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Verfahren zur Herstellung reiner aromatischer Kohlenwasserstoffe Die
Erfindung betrifft die Herstellung aromatischer Kohlenwasserstoffe hoher Reinheit
durch katalytische Dehydrierung der im Erdöl enthaltenen Maphthene.
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Die Aromatisierung der Naphthene durch katalytische Dehydrierung oder
Reformierung ist an sich bekannt. Das Reaktionsprodukt der Umwandlung enthält indessen
außer den Aromaten 'zahlreiche nicht aromatische Verbindungen, die abgetrennt werden
müssen, um die Aromaten in hoher Reinheit zu erhalten. Es ist weiter bekannt, Aromaten
von .Nichtaromaten durch selektive Adsorption an geeigneten Adsorptionsmittein,
wie Kieselgel, zu trennen. Die adsorbierten Aromaten werden hierbei durch ein von
außen zugeführtes Desorptionsmittel, wie Dioxan, Pyridin oder Äthylenglykol, von
dem Adsorbens verdrängt.
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Gemäß der Erfindung werden reine Aromaten aus den Naphthenen des Erdöls
besonders einfach hergestellt, indem man aus dem Erdöl destillativ eine Fraktion
mit niedrigerem Sied#ber-#ich, die C6-und/oder C 7-Naphthene enthält, und
eine Fraktion mit höherem Siedebereich, die C -Naphthene enthält, herausschneidet.
Dann reformiert man die beiden Fraktionen getrennt und wandelt dadurch die Naphthene
in Aromaten mit 6 und/oder 7 bzw. 8 C-Atomen um,
d. h. man gewinnt Benzol und/oder Toluol bzw. Xylole. Das in der niedrigeren
Fraktion enthaltene Benzol und/oder Toluol wird an einem geeigneten Adsorbens adsorbiert
und anschließend
durch eine xylolreiche Fraktion desorbiert, die
aus dem Reformat der höheren Fraktion destillativ abgetrennt wird. Das nunmehr an
dem Adsorbens adsorbierte Xylol wird anschließend von diesem verdrängt und wiedergewonnen,
während das Adsorbens erneut im Verfahren verwendet wird.
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Mit »Xylol« werden hier allgemein die C.-Aromaten bezeichnet,
d. h. außer dem o-, in- und p-Xylol auch Äthylbenzol.
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Die Reformierung kann an jedem beliebigen Reformierungskontakt durchgeführt
werden. Beispiele hierfür sind Platin oder Palladium auf geeigneten Trägern, wie
Siliciumdioxyd, Aluminiumoxyd, Magnesiumoxyd oder Gemische derselben, ferner die
Oxyden von Molybdän, Vanadin oder Chrom'oder Gemische derselben auf einem Träger.
Die Aromatisierungsaktivität der Kontakte kann in bekannter Weise durch Sonderbehandlung
erhöht werden, wodurch gleichzeitig unerwünschte Nebenerscheinungen wie Spaltungsreaktionen
unterdrückt werden. Es ist ferner zweckmäßig, einen solchen Katalysator auszuwählen,
welcher nicht nur die Dehydrierung katalysiert, sondern auch die Fünfringnaphthene
in Sechsringverbindungen isomerisiert, um eine maximale Ausbeute von Aromaten zu
erhalten. Das ist besonders dann erwünscht, wenn als eines der Produkte Benzol gewonnen
werden soll, da die meisten Rohöle erhebliche Mengen von Methylcyclopentan enthalten.
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Die Reformierung der Erdöldestillatfraktionen erfolgt zweckmäßig in
Gegenwart von freiem Wasserstoff, um Spaltungsreaktionen und Koksabscheidungen möglichst
gering'-zu halten. Dieser kann in der üblichen Weise durch Kreislaufgas des Verfahrens
geliefert werden.
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In der Zeichnung bedeutet.
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Fig. i einen schaubildartigen Fließplan zur Erläuterung des Verfahrens
-gemäß der Erfindung und Fig. 2 einen Fließplan, der. die Erfindung im einzelnen
erläutert.
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Gemäß Fig. i können die beiden als Ausgangsprodukt der Reformierung
oder Dehydrierung dienenden beiden Erdöldestillatfraktionen durch Fraktionierung
des Röhöls in einer Destilliersäule io hergestellt werden, welche mittels Rohrleitung
ii beschickt wird. Die am niedrigsten siedenden Anteile des Rohöls werden vom Kopf
durch Rohrleitung 12 abgezogen und die schweren Anteile mittels Rohrleitung 13 vom
Boden. In den Rohrleitungen 14 und 15 zieht man eine leichte Mittelölfraktion und
eine schwerere Mittelölfraktion als Seitenstromprodukte ab. Das Verfahren gemäß
Fig. i dient dazu, um außer den Xylolen Benzol und Toluol herzustellen. Infolgedessen
hat die Itichte Mittelölfraktion, welche durch Rohrleitung 14 abströmt, einen solchen
Siedebereich, daß sie die C6- und C7-Naphthene- des Rohöls enthält. Die durch Rohrleitung
15 abgezogene schwere Mittelölfraktion hat einen solchen Siedebereich-, daß sie
die C -Naphthene des Rohöls enthält, wobei ihr Siedebereich aber nicht so hoch ist,
daß er den der Xylole merklich überlappen würde. Als geeignete Fraktionen sind beispielsweise
solche anzusehen, bei denen die niedrigersiedende Fraktion im wesentlichen zwischen
66-und 107' und die höhersiedende Fraktion im wesentlichen zwischen 107
und
135' siedet.
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Die durch Rohrleitung 14 abgezogene niedrigersiedende Mittelölfraktion
kann auch, wenn Benzol und Xylot, nicht aber Toluol hergestellt werden sollen, solche
Siedegrenzen, haben, daß sie die C.-Naphthene enthält, und man kann in diesem Fall
durch Rohrleitung 16 und Hahn 17 eine die C 7 -Naphthene enthaltende Mittelfraktion
aus der Destilliersäule io abziehen. Beispielsweise kann die niedrigersiedende Fraktion
einen Siedebereich von 66 bis 85' und die höhersiedende einen solchen
von i07'oder 113 bis etwa 135' haben. Wenn andererseits Toluol und Xylol,
nicht aber Benzol hergestellt werden sollen, kann man die Destillation in der Destilliersäule
io so führen, daß man alle Kohlenwasserstoffe, die bis einschließlich des C.-Siedebereiches
übergehen, als Kopfstrom durch Rohrleitungi2abzieht, sodaßdiedurchRohrleitung 14
abgezogene Seitenstromfraktion die C .-Naphthene ohne merkliche Mengen von
C6-Naphthenen enthält. In diesem Fall kann die niedrigersiedende Fraktion einen
Siedebereich von z. B. 85 bis i io' haben.
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Es wird zur Beschreibung der Erfindung angenommen, daß die aus der
Destilliersäule i o durch Rohrleitung 14 abgezogene Mittelölfraktion sowohl die
C6- als auch die C.-Naphthene enthält. Diese Fraktion wird in dieReformierungskammer
18 zur katalytischen Reformierung geleitet und dort unter solchen Bedingungen gehalten,
daß die Naphthene zu Benzol und Toluol dehydriert werden. Als Katalysator verwendet
man zweckmäßig einen solchen, welcher auch die Isomerisierung der Fünfringnaphthene,
wie Methylcyclopentan und Dimethylcyclopentane, in Sechsringverbindungen katalysiert,
um. eine maximale Ausbeute von Benzol und Toluol zu erhalten.
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Das Reaktionsgemisch aus der Reformierungskammer 18, welches
Benzol und Toluol im Gemisch mit zahlreichen nicht aromatischen Kohlenwasserstoffen
enthält, die im allgemeinen unterhalb und innerhalb des Siedebereiches der Ausgangsfraktion
sieden, wird durch Rohrleitung ig. einer Destillierbehandlung zugeführt, die nachfolgend
beschrieben wird.
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Die schwerere, aus der Destilliersäule io durch Rohrleitung 15 abgezogene
Mittelölfraktion wird in der Refortnierungskammer 2o gesondert katalytisch dehydriert
oder reformiert. Diese Behandlung kann entweder in der gleichen Reaktionszone oder
den gleichen Reaktionszonen durchgeführt werden, in denen die oben beschriebene
Reformierung erfolgt, indem man wahlweise auf die betreffenden Fraktionen schaltet,
oder es können getrennte Reaktionskammern vorgesehen werden, so daß jede Reformierung
gleichzeitig und stetig durchgeführt werden kann. In der Reformierungskammer:2o
werden solche Bedingungen eingehalten, daß hauptsächlich die Dehydrierung der C.-Naphthene
zu Xylolen erfolgt. Diese Xylole enthalten
außerdem im allgemeinen
eine verhältnismäßig geringe Menge von Äthylbenzol sowie ferner geringe Mengen höhersiedender
aromatischer Produkte. Die bei dieser Reaktion gebildeten Aromaten sieden fast alle
oberhalb des Sied--bereiches der schwereren Mittelölfraktion und können deshalb
leicht von den begleitenden nicht aromatischen Bestandteilen durch Destillation
getrennt werden.
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Das Reaktionsprodukt der in Reformierungskammer 2o erfolgenden katalytischen
Reformierung wird durch Rohrleitung 2,1 in die DestillierZOne 22 gefördert, in welcher
die unterhalb der Xylolsiedelage übergehenden Bestandteile abdestilliert und als
Kopfstrom durch Rohrleitung 23 abgezogen werden. Diese Anteile enthalten
auch die gesättigten Kohlenwasserstoffe des Ausgangsgutes, ferner das Toluol, welches
in dem Ausgangsgut enthalten sein kann. Vom Boden des Turmes 22 wird durch Rohrleitung
24 ein Produkt abgezogen, welches im Xylolsiedebereich und darüber siedet und zur
Trennung der Xylole von den höhersiedenden aroma,tischen Bestandteilen in die DestilliersäUle
25
gefördert wird. Vorn Kopf dieser Destilliersäule wird durch Rohrleitung
26 ein xylolreiches Produkt abgezogen und in den Xylolsammelbehälter
27 gefördert. Der höhersiedende Anteil, der im wesentlichen C9-Aromaten enthält,
wird vom Boden der Destilliersäule durch Rohrleitung 28 abgezogen.
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Das in der ersten Reformierungsstufe anfallende Reaktion5produkt wird
in die Destilliersäule 30
gefördert, in welcher die unterhalb des Siede-Punktes
von Denzol siedenden Kohlenwa-sserstoff e abdestilliert und vom Kopf durch Rohrleitung
3 1 abgezogen werden. Nach einer Ausführungsform des Verfahrens kann der
Rückstand des Reaktionsproduktes vom Boden der Säule durch Rohrleitung
32 abgezogen und durch Rohrleitung 33, Hahn 34 und Rohrleitung
35 in den Sammelbehälter 36 zur Speicherung gefördert werden, wobei
die Hähne 37
und 38 geschlossen sind. Dann enthält das in den Behälter
36 geförderte Gemisch im wesentlichen das gesamte bei der Reformierung in
Kammer ig erzeugte Benzol und Toluol. Nach einer bevorzugten Ausführungsform des
Verfahrens indessen wird die Destillation in Säule'30 so geführt, daß eine Seitenstromfraktion
entsteht, welche im wesentlichen das gesamte Benzol, aber nur einen Teil des Toluols
enthält, während man von dem Boden der Säule 3o durch Rohrleitung 32 eine
Toluolfraktion von hoher Reinheit erhält. - Zu diesem Zweck kann der Schnitt
zwischen dem Seitenstromprodukt und den Bodenprodukten bei etwa iio' liegen. Die
Seitenstromfraktion wird durch Hahn 38 und Rohrleitung 35 in den Behälter
36 gefördert, wobei der Hahn 34 geschlossen bleibt. Die Bodenfraktion wird
durch Hahn 37 und Rohrleitung 39 als ein hochgereinigtes Toluol abgezogen.
Diese Arbeitsweise ist besonders insofern vorteilhaft, als dabei nur ein Teil des
gesamten erzeugten Toluols durch die nachfolgend beschriebene Reinigungsanlage geleitet
zu werden braucht.
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Das Gemisch in Behälter 36 enthält Benzol und Toluol zusammen
mit gesättigten Kohlenwasserstoffen, die aus dem der Reformierungskammer 18 zugeführten
Ausgangsgut herrühren. Zur Trennung dieser gesättigten Bestandteile von den Aromaten
wird das Gemisch mit einem geeigneten aromatenselektiven Adsorptionsmittel, wie
Kieselgel oder Aktivkohle, behandelt, um Benzol und Toluol selektiv zu adsorbieren.
Anschließend werden diese Aromaten vom Adsorptionsmittel durch ein xylolreiches
Produkt verdrängt, welches dem Behälter 27 entnommen wird. Dies kann erfolgen,
indem man zuerst einen Teil des Gemisches aus Behälter 36 durch Rohrleitung
40, Hahn 41 und Rohrleitung 42 in eine Kontaktzone 43 einführt, welche das aromatenselektive
Adsorptionsmittel enthält. Nachdem eine geeignete Menge des Gemisches aus Behälter
36 über das Adsorptionsmittel gefördert ist, wird der Hahn 41 geschlossen
und das xylolreiche Produkt aus Behälter 27 durch Rohrleitung 44, Hahn 45
und Rohrleitung 42 in die Kontaktzone 43 gefördert, um das Benzc und Toluol zu verdrängen.
Bei dieser Adsorption kar.# man das Adsorptionsmittel in Form eines Festbettes anordnen
oder mit stetiger Gegenstromadsorption arbeiten. Hier wird für die Adsorption ein
Kreislaufverfahren angenommen, in welchem das Adsorptionsmittel in Form eines feststehenden
Bettes oder mehrerer derartiger parallel geschalteter Betten angeordnet ist, um
den stetigen Durchgang von B - ehandlungsgut und Desorbensstrom durch die
Adsorptionszone zu erlauben.
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In jedem Reaktionszyklus wird eine Partie des Behandlungsgutes aus
Behälter 36 über das Adsorptionsmittel geführt, worauf eine Partie des xylolreichen
Produktes aus Behälter 27 zugeführt wird. Die gesättigten Bestandteile des
Behandlungsgemisches durchströmen das Adsorptionsmittel, während Benzol undToluol
durch selektive Adsorption zurückgehalten werden, so daß auf diese Weise eine Trennung
erfolgt. In der zweiten Phase wird das xylolhaltige Produkt zugeführt, wodurch die
Verdrängung des Benzols und Toluols vom AdsGrptionsmittel erfolgt. Die Xylole werden
ihrerseits wiederum durch das Benzol und Toluol der nächsten Partie verdrängt, die
aus Behälter 36
der Kontaktzone 43 zugeführt wird.
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In jedem Reaktionszyklus wird das aus der Kontaktzone 43 abströmende
Gut durch Rohrleitung 46 in zwei Anteile zerlegt. Ein Teil enthält das vom Adsorbens
verdrängte Benzol und Toluol und außerdem etwas Xylol. Dieser Anteil wird durch
Hahn 47 und Rohrleitung 48 in die Destilliersäule 49 gefördert. Hier strömen Benzol
und Toluol als Kopfstrom durch Rohrleitung 5o ab, während Xylol das Bodenprodukt
bildet und durch Rohrleitung 5 1 und 52- in den Sammelbehälter
27 zurückströmt. Der Benzol-Toluol-Kopfstrom wird in die Säule
53 gefördert, um die beiden Bestandteile voneinander zu trennen. Durch Rohrleitung
54 wird gereinigtes Benzol als eines der Verfahrensprodukte abgezogen. Gereinigtes
Toluol wird durch Rohrleitung 55 als weiteres Verfahrensprodukt abgezogen
und kann mit dem aus Rohrleitung 39
abströmenden Toluol vereinigt werden.
Im
anderen Teil des Reaktionszyklus besteht das aus der Kontaktzone 43 abströmende
Gut im wesentlichen aus Xylol und gesättigten Kohlenwasserstoffen. Es stammt von
dem aus dem Behälter 36 zugeführten Gemisch. In dieser Zeit bleibt der Hahn
47 geschlossen. Das abströmende Gut wird durch Hahn 56 und Rohrleitung
57 in die Destilliersäule 58 geführt. In dieser werden die gesättigten
Kohlenwasserstoffe als Kopf strom durch Rohrleitung 59 abgezogen, während
das abgetre - nnte Xylol vom Boden abgezogen und durch Rohrleitung 6o und
52 in den Vorratsbehälter 27 zurückgeführt wird, Um die Destillation
in den Destilliersäulen 49, 53 und 58 stetig durchzuführen, können
(nicht eingezeichnete) Sammelbehälter in den Rohrleitungen -48, 57 und 5o
vorgesehen werden, um geeignete Mengen des jeweiligen Destilliergutes zu speichern.
Dadurch ist ein stetiger Zufluß von Destilliergut von im wesentlichen konstanter
Zusammensetzung gesichert.
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In Fig. 2 ist eine besondete Ausführungsform der Erfindung, welche
im allgemeinen der Ausführungsform gemäß Fig. i gleicht, aber noch einige Merkmale
enthält, welche für den praktischen Betrieb außerordentlich vorteilhaft sind, dargestellt.
Bei der nachfolgenden Beschreibung des Verfahrens wird angenommen, daß die niedrigersiedende
Fraktion, welche in der eysten Refor-1-nierungsstufe verarbeitet wird, einen wahren
S iedebereich von 66 bis 107' hat, während die in der zweiten Reformierungsstufe
verarbeitete höhersiedende Fraktion einen wahren Siedebereich von 116 bis
137' haben soll. Das zur Reinigung der aromatischen Reaktionsprodukte verwendete
arotnatenselektive Adsorptionsmittel soll Kieselgel sein.
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Die Fraktion vom Siedebereich von 66 bis 107',
welche
C 6- und C7-Naphthene enthält, wird durch Rohrleitung 7o in die Reformierungskammer
71 zur katalytischen Reformierting, gefördert; diese Kammer enthält einen Dehydrierungs-
und Isomerisierungskatalysator, wie z. B. Platin, welches in geringen Mengen auf
säurebehandelter Kieselsäuretonerde als Träger niedergeschlagen ist. Der durch die
Dehydrierung erzeugte und von den Reaktionsprodukten in der nachstehend beschriebenen
Weise abgeschiedene Wasserstoff wird durch Rohrleitung 69 im Rücklauf dem
Reaktionsgefäß wieder zugeführt, indem es dem Beschickungsgut beigemischt wird.
Wenn auch in Fig. 2 nur eine Reforrnierungszone dargestellt ist, so können auch
mehrere derartige Reaktionskammern in Reihenschaltung vorgesehen werden, zwischen
denen geeignete Heizvorrichtungen angeordnet sind, um die zur Durchführung der endotherm
verlaufenden Dehydrierung notwendige- Wärme zu liefern und dadurch die gewünschte
Reaktionstemperalur aufrechtzuerhalten. Geeignete, Reaktionsbedingungen für Dehydrierung
und Isomerisierung sind im allgemeinen Temperaturen im Bereich von 427 bis
538', Drucke von io,5 bis 28 at, Zuführungsgeschwindigkeiten von i
bis 4 Raumteilen flüssiges Ausgangsgut je Raumteil Katalysator
je Stunde sowie ein Wasserstoff-Rücklauf-Verhältnis von 2 bis 6 Mol
je Mol Ausgangsgut. Besonders bevorzugte Reaktionsbedingungen sindTemperaturen
von 482 bis 5io', Drucke von 17,5 bis :21 at, Zuführungsgeschwindigkeiten
von 1,5 bis 3 Raumteilen flüssig-es Ausgangsgut je Raumteil Katalysator
je Stunde sowie ein Wasserstoff-Rücklauf-Verhältnis von 3 bis 4 Mol
je Mol Ausgangsgut.
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Das aus der Reformierungskammer71 abströmende 'Reaktionsgemisch wird
durch Rohrleitung 72 und Kühler 73 in den Abscheider 74 gefördert,
in welchem die gasförmigen Bestandteile von dem flüssigen Produkt abgetrennt werden.
Ein Teil der Gase, die durch Rohrleitung 75 abströmen, kann durch Hahn
76 und Rohrleitung 69 in das Reaktionsgefäß zurückgeführt werden,
um innerhalb der Reaktionszone die erforderliche Wasserstoffkonzentration aufrechtzuerhalten.
Bekanntlich ist die Anwesenheit von Wasserstoff in der Reformierungszone sehr vorteilhaft
zur Unterdrückung von Spaltungsreaktionen und Koksabscheidungen. Der restliche Teil
der aus dem Abscheider 74 abströmenden Gase wird durch P-11,--1--itung
77 in den Absorber 78 geleitet. Die Gase ci,.".strömen diesen im Gegenstrom
zu dem Xylol, welches aus dem Xylolbehälter 79 in Rohrleitung 8o und 81 zugeführt
wird. Der Absorber 78 dient zur Entfernung von Wasserstoff und niedrigsiedenden
Kohlenwasserstoffgasen, welche durch Rohrleitung 82 abgezogen werden, ohne
daß übermäßige Verluste von höhersiedenden Kohlenwasserstoffen, insbesondere Benzol
und Toluol, eintreten. Nach Wunsch kann Wasserstoff vom oberen Teil des Absorbers
78 im Rücklauf der Reforrnierungskammer wieder zu-geführt werden, indem man
Hahn 83 öffnet und Hahn 76 schließt, aber es ist zweckmäßig, den für
die Reformierung erforderlichen Wasserstoff in der oben beschriebenen Weise bereitzustellen.
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Das Xylol, welches vom Boden des Absorbers 78
durch Rohrleitung
84 abströnit, enthält die aus dem Gasstrom abgeschiedenen Kohlenwasserstoffe. Es
wird zusammen mit dem aus Abscheider 74 durch Rohrleitung 86 abströmenden
flüssigen Reaktionsprodukt in die Destilliersäule. 85 gefördert. Die Destillation
in Säule 85 wird so ausgeführt, daß alle Bestandteile, die unterhalb 66'
sieden, vom Kopf durch Rohrleitung 87 entfernt werden, während man in Rohrleitung
88 eine Seitenstromfraktion gewinnt, welche im wesentlichen xylolfrei ist.
Das als Absorptionsmedium verwendete Xylol wird durch Rohrleitung 89 als
Bodenprodukt abgeschieden. Im praktischen Betrieb kann dieses Gut auch etwas Toluol
enthalten, welches aus diesem durch Destillation in der nachstehend beschriebenen
Weise abgeschieden wird.
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Die durch Rohrleitung 88 abströmende Seitenstromfraktion besteht
im wesentlichen aus Benzol, Toluol und gesättigten Kohlenwasserstoffen. Sie wird
durch Hahn go und Rohrleitung gi in die Adsorptionszone 92 geführt, um Benzol und
Toluol durch selektive Adsorption an Kieselgel. abzutrennen. Bei der hier beschriebenen
Ausführungsform
wird ein niedrigsiedender gesättigter Kohlenwasserstoff,
wie Butan, unmittelbar im Anschluß an die Einleitung der Seitenstromfraktion aus
Rohrleitung 88 in das Kieselgel, zugeführt. Der Zweck dieser Butanzufuhr
ist der, eine schärfere Trennung des Benzols und Toluols von den begleitenden gesättigten
Kohlenwasserstoffen zu erreichen, die durch Verdrängung der gesättigten Kohlenwasserstoffe
von den adsorhierten Aromaten und Toluol erfolgt. Die für jede Partie verwendete
Butammenge soll ausreichen, um dieseVerdrängung der gesättigten Kohlenwasserstoffe
zu erreichen, ohne daß wesentliche Mengen von Benzol und Toluol vom Kieselgel desorbiert
werden. Der periodische Zusatz von Butan erfolgt durch Ab-
ziehen von Butan
aus Sammelbehälter93 und Zuleitung durch Rohrleitung 94, Hahn 95 und Rohrleitung
gi zum Kieselgel unmittelbar nach jedem Zusatz der Seitenstromfraktion in Rohrleitung
88.
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Nach Zusatz der gewünschten Butanmenge wird Xylol, welches aus Behälter
79 mittels Rohrleitung 8o abgezogen ist, durch Rohrleitung 96, Hahn
97
und Rohrleitung 9 Y in einer ausreichenden Menge über das Adsorbens
geleitet, um Benzol und Toluol zu verdrängen. Nach erfolgter Zufuhr von Xylol als
Desorbens wird der nächste Teil der Seitenstromfraktion in Rohrleitung
88 in die Adsorptionszone 92 eingeführt. Während dieser Zeit wird das im
Kieselgel verbliebene Xylol von diesem durch das Benzol und Toluol der Seitenstromfräktion
verdrängt.
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Das aus der Adsorptionszone 92 durch Rohrleitung 98 abströmende
Produkt wird in jedem Reaktionszyklus in zwei Teile getrennt. In einem Teil des
Reaktionszyklus besteht das abströmende Gut hauptsächlich aus Butan, Benzol, Toluol
und Xylol. Dieser Anteil wird durch Hahn 99 und Rohrleitung ioo in die Destilliersäule
ioi geleitet. Hier wird Butan als Kopfstrom durch Rohrleitung i o2 abgezogen und
dem S ammelbehälter 92 zurückgeführt. In Rohrleitung 103 strömt gereinigtes
Benzol in den Vorratsbehälter 104 ab, aus welchem es durch Rohrleitung io5 als eines
der Verfahrensprodukte abgezogen werden kann. Toluol und Xvlol werden zusammen durch
Rohrleitung io6 abgezogen. Dieses Gemisch wird durch Rohrleitung 107 in eine
weitere Destilliersäule io8 gefördert. Das Bodenprodukt der Destilliersäule
85, welches hauptsächlich aus Xylol besteht, aber noch etwas Toluol enthält,
wird aus Rohrleitung 89 in Rohrleitung 107 und ebenfalls in die Destilliersäule
io8 gefördert. In dieser erfolgt die Destillation des Gemisches, wobei man als Kopfstrom
gereinigtes Toluol enthält, welches durch Rohrleitung iog in den Sammelbehälter
iio abgezogen wird, aus dem es durch Rohrleitung i i i als ein weiteres Endprodukt
entnommen werden kann. Vom Boden der Säule io8 wird Xylol gewonnen und durch Rohrleitung
i 12 und 113 zurück in den Vorratsbehälter 79 gefördert.
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Der andere Teil des in jedem Reaktionszyklus aus, der Adsorptionszone
92 abströmenden (gutes besteht im wesentlichen aus Butan und den gesättigtenKohlenwasserstoffen,
welche in derSeitenstromf raktion der Rohrleitung 88 enthalten waren. Dieser
Anteil strömt durch Hahn 114 und Rohrleitung 115 in die Destilliersäule 116. Hier
geht Butan als Kopfstrom über und wird durch Rohrleitung 117 in den Vorratsbehälter
93 gefördert. Als Bodenprodukt wird Xylol gewonnen und durch Rohrleitung
i ig und 113 in den Sammelbehälter 79
geführt. Die gesättigten Kohlenwasserstoffe
werden als Seitenstrom in Rohrleitung 118 abgezogen. Wenn man nach dieser Ausführungsform
arbeitet, ist es für die technische Durchführung wichtig, die Fraktionierung in
Säule 116 so einzustellen, daß nicht alles Butan als Kopfstrom übergeht, sondern
ein kleiner Teil zusammen mit der Seitenstromfraktion in Rohrleitung 118 abzieht.
Dadurch wird die Entfernung der zwischen den Siedepunkten von Butan und Benzol siedenden
Köhlenwasserstoffe sichergestellt und verhindert, daß d.ie Konzentration dieser
Kohlenwasserstoffe in der Anlage bei längerem Betrieb ansteigt. Der Gehalt einer
geringen Menge Butan in dem durch Rohrleitung 118 abströmenden gesättigten Gut ist
vom Standpunkt der Raffination aus nicht zu beanstanden, da dieses Produkt im allgemeinen
zur Herstellung von Motorkraftstoff verwendet wird, in welchem die Anwesenheit einer
kleinen. Butanmenge erwünscht ist.
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Die schwerere MittelÖlfraktion, für die hier ein Siedebereich von
116 bis 135' angenommen wurde, wird getrennt in einer anderen Zone katalytisch reformiert.
Diese Anlage gleicht der oben für die Aufarbeitung der leichteren Mittelölfraktion
beschriebenen Apparatur. Die die C.-Naphthene enthaltendie Fraktion wird durch Rohrleitung
130 eingeführt und mit dem in Rohrleitung 131 rücklaufenden Wasserstoffstrom
vermischt. Dieses Gemisch wird nun zur Umwandlung der Naphthene in Aromaten in Kammer
132 katalytisch reformiert. Die Reaktionsbedingungen für diese Reformierungsstufe
sind im allgemeinen Temperaturen von 427 bis 538', Drucke von 21 bis 45,5
at, Zuführungsgeschwindigkeiten von i bis 4 Raumteilen flüssiger Fraktion
je Raumteil Katalysator je Stunde und ein Was#serstoff-Rücklauf-Verhä,1t.n.is
Von 2 bis 7 Mol je Mol zugeführte Fraktion. Bevorzugte Arbeitsbedingungen
sind Temperaturen von 482 bis 5iol, Drucke von 31,5 bis 38,5 at, Zuführungsgeschwindigkeiten
von 1,5 bis 3 Raumteilen flüssiges Ausgangsgut je Raumteil Katalysator
je Stunde und! ein Wasserstoff-Rücklauf-Verhältnis, von 3 bis
5 Mol je Mol zugeführtes Behandlungsgut.
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Das Reaktionsgemisch aus der Reformierungskammer 132 wird durch Rohrleitung
133 und Kühler 134 in den Abscheider 135 gefördert, in welchem das flüssige vom
gasförrnigen Produkt getrennt wird. Der gaslärinige Anteil strönit vorn Kopf des
Abscheiders durch Rohrleitung 136 ab. Ein Teil desselben kann durch Hahn 137 und
Rohrleitung 138 und 131 im Rücklauf der Reformierungskammer wieder zugeführt
werden. Der Reste ##ird in die Absorptionszone 139 gefördert, welche es von
unten nach oben im Gegenstrom zu Xylol
durchströmt, welches. aus
dem Behälter 79 durch Rohrleitung 140 und 141 zugeführt wird. Vom Kopf des
Absorbers 139 werden durch Rohrleitung 142 überschüssiger Wasserstoff und nicht
absorbierte Kohlenwasserstoffe abgezogen. .
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Das flüssige Bodenprodukt des Abscheiders 135 strömt durch Rohrleitung
143 ab und wird mit dem -#om Boden des Absorbers 139 abströmenden Xylol vermischt.
Dieses Gemisch wird nun durch Rohrleitung 144 in die Destilliersäule 145 eingeführt.
Vom Kopf dieser Destilliersäule werden durch Rohrleitung 146 Kohlenwasserstoffe
abgezogen, welche unterhalb des Siedebereichs von Xylol sieden, während man als
Bodenprodukt durchRohrleitung 147 Kohlenwasserstoffe abzieht, welche über dem Siedebereich
von Xylol sieden, und in den Behälter 148 fördert. Dieses zuletzt genannte Bodenprodukt
besteht hauptsächlich - aus C9-Aromaten und wird im allgemeinen in -relativ
kleinen Mengen erhalten, verglichen zu der Menge des anfallenden Xylols.
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Als Seitenstromfraktion wird aus der Säule 145 durch Rohrleitung 149
ein xylolreiches Produkt gewonnen und in den Sammelbehälter 79 gefördert.
Wenn das Xylol des Behälters 79 in anderen Teilen der Anlage in der oben
beschriebenen Weise verwendet wird, enthält das dem Behälter 79 durch Rohrleitung
113 zurückgeführte Xylol gesättigte Kohlenwa-sserstoffe, welche oberhalb des Siedepunktes
von Toluol sieden. Bei der technischen Durchführung des Verfahrens ist es von besonderer
Bedeutung, eine Anhäufung von derartigen Stoffen in der Anlage zu vermeiden, denn
sonst würden sie das als Produkt abgezogene Xyloll verunreinigen, und außerdem würden
sie,'um bei fortgesetztem Betrieb aus der Anlage zu entweichen, das Toluolprodukt
verunreinigen. Demgemäß ist ein wichtiges Merkmal des Verfahrens gemäß Fig.:2 die
Kreislaufführung- des Xylols aus Behälter 79 durch Rohrleitung 140 in den
Absorber 139 und von dort zurück in die Destilliersäule 145. Dadurch wird die Entfernung
derjenigen Kohlenwasserstoffe gewährleistet, welche zwischen Toluol und Xylol sieden.
Sie gehen vom Kopf der Destilliersäule durch Rohrleitung 146 über, wodurch ihre
Anhäufung in der Anlage verhindert wird. Der Absorber 139
kann* durch die
mit dem Hahn 151 -ausgestattete Nebenleitung i5o umgangen werden. Diese Rohrleitung
ist vorzugsweise deshalb vorgesehen, damit das Xylol aus Behälter 79 im Rücklauf
der Destilliersäule 145 in einer größeren Menge zugeführt werden kann, als im Absorber
139 erforderlich ist. WenÜ man so arbeitet, ist das Seitenstrom-Xylolprodukt in
Rohrleitung 149 wesentlich reiner als das Xylol in Behälter 79. Demgemäß
wird Xylol als ein weiteres Produkt des Verfahrens vorzugsweise aus Rohrleitung
149 durch Rohrleitung 15.2 abgezogen.
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Die hier verwendeten. Ausd.rücke»C6-Naphthene«, »C 7-Naphthene«
und »C.-Naphthene« be7-ithen sich auf Naphthene, deren Mo!ekül insgesamt
je 6, 7
bzw. 8 C-Atorne, unabhängig davon, ob die Zahl der Kch-lenstoffatome
im Naph-thenring 5,oder 6 ist.