PL66109B1 - - Google Patents

Description

URZAD PATENTOWY PRL Opublikowano: 15.X.1972 66109 KI. 12o, 1/04 MKP C07c 7/14 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Henryk Pilarczyk, Krystyna Dworzanska, Wan¬ da Kuchar Wlasciciel patentu: Zaklady Chemiczne „Blachownia", Blachownia Slas¬ ka (Polska) Sposób otrzymywania p-ksylenu z technicznego ksylenu Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymy¬ wania p-ksylenu z technicznego ksylenu. P-ksylen jest podstawowym surowcem do produkcji kwa¬ su tereftalowego stosowanego do wytwarzania po¬ limerów wlóknotwórczych. Zapotrzebowanie na ten surowiec jest scisle zwiazane z dynamicznym roz¬ wojem produkcji wlókien poliestrowych.Wydzielanie p-ksylenu z mieszaniny izomerów ksylenów jest utrudnione zblizonymi wlasnoscia¬ mi fizykochemicznymi tych izomerów. Sposród sze¬ regu proponowanych metod technologicznych do wydzielania p-ksylenu w postaci mozliwie czystej z technicznego ksylenu opartych na sulfonowaniu, superrektyfikacji destylacji ekstrakcyjnej, absor- bcji i krystalizacji, najczesciej stosowana w prak¬ tyce jest metoda niskotemperaturowego wymraza- nia w temperaturze bliskiej tworzenia sie potrój¬ nego eutektyku o-m-p-ksylenu.W metodzie tej ksylen techniczny zawierajacy 16—21% p-ksylenu ochladza sie do temperatury od —68°C do —72°C, a otrzymane krysztaly p-ksyle¬ nu oddziela sie jednym ze znanych sposobów od fazy cieklej. Stosowanie niskich temperatur wiaze sie ze znacznym wzrostem lepkosci fazy cieklej (do 1,5 centipuaza w —50°C), na skutek czego wydzie¬ lane krysztaly p-ksylenu sa silnie zaokludowane lugiem macierzystym.Po roztopieniu takich krysztalów otrzymanych z jednostopniowej krystalizacji uzyskuje sie p-ksy¬ len o czystosci 60—70% przy rozdzieleniu kryszta- 20 30 lów p-ksylenu od lugu macierzystego na filtrze, lub o stezeniu 75—80% przy zastosowaniu do od¬ dzielenia wirówki.Znane sa rozmaite rozwiazania aparaturowe i technologiczne krystalizacji. Na przyklad w opisie patentowym francuskim nr 1.508.956 oraz w opisie patentowym brytyjskim nr 944.342 proponowano wprowadzenie medium chlodzacego bezposrednio do ksylenu technicznego w celu zwiekszenia efek¬ tu chlodzacego.Wedlug opisu patentowego St. Zjedn. nr 2.541.682 p-ksylen otrzymuje sie na drodze kilkustopniowej krystalizacji, przy czym lug macierzysty zawraca sie z wyzszego stopnia do nizszego, w celu utrzy¬ mania odpowiednio dobranego stezenia p-ksylenu, oraz odpowiedniej temperatury. W lugach zawra¬ canych stezenie p-ksylenu jest zawsze wyzsze niz w mieszaninie ksylenów, do których te lugi sa zawracane. Podobnie w opisie patentowym NRF nr 1.116.205 opisano proces krystalizacji, w któ¬ rym wykorzystano metode strefowej krystalizacji.Poniewaz metody wydzielania p-ksylenu oparte o kilkustopniowa krystalizacje wymagaja bardzo rozbudowanej aparatury, oraz odznaczaja sie wy¬ sokim zuzyciem energii, zastosowano w praktyce, w tych przypadkach, gdy wymagana czystosc p-ksylenu nie musi byc wyzsza od 98%, tylko jed¬ na krystalizacje. W tym przypadku dodatkowe o- czyszczenie p-ksylenu odbywa sie juz na wirówce przez przemycie krysztalów niskowrzacymi roz- 66 10966 109 4 Ilosc ksylenu technicznego przechodzacego przez wymiennik ciepla stanowi 5—10% ilosci ksylenu kierowanego do krystalizacji i winna byc regulo¬ wana w zaleznosci od zawartosci w nim p-ksylenu.- W efekcie otrzymuje sie p-ksylen o czystosci 90^-95% z wydajnoscia wieksza niz przy przemy¬ waniu pentanem, oraz lug macierzysty nie wyma¬ gajacy juz destylacji zawraca sie bezposrednio do izomeryzacji. W przypadku zastosowania powtór¬ nej krystalizacji p-ksylenu uzyskanego sposobem wedlug wynalazku mozna otrzymac p-ksylen o czystosci 99—100%. Przemycie w drugiej krystali¬ zacji jest zbedne. Zwiekszanie wydajnosci osiaga sie przez dodatkowe wykrystalizowanie p-ksylenu znajdujacego sie w ksylenie technicznym. przemy¬ wajacym. Oczyszczenie p-ksylenu w opisanym spo¬ sobie nastepuje na drodze dostarczenia odpowied¬ niej ilosci ciepla przez przemywajacy cieply tech¬ niczny ksylen, podczas zetkniecia sie z zimnym koncentratem p-ksylenu. Cieplo to powoduje po- 20 wierzchniowe nadtopienie krysztalów p-ksylenu, oraz krótkotrwale zmniejszenie lepkosci cieczy zaokludowanej umozliwiajac szybkie jej odwiro¬ wanie. Okluzja cieplego technicznego ksylenu na krysztalach zimnego p-ksylenu jest mniejsza od okluzji inertnych zimnych rozpuszczalników stoso¬ wanych w innych metodach wydzielania p-ksy¬ lenu.Na przyklad p-ksylen po przemyciu pentanem w ilosci 5% w stosunku do ilosci wymrozonych ksy¬ lenów, oraz p-ksylen po przemyciu cieplym tech¬ nicznym ksylenem w ilosci 7,5% w stosunku do ilos¬ ci wymrozonych ksylenów posiada nastepujacy sklad oznaczony metoda chromatograficzna: 3 puszczalnikami, takimi jak pentan, metanol, toluen (opis patentowy CSRS nr 97.907), frakcje benzyny (opis patentowy St. Zjedn. nr 2.533.232). Rozpusz¬ czalniki te w zaleznosci od stosowanej ich ilosci i temperatury przemycia maja za zadanie zmniej¬ szenie lepkosci cieczy zaokludowanej, na drodze wprowadzenia pewnej ilosci ciepla nadtapiajace- go krysztaly, lub tylko rozpuszczenie w sobie izo¬ merów m-o-ksylenu. Rozpuszczalniki te jednakze zostaja równiez zaokludowane czesciowo na krysz¬ talach, co pociaga za soba koniecznosc oddzielenia ich na drodze rektyfikacji.Niedociagnieciem wspomnianych metod jest sto¬ sunkowo duze zapotrzebowanie na niskowrzace rozpuszczalniki inertne, koniecznosc poddania rek¬ tyfikacji lugów macierzystych i koncentratu p-ksy¬ lenu, regeneracji rozpuszczalników, a w zwiazku z tym znaczne naklady kosztów na aparature, me¬ dium grzejne i rozpuszczalnik. Poza jtym p-ksylen jak i lug macierzysty nawet po rektyfikacji zawieraja jeszcze pewra ilosci zwiazków niearo¬ matycznych, których obecnosc wywiera niekorzys¬ tny wplyw na pózniejszy proces utleniania do kwasu tereftalowego, oraz na proces izomeryzacji ksylenów.Ilosc stosowanego rozpuszczalnika wplywa nie tylko na koszty wytwarzania lecz warunkuje rów¬ noczesnie czystosc otrzymanego p-ksylenu, oraz jego stopien wydobycia z technicznego ksylenu.Na przyklad przy stosowaniu pentanu w ilosci 0,6 kg/kg p-ksylenu otrzymuje sie p-ksylen o za¬ wartosci 93—94% czystego skladnika z wydajnos¬ cia 55—60%, natomiast przy stosowaniu bardzo du¬ zej ilosci toluenu wynoszacej az 1,6 kg/kg p-ksy¬ lenu (wedlug opisu patentowego CSRS nr 97.907) otrzyma sie 99% p-ksylenu z wydajnoscia 52%.Sposób wedlug wynalazku eliminuje wymienione wady obnizajac koszty wydzielania p-ksylenu, oraz pozwala na otrzymanie p-ksylenu wolnego od za¬ nieczyszczen weglowodorami alifatycznymi. Do¬ datkowa zaleta jest mozliwosc osiagniecia wyzszej zdolnosci produkcyjnej p-ksylenu przy tej samej aparaturze, wyeliminowanie aparatury destyla¬ cyjnej, oraz zmniejszenie kosztów energetycznych.Otrzymuje sie p-ksylen o czystosci podobnej jak przy stosowaniu przemycia krysztalów p-ksy¬ lenu pentanem, to znaczy 93—94%, bez potrzeby dodatkowej rektyfikacji p-ksylenu oraz lugów macierzystych. Uzyskana czystosc p-ksylenu jest wystarczajaca do wytwarzania kwasu tereftalowe¬ go metoda utleniania przy pomocy stezonego kwa¬ su azotowego.Sposób wedlug wynalazku przedstawiony sche¬ matycznie na rysunku polega na stopniowym o- chlodzeniu ksylenu technicznego w oziebiarce 2, zasobniku zimna 3 i wymrazarce 4 do temperatu¬ ry —72°C, tak jak w znanych metodach, oddziele¬ niu krysztalu od lugu macierzystego, na drodze wstepnego wirowania w wirówce bebnowej 5, przemyciu na wirówce krysztalów p-ksylenu o za¬ wartosci 80—85% p-ksylenu, ksylenem o tym sa¬ mym skladzie co ksylen poddawany krystalizacji, ale o temperaturze odpowiednio wyzszej, wynosza¬ cej najkorzystniej 18—20°C, regulowanej w wy¬ mienniku ciepla 6 i ponownym odwirowaniu ciek¬ lych ksylenów.Skladnik zawartosc pentanu zawartosc toluenu zawartosc p-ksylenu zawartosc m-ksylenu zawartosc o-ksylenu zawartosc etylobenzenu zawartosc aromatów wyzszych po myciu pentanem % 4—5 0,9 90—91 2,5—3 0,6—1 0,4—0,5 0,2—0,3 po myciu ksylenem % — 0,95 93—94 3^ 1—1,5 0,4^0,5 0,2—0,3 Przyklad. 100 kg ksylenu surowego o zawar tosci 20,24% p-ksylenu oziebiono do temperatury —70°C, odwirowano w tej temperaturze i przemy¬ to na wirówce ksylenem o tym samym skladzie, ale o temperaturze 18°C w ilosci 7,5 kg i ponownie odwirowano, otrzymujac 13,06 kg p-ksylenu o za¬ wartosci 93% czystego izomeru, oraz lug macie¬ rzysty o zawartosci 8,1% p-ksylenu, który z po¬ minieciem destylacji mozna poddac bezposrednio izomeryzacji. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania p-ksylenu z technicznego ksylenu w procesie niskotemperaturowego wymra- zania, oddzielania na wirówce krysztalów p-ksy- 65 lenu od lugów macierzystych i oczyszczania wy- 40 45 50 5566 109 dzielonych krysztalów na drodze przemywania ich rozpuszczalnikami znamienny tym, ze do przemy¬ wania krysztalów p-ksylenu stosuje sie technicz- 6 ny ksylen o temperaturze wyzszej od jego tempe¬ ratury krystalizacji, korzystnie o temperaturze 18—20°C. *o I * o. ") I Cvi i ^0 i a c c 0 rj l ^ Q C Ci «ft »s» • - «^ E -V PL PL