Uprawniony z patentu: Fried. Krupp G.m.b.H., Essen (Republika Federal¬ na Niemiec) Sposób otrzymywania czystego p-ksylenu Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia czystego p-ksylenu z cieklej mieszaniny weg¬ lowodorowej zlozonej z p-ksylenu i z co najmniej jeszcze jednego izometrycznego ksylenu przez krys¬ talizacje p-ksylenu z mieszaniny w krystalizatorze i nastepujace po tym oddzielenie krysztalów p-ksy¬ lenu w pierwszym i nastepnie drugim urzadzeniu do rozdzielania, które dostarcza p-ksylen jako kon¬ cowy produkt o czystosci ponad 98% wagowych, korzystniej 99,8% wagowych i z którego czesciowy strumien oddzielonej cieklej mieszaniny zawiera¬ jacej p-ksylen zawraca sie do obiegu do wchodza¬ cego strumienia tego drugiego urzadzenia rozdzie¬ lajacego, a pozostala czesc strumienia cieklej mie¬ szaniny zawraca sie do wejsciowej mieszaniny weglowodorów.Proponowano juz sposoby, w których w celu uzyskania czystego p-ksylenu wlaczano drugie urza¬ dzenie rozdzielajace bezposrednio do pierwszego urzadzenia rozdzielajacego i w których to sposo¬ bach krysztaly p-ksylenu oddzielone w pierwszym urzadzeniu rozdzielajacym od cieklej mieszaniny weglowodorów, odciagane byly z drugiego urza¬ dzenia rozdzielajacego jako produkt koncowy o czystosci ponad 98% wagowych p-ksylenu.W sposobach tych stale krysztaly p-ksylenu od¬ ciagniete z pierwszego urzadzenia rozdzielajacego na drodze do drugiego urzadzenia rozdzielajacego mieszane byly z doprowadzonym do obiegu czescio¬ wym strumieniem cieklej mieszaniny zawierajacej oddzielony p-ksylen drugiego urzadzenia rozdzie¬ lajacego.Pozostajaca ciekla mieszanina uboga w p-ksylen zawracana byla do wchodzacego strumienia krys- 5 talizatora przed pierwszym urzadzeniem rozdzie¬ lajacym.Wada dotychczas proponowanych sposobów jest wysokie zapotrzebowanie na energie, poniewaz wy¬ chodzaca z drugiego urzadzenia rozdzielajacego io ciekla mieszanina p-ksylenu, stosunkowo jeszcze o wysokim stezeniu p-ksylenu nie zostaje bezpo¬ srednio wykrystalizowana, lecz najpierw stezenie p-ksylenu obniza sie przez zmieszanie przed pierw¬ szym krystalizatorem z wejsciowa mieszanina weglo- !5 wodorowa i dopiero nastepnie zachodzi krystali¬ zacja. Z - tego powodu wymagane jest chlodzenie do o wiele nizszej temperatury anizeli byloby to nieodzowne przy bezposredniej krystalizacji mie¬ szaniny zawierajacej p-ksylen opuszczajacej drugie urzadzenie rozdzielajace.Wynalazek eliminuje te wade. W sposobie wedlug wynalazku czesciowy strumien cieklej mieszaniny wychodzacej z drugiego urzadzenia rozdzielajacego, przeznaczony do wejsciowej mieszaniny weglowo¬ dorowej krystalizatora przed pierwszym stopniem rozdzielenia, doprowadza sie do dodatkowego krys- talizatora, za którym dolaczone jest dodatkowe urzadzenie rozdzielajace, z którego koncentrat wzbogacony w wykrystalizowany p-ksylen skiero- 30 wuje sie do strumienia wchodzacego do drugiego 20 25 810783 81078 4 urzadzenia rozdzielajacego, podczas gdy z pozosta¬ lej oddzielonej cieklej mieszaniny ubogiej w p-ksy- len, która zawraca sie do wejscia mieszaniny weg¬ lowodorowej krystalizatora przed pierwszym urza¬ dzeniem rozdzielajacym, wydziela sie dodatkowy strumien, który zawraca sie w obiegu zamknietym do strumienia cieklej mieszaniny wprowadzanej do dodatkowego krystalizatora.Wedlug korzystnej postaci wynalazku, cala ilosc cieklej mieszaniny zawierajacej p-fcsylen, opuszcza¬ jacej drugie urzadzenie rozdzielajace, doprowadza sie do dodatkowego krystalizatora z dolaczonym dotojfl^QW«ym urzadzeniem rozdzielajacym.Wejmanie. wynJKapku wyjasnia przyklad oparty nafcodanyim na rysunltu schemacie procesu.X zawierajacej p^kjylen wejsciowej mieszaniny w4?fc*\fcW!Kit)Cve)t tf *^tarystalizowuje sie p-ksylen wjl KTYfifffifCflbytif?** ^i w pierwszym urzadzeniu rozdzielajacym 3 uksztaltowanym jako filtr, od¬ dziela sie w temperaturze okolo — 60°C do — 70°C od cieczy rozpuszczalnikowej w postaci zawiesiny 4 o czystosci p-ksylenu od Okolo 80 do 95% wago¬ wych. Odsaczona ciecz rozpuszczalnikowa opuszcza proces jako przesacz 5. Zawiesine 4 o zawartosci krystalicznej p-ksylenu od okolo 75 do 90% wa¬ gowych doprowadza sie do wirówki, sluzacej jako urzadzenie rozdzielajace 6, z której odprowadza sie p-ksylen o czystosci 98 do 99,8% wagowych jako produkt gotowy 7.Z mieszaniny rozpuszczalnikowej 8 o zawartosci p-ksylenu okolo 75% wagowych opuszczajacej dru¬ gie urzadizenie rozdzielajace 6 zawraca sie czescio¬ wy strumien 8 po zmieszaniu z zawiesina 4 znowu bezposrednio do drugiego urzadzenia rozdzielaja¬ cego 6. Pozostaly strumien czesciowy 8" wedfug wynalazku doprowadza sie do wymrazalnika slu¬ zacego — jako dodatkowy krystalizator 9 i stam¬ tad doprowadza do dodatkowego urzadzenia roz¬ dzielajacego 10, które moze byc uksztaltowane jako filtr lub wirówka.Uzyskany w dodatkowym urzadzeniu rozdziela¬ jacym 10 koncentrat 11 o 70 do 95% wagowych p-ksylenu doprowadza sie do zawiesiny p-ksylenu przed drugim urzadzeniem rozdzielajacym 6 albo bezposrednio albo przez strumien czesciowy 8' z mieszaniny rozpuszczalnikowej 8 opuszczajacej dru¬ gie urzadzenie rozdzielajace 6. W dodatkowym urzadzeniu rozdzielajacym 10 oddzielona miesza¬ nine rozpuszczalnikowa 8'" uboga w p-ksylen za¬ wraca sie do mieszaniny weglowodorów, wchodza¬ cej do krystalizatora 2 przed pierwszym urzadze¬ niem rozdzielajacym 3.Z mieszaniny rozpuszczalnikowej 8"' ubogiej w p-ksylen zawraca sie korzystnie strumien czescio¬ wy 13 do mieszaniny 8" wchodzacej do krystali¬ zatora dodatkowego 9. Stezenie tak powstalego wsadu do krystalizatora dodatkowego 9 wynosi od okolo 25 do 40% wagowych p-ksylenu.Przez wprowadzenie do obiegu z dodatkowego urzadzenia rozdzielajacego 10 do wchodzacego do dodatkowego krystalizatora 9 strumienia 8" ubo¬ giej w p-ksylen mieszaniny rozpuszczalnikowej 13 osiaga sie obnizenie stezenia p-ksylenu, przez co stezenie wyfcrystalizowujacego stalego p-ksylenu przy obnizeniu temperatury do poziomu od — 60°C do —30°C w krystalizatorze dodatkowym 9 nie moze przekraczac 40% wagowych.Opuszczajaca krystalizator dodatkowy 9 zawie¬ sine 8IV, zawierajaca wykrystalizowany p-ksylen, doprowadza sie do dodatkowego urzadzenia roz¬ dzielajacego 10, gdzie wykrystalizowany p-ksylen oddziela sie od czesci przylegajacego roztworu.Domieszany do strumienia 4' wchodzacego do dru¬ giego urzadzenia rozdzielajacego 6 koncentrat p- -ksylenu 11 o zawartosci pnksylenu od 70 do 95% odpowiada zaleznie od wymaganej czystosci pro¬ duktu koncowego p-ksylenu 7 okolo 30% p-ksylenu zawiesiny 4 opuszczajacej pierwsze urzadzenie roz¬ dzielajace 3. W drugim urzadzeniu rozdzielajacym 6 krystaliczny p-ksylen ze strumienia wchodzacego 4' zostaje oddzielony prawie calkowicie.Krysztaly zostaja przy tym w wysokim stopniu oddzielone od przylegajacej cieczy, przy czym moz¬ na przeprowadzic dodatkowo przemycie wyzej ste¬ zonym roztworem 12. ¦?¦ Powstajacy przy tego ro¬ dzaju przemyciu przesacz dodaje sie równiez do strumienia wchodzacego 4' przed drugim urzadze¬ niem rozdzielajacym 6. Mieszanina rozpuszczalni¬ kowa uboga w p-ksylen 8'" odplywajaca z dodat¬ kowego urzadzenia rozdzielajacego 10 zawiera w temperaturze —60°C do —30°C okolo 10 do 30% wagowych p-ksylenu.Korzystnie przy przeprowadzaniu sposobu wedlug wynalazku cala mieszanine rozpuszczalnikowa 8 odplywajaca z drugiego urzadzenia rozdzielajacego 6 mozna przepuszczac przez krystalizator dodat¬ kowy 9 i dolaczone za nim dodatkowe urzadzenie rozdzielajace 10.Jezeli stezenie p-ksylenu w strumieniu 4' wcho¬ dzacym do drugiego urzadzenia rozdzielajacego 6 zostaje zwiekszone lub obnizone, to zwieksza sie lub obniza ilosc zawracanej mieszaniny rozpusz¬ czalnikowej 8'", lub przy stalej ilosci 8'", obniza sie lub podwyzsza zawartosc p-ksylenu przez pod¬ wyzszenie lub obnizenie temperatury w chlodnicy 9.Korzysc sposobu wedlug wynalazku polega szcze¬ gólnie na tym, ze istotnie zostaje obnizona za¬ wartosc p-ksylenu w zawierajacej p-ksylen cieklej mieszaninie rozpuszczalnikowej zawracanej do wej¬ sciowej mieszaniny weglowodorowej krystalizatora przed pierwszym urzadzeniem rozdzielajacym. Przez to obniza sie az do 25% konieczna przy calkowitej metodzie rozdzielania moc chlodzenia, poniewaz krystalizacja p-ksylenu z zawierajacej stosunkowo wysokie stezenie pnksylenu cieklej mieszaniny dru¬ giego urzadzenia rozdzielajacego moze nastapic przy wyzszej temperaturze, np. w temperaturze od —30°C do —40°C, a wiec wyzszej niz w pierwszym urzadzeniu rozdzielajacym po zmieszaniu z wejscio¬ wa mieszanina weglowodorowa.Przy ustalajacym sie przy tym niskim poziomie stezen p-ksylenu, w krystalizatorze przed pierw¬ szym stopniem rozdzielania wymagane sa nato¬ miast temperatury miedzy — 60°C i —70°C.Dalej, w sposobie wedlug wynalazku maleje ab¬ solutna ilosc krysztalów p-ksylenu wypadajaca w pierwszym urzadzeniu rozdzielajacym, co jest zwia¬ zane przy stalej ilosci produktu koncowego z dru¬ giego urzadzenia rozdzielajacego z oszczednoscia pracy na rozdzielanie. Przez przewidziane wedlug 10 15 20 25 30 36 40 45 50 55 6081078 6 wynalazku oddzielenie p-ksylenu z cieklej mie¬ szaniny opuszczajacej drugie urzadzenie rozdziela¬ jace i zawrócenie wzbogaconego w p-ksylen w dodatkowym urzadzeniu rozdzielajacym koncentra¬ tu do strumienia wejsciowego drugiego urzadzenia rozdzielajacego, mozna w prosty sposób wyrówny¬ wac wahania produkcyjne, zmieniajac zawartosc p-ksylenu we wzbogaconym w p-ksylen koncentra¬ cie zawróconym do drugiego urzadzenia rozdziela¬ jacego.Przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku nie jest juz wymagane dotychczas konieczne przedy- mensjonowanie dla opanowania wahan produkcyj¬ nych i dla uwzglednienia uprzednio nie dokladnie dajacych sie okreslic procesów rozdzielania, przez co istotnie poprawia sie ekonomia calkowitego procesu.Przyklad. Ciekla mieszanine weglowodorów zawierajaca p-ksylen o temperaturze 30°C i skla¬ dzie chemicznym: 27,60% etylobenzenu, 21,20°/© pa- ra-ksylenu, 47,60% meta-ksylenu i 3,60% orto- -ksylenu doprowadza sie do chlodnicy 2 w ilosci 7165 kg/godzine. Wejsciowa mieszanina weglowodo¬ rów 1 zawiera 1519 kg/godzine pnksylenu (wszystkie dane wagowe dotycza ilosci przeliczonych na kg na 1 godzine). Chlodnica pracuje w temperaturze —65°C. Wejsciowa mieszanina weglowodorów prze¬ bywa w tej chlodnicy w ciagu 3 minut, nastepnie doprowadza sie do rotacyjnego filtra prózniowego pracujacego równiez w temperaturze — 65°C.Z rotacyjnego filtra prózniowego 3 odprowadza sie 6165 kg filtratu zawierajacego 524 kg p-ksylenu.Koncentrat 4 wychodzacy z filtra 3 stanowi 1209 kg i zawiera 1054 kg czystego p-ksylenu. Koncentrat 4 poddaje sie procesowi dodatkowego rozdzielania w wirówce 6 zaopatrzonej w beben sitowy, pra¬ cujacej w temperaturze —4°C. Ciekla mieszanina 8 wychodzaca z wirówki wazy 2703 g i zawiera 1783 kg p-ksylenu. Koncentrat 7 wazy 1205 kg i za¬ wiera 99,5*/© p-ksylenu. Koncentrat 7 z wirówki 6 przemywa sie dwukrotnie ogólem 205 kg cieklej mieszaniny 12, iktóra w temperaturze okolo 25°C ma sklad: 0,18% etylobenzenu, 99,50% para-ksy- lenu, 0,30% metanksylenu i 0,02% orto-ksylenu.Ciekla mieszanine 12 oddziela sie od koncentratu 7 i nastepnie kieruje do procesu przemywania w wirówce 6, a potem do cieklej mieszaniny 8. Ciekla mieszanina 8 wazy 2703 kg i zawiera 1783 kg p-ksylenu. Z ukladu odprowadza sie 1000 kg kon¬ centratu 7, zawierajacego 995 kg czystego p-ksylenu.Czesc mieszaniny 8 mianowicie 73% wagowych zawraca sie do obiegu jako strumien cieczy 8' przed 10 wirówka 6 i tam miesza sie z koncentratem 4 natomiast reszte mieszaniny 8 doprowadza sie jako strumien 8" do chlodnicy 9 pracujacej w tempe^ raturze —30°C i utrzymuje sie w tej chlodnicy 5 przez 3,5 minuty.Mieszanine ciekla 8Jv z chlodnicy 9 poddaje sie nastepnie obróbce w zaopatrzonej w beben sitowy wirówce 10, w której odbiera sie koncentrat p-ksy¬ lenu 11 w ilosci 514 kg zawierajacej 404 kg p-ksy¬ lenu. Oddzielona w wirówce 10 uboga w p-ksylen ciekla mieszanina wazy 209 kg i zawiera 59 kg ksylenu.Koncentrat 11 dodaje sie do koncentratu 4 od¬ bieranego z wirówM 3. Czesc uboga w p-ksylen 15 cieklej mieszaniny, a mianowicie 52,5% wagowych zawraca sie do obiegu w postaci strumienia bocz¬ nego 13 przed chlodnica 9 i miesza sie ze stru¬ mieniem bocznym 8". Reszte ubogiej w p-ksylen cieklej mieszaniny doprowadza ,sie *w postaci stru- ?0 mienia 8'" do wyjsciowej mieszaniny weglowo¬ dorów 1. PL PL