DE2424349C2

DE2424349C2 - Verfahren zur Gewinnung von reinen Aromaten aus Gemischen mit Nichtaromaten

Info

Publication number: DE2424349C2
Application number: DE19742424349
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 6000 Frankfurt Danulat; Gerd Dr. 6000 Frankfurt Helms; Percy Dipl.-Ing. 6380 Bad Homburg John
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1974-05-20
Filing date: 1974-05-20
Publication date: 1982-11-25
Also published as: IT1038239B; NL7504904A; GB1505723A; FR2272055A1; DE2424349A1; JPS50160224A; BE829232A; FR2272055B1; ES437785A1

Description

a) das zur Abtrennung erforderliche Lösungsmittel zum Teil auf einen der oberen Böden einer der eigentlichen Extraktivdestillationskolonne vorgeschalteten ersten Kolonne, die ebenfalls nach dem Prinzip der Extraktivdestillation arbeitet, aufgibt,

ai) ein im wesentlichen aus Nichtaromaten bestehendes Kopfprodukt abzieht,

a2) ein Sumpfprodukt aus Nichtaromaten, Lösungsmittel und einem reichen Anteil an Aromaten abzieht und

b) das gemäß a₂) erhaltene Sumpfprodukt in an sich bekannter Weise durch extraktive Destillation zu reinen Aromaten aufarbeitet

kann, wobei die Herstellung des Aromatenschnittes so vorgenommen wird, daß ein möglichst an Aromaten reicher Schnitt anfällt
Nachteilig ist jedoch, daß diese Methode für bestimmte Gemische nicht anwendbar ist So ist beispielsweise die Gewinnung von Aromaten, vorzugsweise Benzol, aus Reformaten nicht möglich, da diese nur geringe Mengen an Benzol enthalten und eine normale destillative Aurlconzentrierung auf benzolhaltige Schnitte mit Benzolgehalt von über 60% nicht gelingt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese und andere Nachteile zu vermeiden und als Ausgangsmaterial zur Gewinnung der reinen Aromaten auch solche Gemische einzusetzen, die nur geringe Mengen an Aromaten enthalten, wie z. B. Reformate und Platformate.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kopfprodukt der vorgeschalteten ersten Kolonne teilweise als Rückfluß in diese Kolonne zurückführt

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in der ersten Kolonne so viel Lösupgsmitt*-'. zugibt daß sich eine Kopf temperatur vun 90 bis 110⁰C bei Normaldruck einstellt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in der eigentlichen Extraktivdestillationskolonne mit einem Druck von 0,3 bis 0,8 ata arbeitet

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Menge an Lösungsmittel in der ersten Kolonne so bemißt, daß man als Kopfprodukt dieser Kolonne eine Nichtaromatenfraktion erhält, die nur 300 bis 600 ppm Aromaten enthält.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kopfprodukt der ersten Kolonne eine aromatenfreie Fraktion abtrennt, die Nichtaromaten des Siedebereiches 35 bis 100⁰C enthält.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von reinen Aromaten aus Gemischen mit im gleichen Siedebereich siedenden Nichtaromaten mit Aromatengehalten von unter 60 Gew.-°/o durch Extraktivdestillation mit einem selektiven Lösungsmittel.

Bei derartigen Verfahren ist im allgemeinen erforderlich, von einem besonderen Schnitt des Kohlenwasserstoffgemischs auszugehen (DE-PS 14 68 315). Dabei bietet sich die Möglichkeit an, das gleiche Extraktionsmittel, welches für die Extraktivdestillation angewendet wird, zur Herstellung des Aromatenschnittes zu verwenden und dadurch Energie und Bodenzahl einzusparen. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, daß man die beiden Verfahrensschritte hintereinanderschalten und unter verschiedenen Drücken betreiben Gegenstand der Erfindung ist somit das in den vorstehenden Patentansprüchen aufgezeigte Verfahren zur Gewinnung von reinen Aromaten aus Gemischen mit Nichtaromaten.

Dabei kann man das erhaltene Kopfprodukt der vorgeschalteten ersten Kolonne teilweise als Rückfluß in diese Kolonne zurückführen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung gibt man in der ersten Kolonne soviel Lösungsmittel zu, daß sich eine Kopftemperatur von 90 bis 110⁰C bei Normaldruck einstellt

Bevorzugt arbeitet man in der Extraktivdestillationskolonne mit einem Druck von 03 bis 0,8 ata.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß man die Menge an Lösungsmittel in der ersten Kolonne so bemißt, daß man als Kopfprodukt dieser Kolonne eine Nichtaromatenfraktion erhält, die nur 300 bis 600 ppm Aromaten enthält.

Bevorzugt wird im Rahmen der Erfindung so gearbeitet, daß man als Kopfprodukt der ersten Kolonne eine aromatenfreie Fraktion abtrennt, die Nichtaromaten des Siedebereiches 35° C bis 100° C enthält.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es gelingt, Aromaten mit hoher Reinheit nach einem einfachen Verfahren herzustellen. Durch eine erfindungsgemäß der eigentlichen Extrak- ^destillationskolonne vorgeschaltete Kolonne, die ebenfalls nach dem Prinzip der Extraktivdestillation arbeitet, d. h. der Aufspaltung des Prozesses in zwei Stufen, ist es möglich, unter den für einen Wärmetausch günstigsten Bedingungen zu arbeiten.

so Würde man, wie bisher üblich, in einer einstufigen Extraktivdestillation arbeiten, dann müßte man die gleiche oder eine höhere Lösungsmittelmenge als für die beiden Stufen zusammen erforderlich, aufgeben, was eine Extraktivdestillation bei einem höheren Temperaturniveau zur Folge hätte, da in Folge der Anwesenheit von leichtsiedenden Kohlenwasserstoffen im Kopf ein Vakuumbetrieb nicht möglich ist. Gleichzeitig ist ein Wärmeaustausch zwischen heißem Lösungsmittel aus dem Sumpf der letzten Kolonne für den Prozeß nicht mehr möglich, da beide Kolonnen unter den gleichen Sumpftemperaturbedingungen arbeiten. Ferner würde die Ausbeute an Reinbenzol stark vermindert werden, da die gesamten Nichtaromaten als Kopfprodukt der Extraktivdestillation anfallen und 5 bis 10% Benzol enthalten. Statt einer Ausbeute von 95 bis 98% sinkt die Ausbeute auf 70 bis 85%.

Die in der ersten Extraktionsstufe gewonnenen Nichtaromaten haben überdies einen Restgehalt an

Aromaten von 300 bis 600 ppm und stellen ein wertvolles Spezialbenzin dar, das als Lösungsmittel verwendet werden kann.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden Ausfflhrungsbeispiel und der dazugehörenden Tabelle näher beschrieben.

Beispiel

In einer Vordestillation, die hier nicht näher beschrieben wird, wird aus einem Reformat ein benzolreicher Schnitt der Zusammensetzung und Menge gemäß Spalte 1 der Tabelle gewonnen. Die in der Tabelfe angegebenen Nummern der Spalten beziehen sich auf die in der Figur angegebenen Stromnummern, bzw. in Kreise gesetzte Bezugszeichen. Dieser Schnitt wird wie folgt verarbeitet:

Der vordestillierte Aromatenschniit der Zusammensetzung 1 (siehe Tabelle) wird im Wärmeaustauscher 2 (siehe Figur) mit dem Lösungsmittel aufgewärmt und über 3 auf den 20. Boden der mit 45 Böden ausgestatteten Kolonne 4 gegeben. Am Kopf der Kolonne wird ais Lösungsmittel N-rvielhyipyrroiidon, das auf die geeignete Temperatur im Wärmeaustauscher 2 abgekühlt wurde, mit Strom 42 aufgegeben. Die Beheizung der Kolonne 4 geschieht teilweise mit heißem Lösungsmittel (Strom 35) im Wärmeaustauscher 6, teilweise im Aufkocher 5 mit Dampf. Aus 6 kann das Lösungsmittel über 36,37, in Kolonne 12 über 22,38,39 und 40 geführt werden. Ein Teil kann über 41 in Wärmetauscher 2 überführt werden. Die Kolonne 4 arbeitet bei 1 ata Kopfdruck. Am Kopf der Kolonne 4 werden die bis 100°C siedenden Nichtaromaten über 7 abgezogen, im Kondensator 8 gewonnen und über 9 teilweise als Rückfluß auf den Kopf der Kolonne 4 zurückgeleitet, teilweise als Produkt 10 gewonnen. Die hier als Kopfprodukt gewonnenen Nichtaromaten enthalten nur 300 bis 600 ppm Aromaten.

Das heiße Sumpfprodukt der Kolonne 4 enthält Lösungsmittel, Benzol und Nichtaromaten und wird als Strom ti auf den 20. Boden der mit 50 Böden versehenen Extraktivdestillationskolonne 12 gespeist, Auf den 45. Boden der Kolonne 12 wird N-Methylpyrroüdon (Strom 40) zugegeben, das seine Wärme vorher in den Wärmeaustauschern 25, 6 und 22 abgegeben hatte und im Kühler 39 auf die Gleichgewichtstemperatur der Zugabestelle abgekühlt wurde. Die Kolonne 12 arbeitet unter einem Druck von 0,5 ata. Die am Kopf der Extraktivdestillationskolonne 12 bei einer Siedetemperatur von ca. 105⁰C anfallenden Dämpfe (Strom 13) werden nach Abnahme eines Rücklaufes im Kondensator 14 teilweise über 15 in Kolonne 12, teilweise über 16 in eine Raffinatkolonne 17 geleitet, dessen Kopfprodukt 18 bei 105⁰C siedet und die Zusammensetzung des Stromes 21 hat, wobei ein Teil des aus dem Kühler 19 kommenden Stromes als 20 in die Kolonne 17 überführt werden kann. 21 bezeichnet das Raffinat. Das Sumpfprodukt der Kolonne 17 kann als 23 in die Extraktivdestühtionskoionne 12 zurückgeführt werden.

Die Kolonne 12 hat eine Sumpftemp ratur von ca. 110°C und wird im Aufkocher 25 mit heißem Lösungsmittel aus dem Sumpf der Stripperkolonne 26 beheizt.

Das Sumpfprodukt der Kolonne 12 hat die Zusammensetzung des Stromes 24, besteht also nur aus Lösungsmittel und Aromaten und wird in die unter einem Druck von 0,5 ata arbeitende Abstreiferkolonne 26 geführt Als Kopfprodukt dieser Kolonne (Strom 32) wird Benzol hoher Reinheit gewonnen. Dac, Sumpfprodukt ist N-Methylpyrrolidon (Strom 34) von ca. 170⁰C, das zur Beheizung der Kolonnen 12,4 und 17 sowie zur Vorwärmung des Einsatzmaterials verwendet wird und in Teilströmen auf die Kolonnen 4 und 12 zurückgeführt wird. Die Beheizung der Kolonne 26 erfolgt mit Dampf im Aufkocher 33; 27 zeigt den Strom des Kopfproduktes, 30 einen Wärmeaustauscher, und 31 eine Rückführung in die Abstreiferkolonne 26.

Zusammensetzung der Ströme (Gew. %) und Mengen (kg/h) Siehe Frozeö-Schema

Komponente

Strom-Nr.	bzw. Bezugszeichen © ®	kg/h	%	©	%	3,1 13,3 0,6 0,6 2,6	©	%	©	%	©	6	%
kg/h	%	8.409 4.205 561 280	62,5 31,3 4,2 2,0	kg/h	20,0	kg/h	14,2 59,7 2,7 2,6 11,7	kg/h		kg/h	11.366
8.864 6.122 88 645 654	31,6 21,8 0,3 2,3 2,3	13.455	100,00	455 1.917 88 84 374	79,9 0,04	455 1.917 88 84 374	90,9				11366
16.373	58,3	—		2.918	80,0	2.918	9,1		99.9 0,1		_	99,9 0.1
11.651 6	41,7 0,02	-		11.651 6	100,0	291	9,1	11.360 6	100,0		100,0
11.657	41,7	13.455	100,0	11.657		291	100,0	11.366	100,0	100,0
28.030	100,0	_		14.575	3.209		11.366
-	_		23.000	_	58.000

@@©

k«/h kg/h

C₆-Parafiine C₇-Parafllne Cj-Paraffine C₆-Naphthene C₇-Naphthene

£Nichtaromaten

Benzol Toluol

Σ Aromaten Totair Lösg. Mittel

58.000 35.000 23.000

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von reinen Aromaten aus Gemischen mit Nichtaromaten, welch letztere im gleichen Siedebereich wie die Aromaten sieden und einen Aromatengehalt von unter 60Gew.-% aufweisen, mittels Extraktivdestillation mit einem selektiven Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man