DE1470657C - Verfahren zur extrahierenden Fraktionierung von Kohlenwasserstoffgemischen, welche im Bereich des Extraktionsmittels siedende Aromaten enthalten - Google Patents

Description

teile Wasser zugesetzt. Auch hier wird vorzugsweise der obenerwähnte Kontaktor mit rotierender Scheibe verwendet.

,Die Raffinatphase, die uromatische Kopffraktion und der Nebenstrom können getrennt einer Wasserwäsche unterworfen werden. Vorzugsweise werden jedoch mindestens zwei oder alle Waschbehandlungen kombiniert. In Abhängigkeit von den Arbeitsbedingungen und den gegebenen Einrichtungen kombiniert man dann das Waschen der aromatischen Kopffraktion mit dem Waschen des Nebenstroms; oder das Gemisch aus Wasser und Extraktionsmittel,_; das beim Waschen der Raffinatphase erhalten worden ist, wird dem Nebenstrom zugesetzt, und das gesamte Gemisch wird gewaschen. Im letztgenannten Fall ist es vorteilhaft, auch die aromatische Kopffraktion mit dem Nebenstrom zu vereinigen.

Nach dem Destillieren der so erhaltenen und vorzugsweise vereinigten wäßrigen Phasen wird das rückgewonnene reine Extraktionsmittel in das Extraktionssystem-zurückgeführt.

Die Einspeisung dieses reinen Extraktionsmittels in die Extraktionszone erfolgt vorzugsweise an einer Stelle zwischen der Einspeisung der zurückgeführten Bodenfraktion und der Entnahmestelle der Raffinatphase. Schwere Aromaten in der zurückgeführten Bodenfraktion können dann nicht in die Raffinatphase mitgerissen werden. Deshalb kann eine etwas stärkere Anreicherung von schweren Aromaten in der zurückgeführten Bodenfraktion geduldet werden, so daß nur ein kleiner Nebenstrom abgezogen und in der beschriebenen Weise gereinigt werden muß.

Besonders vorteilhafte Extraktionsmittel sind die cyclischen Sulfone mit 4 Kohlenstoffatomen im Ring. Solche Sulfone sind Tetramethylensulfon oder Butadiensulfon und ihre Derivate, wie sie z.B. aus der britischen Patentschrift 625 505 bekannt sind.

Von diesen Sulfonen ist Tetramethylensulfon, auch bekannt unter der Bezeichnung Tetrahydrothiophen-1,1-dioxyd, für die Anwendung im Rahmen der Erfindung besonders geeignet.

Das Verfahren nach der Erfindung kann auf Kohlenwasserstoffgemische mit engen oder weiten Siedebereichen angewandt werden. Es ist geeignet für die Abtrennung von Aromaten aus katalytisch reformierten Benzinen, die schwere aromatische Komponenten enthalten — wie Hydroformate und Platformate mit hohen Endsiedepunkten — und insbesondere für die Herstellung von aromatenfreiem Leuchtöl aus schwerem Leuchtöl. Unter schwerem Leuchtöl wird ein aromatenhaltiges Leuchtöl mit einem ASTM-Endsiedepunkt über 250⁰C verstanden.

Die Erfindung wird weiter erläutert unter Verwendung eines Fließdiagramms, in welchem Hilfseinrichtungen, wie Regulatoren, Kühler, Erhitzer," Ventile u. dg!., zum größten Teil weggelassen sind.

Ausführungsbeispiel

Das Ausgangsmaterial ist ein schweres Leuchtöl mit einem Siedebereich (ASTM) von 205 bis 315°C und einem Aromatengehalt von 20 Gewichtsprozent.

100 Gewichtsteile dieses Ausgangsmaterials werden pro Stunde durch die Leitung 1 in den Extraktor 2 eingespeist. Es handelt sich dabei um einen Kontaktor mit rotierender Scheibe gemäß britischer Patentschrift 659 241. Die Extraktion wird bei einem Druck von 1 at abs. und einer Temperatur von 160⁰C durchgeführt. Als Extraktionsmittel wird Tetramethylensulfon in Form der Bodenfraktion der Destillationskolonne 8 in einer Menge von 491 Gewichtsteilen (490 Gewichtsteile Tetramethylensulfon,· 1 Gewichtsteil Aromaten) pro Stunde und in Form von reinem Extraktionsmittel (Leitung25) in einer Menge von 10,5 Gewichtsteilen pro Stunde in den Extraktor 2 eingespeist. Durch Leitung 3 werden 84,5 Gewichtsteile pro Stunde einer Raffinatphase (84 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe und 0,5 Gewiehtsteile Tetra- methylensulfon) abgezogen. Die Extraktphase (504 Gewiehtsteile Tetramethylensulfon und 53 Gewiehtsteile Kohlenwasserstoffe pro Stunde) strömt durch die Leitung 4 in den Abstreifer 5, wo bei einem Druck von 60 mm Hg und bei einer Bodentemperatur von 190⁰C ein Teil über Kopf durch die Leitung 6 zum Boden des Extraktors 2 (40 Gewiehtsteile pro Stunde, zusammengesetzt aus 36 Gewichtsteilen Kohlenwasserstoffen und 4 Gewichtsteilen Tetramethylensulfon) zurückgeführt wird. Der Rest der Extraktphase, nämlich "517 Gewiehtsteile (500 Gewiehtsteile Tetramethylensulfon und 17 Gewiehtsteile Kohlenwasserstoffe) pro Stunde wird aus dem Abstreifer 5 als Bodenprodukt durch die Leitung 7 abgezogen und in die Destillationskolonne 8 eingespeist, wo er bei einem Druck von 40 mm Hg, einer Bodentemperatur von 200° C und einer Kopf temperatur von 150" C aufgetrennt wird in eine Bodenfraktion (496 Gewiehtsteile je Stunde), die durch die Leitung 9 und die Pumpe P-I zu dem Vorratsbehälter BA geführt wird.

und eine aromatische Kopffraktion (35 Gewiehtsteile je Stunde), welche durch die Leitung 12 in den Pufferkessel 5-2 eingespeist wird. Die Bodenfraktion wird aus dem Behälter 5-1 durch die Pumpe P-I abgepumpt und aufgeteilt in eine Menge von 491 Gewichtsteilen pro Stunde, welche durch Leitung 10 in den Extraktor 2 zurückgeführt wird, und eine Menge von 5 Gewichtsteilen (enthaltend 0,01 Gewichtsteile schwere Aromaten), welche als Nebenstrom über Leitung 11 etwa in der Mitte des als Kontaktor ausgebildeten Wäschers 19 eingespeist wird.

Von dem Pufferkessel 5-2 werden 14 Gewiehtsteile

pro Stunde der aromatischen Kopffraktion über Leitung 14 zum Kopf der Destillationskolonne 8 zurückgeführt und 21 Gewiehtsteile pro Stunde (16 Gewichtsteile Kohlenwasserstoffe und 5 Gewiehtsteile Tetramethylensulfon) werden durch die Leitung 13

, mittels Pumpe P-3 und durch Leitung 15 in den Kontaktor 19 eingespeist.
Die Raffinatphase aus dem Extraktor 2 wird in dem mit rotierender Scheibe ausgerüsteten Kontaktor 16 bei einer Temperatur von 6O⁰C mit Wasser aus dem Vorratsbehälter 5-3 gewaschen, das durch Leitung 23 zum Kopf des Kontaktors 16 geführt wird. Es werden 4 Gewiehtsteile Wasser pro Stunde zugeführt. Die Menge des gewaschenen Raffinats, abgezogen durch Leitung 17, beträgt 84 Gewiehtsteile pro Stunde. Die als Bodenprodukt anfallende wäßrige Phase beträgt 4,5 Gewiehtsteile (4,0 Gewiehtsteile Wasser, 0,5 Gewichtsteile Tetramethylensulfon) pro Stunde. Diese wäßrige Phase wird über Leitung 18 am Kopf des Kontaktors 19 eingespeist. Die Temperatur in diesem Kontaktor beträgt 6O⁰C. Die wäßrige Tetramethylensuifonlösung aus Leitung 18 wird dabei an einer Stelle oberhalb des Eintrittspunktes der Leitung 11, aber unterhalb des Eintrittspunktes des reinen Waschwassers, aus dem Lagerbehälter 5-3, das durch Leitung 22 mit einem Durchsatz von 36 Gewichtsteilen pro Stunde zugeführt

wird, in den Kontaktor 19 eingespeist. Der gewaschene Extrakt wird am Kopf des Kontaktors 19 in einer Menge von 16 Gewichtsteilen pro Stunde entnommen und durch Leitung 24 abgeführt. Am Boden des Kontaktors 19 fällt ein Strom von wäßrigem Extraktionsmittel in einer Menge von 50,5 Gewichtsteilen (40 Gewichtsteile Wasser, 10,5 Gewichtsteile Tetramethylensulfon) pro Stunde an. Diese Lösung strömt über Leitung20 in die Destillationskolonneil, die bei einem Druck von 150 mm Hg und einer Bodentemperatur von 180⁰C betrieben wird. Das reine Tetramethylensulfon wird am Boden dieser Kolonne in einer Menge von 10,5 Gewichtsteilen pro Stunde abgezogen und durch Leitung 25 zurückgeführt. Das Wasser strömt als Kopfprodukt ab und wird dem Vorratskessel B-3 über Leitung 26 in einer Menge von 40 Gewichtsteilen pro Stunde zugeführt..

Der Aromatengehalt des durch die Leitung 24 entnommenen Extraktes beträgt 95 Gewichtsprozent. Der Aromatengehalt des durch die Leitung 17 entnommenen Raffinats beträgt 6 Gewichtsprozent.

Insgesamt ergibt sich folgende Stoffbilanz:

In das Verfahren eingebracht	Aus dem Verfahren ausgebracht
100 Gewichtsteile	84 Gewichtsteile pro Stunde
pro Stunde (Leuchtöl	(gewaschenes Raffinat:
mit 20 Gewichtsprozent	6 Gewichtsprozent
Aromatengehalt	= 5,05 Gewichtsteile
= 20 Teile/Gewicht	Aromaten)
Aromaten)	16 Gewichtsteile pro Stunde
	(gewaschener Extrakt:
	95 Gewichtsprozent
	= 15,2 Gewichtsteile
	Aromaten)
100 Gewichtsteile	100 Gewichtsteile
pro Stunde, davon	pro Stunde, davon
20 Teile pro Stunde	20,25 Teile pro Stunde
Aromaten	Aromaten

Die geringfügige Differenz zwischen der einge- *.. brachten und der ausgebrachten Aromatenmenge ist auf Analysenungenauigkeiten zurückzuführen. (

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2.

welche im Bereich des Extraktionsmittels siedende

Patentanspruch". Aromaten enthalten, mittels eines cyclischen Sulfons,

wobei die Raffinatphase durch Wasserwäsche von

Verfahren zur extrahierenden Fraktionierung restlichem Extraktionsmittel befreit und die Extraktvon Kohlenwasserstoffgemischen, welche im Be- 5 phase zwecks Wiedergewinnung und Rückführung reich des Extraktionsmittels siedende Aromaten des Extraktionsmittels aufgearbeitet wird, ist dadurch enthalten, mittels eines cyclischen Sulfons, wobei gekennzeichnet, daß die Extraktphase ohne vorherige die Raffinatphase durch Wasserwäsche von rest- Wasserwäsche durch Destillation in eine aromatische lichem Extraktionsmittel befreit und die Extrakt- Kopffraktion, die mit Wasser gewaschen wird, und phase zwecks Wiedergewinnung und Rückführung io in eine das Extraktionsmittel enthaltende Bodendes Extraktionsmittels aufgearbeitet wird, d a- fraktion aufgeteilt wird, daß aus letzterer ein kleinerer durch gekennzeichnet, daß die Extrakt- Anteil als Nebenstrom abgezweigt, mit Wasser gephase ohne vorherige Wasserwäsche durch De- waschen und die dabei anfallende wäßrige Phase stillation in eine aromatische Kopffraktion, die unter Gewinnung des praktisch reinen Extraktionsmit Wasser gewaschen wird, und in eine das 15 mittels destilliert wird und daß sowohl die bei der Extraktionsmittel enthaltende Bodenfraktion auf- ersten Destillation erhaltene Bodenfraktion als auch geteilt wird, daß aus letzterer ein kleinerer Anteil das aus dem Nebenstrom erhaltene reine Extraktionsais Nebenstrom abgezweigt, mit Wasser gewaschen mittel in das Extraktionssystem zurückgeführt werden, und die dabei anfallende wäßrige Phase unter Ge- Erfindungsgemäß werden also nur die Raffinatwinnung des praktisch reinen Extraktionsmittels 20 phase, das aus der Extraktphase durch Destillation destilliert wird und daß sowohl die bei der ersten gewonnene aromatenreiche Kopfprodukt und der Destillation erhaltene Bodenfraktion als auch das aus dem Bodenprodukt abgezweigte Nebenstrom ge-• aus dem Nebenstrom erhaltene reine Extraktions- waschen, und nur diese Waschwässer werden zwecks mittel in das Extraktionssystem zurückgeführt Rückgewinnung des darin enthaltenen cyclischen werden. - 25 Sulfons destillativ aufgearbeitet.

Im Rahmen der Erfindung kann die Extraktion

nach jeder bekannten Methode durchgeführt werden, z. B. als Flüssigkeit-Flüssigkeit-Extraktion oder als

Verfahren zur extrahierenden Fraktionierung extrahierende Destillation mit Hilfe von Extraktionsvon Kohlenwasserstoffgeinischen, welche im Bereich 30 kolonnen oder Destillationskolonnen oder mit Hilfe des Extraktionsmittels siedende Aromaten enthalten, eines Kontaktors mit rotierender Scheibe,
mittels eines cyclischen Sulfons, v/obei die Raffinat- Die bei der Extraktion erhaltene Raffinatphase entphase durch Wasserwäsche von restlichem Extrak- hält nur einen verhältnismäßig geringen Teil des tionsmittel befreit und die Extraktphase zwecks Extraktionsmittels, wobei die Menge im allgemeinen Wiedergewinnung und Rückführung des Extraktions- 35 0,2 bis 1,0 Gewichtsprozent des Raffinats beträgt, mittels aufgearbeitet wird, sind bekannt. Bei der Zugabe von Wasser trennt sich eine Mischung Insbesondere bei der Verwendung von Tetra- aus Wasser und Extraktionsmittel ab und wird aus methylensulfon als Extraktionsmittel waren jedoch dem gewaschenen Raffinat entfernt. Die zugesetzte in der Praxis Schwierigkeiten aufgetreten, weil man Wassermenge beträgt vorzugsweise mindestens 3 Geglaubte, die gesamte aromatenhaltige Extraktphase 40 wichtsteile für jeden Gewichtsteil des Extraktionseiner Wasserwäsche unterwerfen zu müssen, so daß mittels. Das Waschen des Raffinats kann nach den dann sehr große Flüssigkeitsmengen destillativ auf- bekannten Methoden durchgeführt werden,
zutrennen w,aren. Andererseits ist es aber gerade bei Die Destillation der aromatenhaltigen Extraktphase Anwesenheit von Aromaten, weiche im Siedebereich kann ebenfalls nach bekannten Methoden durchdes Extraktionsmittels sieden, unbedingt erforderlich, 45 geführt werden. Wenn die zu extrahierende Kohleneine scharfe Trennung zwischen Aromaten 'und Wasserstoffmischung einer Flüssigkeit-Flüssigkeit-Ex-Extraktionsmittel vor Rückführung des letzteren in fraktion unterworfen wird, kann die Destillation der die Extraktionsstufe sicherzustellen, da sonst das Extraktphase z. B. in einem Zweikoionnensystem Extraktionsgleichgewicht und damit die Selektivität durchgeführt werden. Wenn eine Methode der extrades Extraktionsvorganges empfindlich . gestört /wird;. 50 hierenden Destillation zur Zerlegung des Ausgangs-Zwar kann man bei Verwendung offenkettiger Di- gemisches verwendet wird, wird in der Regel eine aikylsulfone mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Molekül Hauptkolonne zur Destillation der Extraktphase und einer maximalen Kettenlänge der Alkylgruppen verwendet.

von 2 Kohlenstoffatomen als Extraktionsmittel die Die dabei erhaltene aromatische-~ Kopffraktion Aromaten praktisch quantitativ aus dem Extrakt ab-; 55 enthält eine. Menge des Extraktionsmittels, welche streifen, so daß das Kopfprodukt des Abstreifers ·— in Abhängigkeit von z.B. den angewandten Depraktisch kein Extraktio'nsmittel enthält. Eine der- stillationsbedingungen und von dem Siedepunkt der artige Maßnahme führt bei cyclischen Sulfonen aber extrahierten Aromaten — im Bereich von 0 bis 50 Genicht zum gewünschten Erfolg. wichtsprozent liegen kann. Bei der Waschbehandlung Überraschenderweise wurde nun ein Weg gefunden, 60 wird vorzugsweise ein Kontaktor mit rotierender der es ermöglicht, in verfahrenstechnisch einfacherer Scheibe verwendet, wobei die Wassermenge min- und wirtschaftlicher Weise zu arbeiten, so daß nicht destens 3 Gewichtsteile je Gewichtsteil des Extrakdie gesamte Extraktphase mit Wasser gewaschen und tionsmittels beträgt.

dieses Waschwasser zwecks Rückgewinnung des cy- Der zu reinigende Nebenstrom, der aus der rück-

clischen Sulfons insgesamt destillativ aufgearbeitet 65 zuführenden Bodenfraktion abgezweigt wird, enthält

werden muß. im allgemeinen mehr als 99 Gewichtsprozent Extrak-

Das erfindungsgemäße Verfahren zur extrahierenden tionsmittel. Zu jedem Gewichtsteil des verunreinigten

Fraktionierung von Kohlenwasserstoffgemischen, Stromes werden vorzugsweise mindestens 3 Gewichts-