DE1468705A1

DE1468705A1 - Verfahren zur Gewinnung von para-Xylol

Info

Publication number: DE1468705A1
Application number: DE19621468705
Authority: DE
Inventors: Spiller Jun Charles Albert; Lammers Gerard Cline; Paul Jack Maroney
Original assignee: Standard Oil Co
Current assignee: Standard Oil Co
Priority date: 1961-05-22
Filing date: 1962-05-22
Publication date: 1969-04-24
Also published as: NL125644C; US3177265A; GB1007095A; NL278713A

Description

Patentanmeldung P 14 68 705. 9
Standard Oil Company. Chicago

Verfahren zur Gewinnung von para-Xylol

Die Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung von p-Xylol aus Erdöl. Besonders "betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Gewinnung von p-Xylol durch Umkristallisation aus einem Cg-Material oder einem Xylolgemisch; diese Umkristallisation wird in nur zwei Stufen ausgeführt.

Obwohl Erdöl, besonders Reformatfraktionen, die bei der Raffinierung von Erdöl erzeugt worden sind, eine wertvolle Quelle für p-Xylol Erstellen, bietet die Abtrennung des p-Xylols von den nahe siedenden Begleitkohlenwasserstoffen ein schwieriges technisches Problem. In einigen Bereichen der chemischen Technik wird ein p-Xylol mit einer Reinheit von wenigstens 98 i» gefordert; ein solches Produkt kann nicht durch fraktionierte Destillation oder durch einfaches Umkristallisieren in annehmbarer Ausbeute auf wirtschaftliche Weise gewonnen werden. Es ist eine Reihe von Versuchen zur Lösung dieses Problems angestellt worden, z.B. unter Anwendung fraktionierter Kristallisation; jedoch machen die hohen Kosten

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der zur Verfügung stehenden Verfahren hinsichtlich der Einrichtung und des Betriebes weitere Vereinfachungen in hohem Masse wünschenswert. Jede Verbesserung in der Enaaüsbeu-te v£rbessert den wirtschaftlichen Wert des Verfahrens und verringert die (Jesamtkosten. :

Bei einem besonders wirksamen Verfahren zur Gewinnung von p-Xylol aus Erdölfraktionen wird eine zweistufige Kristallisation angewendet, wobei an jede Kristallisationsstufe eine Abtrennung mit Hilfe von Zentrifugalkraft angeschlossen wird. Bei Benutzung dieses Verfahrens ist ein p-Xylol von 98 # oder noch höherer Reinheit erhätllich. Es ist weiterhin gefunden woran, dass stufenweises Abkühlen in der ersten Stufe ein Kristallwachstum fördert, das die Abtrennung der Mutterlauge vom Kristallkuchen erleichtert. Ferner ist gefunden worden, dass die Anwendung von Kristallisationsbehältern mit Schabvorrichtung besonders vorteilhaft ist, da in einem Gefäss das eingeführte Material abgekühlt und die sich ergebende Aufschlämmung wieder in Umlauf gebracht werden kann, so dass eine Bewegung und eine Kristallsortierung innerhalb des abgeschabten Kristallisationsbehälters hervorgerufen wird, während eine ausreichende Verweilzeit und Kristallkeime für das Kristallwachstum sichergestellt werden. Dieser ganze Behälter, der zugleich Kühler und Kristallisationsgefaäss ist, schaltet die Notwendigkeit einer besonderen Rohrleitung und einer angepassten Isolation aus, die notwendig wären, um die Aufschlämmung in der üblichen Weise von ... einem Standbehälter durch einen ausserhalb angebrachten Kühler zurück zum Standbehälter in Umlauf zu bringen. Die mit Schab-

vorrichtungen versehenen Kristallisationsbehälter, die /beim erfindungsgemässen Verfahren gebraucht werden, werden "bei im wesentlichen konstanter Temperatur durch alleinige Wärmeübertragung durch wenigstens einen Teil der Wandungen des Kristallisationsbehälters gehalten.

Die vorliegende Erfindung kann kurz als ein Verfahren zur Gewinnung von sehr reinem p~Xylol mit verbesserter Ausbeute bezeichnet werden, bei dem eine zweistufige Kristallisation angewendet wird und lediglich die folgenden beiden Ströme aus dem Vererbeitungsgang entfernt werden: (1) Mutterlauge, die isotherm direkt vom letzten Sehabkristallisationsbehälter in der ersten Kristallisationsstufe abgezogen wird, und (2) p-Xylol von 98 fo oder noch höherer Reinheit, das von der Abtrennungszone der zweiten Stufe weggezogen wird.

ErfindungBgemäss wird ein Xylolgemisch, das von einem Reformat abgeleitet und vorzugsweise zur grösstmöglichen Herabsetzung des Gehaltes an Paraffinkohlenwasserstoffen durch Extraktion gewonnen worden ist, in die erste Stufe eines Kristallisationsprozesses zusammen mit Mutterlauge eingebracht, die von der Abtrennung der zweiten Stufe erhalten und zurückgeführt worden ist. Die vereinigte Beschickung wird in einer Mehrzahl von Schritten auf eine Kristallisationstemperatur bei oder gerade oberhalb der ersten eutektischen Temperatur des Gemisches abgekühlt, d.h. im allgemeinen nicht weniger als auf etwa -79° C, jedoch in Abhän-

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gigkeit von der Zusammensetzung der Beschickung und der relativen Verteilung ihrer aromatischen Cg-Bestandteile. Nach einer Verweilzeit von 4 1/2 "bis 18 Stunden in der ersten Kristallisationsstufe, d.h. in zwei oder «ehr Kristallisationsbehältern mit Schälvorrichtung, wird ein Teil der Mutterlauge isotherm direkt von der Aufschlämmung abgezogen, die im letzten Schabkristallisationsbehälter der ersten Kristallisationsstufe enthalten ist. Dieser abgezogene Teil der Mutterlauge wird aus dem Verfahren ausgeschieden. Die verbleibende Aufschlämmung wird in eine Trennzentrifuge eingebracht, in der Mutterlauge von einem Kristallkuchen der ersten Stufe abgetrennt wird, und der gesamte zentrifugal abgetrennte Anteil der Mutterlauge wird in die erste Kristallisationsstufe zurückgeleitet.

Der Kristallkuchen der ersten Stufe wird geschmolzen und zusammen mit zurückgeleiteter Mutterlauge der zweiten Stufe in die zweite Kristallisationsstufe eingebracht. In der zweiten Stufe wird das eingesetzte Gemisch auf eine Temperatur im Bereich von ungefähr -9»4·° bis +4,4° C abgekühlt, d.h. wiederum in einem Schabkristallisationsbehälter der in der ersten Stufe gebrauchten Art. Die sich ergebende Aufschlämmung von p-Xylol und Mutterlauge wird in eine Trennzentrifuge der zweiten Stufe eingebracht, in der ein Kristallkuchen der zweiten Stufe von der Mutterlauge der zweiten Stufe abgetrennt wird. Ein Teil der gesamten Mutterlauge

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der zweiten Stufe wird in die zweite Kristallisationsstufe zurückgeleitet, um eine leicht zu handhabende Aufschlämmung aufrechtzuerhalten, und der verbleibende Teil der gesamten Mutterlauge der zweiten Stufe wird indie erste Kristallisationsstufe zurückgeführt. Der Kristallkuchen der zweiten Stufe wird geschmolzen und als 98$-iges oder noch reineres p-Xylol abgezogen. Die einzigen Ströme, die von der Verarbeitung entfernt werden, sind der Teil der in der ersten Stufe anfallenden Mutterlauge, der isotherm direkt vom letzten Schabkristallisationsbehälter der ersten Kristallisationsstufe abgezogen wird, und das 98#-ige oder noch reinere p-Xylol.

Die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens in der oben bezeichneten Weise ermöglicht die Erreichung der äussersten höchsten Ausbeute an p-Xylol von hoher Reinheit. Bisher wurde nach der üblichen Praxis Mutterlauge aus dem Verarbeitungsgang verworfen, die in der Trennzentrifuge der ersten Stufe abgetrennt worden war. Indessen ist infolge der Wärme, die in der Zentrifuge mechanisch erzeugt wird, der p-Xylol-Gehalt einer solchen Mutterlauge höher als derjenige der Mutterlauge, die sich in der Aufschlämmung des letzten Schabkristallisationsbehälters befindet. Die wirksamste Abtrennung bei einem Verfahren zur Auskristallisation von p-Xylol wird mit Trommelzentrifugen erzielt, die mit sehr hohen Geschwindigkeiten betrieben werden. So wird in der Zentrifuge mechanisch Wärme erzeugt, die zu einer

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Erwärmung der eingebrachten Aufschlämmung und des sich "bildenden Kristallkuchens um etwa 5,5 "bis 11° C oberhalb der Temperatur der Zentrifugenbeschickung führt. Dieser Temperaturanstieg "bewirkt, dass ein Teil der p-Xylol-Kristalle, die in der Aufschlämmung enthalten sind, schmilzt, so dass sich in der Mutterlauge eine höhere Konzentration an p-Xylol als in der Mutterlauge des Kristallisationsbehälters ergibt. Durch isothermes Abziehen von Mutterlauge aus der Aufschlämmung, die in dem Schabkristallisationsbehälter bei der niedrigsten Kristallisationstemperatur, d.h. in dem letzten Kristallisationsbehälter, enthalten ist, wird das richtige Gesamtverhältnis zwischen Ausgangsmaterial, Produkt und Abfall bei der Durchführung der p-Xylol-Kristallisation aufrechterhalten und der Mutterlauge, die aus dem Verfahren verworfen wird, wird vor der Abtrennung von der Aufschlämmung keine Wärme zugeführt. So hat die Mutterlauge, die aus dem Verfahren verworfen wird, die niedrigste p-Xylol-Konzentration, die möglich ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird das Xylolgemisch einschliesslich der Mutterlauge, die von der zweiten Kristallisationsstufe zurückgeleitet worden ist, in der ersten Kristallisationsstufe schrittweise abgekühlt, indem das Gemisch durch eine Reihe von wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Schabkristallisationsbehältern geleitet wird. Diese Kristallisationsbehälter sind mit einer Ummantelung versehen, damit eine einheitliche Kühloberfläche vorgesehen ist; sie besitzen ferner ein ausreichendes Volumen

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damit eine Verweilzeit der Beschickung von insgesamt 4 1/2 bis 18 Stunden, vorteilhafter etwa 5 bis 9 Stunden, in der ersten Stufe erzielt wird. Jeder Kristallisationsbehälter ist im Innern mit Mitteln für ein massiges Durchrühren der grossen Masse der Aufschlämmung und mit Mitteln zum Schaben ausgestattet, um ein Pestsetzen von kristallinen Massen auf den inneren Oberflächen des Kristallisationsbehälters zu verhindern. Jeder Kristallisationsbehälter ist auch aussen mit Mitteln ausgestattet, um einen Strom der Aufschlämmung von der grossen Masse der Aufschlämmung, die im Behälter enthalten ist, abzuziehen und um Aufschlämmung in den untersten Teil der Masse in einem im wesentlichen senkrecht aufwärts gerichteten Strom und mit genügender Geschwindigkeit zurückzuführen, dass eine Kristallsortierung und eine Bewegung der grossen Masse bewirkt wird. Die Aufschlämmung von p-Xylol-Kristallen, die in jedem Kristallisationsbehälter enthalten ist, besitzt ein ausreichendes Volumen, um reichlich Kristallkeime in der Aufschlämmung zu erzielen, so dass die grösseren Kristallteilchen ständig zum Boden des Gefässes ausgesondert werden, von wo sie abgezogen werden können. Die grosse Masse, die in jedem Kristallisationsbehälter enthalten ist, wird durch indirekten Wärmeaustausch mit einer Kühlflüssigkeit bei im wesentlichen konstanter Temperatur gehalten durch alleinige Wärmeübertragung durch wenistens einen Teil der Wandungen des Kristallisationsbehälters. Die gesamte Beschickung wird durch indirekten Wärmeaustausch mit einer Kühlflüssigkeit im ersten Kristallisationsbehälter auf eine

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Temperatur im Bereich von etwa -34,4 bis -56,7° C gekühlt, im letzten Kristallisationsbehälter auf eine niedrigere Temperatur im Bereich von etwa -65 "bis -76° C. Die Temperatur der grossen Masse im letzten Kristallisationsbehälter ist kritischer als die Temperaturen in den vorhergehenden Kristallisationsbehältem und sie ist normalerweise die niedrigste Temperatur innerhalb des oben angegebenen Bereichs dadurch wird eine Ausfällung der nächsten Komponente oder eines eutektischen Gemisches, d.h. eines Stoffes von anderer Zusammensetzung als p-Xylol, vermieden. Auf diese Weise wird das Maximum an Ausbeute erzielt ohne Einbusse an Reinheit des Endproduktes.

Zur Erreichung der äussersten maximalen Ausbeute an p-Xylol ist es notwendig, aus dem Verfahren einen Abfallstrom zu verwerfen, der einen möglichst niedrigen Gehalt an p-Xylol hat. Eine solche Flüssigkeit ist die Mutterlauge, die in der Aufschlämmung von p-Xylol-Kristallen im letzten Kristallisationsbehälter der ersten Kristallisationsstufe enthalten ist. Die Mutterlauge wird isotherm direkt von der Aufschlämmung abgezogen, die im letzten Kristallisationsbehälter der ersten Kristallisationsstufe enthalten ist. Dies wird durch Abtrennungsmittel erreicht, die innerhalb des Schabkristallisationsbehälters enthalten sind, wodurch ermöglicht wird, dass die Mutterlauge von den Kristallen der Aufschlämmung bei der Temperatur der Aufschlämmung im letzten Schabkristallisationsbehälter abgetrennt wird. So wird die zu verwerfende

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Mutterlauge von der Aufschlämmung abgetrennt, welche sich "bei der niedrigsten Temperatur in dem Verfahren "befindet. Diese Ausführung der Verwerfung vermeidet das mechanische Erwärmen der Aufschlämmung in der Trennzentrifuge und das folgende Schmelzen von p-Xylol-Kristallen in der Aufschlämmung. Es wird lediglich genügend Mutterlauge von dem letzten Kristallisationsbehälter in der ersten Kristallisationsstufe abgezogen, um ein Materialgleichgewicht bei dem Verfahren aufrechtzuerhalten, so dass die Summe aus dem Gewicht abgezogenen Mutterlauge und dem Gewicht des mindestens igen p-Xylols, das von der letzten Trennungszone abgezogen worden ist, dem Gewicht des Xylolgemisches gleich ist, das als Ausgangsstoff in das Verfahren eingebracht wurde. Sämtliche Mutterlaugenströme, die in der Trennzentrifuge der ersten Stufe und in der Trennzentrifuge der zweiten Stufe abgetrennt werden, werden im Rahmen des Verfahrens wieder in den Verarbeitungsgang zurückgeleitet. Das erfmndungsgemässe Verfahren wird des weiteren anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das das Arbeitsflussdiagramm erläutert, welches in der Zeichnung der beiliegenden Figur dargestellt ist.

Beispiel

Der Ausgangsstoff ist eine Heformatfraktion, die in Volumprozenten enthalt: 19,75 $ p-Xylol, 18,01 # o-Xylol, 41,43 m-Xylol, 19,52 f Äthylbenzol und 1,3 $ C₇- und C_g-Kohlenwasserstoffe. Das Ausgangsmaterial wird in den Arbeitsgang

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durch. Leitung 11 eingebracht und in dem Vorkühler 12 vorgekühlt, in dem es zum Wärmeaustausch mit kalter Mutterlauge (etwa -72° C) gebracht wird, die vom letzten Kristallisationsbehälter der ersten Kristallisationsstufe abgezogen worden ist. Die vorgekühlte Beschickung strömt durch. Leitung in die Leitung 14, wo sie mit Mutterlauge der zweiten Stufe (etwa -1° C), eingeführt durch Leitung 15, und mit Mutterlauge der ersten Stufe (etwa -59° C), eingeführt durch Leitung 16, vereinigt wird. Das vereinigte Gemisch fliesst ducch Leitung 17 zum ersten Schabkristallisationsbehälter Der Kristallisationsbehälter 18 und jeder andere Kristallisationsbehälter, der bei der ersten und zweiten Kristallisationsstufe gebraucht wird, hat einen Durchmesser von etwa 5,35 bis 4,57 m, eine Höhe von etwa 4,57 bis etwa 6,1 m und ist von einem Kühlmantel umgeben, in dem eine Flüssigkeit zum Sieden gebracht wird, um Wärme von dem Inhalt des Kristallisationsbehälters abzuziehen. In Anbetracht der Grosse des Kristallisationsbehälters und des Umstandes, dass der Kristallisationsbehälter ständig Kristallkeime enthält, ist ν-es wichtig, dass man die Oberflächen des Kristallisationsbehälters rein hält und den Inhalt des Kristallisationsbehältera bewegt, um eine genügende Wärmeübertragung zu erhalten. Zur Erzielung einer hohen Wärmedurchgangszahl werden die Wände des Kristallisationsbehälters abgeschabt mit Schabern, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Die Schaber sind an einer zentralen senkrechten Welle angebracht und werden durch

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einen geeigneten Mechanismus 19 angetrieben. Der Kristallisationsbehalter wird gekühlt, indem man flüssiges Äthylen als Kühlmittel im Kreislauf führt und zwar von einem trommelähnlichen Zwischenbehälter für Äthylen 20 vermittels der Leitungen 21 und 22 durch die äussere Ummantelung 23 des Kristallisationsbehälters. Die Temperatur wird durch den Druck im Äthylenzwischenbehälter geregelt. Äthylen wird durch die Leitung 24 zugegeben und durch Leitung 25 abgelassen. Eine reichliche Menge von Kristallkeimen wird in dem Kristallisationsbehälter aufrechterhalten und in diesem findet ständig eine Sortierung der Kristalle statt, so dass die grösseren Kristallteilchen laufend abgezogen werden können. Um eine solche Sortierung zu erreichen und um gleichfalls die Wirkung der Schaber, die das Rühren aufrechterhält, zu ergänzen, werden etwa 15»·Η 1 Aufschlämmung Inder Minute durch den Boden des Kristallisationsbehälters 18 vermittels der Leitung 26 und der Pumpe 27 abgezogen, wonach der grösste Teil der abgezogenen Menge durch die Leitung 28 für eine nach oben gerichtete Injektion zum Zentrum der Grundfläche des Kristallisationsbehälters zurückgeführt wird. Ein Seitenstrom der Aufschlämmung geht durch die Leitungen 29, 30 und 31 in den zweiten Schabkristallisationsbehälter 18a. In jedem Kristallisationbehälter wird eine Verweilzeit von etwa 3 Stunden angehalten, so dass die gesamte Verweilzeit etwa 6 Stunden beträgt. Die Temperatur im Kristallisationsbehalter 18 beträgt etwa -59° C und im Kristallisationsbehalter 18a etwa -72° C. Die Aufschlämmung, die im Kristallisationsbehälter 18a enthalten ist, wird durch

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den Boden des Kristallisationsbehälters abgezogen und für ein¹ nach oben gerichtete Injektion zum Mittelpunkt der Grundfläche des Kristallisationsbehalters in derselben Weise wie bei Behälter 18 zurückgeleitet. Ein Seitenstrom der Aufschlämmung von Kristallisationsbehälter 18a läuft durch die Leitungen 32, 33 und 34 zu einer einzelnen, automatisch und schichtweise betriebenen Zentrifuge 35. G-ewünschtenfalls kann gemäss einschlägigen Berechnungen mehr als eine Zentrifuge verwendet werden. Die Zentrifuge wird nach einem Zeitplan betrieben, der die Wiederholung der Folge Beladungszeit, Schleuderzeit und Entladungszeit vorsieht. Der zurückgebliebene Kuchen wird in regelmässigen Zeitabständen gespült. Soweit das Abziehen von Aufschlämmung aus dem Kristallisationsbehälter 18a zum Zweck der Rückführung vorgenommen wird, wird während der Zeit des Schleuderns und Entladens der Zentrifuge Aufschlämmung kontinuierlich zum Kristallisationsbehälter 18a vermittels der Leitungen 36 und 37 durch Rückschlagventil 38, um ein Absetzen von p-Xylol-Kristallen in den Leitungen zu verhindern, zurückgeführt. Der Kuchen aus p-Xylol-Kristallen, der von der Zentrifuge 35 erhalten wird, hat einen Trockenmassegehalt von mindestens 85 $. Von der Zentrifuge wird Mutterlauge mit einem p-Xylol-Gehalt von 8,3 % durch die Leitung 39 zum Filtratbehälter 40 abgezogen. Diese gesamte Mutterlauge wird durch die Leitungen 41, 42 und 16 zur Beschickung des Schabkristallisationsbehälters 18 zurückgeführt.

Zur Verhinderung einer Ansammlung anderer Kohlenwasserstoffe

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als p-Xylol, die in das Verfahren eingebracht worden sind, wird ein Abfallstrom von Mutterlauge isotherm abgetrennt und direkt vom Kristallisationsbehälter 18a vermittels von Filter 43, Pumpe 44, durch Vorkühler 12 vermittels der Leitungen 45, 46, 47, 48 und 49 abgezogen. Filter 43 ist eh aus Metallpulver hergestelltes Filter, welches Mikrοöffnungen von solcher Grosse besitzt, dass eine Verstopfung durch p-Xylol-Kristalle vermieden wird. Da die Kristalle die Neigung haben, auf der Oberfläche des Filters zu verfilzen, sind Mittel (in der Zeichnung nicht dargestellt) zum regelmässigen Rück-

spulen des Filters vorgesehen. Es wird eine ausreichend grosse Oberfläche von den Mikrometallfiltern angewendet, um die Geschwindigkeit der isotherm abgezogenen Mutterlauge auf einer zweckmässigen Höhe halten zu können. Andere Arten von Filtern können mit Vorteil verwendet werden, so z.B. Siebe, die mit schabend wirkenden Mitteln versehen sind, um den Durchfluss der Mutterlauge sicherzustellen, oder zyklonartige Feststoff-Flüssigkeit-Separatoren, die als Minizyklone bekannt sind. Die Sieboberfläche des Filters kann so angebracht sein, dass die Arme des Schabers, der von einer zentralen Welle in Umdrehungen versetzt wird, so angepasst werden können, dass das Sieb abgeschabt wird, wenn der Kühlflächenschaber rotiert. Die direkt vom Kristallisationsbehälter 18a abgezogene Mutterlauge hat eine Temperatur von etwa -72° C und enthält 6,9 Gewichtsprozent p-Xylol. Die Menge der durch Filter 43 abgezogenen Mutterlauge ist so gross, dass dann, wenn das Gewicht der abgezogenen Mutterl-auge zu dem Gewicht des hochreinen, von

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der Trennzentrifuge der zweiten Stufe abgezogenen p-Xylols addiert wird, die Summe dieser Gewichtsmengen dem Gewicht der Beschickung gleich ist, die durch die Leitung 11 eingebracht worden ist. So werden nach dieser Arbeitsweise nur ein Strom von Mutterlauge mit einem niedrigen p-Xylol-Gehalt und ein Strom von hochreinem Endprodukt aus dem Verfahren entfernt. Alle übrigen Filtrate oder abgetrennten Mutterlaugen werden in das Verfahren zurückgeführt und wieder in Umlauf gebracht, so dass die äusserste Menge an p-Xylol, die von dem Ausgangsmaterial erhältlich ist, erzielt wird.

Der in der Zentrifuge 35 erhaltene Kristallkuchen wird mit Hilfe eines für diesen Zweck gebräuchlichen Messers ausgeladen und durch das Verbindungsstück 50 in den Schmelzbehälter 51 abgeworfen. Ein Flüssigkeitsstrom wird durch die Leitungen 53 und 54 und den Erhitzer 52 im Kreislauf geführt, um das Gemisch in geschmolzenem Zustand zu halten. Die geschmolzene Masse von Schmelzbehälter 51 läuft durch Leitung 55 in den Kristallisationsbehälter 57 der zweiten Stufe. Dieser Behälter 57 ist von derselben Art wie die in der ersten Stufe gebrauchten Schabkristallisationsbehälter; er wird mit Propan (-28,9° C) gekühlt, das vom Zwischengefäss 58 über die Leitungen 59 und 60 durch den Mantel 61 im Kreislauf geführt wird. Die Temperatur des in Umlauf gebrachten Propans wird durch Einstellung des Drucks im trommelähnlichen Zwischengefäss 58 geregelt. Überschüssige Propandämpfe werden durch Leitung 62 entfernt. Mutterlauge der zweiten Stufe wird

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durch Leitung 56 zurückgeführt, um die Konzentration an Feststoffen in der Beschickung der zweiten Stufe zu regeln. Die im Schabkristallisationsbehälter 57 enthaltene Aufschlämmung wird bei etwa -1⁰C gehalten. Schaber (in der Zeichnung nicht dargestellt) sind innerhalb des Schabkristallisationsbehälters 57 vorgesehen, um die Aufschlämmung leicht zu bewegen und die Kühlflächen frei von Kristallen zu halten. Eine Kristallsortierung und ein weiteres Rühren werden erreicht, indem man Aufschlämmung vermittels der Pumpe 63 und der Leitungen 64, 65 und 66 im Kreislauf führt. So wird Aufschlämmung zum Schabkristallisationsbehälter 57 zurückgeleitet und zwar durch Injektion in die Hauptmasse der Aufschlämmung in einem aufwärts gerichteten Strom, wobei eine Rührbewegung und Kristallsortierung hervorgerufen wird. Aj&chlämmung wird vom Kristallisationsbehälter 57 zur Beladung der Zentrifuge 67 abgezogen, indem man einen Seitenstrom durch die Leitungen 68 und 69 entnimmt. Die Zentrifuge der zweiten Stufe ist ähnlich der periodisch, automatisch und absatzweise betriebenen Zentrifuge, die in der ersten Stufe gebraucht wird. Regel-mässige Zeitabschnitte sind für das Beladen, Abfliessenlassen, Schleudern und Entladen vorgesehen. Der Kuchen der zweiten Stufe, der von der Zentrifuge 67 erhalten wird, hat einen Trockenmassegehalt von mehr als 93 #, gewöhnlich mehr als 95 %. Die Reinheit geht über 98 $> £-Xylol hinaus und kann bis auf etwa 99,2 fo p-Xylol ohne Verlust an Ausbeute gesteigert werden, wen man die Kristallisationstemperatur der zweiten Stufe erhöht und gleichzeitig die Rückführung von Mutterlauge zur ersten

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Stufe verstärkt; diese Rückführung wird durch die Leitungen 70 und 15 "bewirkt. Der Kristallkuchen wird von der Zentrifuge 67 durch das Verbindungsstück 71 zum Schmelztank 72 entladen und als ein flüssiges Produkt durch Leitung 73 ab-gezogen. Der Inhalt von Schmelztank 72 wird in geschmolzenem Zustand gehalten, indem man Flüssigkeit durch Leitung 74, Erhitzer 75 und Leitung 76 in Umlauf bringt.

Es ist wesentlich für die wirksame Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, dass die Kristalle im letzten Schabkristallisationsbehälter der ersten Kristallisationsstufe von genügender Grosse sind, so dass sie von der Mutterlauge leicht abfiltriert werden können.

Die Vorteile der Verwendung von Schabkristallisationsbehältern sind offensichtlich, da die wesentlichen Tätigkeiten des Kühlens, Mischens, Sortierens und der isothermen Abtrennung der Mutterlauge in einem Gefäss erzielt werden. Das Wesen der Erfindung besteht in der Entfernung eines Stroms, der neben anderen Bestandteilen des Ausgangsmaterials die niedrigstmögliche Konzentration an p-Xylol enthält, sowie eines Stroms von hochreinem p-Xylol aus dem Verfahren. Da die Verwendung von Trennzentrifugen am wirksamsten ist für die Abtrennung der Hauptmasse der p-Xylol-Kristalle von der Mutterlauge, um einen genügend hohen Trocknungsgrad des p-Xylol-Kuchens und ein 98^-iges p-Xylol zu erhalten, ist die Verwendung dieser Trennzentrifugen zwar wesentlich für ein wirk-

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sames Verfahren, aber sie ergibt dennoch einen Verlust an Endprodukt infolge der mechanischen Erwärmung während der Abtrennung. Ein Verwerfen der Mutterlauge, die von der Zentrifuge abgetrennt worden ist, ergibt die Entfernung einer Mutterlauge, die eine höhere p-Xylol-Konzentration besitzt als die Mutterlauge, die isotherm von dem letzten Kristallisationsbehälter der ersten Kristallisationsstufe abgezogen worden ist. Bei Anwendung der erfindungsgemässen verbesserten Arbeitsweise wird eine Verbesserung um 11 $ in der Endausbeute erhalten. Wenn Mutterlauge, die in der ersten Zentrifuge abgetrennt worden ist, aus der Anordnung verworfen wird, um einen ausgeglichenen Betrieb aufrechtzuerhalten, werden in der Stunde 2J,24 kg eines 8,3 Gewichts# p-Xylol enthaltenden Stromes verworfen, falls 26,56 kg Ausgangsmaterial mit 19,74 i° p-Xylol in der Stunde eingebracht werden. Mit diesen Arbeitsgängen werden 3,33 kg eines 99,1^-igen p-Xylols in der Stunde erhalten. Demgegenüber müssen beim isothermen Abziehen dor zu verwerfenden Mutterlauge direkt vom letzten Schabkristallisationsbehälter der ersten Kristallisationsstufe nur 22,86 kg Mutterlauge mit 6,9 1° p-Xylol in der Stunde verworfen werden, damit bei dem Verfahren der Materialausgleich aufrechterhalten wird, wenn dieselbe Menge, nämlich 26,56 kg, desselben Ausgangsgemisches pro.Stunde eingebracht wird. Sämtliche Mutterlaugen, die von den Zentrifugen der ersten und zweiten Stufe bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens erhalten werden, werden innerhalb des Verfahrens wieder in Umlauf gesetzt. So wird p-Xylol, das normalerweise in

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dem Strom der zu verwerfenden Mutterlauge verloren gehen würde zur weiteren Gewinnung durch Kristallisation in den Umlauf zurückgeführt. Wenn die 26,56 kg Gemisch mit 19,74 $> p-Xylol pro Stunde eingebracht werden, können 3,70 kg 99,1#-iges p-Xylol in der Stunde erhalten werden, was eine Ausbeute von 13,93 $>, bezogen auf das Ausgangsmaterial,darstellt. So wird eine 11#-ige Verbesserung in der Endausbeute erhalten, während um 1,6 $ weniger Mutterlauge aus dem Verfahren verworfen wird.

Während das erfindungsgemässe Verfahren im Beispiel mit der Anwendung von zwei Schabkristallisationsbehältern in der ersten Stufe und von einem Schabkristallisationsbehälter in der zweiten Stufe beschrieben worden ist, ist zu beachten, dass mehr als zwei Kristallisationsbehälter bei der stufenweisen Abkühlung der ersten Stufe sowie mehr als ein Schabkristallisationsbehälter in der zweiten Stufe verwendet werden können, "^ueserdem kann mehr als eine Zentrifuge zur Abtrennung sowohl in der ersten als auch in der zweiten Stufe verwendet werden. Als Filter sind vorstehend für die direkte Abtrennung der Mutterlauge vom letzten Kristallisationsbehälter der ersten Kristallisationsstufe Mikro-metallfilter, mit Schabern versehene Siebfilter oder Feststoff-Flüssigkeit-Zyklone angegeben worden. Andere mechanische Vorrichtungen zur Erzielung der isothermen Abtrennung der Mutterlauge von der Aufschlämmung im letzten Kristallisationsbehälter sind dem Fachmann auf dem Gebiet solcher Einrichtungen bekannt.

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Zudem ist angegeben worden, dass das Filter sih im letzten Kristallisationsbehälter der ersten Kristallisationsstufe b-efindet. Indessen ist zu "beachten, dass die Mutterlauge von der Aufschlämmung "bei der niedrigsten Temperatur in der ersten Kristallisationsstufe abzuziehen ist; wenn daher ein anderer als der letzte Kristallisationsbehälter bei der niedrigsten Temperatur betrieben wird, so soll die Mutterlauge isotherm von dem betreffenden anderen Kristallisationsbehälter abgezogen und verworfen werden. Während es sich als vorteilhaft erweisen kann, dass man das Filter im unteren Teil des Schabkristallisationsbehälters anbringt, kann das Filter auch in mittlerer Höhe oder im oberen Teil des KristallisationsbehälterB angeordnet werden.

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Claims

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Verfahren zur Gewinnung von p-Xylol einer Reinheit von mindestens 98 i° aus einem hauptsächlich Xylole enthaltenden Koh- · lenwasserstoffgemisch durch selektive Kristallisation in zwei Stufen, wobei das Gemisch zusammen mit zurückgeführter Mutterlauge in einer ersten Stufe mit mindestens zwei hintereinander angeordneten Kristallisationsbehältern gekühlt wird, so gebildete Aufschlämmung von p-Xylol-Kristallen in Mutterlauge von dem letzten KristallisationsTDehälter der ersten Stufe in eine Zentrifuge abgezogen wird, p-Xylol-Kristalle von dieser Aufschlämmung durch Zentrifugieren abgetrennt werden, die erhaltenen Kristalle geschmolzen werden, die gebildete Flüssigkeit in einer zweiten Stufe gekühlt und so gereinigtes p-Xylol zur selektiven Kristallisation gebracht wird, das p-Xylol von der Aufschlämmung durch Zentrifugieren abgetrennt und gewonnen wird, während die bei dieser Abtrennung in der zweiten Stufe erhaltene Mutterlauge in dem Verfahren wieder in Umlauf gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass nur in der ersten Stufe ein Teil kristallfreie Mutterlauge von der Suspension in dem Kristallisationsbehälter, der die niedrigste Temperatur hat, isotherm direkt abgetrennt und aus dem Verfahren ausgeschieden wird, dass die isotherme Abtrennung der Mutterlauge innerhalb des genannten Kristallisationsbehälters vermittels eines im Behälter angebrachten Filters · durchgeführt wird und dass sämtliche Mutterlaugenanteile, die von den Zentrifugen der ersten und zweiten Stufe abgeschieden

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werden, bei dem Verfahren wieder ih Umlauf gebracht werden, so dass nur der Strom der isotherm und direkt von der ersten Kristallisationsetufe abgezogenen Mutterlauge und das mindestens 98#-ige p-Xylol aus dem Verarbeitungsgang ausgeschieden werden.

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