DE855547C - Verfahren zur Reinigung aromatischer Kohlenwasserstoffe - Google Patents

Verfahren zur Reinigung aromatischer Kohlenwasserstoffe

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DE855547C
DE855547C DEK6816A DEK0006816A DE855547C DE 855547 C DE855547 C DE 855547C DE K6816 A DEK6816 A DE K6816A DE K0006816 A DEK0006816 A DE K0006816A DE 855547 C DE855547 C DE 855547C
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John R Anderson
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/04Purification; Separation; Use of additives by distillation
    • C07C7/05Purification; Separation; Use of additives by distillation with the aid of auxiliary compounds
    • C07C7/06Purification; Separation; Use of additives by distillation with the aid of auxiliary compounds by azeotropic distillation

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Description

  • Verfahren zur Reinigung aromatischer Kohlenwasserstoffe Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Reinigung von aromatischem Kohlenwasserstoff und insbesondere auf eine zweistufige azeotrope Destillation ,zur Abtrennung reiner, aromatischer Kohlenwasserstotte au; Gemischen, die licihersiedende, nichtaromatische Kolilenwasserstoffe enthalten, wobei letztere mit den aromatischen Kohlenwasserstoffeti azeotrope oder nicht ideale Systeme bilden. Es ist bekannt, dali man nichtaromatische Kohlenwasserstoffe von aromatischen Kohlenwasserstotten durch eine geeignete azeotrolie Destillation in einer Rektifiziersäule voneinander trenneu kann, wenn in <lern der Rektifizierung unterworfenen Gemisch nichtaromatische Kohlenwasserstoffe entlialten sind, deren Siedepunkte unter normalen Bedingungen nicht wesentlich liiiher als die der gleichzeitig vorhandenen aromatischen Verbindung sind. So kann man z. 13. Cyclohexan, einen nichtaromatischen Kohlenwasserstoff mit einem normalen Siedepunkt von 8o,7'', von Benzol, einem aroinatischen Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt von 8o, i =, mittels einer azeotropen Destillation finit Aceton trennen.
  • Jedoch sind bisher keine Verfahren bekanntgeworden, bei denen finit Hilfe einer geeigneten azeotropen Destillation nichtaromatische Kohlctiwasserstotte aus solchen enthaltenden -Mischungen abgetrennt werden können, in denen gleichzeitig aromatische Bestandteile enthalten sind, deren normale Siedepunkte beträchtlich unter den Siedepunkten der nichtaromatischen Bestandteile liegen. So bildet beispielsweise Benzol, ein aromatischer Kohleii- Wasserstoff mit einem Siedepunkt von 8o,1°, ein binäres azeotropes Gemisch mit n-Heptan, einem nichtaromatischen Kohlenwasserstoff mit einem Siedepunkt von 98,4F. Die Abtrennung des n-Heptans von Benzol mittels einer azeotropen Destillation mit beispielsweise (Aceton ist ein besonders schwieriges Problem, besonders dann, wenn möglichst reines Benzol gewonnen werden soll.
  • Eine wichtige Quelle für aromatische Kohlenwasserstoffe ist das Leichtöl, welches als Nebenprodukt bei der Verkokung der Kohle anfällt. Das Benzol, das man aus diesem Leichtöl durch Schwefelsäurewaschung und Rektifikation erhält, enthält nichtaromatische Kohlenwasserstoffe, deren Siedepunkte so liegen und die mit Benzol derartige azeotrope Gemische bilden, daß man auch mit einer an sich wirksamen Rektifikation kein reines Benzol erhält. Die Hauptverunreinigungen des Kokereibenzols sieden normalerweise oberhalb 9o°, und unter den am meisten störenden Verunreinigungen, wenigstens soweit es die Reinigung des Benzols betrifft, befinden sich das n-Heptan mit einem Siedepunkt von 98,4°, das 2, 2, 4-Trimethylpentan mit einem Siedepunkt von 99,3'° und Methylcyclohexan mit einem Siedepunkt von loo,9°, während das Benzol selbst, wie schon gesagt, einen Siedepunkt von 8o,1 ° hat.
  • Es ist bereits früher gefunden worden, daß Benzol mit den Paraffinen und Naphthenen, die gewöhnlich im Kokereibenzol enthalten sind, nicht ideale und in den meisten Fällen azeotrope Systeme bildet. Es wurde ferner gefunden, daß diese nicht idealen oder azeotropen Systeme sehr nahe bei dem normalen Siedepunkt des Benzols sieden und daß sie fast vollständig aus Benzol bestehen. Deshalb kann das Kokereibenzol, welches diese hochsiedenden Verunreinigungen enthält, nicht befriedigend durch die übliche Rektifikation, wie wirkungsvoll sie auch sonst .sein möge, gereinigt werden. Auch bei den besten Fraktionierungsmethoden enthält das Kopfdestillat noch Azeotrope oder ein Gemisch von solchen.
  • Es hat sich inzwischen eingebürgert, die azeotrope Destillation des Kokereibenzols mit Hilfe sogenannter polarer, azeotroper Stoffe vorzunehmen. Dabei benutzt man als polaren, azeotropen Stoff für die Abtrennung von Paraffinen und Naphthenen aus Kokereibenzol vielfach das Aceton, welches gemeinhin als selektiver azeotroper Stoff deswegen bekannt ist, weil es mit Benzol kein Azeotrop bildet. Die dieser Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen haben jedoch ergeben, daß das Aceton mit einer Reihe von hochsiedenden, nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen des Kokereibenzols entweder überhaupt keine Azeotrope bildet oder, wenn solche entstehen, ihre Zusammensetzung so ist, daß mehr als @loo Teile Aceton notwendig sind, um 1 Teil der höhersiedenden Verunreinigungen aus dem Benzol zu entfernen. Die Reinigung des Kokereibenzols durch eine azeotrope Destillation mittels Aceton bleibt also unbefriedigend, vor allem deshalb, weil die :Aufarbeitung des acetonhaltigen Azeotrops zwecks Wiedergewinnung des Acetons sehr teuer ist. Um den vergleichsweise kleinen Betrag von nichtaromitschen Kohlenwasserstoffen in Form einer zweiten flüssigen Phase aus dem Azeotrop abtrennen zu können, ist es nämlich notwendig, eine beträchtliche Menge Wasser dein Aceton zuzufügen.
  • Als ein anderes polares azeotropes Mittel für die Reinigung von Kokereibenzol käme Methanol in Frage. Dieser Alkohol bildet mit allen nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen, die als Verunreinigungen gewöhnlich im Kokereibenzol vorhanden ,sind,.azeotrope Körper. Jedoch ist sein azeotropes Verhalten nicht selektiv, da der Methylalkohol auch mit Benzol Azeotrope bildet. Es hat sich in vielen Versuchen gezeigt, daß das azeotrope Benzol-Methanol-Gemisch bei der Abtrennung der nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe aus dem Kokereibenzol meist störend ist. Wenn man Kokereibenzol, welches beispielsweise n-Heptan und Methylcyclohexan enthält, mit Methanol azeotrop destilliert, reichert sich das ii-Heptan in den niedrigsiedenden Destillaten, das Methylcyclohexan dagegen in den höhersiedenden Destillaten an. Tatsächlich findet man das Heptan und das Methylcyclohexan in allen Destillaten einer solchen azeotropen Destillation des Kokereibenzols mit Methanol, wahrscheinlich aus dem Grund, weil die Siedepunkte der möglichen azeotropen Gemische, nämlich: Methylcyclohexanmethanol, n-Heptanmethanol und Benzolmethanol sehr nahe beieinander liegen.
  • Es hat sich ferner gezeigt, daß die Schwierigkeiten, die bei der Verwendung von Methanol als azeotropes Destillationsmittel auftreten, auch bei der Verwendung anderer Alkohole, wie z. B. Äthanol, n-Propanol, i-Propanol und Butanol vorhanden sind. Dieselben Schwierigkeiten zeigen sich auch, wenn man Methyläthylketon als azeotropes Reaktionsmittel verwendet. Zusammenfassend ist also zu sagen, daß Methanol, Äthanol, n-Propanol, i-Propanol, Butanol und Methyläthylketon, die alle wasserlösliche, polare, azeotrope Reaktionsmittel sind, für die Entfernung nichtaromatischer Kohlenwasserstoffe aus Kokereibenzol nichtgeeignet sind.
  • Andere aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Toluol, Äthylbenzol, o-Xylol, m-Xylol, p-Xylol und Naphthalin, bilden ebenfalls mit nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen azeotrope Gemische, jedoch wurde gefunden, daß, wenn diese aromatischen Kohlenwasserstoffe mit höhersiedenen, nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen, wie sie in den aromatischen Fraktionen des Kokereileichtöls vorhanden sind, zusammentreffen, sie von den nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen weder durch eine gewöhnliche Destillation, noch eine azeotrope Destillation.mit Hilfe polarer azeotroper Dlittel getrennt werden können. Sowohl die nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe als auch der aromatische Kohlenwasserstoff mit nahe beieinander liegenden Siedepunkten bilden mit einem gewöhnlichen, nicht selektiven azeotropen Mittel azeotrope Gemische, die in ihren Siedepunkten nicht sehr voneinander abweichen. Wenn also der Siedepunkt des aromatischen Kohlenwasserstoffes nicht wesentlich tiefer liegt als die Siedepunkte der nichtaromatischen Verunreinigungen in <lern Gemisch, haben zwangsläufig auch die nichtaromatischen Kohlenwasser-Stoff azcotrope etwa dieselben Siedepunkte wie die aromatischen Kolrleriwasserstoffazeotrope. Wenn man jedoch selektive azeotrope Mittel verwendet, dürfen die nichtaromatischen Verunreinigungen im allgemeinen nicht hoher sieden als der aromatische Kolileiiwassc rstoff, wenn nicht entweder überhaupt keine nichtaromatischen Kohlenwasserstoffazeotrope entstehen oder die Nichtaromaten in dem azeotropen lZeaktionsniittel übermäßig stark angereichert werden sollen.
  • Es wurde iiriii gefunden, daß aromatische Kohlenwasserstoffe, die betr:ichtlich höhersiedende Vertirireinigungen an nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen enthalten. «-elche mit den Aromaten nicht ideale oder azeotrolle Svsteine bilden, auf die Weise gereinigt werden kiüinen, claß der verunreinigte aromatische holilenwasserstoft zunächst mit einer ausreichenden Menge eines bestimmten, nichtaromatischen Kohlenwasserstoffes oder eines Gemisches von solchen destilliert wird. Auf diese Weise erhält man ein aromatisch-nichtaromatisches azeotropes Gemisch, «-elches keine nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe enthält, deren Siedepunkte beträchtlich höher als der Siedepunkt des aromatischen Kohlenwasserstoffs liegen. Nach Abtrennung von den übrigen nichtaromatischen Verunreinigungen kann man das azeotrope Gemisch finit einem polaren azeotroperr Mittel noch einmal destillieren, um den aromatischen Kohlenwasserstoff in reiner Form zu erhalten.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein ''erfahren zur Reinigung von aromatischen Kohlenwasserstoffen mit Ililfe einer zweistufigen azeotropen Destillation, bei welchem die aromatischen Kohlen wasserstoffe in einer ersten 1)estillationsstufe von den nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen, deren Siedepunkte beträchtlich oberhalb der Siedepunkte der aromatischen Kolilenwasserstoffe liegen, durch eine azeotrope Destillation über Kopf abgetrennt werden.
  • Ferner ist Ziel der Erfindung ein Verfahren zur Reinigung "irimiatisclier hohlenwasserstoffe mittel. einer zweistufi-en azeotropen Destillation, bei dem die aromatischen Kolilenwasserstoffe von den hochsiedenden, nichlarom.aischen Kohlenwasserstoffen zunächst durch eiii atis nichtaromatischen Kohlenwasserstoften bestehendes azeotropes Mittel abgetrennt worden sind, wonach da.s letztere von dein aromatisclieii 1-ohlenwasserstoff durch eine zweite azeotrope Destillation allgetrennt wird.
  • Vorzugsweise wird in der ersten Destillationsstufe ein nichtaromatischer Kohlenwasserstoff benutzt, der finit dein aromatischen Kohlenwasserstoff ein solches azeotropes Gemisch bildet, daß der nichtaromatische Kohlenwasserstoff etwa 4o bis 6o % der Gesamtmeirge des azoetropen Gemisches ausmacht. Es können aller auch nichtaromatische Kohleitwasserstoffe oder Gemische solcher mit Vorteil veri@endct werdc@ii, bei denen ihr Anteil iin azeotropen Gemisch wenigstens 5 °/o und höchstens 80 °/o beträgt.
  • Eine wesentliche Bedingung für die erste Destillationsstufe ist die, daß man etwa i bis 5 °/o mehr nichtaromatische Kohlen,#vasserstoffe oderGemische von solchen verwendet, als für die Bildung der azeotropen Gemische mit allen aromatischen Kohlenwasserstofferi theoretisch erforderlich ist. Dieser Überschuß an nichtaromatischem Kohlenwasserstoff gibt die Gewähr dafür, daß alle aromatischen Kohlenwasserstoffe erfaßt werden und ferner dafür, daß praktisch keine höhersiedenden Verunreinigungen <las Kopfdestillat erneut verunreinigen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung für die Alltrennung reinen Benzols aus nichtaromatische Kohlenwasserstoffe enthaltenden Gemischen, wobei die nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe höhere Siedepunkte haben als Benzol und mit diesem azeotrope oder nicht ideale Systeme zu bilden pflegen, wird das Gemisch zunächst mit einer gewissen Menge an zugesetztem, nichtaromatischem Kohlenwasserstoff destilliert, so daß ein azeotropes Gemisch mit Benzol entsteht, in dem der nichtaromatische Bestandteil etwa 40 bis 6o % ausmacht. Dieses Azeotrop wird über Kopf abdestilliert und dann mit einer gewissen Menge eines zugesetzten polaren azeotropen Mittels versetzt und erneut destilliert. Die Menge an polarem azeotropem Mittel muß so groß sein, @daß der in der ersten Destillationsstufe zugesetzte nichtaromatische Kohlenwasserstoff, der in der zweiten Destillation wieder abgetrennt werden soll, durch die zweite Destillation über Kopf vollständig herausgeführt wird, so daß reines Benzol als Bodenprodukt übrigbleibt. Das polare azeotrope Mittel bildet mit den in der ersten Destillationsstufe zugefügten nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen ein azeotropes Gemisch, das beispielsweise mit Wasser wieder aufgespalten und so dekantiert werden kann, daß der nichtaromatische Kolitenwas.serstoff aus der ersten Destillationsstufe und das polare azeotrope Mittel aus der zweiten Reaktionsstufe einzeln ,%viedergewonnen und dem Prozeß zugeführt werden können.
  • Cyclohexan bildet mit Benzol ein azeotropes Gemisch, welches etwa gleiche Teile Benzol und Cvclohexan enthält. Der Siedepunkt des Cvclohexans ist nur wenig höher als der Siedepunkt des Benzols, so daß das entstehende azeotrope Gemisch aus Cvclotiexan und Benzol leicht von den höhersiedende n Verunreinigungen des Kokereibenzols abgetrennt werden kann. Dieses Azeotrop kann man weiterhin durch Zusatz von Aceton oder Methanol umwandeln und darin destillieren. Das dabei entstehende azeotrope Gemisch aus Cyclohexan und Aceton oder Cyclohexan und Methanol wird durch Zusatz. von Wasser aufgespalten und dekantiert. Es ergibt sich also, daß Cyclohexan ein für die Reinigung des Kokereibenzols besonders geeigneter Kohlenwasserstoff für die erste Destillationsstuf2 ist, während in der zweiten Destillationsstufe mit Vorteil Aceton oder Methanol als geeignete polare azeoti-olle Mittel verwendet werden können. Es wurde darüber hinaus gefunden, daß jeder nichtaromatische Kohlenwasserstoff oder ein Gemisch von solchen, deren Siedepunkt etwa zwischen 68 und 9o,5 ° liegt, für die erste Destillationsstufe verwendet «erden kann. Die in diesem Bereich siedenden Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise: n-Hexan, Methylcyclopentan, 2, 2-Dimethylpentan, 2, 4-Diniethylpentan, Cyclohexan, 2, 2, 3-Trimethylbutan, 3, 3-Dimethylpentan und 2-'Methylhexan. Weiter wurde festgestellt, daß an Stelle von Methanol auch andere aliphatische Alkohole, wie beispielsweise Äthanol und Isopropanol, und an Stelle von Aceton auch beispielsweise Methyläthylketon, mit guter Wirkung in der zweiten Destillationsstufe verwendet werden können.
  • Cyclohexan ist im allgemeinen nicht in nennenswerten Mengen im Kokereibenzol enthalten, wohl aber in den Erdöldestillaten und dort vermischt mit anderen nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen. Es kann ferner durch Wasserstoffanlagerung an Benzol gewonnen werden. .
  • Die vorliegende Erfindung besteht also im wesentlichen in einem zweistufigen Destillationsverfahren, bei dem die aromatischen Kohlenwasserstoffe in der ersten Destillationsstufe mit Hilfe zusätzlicher nichtaromatischer Kohlenwasserstoffe oder Gemischen von solchen, die mit den aromatischen Kohlenwasserstoffen aus etwa gleich großen Anteilen von beiden bestehende azeotrope Gemische bilden, abgetrennt werden und bei dem dann die aromatischen Kohlenwasserstoffe aus dem entstandenen azeotropen Gemisch durch Destillation mit einem polaren azeotropen Mittel abgetrennt werden, in dem das letztere mit dem nichtaromatischen Kohlenwasserstoff der ersten Destillationsstufe ein Azeotrop bildet, aus dem das polare Mittel von den nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen durch eine Extraktion mit Wasser und nachfolgende Dekantierung abgetrennt wird.
  • Gemäß der Erfindung wird bei dem Destillationsverfahren zur Abtrennung nichtaromatischer Kohlenwasserstoffe, deren Siedepunkte höher liegen als der des gewünschten aromatischen Kohlenwasserstoffes, unter Verwendung eines azeotropen Mittels, welches mit dem gewünschten aromatischen Kohlenwasserstoff ein azeotropes Gemisch bildet. dieses azeotrope Mittel mit einem solchen Überschuß zugesetzt, daß die hochsiedenden Verunreinigungen nicht mit dem gewünschten aromatischen Kohlenwasserstoff über Kopf abdestilliert werden.
  • Für die Reinigung von Toluol, Äthylbenzol, o-\ylol, m-1ylo1, p-Vylol, Naphthalin und anderen aromatischen Kohlenwasserstoffen wird vorzugsweise als azeotropes Mittel der ersten Destillationsstufe ein Gemisch nichtaromatischer Kohlenwasserstoffei aus der Erdöldestillation verwendet. So kann beispielsweise für ,die Reinigung von Toluol in der ersten Destillationsstufe mit Vorteil ein Erdöldestillat verwendet werden, welches Paraffine und Naphthene enthält und dessen Siedepunkt etwa zwischen io5 und 112° liegt. Das reine Toluol erhält man dann aus dem in der ersten Destillationsstufe gewonnenen azeotropen Gemisch dadurch, daß man als polares Mittel für die azeotrope Destillation in der zweiten Stufe #Methyläthylketoil oder Methylcyanid verwendet.
  • Allgemein läßt sich die Regel aufstellen, daß die nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe, die in der ersten Destillationsstufe als azeotropes Mittel verwendet werden, in ihren Siedepunkten nicht mehr als 5° nach oben und unten von dem Siedepunkt des zu reinigenden aromatischen Kohlenwasserstoffes abweichen, obwohl auch solche nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe mit guter Wirkung verwendet werden können, deren Siedepunkte in einem Bereich von etwa io° unterhalb und 5° oberhalb des Siedepunktes des aromatischen Kohlenwasserstoffes liegen.
  • Die Abbildung zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Einrichtung, welche zur praktischen Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient. Die bevorzugte -Ausführungsform der Erfindung ist in diesem Falle auf die Reinigung von Kokereibenzol abgestellt, obwohl natürlich das Verfahren in ähnlicher Weise auch für die Reinigung anderer aromatischer Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, Äthylbenzol, o-lylol, n1-ly 1o1, p-Yylol und aphthalin angewendet werden kann.
  • Das Rohbenzol wird aus dem Vorratsbehälter io entnommen und fließt durch die Leitung 12 in den Mittelteil einer Destilliersäule 14. Dem Benzol wird vor Eintritt in die Destilliersäule Cyclohexan zugemischt, welches aus dem Behälter 16 durch die Leitung i8 entnommen wird. Bei der Destillation in der Säule 14 wird das azeotrope Gemisch aus Benzol und Cyclohexan über Kopf abdestilliert und mittels der Leitung 20 in den Mittelteil der zweiten Destilliersäule 22 geführt. Dieses Destillat aus der Säule 14 enthält praktisch all das Benzol, das dieser Destilliersäule zugeführt wurde. Die Verunreinigungen des Rohbenzols werden vom Boden der Säule 14 durch die Leitung 24 zusammen mit einer sehr kleinen Menge Cyclohexan abgezogen. Durch Leitung 27 wird eine Zwischenfraktion von Cyclohexan abgezogen, die eine viel kleinere Menge Benzol enthält als das azeotrope Gemisch aus Cvclohexan und Benzol. Diese Zwischenfraktion wird wieder der Leitung 12 zugeführt. Die an Cyclohexan reiche Zwischenfraktion gewährleistet, daß keine nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe, deren Siedepunkte höher sind als der von Cyclohexan, das azeotrope Gemisch aus Cyclohexanbenzol verunreinigen und ferner, daß kein Beilzol durch die Leitung 24 verlorengeht.
  • Dem azeotropen Gemisch aus Benzol und Cyclohexan wird durch eine Leitung 26 ein polares, azeotropel Mittel, beispielsweise Methanol, zugemischt, welches sowohl mit dem Cyclohexan als auch mit dem Benzol ein azeotropes Gemisch bildet, oder statt dessen Aceton, welches nur mit dem Cvclohexan ein azeotropes Gemisch bildet, nicht aber mit dem Benzol. Das dabei entstehende cvclohexanlialtige azeotrope Gemisch wird vom Kopf der Destilliersäule 22 durch die Leitung 28 abgezogen, während das Benzol zusammen mit einem LT-1>erschuß an polarem, azeotrol)enl Mittel durch die Leitung 30 aus der Säule 22 entfernt wird. Das azeotrope Gemisch aus Cyclohexan und dem polaren Mittel gelangt durch die Leitung 28 in den Mittelabschnitt eines Dekantiergefäßes 32, in das gleichzeiti-Wasser durch die Leitung 34 eingeführt wird. Die zugeführte Wassermenge ist so groß, daß das Cyclohexan von dem polaren azeotropen Mittel isoliert wird, wobei das Cyclohexan eine übersättigte Lösung bildet, welche durch die Leitung 35 wieder in den Vorratsbehälter i6 und von da aus im Kreislauf in die Destilliersäule i4 zurückgeführt wird. Wenn es zweckmäßig ist, kann das Cyclolie@;ii: auch direkt durch die Leitung 37, welche die Leitungen 35 und 12 miteinander verbindet, in die erste Destillationssäule zurückgeführt werden. Die Lösung des polaren azeotropen Mittels und das Wasser fließen vom Boden des Dekantiergefäßes 32 durch die Leitung 36 ab und gelangen in den mittleren Teil der Destilliersäule 38.
  • Das Gemisch aus Benzol und polarem azeotropem Mittel gelangt vom Boden der Destilliersäule 22 durch die Leitung 30 in den mittleren Teil eines zweiten Dekantiergefäßes 40, dem durch die Leitung 42 Wasser zugeführt wird. In dem Dekantiergefäß 40 werden das Wasser und das polare azeotrope Mittel durch Dekantierung voneinander getrennt. Das in Form einer übersättigten Flüssigkeit anfallende Benzol gelangt in den Entwässerer 43 und wird daraus als reines Benzol abgezogen. Das Gemisch aus Wasser und polerem azeotropem Mittel fließt vom Boden des Dekantiergefäßes 4o durch die Leitung.44 in die Leitung 36, von wo es zusammen mit dem aus dem Dekantiergefäß 32 stammenden Gemisch in die Destilliersäule 38 geleitet wird. In dieser Säule wird die Destillation so vorgenommen, daß eine Abtrennung des polaren azeotropen Mittels vom Wasser erfolgt. Das azeotrope Mittel wird über Kopf durch die Leitung 46 abdestilliert und fließt durch die Leitung 26 wieder in die zweite Destilliersäule 22 zurück. Das Wasser gelangt vom Boden der Säule 38 durch die Leitung 48 in das Wasserreservoir 5o. Das Reservoir 5o liefert das Wasser, welches durch die Leitungen 34 und 42 den Dekantiergefäßen 32 und 40 zugeführt wird. Wenn es nötig sein sollte, kann durch Leitung 52 in das Reservoir zusätzliches Wasser gegeben werden.
  • Bei dem in der Abbildung dargestellten Kreislaufverfahren werden also die azeotropen Mittel, wie Cyclohexan und Methanol und ferner das Wasser, wieder zurückgewonnen und in die entsprechenden Stufen des Prozesses zurückgeführt. Es ist selbstverständlich, daß ein Teil dieser Substanzen im Laufe des Prozesses verlorengeht, so daß es notwendig ist, in den verschiedenen Stufen zusätzliche Mengen dieser Substanzen zuzuführen, um die für die Trennvorgänge erforderlichen Mengen aufrechtzuerhalten.
  • Das in der Abbildung dargestellte und beschriebene Verfahren gemäß der Erfindung bezieht sich speziell auf eine solche Reinigung von Benzol, bei dein in der ersten Destillationsstufe Cyclohexan als azeotropes Mittel verwendet wird und in der zweiten Destillationssttrfe Methanol oder Aceton. Man kann jedoch, wie schon erwähnt, in der ersten Destillationsstufe auch andere, nichtaromatische Kohlenwasserstoffe verwenden, wie z. B. 2, 4-Dimethylpentan, 2, 2-Dimethylpentan und 2, 2, 3-Triinetliylbutan oder auch Gemische von nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen, deren Siedepunkt zwischen 75 und 9ö° liegt. Für die zweite Destillationsstufe lassen sich ebenfalls andere polare und wasserlösliche azeotrope Mittel, wie Äthanol oder lsopropanol, verwenden. Ferner kann das Verfahren aticli auf die Reinigung anderer aromatischer l@ohlenwasserstoffe ausgedehnt werden, wie Toluol, _@tüylbenzol, o-2Xylo1, m-Xylol, p-Xylol und Naphthalin, wobei man natürlich entsprechend andere, nichtaromatische Kohlenwasserstoffe als azeotrope Mittel für die beiden Destillationsstufen verwenden muß, als in der Beschreibung des in der Abbildung dargestellten Verfahrens angegeben sind. So kann man beispielsweise für die Reinigung von Toluol in der ersten Destillationsstufe 2, 2, 3-Trimethylpentan oder 3, 3-Dimethylhexan verwenden oder ein Gemisch von nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen, deren Siedepunkt zwischen etwa @io5 und i Il' liegt. Für die zweite Destillationsstufe kann man dann zweckmäßigerweise Methyläthylketon oder Methanol verwenden. Für die Reinigung anderer aromatischer Kohlenwasserstoffe sind in der ersten Destillationsstufe auf jeden Fall Mischungen von nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen brauchbar, deren Siedepunkte nicht mehr als io° unterhalb und nicht mehr als 5° oberhalb des Siedepunktes des aromatischen Kohlenwasserstoffes liegen, oder man kann auch einen einzelnen, nichtaromatischen Kohlenwasserstoff wählen, der in diesem Siedebereich siedet. Für die zweite Destillationsstufe kann man auch ein polares, wasserlösliches, azeotropes Mittel wählen, welches mit dem azeotropen Mittel der ersten Destillat.ionsstufe ein möglichst niedrigsiedendes azeotropes Gemisch bildet.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Reinigung aromatischer Kohlenwasserstoffe, die nichtaromatische Verunreinigungen enthalten, deren Siedepunkte oberhalb des Siedepunktes des aromatischen Kohlenwasserstoffes liegen, mittels einer zweistufigen azeotropen Destillation, dadurch gekennzeichnet, daß man dem zu reinigenden aromatischen Kohlenwasserstoffgemisch einen nichtaromatischen Kohlenwasserstoff, der mit dem aromatischen Kohlenwasserstoff ein azeotropes Gemisch bildet und dessen Siedepunkt nahe dem Siedepunkt des aromatischen Kohlenwasserstoffes liegt, im Überschuß zusetzt und das Gemisch destilliert, wobei die nichtaromatischen Verunreinigungen des Ausgangsgemisches als Destillationsriickstand anfallen, während das über Kopf abdestillierte, den gewünschten Kohlenwasserstoff enthaltende azeotrope Gemisch nach Zufügung eines polaren azeotropen Mittels ein weiteres Mal destilliert wird, wonach der gewünschte aromatische Kohlenwasserstoff aus einem als Bodenprodukt bei dieser Destillation anfallenden azeotropen Gemisch in reiner Form abgetrennt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, ;daß das in der zweiten Destillationsstufe als Kopfprodukt anfallende azeotrope Gemisch aus den beiden azeotropen Mitteln durch Behandlung mit Wasser wieder in die azeotropen Mittel aufgespalten wird (Phasentrennung), wonach die beiden Mittel getrennt voneinander den entsprechenden Destillationsstufen wieder zugeführt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Destillationsstufe ein nichtaromatischer Kohlenwasserstoff verwendet wird, dessen Siedepunkt um höchstens 5° nach oben und io° nach unten vom Siedepunkt des gewünschten aromatischen Kohlenwasserstoffes abweicht. .
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Cycloparaffin, vorzugsweise Cyclohexan, verwendet wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Cyclohexan mit einem vergleichsweise kleinen Überschuß (i bis 50/0) über die Menge hinaus angewendet wird, die zur Bildung,des azeotropen Gemisches mit dem gewünschten aromatischen Kohlenwasserstoff in der ersten Destillationsstufe theoretisch erforderlich ist.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als polares azeotropes Mittel für die zweite Destillationsstufe Methanol verwendet wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als polares azeotropes Mittel für die zweite Destillationsstufe Aceton verwendet wird. B. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß Methanol bzw. Aceton mit einem vergleichsweise kleinen Überschuß (i bis 5%) über die :Menge hinaus zugesetzt wird, die zur Bildung eines azeotropen Gemisches mit dem azeotropen Mittel der ersten Destillationsstufe theoretisch erforderlich ist. g. Verfahren nach Anspruch 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Gemisch aus den beiden azeotropenMitteln nacherfolgreicher Auftrennung des Gemisches mittels Wasser das spezifisch leichtere Cyclohexan in praktisch wasserfreier Form als oberste Schicht abgezogen und unmittelbar der ersten Destillationsstufe wieder zugeführt wird, während das Methanol-Wasser-Gemisch bzw. Aceton-Wasser-Gemisch durch eine Destillation in azeotropes Mittel und Wasser aufgespalten wird, wonach .das Methanol bzw. Aceton der zweiten Destillationsstufe und das Wasser der Phasentrennungseinrichtung wieder zugeführt werden.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1103316B (de) * 1956-04-11 1961-03-30 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Gewinnung von reinstem Benzol und Toluol durch hydrierende Raffination und azeotrope Destillation
EP0248422A1 (de) * 1986-06-06 1987-12-09 BASF Aktiengesellschaft Verfahren zur destillativen Aufarbeitung von Cyclohexen, Cyclohexan und Benzol enthaltenden Gemischen

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