NO141048B - Fremgangsmaate for aa fraskille rene aromatiske forbindelser fra hydrokarbonblandinger som inneholder minst 80% aromater ved ekstraktiv destillasjon og rektifikasjon - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for å fraskille rene aromatiske forbindelser fra hydrokarbonblandinger som inneholder minst 80% aromater ved ekstraktiv destillasjon ved en temperatur fra 50 til 200°C i nærvær av et vandig løsningsmiddel med vanninnhold 0,5 - 25 vektprosent, foretrukket valgt.blant morfolin og aldehyd-,

keton- og alkylderivater derav, spesielt N-formyl-morfolin, 2-formylmorfolin, 3-formyl-morfolin eller morfolinaceton, enten anvendt alene eller i form av blandinger derav, under utskilling av ikke aromatiske hydrokarboner og vann som topp-produkt og rensede aromater og løsningsmiddel såvel som en liten vannmengde som bunnprodukt og etterfølgende rektifikasjon av den aromatholdige blanding under utskilling av aromater og vann som topp-produkt og løsningsmidlet som bunnprodukt som resirkuleres til den ekstraktive destillasjonskolonne idet vann fra rektifikasjonskolonnen som separeres ut som bunnprodukt i faseseparatoren etter kondensering delvis føres som tilbakeløp til toppen av rektifikasjonskolonnen, mens resten av vannet gjennomføres i nedre del av rektifikasjonskolonnen etter fordampning i varmeveksleren på bekostning av varmeinnholdet i løsningsmiddelstrømmen,

og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at ved den ekstraktive destillasjon føres den totale vannmengde og en del av de ikke-aromatiske hydrokarboner som tilbakeløp til toppen av den ekstraktive destillasjonskolonne.

Det er kjent mange metoder til å skille aromatiske hydrokarboner fra blandinger. Disse metoder omfatter generelt en eller flere væske-væske-ekstraksjonstrinn, en ekstraktiv destillasjon av ekstrakten fra væske-væske-ekstraksjonen og en avsluttende rektifikasjon for å fjerne løsningsmidlet. Anvendelse av ekstraktiv destillasjon sammen med væske-væske-ekstraks jon er nødvendig for å skille ut aromatiske forbindelser som har et lite innhold av ikke-aromatiske forbindelser.

Det er nå funnet at det for en tilførselsblanding som inneholder aromatiske hydrokarboner med konsentrasjon på minst 80% vil væske-væske-ekstraksjonstrinnet ikke være nødvendig, slik at en ekstraktiv destillasjon og etterfølgende rektifikasjon av de aromatiske forbindelser fra løsnings-midlet vil være tilstrekkelig til å oppnå et produkt med høy renhet.

Fremgangsmåten gjennomføres på følgende måte: Tilførselsblandingen som inneholder de aromatiske forbindelser i en konsentrasjon på minst lik 80% tilføres på midten av en ekstraktiv destillasjonskolonne som arbeider ved en temperatur fra 50 - 200°C i nærvær av et vandig løsningsmiddel. De ikke-aromatiske hydrokarboner utgjør topp-produkt i kolonnen, mens de aromatiske forbindelser fri for ikke-aromatiske hydrokarboner og løsningsmidlet danner bunnproduktet. Bunnproduktet fra den ekstraktive destillasjon føres deretter til en rektifikasjonskolonne for å skille ut løsningsmidlet, og som topp-produkt oppnås etter en faseseparering for vannutskilling de aromatiske forbindelser med høy renhet.

Løsningsmidlet (vandiq) tilføres noen plater under toppen

i den ekstraktive destillasjonskolonne og i det minste en del av tilbakeløpet er i form av et ytre tilbakeløp, på grunn av at i det nevnte tilfelle vil topp-produktet ikke inneholde

løsningsmiddel og det er således ikke nødvendig med ytterligere behandling annet enn en faseseparering. Det ytre tilbakeløp utgjøres av den totale vannmengde og mindre mengder av de ikke-aromatiske hydrokarboner fra dette topp-produkt. I rektifikasjonskolonnen utgjøres tilbake-løpet av vann som oppnås ved å skille den vannholdige strøm av aromatiske forbindelser i to faser, og videre sendes en del av det samme vannet tilbake til bunnen av rektifikasjonskolonnen, etter fordampning i en varmeveksler på bekostning av varmeinnholdet i det varme løsningsmiddel som forlater rektifikasjonskolonnen, mens en annen del av vannet sendes tilbake til toppen av rektifikasjonskolonnen.

Det løsningsmiddel som kan benyttes ved den foreliggende fremgangsmåte kan være et hvilket som helst kjent løsnings-middel eller blandinger av slike, og det kan spesielt nevnes morfolin, aldehyd, keton- og alkylderivater av morfolin, som for eksempel N-formyl-morfolin, 2-formyl-morfolin, 3-formyl-morfolin, morfolinaceton og andre.

Som nevnt tidligere må løsningsmidlet være vandig og inneholde fra 0,5 - 25 vektprosent vann. Derved er det mulig å oppnå følgende fordeler: 1) De aromatiske forbindelser kan utvinnes fullstendig uavhengig av molekylvekten av forbindelsene. 2) Temperaturen i bunnen av den ekstraktive destillasjonskolonne er såvidt lav at det kan benyttes damp av lavt eller middels trykk som oppvarmningskilde, og toppen av kolonnen er ved atmosfærisk trykk. 3) Varmeforbruket, ved lik utvinning av de aromatiske forbindelser, er lavere enn når løsningsmidlet er fritt for vann. Ved at den varmemengde som skal gjenvinnes er liten vil det være mulig å gjenvinne denne varmemengde med et apparat av mindre størrelse.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet under henvisning til den vedføyde figur.

Tilførselsstrøm 1 tilføres den ekstraktive destillasjonskolonnen 2, de ikke-aromatiske hydrokarboner og vann forlater kolonnen 2 gjennom 3 og kondenseres i 4 og skilles i to faser i 5. Hydrokarbonfasen sendes ut via 6. En del av de ikke-aromatiske hydrokarboner sendes tilbake til kolonnen gjennom 7, mens vannet sammen med mindre mengder ikke-aromatiske hydrokarboner i sin helhet resirkuleres gjennom 8.

De aromatiske forbindelser og løsningsmidlet forlater den ekstraktive destillasjonskolonnen 2 gjennom 9 og etter varmegjenvinning i 10 føres de til rektifikasjonskolonnen 11 for fraskillelse av løsningsmiddel. I rektifikasjonskolonnen oppnås de aromatiske forbindelser og vann som topp-produkt, og etter kondensasjon i 12 og separasjon i to faser i faseseparatoren 13 slippes de rene aromatprodukter ut gjennom 14. Vann fraskilt i bunnen av faseseparatoren 13 resirkuleres delvis i væskefase til rektifikasjonskolonnen gjennom 15 og delvis i dampfase til den samme kolonne gjennom 16.

LøsnincTsmidlet slippes ut fra rektif ikas jonskolonnen 11 gjennom 17 og etter fordampning av vannet i 18 og varmeutveksling i 10 føres det vannholdige løsningsmidlet tilbake til den ekstraktive destillasjonskolonne 2.

Nedenfor følaer to eksempler for å illustrere oppfinnelsen.

E KSEMPEL 1

Det benyttes en kunstig sammensatt tilførselsstrøm bestående av:

benzen 95 vektprosent

n-heptan 5 vektprosent.

I en klokkekolonne hvor platene (45 plater) hadde en

enkel klokke tilføres:

på 20. plate fra bunnen: 1 kg/t tilførselsblanding på 40. plate: N-formyl-morfolin som løsningsmiddel med 6% vann med strømningshastighet 2.50 kg/t, idet temperaturen av løsningsmidlet holdes lik temperaturen på tilførselsplaten (98°C) for derved å unngå et indre tilbakeløp.

Destillatet besto av n-heptan med 2% benzen og ca. 10% vann. Til den 45. plate tilbakeføres 0,050 kg/t hydrokarbon og

0.010 kg/t vann, det vil si alt det vann som oppnås i destillatet. I destillatet var løsningsmidlet ikke analytisk <p>åviselig, og temperaturen i kolonnebunnen var 115°C.

Som bunnprodukt oppnås en blanding av løsningsmiddel og benzen som igjen føres til den andre kolonne med 30 plater, med en enkel klokke av trinntypen. Tilførslen tilføres på den 20. plate fra bunnen. Fra toppen oppnås 0.949 kg/t benzen og 0.1 kg vann som tilbakeføres i sin helhet. Bunn-temperaturen var 14 5°C.

Benzen oppnådd på denne måte inneholdt mindre enn 200 ppm n-heptan og mengden av løsningsmiddel var under den analytisk påviselige verdi. På grunn av den høye temperaturforskjell mellom de to kolonnebunnene er det fordelaktig å utveksle varme mellom tilførslen til og bunnproduktet fra den andre kolonne, for derved å redusere varmeforbruket i den sistnevnte. Det fortynnede løsningsmiddel avkjøles fra 145°C til 120°C

ved varmeutveksling og fra 12Q°C til 98°C under avkjøling med vann.

EKSEMPEL 2

Det benyttes en kunstig fremstilt tilførselsblanding bestående av:

For den første kolonne benyttes de samme mengder som i

eksempel 1 og et løsningsmiddel som inneholder 4% vann.

Fra toppen av den andre kolonne oppnås 0,699 kg/t benzen,

0,199 kg toluen og 0,045 g xylen sammen med 0,200 kg vann.

0,100 kg vann sendes til varmeutveksling med løsningsmidlet fra kolonnebunnen som kjøles til 115°C, og den derved dannede vanndamp innføres i kolonnens nedre del. Løsningsmidlet føres til toppen av den første kolonne.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for å fraskille rene aromatiske forbindelser

   fra hydrokarbonblandinger som inneholder minst 80% aromater ved ekstraktiv destillasjon ved en temperatur fra 50 til 200°C i nærvær av et vandig løsningsmiddel med vanninnhold 0,5 - 25 vektprosent, foretrukket valgt blant morfolin og aldehyd-, keton- og alkylderivater derav, spesielt N-formyl-morfolin, 2-formyl-morfolin, 3-formyl-morfolin eller morfolinaceton, enten anvendt alene eller i form av blandinger derav, under utskilling av ikke-aromatiske hydrokarboner og vann som topp-produkt (3) og rensede aromater og løsningsmiddel såvel som en liten vannmengde som bunnprodukt (9) og etterfølgende rektifikasjon av den aromatholdige blanding under utskilling av aromater og vann som topprodukt og løsningsmidlet som bunnprodukt som resirkuleres til den ekstraktive destillasjonskolonne (2) idet vann fra rektifikasjonskolonnen (11) som separeres ut som bunnprodukt i faseseparatoren (13) etter kondensering i (12) delvis føres som tilbakeløo (15) til topoen av rektifikasjonskolonnen .

   (11), mens resten av vannet (16) gjennomfør-es i nedre del av rektifikasjonskolonnen (11) etter fordampning i varmeveksleren (18) på bekostning av varmeinnholdet i løsnings-

   middelstrømmen (17),

   karakterisert ved at ved den ekstraktive destillasjon føres den totale vannmengde (8) og en del av de ikke-aromatiske hydrokarboner (7) som tilbakeløp til toppen av den ekstraktive destillasjonskolonne (2).