° C 2 h lang.
Mit jedem der in Tabelle 2 genannten Desorptionsmittel stellte man Flüssigkeiten her, die mit dem Zeolith
ins Gleichgewicht gebracht werden sollten (nachste- «,5 hend als »Gleichgewichtsflüssigkeit« bezeichnet), und
die die Zusammensetzungen gemäß Tebelle 1 aufwiesen, wobei man n-Decan als Verdünnungsmittel
verwendete.
n-Decan | p-Xylol | Desorp | Desorptions- | |
tions | mittel/p-Xylol | |||
mittel | + Desorptions | |||
mittel | ||||
(Gew.-%) | (Gew.·0/.) | (Gew.-%) | (Gew.-%) | |
1 | 70 | 27 | 3 | 10 |
2 | 70 | 22,5 | 7,5 | 25 |
3 | 70 . | 15 | 15 | 50 |
4 | 70 | 7,5 | 22,5 | 75 |
5 | 70 | 3 | 27 | 90 |
Danach brachte man jede der Gleichgewichtsflüssigkeiten in flüssiger Phase mit dem oben erhaltenen
Zeolithen in Berührung, und aus der Veränderung der Zusammensetzung der Gleichgewichtsflüssigkeiten vor
Selektivität für das Desorptionsmittel gegenüber p-Xylol und nach der Berührung mit dem Zeolithen erhielt man
die adsorptive Selektivität für das Desorptionsmittel gegenüber p-Xylol. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2
gezeigt
Desorptionsmittel | |
Versuch- | |
Nummer | |
1 | Diisopropyläther |
2 | Diisobutyläther |
3 | Di-sec-butyl£ther |
4 | Di-tert-butyläther |
5 | Di-n-amyläther |
6 | Diisoamyläther |
7 | Di-tert-amyläther |
8 | Furan |
9 | 2-Methylfuran |
10 | Hexamethylenoxid |
11 | 1,8-Cineol |
Vergleichs- | |
versuch- | |
Nummer | |
1 | Anisol |
2 | n-Hexyläther |
3 | n-Butylbenzol |
25 50 75 90
0,98 | 0,95 | 0,95 | 0,94 | 0,91 |
0,67 | 0,65 | 0,64 | 0,60 | 0,54 |
0,41 | 0,38 | 0,35 | 0,34 | 0,34 |
0,72 | 0,65 | 0,57 | 0,48 | 0,31 |
0,60 | 0,56 | 0,48 | 0,43 | 0,33 |
0,42 | 0,38 | 0,36 | 0,33 | 0,31 |
0,48 | 0,42 | 0,38 | 0,32 | 0,31 |
2,9 | 2,6 | 2,3 | 2,2 | 1,5 |
1,8 | 1,3 | 1,0 | 0,89 | 0,75 |
2,7 | 2,5 | 2,0 | 1,5 | 1,3 |
0,85 | 0,79 | 0,75 | 0,74 | 0,74 |
9,0 | 7,5 | 7,2 | 5,7 | 5,1 |
0,52 | 0,41 | 0,33 | 0,28 | 0,21 |
0,38 | 0,33 | 0,25 | 0,21 | 0,19 |
Man stellte eine chromatographische Trennvorrichtung her, indem man drei chromatographische Säulen
aus rostfreiem Stahl, wobei jede einen inneren Durchmesser von 8 mm und eine Länge von 2000 mm
aufwies und mit einem Mantel und einem Verteiler zum Verteilen von Flüssigkeiten am Kopf der Säule und
einem Sammler zum Sammeln von Flüssigkeit am Boden der Säule ausgestattet war, durch drei Rohre aus
rostfreiem Stahl mit einem inneren Durchmesser von 1 mm miteinander verband. Jede Säule packte man
gleichmäßig mit dem Zeolith einer Teilchengröße von ca. 150 bis 250 μΐη (60 bis 100 Maschen) von
Bezugsbeispiel 1.
Danach hielt man die mit dem Zeolith gepackten Säulen bei 120°C und führte erstens ein Desorptionsmittel
gemäß Tabelle 3 den Säulen :'.u und konditionierte den Zeolith, und führte zweitens 50 ml einer Mischung
von Ce-Isomeren mit einem Gehalt an 15% p-Xylol, 20% Äthylbenzol, 45% m-Xylol und 20% o-Xylol den
Säulen mit einer Dosierpumpe für winzige Mengen zu und bildete eine Adsorptionszone der Mischung der
Ce-Isomeren. Danach führte man das Desorptionsmittel den Säulen wiederum bei einer konstanten Fließgeschwindigkeit
von 9,5 ml/min zu, entwickelte die Adsorptionsbande der Mischung der Ce-Isomeren und
trennte den Abfluß, der vom Boden der Säule abfloß, in Fraktionen von etwa 1 bis 10 ml auf und sammelte sie.
Die Gewichtsprozente an p-Xylol, Äthylbenzol, m-Xy-
Ιοί, o-Xylol und Desorptionsmittel in einer derart
gesammelten Flüssigkeitsprobe analysierte man quantitativ durch Gaschromatographie. Eine Flüssigkeit, die
reich an Cg-Isomeren außer p-Xylol war, erhielt man aus
dem vorderen Grenzbereich der Absorptionsbande der Mischung der Cg-Isomeren in Fließrichtung des
Abflusses, und man erhielt eine Flüssigkeit, die reich an p-Xylol war, aus dem hinteren Grenzbereich.
Als Kriterium für die Wirksamkeit der Trennung maß
Als Kriterium für die Wirksamkeit der Trennung maß
man das Gewicht an p-Xylol in einer Fraktion, worin die
Reinheit des p-XyloIs mindestens 99% betrug, im Vergleich mit der Reinheit anderer Ce-IsomererlSgg (g)];
die Konzentration des p-Xylols in seiner Gesamtfraktion[C99
(Gewichtsprozent)]; und die durchschnittliche Konzentration der Mischung der Cg-Isomeren in der
Adsorptionsbande am Auslaß zum Sammelh[Gesamt Cs
(Gewichtsprozent)]. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt
Desorptionsmittel | |
Versuch-Nr. | |
1 | Diisopropyläther |
2 | Furan |
3 | Hexamethylenoxid |
Vergleichs | |
versuch- | |
Nummer | |
1 | Anisol |
2 | n-Butylbenzol |
S99 | C99 | Gesi |
(g) | (%) | (%) |
1,61 | 11,2 | 49,1 |
1,53 | 10,8 | 50,2 |
1,54 | 10,3 | 48,6 |
0,33 | 6,1 | 36,5 |
1,01 | 5,3 | 38,6 |
Vergleichsbeispiel 1
Auf gleiche Weise wie in Bezugsbeispiel 1 besetzte man 55% der Plätze für austauschbare Ionen auf einem
im Handel erhältlichen synthetischen Zeolithtyp Y mit Faujasitstruktur (Na-Typ; Molverhältnis von SiO2/
Al2Ö3=4,8) mit Kaliumionen. Den derart mit Ionenaustausch
behandelten Zeolith wusch man danach sorgfäl-
tig mit Wasser und kalzinierte ihn bei 400° C 2 h lang.
Den derart hergestellten Zeolith packte man in die gleiche chromatographische Trennvorrichtung wie in
Beispiel 1 und führte eine chromatographische Trennung durch, wobei man ein Desorptionsmittel gemäß
Tabelle 4 auf gleiche Weise und unter den gleichen
j5 Bedingungen wie in Beispiel 1 verwendete. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Desorptionsmittel
C99
Gesamt ι
(g)
Versuch-Nr.
1
2
1
2
Diisopropyläther
Furan
Furan
0,11
0,13
0,13
3,2
3,1
3,1
46,3 47,2
Unter Verwendung der gleichen chromatographischen Trennvorrichtung und des gleichen Zeoliths wie
in Beispiel 1 hielt man die Säulen, die man mit dem Zeolith gepackt hatte, bei 1200C und führie erstens ein
Desorptionsmittel gemäß Tabelle 5 den Säulen zu und kcnditionierte den Zeolith, und führte zweitens 50 ml
einer Mischung von Cg-Isomeren mit einem Gehalt an 50% Äthylbenzol und 50% m-Xylol den Säulen mit
einer Dosierpumpe für winzige Mengen zu und bildete eine Adsorptionsbande der Mischung der Cg-Isomeren.
Danach führte man das Desorptionsmittel den Säulen wiederum bei einer konstanten Fließgeschwindigkeit
von 7,5 ml/min zu und entwickelte die Adsorptionsbande
der Mischung der Ce-Isomeren. Den Abfluß, der vom Boden der Säulen abfloß, teilte man in Fraktionen von 1
bis 10 ml und sammelte ihn. Die so gesammelten Flüssigkeitsproben analysierte man quantitativ durch
Gaschromatographie auf gleiche Weise wie in Beispiel
1. In Fließrichtung des Abflusses erhielt man eine Flüssigkeit, die reich an m-Xylol war, vom vorderen
Grenzbereich der Adsorptionsbande der Mischung der Cg-Isomeren, und man erhielt eine Flüssigkeit, die reich
an Äthylbenzol war, vom hinteren Grenzbereich.
Als Kriterien für die Wirksamkeit der Trennung maß man das Gewicht an m-Xylol in einer Fraktion, worin
die Reinheit von m-Xylol 99% betrug, verglichen mit Äthylbenzol [S m-Xylol (g)]; die Konzentration von
m-Xylol in seiner Gesamtfraktion [O m-Xylol (Gewichtsprozent)]; das Gewicht von Äthylbenzol in einer
Fraktion, worin die Reinheit des Äthylbenzols mindestens 99% im Vergleich zu p-Xylol betrug[S Äthylbenzol
(g)]; die Konzentration des Äthylbenzols in seiner Gesamtfraktion [C Äthylbenzol (Gewichtsprozent)];
und die durchschnittliche Konzentration der Mischung der Ce-Isomeren in der Adsorptionsbande am Auslaß
zum Sammeln [Gesamt Cg (Gewichtsprozent)]. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.
Desorptionsmittcl S m-Xylol C m-Xylol
(g) S Äthylbenzol
(g)
C Äthylbenzol
Gesamt C8
Versuchs-Nummer
Vergleichsversuch-
Nummer
Nummer
Diisopropyläther
1,8-Cineol
Diisobutyläther
n-Hexyläther
n-Butylbenzol
n-Butylbenzol
8,31 | 26,2 | 8,18 | 28,4 | 53,4 |
7,94 | 27,1 | 8,20 | 29,1 | 54,1 |
8,41 | 25,9 | 7,74 | 27,4 | 51,2 |
5,11 | 10,7 | 4,08 | 7,6 | 40,1 |
4,76 | 13,6 | 4,66 | 9,7 | 37,8 |
Es wurden die Selektivitäten von Diisopropyläther, Toluol und Chlorbenzol als Desorptionsmitte! für
p-Xylol nach der Gleichgewichtsmethode gemessen.
Es wurde ein im Handel erhältlicher synthetischer Zeolith mit Faujasit-Struktur vom Y-Typ (Na-Typ;
Molverhältnis von SiCVAhCh = 4,8) mit einer wässerigen Kaliumnitratlösung in Berührung gebracht, bis
mindestens 80% der austauschbaren Stellen des Zeolithen mit Kaliumionen ausgetauscht waren. Danach
wurde der auf diese Weise einem Ionenaustausch unterworfene Zeolith sorgfältig mit Wasser gewaschen
und bei 400° C 2 h calciniert.
Für Diisopropyläther, Toluol und Chlorbenzol als Desorptionsmittel wurden Gleichjjewichtsflüssigkeiten
mit Zusammensetzungen gemäß der folgenden Tabelle 6 mit η-Dekan als Verdünnungsmitlel hergestellt.
Tabelle 6 | n-Dckan | P-Xylol | Desorptionsmittel | Desorptionsmitlelkonzenlration |
Gleichgewichts- | der Glcicigewichtsflüssigkeit | |||
Flüssigkeiten Nr. | (Gew.-%) | (Gew.-%) | (Gew.-%) | (Gcw.-%) |
70 | 27 | 3 | 10 | |
1 | 70 | 22,5 | 7,5 | 25 |
2 | 70 | 15 | 15 | 50 |
3 | 70 | 7,5 | 22,5 | 75 |
4 | 70 | 3 | 27 | 90 |
5 | ||||
Jede Gleichgewichtsflüssigkeit wurde in flüssiger Phase mit dem erhaltenen Zeolith als Absorptionsmittel
bei Raumtemperatur in Berührung gebracht; die Adsorptionsselektivität des jeweiligen Desorptionsmittels
für p-Xylol (Κ]?χ) ergab sich aus der Veränderung der Zusammensetzung der Gleichgewichtsflüssigkeit
vor und nach Berührung mit dem Zeolith als Adsorptionsmittel (η-Dekan wurde auf dem Zeolith als
Adsorptionsmittel nicht adsorbiert).
50 Kp5X ergab sich aus folgender Gleichung:
KJ?x = (Gew.-°/o DS in der Zeolith-Adsorptionsmittelphase/Gew.-%
p-Xylol in der Zeolith· Adsorptionsmittelphase)/Gew.-% DS in det
flüssigen Phase/Gew.-% ;p-Xylol in der flüssigen Phase.)
EQ Gleichgewichtsflüssigkeit DS Desorptionsmittel
Die Ergebnisse ergeben sich aus der folgenden Tabelle 7 und F i g. 5.
Tabelle 7
Gleichgewichtsflüssigkeit Nr.
Desorptionsmittelkonzen- | Diisopropyläther |
tration der Gleichsgewichts- | |
flüssigkeit | |
(Gew.-%) | Kpx |
10 | 0,98 |
25 | 0,95 |
50 | 0,95 |
75 | 0,94 |
90 | 0,91 |
Toluol
Κρχ
Chlorbenzol
0,50
0,50
0,42
0,30
0,17
0,50
0,42
0,30
0,17
0,62 0,52 0,41 0,29 0,15
Hierzu 5 Blatt Zeichnuneen
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Trennung von Gemischen aus aromatischen Ce-Isomeren durch wechselweise Adsorption an Zeolithen mit Faujasitstruktur, deren molares Verhältnis von S1O2: AI2O3 mindestens etwa 4,0 beträgt und bei denen mindestens etwa 60% der austauschbaren Kationen gegen Kaliumionen und die übrigen austauschbaren Kationen gegen Metallkationen mindestens eines der Metalle Natrium, Lithium, Rubidium, Cäsium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Nickel, Kupfer, Silber, Mangan, Cadmium, Thallium oder Lanthan ausgetauscht sind, und Desorption mit Äthern als Desorptionsmittel, wobei man die einzelnen Fraktionen am Auslaß der Trennzone sammelt, dadurch gekennzeichnet, daß man
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---|---|---|---|
JP10911878A JPS5536407A (en) | 1978-09-07 | 1978-09-07 | Separation of xylene isomer |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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---|---|---|---|
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GB (1) | GB2031013B (de) |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19538799A1 (de) * | 1995-10-18 | 1997-04-24 | Sued Chemie Ag | Wabenförmiger Katalysatorträger |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4478723A (en) * | 1981-06-15 | 1984-10-23 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Adsorptive separation method |
JPS59122433A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-14 | Toray Ind Inc | 3,5−キシレノ−ルの分離回収方法 |
DE3348473C2 (de) * | 1982-12-28 | 1994-07-28 | Toray Industries | Verfahren zur Abtrennung von 1,3,5-Trimethylbenzol |
US4497972A (en) * | 1983-10-11 | 1985-02-05 | Uop Inc. | Process for the separation of ethylbenzene |
US4529828A (en) * | 1984-05-29 | 1985-07-16 | Uop Inc. | Separation of ortho-xylene |
US4886929A (en) * | 1987-06-15 | 1989-12-12 | Uop Inc. | Separation of para-xylene |
US4899017A (en) * | 1987-07-27 | 1990-02-06 | Mobil Oil Corporation | Process for the selective separation of para-xylene from C8 aromatic mixtures |
US5124023A (en) * | 1988-11-28 | 1992-06-23 | Union Oil Company Of California | Continuous removal of polynuclear aromatics from hydrocarbon recycle oil |
US5877373A (en) * | 1997-05-05 | 1999-03-02 | Uop Llc | C8 alkylaromatic hydrocarbon production using reversible flow reactive chromatography |
US6005153A (en) * | 1998-10-19 | 1999-12-21 | Uop Llc | Process for aromatic transalkylation using simulated moving bed reactive chromatography |
US6403856B1 (en) | 1998-10-19 | 2002-06-11 | Uop Llc | Process for separating alkylaromatic hydrocarbons |
AU3769800A (en) * | 1999-03-31 | 2000-10-16 | Chevron Chemical Company Llc | Process for the separation of para-xylene using an ether as desorbent |
US9302955B2 (en) | 2013-09-27 | 2016-04-05 | Uop Llc | Systems and methods for separating xylene isomers using selective adsorption |
US9950972B2 (en) | 2013-09-27 | 2018-04-24 | Uop Llc | Apparatuses and methods for forming C8 aromatic streams with selected amounts of C9 aromatics |
FR3075792B1 (fr) | 2017-12-22 | 2019-11-29 | Arkema France | Adsorbants zeolitiques contenant du strontium |
FR3075793B1 (fr) | 2017-12-22 | 2019-11-29 | Arkema France | Adsorbants zeolithiques a base de baryum, strontium et potassium, leur procede de preparation et leurs utilisations |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1253445A (fr) * | 1960-02-26 | 1961-02-10 | Union Oil Co | Perfectionnements apportés aux procédés pour la séparation d'isomères aromatiques |
US3337529A (en) * | 1965-05-18 | 1967-08-22 | Schwarz Biores Inc | Method for chromatographically separating nucleotides and other organic materials from a mixture containing same |
GB1236369A (en) * | 1968-06-24 | 1971-06-23 | Universal Oil Prod Co | Hydrocarbon separation process |
BE754754A (fr) * | 1969-08-13 | 1971-02-12 | Exxon Research Engineering Co | Procede de separation par tamis moleculaire |
US3665046A (en) * | 1969-10-13 | 1972-05-23 | Universal Oil Prod Co | Separation of para-xylene from mixtures of c8 aromatics utilizing crystalline aluminositicate adsorbents |
FR2157086A5 (en) * | 1971-10-18 | 1973-06-01 | Universal Oil Prod Co | Ortho and para-xylene and ethylbenzene prodn and recovery - - by a dual adsorption and isomerisation process |
US3707550A (en) * | 1971-10-26 | 1972-12-26 | Universal Oil Prod Co | Process for the production and recovery of ortho-xylene,para-xylene and ethylbenzene |
US3724110A (en) * | 1972-05-22 | 1973-04-03 | Worthington Corp | Visual display board |
GB1411603A (en) * | 1972-12-13 | 1975-10-29 | Shell Int Research | Process for the separation of hydrocarbons |
US3903187A (en) * | 1973-08-09 | 1975-09-02 | Exxon Research Engineering Co | High temperature gradient elution liquid chromatography |
US3939221A (en) * | 1973-07-27 | 1976-02-17 | The British Petroleum Chemical International Ltd. | Xylenes separation process |
DE2630915C3 (de) * | 1975-07-14 | 1978-11-23 | Uop Inc., Des Plaines, Ill. (V.St.A.) | Verfahren zur Abtrennung von Äthylbenzol aus Xylolisomerengemischen |
JPS5328125A (en) * | 1976-08-30 | 1978-03-16 | Toray Ind Inc | Adsorption isokation of xylene isomer |
-
1979
- 1979-08-17 GB GB7928810A patent/GB2031013B/en not_active Expired
- 1979-08-17 MX MX178960A patent/MX152327A/es unknown
- 1979-08-24 US US06/069,420 patent/US4255607A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-08-28 DE DE2934768A patent/DE2934768C2/de not_active Expired
- 1979-09-04 FR FR7922073A patent/FR2435452B1/fr not_active Expired
- 1979-09-06 NL NL7906684A patent/NL7906684A/nl not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19538799A1 (de) * | 1995-10-18 | 1997-04-24 | Sued Chemie Ag | Wabenförmiger Katalysatorträger |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
MX152327A (es) | 1985-06-27 |
FR2435452B1 (fr) | 1985-06-07 |
GB2031013B (en) | 1983-02-16 |
US4255607A (en) | 1981-03-10 |
FR2435452A1 (fr) | 1980-04-04 |
DE2934768A1 (de) | 1980-03-13 |
GB2031013A (en) | 1980-04-16 |
NL7906684A (nl) | 1980-03-11 |
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