DEJ0009131MA

DEJ0009131MA -

Info

Publication number: DEJ0009131MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 13. September 1954 Bekanntgemacht am 26. Januar 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen von Benzol.

Rohbenzole, welche durch Karbonisierung von Kohle bei niederen und mittleren Temperaturen hergestellt wurden, enthalten beträchtliche Mengen an, nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen, Mit Wasserstoff raffinierte Benzole, d. h. solche Benzole, die mit Wasserstoff behandelt wurden,, um daraus Schwefel zu entfernen, enthalten ebenfalls nichtaromatische Kohlenwasserstoffe. Es ist bekannt, diese nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe aus Benzol durch azeotrope Destillation abzuscheiden. Dieses Verfahren ist jedoch kostspielig. Es ist weiterhin bekannt, Rohbenzol in ein im wesentlichen aromatisches Produkt dadurch umzuwandeln, daß das Benzol in der Dampfphase über einen auf 600 bis 700⁰ erwärmten Metallkatalysator geleitet wird.

Es ist weiterhin bekannt,. daß nichtaromatische Kohlenwasserstoffe durch Pyrolyse in Olefine umgewandelt werden können. Wenn jedoch ein nichtaromatische Kohlenwasserstoffe enthaltendes Benzol auf hohe Temperaturen erwärmt wird, findet neben einem Verlust an wertvollem Benzol und seinen nahen Homologen auch die gewünschte Um-Wandlung der nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe in Olefine statt. Der erwähnte Verlust ist teilweise auf stattfindende Kondensationsreaktionen

509 630/19

J 9131 IVb/12ο

zurückzuführen, welche beispielsweise zur Bildung vofi Diphenyl führen.

Es wurde gefunden, daß, wenn nichtaromatische Kohlenwasserstoffe enthaltende Benzole unter besonderen Temperatur- und Druckbedingungen in Gegenwart eines freien Wasserstoff enthaltenden • Gases in ein sich bewegendes Bett aus inertem Material eingeführt werden, eine Pyrolyse der nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe stattfindet und

ίο flüchtige Olefine gebildet werden, wobei eine teilweise Entalkylierung der Benzolhomologen stattfindet, ohne daß jedoch die Bildung von wesentlichen Mengen an Kondensationsprodukten, erfolgt und hierbei eine gute Ausbeute an einem Benzol erhalten wird, das im wesentlichen frei von nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen ist. Ein wesentlicher Vorteil des den. Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens besteht darin, daß hierdurch ein Benzol erzeugt wird, welches im wesentlichen frei von nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen ist, ohne daß eine azeotrope Destillation durchgeführt werden muß.

Gemäß der Erfindung wird ein nichtaromatische Kohlenwasserstoffe enthaltendes Benzol in ein sich bewegendes Bett von inertem Material eingeführt und darin einer Temperatur innerhalb des Bereiches von 650 bis 900⁰', vorzugsweise von 750 bis 850⁰, bei etwa atmosphärischem oder etwas erhöhtem Druck bis zu 10 at in Gegenwart von Wasserstoff oder einem Gas ausgesetzt, das freien Wasserstoff enthält.

Es läßt sich besonders zweckmäßig auf Rohbenzole anwenden, welche durch Karbonisierung von Kohle bei niedrigen und mittleren Temperatüren erzeugt worden sind und auf mit Wasserstoff raffinierte Benzole, Verbindungen, welche Schwefel enthalten, können aus dem Benzol entfernt werden, vor oder nachdem dieses dem den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahren unterworfen worden ist.

Das sich bewegende Bett kann ein nicht flüssigkeitsartiges Bett sein, das sich unter dein Einfluß der Schwerkraft bewegt und das Kohleteilchen, keramische Körner oder solche aus einem anderen geeigneten inerten Material enthält und die eine Größe von 1 bis 19 mm besitzen, oder es kann aus einem auf- oder absteigenden Wirbelschichtbett aus Koks, Sand, keramischen oder anderen geeigneten inerten Körnern einer Teilchengröße bestehen. Bei einem Wirbelschichtbett wird der Abstand der einzelnen Teilchen voneinander üblicherweise als Ausdehnungsgrad des Bettes bezeichnet. Dieser Ausdehnungsgrad hängt von. der Geschwindigkeit des zur Bildung der Wirbelschicht verwendeten Gases, von der Teilchengröße und von der Dichte, der Feststoffteilchen ab. Im Falle des Arbeitens mit einem Wirbelschichtbett muß daher die Korngröße der Teilchen nach der Gasgeschwindigkeit, der Teilchen dich te und dem gewünschten Ausdehnungsgrad des Bettes bemessen werden.

Die Temperatur, auf die das sich bewegende Bett gebracht wird, hängt von dem Grad der Entfernung der nichtaromatischen Kohlenwasserstoffe ab, der notwendig ist, um die gewünschte Reinheit des Produktes herbeizuführen. Vorausgesetzt, daß die gewünschte Reinheit erreicht ist, sollte die Temperatur so niedrig wie möglich innerhalb des angegebenen Bereiches gehalten werden, da die Ausbeute an gereinigtem Benzol bei niedrigen. Temperaturen, höher ist. Die angewandte Temperatur hängt auch von dem Druck ab, unter dem das Verfahren durchgeführt wird. So wird bei vergrößertem Druck und verlängerter Berührungszeit ein bestimmter Grad der Reinigung des Benzols bei einer geringeren Temperatur erzielt, als die bei Anwendung eines atmosphärischen' Druckes erforderlich sind.

Das sich bewegende Bett kann auf bekannte Weise erwärmt werden; beispielsweise,kann es in einer Zone erwärmt werden, die von der Pyrolysezone getrennt ist, und zwar durch Verbrennung von Koksofengas oder, wenn das Bett aus Koks besteht, durch Verbrennung eines Teiles dieses Kokses.

Das beim Verfahren gemäß der Erfindung angewandte Gas kann aus Wasserstoff oder einem Gas bestehen, das nicht weniger als 30% freien. Wasserstoff enthält, beispielsweise aus Koksofengas. Das Gas kann erforderlichenfalls mit Dampf gemischt werden, vorausgesetzt, daß die Mischung nicht weniger als 30% freien Wasserstoff enthält.

Das Benzol kann in das sich bewegende Bett zusammen mit dem Gas eingeführt werden und das Gas kann gewünschtenfalls unter entsprechenden Bedingungen angewandt werden, um die Überführung des sich bewegenden Bettes in. den. flüssigkeitsartigen Zustand herbeizuführen. Das Molverhältnis von Wasserstoff zu Benzol liegt vorzugsweise innerhalb des Bereiches von etwa 1,5 bis 3,0. Bei Anwendung höherer .Verhältnisse wird die Wiedergewinnung des gereinigten Benzols schwieriger infolge des sich steigernden Gasvolumens,. während bei Verhältnissen von unterhalb 1,5 der günstige Effekt der Gegenwart von Wasserstoff während der Pyrolyse wesentlich abnimmt.

Beispiel 1

Ein mit Wasserstoff raffiniertes Koksofenbenzol wurde in ein flüssigkeitsartiges Bett von Sand eingeführt, der in einem Reaktionsgefäß von 76 mm innerem Durchmesser enthalten war und der in n₀ Gegenwart von Wasserstoff auf einer Temperatur von 780⁰ gehalten wurde. Die Zufuhr des Wasserstoffs, der dazu diente, das Bett in dem flüssigkeitsartigen Zustand zu halten, betrug 700 1 pro Stunde, und das Benzol wurde mit einer Durchgangsmenge von 845 g pro Stunde eingeführt. Der Druck entsprach etwa der Atmosphäre und die Berührungszeit betrug etwa 2 Sekunden. Die Sandteilchen. wurden kontinuierlich vom Boden des Reaktionsgefäßes abgezogem, und sie wurden durch einen Luftstrom durch ein Verbrennungsrohr von 38 mm inneren Durchmessers nach oben geführt, in dem die Teilchen durch die Verbrennung von Koksofen'gas erwärmt wurden und einem oberhalb des Reaktionsgefäßes befindlichen Zyklon eingeführt wurden. Der Sand wurde von den Gasen in dem Zyklon abge-

630/19

J 9131 IVb/12 ο

trennt und kontinuierlich unter dem Einfluß der Schwerkraft der Oberseite des Reaktionsgefäßes zugeführt. Die verdampften Produkte des Verfahrens wurden abgekühlt und die nichtkondensierten Gase und Dämpfe wurden durch einen. Waschturm geführt, um den Restanteil an Benzol abzuscheiden. Die bei normalen Temperaturen flüssigen Produkte wurden der fraktionierten Destillation unterworfen und eine die Vorläufe enthaltende

ίο Benzolfraktion wurde bis zum Ende der Benzolabscheidung in der Destillationskurve gesammelt. In der folgenden Tabelle wurde die Benzolfraktion von dem nichtbehandelten Benzol unter den gleichen Bedingungen erhalten, wie die Benzolfraktion aus dem Produkt, und demgemäß sind die erhaltenen Werte direkt vergleichbar.

Zufuhr Produkt Benzolfraktion Gewichtsprozent der

Benzolzufuhr 65 62,2

Kristallisierungspunkt der Benzol- ■ ■

fraktion 3,36° 5,4ο⁰'

Beispiel 2

Ein Motorbenzol wurde in der gleichen Apparatur und unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel ι beschrieben, behandelt mit der Ausnahme, daß das flüssigkeitsartige Bett aus Koks bestand, der bei einer Temperatur von 750⁰ durch teilweise Verbrennung des Kokses in dem Verbrennungsrohr . gehalten wurde, wobei die Durchgangsmenge 820 1 Wasserstoff pro Stunde und 700 g Benzol pro Stunde betrugen. Die Benzolfraktionen wurden in der im Beispiel 1 beschriebenen, Weise erhalten.

Claims

PATENTANSPBOCHE:

1. Verfahren zum Reinigen von Benzol, welches nichtaromatische Kohlenwasserstoffe enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man das Benzol in ein -sich bewegendes Bett eines inerten Materials einführt und darin einer Temperatur im Bereich von 650 bis 900⁰ und einem Druck im Bereich von etwa 1 bis 10 at in Gegenwart von Wasserstoff oder einem freien Wasserstoff enthaltenden Gas aussetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Temperaturen im Bereich von 750 bis 850⁰ arbeitet,
kennzeichnet, daß das Gas nicht weniger als etwa 30% freien Wasesrstoff enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1,' dadurch gekennzeichnet, daß das Gas nicht weniger als etwa 30% freien Wasserstoff enthält.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Molverhältnisse von Wasserstoff zu Benzol innerhalb des Bereiches von etwa 1,5 bis 3,0 liegen.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieses auf ein Benzol angewandt wird, das vorher, einem Verfahren unterworfen worden ist, um die enthaltenen Schwefelverbindungen zu entfernen.