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Verfahren zur Gewinnung von Reintoluol aus einer angereicherten Toluolfraktion
Urn Reinbenzol, Reintoluol oder Reinxylol zu gewinnen, wird im allgemeinen bisher
so verfahren, :daß die mittels einer Vordestillation .erhaltenen rohen oder ggereinigtenBenzol-,
Töluol- oder Xylolfraktionen nach einer Wäsche mit konzentrierter Schwefelsäure
einer sehr sorgfältigen, unstetig arbeitenden Destillation unterworfen werden:,
die ausschließlich in Blasen mit hohen Rektifizierlcolonnen vorgenommen wird. Es
entsteht dabei immer eine erhebliche Menge an Zwischenfraktionen, Vor- und Nachläufen,
so daß die Ausbeuten an reimen Kohlenwasserstnffen bei einmaliger Destillation selten
über 8a °/o betragen.. Die abdestil:lierten begleitenden Kohlenwasserstoffe enthalten
also immer noch beträchtliche Mengen des zu gewinnenden reinen Kohlenwasserstoffs.
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Es ist bisher in .der Praxis nicht möglich gewesen, mittels :der stetigen
Destillation ohneAnfall anZwischenfraktionenReintoluol, das zu 9o °/Q innerhalb
o,6 ° und zu 95 % innerhalb o,8' siedet, zu gewinnen.
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Man verwendet zwar die stetige Destillation zur Gewinnung von Motorenbenzol,
wobei nach Entfernung eines Vor- und Nachlaufs ein brauchbares Motorenbenzol mit
.den Siedegrenzen von 8o bis r5o° erhalten wird. Es ist auch die Kubierschky-Kolonne
zur kontinuierlichen Trennung von Benzol, Toluol und Xylol empfohlen worden.' Hierbei
wird aber aus Rohbenzol -erst ein goprozentiges Handelsbenzol .erhalten, das in
einem zweiten unstetigen Destillationsgang erst auf Reiribenzol weiterverarbeitet
werden muß. Ferner ist auch schon vorgeschlagen worden; Benzolleichtöle in mehreren
hintereinandergeschalteten Kolonnen stetig in Vorlauf und Benizol-, Toluol- und
Xylolfraktionen zu trennen. Bei dieser Arbeitsweise erhält man immer nur angereicherte
Fraktionen, die zwar Iden größeren Teil des. vorhandenen Kohlenwasserstoffs
enthalten;
aber nur in einer Anreicherung von 70 bis höchstens 9o0/0. Diese Destillate
genügen niemals den Anforderungen, die an reine Kohlenivasserstoffe, insbesondere
Reintoluol, gestellt werden. Je mehr man bei dieser Anordnung anstrabt, den gesamten
im aufgegebenen Leichtöl vorhandenen Kohlen-Wasserstoff, beispielsweise Toluol,
in einer Dest tlatfraktion anzureichern, desto mehr enthält die Fraktion von den
anderen tiefer-und höher siedenden Kohlenwasserstoffen, so daß die Toluolfraktionetwa
innerhalb io5 bis i15° siedet. Auch durch Nachschalten einer Nebenlzolotine gelingt
es dabei nicht, den Kohlenwasserstoff in reiner Form zu erhalten.
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Es ist auch der Weg beschritten worden, Flüssigkeitsgemische mit mehr
als drei Bestandteilen :durch fraktionierte Kondensation zu trennen, unter Verwendung
mehrerer Destilliersäulen, deren jede mit zwei Rektifiziersäulen verbunden ist.
Bei -dieser Arbeitsweise sind die Abläufe der Rektifiziersäulen immer mit einer
gewissen Menge des tiefer siedenden Bestandteils verunreinigt und stellen somit
auch keine reinen Kohlenwasserstoffe dar.
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Die Trennung von ternären Gemischen in ununterbrochen arbeitenden
Apparaten ist nun ebenfalls schon eingehend beschrieben worden.
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Auf dieser bekannten Arbeitsweise, bei welcher in der ersten Säule
das Leichtsiedende als Destillat entfernt wird und aus dem Abtriebsteil das Gemisch
aus Mittel- und Schwersiedendem abläuft, welches dann in der zweiten Säule in das
Mittelsiedende als Destillat und -das Schwersiedende als Ablauf getrennt wird, fußt
auch die vorliegende Erfindung. Dieses bekannte Verfahren führt aber nicht ohne
weiteres zu brauchbaren Ergebnissen. Denn wenn die Ausgangsmischung, für ,die beispielsweise
eine Berechnung .durchgeführt worden ist, 30% Benzol, 35% Toluol und 3507, Xy loI
enthält, so besteht der Ablauf der ersten Säule noch aus 3/o Benzol, 47110 Toluol
und 50% Xylol. Aus diesem Gemisch ist bestenfalls als Destillat der zweiten Säule
ein Erzeugnis zu erhalten, das noch 6% Benzol enthält und somit niemals Reintoluol
darstellt. Wird für eine Vermehrung der Abtriebsböden der ersten Säule gesorgt,
so sinkt zwar der Benzolgehalt im Ablauf dieser Kolonne auf i 0/0, was für eine
Reintoluolgeiv innung immer noch zu hoch ist; das Destillat dieser Kolonne enthält
aber dann derartig große Anteile To:luol (bis zu So%@, daß eine wirtschaftliche
Gewinnung von Reintoluol auf diesem Wege nicht möglich erscheint.
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Überraschenderweise hat sich nun ergeben, daß es doch nicht mir durchaus
möglich, sondern auch in bezug auf Ausbeute und Energieverbrauch höchst wirtschaftlich
ist, Reintoluol mittels der stetigen Destillation zu gewinnen, wenn man von einer
angereicherter Toluolfraktion ausgeht, die zu 95% innerhalb etwa ioo bis 13o° siedet
und so viel an höchstsiedenden Anteilen, insbesondere Xylol, in einer Menge über
io0'o enthält, daß der Kochpunkt des Ablaufs der ersten Kolonne mindestens I15°
beträgt. So wird z. B. das auf 75 bis ioo° vorgewärmte Erzeugnis der Kolonne i aufgegeben,
die einen verhältnismäßig großen. Abtriebsteil hat, der 1/2 bis 2/;, der Gesamtkolonne
einnimmt. Es lassen. sich die niedriger als Taluol siedenden Anteile aus dem Ablauf
dieser ersten Kolonne auch bei dem großen Abtriebsteil nur dann entfernen, wenn
der Kochpunkt der ablaufenden Mischung über 115° liegt. Der flüssig aus rler Kolonne
ablaufende Rückstand enthält dann z. B. nur o,i bis o,20% unter io9° siedende Anteile,
während das Destillat sich aus Benzol mit i bis höchstens 5% Toluol zusammensetzt.
Der auf über 115° erhitzte Ablauf der ersten Kolonne wird sofort, vorzugsweise noch
durch einen Erhitzer, der Kolonne II zugeführt, :die einen großen Verst'irkerteil
besitzt. Als Destillat wird ein Reintoluol erhalten, das zu 95% innerhalb o,3° siedet,
während der Ablauf dieser zweiten Kolonne atts den höher siedenden Anteilen mit
etwa 5 bis io% Toluolgehalt besteht.
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Sogenanntes gereinigtes Toluol, das zu 950% innerhalb ioo bis 12o°
siedet, oder noch enger siedende Toluolfraktionen sind infolge ihres geringen Anteils
an höchstsiedenden Bestandteilen nicht für die stetige Destillation auf Reintoluol
geeignet. Sie werden daher vorher mit einem entsprechenden Xylolant2il gemischt.
Besonders vorteilhaft ist beispielsweise ein Gemisch, das io0/0 Benzol, 75'1,) Toluol
und 15 % höher siedende Anteile enthält. Es gelingt, die Destillation so zu leiten,
daß das Destillat der ersten Kolonne aus 99% Benzol und nur i % Toluol besteht und
daß 72,5% des aufgegebenen Gemischs als Reintoluol anfallen, das sind 96,6% des
vorhanden gewesenen Toluols_ Die Erhöhung des höchstsiedenden Anteils eines Mehrstoffgemischs
erleichtert zwar bekanntermaßen die Abtrennung des leichtsiedenden Anteils. Es ist
aber nicht zu er--warten gewesen, ;daß bei stetiger Arbeitsweise in der ersten Kolonne
das Leichtsiedende fast quantitativ entfernt wird, ohne ,d.aß mit dem Leichtsiedenden
zugleich' zuviel Tolttol abdestilliert. Die bisherigen, etwa bei Thormann, »DestillierenundRektifizieren«,
Leipzig i928, dargelegten wissenschaftlichen
Anschauungen ließen
vielmehr lediglich erwarten, daß der Gehalt an Teichtest siedenden Anteilen im Ablauf
der ersten Kolonne sich asymptotisch einem Wert von einigen Prozenten nähern würde.