NO140619B

NO140619B - PROCEDURE FOR EXTRACTION DISTILLATION

Info

Publication number: NO140619B
Application number: NO751906A
Authority: NO
Inventors: Martin Richard Cines
Original assignee: Phillips Petroleum Co
Priority date: 1974-05-30
Filing date: 1975-05-29
Publication date: 1979-07-02
Also published as: FR2275234A1; NO751906L; CA1053601A; DE2523704A1; ES437977A1; IT1038564B; NO140619C; FR2275234B1; GB1505722A; BE829720A; ZA753433B

Description

Ekstraksjonsdestillasjonsprosesser har vært anvendt til separering av forskjellige blandinger av komponenter som ikke lett kan separeres ved vanlig destillasjon, f.eks. fraksjonert destillasjon, spesielt når flyktigheten av de enkelte bestanddeler er praktisk talt lik eller meget lite forskjellig. Extractive distillation processes have been used to separate different mixtures of components that cannot be easily separated by ordinary distillation, e.g. fractional distillation, especially when the volatility of the individual components is practically the same or very little different.

Det er funnet at man kan få den fordel at der må anvendes en sterkt redusert mengde sterkt selektivt oppløsningsmiddel, hvis der ved en fremgangsmåte til ekstraksjonsdestillasjon arbeides med to væskefaser i de øverste brett av destillasjonskolonnen og kolonnen arbeider under hovedsakelig optimale tilbakeløpsforhold. Videre er det funnet at det er mulig å øke separasjonseffektiviteten ved å arbeide med to væskefaser. Man har hittil ikke vært klar over de fordeler som kan oppnås ved å arbeide med et sterkt selektivt oppløsningsmiddel under betingelser med to væskefaser og egnede tilbakeløpsforhold, fortrinnsvis optimalt tilbakeløp. It has been found that one can get the advantage that a greatly reduced amount of highly selective solvent must be used, if, in a method for extractive distillation, two liquid phases are used in the uppermost trays of the distillation column and the column works under essentially optimal reflux conditions. Furthermore, it has been found that it is possible to increase the separation efficiency by working with two liquid phases. Until now, one has not been aware of the advantages that can be achieved by working with a highly selective solvent under conditions with two liquid phases and suitable reflux conditions, preferably optimal reflux.

Nærmere bestemt er det oppdaget at man ved å arbeide som angitt i kravet effektivt og økonomisk kan oppnå virksom separering som langt oppveier eventuelle ulemper ved at der samtidig foreligger to væskefaser under de nevnte betingelser. Tilbakeløps-forholdet for toppstrømmen kan velges slik det er ønskelig for effektiv separering så lenge der vedlikeholdes to væskefaser. Fortrinnsvis vil tilbakeløpsforholdet holdes nær det optimale. More specifically, it has been discovered that by working as stated in the claim, effective separation can be achieved efficiently and economically, which far outweighs any disadvantages caused by the simultaneous presence of two liquid phases under the aforementioned conditions. The reflux ratio for the top flow can be chosen as desired for efficient separation as long as two liquid phases are maintained. Preferably, the reflux ratio will be kept close to the optimum.

Mens der tidligere har vært utviklet fremgangsmåter til å unngå to væskefaser, f.eks. ved anvendelse av et sterkt selektivt opp-løsningsmiddel og ved ikke å anvende tilbakeløp til ekstraksjons-destillas jonskolonnen, slik som i US-PS 3 338 824, er det ifølge oppfinnelsen funnet at kombinasjonen av to væskefaser med riktig tilbakeløpsforhold gir en effektiv separeringsmetode som øker den generelle driftseffektivitet. While methods have previously been developed to avoid two liquid phases, e.g. by using a highly selective solvent and by not using reflux to the extraction-distillation ion column, as in US-PS 3 338 824, according to the invention it has been found that the combination of two liquid phases with the correct reflux ratio provides an effective separation method that increases the general operating efficiency.

Fig. 1 viser anvendelsen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved separering av komponenter fra en katalytisk krakket bensin som Fig. 1 shows the application of the method according to the invention when separating components from a catalytically cracked petrol which

er beskrevet i eksempel I. is described in Example I.

Fig. 2 illustrerer grafisk data oppnådd i eksempel I ved separering av alkaner, alkener, naftener og aromatiske forbindelser, idet alkanene og naftenene er slått sammen under betegnelsen mettede forbindelser. Fig. 3 viser grafisk økningen i "Research"-oktantallet (RON) og "Motor"-oktantallet (MON) som oppnås som følge av den høye konsentrasjon av aromatiske forbindelser som kan oppnås når sepa-rasjonsprosessen utføres på et Cg-Cg-reformat. Fig. 2 graphically illustrates data obtained in example I by separating alkanes, alkenes, naphthenes and aromatic compounds, the alkanes and naphthenes being combined under the term saturated compounds. Fig. 3 graphically shows the increase in "Research" octane number (RON) and "Motor" octane number (MON) obtained as a result of the high concentration of aromatic compounds that can be obtained when the separation process is carried out on a Cg-Cg reformate .

Fig. 4 gjengir data fra eksempel II og viser fordelene ved Fig. 4 reproduces data from example II and shows the advantages of

et optimalt tilbakeløpsforhold. an optimal return ratio.

Fig. 5 gjengir data fra eksemplene IV og V for å vise økningen i separasjonseffektiviteten etterhvert som tilbakeløpsforholdet økes til et maksimalt eller optimalt forhold. Fig. 5 reproduces data from Examples IV and V to show the increase in separation efficiency as the reflux ratio is increased to a maximum or optimum ratio.

Ved en ekstraksjonsdestillasjonsprosess blir et middel med lav flyktighet tilsatt blandingen av organiske bestanddeler som skal separeres, hvorved den relative flyktighet av de opprinnelige bestanddeler endres tilstrekkelig til at flyktighetene blir tilstrekkelig forskjellige til at en separering ved destillasjon blir mulig. En slik prosess er f.eks. beskrevet i Perry's Chemical Engineering Handbook, 3rd Edition, McGraw Hill Company, 1950, side 634-651. In an extractive distillation process, a low-volatility agent is added to the mixture of organic constituents to be separated, thereby changing the relative volatility of the original constituents sufficiently to make the volatilities sufficiently different for a separation by distillation to be possible. Such a process is e.g. described in Perry's Chemical Engineering Handbook, 3rd Edition, McGraw Hill Company, 1950, pages 634-651.

Det middel med lav flyktighet som skal tilsettes, betegnes vanligvis som et "selektivt oppløsningsmiddel" og velges vanligvis for oppnåelse av størst mulig "selektivitet" av middelet i blandingen av bestanddeler som skal separeres. Med selektivitet menes i denne forbindelse endringer i flyktigheten av de bestanddeler av matningsmaterialet som oppnås ved nærværet av middelet. Jo høyere selektivitet, desto større resulterende forskjell i flyktigheter og følgelig desto enklere separering uttrykt i destillasjonsbrett. Jo dårligere bestanddelene i matningsmaterialet er oppløselige i separasjonsmiddelet, desto høyere er middelets selektivitet. Når oppløseligheten av bestanddelene i matningsmaterialet er meget lav og selektiviteten således meget høy, har det imidlertid vært nødvendig å drive ekstraksjonsdestillasjonskolonnen med en used-vanlig stor mengde av et selektivt oppløsningsmiddel for å gi tilstrekkelig oppløsning av en eller flere bestanddeler i den innmatede blanding. Ekstremt store mengder oppløsningsmiddel er ueffektive og uønskede fra et økonomisk synspunkt. The low volatility agent to be added is usually referred to as a "selective solvent" and is usually chosen to achieve the greatest possible "selectivity" of the agent in the mixture of components to be separated. In this context, selectivity means changes in the volatility of the constituents of the feed material that are achieved by the presence of the agent. The higher the selectivity, the greater the resulting difference in volatilities and consequently the easier the separation expressed in distillation trays. The less soluble the constituents in the feed material are in the separation agent, the higher the selectivity of the agent. When the solubility of the constituents in the feed material is very low and the selectivity thus very high, it has, however, been necessary to operate the extraction distillation column with an unusually large amount of a selective solvent in order to provide sufficient dissolution of one or more constituents in the feed mixture. Extremely large amounts of solvent are inefficient and undesirable from an economic point of view.

Drift med to væskefaser har vært foreslått rent generelt i f.eks. US-PS 2 257 283 og 2 501 114. Drift med mindre av et sterkt selektivt oppløsningsmiddel fører til drift med to ikke-blandbare væskefaser, hvorav den ene væskefase i kolonnen er rik på oppløsningsmiddel, mens den annen væskefase er relativt rik på bestanddelene i matningsmaterialet. Operation with two liquid phases has been proposed purely generally in e.g. US-PS 2,257,283 and 2,501,114. Operation without a highly selective solvent leads to operation with two immiscible liquid phases, of which one liquid phase in the column is rich in solvent, while the other liquid phase is relatively rich in the constituents of the feed material.

Bortsett fra disse generelle antydninger har imidlertid alle spesifikke forskrifter i teknikkens stand gått ut på at en ekstraksjonsdestillasjonsprosess og -kolonne ikke bør drives med to væskefaser. Perry's Handbook, som er nevnt ovenfor, angir spesielt på side 644 at det selektive oppløsningsmiddel og driftsbetingelsene for ekstraksjonsdestillasjonen bør velges slik at der unngås dannelse av to væskefaser (oppløsningsmiddel og bestanddeler) i ekstraksjonsdestillasjonskolonnen. Det er der angitt at hvis der føres inn et oppløsningsmiddel som er for selektivt, slik at der fås ikke-blandbarhet, vil væskene i kolonnen bestå av en fase som er rik på matningsmateriale, og en fase som er rik på oppløs-ningsmiddel, slik at konsentrasjonen av oppløsningsmiddel i den fase som er rik på matningsmateriale, vanligvis vil være utilstrekkelig til å øke flyktigheten av komponentene i ønsket grad for å tillate separering. I US-PS 3 338 824 er det angitt at der fås en dårlig separasjonseffektivitet hvis der dannes to væskefaser ved anvendelse av selektive separeringsmidler. Apart from these general hints, however, all specific regulations in the state of the art have stated that an extractive distillation process and column should not be operated with two liquid phases. Perry's Handbook, mentioned above, specifically states on page 644 that the selective solvent and operating conditions for the extractive distillation should be chosen so as to avoid the formation of two liquid phases (solvent and constituents) in the extractive distillation column. It is stated there that if a solvent is introduced that is too selective, so that immiscibility is obtained, the liquids in the column will consist of a phase that is rich in feed material, and a phase that is rich in solvent, such that that the concentration of solvent in the feed-rich phase will usually be insufficient to increase the volatility of the components to the desired degree to permit separation. In US-PS 3 338 824 it is stated that a poor separation efficiency is obtained if two liquid phases are formed when selective separating agents are used.

Den økte effektivitet i ekstraksjonsdestillasjonsprosessen ifølge den foreliggende oppfinnelse gjør det imidlertid mulig å redusere driftskostnadene ved separering av matningsmaterialer som for tiden separeres ved mindre effektive destillasjonsprosesser, The increased efficiency in the extraction distillation process according to the present invention, however, makes it possible to reduce operating costs when separating feed materials that are currently separated by less efficient distillation processes,

og tillater også utførelse av nye separasjoner som hittil ikke har vært mulige ved ekstraksjonsdestillasjon. and also allows the performance of new separations that have not been possible until now with extractive distillation.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen går ut på en fremgangsmåte til ekstraksjonsdestillasjon av en blanding av blandbare organiske bestanddeler, hvorav minst to har flyktigheter som ligger meget nær hinannen, og fremgangsmåten omfatter å bringe blandingen i berøring med et sterkt selektivt oppløsningsmiddel for derved å øke forskjellen i flyktighet mellom bestanddelene, deretter ekstraksjonsdestillere blandingen i nærvær av det selektive oppløsningsmiddel for å danne en toppstrøm omfattende de mest flyktige av forbindelsene og en bunnstrøm omfattende de minst flyktige av forbindelsene og det selektive oppløsningsmiddel, separere det selektive oppløsningsmiddel fra bunnstrømmen og resirkulere det fraskilte oppløsningsmiddel til berøringstrinnet for anvendelse som selektivt oppløsningsmiddel og tilbakeløps-kjøle i det minste en del av toppstrømmen . Tilbakeløpsforholdet og forholdet mellom oppløsningsmiddelet og blandingen innstilles som angitt i kravet for å vedlikeholde to ikke-blandbare væskefaser. The method according to the invention consists of a method for extractive distillation of a mixture of miscible organic components, at least two of which have volatilities that are very close to each other, and the method comprises bringing the mixture into contact with a highly selective solvent in order to thereby increase the difference in volatility between the components, then extractively distilling the mixture in the presence of the selective solvent to form an overhead stream comprising the most volatile of the compounds and a bottoms stream comprising the least volatile of the compounds and the selective solvent, separating the selective solvent from the bottoms stream and recycling the separated solvent to the contact stage for application as a selective solvent and reflux cooling at least part of the overhead stream. The reflux ratio and the ratio of the solvent to the mixture are set as specified in the claim to maintain two immiscible liquid phases.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan videre beskrives som en fremgangsmåte til separering av en matningsstrøm inneholdende to eller flere bestanddeler med hovedsakelig samme flyktighet, omfattende å bringe blandingen i berøring med et tynt, selektivt oppløsningsmiddel under ekstraksjonsdestillasjonsbetingelser for vesentlig å endre bestanddelenes flyktighet, danne en toppstrøm av de mest flyktige forbindelser og en bunnstrøm omfattende opp-løsningsmiddelet og mindre flyktige bestanddeler, trekke toppstrøm-damper ut fra de ekstraksjonsdestillasjonsorganer som inneholder de mest flyktige av bestanddelene, kondensere og føre tilbake i det minste en del av den nevnte toppstrøm som et tilbakeløp til ekstraksjonsdestillasjonsorganene i tilstrekkelig mengde til i det minste i en del av destillasjonsorganene av ekstraksjonsdestil-las jonsorganene å danne to ikke-blandbare væskefaser omfattende en oppløsningsmiddelrik fase og en fase som er rik på de mer flyktige bestanddeler, separere bunnstrømmen i strømmer som omfatter det tynne,selektive oppløsningsmiddel og de mindre flyktige bestanddeler, føre det tynne, selektive oppløsningsmiddel tilbake til berøringstrinnet og føre i det minste en del av de mindre flyktige bestanddeler tilbake til ekstraksjonsdestillasjonsorganene som vaskedamp. The process according to the invention can further be described as a process for separating a feed stream containing two or more components of substantially the same volatility, comprising bringing the mixture into contact with a thin, selective solvent under extractive distillation conditions to substantially change the volatility of the components, forming a peak stream of the most volatile compounds and a bottoms stream comprising the solvent and less volatile constituents, extract overhead vapors from the extractive distillation means containing the most volatile of the constituents, condense and return at least a part of said overhead stream as a reflux to the extractive distillation means in sufficient amount to form, at least in a part of the distillation means of the extraction distillation means, two immiscible liquid phases comprising a solvent-rich phase and a phase rich in the more volatile constituents, separating the bottom evaporating in streams comprising the thin selective solvent and the less volatile constituents, return the thin selective solvent to the contact stage and return at least a portion of the less volatile constituents to the extractive distillation means as wash steam.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter også en måte til vesentlig å øke effektiviteten av en ekstraksjonsdestillasjonsprosess for å ekstrahere i det minste én organisk bestanddel fra en blanding av organiske bestanddeler, hvor flyktigheten av i det minste to av bestanddelene ligger tilstrekkelig nær hinannen til å hindre effektiv separering ved fraksjonert destillasjon. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir et selektivt oppløsnings-middel tilsatt blandingen for å skape en betydelig forskjell i flyktigheten av bestanddelene for således å tillate separering av bestanddelene ved ekstraksjonsdestillasjon, samtidig som ekstraksjonsdestillasjonsprosessen utføres under betingelser og mengdeforhold mellom oppløsningsmiddel og matningsmateriale samt toppstrømtilbakeløpsforhold som i ekstraksjonsdestillasjonen vil vedlikeholde to ikke-blandbare væskefaser omfattende en opp-løsningsmiddelrik fase og tilbakeløpet. The method according to the invention also includes a way to significantly increase the efficiency of an extraction distillation process to extract at least one organic component from a mixture of organic components, where the volatility of at least two of the components is sufficiently close to each other to prevent effective separation by fractional distillation. In the method according to the invention, a selective solvent is added to the mixture to create a significant difference in the volatility of the constituents in order to allow separation of the constituents by extractive distillation, while the extractive distillation process is carried out under conditions and quantity ratios between solvent and feed material as well as top flow reflux conditions which in the extractive distillation will maintaining two immiscible liquid phases comprising a solvent-rich phase and the reflux.

Eksempler på systemer hvor driftskostnadene for separering av matningsmaterialene kan reduseres, omfatter separering av butadien fra butener og butaner, separering av isopren fra amylener og pentaner, separering av benzen, toluen og xylener fra et reformatmatningsmateriale som også inneholder naftener og alkaner, Examples of systems where the operating costs for separating the feed materials can be reduced include the separation of butadiene from butenes and butanes, the separation of isoprene from amylenes and pentanes, the separation of benzene, toluene and xylenes from a reformate feed material that also contains naphthenes and alkanes,

og separering av naftener som f.eks. cykloheksan fra alkaner som har nærliggende kokepunkter, f.eks. heksaner. and separation of naphthenes such as e.g. cyclohexane from alkanes that have close boiling points, e.g. hexanes.

Reduserte driftskostnader kan oppnås ved slike separasjoner, idet mindre oppløsningsmiddel resirkuleres og/eller færre brett er nødvendige sammenlignet med tidligere fremgangsmåter hvor to væskefaser uttrykkelig skulle unngås ved anvendelse av økte mengder av sterkt selektivt oppløsningsmiddel eller ved anvendelse av en mindre mengde av et mindre selektivt oppløsningsmiddel eller ved unngåelse av tilbakeløp i kolonnen. Reduced operating costs can be achieved by such separations, as less solvent is recycled and/or fewer trays are required compared to previous processes where two liquid phases were expressly avoided by using increased amounts of highly selective solvent or by using a smaller amount of a less selective solvent or by avoiding reflux in the column.

Eksempler på de nye separasjoner som kan utføres i henhold Examples of the new separations that can be carried out accordingly

til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, omfatter separering av C^-Cg-aromater fra en pyrolysebensin-strøm oppnådd ved katalytisk to the method according to the invention, comprises separating C^-Cg aromatics from a pyrolysis gasoline stream obtained by catalytic

eller termisk krakking av solarolje eller lignende matningsmaterialer. En slik matningsstrøm inneholder C^-Cn-alkener, og tidligere har or thermal cracking of solar oil or similar feed materials. Such a feed stream contains C^-Cn alkenes, and previously has

det vært ansett umulig å separere aromatene med tilstrekkelig høy renhet fra alkenene til at dette er umaken verd. De fremgangs- it has been considered impossible to separate the aromatics with sufficiently high purity from the alkenes for this to be worthwhile. The progress

måter som for tiden anvendes, har således utgjort en sløsing med alkenene, idet fremgangsmåten har gått ut på selektivt å hydro-genere matningsmaterialet for å omdanne alkenene til alkaner, som deretter lett kunne separeres fra aromatene. ways that are currently used have thus constituted a waste of the alkenes, as the method has consisted of selectively hydrogenating the feed material to convert the alkenes into alkanes, which could then be easily separated from the aromatics.

Den nye fremgangsmåte til ekstraksjonsdestillasjon er inn-lemmet i et program til separering av pyrolysebensin i forskjellige bestanddeler. Nærmere bestemt blir pyrolysebensin underkastet fraksjonert destillasjon, og midtfraksjonen, som inneholder C^-C^Q-hydrokarboner, separeres ved ekstraksjonsdestillasjon til et raffinat som inneholder alkaner, naftener og alkener av C^-C1Q og en ekstrakt av aromater og nC^+ alkaner. Den sistnevnte strøm fraksjoneres for gjenvinning av benzen, toluen, xylener og en strøm som inneholder aromater samt nCg+ alkaner. Den sistnevnte strøm ekstraksjonsdestilleres for å separere nCg+ alkanene fra Cg+ aromatene. Hvis det ønskes, kan denne annen ekstraksjonsdestillasjon utføres på "strømmen mellom f raks jonereren for toluenet og fraksjonereren for xylenene. Dette program er belyst nærmere av de etterfølgende eksempler. The new method for extractive distillation is incorporated into a program for separating pyrolysis petrol into different components. More specifically, pyrolysis gasoline is subjected to fractional distillation and the middle fraction, containing C^-C^Q hydrocarbons, is separated by extractive distillation into a raffinate containing alkanes, naphthenes and alkenes of C^-C1Q and an extract of aromatics and nC^+ alkanes . The latter stream is fractionated to recover benzene, toluene, xylenes and a stream containing aromatics and nCg+ alkanes. The latter stream is extractively distilled to separate the nCg+ alkanes from the Cg+ aromatics. If desired, this second extractive distillation can be carried out on the stream between the fractionator for the toluene and the fractionator for the xylenes. This program is illustrated in more detail by the following examples.

Den foreliggende oppfinnelse kan anvendes til separering av The present invention can be used for the separation of

en strøm av aromater med høy renhet, fra toluen til C^-aromater, a stream of high purity aromatics, from toluene to C^ aromatics,

fra en krakket bensinfraksjon som inneholder slike aromater, uten from a cracked gasoline fraction containing such aromatics, without

at det er nødvendig med et innledende hydrogeneringstrinn for å eliminere alkenene. that an initial hydrogenation step is required to eliminate the alkenes.

En annen anvendelse av den foreliggende oppfinnelse går ut Another application of the present invention proceeds

på behandling av en katalytisk krakket bensinfraksjon ved hjelp av ekstraksjonsdestillasjonsprosessen med to væskefaser i henhold til oppfinnelsen for å fjerne mesteparten av de svovelholdige forbindelser. Bensin som anvendes i forbrenningsmotorer, inneholder svovelforbindelser. Oksydasjonskatalysatorer som anvendes til regulering av utslippene, fører til dannelse av svoveloksyder som f.eks. SOg og (i nærvær av fuktighet) I^SO^, som er skadelige. Svovelinnholdet av motorbrensler må reduseres til meget lave on the treatment of a catalytically cracked gasoline fraction by means of the two liquid phase extraction distillation process according to the invention to remove most of the sulfur-containing compounds. Gasoline used in internal combustion engines contains sulfur compounds. Oxidation catalysts used to regulate emissions lead to the formation of sulfur oxides such as SOg and (in the presence of moisture) I^SO^, which are harmful. The sulfur content of motor fuels must be reduced to very low levels

nivåer, f.eks. 30-1000 ppm, som eventuelt kan bli redusert ytterligere i fremtiden. Mesteparten av det svovel som er tilstede i motorbrensler, stammer fra katalytisk krakkede bensinfraksjoner. levels, e.g. 30-1000 ppm, which may possibly be reduced further in the future. Most of the sulfur present in motor fuels originates from catalytically cracked petrol fractions.

Den i dag vanligvis anvendte teknikk er en hydrobehandling for å The technique usually used today is a hydro treatment to

fjerne svovelholdige forbindelser til et akseptabelt nivå. Beklageligvis er resultatet en hydrogenering av alkeninnholdet til et innhold av alkaner med lavt oktantall, hvorved oktantallet for hele bensinfraksjonen reduseres og reformering blir nødvendig for å øke oktantallet til tilfredsstillende nivåer. Mange av de tilstedeværende alkener er i prosessen blitt omdannet til C^-C^-alkaner som ikke kan reformeres tilfredsstillende. Istedenfor denne vanlige teknikk kan den foreliggende oppfinnelse anvendes for utførelse av en ekstraksjonsdestillasjon med to væskefaser for å fjerne mesteparten av svovelforbindelsene med aromatene og deretter selektivt hydrobehandle den resulterende strøm. Derved blir alkenene tilbake i den mettede raffinatstrøm, slik at om- remove sulfur-containing compounds to an acceptable level. Unfortunately, the result is a hydrogenation of the alkene content to a content of low octane alkanes, whereby the octane number of the entire gasoline fraction is reduced and reforming becomes necessary to increase the octane number to satisfactory levels. Many of the alkenes present have in the process been converted into C^-C^-alkanes which cannot be reformed satisfactorily. Instead of this common technique, the present invention can be used to perform an extractive distillation with two liquid phases to remove most of the sulfur compounds with the aromatics and then selectively hydrotreat the resulting stream. Thereby, the alkenes are returned to the saturated raffinate stream, so that

fanget av en eventuell nødvendig hydrobehandling av alkenene reduseres, samtidig som det ellers nødvendige hydrogenbehov reduseres i sterk grad. captured by any necessary hydrotreatment of the alkenes is reduced, while the otherwise necessary hydrogen requirement is greatly reduced.

Oppløsningsmidler som er istand til selektivt å oppløse og ekstrahere aromatiske hydrokarboner fra en blanding av aromatiske og ikke-aromatiske hydrokarboner, er kjent. Foretrukne typer av selektive oppløsningsmidler er de forbindelser som vanligvis er kjent som sulfolantypen. Sulfolan-oppløsningsmidlene har en femleddet ring som inneholder et svovelatom og fire karbonatomer med to oksygenatomer bundet til svovelatomet i ringen. Generelt har sulfolan-oppløsningsmidlene følgende strukturformel: Solvents capable of selectively dissolving and extracting aromatic hydrocarbons from a mixture of aromatic and non-aromatic hydrocarbons are known. Preferred types of selective solvents are those compounds commonly known as the sulfolane type. The sulfolane solvents have a five-membered ring containing one sulfur atom and four carbon atoms with two oxygen atoms bonded to the sulfur atom in the ring. In general, the sulfolane solvents have the following structural formula:

hvor R^, R2, R3 og R^ hver for seg er valgt fra den gruppe som består av hydrogenatomer, alkylgrupper med 1-10 karbonatomer, alkoksyradikaler med 1-8 karbonatomer og arylalkylradikaler med 1-12 karbonatomer. where R^, R2, R3 and R^ are each selected from the group consisting of hydrogen atoms, alkyl groups with 1-10 carbon atoms, alkoxy radicals with 1-8 carbon atoms and arylalkyl radicals with 1-12 carbon atoms.

Andre oppløsningsmidler som er analoge med oppløsnings-midlene av sulfolantypen, og som kan anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er sulfolener, f.eks. 2-sulfolen eller 3-sulfolener med følgende henholdsvise strukturformler: Other solvents which are analogous to the solvents of the sulfolane type, and which can be used in the method according to the invention, are sulfolenes, e.g. 2-sulfolene or 3-sulfolenes with the following respective structural formulas:

Andre typiske oppløsningsmidler som har en høy selektivitet for separering av aromater fra ikke-aromatiske hydrokarboner,og som kan anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er 2-metylsulfolan, 2,4-dimetylsulfolan, metyl-2-sulfonyleter, n-aryl-3-sulfonylamin, 2-sulfonylacetat, dietylenglykol, forskjellige polypropenglykoler, dimetylsulfoksyd og N-metylpyrrolidon. Other typical solvents which have a high selectivity for separating aromatics from non-aromatic hydrocarbons, and which can be used in the method according to the invention, are 2-methylsulfolane, 2,4-dimethylsulfolane, methyl-2-sulfonyl ether, n-aryl-3- sulfonylamine, 2-sulfonyl acetate, diethylene glycol, various polypropylene glycols, dimethyl sulfoxide and N-methylpyrrolidone.

I et spesielt foretrukket oppløsningskjemikalium i henhold til formel 1 utgjør R^, R^ t R^ og R^ et hydrogenatom. Struktur-formelen av dette sulfolan er In a particularly preferred dissolving chemical according to formula 1, R 1 , R 1 , R 1 , and R 1 constitute a hydrogen atom. The structural formula of this sulfolane is

Da disse selektive oppløsningsmidler er vel kjent for As these selective solvents are well known for

fagfolk, og spesielt da oppløsningsmidler av sulfolantypen er handelsvarer som har vidstrakt anvendelse ved oppløsningsekstrak-sjon, skulle det ikke være nødvendig å gå nærmere i detalj med hensyn til oppløsningsmidlene. professionals, and especially since solvents of the sulfolane type are commercial goods that have wide application in solution extraction, it should not be necessary to go into more detail with regard to the solvents.

Den aromatiske selektivitet av aromatisk selektive opp- . løsningsmidler som f.eks. sulfolan kan vanligvis økes ved tilsetning av vann til oppløsningsmiddelet. Det oppløsningsmiddel som fortrinnsvis anvendes ve'd utførelse av den foreliggende oppfinnelse, innholder små mengder vann for å øke selektiviteten av den samlede oppløsningsfase (overall solvent phase) for de aromatiske hydrokarboner uten i vesentlig grad å redusere oppløseligheten av oppløsningsmiddelet i aromatene. Tilstedeværelsen av vann i opp-løsningsmiddelsammensetningen skaffer videre et forholdsvis flyktig materiale som kan destilleres fra oppløsningsmiddelet for å for-dampe de siste spor av ikke-aromatiske hydrokarboner fra oppløs-ningsmiddelstrømmen ved dampdestillasjon. En foretrukket oppløs-ningssammensetning som kan anvendes ved fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse innholder således ca. 0,1-20 vektprosent vann og nærmere bestemt 0,5-1 vektprosent vann, avhengig av det spesielle oppløsningsmiddel som anvendes og de prosessbetingelser som foreligger i oppløsningsekstraksjonssonen og ekstraksjonsdes-tillas jonssonen. The aromatic selectivity of aromatically selective up- . solvents such as e.g. sulfolane can usually be increased by adding water to the solvent. The solvent which is preferably used in carrying out the present invention contains small amounts of water to increase the selectivity of the overall solvent phase for the aromatic hydrocarbons without significantly reducing the solubility of the solvent in the aromatics. The presence of water in the solvent composition further provides a relatively volatile material which can be distilled from the solvent to evaporate the last traces of non-aromatic hydrocarbons from the solvent stream by steam distillation. A preferred solution composition that can be used in the method according to the present invention thus contains approx. 0.1-20% by weight of water and more specifically 0.5-1% by weight of water, depending on the particular solvent used and the process conditions that exist in the solution extraction zone and the extraction distillate ion zone.

Enten vann tilsettes eller ikke kan sulfolanoppløsningsmiddelet anvendes i blanding med andre oppløsningsmidler som f.eks. dietylenglykol og andre glykoler, glykoletere som f.eks. etylenglykol-monometyleter og dietylenglykolmonometyleter, alkoholer som f.eks. metanol og ketoner som f.eks. aceton. Whether water is added or not, the sulfolane solvent can be used in a mixture with other solvents such as e.g. diethylene glycol and other glycols, glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and diethylene glycol monomethyl ether, alcohols such as e.g. methanol and ketones such as e.g. acetone.

Eksempel I Example I

For å vise den økte separasjonsvirkning av ekstraksjons-destillas jon med to væskefaser ble en komplett (full range) katalytisk krakket bensin fraksjonert for fremstilling av en midtfraksjon som inneholdt C^-C-^-hydrokarbonene. Analyser av den innmatede bensin og midtfraksjonen var som følger: To demonstrate the enhanced separation performance of two liquid phase extractive distillation, a complete (full range) catalytically cracked gasoline was fractionated to produce a middle fraction containing the C₁-C₂₂ hydrocarbons. Analyzes of the fed gasoline and mid-fraction were as follows:

Aromatinnholdet i midtfraksjonen ble funnet å være hovedsakelig fullstendig C7-C10-aromater. The aromatics content of the middle fraction was found to be mainly fully C7-C10 aromatics.

Midtfraksjonen ble separert i et aromatrikt ekstraktprodukt (kjeleprodukt eller bunnstrøm) og et aromatfattig raffinatprodukt The middle fraction was separated into an aromatic-rich extract product (boiler product or bottom stream) and an aromatic-poor raffinate product

(toppstrøm) ved ekstraksjonsdestillasjon med tp væskefaser som vist på fig. 1. Destillasjonskolonnene 30 var 46 cm i diameter og inneholdt .24 berøringsbrett av ventiltypen. Hydrokarbonmatnings-materialet 21 ble ført gjennom en varmeveksler 22 til kolonnen 30 (top flow) by extraction distillation with tp liquid phases as shown in fig. 1. The distillation columns 30 were 46 cm in diameter and contained .24 valve type touch trays. The hydrocarbon feed material 21 was passed through a heat exchanger 22 to the column 30

på det tiende brett via en ledning 31. Fortynnet oppløsnings- on the tenth tray via a wire 31. Dilute solution

middel 32 ble tilført toppen av kolonnen 30. Toppdamper 33 ble fjernet og kondensert i en vannkjølt varmeveksler 34, og konden-satet ble ført til en tilbakeløpsakkumulator 35. En del av toppstrømkondensatet ble via en ledning 36 ført tilbake til toppen av kolonnen 30 som tilbakeløp, og mesteparten av den resterende mengde ble fjernet som raffinatprodukt 37. En liten mengde vann fraskilles i bunnen av akkumulatoren 35 og kan tappes ut gjennom en ledning 38, idet vannet er kommet inn i systemet som en del av oppløsningsmiddelet som forklart senere. De øvre atten brett av kolonnen 30, dvs. brettene 7-24, arbeider som ekstraksjonsdestil-las jonsorganer. De nedre seks brett tjener som vaskeorganer for oppløsningsmiddelet, dvs. at ekstraktproduktet vaskes av fra det rike oppløsningsmiddel. Ekstraktproduktet 39 ble fjernet fra kolonnen 30 i damptilstand og ført til en væskeutskillingsbeholder 40 hvor eventuelt medført væske felles ut ved hjelp av et dugg-fjerningselement (ikke vist). Den gjenvunne væske 42 ble ført tilbake til kolonnen 30. Ekstraktdamper 43 ble ført gjennom en kondensator 44, og det flytende kondensat 24 fra denne ble ført til en akkumulator/separator-beholder 45. Medført vann i konden-satet 24 sammen med vann fra akkumulatoren 35 bunnfelles i bunnen av separatoren 45 og kan fjernes gjennom en ledning 46 for tilbake-føring til bunnen av kolonnen 30. Væskeformet ekstraktprodukt fra separatoren 45 føres ut gjennom en ledning 47. medium 32 was supplied to the top of the column 30. Overhead steam 33 was removed and condensed in a water-cooled heat exchanger 34, and the condensate was led to a reflux accumulator 35. Part of the overhead condensate was led via a line 36 back to the top of the column 30 as reflux , and most of the remaining amount was removed as raffinate product 37. A small amount of water is separated at the bottom of the accumulator 35 and can be drained through a line 38, the water having entered the system as part of the solvent as explained later. The upper eighteen trays of column 30, i.e. trays 7-24, work as extraction stills. The lower six trays serve as washing means for the solvent, i.e. the extract product is washed off from the rich solvent. The extract product 39 was removed from the column 30 in a vapor state and taken to a liquid separation container 40 where any entrained liquid is precipitated by means of a dew removal element (not shown). The recovered liquid 42 was led back to the column 30. Extract vapor 43 was led through a condenser 44, and the liquid condensate 24 from this was led to an accumulator/separator container 45. Entrained water in the condensate 24 together with water from the accumulator 35 is pooled at the bottom of the separator 45 and can be removed through a line 46 for return to the bottom of the column 30. Liquid extract product from the separator 45 is led out through a line 47.

I kolonnen 30 fant der sted en koking flere ganger ved at In column 30, boiling took place several times by

noe av bunnstrømmen 25 fra kolonnen ble ført tilbake til kolonnen 30 via en varmeveksler 48 hvor strømmen fordampes, og en ledning 49 for dampen. Resten av bunnstrømmen resirkuleres som tynt oppløs-ningsmiddel til toppen av kolonnen 30 gjennom en ledning 32. Vann som føres inn i bunnen av kolonnen 30 gjennom ledningen 46, føres i stor utstrekning tilbake til kolonnen 30 sammen med oppløsnings-middelet gjennom ledningen 32. Innlemmelse av en liten mengde vann i oppløsningsmiddelet er undertiden ønskelig som et middel til innstilling av oppløsningsmiddelets selektivitet og oppløs-elighet og dermed separasjonseffektiviteten, slik det vil bli forklart senere. some of the bottom flow 25 from the column was returned to the column 30 via a heat exchanger 48 where the flow is evaporated, and a line 49 for the steam. The rest of the bottom stream is recycled as thin solvent to the top of the column 30 through a conduit 32. Water fed into the bottom of the column 30 through conduit 46 is largely returned to the column 30 together with the solvent through conduit 32. Incorporation of a small amount of water in the solvent is sometimes desirable as a means of adjusting the selectivity and solubility of the solvent and thus the separation efficiency, as will be explained later.

Kolonnene 30 ble drevet ved et trykk på 1 atm ved separering av et.matningsmateriale i henhold til tabell I under anvendelse av sulfolan som selektivt oppløsningsmiddel, idet oppløsningsmiddelet videre inneholdt ca. 2,3 vektprosent vann. Driftsbetingelsene for søylen er gjengitt i tabell II. The columns 30 were operated at a pressure of 1 atm by separating a feed material according to Table I using sulfolane as selective solvent, the solvent further containing approx. 2.3% water by weight. The operating conditions for the column are reproduced in table II.

Analyser av matningsmaterialet, raffinatet og ekstrakt-produktene for de tre forsøk i tabell II er gitt i tabell III. Analyzes of the feed material, raffinate and extract products for the three trials in Table II are given in Table III.

Resultatene i tabell III viser at alkeninnholdet i matningsmaterialet i forsøk nr. I ble redusert fra 30,7 volumprosent til 6,7 volumprosent i ekstraktproduktet, mens aromatinnholdet ble økt fra 35,4 volumprosent til 88,2 volumprosent. Dette er en bemer-kelsesverdig separasjon når det tas i betraktning at bare fire ekstraksjonsdestillasjonsbrett ble anvendt under tilførselspunktet for matningsmaterialet, nærmere bestemt brettene 6-10, ved separering av aromatene fra alkenene. The results in Table III show that the alkene content in the feed material in experiment no. I was reduced from 30.7 volume percent to 6.7 volume percent in the extract product, while the aromatic content was increased from 35.4 volume percent to 88.2 volume percent. This is a remarkable separation when it is taken into account that only four extraction distillation trays were used below the feed point, specifically trays 6-10, when separating the aromatics from the alkenes.

Hittil har det vært regnet som umulig å separere alkener fra aromater i et så bredtkokende matningsmateriale som en C^-C^q-fraksjon, idet de høyestkokende C1Q-alkener er tilbøyelige til å ha omtrent den samme flyktighet som det lavestkokende aromat toluen under vanlige ekstraksjonsdestillasjonsbetingelser. Det har tidligere vært nødvendig å forsøke å unngå dette problem ved separering av de høytkokende alkener fra de lavtkokende aromater ved hydrogenering av matningsmaterialet for således å omdanne alkenene til alkaner med medfølgende tap av de potensielt verdi-fulle alkener. Hitherto it has been considered impossible to separate alkenes from aromatics in such a wide-boiling feed material as a C^-C^q fraction, as the highest-boiling C1Q-alkenes tend to have about the same volatility as the lowest-boiling aromatic toluene under normal conditions extraction distillation conditions. It has previously been necessary to try to avoid this problem by separating the high-boiling alkenes from the low-boiling aromatics by hydrogenating the feed material to thus convert the alkenes into alkanes with the accompanying loss of the potentially valuable alkenes.

Den evne som sulfolan har til å bevirke separering mellom alkener og alkaner, er videre drastisk illustrert på fig. 2, hvor dataene fra tabellene II og III er inntegnet, og som viser gjenvinning og konsentrasjon i ekstrakten av en bestemt bestanddel i vektprosent som funksjon av utbyttet av matningsmaterialet som ekstrakt i vektprosent. Alkaner og naftener er i fig. II summert som mettede forbindelser. Forskjellene i konsentrasjon mellom aromatene og alkenene er nesten så stor som mellom aromatene og de mettede forbindelser. The ability of sulfolane to cause separation between alkenes and alkanes is further drastically illustrated in fig. 2, where the data from tables II and III are entered, and which shows recovery and concentration in the extract of a specific component in weight percent as a function of the yield of the feed material as extract in weight percent. Alkanes and naphthenes are in fig. II summed as saturated compounds. The differences in concentration between the aromatics and the alkenes are almost as great as between the aromatics and the saturated compounds.

Ved anvendelse av den økte separasjonsvirkning av ekstraksjonsdestillasjonsprosessen med to væskefaser er det således blitt mulig å separere alkener fra aromater i de tilfeller hvor bégge inneholdes i en strøm med et bredt kokeområde. By using the increased separation effect of the extraction distillation process with two liquid phases, it has thus become possible to separate alkenes from aromatics in cases where both are contained in a stream with a wide boiling range.

Under henvisning til fig. 1 og de driftsbetingelser som anvendes i forsøk 1, som oppført i tabell II, vil det ses at strømnings-mengden av oppløsningsmiddelet sulfolan pluss vann gjennom ledningen 32 til toppen av kolonnen 30 var 2640 kg/h. Mengden av tilbakeløp 36 til toppen av kolonnen 30 var 383 kg/h. With reference to fig. 1 and the operating conditions used in experiment 1, as listed in Table II, it will be seen that the flow rate of the solvent sulfolane plus water through line 32 to the top of column 30 was 2640 kg/h. The amount of reflux 36 to the top of the column 30 was 383 kg/h.

I henhold til teknikkens stand ville det ha vært nødvendig å føre tilstrekkelig oppløsningsmiddel til toppen av en ekstraksjons-destillas jonskolonne til effektivt å oppløse alt tilbakeløp. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det imidlertid klart at 2640 kg sulfolan inneholdende 2,3 vektprosent vann ikke fullstendig kan opp-løse 383 kg tilbakeløpshydrokarbon av den sammensetning som er gitt i tabell III for raffinatet i forsøk nr. 1. Følgelig må to væskefaser, én rik på oppløsningsmiddel og en annen rik på hydrokarbon, være blitt ført nedover i kolonnen 30. Eventuelt uønskede virkninger på separasjonseffektiviteten som skyldes nærværet av den annen væskefase slik det hevdes ifølge teknikkens stand, ble mer enn oppveid av den økning i separasjonseffektivitet som ble oppnådd ved anvendelse av et sterkt selektivt oppløsningsmiddel, også ifølge teknikkens stand. Den økning i effektivitet som oppnås ved anvendelse av et sterkt selektivt oppløsningsmiddel, er vist å kunne mer enn overvinne en eventuell reduksjon i effektiviteten som følge av tilstedeværelsen av en annen væskefase. According to the prior art, it would have been necessary to feed sufficient solvent to the top of an extractive distillation ion column to effectively dissolve all reflux. With the method according to the invention, however, it is clear that 2640 kg of sulfolane containing 2.3% by weight of water cannot completely dissolve 383 kg of reflux hydrocarbon of the composition given in Table III for the raffinate in experiment no. 1. Consequently, two liquid phases, one rich in solvent and another rich in hydrocarbon, have been carried down the column 30. Any undesirable effects on the separation efficiency due to the presence of the second liquid phase as claimed in the prior art were more than offset by the increase in separation efficiency achieved by use of a highly selective solvent, also according to the state of the art. The increase in efficiency achieved by the use of a highly selective solvent has been shown to more than overcome any reduction in efficiency resulting from the presence of another liquid phase.

Eksempel II Example II

Ved en annen påvisning av separasjonseffektiviteten av ekstraksjonsdestillasjon med to væskefaser ble en reformatfraksjon inneholdende Cg - Cg-aromater, dvs. fra benzen til xylener, sammen med alkaner og naftener med det samme kokeområde separert i den samme kolonne som anvendt og beskrevet i eksempel I. Sammensetningen av dette matningsmateriale var som følger: In another demonstration of the separation efficiency of two liquid phase extractive distillation, a reformate fraction containing Cg - Cg aromatics, i.e. from benzene to xylenes, together with alkanes and naphthenes of the same boiling range was separated in the same column as used and described in Example I. The composition of this feed material was as follows:

Det ovennevnte matningsmateriale ble separert i den samme kolonne som beskrevet i eksempel I, under anvendelse av sulfolan pluss ca. 2 vektprosent vann som selektivt oppløsningsmiddel, idet der ble anvendt et konstant mengdeforhold på 2,43 mellom oppløsningsmiddel og matningsmateriale, et kolonnetrykk på 1 atmosfære og forskjellige til-bakeløpsf orhold som gjengitt tabellarisk i tabell IV, som gjengir driftsresultatene. En konstant mengde oppløsningsmiddel på 2472 kg/h ble anvendt, mens tilbakeløpsmengden ble variert fra 268 til 535 kg/h for å fastlegge det optimale tilbakeløpsforhold. I alle tilfeller var imidlertid mengden av oppløsningsmiddel utilstrekkelig til å oppløse alt tilbakeløpet, og to væskefaser ble derfor ført nedover i kolonnen. The above feed material was separated in the same column as described in Example I, using sulfolane plus ca. 2 weight percent water as selective solvent, using a constant ratio of 2.43 between solvent and feed material, a column pressure of 1 atmosphere and different reflux conditions as tabulated in Table IV, which reproduces the operating results. A constant amount of solvent of 2472 kg/h was used, while the reflux amount was varied from 268 to 535 kg/h to determine the optimum reflux ratio. In all cases, however, the amount of solvent was insufficient to dissolve all the reflux, and two liquid phases were therefore carried down the column.

Resultater for "Research"-oktantallet og "Motor"-oktantallet er inntegnet på fig. 3, som viser de oppnådde "clear"-oktantall som funksjon av aromatkonsentrasjonen i vektprosent, tatt fra de ovennevnte resultater. Results for the "Research" octane number and the "Motor" octane number are plotted on fig. 3, which shows the "clear" octane numbers obtained as a function of the aromatic concentration in weight percent, taken from the above results.

Inspeksjon av resultatene viser at der ble oppnådd et ekstraktprodukt med et aromatinnhold på 90,9 - 93,3 vektprosent fra et matningsmateriale som inneholdt bare 35 vektprosent aromater, ved anvendelse av bare fire fraksjoneringsbrett mellom det punkt hvor matningsmaterialet kommer inn i kolonnen, og det punkt hvor ekstraktproduktet tas ut, hvilket var det samme som beskrevet i eksempel I og vist på fig. 1. Inspection of the results shows that an extract product with an aromatics content of 90.9 - 93.3 percent by weight was obtained from a feed material containing only 35 percent by weight aromatics, using only four fractionation trays between the point where the feed material enters the column, and the point where the extract product is taken out, which was the same as described in example I and shown in fig. 1.

At der finnes et optimalt tilbakeløpsforhold for en ekstraksjonsdestillasjonsprosess, er vist ved inntegning av dataene fra tabell IV på fig. 4. Dataene viser at en maksimal renhet og gjenvinning av aromater i ekstraktproduktet ble oppnådd med et tilbake-løpsf orhold på ca. 0,5 - 0,7, fortrinnsvis 0,6. Ved høyere og lavere tilbakeløpsforhold ble både renheten og gjenvinningen redusert. To væskefaser beveget seg nedover i kolonnen ved alle de prøvede og inntegnede tilbakeløpsforhold. Bare ved reduksjon av tilbakeløps-forholdet til en verdi langt under 0,4 ville kolonnen arbeide med bare én væskefase (oppløsningsmiddel), men med en meget lavere gjenvinning og renhet av aromatproduktet. That there is an optimal reflux ratio for an extraction distillation process is shown by plotting the data from table IV on fig. 4. The data show that a maximum purity and recovery of aromatics in the extract product was achieved with a reflux ratio of approx. 0.5 - 0.7, preferably 0.6. At higher and lower reflux ratios, both purity and recovery were reduced. Two liquid phases moved down the column at all reflux conditions tested and recorded. Only by reducing the reflux ratio to a value far below 0.4 would the column work with only one liquid phase (solvent), but with a much lower recovery and purity of the aromatic product.

Eksempel III Example III

For å vise den økte renhet av aromatproduktet som kan oppnås ved anvendelse av flere fraksjoneringsbrett, ble det samme matningsmateriale som beskrevet i eksempel II tilført brett nr. 14 i kolonnen istedenfor brett nr. 10 som i forsøkene i eksempel II, og en serie forsøk ble utført med åtte brett mellom det punkt hvor matningsmaterialet ble ført inn,, og det punkt hvor ekstraktproduktet ble tatt ut, i motsetning til bare fire brett for forsøkene i eksempel II. De oppnådde resultater er gjengitt i tabell V. To demonstrate the increased purity of the aromatic product that can be obtained by using multiple fractionation trays, the same feed material as described in Example II was added to tray No. 14 of the column instead of tray No. 10 as in the experiments of Example II, and a series of experiments was performed with eight trays between the point where the feed material was introduced and the point where the extract product was withdrawn, as opposed to only four trays for the experiments in Example II. The results obtained are reproduced in table V.

Dataene i tabell V viser at et ekstraktprodukt inneholdende så meget som 99,0 vektprosent aromater i forsøk 14 kan oppnås fra et matningsmateriale som inneholdt bare 32,7 vektprosent aromater, ved anvendelse av bare åtte fraksjoneringsbrett mellom tilførselsstedet for matningsmaterialet og avtapningsstedet for ekstraktproduktet, hvis der arbeides med et sterkt selektivt oppløsningsmiddel (sulfolan + vann) under optimale tilbakeløpsbetingelser og med to væskefaser tilstede på toppen av fraksjonereren. Det vil også legges merke til at det optimale tilbakeløpsforhold har variert med endringen i tilførselspunktet for matningsmaterialet og generelt ligger i om-rådet 0,3 -1,1. The data in Table V show that an extract product containing as much as 99.0 weight percent aromatics in Experiment 14 can be obtained from a feed material containing only 32.7 weight percent aromatics, using only eight fractionation trays between the feed feed point and the extract product drawoff point, if working with a highly selective solvent (sulfolane + water) under optimal reflux conditions and with two liquid phases present at the top of the fractionator. It will also be noticed that the optimum reflux ratio has varied with the change in the supply point for the feed material and is generally in the range 0.3 -1.1.

Eksempel IV Example IV

Ved ytterligere forsøk til påvisning av effektiviteten av ekstraksjonsdestillasjon med to væskefaser for separering av di-alkener, en separering som er vanskeligere enn separeringen av aromater fra alkener og alkaner, ble blandinger av butadien og buten-1 separert under anvendelse av blandinger av sulfolan og metyl-diglykol som selektivt oppløsningsmiddel. Ekstraksjonsdestil-las jonskolonnen var 10 cm i diameter, inneholdt 37 brett av siltypen med et åpent område på 29,7% og var forøvrig lik den større kolonne som er vist på fig. 1. Effektiviteten av ekstraksjonsdestillasjonskolonnen i denne prøveserie ble uttrykt ved hjelp av en "separa-sjonsfaktor" som ble beregnet fra sammensetningen av toppstrømmen (OH) og kjelen (KP) som følger: In further attempts to demonstrate the effectiveness of two liquid phase extractive distillation for the separation of di-alkenes, a separation which is more difficult than the separation of aromatics from alkenes and alkanes, mixtures of butadiene and butene-1 were separated using mixtures of sulfolane and methyl -diglycol as selective solvent. The extractive distillation column was 10 cm in diameter, contained 37 trays of the sieve type with an open area of 29.7% and was otherwise similar to the larger column shown in fig. 1. The efficiency of the extractive distillation column in this test series was expressed by means of a "separation factor" which was calculated from the composition of the overhead stream (OH) and the boiler (KP) as follows:

Eksempelvis var sammensetningen av toppstrømmen i et forsøk 70,7 vektprosent buten-1 og 29,3 vektprosent butadien, mens kjele-produktets sammensetning var 19,1 vektprosent buten-1 og 80,9 vektprosent butadien. For example, the composition of the top stream in an experiment was 70.7 weight percent butene-1 and 29.3 weight percent butadiene, while the composition of the boiler product was 19.1 weight percent butene-1 and 80.9 weight percent butadiene.

Separasjonsfaktoren for kolonneeffektiviteten beregnes da som følger: The separation factor for the column efficiency is then calculated as follows:

Separasjonsfaktoren øker"naturligvis med graden av separering i kolonnen og ville nå verdien uendelig ved oppnåelse av rent buten-1 i toppstrømmen og rent butadien som bunnprodukt. The separation factor naturally increases with the degree of separation in the column and would reach the value infinity upon obtaining pure butene-1 in the top stream and pure butadiene as bottom product.

Data oppnådd i de første prøveserier er tabellarisk gjengitt i tabell VI. Data obtained in the first test series are presented tabularly in table VI.

De ovennevnte data er inntegnet på fig. 5, hvor forsøksnummeret er vist ved siden av hvert inntegnet punkt. Hvis man ser bort fra forsøkene 1 og 2, som synes ikke å være på linje med de øvrige for-søk, viser dataene den karakteristiske økning i kolonneseparasjons-ef fektiviteten, uttrykt ved separasjonsfaktoren, ved økning av til-bakeløpsforholdet fra 1,5 til ca. 3, hvor effektiviteten er høyest. Det generelt ønskelige tilbakeløpsforhold med dette matningsmateriale og disse separasjonsbetingelser med hensyn til temperatur, opp-løsningsforhold og lignende synes å være ca. 2,9 - 3,2. Bruk av ytterligere tilbakeløp, f.eks. med et tilbakeløpsforhold på 3,79 som er større enn det optimale forhold, gir en reduksjon i effektiviteten. Det er ikke klart hvorfor forsøkene 1 og 2 viser uventet høye effek-tiviteter. Da alle de andre forsøk viser en reduksjon i effektiviteten etterhvert som tilbakeløpsforholdet nærmer seg null, kan man bare trekke den konklusjon at der er en feil ved resultatene fra forsøkene 1 og 2. Drift av kolonnen med dette system under anvendelse av et tilbakeløpsforhold på over ca. 2 medførte at to væskefaser var tilstede ved toppen av kolonnen, og dataene og fig. 5 viser derfor den høye separasjonseffektivitet som kan oppnås ved drift ved det optimale tilbakeløpsforhold på ca. 3, selv om to væskefaser er tilstede. The above data are plotted on fig. 5, where the trial number is shown next to each recorded point. Disregarding experiments 1 and 2, which do not appear to be in line with the other experiments, the data show the characteristic increase in column separation efficiency, expressed in terms of the separation factor, as the reflux ratio increases from 1.5 to about. 3, where the efficiency is highest. The generally desirable reflux ratio with this feed material and these separation conditions with respect to temperature, dissolution ratio and the like seems to be approx. 2.9 - 3.2. Use of additional reflux, e.g. with a reflux ratio of 3.79 which is greater than the optimum ratio, results in a reduction in efficiency. It is not clear why experiments 1 and 2 show unexpectedly high efficiencies. As all the other experiments show a decrease in efficiency as the reflux ratio approaches zero, one can only conclude that there is an error in the results from experiments 1 and 2. Operation of the column with this system using a reflux ratio of over approx. . 2 meant that two liquid phases were present at the top of the column, and the data and fig. 5 therefore shows the high separation efficiency that can be achieved by operation at the optimum reflux ratio of approx. 3, although two liquid phases are present.

Eksempel V Example V

En annen serie forsøk ble utført med en annen butadienkonsen-trasjon i matningsmaterialet og et annet forhold mellom oppløsnings-middel og matningsmateriale. Data fra disse forsøk er gjengitt i tabell VII. Another series of experiments was carried out with a different butadiene concentration in the feed material and a different ratio between solvent and feed material. Data from these experiments are reproduced in Table VII.

Disse data, som også er inntegnet på fig. 5, viser en maksimal effektivitet ved et tilbakeløpsforhold på ca. 1,2, hvor to væskefaser var tilstede ved toppen av kolonnen. These data, which are also shown in fig. 5, shows a maximum efficiency at a reflux ratio of approx. 1,2, where two liquid phases were present at the top of the column.

Det vil legges merke til at det optimale tilbakeløpsforhold på ca. 1 som fås i eksempel V, avviker betraktelig fra det optimale tilbakeløpsforhold på ca. 3,2 i eksempel IV. Dette skyldes den be-tydelige forskjell i sammensetningen av matningsmaterialet i de to eksempler. For hvert sett av driftsvariable for ekstraksjonsdestil-las jonskolonnen foreligger der et optimalt tilbakeløpsforhold, som imidlertid vil variere når en eller flere av de andre variable endres, f.eks. sammensetningen av matningsmaterialet, mengdeforholdet mellom oppløsningsmiddel og matningsmateriale, arten av oppløsnings-middelet etc. It will be noticed that the optimum return ratio of approx. 1 obtained in example V deviates considerably from the optimal reflux ratio of approx. 3.2 in example IV. This is due to the significant difference in the composition of the feed material in the two examples. For each set of operating variables for the extraction distillation column there is an optimal reflux ratio, which will however vary when one or more of the other variables are changed, e.g. the composition of the feed material, the quantity ratio between solvent and feed material, the nature of the solvent etc.

Eksempel VI Example VI

I enda en prøveserie ble butadien/buten-l-systemet separert ved anvendelse av en blanding av 58 vektprosent sulfolan, 38,5 vektprosent metyl-diglykol og 3,5 vektprosent vann som oppløsningsmiddel. Resultatene er tabellarisk gjengitt i tabell VIII. In yet another test series, the butadiene/butene-1 system was separated using a mixture of 58% by weight sulfolane, 38.5% by weight methyl diglycol and 3.5% by weight water as solvent. The results are presented tabularly in table VIII.

Eksempel VII Example VII

Ytterligere forsøk ble utført som i eksempel VI, men ved et lavere mengdeforhold mellom oppløsningsmiddel og matningsmateriale. De oppnådde resultater er gjengitt i tabell IX. Further experiments were carried out as in Example VI, but at a lower ratio of solvent to feed material. The results obtained are reproduced in table IX.

Også dataene fra tabellene VIII og IX er inntegnet på fig. 5 og viser igjen den topp i separasjonseffektiviteten som kan oppnås ved optimale tilbakeløpsforhold i nærvær av to væskefaser. The data from tables VIII and IX are also shown in fig. 5 and again shows the peak in separation efficiency that can be achieved at optimum reflux conditions in the presence of two liquid phases.

Claims

Process for the extractive distillation of a mixture of intermiscible organic compounds, comprising contacting the mixture with a selective solvent in an extractive distillation column to increase the difference in volatility between the compounds, extractively distilling the mixture in the presence of the selective solvent to form an overhead stream comprising the most volatile of the compounds and a bottom stream comprising the least volatile of the compounds and the selective solvent and condensing at least a portion of the top stream to form a reflux stream which is fed back to the column, characterized in that the reflux ratio and the ratio of selective solvent to the mixture are adjusted to keep two immiscible liquid phases in only the upper part of the column, i.e. above the place where the mixture is fed into it, the two immiscible liquid phases being a phase rich in solvent and a phase rich in <» the most volatile of prob the divisions.