DE1468568B

DE1468568B - Process for the recovery of p-xylene

Info

Publication number: DE1468568B
Authority: DE
Inventors: Martin O. New York N.Y.; Buchsbaum Norbert N. Passaic N.J.; Sorensen (V.StA.)
Original assignee: Halcon International Inc
Current assignee: Halcon International Inc

Description

1 21 2

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Bestandteilen befreit und dann wieder in das VerfahrenThe invention provides a method for removing constituents and then putting them back into the process

Gewinnung von p-Xylol aus einem hauptsächlich aus zurückgeführt wird.Recovery of p-xylene from a mainly recycled from.

aromatischen Kohlenwasserstoffen mit 8 Kohlenstoff- Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher atomen bestehenden Gemisch durch Auskristallisieren, erläutert. Nach dieser Zeichnung wird ein Gemisch Isomerisieren der Kristallisationsmutterlauge, mehr- 5 aus aromatischen Kohlenwasserstoffen mit 8 Kohlenstufige fraktionierte Destillation des isomerisierten Stoffatomen, wie es beispielsweise aus einer Raffinerie Gemisches und Rückführung der Xylolfraktion in die erhalten wird, zusammen mit einem weiter unten be-Kristallisationsstufe, das dadurch gekennzeichnet ist, schriebenen Kreislaufisomerisat aus der Leitung 12 daß man in der ersten Stufe der fraktionierten Destilla- durch die Leitung 11 in die Kristallisationszone 13 tion die höher als die C₈-Aromaten siedenden Stoffe io eingeführt. Kristallines p-Xylol wird aus dieser Zone 13 aus dem isomerisierten Gemisch als Bodenprodukt ent- durch die Leitung 14 entfernt, was beispielsweise durch fernt, das dabei erhaltene Destillat dampfförmig in die Zentrifugieren geschehen kann. Der Rückstand des zweite Stufe der fraktionierten Destillation einführt aromatischen Kohlenwasserstoffgemisches wird zu- und die niedriger als die C_s-Aromaten siedenden Stoffe sammen mit Wasserstoff aus der Leitung 16 durch die als Destillat entfernt und das dabei erhaltene Boden- 15 Leitung 15 in den Vorerhitzer 17 geleitet und gelangt produkt in die Kristallisationsstufe zurückführt. von dort durch die Leitung 18 zur Isomerisiereinrich-aromatic hydrocarbons with 8 carbon- The invention is explained with reference to the drawing in more detail of the mixture consisting of atoms by crystallization. According to this drawing, a mixture of isomerization of the crystallization mother liquor, more- 5 from aromatic hydrocarbons with 8 carbon levels, is fractional distillation of the isomerized material atoms, as is obtained, for example, from a refinery mixture and recycling of the xylene fraction into the, together with a further below be-crystallization step, _{which is characterized by the circulating isomerizate from the line 12 that the substances boiling higher than the C 8} aromatics are introduced in the first stage of the fractionated distillation through the line 11 into the crystallization zone 13. Crystalline p-xylene is removed from this zone 13 from the isomerized mixture as bottom product through the line 14, which for example removes the distillate obtained in the process in vapor form in the centrifugation. The residue of the second stage of the fractional distillation introducing aromatic hydrocarbon _{mixture is added and the substances boiling lower than the C s} aromatics are removed together with hydrogen from line 16 by the distillate and the bottom line 15 obtained in the preheater 17 directed and product is returned to the crystallization stage. from there through line 18 to the isomerization unit

p-Xylol ist eine chemische Substanz von wachsender tung 19. Das rohe Isomerisierungsprodukt strömt technischer Bedeutung, die beispielsweise als Vorläufer durch die Leitung 21 und durch den Wärmeaustauscher für Terephthalsäure, einen der Bestandteile von Poly- 22 zu einer Flüssigkeit-Gas-Trenneinrichtung 23. Der esterfasern und -harzen, verwendet wird. Bisher wurde 20 gasförmige Wasserstoff wird durch die Leitung 24 p-Xylol durch Kristallisation aus verschiedenen beim zurückgeführt und durch Wasserstoff, der durch die Raffinieren von C₈-aromatischen Kohlenwasserstoffen Leitung 25 eingeführt wird, ergänzt. Das rohe Isomerianfallenden Fraktionen abgetrennt. Neuerdings ge- sierungsprodukt, das niedriger als die C₈-Aromaten winnt man p-Xylol durch eine solche Kristallisation, siedende Stoffe, ein an p-Xylol angereichertes C₈-ArO-an die sich eine Isomerisation des aus der Kristallisier- 25 matengemisch und höher als die C₈-Aromaten siedende einrichtung austretenden Guts anschließt, um dessen Stoffe enthält, strömt durch die Leitung 26 zu einem p-Xylolgehalt zu erhöhen. Ein Beispiel für dieses Ver- Verdampfer 27, worin ein Teil des rohen Isomerisiefahren findet sich in »Petroleum Refiner«, August 1958, rungsprodukts verdampft wird, und das Flüssigkeit-S. 208. Bei dem aus dieser Veröffentlichung bekannten Dampf-Gemisch wird durch die Leitung 28 zu einer Verfahren wird das aus der Isomerisierungseinrichtung 30 ersten Fraktionierzone 31 befördert. Die hochsiedenden austretende Gut zur Abtrennung von niedrigsiedenden Anteile des rohen Isomerisierungsprodukts werden und hochsiedenden Bestandteilen teilweise verdampft aus der ersten Fraktionierzone 31 als Rückstand durch und in eine erste Fraktionierzone eingeführt, aus der die Leitung 32 abgeführt. Ein als Dampf übergehender die hochsiedenden Anteile und die isomeren C₈-ArO- Anteil, der die isomeren C₈-Kohlenwasserstoffe und maten als Rückstand und die niedrigersiedenden Aro- 35 die niedriger als die Cg-Aromaten siedenden Stoffe entmaten als übergehender Anteil entfernt werden. Der hält, wird aus der ersten Fraktionierzone 31 durch die Rückstand aus der ersten Fraktionierzone wird ver- Leitung 33 abgezogen und in die zweite Fraktionierdampft und in eine zweite Fraktionierzone eingeführt, zone 34 eingeführt. Die niedriger als die C₈-Kohlenaus der das Kreislaufisomerisat als übergehender An- Wasserstoffe siedende Fraktion wird als übergehender teil und die hochsiedenden Bestandteile als Rückstand 40 Anteil aus der zweiten Fraktionierzone 34 durch die entnommen werden. Erfindungsgemäß werden da- Leitung 35 entfernt. Das Kreislaufisomerisat wird aus gegen in einer ersten Fraktionierzone die niedriger- der Fraktionierzone 34 durch die Leitung 12 abgesiedenden Stoffe und die C₈-Aromaten zusammen als zogen und mit frischer Beschickung vereinigt.
übergehender Anteil von den hochsiedenden Be- Die Zusammensetzung der frischen Xylolbeschickung standteilen und anschließend in einer zweiten Frak- 45 weist im allgemeinen folgende Werte auf:p-xylene is a chemical substance of growing importance 19. The crude isomerization product flows technically, for example as a precursor through line 21 and through the heat exchanger for terephthalic acid, one of the constituents of poly-22, to a liquid-gas separator 23. The ester fibers and resins are used. So far 20 gaseous hydrogen is recycled through line 24 p-xylene by crystallization from various at and by hydrogen, which is introduced through the refining of C ₈ -aromatic hydrocarbons line 25, supplemented. The crude isomer accruing fractions were separated off. Recently, the formation product, which is lower than the C ₈ aromatics, is obtained from p-xylene by such a crystallization, boiling substances, a C ₈ -ArO-enriched in p-xylene, to which an isomerization of the mixture of crystallizers and higher than the C ₈ aromatics boiling device adjoins the exiting material, which contains its substances, flows through the line 26 to increase a p-xylene content. An example of this evaporator 27, in which part of the crude isomerization process can be found in "Petroleum Refiner", August 1958, where the product is evaporated, and the liquid-S. 208. In the case of the steam mixture known from this publication, the first fractionation zone 31 from the isomerization device 30 is conveyed through the line 28 to a process. The high-boiling emerging material for the separation of low-boiling fractions of the crude isomerization product and high-boiling components are partially evaporated from the first fractionation zone 31 as residue and introduced into a first fractionation zone, from which the line 32 is discharged. The high-boiling fractions and the isomeric C ₈ -ArO- fractions _{passing over as vapor, the isomeric C 8} -hydrocarbons and maten as a residue and the lower-boiling aromatic substances which are lower than the Cg-aromatics are removed as a passing fraction. The hold is withdrawn from the first fractionation zone 31 through the residue from the first fractionation zone is drawn off via line 33 and introduced into the second fractionation steam and into a second fractionation zone 34. The fraction boiling lower than the C ₈ carbons from the circulating isomerizate as a passing amount of hydrogen is taken as a passing part and the high-boiling constituents as a residue 40 portion from the second fractionation zone 34 through which. According to the invention, line 35 is removed. The circulating isomerizate is drawn from the lower fractionation _{zone 34 through line 12 and the C 8} aromatics together in a first fractionation zone and combined with fresh charge.
The composition of the fresh xylene charge and then in a second fraction generally has the following values:

tionierstufe voneinander getrennt. Dadurch wird der χ_+ί, _]U_ ^_{1 Λ u}■ _w0,step separated from each other. Thereby the χ _{+ ί} , _{] U} _ ^ _{1 Λ u} ■ _w0 ,

..... , , .... ,. _. °, . , ..,,.·, Atnylbenzol O bis 3O¹V₀ .....,, ....,. _. °,. , .. ,,. ·, Atnylbenzene O to 3O ¹ V ₀

Wärmebedarf fur die Verdampfung beträchtlich ver- ο Xvlol 15b's35°/Heat requirement for evaporation considerably reduced ο Xvlol 15b's35 ° /

ⁿⁱT^8eri' α *u ™ 1 ,._h1._/5in, . . p-Xylol .......'.'..'.'..'.'...'........ 12 bis 25°/° ⁿⁱ T ^8er i ' α * u ™ 1,. _h1 . _{/ 5in,.} . p-xylene .......'.'..'.'..'.'...'........ 12 to 25 ° / °

In der deutschen Offenlegungsschnft 1 443 105 wird Z_n v_vj_oj 25 bis 50 °/In the German Offenlegungsschnft 1 443 105 Z _n v _v j _o j 25 to 50 ° /

ein Verfahren zur Herstellung und Gewinnung von 50 _{andere Koh}i_enwas'eVstoffe''.'.'.'.'. Spuren bis 2" °₀
p-Xylol und o-Xylol aus einem hauptsächlich aus aromatischen Kohlenwasserstoffen mit 8 Kohlenstoff- Die Kristallisation wird im allgemeinen im Tempeatomen bestehenden Gemisch durch Auskristallisieren raturbereich von -f-5 bis —74° C durchgeführt, wobei von p-Xylol, Isomerisieren der Kristallisationsmutter- beliebige Wärmeaustauscheinrichtungen verwendet lauge, mehrstufige fraktionierte Destillation des iso- 55 werden können, z. B. solche, die mit direktem Kontakt merisierten Gemischs zur Abtrennung von o-xylol und mit einem Kühlmittel, wie Äthylen, oder solche, die mit niedrigsiedenden und hochsiedenden Bestandteilen indirektem Kontakt mit dem Kühlmittel arbeiten, und Rückführung der Xylolfraktion in die Kristalli- Falls erwünscht, können Abschaber zur Entfernung sationsstufe vorgeschlagen. Dieses Verfahren unter- oder zum Lockern von Kristallen oder festen Stoffen scheidet sich von dem erfindungsgemäßen Verfahren 60 von den Wärmeaustauschflächen vorgesehen sein. Es dadurch, daß neben p-Xylol auch o-Xylol als Ver- können eine oder mehrere Stufen des Abkühlens und fahrensprodukt gewonnen wird und daß das bei der Abtrennens angewandt werden.
Isomerisierung gebildete Gemisch in einer ersten Die Vorrichtung zum Abtrennen der festen Stoffe Fraktionierstufe in einen Rückstand aus o-Xylol und kann jede beliebige, hierfür geeignete Vorrichtung hochsiedenden Stoffen, die in einer anschließenden 65 sein, z. B. ein Filter, eine Zentrifuge oder ein Zentri-Fraktionierstufe voneinander getrennt werden, und fugierkorb.a process for the production and extraction of 50 _{other Koh} i _enwas ' eVstoffe ''.'.'.'.'. Tracks up to 2 " ° ₀
p-xylene and o-xylene from a mixture consisting mainly of aromatic hydrocarbons with 8 carbon atoms. The crystallization is generally carried out by crystallization in the temperature range from -f -5 to -74 ° C, with p-xylene isomerizing the crystallization mother - Any heat exchange equipment used caustic, multi-stage fractional distillation of the iso- 55 can be, z. B. those that with direct contact merized mixture for the separation of o-xylene and with a coolant such as ethylene, or those that work with low-boiling and high-boiling components indirect contact with the coolant, and recycling of the xylene fraction in the crystalline if desired , scrapers can be suggested for removal sationsstufe. This method for loosening crystals or solids differs from the method 60 according to the invention of the heat exchange surfaces. It is because, in addition to p-xylene, o-xylene is also obtained as a ver, one or more stages of cooling and process product, and that this is used in the separation.
Isomerization formed mixture in a first The device for separating the solids fractionation into a residue of o-xylene and can be any suitable device for high-boiling substances in a subsequent 65, z. B. a filter, a centrifuge or a centrifugal fractionation can be separated from each other, and fugierkorb.

einen übergehenden Anteil zerlegt werden, der in einer Die Isomerisation wird im allgemeinen bei 425 bisa transferring portion are broken down, which in a The isomerization is generally at 425 to

weiteren Fraktionierstufe von den niedrigsiedenden 500⁰C und einem Druck von 10,5 bis 17,85 atü unterfurther fractionation of the low-boiling 500 ⁰ C and a pressure of 10.5 to 17.85 atmospheres below

Claims

3 43 4

Use of 0 to 10 volumes of hydrogen per Cg hydrocarbons and 3% over the

Volume of hydrocarbon _{vapor carried out C 8} -hydrocarbons boiling constituents

will. holds, is at a temperature of about 40 ⁰ C and

The composition of the isomerization partially evaporated at a pressure of 11.9 atmospheres, and

direction exiting material after separating the 5 the vapor-liquid mixture is in the first

Hydrogen is generally introduced into the following fractionation zone, in which at 203 ^° C. and 2.1

range: 2.2 to about 10 atm to 15 parts of an ₈ -Koh- about the C

Äthvlbe oil q ^ j ^ q ₀ / hydrogen-boiling fraction as residues

o-XvIol 15 to 25 ° / ° can be removed. The lower than the C ₈ fraction

D-Xvlol 16 to 19 ° / ^{10 s} i ^{e <} i ^{en <} i ^eri proportions and that enriched in p-xylene

Isomerizate heavier than C 2 to 5 ° / ° becomes a passing portion at 175 ° C

. · ..,. _n ⁸ * _u , · _in0 ^D and 1.75 atm removed from the first fractionation zone

leicntcr ais ^ o ζ οίο iu η,. ., - ~,,. - ..,.

m Ύ \\ η \ ? ^ Viis Sn ° / and m introduced a second fractionation zone from the

^Ay ^{/ o} about 35 to 45 parts below the C ₈ fraction

The composition of the refined isomerizate 15 boiling substances at 118 ° C and 1.12 atmospheres as above generally in the following areas: removed portion and about 500 parts of Äthvlbe oil 0 to 30 ° / p-xylene enriched isomer as a residue

o-Xvlol 15 to 25 ° / ° 171 ⁰ C and 1.4 atm and to combine with

D-Xvlol 16 to 20 ° / ° recirculated fresh charge

_m XyJ ₀ J 25 to 50 ° / ° ^{20 are}

other hydrocarbons "'.'.'.'.'.'.'.'. up to 1.5% ^With ^ ™ * ™ * ^ ^order the

total heat demand in the first and second fraction

The fractionation devices are used in such a tionierzone about 350 parts of steam per 100,

Temperatures and pressures operated, the raw material obtained from the isomerization device,

Development of the desired separation, as described above, 25

are suitable. In general, that boils from the first comparative example

Fractionator passing product at a The working method described in the example is

Temperature of 60 to 180 ° C and a pressure of repeated, with the exception that 35 to 45 parts of the

0.14 atmospheres to 2.8 atmospheres, and the bottom product lower than the C ₈ fraction boiling substances than

boils at a temperature of 150 to 210 ⁰ C and 30 passing portion from the first fractionation zone

a pressure of 0.84 to 3.5 atmospheres. The distillate from and from the bottom of this fractionation zone through the

the second fractionator usually boils C ₈ hydrocarbons boiling fraction and the

are removed at a temperature of about 45 to 145 ⁰ C and an isomer enriched in p-xylene,

Pressure from 0.14 to 1.75 atmospheres, and the residues have that is introduced into the second fractionation zone,

a boiling range of 110 to 180 ° C at a pressure of 35

from 0.5 atmospheres to 2.1 atmospheres. making up to 15 parts, above the C ₈ fraction

The following examples illustrate the invention as a residue and about 500 parts

explained in more detail. Parts and percentages refer to the isomerizate enriched in p-xylene as excess

on weight, unless otherwise stated. going share for repatriation and union

-. . 40 removed with the fresh load.

Example g _e j Application of this working method is the

About 100 parts of fresh feed, which has about 23% heat requirement in the first and second fractionating ethylbenzene, 17% p-xylene, 37% m-xylene, 23% zone about 550 parts steam per 100 parts used, o-xylene and hydrocarbon impurities as raw material from the isomerizer. The remainder, with about 500 parts of the cycle 45 A comparison of the heat demand for the im mixed isomer, the approximately 17% ethylbenzene, example and the comparative example described 17% p-xylene, 38% m-xylene, 26% o-xylene and low-working methods illustrate the beneficial effects and higher boiling impurities as residues of the process of the invention. It is included. This mixture is shown in a crystallization that the heat requirement when working in the and separation zone introduced, wherein p-xylene by Ab- 5 ° comparative example over 150% of the heat requirement cool to about -70 ° C and crystallized by the method according to the invention. It is without Centrifugation is separated. About 50 to 60 parts more can be seen that by using the precrystalline p-xylene are removed. lying invention a more economical and advantageous

The mother liquor, together with about 450 parts, is more reliable than the previous one

Hydrogen is preheated and by an isomerization zone 55 known methods,
passed at about 460 ⁰ C and 13.3 atü, whereby the an

p-xylene depleted mixture isomerized and a crude claim:

Material emerging from the isomerization device Process for the production of p-xylene from a

is obtained, which is enriched in p-xylene iso- mainly from aromatic hydrocarbons

merisate as well as a heavier and a lighter fraction 60 substances with 8 carbon atoms

tion as the fraction of the ^ -hydrocarbons demixed by crystallization, isomerization of the

holds. The crystallization mother liquor emerging from the isomerization device, multi-stage fractional

Raw material is ned together with the excess distillation of the isomerized mixture

Hydrogen through a liquid-gas separator and return of the xylene fraction to the crystalline

device, in which the hydrogen is separated off and 65 sation stage, characterized in that

is returned. That from the Isomerizereinrich- that one in the first stage of the fractionated

raw material obtained, which is about 15% ethylbenzene, distillation that boils higher than the C ₈ aromatics

16% p-xylene, 35% m-xylene, 24% o-xylene, 7% among the substances from the isomerized mixture as

Removed bottom product, introducing the distillate obtained in vapor form into the second stage of the fractional distillation and _{removing the substances boiling lower than the C 8} aromatics as distillate and returning the bottom product obtained in the crystallization stage.

1 sheet of drawings