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Verfahren zur Zerlegung leichter Kohlenwasserstoffgemische in aromatische
und paraffinische Kohlenwasserstoffe Die Zerlegung von leichten Kohlenwasserstoffgemischen,
insbesondere von Benzinen, SchNverbenzinen und leichten Gasölen, in paraffinische
und aromatische Kohlenwasser-Stoffe durch extrahierende Behandlung mit Lösungsmitteln
ist praktisch von großer Bedeutung, weil die aromatischen Kohlenwasserstoffe bekanntlich
andere motorische Eigenschaften als die paraffinischen haben, indem erstere stark
klopfhindernd wirken. Die Gewinnung bzw. die Anreicherung der aromatischen Kohlenwasserstoffe
führt deshalb zu Kohlenwasserstoffgemischen, die unmittelbar als wertvolle Motortreibstoffe
bzw. zur Verbe'sserung wenig . er wertvoller Treibstoffe verwendet werden
können. Der Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen hängt von der Herkunft des
betreffenden Kohlenwasserstoffgemisches ab, So sind z. B. die asphaltbasischen kalifornischen
Benzine reich an aroniatischen Kohlenwasserstoffen, während die paraffinbasischen
pennsylvanischen reich an paraffinischen Kohlenwasserstoffen sind.
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Gemäß vorliegender Erfindung werden leicht siedende Kohlenwasserstoffgemische
durch selektive Lösungsmittel in eine vorwiegend paraffinische Fraktion einerseits
und eine vorwiegend aromatischeFraktion andererseits zerlegt. Um dieses Ziel zu
erreichen, muß das selektive Lösungsmittel folgende Eigenschaften besitzen: i. Es
dürferi in ihm paraffinische Kohlenwasserstoffe nicht löslich sein; 2. die Lösefähigkeit
für aromatische Kohlenwasserstoffe muß sehr groß sein, damit möglichst wenig Lösungsmittel
erforderlich ist; 3. das Lösungsmittel muß beständig sein; 4. es muß einen
hohen Siedepunkt besitzen; 5. die selektive Lösefähigkeit muß möglichst bei
gewöhnlichen Temperaturen vorhanden sein, damit Erhitzen bzw. Kühlen vermieden wird;
6. es muß leicht Schichtenbildung eintreten; 7. das Lösungsmittel
muß sich leicht und vollständig von dem Extrakt z. B. durch Destillation trennen
lassen, Man hat schon eine große Zahl von Lösungsmitteln für den genannten Zweck
vorgeschlagen, aber keines von ihnen besitzt die
angeführten Eigenschaften
gleichzeitig. Erfindungsgemäß sollen als selektive Lösungsmittel Polväthylenglyk-ole,
wie Di-, Tri- oder Tetraäthyl#nglyl-zol, verwendet werden. Das-Triäthylenglykol
hat eine ungewöl#hlich hohe-.» selektive Lösefähigkeit. Es besitzt einen Siedepunkt
von etwa 288'C, ist unter den Gebrauchstemperaturen sehr stabil und zeigt seine
gute selektive Wirkung bei Temperaturen von etwa 38' C. Es kann ferner sehr
leicht zurückgewonnen werden und besitzt kein Lösevermögen für paraffinische Kohlenwasserstoffe
bei den Temperaturen, bei welchen es eine hohe Lösli chkeit für aromatische Kohlenwasserstoffe
zeigt.
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In vielen Fällen kann man den mehrwertigen Alkoholen" insbesondere,
wenn raffinierte Benzine behandelt werden, Benzol, Toluol, Phenol, Chloroform oder
ähnliche Stoffe zusetzen, um ihre Mischbarkeit mit dem Benzin noch zu erhöhen.
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Der Extrakt, welcher nach dem vorliegenden Verfahren erhalten wird,
kann unmittelbar als Motortreibstoff Verwendung finden. Er kann aber auch zur Verbesserung
anderen, z. B. klopfenden Benzinen zugesetzt werden. Man kann die extrahierten Kohlenwasserstoffe
auch einer Hydrierung unterwerfen, um die Oktanzahl noch weiter zu verbessern.
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Das Verfahren kann für die verschiedensten leicht siedenden Kohlenwasserstoffgemische
Verwendung finden, insbesondere aber für Benzine, Schwerbenzine und leichte Gasöle,
wie sie aus natürlichen Quellen oder beim Spalten, Hydrierep oder bei synthetischen
Verfahren, beispielsweise Polyrnerisations-, Kondensations- oder Voltolisierungsverfahren
usw., erhalten werden. Die nach der Erfindung erhaltenen Produkte können weiteren
Behandlungen zwecks Reinigung u. dgl. unterworfen werden.
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Die extrahierende Behandlung kann kontinuierlich, z. B. im Gegenstrom,
oder diskontinuierlich ausgeführt werden.
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An Hand der beiliegenden Zeichnung sei die vorliegende Arbeitsweise
für die Verwendung von Triäthylenglykol als Lösungsmittel näher erläutert.
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- i ist das Vorratsgefäß für Triäthylenglykol und 2 für das
zu behandelnde Benzin. 3 stellt den Extraktionsturm dar, welcher mehrfach
unterteilt ist und in welchem die Extraktion im Gegenstrom vorgenommen wird. Das
zu behandelnde Benzin wird aus dem Vorrats-gefäß 2 durch Rohrleitung 4 mittels
Pumpe 5
in den unteren Teil des Turmes 3 durch Rohrleitung
6 eingeführt. Das Triäthylenglykol. wird aus dem Vorratsgefäß i durch Rohrleitung
7 mittels Pumpe 8 entnommen und in den oberen Teil des Turmes
3 durch Rohrleitung 9 eingeführt. Der ungelöste Anteil, der aus der
paraffinischen Fraktion des Ausgangsstoffes besteht, wird am Kopf des Turmes durch
Rohr io abgezogen. Er enthält nur Spuren von Triäthylenglykol, welche durch Waschen
mit Wasser leicht entfernt werden können. Zu diesem Zweck wird die paraffinische
Fraktion in die Trommel ii geführt, der Wasser durch Rohrleitung 12 zugeleitet wird;
hierbei bilden sich zwei Schichten, von denen die untere aus Wasser und Triäthylenglykol
und die obere aus der paraffinischen Benzinfraktion besteht. Das triäthylenglyk-olhaltige
Wasser wird aus der Trommel durch Rohrleitung 13 abgeführt und, falls gewünscht,
das Triäthylenglykol wiedergewonnen und in das Verfahren zurückgegeben. Die paraffinische
Benzinfraktion wird aus der Trommel durch Rohrleitung 14 abgeführt und im Vorratsgefäß
15 gesammelt.
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Die Lösung, bestehend aus der Hauptmenge des Triäthylenglykols und
der aromatischen Fra:ktion des Benzins, wird aus dem Turm 3
durch Rohrleitung
abgeführt und gelangt in den Kessel 17, in welchem die Kohlenwasserstoffe von dem
Triäthylenglykol durch Destillation getrennt werden. Die Kohlenwasserstoffe ziehen
oben ab und gelangen durch Rohrleitung 18, Kühler ig und Rohrleitung 2o
z' el nach dem Vorratsgefäß 24. Das Triäthylenglykol, welches bei den im
Kessel 17 herrschenden Temperaturen nicht verdampft, wird durch Rohrleitung
21 abgezogen und durch Pumpe 22 und Rohrleitung 23 nach dem Sammelgefäß i
zurückgeführt.
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Die Temperatur im Turm 3 wird zwischen io und 66' C,
vorteilhaft auf etwa 38' C,
gehalten. Im allgemeinen wird bei gewöhnlichem
Druck gearbeitet, nämlich stets dann, wenn keine bei den genannten Temperaturen
verdampfenden Bestandteile vorhanden sind. Falls jedoch ein sehr leichtes Benzin
behandelt wird, kann es manchmal wünschenswert sein, unter leichtem Überdruck zu
arbeiten, um die Verdampfung der leichtesten Anteile zu verhindern.
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Die Menge des angewandten Lösungsmittels beträgt im allgemeinen das
2- bis 7fache des zu behandelnden Ausgangsstoffes, vorteilhaft das 3- bis
5fache.
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Die Trennung erfolgt im Turm 3 sehr rasch. Das Lösungsmittel
läßt sich sehr leicht durch Abdestillieren des Extraktes wiedergewinnen, da, wie
erwähnt, der Siedepunkt etwa 288' C beträgt. Man kann bei der Destillation
auch Vakuum oder Wasserdainpf anwenden. Es ist auch möglicli, die Abtrennung des
Lösungsmittels von dem Gelösten durch Hinzufügung von Wasser oder eines anderen
Lösungsmittels für Triäthylenglykol, welches mit dem Ausgangsstoff nicht mischbar
ist,
zu bewirken. Auch durch Kühlung läßt sich eine Trennung des Lösungsmittels von den
aromatischen Kohlenwasserstoffen infolge Schichtenbildung erzielen.
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Beispiel Ein Conroebenzin mit folgenden Eigenschaften: Brechungsindex
bei 2o'
C ....... 1,4377
Spezifisches Gewicht
............ 0,783
Siedebeginn
................... 103' C
Endsiedepunkt
....... ......... 162'
C
5o 1/0 sieden bis
................ 118'
C
wird im Gegenstrom
mit der 3fachen Menge Triäthylenglykol bei einer Temperatur von
38' C behandelt.
Man erhält dabei eine Lösung bzw. einen ungelösten Anteil mit folgenden Eizenschaften:
| Lösung Ungelöster |
| Anteil |
| Brechungsindex bei 2-ol C 1,4770 1,4225 |
| Spezifisches Gewicht ... 0,841 0,761 |
| Ausbeute ............. . 227,5 (lo 7:2,50/0 |
Wird dasselbe Benzin mit der 6fachen Menge Triäthylenglykol behandelt, so wird folgendes
Ergebnis erzielt:
| Lösung Ungelöster |
| Anteil |
| Brechungsindex bei 2o' C 1,4750 1,41522 |
| Spezifisches Gewicht ... 0,839 0,750 |
| Ausbeute ............. 43% 579. |
Der erzielte hohe Brechungsindex und das niedrige spezifische Gewicht sowie der
aromatische Geruch des Extraktes zeigen, daß das Triäthylenglykol eine ausgezeichnete
Trennung des Benzins in paraffinische Kohlenwasserstoffe einerseits und aromatische
andererseits bewirkt.