DE957840C - Verfahren zur Druckraffination von Rohbenzol - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 7. FEBRUAR 1957

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Die vorliegende Erfindung betrifft die Druckraffination von Rohbenzol; diese besteht im wesentlichen darin, daß die Benzoldämpfe bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur einer katalytischen Behandlung in Gegenwart von Wasserstoff oder einem wasserstoffhaltigen Gas unterworfen werden. Durch diese Behandlung werden die im Rohbenzol vorhandenen Verunreinigungen in solche Verbindungen umgewandelt, die leicht von den unverändert bleibenden Benzolkohlenwasserstoffen abgetrennt werden können.

Bei diesem Verfahren ist die Art und Weise, wie das Rohbenzol vor der eigentlichen katalytischen Behandlung mit Wasserstoff vom flüssigen in den dampfförmigen Zustand übergeführt wird, von wesentlicher Bedeutung. Eine Verdampfung" des Rohbenzols auf indirekte Weise, z. B. an erhitzten Wänden von Rohren oder Kesseln, führt zu Schwierigkeiten, weil sich an den Wänden Verkrustungen bilden, die zunächst zu einer Verschlechterung des Wärmeüberganges führen und schließlich die Gas- bzw. Flüssigkeitswege völlig verlegen. Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, die Verdampfung des flüssigen Benzols unter Druck mittels des auf eine bestimmte Tem- as peratur vorgewärmten Wasserstoffes vorzunehmen, der bei der späteren Raffination benötigt wird. Die für die Verdampfung des Benzols benötigte Wärme stammt dabei also im wesentlichen aus der fühlbaren Wärme des Wasserstoffes. In der Praxis ist dieser Vorschlag so verwirklicht worden, daß man das gesamte für die Raffination benötigte. Wasserstoffgas unten in eine Verdampfungskolonne!,, an deren Kopf das flüssigeBenzol zugeführt wurde, ein-

geleitet und vom Kopf der Kolonne das Gemisch aus Benzoldampf und Wasserstoff abgezogen hat. . Diese Art der Verdampfung des Benzols überwindet zweifellos gewisse Schwierigkeiten, die sich bisher bei der Verdampfung des Benzols durch indirekt zugeführte Wärme ergeben hat. Es hat sich aber gezeigt, daß auch auf diese Weise ein völlig störungsfreier Betrieb nicht erreicht werden kann. Der Grund dafür liegt in folgendem. Die im ίο flüssigen Benzol enthaltenen polymerisierbaren Stoffe bilden in gewünschter Weise die Polymerisate nur innerhalb eines gewissen Temperaturbereiches, der insbesondere nach oben nicht überschritten werden darf, weil sonst wieder eine Depolymerisation der vorher gebildeten Polymerisate eintritt. Die bei der Depolymerisation neu gebildeten Stoffe gelangen dann zusammen mit den Benzoldämpfen und dem Wasserstoff in den Kontaktofen und bewirken dort eine Verstopfung und dadurch ein Unwirksamwerden des Kontaktes. Führt man nun, wie bei dem älteren Verfahren, das für die Raffination benötigte Wasserstoffgas in seiner gesamten Menge auf einmal unten in die Verdampfungskolonne od. dgl. ein, so besteht die Gefahr, daß an gewissen Stellen der Kolonne und insbesondere dort, wo das flüssige Produkt bereits ärmer an Benzol geworden ist, eine Depolymerisation der in einer Vorbehandlung des flüssigen Benzols gebildeten Polymerisate eintritt, wodurch die Wirkung der Vorpolymerisation ganz oder teilweise wieder aufgehoben wird.

Ziel der Erfindung ist es, diese Gefahr einer Depolymerisation während der Verdampfung des Benzols zu vermeiden. Ein weiteres Ziel der' Erfindung besteht darin, die Partialdruckverhältnisse in der Verdampfungskolonne in bestimmter Weise längs der Kolonne einzustellen.

Die vorliegende Erfindung löst das oben aufgezeichnete Problem dadurch, daß die Verdampf ungskolonne in mehrere Verdampfungsstufen unterteilt wird und der Teil des für die Raffination benötigten Wasserstoffes, der im Kreislauf geführt wird, nach seiner Wiederaufheizung der Verdampfungskolonne für das zu reinigende Benzol in mehreren Teilströmen zugeführt wird, von denen jeder einer Verdampfungsstufe zugeordnet ist. Dabei werden Temperatur und Menge des jeder Stufe der Verdampfungskolonne zügeführteh Wasserstoffes so bemessen, daß die Temperatur des flüssigen Gutes in der Verdampfungskolonne den eine Depolymerisation der polymerisierten Verunreinigungen bewirkenden Wert nicht überschreitet.

Wenn man das wasserstoffhaltige Gas in dieser Form, d. h. stufenweise, der Verdampfungskolonne zuführt, ist man in der Lage, die Temperatur längs der Kolonne in der gewünschten Weise einzustellen, so daß keine Depolymerisationen eintreten können. Ferner kann man auf diese Weise die Partialdruck-Verhältnisse in den einzelnen Stufen so auf die in jeder Stufe zu verdampfende Benzolmenge abstimmen, daß eine Verdampfung unter optimalen Bedingungen erzielt wird.

Das dem Verfahren ständig zugeführte Frischgas, durch welches der bei der Raffination verbrauchte Wasserstoff ersetzt wird, kann dabei, vorzugsweise nach Zumischung von heißem Kreislaufgas, der untersten Stufe der Verdampfungskolonne zugeführt werden. Dies ist besonders dann von Bedeutung, wenn man als Frischgas Koksofengas ■verwendet, welches wegen seines Gehaltes an harzbildenden und teerigen Stoffen nicht auf eine Temperatur oberhalb 210 bis 230⁰ erwärmt werden darf.

Die Erhitzung des im Kreislauf geführten Anteils des wasserstoffhaltigen Gases vor Einführung in die Verdampfungskolonne ist deshalb, auch wenn sie bis zu einer vergleichsweise hohen Temperatur, ζ·Β· 350° erfolgt, ungefährlich, weil dieses Gas die eigentliche Reinigungsstufe zusammen mit dem Benzol durchlaufen hat und infolgedessen frei von polymerisierbaren Bestandteilen ist.

In der Abbildung ist eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt.

Das Rohbenzol gelangt aus Leitung 2 über den Kompressor 4 in den Wärmeaustauscher 6, den es mit einer Temperatur von etwa 210⁰ verläßt. Die Temperatur der in dem Wärmeaustauscher 6 verwendeten Heizschlange ist so gewählt, daß keine Verdampfung von Benzol stattfindet. Beispielsweise hat sich, wenn der Druck im Kontaktofen etwa 45 Atm. beträgt, eine Temperatur der Heizschlange von 230 bis 250⁰ oder etwas höher als zweckmäßig erwiesen. Das so vorgewärmte flüssige Benzol gelangt durch Leitung 8 in den Polymerisationsofen. 10, in welchem das flüssige Benzol eine ausreichende Zeit verweilt, um die Bildung von hochsiedenden Polymerisaten aus polymerisierbaren Verunreinigungen des Benzols zu ermöglichen. Danach gelangt das immer noch flüssige Benzol mit einer Temperatur von etwa 210⁰ durch Leitung 12 in die Verdampfungskolonne 14. Die Verdampfungskolonne 14 hat in der hier dargestellten Form vier Stufen 15, 16, 17 und 18, von denen jede eine Füllkörpersäule aufweist. Der obersten Stufe wird durch eine Verteilereinrichtung 19 das flüssige Benzol aus der Leitung 12 zugeführt. In den Füllkörpersäulen, die gegebenenfalls auch durch andere Austauschvorrichtungen ersetzt werden können, kommt das flüssige Rohbenzol mit dem wasserstoffhaltigen Gas in Berührung, wobei eine teilweise Verdampfung des Benzols stattfindet. Das mit Benzoldämpfen gesättigte Wasserstoffgas zieht vom Kopf der Verdampfungskolonne 14 durch Leitung 35 ab und gelangt, nachdem es den Wärmeaustauscher 36 passiert hat, in den Kontaktofen 38, in welchem die eigentliche Druckraffination mit Wasserstoff an geeigneten Katalysatoren stattfindet. Das Gemisch aus Benzoldämpfen und Wasserstoff verläßt den Kontaktofen durch Leitung 39 und gelangt, nachdem es einen Teil seiner Wärme in den Wärmeaustauschern 36 und 6 abgegeben hat, durch Leitung 40 in den Kondensator 41, in welchem das Benzol verflüssigt wird. Das flüssige Produkt sammelt sich in dem Druckbehäl-

Claims (3)

1. ter42 an und kann durch Leitung 43 herausgezogen werden. Das nicht kondensierte wasserstoffhaltige Gas verläßt den Druckbehälter durch Leitung 44 und wird zum Teil durch Leitung 45 aus dem Verfahren entfernt und zum Teil durch Leitung 46 wieder der Verdampfungseinrichtung zugeführt. Zuvor wird aber sein Druck in dem Zwischenkompressor 27 wieder auf den vollen Wert erhöht, wonach das im Kreislauf geführte Wasserstoffgas

   ίο in dem Erhitzer 28 auf etwa 350⁰ erwärmt wird. Aus dem so erwärmten Kreislauf gas werden Teilströme aus der Leitung 30 abgezweigt, die in regelbarer Weise durch die Leitungen 20, 21 und 22 unmittelbar den einzelnen Stufen der Verdampfungskolonne 14 zugeführt werden. Ein weiterer Teilstrom des erhitzten Kreislaufgases wird in der Leitung 23 mit dem aus Leitung 34 kommenden Frischgas vermischt und in die unterste Stufe der Verdampfungskolonne eingeführt. Durch Leitung 13 kann ferner Waschöl in die unterste Stufe gegeben werden, um das Ansetzen der polymerisierten Stoffe an den Füllkörpern der untersten Stufe zu vermeiden, falls eine solche Gefahr besteht. Die die Polymerisate enthaltende Flüssigkeit wird durch Leitung 26 aus der Verdampfungskolonne abgezogen und in irgendeiner Form weiterverarbeitet, um aus ihr den Rest an Benzol zu gewinnen.

   3D PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verfahren zur Druckraffination von Rohbenzol in der Dampfphase mittels Wasserstoff oder einem wasserstoffhaltigen Gas bei erhöhter Temperatur in Gegenwart von Katalysatoren, wobei das flüssige Benzol unter Aufsättigung des Wasserstoffes ohne indirekte Zufuhr von Wärme verdampft wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungskolonne für das zu reinigende Benzol in mehrere Verdampfungsstufen unterteilt wird und der Teil des für die Raffination benötigten Wasserstoffes, der im Kreislauf geführt wird, nach Wiederaufheizung den einzelnen Verdampfungsstufen in mehreren Teilströmen zugeführt wifd, wobei Temperatür und Menge des jeder Stufe zugeführten Wasserstoffes so bemessen werden, daß die Temperatur des flüssigen Gutes in der Verdampfungskolonne die Depoiymerisationstemperatur der polymerisierten Verbindungen nicht überschreitet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß das Frischgas mit dem erhitzten Kreislaufgas in solchem Mengenverhältnis gemischt wird, daß die Mischgästemperatur etwa 230⁰ nicht überschreitet, wonach das Mischgas der untersten Stufe der Verd'ampfungskolonne zugeführt wird.
3. 3. 'Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Verdampfer verlassende Gemisch aus Benzoldämpfen und Wasserstoff auf die für den Rafnnationsprozeß erforderliche Temperatur durch indirekten Wärmeaustausch mit dem aus der Raffinationsstufe austretenden heißen Reaktionsgemisch gebracht wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   609 579/505 8. (609 782 1. 57)