JPS5855435A - 純芳香族化合物を収得する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は芳香族のほかに任意の量の非芳香族を含む膨化
水素混合物から、選択溶剤としてＮ−置換モルホリンを
使用する液−液抽出および（または）抽出蒸留によって
、この抽出段の前接で前および（または）４１に蒸留を
行いながら、純芳香族を収得する方法に関する。

炭化水素混合物から選択溶剤として水を添加したまたは
しないＮ−置換モルホリンを使用する液−液抽出および
（または）抽出蒸留によって芳香族を分離することはす
でに公知である。

たとえば西独特許＄１５　６８　９４０号および２０　
４０　０２５号明細書には実地に大工業的規模で実証さ
れたこの種の２つの方法が記載される。この場合抽出蒸
留は詩人生成物として使用する炭化水素混合物を抽出段
に入る・前ξ＝前蒸留するのが普通である。抽出段は通
常抽出塔およびストリップ塔からなり、ストリップ塔〒
溶剤はエキストラクトとして得た芳香族から蒸留により
分離される。この場合前蒸留は詩人生成物から特定成分
を抽出段へ入る前に分離するために使用される。詩人生
成物が多数の芳香族たとえばペンゾール、ドルオールお
よびキジロールを含む場合、溶剤を分離したエキストラ
クトは抽出段の次に配置した蒸留（後蒸留）によってさ
らに前記成分に分離しなければならない。

前記２つの特許明細書には大工業規模で使用しうる芳香
族分離法が記載されているけれど、この作業分野１はも
ちろんこの神の方法のエネルギー消費量をさらに低下す
ることが要求される。それゆえ本発明の目的は首記の方
法を、その実施の際に著しいエネルギー節約が達成され
るように改善することである。

この目的を解決する本発明の方法の特徴は鵠および（ま
たは′）後蒸留を２０／？−ルまでの高圧および３００
℃までの高温！実施し、その際圧力をそれぞれ前および
（または）後蒸留が抽出段より高温１作業しうるように
調節し、発生する蒸気の熱含量を低温で作業する抽出段
の塔の加熱に利用すること！ある。

それゆえ本発明の方決によれば抽出段と前および（また
は）後蒸留が熱的に結合され、前および（または）後蒸
留は高圧を使用しながらその際発生する蒸気の熱含量を
抽出段の塔の加熱に利用するように作業が行われる。常
圧ｆ作業する前および（または）後蒸留に比してこの場
合全方法に対し４０嘔以上のエネルギー節約が達成され
る。

芳香族収得のため詩人生成物として使用する炭化水素混
合物が一般に禎雑な組成の多物質混合物〒ある事実を考
慮すれば、本発明の方法は容易に推考できるものｆはな
い０すなわちこのような多物質混合物の場合、常圧蒸留
に比して蒸留関係（共沸混合物形成、沸点郷）が高圧使
用の際理論的計算により明らかに予測し得ないように異
なる。この点では後蒸留を高圧下に作業する場合たとえ
ば多物質混合物ペンゾール、ドルオールおよびキジロー
ルを分離する場合ももちろん同様である。これはたとえ
ば著しく高い還流比、大きい段数および高価な塔構造に
現れる。前記状況を総合すればまずエネルギー節約の目
的１前および（または）後蒸留の常圧作業法を高圧作業
法に代えることは考えられないｏしたがって本発明の方
法１達成されるエネルギー節約は意外１ある。

本発明の方法は一般に前蒸留を高圧下に作業するように
実施され、その際そこに発生する蒸気は抽出段の塔の加
熱に利用される○この塔は通常は常圧または少し高い最
大３／々−ルま１の圧力で作業が行われる。この抽出段
では一般に１段または多段抽出蒸留が使用される。しか
し液−液抽出または液−液抽出と抽出蒸留の組合せを使
用することもできる。他の実施例によれば抽出段のあと
で得られたエキストラクトな種々の芳香族フラクション
に分離する蒸留（いわゆる後蒸留）は高圧下に作業が行
われ、そこ１発生した蒸気は一般に常圧または少し高い
最大３ノ奢−ルま１の圧力１作業する抽出段の塔の加熱
に使用される。

前および（または）後蒸留１発生した蒸気は抽出塔また
は抽出蒸留塔およびこれらに付属するストリップ塔の加
熱に利用され、これら蒸気の１部は詩人生成物を予熱す
る間接熱交換に利用することもできる。

前および（または）後蒸留で維持する還流比は本発明に
よれば普通に行われる分離目的だけでは決定されない。

前および（または）後蒸留塔の還流比および段数は塔頂
に発生する蒸気が抽出段の塔の加熱および詩人生成物の
場合により必要な予熱に十分１あるように選ばれる。

本発明の方法のための詩人生成物としてはとくにコーク
ス工場ペンゾール加圧抽出ラフィネート、水素添加した
熱分解ベンジン、改質ガソリンならびにペンゾール、ド
ルオールおよび中シロールを含む他の炭化水素混合物が
挙げられる。

前蒸留を高圧下に実總する場合、その際発生する蒸気は
場合により特定非芳香族たとえばメｆｋｆ／Ｉロヘキサ
ンを多量に含むことがある。

しかしこの蒸気はその凝縮後、次の抽出段の詩人生成物
となるの１、抽出段で一定の溶剤を使用する際この非芳
香族は芳香族と分離することが非常に困難になる問題が
生ずる。しかしこの問題は本発明の方法によれば選択溶
剤としてＮ−ｆ換％ル＊ＩＪンを使用することによって
避ケられる。この場合とくにＮ−ホルミルモルホリンが
適肖な溶剤として実証された。この溶剤はこの場合水を
添加しまたは添加せずに使用することが１きる。溶剤へ
水を添加する場合、添加量は通常液−液抽出１は２〜１
５重量−１抽出蒸留では０〜８重量％’Ｔ！ある。

本発明の方法の詳細は特許請求の範囲第２項〜！１！７
項の記載および以下の図面による説明によって明らかで
ある。

図面のフローシートには方法の説明にどうしても必要な
装置のみが示され、その他の補助装置た七えは弁および
ぽンプは省略されている。

ｉＪ１図フローシートの場合前蒸留塔ｌは高圧下に作業
が行われる。詩人生成物として使用する芳香族含有炭化
水素混合物は導管器および熱交換器３．４を介して段板
な有する前蒸留塔１の中央部へ導入される。この塔の脚
部には塔底液ＩＪ　／イラクがあり、その管系は高圧蒸
気または図示されていない炉Ｃ−よって加熱される。前
蒸留の蒸気状塔頂生成物は導管６を介して前蒸留塔ｌの
塔頂から取出される。この場合導管６内の蒸気流は２つ
の分流に分割される。大きい分流は導管７からストリッ
プ塔９の塔底液りＩイン８の管系へ達し、ここで蒸気の
顕熱はストリップ塔９の加熱に使用される。同時に導管
７の蒸気の分流が導管ｌＯへ分岐し、抽出蒸留塔１２の
加熱に役立つ塔底液ＩＪ　／ベラ１１の管系を通して導
かれる。

さらに同時に導管６からの塔頂生成物蒸気の小分流は導
管１・３を介して間接熱交換器３の管系へ達し、ここで
蒸気の顕熱は詩人生成物の予熱に使用される。熱交換器
３および塔底液ＩＪ　／ベラ８．１１のあとに生ずる凝
縮液はフローシートの示すように捕集客器１６に通ずる
捕集導管１４に入る。この捕集容器に前蒸留塔ｌからの
凝縮した塔頂生成物が捕集される０導管１７を介してこ
の凝縮液は捕集客器１６から取出される。導管１７は前
蒸留塔ｌの塔頂に通ずるので、塔頂生成物の小部分は還
流液として再び前蒸留塔ｌに供給されるｏしかじ塔頂生
成物の重量は段板な備える抽出蒸留塔１２の中央部へ詩
人生成物として導管１８を介して導入される０抽出段す
なわち抽出蒸留塔１２および付属ストリップ塔９内では
前蒸留塔ｌの作業圧力よ各）著しく低い圧力で作業が行
われる０抽出段はその他は抽出蒸留の公知原理により作
業が行われる。すなわち詩人生成物の非芳香族は導管１
９を介して抽出蒸留塔１２の塔頂から取出され、芳香族
含有エキストラクトはこの塔の塔底から導管２０を介し
て除去され、ストリップ塔９へ導入される。エキストラ
クトとして得られた芳香族はストリップ塔内！蒸留によ
り同様エキストラクト中に含まれる選択溶剤と分離され
る。

溶剤は導管２１を介してストリップ塔９の塔底から取出
され、抽出蒸留塔１２の塔頂に再供給され、同時に得ら
れた芳香族は塔頂生成物として導管２２を介してストリ
ップ塔を去る。導管２３から場合により新たな溶剤を溶
剤回路へ供給することができる０ 前蒸留塔ｌの塔底生成物は導管２４から取出され、熱交
換器４を介して捕集容器２５へ達し、そこから導管１５
を介して他の使用に供給される０熱交換器４内で塔底生
成物に含まれる熱は導管５の詩人生成物へ間接熱交換で
伝達される。

第２図のフローシートに示す方法はとくに芳香族含有装
入生成物からペンゾール７ラクシヨンとともにドルオー
ルおよびキジロールフラクションも収得する場合に使用
される。詩人生成物はこの場合導管２６を介し、て段板
を備える液−液抽出塔２７の中央部へ導入される。溶剤
は導管２８を介して液−液抽出塔２７の塔頂に供給され
る０液−液抽出１発生するラフィネートは導管２９を介
して取出され、発生するエキストラクトは導管３０を介
して次の抽出蒸留塔３１の中央部へ導入される。この塔
は同様段板な備え、導管３２から塔頂へ所要の溶剤が供
給される。抽出蒸留塔１発生する塔頂生成物は導管３３
を介して取出され、いわゆる向流溶剤として液−液抽出
塔２７の下部へ導入される。抽出蒸留塔３１の塔底に集
まるエキストラクトは導管３４を介してストリツ′ゾ塔
３５へ達し、ここ！エキストラクトに含まれる芳香族は
蒸留により溶剤と分離される。溶剤はストリップ塔３５
の塔底に集ま各）、導管２８および３２を介して再使用
される０ス）　ＩＪツブ塔３５の塔頂生成物は芳香族を
含み、さらに分留しなければならない。

この目的で蒸留塔３６．３７および３８が仮置され、こ
れらの塔はこの場合液−液抽出塔２７、抽出蒸留塔３１
およびストリップ塔３５からなる抽出段の塔より高い圧
力および高い温度１作業が行われる。ス）　ＩＪツブ塔
３５の塔頂生成物はまず導管３９を介してペンゾール分
離用に設けた蒸留塔３６の中央部へ導入される。蒸留塔
３６は蒸留塔３７および３８と同様組込体な有し、この
組込体は蒸留技術で公知のたとえば段板または充てん動
勢である０４ンゾールは蒸留塔３６で塔頂生成物として
留出される。ぺ／ゾール蒸気は導管４０を介して取出さ
れ、ストリップ塔３５に設置した熱交換器４１を通して
導かれる。熱交換器４１内でストリップ塔３５からの水
を含む生成物流はペンゾール蒸気との間接熱交換により
加熱され、いわゆるストリップ蒸気が発生する０この場
合同時にペンゾール蒸気が凝縮するので、ペンゾールは
液体生成物として捕集容器４２に達し、ここから他の用
途４二供給される。

蒸留塔３６からの塔底生成物はその間に導管４３を介し
てドルオール分離用の蒸留塔３７へ入る。この塔の塔頂
生成物として発生する蒸気状ドルオールは導管４４を介
して取出され、同様ストリップ塔３５に設けた塔底液り
ぎイラ４５を通して導かれる０塔底液リゼイラ４５内１
蒸気状生成物が再凝縮するので、ドルオールは液体状態
で捕集容器４６へ達する。ノ９イパス導管４７を介して
場合によりドルオール蒸気の１部が導管４４から分岐し
、蒸留塔３６の塔底液リゼイラ４８の加熱に利用される
。ノ寄イパス導管４７は捕集容器４６の前ｆ導管４４へ
開口する０ 蒸留塔３７からの塔底生成物は最後に導管４９を介して
キジロール分離用の最終蒸留塔３８へ導入される。キジ
ロールは塔頂生成物として留去し、キジロール含有蒸気
は導管５０を介して抽出蒸留塔３１の塔底液リーイラ５
１へ達する。この中で蒸気は完全に凝縮するの１、キジ
ロールは液体状態で捕集容器５２へ達し、ここから他の
処理に送られる。蒸留塔３Ｂの塔底生成物は導管５３か
ら取出され、なお０．芳香族の痕跡を含む。

次に本発明の方法を例により説明する〇例ド この例は加圧抽出したコークス工場粗製ペンゾールから
の純ペンゾール収得に関し、詩人生成物は第１図のフロ
ーシートによりまず前蒸留し、その際発生する塔頂生成
物はさらに抽出蒸留塔１選択溶剤としてのＮ−ホルミル
モルホリンにより処理される０ 詩人生成物は次の組成を示す： Ｏｓ炭化水＄　　　　　　　　　　　　　０．０４重量
嘩０、　　　＃　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　Ｏ，フ８Ｉメチルシクロペンタン　　　　　
　０．２０　　＃イソ０．炭化水素　　　　　　　　０
．１２＃シクロヘキサン　　　　　　　　　０．３５　
　＃ｎＣ２＋ジメチルシクロペンタン　　０．１６＃メ
チルシクロヘキサン　　　　　　０．２５＃ペンゾール
　　　　　　　　　　７５．３０　　＃・臂うフイン性
〇−炭化水素　　　　０．０７　　ｚジメチルシクロヘ
キサン　　　　　０．４８　　＃ドルオール　　　　　
　　　　　２０．０５　１０、芳香族　　　　　　　　
　　　２．２０　１試験のＡ部は技術水準により作業す
る。すなわち詩人生成物は常圧（塔頂圧力最高１．ＩＡ
−ル）−ｔ％前蒸留し、得られる塔頂生成物は２ノ々−
ルの圧力１作業する次の抽出蒸留塔へ導入する。本発明
による前蒸留段と抽出段の熱的結合はこの場合性われな
い。ストＩＪツブ塔の塔頂生成物として得られる純ペン
ゾールは不純物としてドルオール１００　ｐｐｍおよび
非芳香族３５０ｐｐｍを含む。ペンゾール収率は９９．
８％！ある。方法の全熱消費量は次のとおり！ある：前
蒸留　　　　１４４０ｋＪ／Ｉｃｙペンゾ一ル抽出段　
　　　９２０ 全熱消費量　２３６０ 試験のＢ部では同じ詩人生成物で前蒸留を次の条件によ
り実施する： 塔頂圧力　　１７ノ々−ル 塔頂基［２０９℃ 塔底源ｆ　　　２８１１１ 還流比　　　　１　：　３．２ 抽出段（抽出蒸留およびストリップ）の作業条件はム部
に比して少しだけ変化した０すなわち前蒸留塔頂生成物
のメチルシクロヘキサン含量が高いため抽出蒸留に使用
する溶剤の割合を少し高くした。得られたペンゾールの
純度および収率はこの場合はぼム部の結果に相当する。

しかし本発明により前蒸留の塔頂生成物蒸気は抽出段の
塔の加熱に利用され、方法の熱消費量は次のとおりであ
る： 前蒸留　　１２７０ｋＪ／ｋｐペンゾ一ル抽出段　　１
２３０　　　　　＃ 常圧の前蒸留（ム部）と比較して高圧の前蒸留（Ｂ部）
の熱消費量は還流比が少し高いにもかかわらず低い。そ
れは適用圧力で蒸発熱が約３０９６低いからである。さ
らに本発明の作業法によれば抽出段の所要熱量を別個の
エネルギーの形（とくに蒸気）′ｔ％供給する必要がな
い。この所要熱量は完全に前蒸留塔頂生成物蒸気の熱含
量によって力・９−される。実際に通常抽出段の加熱に
は塔頂生成物蒸気量の８０〜９０哄しか必要１ないので
、残部は詩人生成物の予熱に利用することが１きる。し
たがってＢ部の全熱消費量は全体″ｉ’１２７０　ｋ、
ｙ７ｋｙペンゾールだけである０それゆえム部とＢ部の
比較により８部１はム部の熱消費量の しか必要としないことが明らか１ある０達成されるエネ
ルイー節約はしたがって４６％である０例２： この例は完全水素添加した熱分解ベンジンからの純ペン
ゾール収得に関する。詩人生成物はこの場合次の組成を
有する： ０、炭化水素　　　　　　　　　　　０．０６重量嘩Ｑ
、　　　　　　　　　　　　　　　　１．２３　１メチ
ルシクロペンタン　　　　　　４．７３＃イソＣ１炭化
水素　　　　　　　　１．９７　１シクロヘキサン　　
　　　　　　　２．０５＃ｎ０７＋ジメチルシクロペン
タン　　２．５９１メチルシクロヘキサン　　　　　　
１．０５＃インゾール　　　　　　　　　　６０．２０
　１ノラフィ／性０．炭化水素　　　　０．９９重量％
ジメチルシクロヘキサン　　　　　０．９６＃ドルオー
ル　　　　　　　　　　　２３．９７　１Ｃ口芳香族　
　　　　　　　　　　。、２０　ｌ試験法は例１の作業
法にほとんど相当する。

＾部［１圧前蒸留）の熱消費量は次のとおｔ）である： 前蒸留　　　　１２９０　ｋＪ／ｋｆペンゾール抽出段
　　　　１００Ｇ 全熱消費量　　２２９０　　　　＃ 得られた純ペンゾールは不純物としてなおドルオール１
００　ｐｐｍおよび非芳香族４００　ｐｐｍを含む０ これと異なりＢ部では前蒸留を次の条件１実施する： 塔頂圧力　　　１７ノ々−ル 塔頂装置　　２０９℃ 塔底温度　　２５２℃ 還流比　　　１　：　３．に の場合の熱消費量は次のとおりである：前蒸留　　　１
４２０　ｋＪ／ｋｐペンゾール抽出段　　　１２９０ しかしこの場合も抽出段の熱消費ｔは前蒸留塔頂生成物
蒸気の熱含量によって完全にカッマーされるので、＾部
に対するＢ　ＩｔＩｓの熱消費量は計算によれば次のと
おりである二 ｌ　４２０　・　１００ したがって達成されるエネルギー節約は３８噂である。

例３： 例１および２では第１図のフローシートを使用したけれ
ど、この例は第２図のフローシートを使用するいわゆる
改質ガソリンの処理に関する。装入生成物はこの場合次
の組成を有する：ベンゾール　　　　　　　　７重量嘔 ドルオール　　　　　　　　２６　Ｉ Ｏ＃Ｉ芳香族（キジロール）　　２８　ｌ非芳香族　　
　　　　　　３９　１ ０、芳香族　　　　　　　　痕　跡 液−液抽出、抽出蒸留およびストリップ塔からなる抽出
段で装入生成物からまず選択溶剤としてＮ−ホルミルモ
ルホリンを使用して、非芳香族を分離した芳香族混合物
が得られる。次にこの芳香族混合物を稜続の蒸留塔（後
蒸留）１その成分に分離する。その詳細は１８２図によ
る方法の説明が引用される。この場合液−液抽出塔２７
は１ノ９−ル、抽出蒸留塔３１は１．５２−ル、ストリ
ップ塔３５は１．５ノぐ−ルの圧力で作業が行われる。

選択溶剤として再びＮ−ホルミルモルホリンを使用する
。

技術水準の作業法に関する試験のＡ部１蒸留塔３６．３
７および３８内の後蒸留は常圧または少し高い圧力で作
業し１、その際抽出段および後蒸留段には各基それぞれ
の加熱が必要！ある。熱消費量はこの場合次のとおりで
ある：抽出段　　　１８２１ｋＪ／ｋｙ　　芳香族混合
物　　　１３３２ 全熱消費量　３１５３ 試験のＢ部では後蒸留を高圧下に実施し、個個の蒸留塔
を次の条件に維持する： 蒸留塔３６．３７および３８に生ずる塔頂生成物蒸気は
第２図の方法説明のとおり抽出段の塔の加熱に使用され
、その熱消費量は完全にカッ々−される。それゆり本発
明の作業法の場合、後蒸留の熱消費量だけを考癒すれば
よい。この消費量は２１６０　ｋＪ／ｋｙ　　芳香族で
ある。したがって同じ収率および純度でＢ部の熱消費量
はム部に対し ２１６０・１００ ｆある。エネルギー節約は３１．５チである。

これらの例は本発明の方法の効果を実証し、収得した芳
香族の純度および収率は同じで著しいエネルギー節約が
達成されることを示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は前蒸留を高圧で作業する例のフローシート、第
２図は後蒸留を高圧で作業する例の７０−シートである
。 ｌ・・・前蒸留塔、９・・・ストリップ塔、１２・・抽
出蒸留塔、２７・・・液−液抽出基、３１・・・抽出蒸
留塔、３５・・・ストリップ塔、３６．３７．３８・・
−蒸留塔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　芳香族のほかに任意の量の非芳香族を含む炭化水
   素混合物から、選択溶剤としてＮ−置撲モルホリンを使
   用する液−液抽出および（または）抽出蒸留によ４つて
   、この抽出段の前稜↑前および（または）後蒸留を行い
   ながら、純芳香族を収得する方法において、前および（
   または）後蒸留を２０ノ々−ルまｆの高圧および３００
   ℃ま１の温１［”ｌ？実論し、その際圧力をそれぞれ前
   および（または）後蒸留が抽出段より高温で作業できる
   ように調節し発生する蒸気の熱含量を低温１作業する抽
   出段の塔の加熱に利用することを特徴とする、純芳香族
   を収得する方法。 ｚ　前蒸留を高圧および高温下に実施し、発生する蒸気
   を完全に凝縮させながら抽出段の塔の加熱に利用し、そ
   の際発生する凝縮液な詩人生成物として抽出段へ導入す
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 λ　後蒸留を高温高圧下に実施し、個々のフラクション
   の蒸気とくに塔頂生成物７ラクシヨンの蒸気を完全に凝
   縮させながら抽出段の塔の加熱に利用し、その際発生す
   る凝縮液フラクションを互いに別個に離して取出す特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 表　前および（または）後蒸留の際発生する蒸気の１部
   を詩人生成物の予熱に利用する特許請求の範囲第１項〜
   第３項の１つに記載の方法０ ＆　前および（または）後蒸留のため還流比および塔の
   段数を、塔頂に発生する蒸気量が抽出段の塔の加熱およ
   び詩人生成物の所要の予熱に十分１あるように選択する
   特許請求の範囲ＩＪ１項〜ＩＪ４項の１つに記載の方法
   。 ａ　抽出段を１〜３−一ルの圧力１作業する特許請求の
   範囲第１項〜第Ｓ項の１つに記載の方法。 ７、　抽出段でＮ−ホルミルモルホリンを選択溶剤とし
   て使用する特許請求の範囲１８１項〜第６項の１つに記
   載の方法。