DE744879C

DE744879C - Process for the production of pure toluene from an enriched toluene fraction

Info

Publication number: DE744879C
Application number: DEN41042D
Authority: DE
Inventors: Dr Kurt Gieseler
Original assignee: Niederschlesische Bergbau A G
Current assignee: Niederschlesische Bergbau A G
Priority date: 1937-08-06
Filing date: 1937-08-06
Publication date: 1944-01-28

Description

Verfahren zur Gewinnung von Reintoluol aus einer angereicherten Toluolfraktion Urn Reinbenzol, Reintoluol oder Reinxylol zu gewinnen, wird im allgemeinen bisher so verfahren, :daß die mittels einer Vordestillation .erhaltenen rohen oder ggereinigtenBenzol-, Töluol- oder Xylolfraktionen nach einer Wäsche mit konzentrierter Schwefelsäure einer sehr sorgfältigen, unstetig arbeitenden Destillation unterworfen werden:, die ausschließlich in Blasen mit hohen Rektifizierlcolonnen vorgenommen wird. Es entsteht dabei immer eine erhebliche Menge an Zwischenfraktionen, Vor- und Nachläufen, so daß die Ausbeuten an reimen Kohlenwasserstnffen bei einmaliger Destillation selten über 8a °/o betragen.. Die abdestil:lierten begleitenden Kohlenwasserstoffe enthalten also immer noch beträchtliche Mengen des zu gewinnenden reinen Kohlenwasserstoffs.Process for the production of pure toluene from an enriched toluene fraction To obtain pure benzene, pure toluene or pure xylene has generally been used up to now proceed in such a way that: the crude or purified benzene, Töluene or xylene fractions after washing with concentrated sulfuric acid be subjected to a very careful, discontinuous distillation :, which is carried out exclusively in bubbles with high rectifying columns. It There is always a considerable amount of intermediate fractions, pre- and post-carriage, so that the yields of pure hydrocarbons with a single distillation are rare more than 8a ° / o .. Contain the distilled off accompanying hydrocarbons thus still considerable amounts of the pure hydrocarbon to be recovered.

Es ist bisher in .der Praxis nicht möglich gewesen, mittels :der stetigen Destillation ohneAnfall anZwischenfraktionenReintoluol, das zu 9o °/Q innerhalb o,6 ° und zu 95 % innerhalb o,8' siedet, zu gewinnen.Up to now it has not been possible in practice to obtain pure toluene, which boils to 90% within 0.6 ° and 95% within 0.8 ', by means of: continuous distillation without accumulation of intermediate fractions.

Man verwendet zwar die stetige Destillation zur Gewinnung von Motorenbenzol, wobei nach Entfernung eines Vor- und Nachlaufs ein brauchbares Motorenbenzol mit .den Siedegrenzen von 8o bis r5o° erhalten wird. Es ist auch die Kubierschky-Kolonne zur kontinuierlichen Trennung von Benzol, Toluol und Xylol empfohlen worden.' Hierbei wird aber aus Rohbenzol -erst ein goprozentiges Handelsbenzol .erhalten, das in einem zweiten unstetigen Destillationsgang erst auf Reiribenzol weiterverarbeitet werden muß. Ferner ist auch schon vorgeschlagen worden; Benzolleichtöle in mehreren hintereinandergeschalteten Kolonnen stetig in Vorlauf und Benizol-, Toluol- und Xylolfraktionen zu trennen. Bei dieser Arbeitsweise erhält man immer nur angereicherte Fraktionen, die zwar Iden größeren Teil des. vorhandenen Kohlenwasserstoffs enthalten; aber nur in einer Anreicherung von 70 bis höchstens 9o0/0. Diese Destillate genügen niemals den Anforderungen, die an reine Kohlenivasserstoffe, insbesondere Reintoluol, gestellt werden. Je mehr man bei dieser Anordnung anstrabt, den gesamten im aufgegebenen Leichtöl vorhandenen Kohlen-Wasserstoff, beispielsweise Toluol, in einer Dest tlatfraktion anzureichern, desto mehr enthält die Fraktion von den anderen tiefer-und höher siedenden Kohlenwasserstoffen, so daß die Toluolfraktionetwa innerhalb io5 bis i15° siedet. Auch durch Nachschalten einer Nebenlzolotine gelingt es dabei nicht, den Kohlenwasserstoff in reiner Form zu erhalten.It is true that continuous distillation is used to obtain motor benzene, with a usable motor benzene with boiling limits of 80 ° to 50 ° being obtained after removal of a forerun and tailings. The Kubierschky column has also been recommended for the continuous separation of benzene, toluene and xylene. ' In this case, however, crude benzene is first obtained into a goprocent commercial benzene, which first has to be processed further to friction benzene in a second, discontinuous distillation step. Furthermore, it has also already been suggested; Separate benzene light oils continuously in several columns connected in series into forerun and benzene, toluene and xylene fractions. With this method of operation, only enriched fractions are obtained which contain the greater part of the hydrocarbon present; but only in an enrichment of 70 to a maximum of 9o0 / 0. These distillates never meet the requirements made of pure hydrocarbons, especially pure toluene. With this arrangement, the more efforts are made to enrich all of the carbon hydrogen present in the light oil, for example toluene, in a distillate fraction, the more the fraction contains of the other lower and higher boiling hydrocarbons, so that the toluene fraction is approximately within 10 5 to 15 ° is boiling. Even by adding a secondary zolotine, it is not possible to obtain the hydrocarbon in pure form.

Es ist auch der Weg beschritten worden, Flüssigkeitsgemische mit mehr als drei Bestandteilen :durch fraktionierte Kondensation zu trennen, unter Verwendung mehrerer Destilliersäulen, deren jede mit zwei Rektifiziersäulen verbunden ist. Bei -dieser Arbeitsweise sind die Abläufe der Rektifiziersäulen immer mit einer gewissen Menge des tiefer siedenden Bestandteils verunreinigt und stellen somit auch keine reinen Kohlenwasserstoffe dar.The path has also been taken to mix liquids with more as three components: to separate by fractional condensation, using several still columns, each of which is connected to two rectifying columns. In this way of working, the rectification columns are always run with one A certain amount of the lower-boiling component is contaminated and thus represent are also not pure hydrocarbons.

Die Trennung von ternären Gemischen in ununterbrochen arbeitenden Apparaten ist nun ebenfalls schon eingehend beschrieben worden.The separation of ternary mixtures into continuously working Apparatus has now also been described in detail.

Auf dieser bekannten Arbeitsweise, bei welcher in der ersten Säule das Leichtsiedende als Destillat entfernt wird und aus dem Abtriebsteil das Gemisch aus Mittel- und Schwersiedendem abläuft, welches dann in der zweiten Säule in das Mittelsiedende als Destillat und -das Schwersiedende als Ablauf getrennt wird, fußt auch die vorliegende Erfindung. Dieses bekannte Verfahren führt aber nicht ohne weiteres zu brauchbaren Ergebnissen. Denn wenn die Ausgangsmischung, für ,die beispielsweise eine Berechnung .durchgeführt worden ist, 30% Benzol, 35% Toluol und 3507, Xy loI enthält, so besteht der Ablauf der ersten Säule noch aus 3/o Benzol, 47110 Toluol und 50% Xylol. Aus diesem Gemisch ist bestenfalls als Destillat der zweiten Säule ein Erzeugnis zu erhalten, das noch 6% Benzol enthält und somit niemals Reintoluol darstellt. Wird für eine Vermehrung der Abtriebsböden der ersten Säule gesorgt, so sinkt zwar der Benzolgehalt im Ablauf dieser Kolonne auf i 0/0, was für eine Reintoluolgeiv innung immer noch zu hoch ist; das Destillat dieser Kolonne enthält aber dann derartig große Anteile To:luol (bis zu So%@, daß eine wirtschaftliche Gewinnung von Reintoluol auf diesem Wege nicht möglich erscheint.On this known way of working, in which in the first column the low-boiling end is removed as a distillate and the mixture is removed from the stripping section from medium and high boiling ends, which then flows into the second column in the The medium-boiling end is separated as the distillate and the high-boiling end as the drain is based also the present invention. However, this known method does not work without it further to useful results. Because if the starting mix, for that, for example a calculation has been carried out, 30% benzene, 35% toluene and 3507, Xy loI contains, the outlet of the first column still consists of 3 / o benzene, 47110 toluene and 50% xylene. From this mixture is at best as a distillate of the second column to obtain a product that still contains 6% benzene and therefore never pure toluene represents. If an increase in the stripping trays of the first column is provided, so the benzene content in the outlet of this column drops to i 0/0, what a Pure toluene guideline is still too high; contains the distillate of this column but then such large proportions To: luol (up to So% @ that an economic Obtaining pure toluene in this way does not appear to be possible.

Überraschenderweise hat sich nun ergeben, daß es doch nicht mir durchaus möglich, sondern auch in bezug auf Ausbeute und Energieverbrauch höchst wirtschaftlich ist, Reintoluol mittels der stetigen Destillation zu gewinnen, wenn man von einer angereicherter Toluolfraktion ausgeht, die zu 95% innerhalb etwa ioo bis 13o° siedet und so viel an höchstsiedenden Anteilen, insbesondere Xylol, in einer Menge über io0'o enthält, daß der Kochpunkt des Ablaufs der ersten Kolonne mindestens I15° beträgt. So wird z. B. das auf 75 bis ioo° vorgewärmte Erzeugnis der Kolonne i aufgegeben, die einen verhältnismäßig großen. Abtriebsteil hat, der 1/2 bis 2/;, der Gesamtkolonne einnimmt. Es lassen. sich die niedriger als Taluol siedenden Anteile aus dem Ablauf dieser ersten Kolonne auch bei dem großen Abtriebsteil nur dann entfernen, wenn der Kochpunkt der ablaufenden Mischung über 115° liegt. Der flüssig aus rler Kolonne ablaufende Rückstand enthält dann z. B. nur o,i bis o,20% unter io9° siedende Anteile, während das Destillat sich aus Benzol mit i bis höchstens 5% Toluol zusammensetzt. Der auf über 115° erhitzte Ablauf der ersten Kolonne wird sofort, vorzugsweise noch durch einen Erhitzer, der Kolonne II zugeführt, :die einen großen Verst'irkerteil besitzt. Als Destillat wird ein Reintoluol erhalten, das zu 95% innerhalb o,3° siedet, während der Ablauf dieser zweiten Kolonne atts den höher siedenden Anteilen mit etwa 5 bis io% Toluolgehalt besteht.Surprisingly, it has now turned out that it wasn't quite me possible, but also highly economical in terms of yield and energy consumption is to obtain pure toluene by means of the continuous distillation, if you are from a enriched toluene fraction goes out, which boils to 95% within about 100 to 130 ° and so much of the highest boiling components, especially xylene, in an amount over io0'o contains that the boiling point of the discharge of the first column is at least I15 ° amounts to. So z. B. the product of column i preheated to 75 to 100 ° is given up, the one relatively large. The stripping section has 1/2 to 2 / ;, of the entire column occupies. Leave it. the fractions boiling lower than taluene come from the drain only remove this first column from the large stripping section if the boiling point of the mixture running off is above 115 °. The liquid from the rler column expiring residue then contains z. B. only o, i to o, 20% below io9 ° boiling proportions, while the distillate is composed of benzene with 1 to a maximum of 5% toluene. The outlet of the first column, heated to over 115 °, is immediately, preferably still fed to column II by a heater: the one large amplifier section owns. A pure toluene is obtained as the distillate, which boils to 95% within 0.3 °, during the course of this second column atts the higher-boiling components with about 5 to 10% toluene content.

Sogenanntes gereinigtes Toluol, das zu 950% innerhalb ioo bis 12o° siedet, oder noch enger siedende Toluolfraktionen sind infolge ihres geringen Anteils an höchstsiedenden Bestandteilen nicht für die stetige Destillation auf Reintoluol geeignet. Sie werden daher vorher mit einem entsprechenden Xylolant2il gemischt. Besonders vorteilhaft ist beispielsweise ein Gemisch, das io0/0 Benzol, 75'1,) Toluol und 15 % höher siedende Anteile enthält. Es gelingt, die Destillation so zu leiten, daß das Destillat der ersten Kolonne aus 99% Benzol und nur i % Toluol besteht und daß 72,5% des aufgegebenen Gemischs als Reintoluol anfallen, das sind 96,6% des vorhanden gewesenen Toluols_ Die Erhöhung des höchstsiedenden Anteils eines Mehrstoffgemischs erleichtert zwar bekanntermaßen die Abtrennung des leichtsiedenden Anteils. Es ist aber nicht zu er--warten gewesen, ;daß bei stetiger Arbeitsweise in der ersten Kolonne das Leichtsiedende fast quantitativ entfernt wird, ohne ,d.aß mit dem Leichtsiedenden zugleich' zuviel Tolttol abdestilliert. Die bisherigen, etwa bei Thormann, »DestillierenundRektifizieren«, Leipzig i928, dargelegten wissenschaftlichen Anschauungen ließen vielmehr lediglich erwarten, daß der Gehalt an Teichtest siedenden Anteilen im Ablauf der ersten Kolonne sich asymptotisch einem Wert von einigen Prozenten nähern würde.So-called purified toluene, which is 950% within 100 to 12o ° boiling, or even closer boiling toluene fractions are due to their low proportion of highest-boiling components not for continuous distillation on pure toluene suitable. They are therefore mixed beforehand with an appropriate xylolant2il. For example, a mixture that contains 10% benzene, 75% toluene is particularly advantageous and contains 15% higher boiling components. The distillation is managed in such a way that that the distillate of the first column consists of 99% benzene and only i% toluene and that 72.5% of the mixture obtained as pure toluene, that is 96.6% of the Toluene that was present_ The increase in the highest-boiling portion of a multicomponent mixture It is known that it facilitates the separation of the low-boiling component. It is but not to be expected; that with steady work in the first column the low-boiling point is removed almost quantitatively, without, i.e., with the low-boiling point at the same time 'too much tolttol distilled off. The previous ones, for example at Thormann, »distilling and rectifying«, Leipzig i928, presented scientific Let beliefs rather only expect that the content of the pond test will boil in the drain the first column would asymptotically approach a value of a few percent.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of pure toluene from an enriched. Toluene fraction, which boils to 950A within about 100 to 130 °, by continuous distillation in two columns connected in series, with a forerun as distillate and the toluene together with the highest-boiling fractions as an outlet in the first column. this is broken down in the second column into the pure toluene as distillate and the highest-boiling fractions as the discharge, characterized in that the enriched toluene fraction which is fed to the first column contains so much highest-boiling fractions that the boiling point of the discharge of the first column is at least 115 '. To distinguish the subject of the application from the state of the art, the following publications were taken into account in the granting procedure: German patent specification ...... No. 24.2 562; Lunge-Köhler, Ind. Des Steinkohlenteer and des A.oniks, 1912, pp. 889, 899, 905; Thormann, Distilling and Rectifying, 1928, pp. 78/83; Ullmann, encyclopedia of techn. Chemie, II. Ed., Vol. 3, pp. 607 ff .; Eucken and Jacob, chemical engineer, 1933, vol. I, part 3, p. 126ff .; Ind. Eng. Chemistry, Vol. 27, p. 797.