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Procédé d'obtention d'hydrocarbures aromatiques très purs
La présente invention est relative à un précédé pour l'obtention d'hydrocarbures aromatiques très purs à partir de mélanges qui, à côté des hydrocarbures aromatiques, renferment également des hydrocarburesparaffiniques et naphténiques. En particulier, l'invention fait appel à un procédé dans lequel la matière de départ complètement vapori- sée est lavée à contre-courant avec un agent de lavage pos-
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cd.&r.t un povir s'5lvs.'it âlevî pour les hydroearb res
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1.' 1..,:v'.:r.ti:.t1 C:O!Iìiate à iatyo-Ltirs la izatière de it-±&.rt Vtïpo:-j,.l;a ...1J.!".:1. la ,t.trt':'o ::O;re:
1!H't d'i.ipe 0010=0 pour- vue -:$ et à délivrai- simaltan-mint, il. la têts due 1% colorre l'fagwat de 1,-vute liiaw constitué par de la pywoliucm ou &es d4.rlvs, par oxomple des hydroy'-pyrcii" dunes dei don des iiy'irox/-aIeo/l jf/JTi*ûl*don js, le cas échéant ,&!Llement eu m61ff.nzu entre 11* t dar.iî '.1.ne proportion d'une pl-J.i't1ti en volume d. fï;y;iroc.r;)<11.'fH tLt"Ol%.:i.t1r;
/,ues dans la matière de départ .1o,Àr une t. 10 parties do l'ognt da lù.vngo, dans des oondi... tions de te#, érature tfillon que l'on soutire du fond de la c?10DA de distillation leu Àydoaarburea aromatiques dissous aune l'agailt ue lavage1 et. 'lu'on soutira, à la. tête de ladite
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colonne , les 'valeurs des hydrocarbures non-aromatiques, et
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qiû luk. hydrocarbures ar&a&tiu9s aciat séparés à l'état du vapeur, pM* un nîcple distillation, de la fraction s' é... co.)lnt il. la ta:..e de la colonne de distillation, tandis que l'amont de lav&ge liquide out runvoyé pour le lavago d'autres quantités de la matière de départ vaporiaêa.
L'utilisation des pyrroliaonos en tant qu'Agents buxîliuires lors de l'obtention des fractions aromatiques à partir de in6langes alhydrocarburet renfermant encore, à
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côté des fractions aromatiques, des composants non-aromatiques, pourrait en soi avoir lieu également en soumettant la matière de départ, renfermant des fractions aromatiques, à une extrac-
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tion avec duu P1rrolidoes à des températures de l'ordre de .>0 à 4000, tendis qu'ausai bien la phase lourde, constituée par l'agent a 'extraction et les fractions aromatiques qui y
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sont dissoutes, qu'également la phase légère, constituée par
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les fractions aromatiques et les fractions non-aromatiques, sont soutirées à l'état liquide de l'appareil d'extraction.
Indépendamment du fait que pour ce mode d'obtention des fractions aromatiques des appareillages d'extraction com- pliqués sont nécessaires, le procédé connu nécessite égale- ment dans certains cas une addition de substances étrangères abaissant la solubilité de l'axent d'extraction pour les
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fractions aromatiques, afin d'assurer dans dec conalziona économiques le degré de pureté désiré pour le produit final aromatique.
Le procédé de lavage conforme à l'intention, qui
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pourrait aussi être! appelé procédé d'extraction par uistilitt- tions part, à l'encontre do ce qui est la cae dans le mode opératoire décrit ci-dessus, d'une matière de départ com91à- teatent irsjBfè*!l ! .. 1J141J:r fie lmquelle il se forme ensuite* pas? un contact avec l'agent an &Va.fi8 :
U."1u1C.., une pliiise de fond également liquida qui, en dehors de .llaj5 ï ti de lavage, ne renferme que les fractions axoaatiquas et au plus encore à côté de faibles quantités de fractions non ax"3a&tla.U83 a, point cl'ébullîtion élevé qui peuvent facilement &tr..s6vllrhs j par distillation, tandis que les constituants soc-aONatiquH ' de la matière de départ restent dans la phasa vapeur et renferment si peu de fractions aromatiques qu'on peut obtenir ' avec un rendement maximal les fractions aromatiques très pures.
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D'autres cwwotériatiques et avantagea de l'inven- tion ressortiront plu;3 en détail de la description qui v- suivre en regard du dessin annexé qui représente, ach;:i.iti-¯ quement et simplement à titre d'exemple, un dispositif servant à la mise en oeuvre du procédé conforme et lfi:-ver,t,c: Cosse agent de levage on utilisa de la. aju.c,-;--
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pyrro.idone. Les températures indiquées sont à considérer comme des valeurs approximatives, car celles-ci dépendent dans de certaines limites de la composition de la matière ae départ (proportion des fractions aromatiques par rapport aux fractions non-aromatiques, proportion réciproque des fractions aromatiques, nature des fractions non-aromatiques) et du rendement et du degré de pureté du produit pur.
Le produit de départ renfermant les fractions aromatiques, par exemple ce qu'on appelle un "raffipat sous
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pression du benzol.", qui est constitué pour joz environ par des hydrocarbures aromatiques (benzène, toluène, xylènes)
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est envoyé par la contraire 1, à une température de 11500 environ, à la colonne 2. La matière de départ est soit tota- lèsent vaporisée, soit, si elle est à l'état liquide, sur- chauffas au point qu'il ne pro<m:'.se une vaporisation totale iUS4 du ltentrêt au liquida aans la CQ19. . A la têt de la colonne êt on délivre par la conduite de l'agent do lavage liquide, à une température de 120 0 environ. La quan- titré ue l'agent de lavage dépend de la composition du mélange de départ.
Si ce dernier ne renferme pratiquement que du
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benzène coasa constituant aromatique, on utilisa alors une proportion d'une partie en volume de benzène pour une à 3 parties en volume environ de l'agent de lavage. Si le mélange de dé-murt renferme, à coté du benzène, encore du toluène, la proportion volumétricue ues fraction$ aromatiques par rapport à l'agent de lavage est alors de 1:3 A 1:5.
Si comme dans le cas pri-sont, on utilisa une as-tière de départ renfer- mur.t du benzène, du toluène et des xylènes, le rapport volu- métrique des tractions aroati:ues par rapport à l'agent de lava-ze est alors de l'ordre de 1:4 à '1s%r De la têtt) de la. colonne, qui est maintenue à une
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température compris* entre 65 et 81 C, il se dégage @ mélange de vapeurs qui renferme les paraffinas et le.) naphtènes de la matière de départ, ainsi qu'une faible' quantité d'hydrocarbures aromatiques, principalement de benzène. Sans le cas présent, la fraction des hydrocarbures aromatiques dans le produit de tête ent dit l'ordre ae 10 à.
20 %, de sorte que la perte en fractions aromatiques, rapporté à la teneur en fractions aromatiques de la mariera de départ, est de l'ordre de 0,5 à 1 %. Si l'on utilime une matière de départ dont la teneur en fractions aromati des est plus faible, on peut alors, par un choix convenable des conditions de fonctionnement de la colonne, faire en sorte que la teneur en fractions aromatiques du produit de téte à l'état de vapeur soit, en pourcentage, plus faible que Galle précédemment indiquée, de sorte qu'il,en résulte éga- lement dans ce cas un rendement extrêmement élevé en frao- tions aromatiques très pures.
Le produit de tête à l'état de vapeur est soutiré par la conduite 4.
Du fond de la colonne 2, on soutire, par la con- duite 5, à une température de l'ordre de 134 0, un liquide qui renferme l'agent de lainage, les fractions aromatiques pures, ainsi que certains composés qui proviennent d'une décomposition possible dans certains cas de l'agent de lava- ge, décomposition qui, même si elle est minime, n'est pas totalement évitable. La phase liquide est introduite dans la colonne de distillation 6.
Du fond de cette darnière, il s'écoule, par la conduite 7, un agent de lavage pratiquement pur qui est à nouveau renvoyépar la conduite 3, à la coloc- ne 2, La porte minime en agent de lavage, au cas où elle se produit, est compensée en continu ou par intermittence par
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ça l'agent ae lbv3.b6' frais qui est introduit par la tubu- lure & Ù.&S.8 la conduite jetant donri;
que lors du recyclage à? l'agent ds lavage, certains constituants à peint d'ébullition élevé de la salière de départ se dissolvent dans l'agent de lavage, on soutire en contiru ou par intermittence ,par la tubu- lure 8, un petit courant partiel de la conduite 2 et le
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débarrasse d&ta un dispositif de rég4n&r&tion 21 des cou$- tituentu à point d'ébullitioa élevé qui y sont dissous, aurz une maaure talle iU1!! ne puisse se produira de par- tar'oationa de l'affet ce 16,vace envisagé, par suite de telles lmî,uret4o de l'agent de levage dans le circuit.
L'agent de lavage régénéré est renvoya dans le circuit par la conduite 10, tandis que les impuretés séparées sont éliminées du
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procâ par la conduite 11t Le la colonne de distillation 6, il se dégage
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pu' la conduite 12t lin mélange de vapeurs qui est constitué en majeure partie par les fractions aromatiques pures, A côté, ce mélange de vapeurs renferme les produits de décom- position de l'agent de lavage qui se sont éventuellement formas et, le cas échéant, des paraffines et des naphtènes à point 'ébullition élevé, au cas où ceux-ci étaient ren- fermés dans la matière de départ.
Le mélange de vapeurs est introduit dans une colonne de distillation 13 et il y est soumis à une distillation fractionnée. De la tête de la colonne 13, il se dégage, par la conduite 14, les produits de décomposition mentionnés de l'agent de.lavage, tandis u'on peut soutirer, par les conduites 12 et 16, une frac-
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tion benzèniqutt uu toluéniqus. Le produit de fond de la colonne 1.1 est soutiré par la conduite 12 et il renferme les alênes qui sont v.ntUG11ément êÓuil16d pas leu paraffine&
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et les naphtènes à point d'ébullition plus élevé qui ont été mentionnés, mais qu'on peut toutefois facilement sépa- rer par une simple distillation.
Onapu déterminer que lorsqu'on @ pas exemple, un produit de départ constitué à 95 % par du ben-
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zbue et du toluène, la fraction bonzènique soutirée par 1& conduite 12 présente un point da solidification supérieur à 5,500- Il s'agit donc d'un benzène extremement pur. La fraction toluénique soutirée par la conduite 16 présentait une teneur en toluène supérieure à 99,9 %.
Il peut; être avantageux parfois , dans le' cas de
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mélanges de départ renfermant du benzène j du toluène oit des xylènes, de ùécom90ser d'abord grossièrement ce mélwtf ,,e de départ en plusieurs fractiorts ne ranfar:M3.t chaaune qu'une catégorie , et aussi deux catégories, de frac- tions aromatil.:!.ues, tandis qu'on soumet alors e6per6mulit le <:tif.!'ër9nt tractions à un lavait avec lits pyrrolidonisa , Il arrive aussi que, elaud le cas de mélanges d 4épart de ce genre, on ne oit souvent inférasse qu9 par W.'e eatélorie particulièrement pure de tractions arc &tifiuôa de Bort. qu'on n'a besoin, parlai les différentes fract1os. de soumettre au lavas* avec les pyrrolldonon que celle qu'on désira obtenir uvec uns pureté particuliers.
On fera encora remarquer que pour ne pas soiaplitjuer de façon inutile le présent schéma opératoire, ce dernier ne renferme pas les dispositifs complémentaires qui sont usuels dans la technique de la distillation, par exemple
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ceux pour condenser, chauffer, recycler, etc....'leu pro- duits les plus divers.
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Process for obtaining very pure aromatic hydrocarbons
The present invention relates to a precedent for obtaining very pure aromatic hydrocarbons from mixtures which, next to aromatic hydrocarbons, also contain paraffinic and naphthenic hydrocarbons. In particular, the invention employs a process in which the fully vaporized starting material is backwashed with a pos- sible washing agent.
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cd. & r.t a povir s'5lvs.'it âlevî for hydroearb res
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1. ' 1 ..,: v '.: R.ti: .t1 C: O! Iìiate to iatyo-Ltirs the izatière of it- ± & .rt Vtïpo: -j, .l; a ... 1J.! ". : 1. La, t.trt ':' o :: O; re:
1! H't d'i.ipe 0010 = 0 for- view -: $ and to deliver- simaltan-mint, il. the head due 1% colorre the fagwat of 1, -vute liiaw consisting of pywoliucm or & es d4.rlvs, by oxomple of hydroy'-pyrcii "dunes dei don of iiy'irox / -aIeo / l jf / JTi * ûl * don js, where appropriate, &! Llement eu m61ff.nzu between 11 * t dar.iî '.1.ne proportion of a pl-J.i't1ti by volume d. fï; y; iroc.r ;) <11.'fH tLt "Ol%: i.t1r;
/, ues in the starting material .1o, Àr a t. 10 parts of the onion da lù.vngo, in oondi ... tions of temperature tfillon which one withdraws from the bottom of the distillation c? 10DA leu to aromatic hydoaarburea dissolved by the agailt ue wash1 and. 'we will extract, at the. head of said
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column, the values of non-aromatic hydrocarbons, and
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qiû luk. hydrocarbons ar & tiu9s aciat separated in the state of the vapor, pM * a nîcple distillation, of the fraction s' ... co.) lnt il. the temperature of the distillation column, while the upstream of the liquid washing is sent for the washing other quantities of the vapor starting material.
The use of pyrroliaonos as buxiliary agents in obtaining aromatic fractions from alhydrocarburet mixtures still containing, at
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side of the aromatic fractions, non-aromatic components, could in itself also take place by subjecting the starting material, containing aromatic fractions, to an extrac-
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tion with duu P1rrolidoes at temperatures of the order of.> 0 to 4000, tended that the heavy phase, constituted by the extractant and the aromatic fractions which therein
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are dissolved, that also the light phase, constituted by
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the aromatic fractions and the non-aromatic fractions are withdrawn in the liquid state from the extraction apparatus.
Regardless of the fact that for this method of obtaining the aromatic fractions complicated extraction equipment is necessary, the known process also requires in certain cases an addition of foreign substances lowering the solubility of the extraction axis for the
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aromatic fractions, in order to ensure in economic dec conalziona the desired degree of purity for the final aromatic product.
The washing process in accordance with the intention, which
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could also be! This is referred to as a method of extraction by means of extraction, contrary to what is the case in the procedure described above, of a starting material which is suitable for the preparation of the product. .. 1J141J: r fie what it forms next * not? a contact with the agent an & Va.fi8:
U. "1u1C .., a bottom pliiise also liquidated which, apart from .llaj5 ï ti washing, contains only the axoaatiquas fractions and at most next to small quantities of fractions not ax" 3a & tla.U83 a, high boiling point which can easily be distilled off, while the soc-aONatiquH 'constituents of the starting material remain in the vapor phase and contain so few aromatic fractions as to be obtained with high yield. maximum very pure aromatic fractions.
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Other cwwoteriatique and advantage of the invention will emerge in greater detail from the description which follows with reference to the appended drawing which represents, ach;: i.iti-¯ cally and simply by way of example, a device for carrying out the conforming process and lfi: -ver, t, c: Thimble lifting agent was used. aju.c, -; -
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pyrro.idone. The temperatures indicated are to be considered as approximate values, because they depend within certain limits on the composition of the starting material (proportion of aromatic fractions in relation to non-aromatic fractions, reciprocal proportion of aromatic fractions, nature of fractions. non-aromatics) and the yield and degree of purity of the pure product.
The starting material containing the aromatic fractions, for example what is called a "raffipate under
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benzol pressure. ", which is made up for approx. joz of aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylenes)
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is sent on the contrary 1, at a temperature of about 11500, to column 2. The starting material is either totally vaporized or, if in the liquid state, overheated to the point that it does not. pro <m: '. is a total vaporization iUS4 from ltentrêt to liquida in CQ19. . At the head of the column, liquid washing agent is delivered through the line at a temperature of approximately 120 ° C. The amount of the washing agent depends on the composition of the starting mixture.
If the latter contains practically only
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benzene coasa aromatic constituent, we then used a proportion of one part by volume of benzene to one to 3 parts by volume of the washing agent. If the de-murt mixture contains, besides benzene, also toluene, the volumetric proportion of the aromatic fraction relative to the washing agent is then 1: 3 to 1: 5.
If, as in the case of pri-are, a starting material containing benzene, toluene and xylenes was used, the volumetric ratio of the aromatic tractions with respect to the washing agent. ze is then of the order of 1: 4 to '1s% r of the head) of the. column, which is held at a
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temperature between 65 and 81 ° C, it is released @ mixture of vapors which contains the paraffins and naphthenes of the starting material, as well as a small amount of aromatic hydrocarbons, mainly benzene. Without the present case, the fraction of aromatic hydrocarbons in the overhead product ent says the order ae 10 to.
20%, so that the loss of aromatic fractions, relative to the content of aromatic fractions of the starting mariera, is of the order of 0.5 to 1%. If a starting material is used which has a lower flavor fraction content, then, by suitable selection of the operating conditions of the column, it is possible to ensure that the flavor content of the head product at the vapor state is, in percentage, lower than Galle previously indicated, so that in this case also an extremely high yield of very pure aromatic fractions results.
The overhead product in the vapor state is withdrawn through line 4.
From the bottom of column 2, a liquid which contains the woolen agent, the pure aromatic fractions, as well as certain compounds which originate from the wool is withdrawn, via line 5, at a temperature of the order of 1340. a possible decomposition in some cases of the washing agent which decomposition, although minimal, is not completely avoidable. The liquid phase is introduced into the distillation column 6.
From the bottom of this darnière, a practically pure washing agent flows through line 7, which is again returned via line 3, to column 2, the door with minimal washing agent, in case it occurs, is compensated continuously or intermittently by
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that the agent ae lbv3.b6 'fresh which is introduced by the tubing & Ù. & S.8 the pipe throwing donri;
that when recycling to? the washing agent, some high-boiling painted constituents of the starting salt shaker dissolve in the washing agent, a small partial stream is withdrawn continuously or intermittently, through tubing 8, from the pipe 2 and the
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get rid of a regulating device 21 of the high boiling point cou $ - tituentu which are dissolved there, will have a maure talle iU1 !! There will be no par- tar'oationa of the affet this 16, vace envisaged, as a result of such lmî, uret4o of the lifting agent in the circuit.
The regenerated washing agent is returned to the circuit through line 10, while the separated impurities are removed from the system.
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proceed through line 11t The distillation column 6, it emerges
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pu 'the pipe 12t lin mixture of vapors which consists mainly of the pure aromatic fractions, Besides, this mixture of vapors contains the decomposition products of the washing agent which may have formed and, if necessary high-boiling paraffins and naphthenes, if these were included in the starting material.
The mixture of vapors is introduced into a distillation column 13 and there is subjected to fractional distillation. From the top of the column 13, through line 14, the decomposition products mentioned above of the washing agent emerge, while a fraction can be withdrawn through lines 12 and 16.
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tion benzèniqutt uu toluéniqus. The bottom product from column 1.1 is withdrawn through line 12 and it contains the awls which are usually not the paraffin.
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and the higher boiling point naphthenes which have been mentioned, but which can however be easily separated by simple distillation.
It was possible to determine that when, for example, a starting product consisting of 95% of ben-
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zbue and toluene, the bonzene fraction withdrawn through line 12 has a solidification point greater than 5.500. It is therefore an extremely pure benzene. The toluene fraction withdrawn through line 16 had a toluene content of greater than 99.9%.
He can; be advantageous sometimes, in the case of
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starting mixtures containing benzene, toluene or xylenes, first of all coarsely breaking down this starting mixture into several fractions, leaving only one category, and also two categories, of fractions. aromatil.:!.ues, while we then subject e6per6mulit the <: tif.! 'er9nt tractions to a washing with pyrrolidonisa beds, It also happens that, in the case of starting mixtures of this kind, we often do not inferred that by W.'e is a particularly pure theory of arc & tifiuôa tractions of Bort. that one does not need, spoke about the various fract1os. to submit to lavas * with the pyrrolldonons that that which one wishes to obtain with a particular purity.
It will also be pointed out that in order not to unnecessarily add to the present operating diagram, the latter does not contain the additional devices which are usual in the technique of distillation, for example.
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those for condensing, heating, recycling, etc .... 'their most diverse products.