DE1519726B2

DE1519726B2 - PROCESS FOR SEPARATING A MIXTURE OF STRONG AND WEAK POLAR COMPONENTS

Info

Publication number: DE1519726B2
Application number: DE19661519726
Authority: DE
Inventors: Ralph Richard; Harris Gabriel William; Charleston W.Va.; Boston Joseph Franklin Manchester Mo.; Bannister (V.StA.)
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1965-08-06
Filing date: 1966-08-03
Publication date: 1976-09-09
Also published as: GB1158566A; ES329918A1; NL6611084A; BR6681906D0; DE1519726A1; BE685027A

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Trennung von Gemischen aus Komponenten mit verschiedener Polarität mittels einer extraktiven Destillation als Hauptstufe.The present invention relates to a method for separating mixtures of components with different polarity by means of an extractive distillation as the main stage.

Die extraktive Destillation ist ein bekanntes Verfahren zur Trennung von Gemischen, die durch übliche fraktionierte Destillation nicht leicht trennbar sind, z. B. wenn die zu trennenden Komponenten ein Azeotrop bilden oder geringe Unterschiede in den relativen Flüchtigkeiten besitzen. Bei der extraktiven Destillation wird in die Destillationskolonne eine solche Menge eines relativ schwer flüchtigen Lösungsmittels eingeführt, daß die Unterschiede in den relativen Flüchtigkeiten der zu trennenden Komponenten erhöht werden und damit eine destillative Trennung ermöglicht wird. Typische Anwendungsbeispiele für die extraktive Destillation finden sich in C. S. Robinson et al »Elements of Fractional Distillation«, 4. Aufl., McGraw-Hill Book Company, Inc., New York (1959), S. 291.Extractive distillation is a well-known method of separating mixtures by customary fractional distillation are not easily separable, e.g. B. when the components to be separated a Form azeotrope or have slight differences in relative volatilities. In the extractive Distillation is such an amount of a relatively poorly volatile solvent in the distillation column introduced that the differences in the relative volatilities of the components to be separated be increased and thus a separation by distillation is made possible. Typical application examples for extractive distillation can be found in C. S. Robinson et al, "Elements of Fractional Distillation," 4th ed., McGraw-Hill Book Company, Inc., New York (1959), p. 291.

Der Einfachheit halber wird im folgenden die Trennung einer Zwei-Komponenten-Beschickung beschrieben. Die hierin angegebenen Prinzipien sind jedoch auch für Beschickungssysteme aus vielen Komponenten anwendbar.For the sake of simplicity, the following is the separation a two-component feed described. However, the principles set forth herein are Can also be used for charging systems made up of many components.

Trennverfahren unter Anwendung einer extraktiven Destillation umfassen im allgemeinen zwei Grundstufen. Die erste Stufe ist die extraktive Destillation, in welcher die Beschickung in Berührung mit einem Lösungsmittel mit einer größeren Affinität für eine der beiden Komponenten destilliert wird. Üblicherweise ist das Lösungsmittel eine polare Verbindung, die die polarere der beiden Beschickungskomponenten /; leicht löst und so die stärker polare Beschickungs- v! komponente weniger flüchtig macht als die weniger polare Beschickungskomponente. Dabei ist es häufig so, daß die stärker polare Komponente weniger flüchtig und die weniger polare Komponente flüchtiger ist. Die Produktströme aus der extraktiven Destillationsstufe umfassen ein Kopfprodukt aus der praktisch lösungsmittelfreien, weniger polaren Komponente und ein Sumpfprodukt aus einer Lösung der von der weniger polaren Komponente praktisch befreiten, stärker polaren Komponente im Lösungsmittel.Separation processes using extractive distillation generally involve two basic steps. The first stage is the extractive distillation in which the feed comes into contact with a Solvent with a greater affinity for either component is distilled. Usually the solvent is a polar compound which is the more polar of the two feed components /; easily dissolves and so the more polar charging v! component makes less volatile than the less polar feed component. It is often so that the more polar component is less volatile and the less polar component is more volatile is. The product streams from the extractive distillation stage comprise a top product from the practical solvent-free, less polar component and a bottom product from a solution of the less polar component practically freed, more polar component in the solvent.

In der zweiten Stufe eines üblichen, extraktiven Destillationsverfahrens wird das Sumpfprodukt aus der extraktiven Destillation einer fraktionierten Destillation unterworfen, um die praktisch lösungsmittelfreie, stärker polare Komponente über Kopf und das von dieser Komponente praktisch befreite Lösungsmittel als Bodenprodukt zu erhalten. Das Lösungsmittel wird dann zur extraktiven Destillationsstufe zurückgeführt, die stärker polare Komponente kann gegebenenfalls weiteren Reinigungsverfahren unter- _r worfen werden.In the second stage of a customary, extractive distillation process, the bottom product from the extractive distillation is subjected to fractional distillation in order to obtain the practically solvent-free, more polar component overhead and the solvent practically freed from this component as the bottom product. The solvent is then returned to the extractive distillation step, the more polar component may optionally further purification processes are sub worfen _r.

Die Lösungsmittelrückgewinnung kann auch durch Abstreifen in einer Stripperkolonne erfolgen.Solvent recovery can also be done by stripping in a stripping column.

Die vorliegende Erfindung soll nun eine Verbesserung der Arbeitsweise und Wirtschaftlichkeit derartiger Trennverfahren bewirken.The present invention seeks to improve the operation and economy of such Effect separation process.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Trennen eines Gemischs aus stärker und schwächer polaren Komponenten durch extraktive Destillation mit einem schwer flüchtigen, selektiv wirkenden, polaren Lösungsmittel unter Wiedergewinnung des Lösungsmittels und Rückführung desselben zur extraktiven Destillation das dadurch gekennzeichnet ist, daß die extraktive Destillation in mindestens zwei Stufen mit unterschiedlichen Drucken durchgeführt wird, wobei in jeder Stufe höherer Konzentration an schwächer polarer Komponente ein höherer Druck aufrechterhalten wird als in jeder Stufe niedrigerer Konzentration an schwächer polarer Komponente.The present invention now relates to a method for separating a mixture of stronger and weaker polar components by extractive distillation with a low-volatility, selectively acting, polar solvent with recovery of the solvent and recycling of the same to the extractive Distillation which is characterized in that the extractive distillation is carried out in at least two stages is carried out with different pressures, with a higher concentration in each stage weaker polar components a higher pressure is maintained than in each lower stage Concentration of a weaker polar component.

Weitere Maßnahmen zur vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 6.Further measures for the advantageous embodiment of the method according to the invention result from claims 2 to 6.

Die vorliegende Erfindung wird durch die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert:The present invention is explained in more detail by the accompanying drawings:

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Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm einer extrak- der höheren durchschnittlichen Konzentration derFig. 1 is a schematic diagram of an extrac- the higher average concentration of

tiven Destillation nach dem Stand der Technik; weniger polaren Komponente einen Durchschnitts-tive distillation according to the state of the art; less polar component an average

Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm der erfin- druck hat, der größer ist als der Durchschnittsdruck inFIG. 2 is a schematic diagram that has inventions greater than the average pressure in FIG

dungsgemäß modifizierten extraktiven Destillations- der Stufe mit der niedrigeren Konzentration derduly modified extractive distillation of the stage with the lower concentration of

stufe; 5 weniger polaren Komponente.step; 5 less polar component.

Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm der erfin- Fig. 2 zeigt eine derartige Ausführungsform. DabeiFigure 3 is a schematic diagram of the invention. Figure 2 shows one such embodiment. Included

dungsgemäß modifizierten Lösungsmittelrückgewin- erfolgt die extraktive Destillation in zwei getrenntenAccording to the modified solvent recovery, the extractive distillation takes place in two separate ones

nungsstufe. Stufen, z. B. durch Verwendung von zwei Kolonnen,power level. Stages, e.g. B. by using two columns,

In Fig. 1 erfolgt das übliche Verfahren zur Durch- dem Absorber 31, der der Absorptionsstufe der Ko-In Fig. 1, the usual method for passing through the absorber 31, which is the absorption stage of the co-

führung einer extraktiven Destillation unter Verwen- io lonne 1 von Fig. 1 entspricht, und dem Anreicherer 33,execution of an extractive distillation using io lonne 1 of Fig. 1 corresponds, and the enricher 33,

dung einer mit einem Aufkocher 3 versehenen der der Anreicherungsstufe der Kolonne 1 entspricht.Preparation of a one provided with a reboiler 3 which corresponds to the enrichment stage of the column 1.

Destillationskolonne 1 und eines mit dem Aufkocher 7 Der Durchschnittsdruck im Absorber 31 ist höherDistillation column 1 and one with the reboiler 7 The average pressure in the absorber 31 is higher

versehenen Strippers 5. Die zu trennende Mischung als der Durchschnittsdruck im Anreicherer 33.provided stripper 5. The mixture to be separated as the average pressure in the concentrator 33.

wird durch Leitung 9 in die Kolonne 1 eingeführt, wo In dieses System wird die Beschickung gewöhnlichis introduced through line 9 into column 1, where In this system the feed is common

sie mit einer Lösungsmittelbeschickung durch Lei- 15 etwa am Punkt 9 in die Vorrichtung eingeführt, d. h.it is introduced into the device with a solvent charge through line 15 at about point 9, d. H.

tung 11 am Kopf von Kolonne 1 in Berührung ge- am Boden von Absorber 31, wie in Fig. 2 gezeigt. DerDevice 11 at the top of column 1 in contact with the bottom of absorber 31, as shown in FIG. Of the

bracht wird. Einführungspunkt ist jedoch erfindungsgemäß nichtis brought. However, the introduction point is not according to the invention

Der in Kolonne 1 aufsteigende Dampf strom wird entscheidend, und in Abhängigkeit vom Verhältnis fortschreitend vom Lösungsmittel und der weniger der zu trennenden Komponenten in der Beschickung flüchtigen Komponente befreit und ist am Kopf von ao kann es vorteilhafter sein, die Beschickung an einem Kolonne 1 gewöhnlich frei von dieser. Der abstei- etwas anderen Punkt in das System einzuführen; meist gende Flüssigkeitsstrom wird dagegen fortschreitend wird dies der Punkt sein, an dem das Verhältnis von von der flüchtigeren Komponente befreit und ist am weniger polarer zu polarerer Komponente in der BeBoden von Kolonne 1 von dieser praktisch frei. Schickung demjenigen in der Kolonne entspricht.The steam flow rising in column 1 is decisive, and depending on the ratio progressively from the solvent and less of the components to be separated in the feed volatile component is freed and is at the top of ao, it may be more advantageous to feed at one Column 1 usually free of this. Introducing a different point into the system; most of time The decreasing flow of liquid will, however, be progressive this will be the point at which the ratio of freed from the more volatile component and is on the less polar to more polar component in the floor from column 1 of this practically free. Dispatch corresponds to the one in the column.

Kolonne 1 besteht nun aus zwei Stufen. Die erste 35 Die aus dem Absorber 31 austretende Flüssigkeit, oder Absorptionsstufe liegt oberhalb des Punkts, an die Lösungsmittel und sowohl polarere als auch welchem die Beschickung eingeführt wird. In ihr wird weniger polare Komponente enthält, wird durch Leidie polarere Komponente durch das absteigende, flüs- tung 35 abgezogen, passiert ein Druckminderungsvensige Lösungsmittel absorbiert oder gelöst und die til 37 und wird durch Leitung 39 zum Kopf des Anweniger polare Komponente aus dem zu trennenden 30 reicherers 33 geführt. Die Dämpfe vom Kopf des Gemisch abgetrennt; sie entweicht über Kopf durch Anreicherers 33, die aus Lösungsmittel sowie stärker Leitung 13. Die zweite oder Anreicherungsstufe liegt polarer und weniger polarer Komponente bestehen, unterhalb des Einführungspunkts der Beschickung, werden durch Leitung 41 zum Kompressor 43 geführt, also unterhalb der ersten Stufe. wo sie auf den Druck von Absorber 31 komprimiertColumn 1 now consists of two stages. The first 35 The liquid emerging from the absorber 31, or absorption level is above the point at which solvents and both more polar as well to which the charge is introduced. In it will contain less polar component, is made by Leidie more polar components withdrawn by the descending liquid 35, a pressure reduction valve happens Solvent absorbed or dissolved and the til 37 and is through line 39 to the head of the user polar component out of the reicherer 33 to be separated 30. The fumes from the head of the Mixture separated; it escapes overhead through enricher 33, which is made from solvent as well as stronger Line 13. The second or enrichment stage is composed of more polar and less polar components, below the point of introduction of the feed, are fed through line 41 to the compressor 43, so below the first level. where it is compressed to the pressure of absorber 31

Die Lösung der polareren Komponente im Lö- 35 werden, und dann durch Leitung 45 am Boden desThe solution of the more polar component will be in the hole 35, and then through line 45 at the bottom of the

sungsmittel wird durch Leitung 15 aus der Kolonne 1 Absorbers 31 eingeführt.solvent is introduced through line 15 from column 1 absorber 31.

abgezogen, über Leitung 17 dem Aufkocher 3 zugeführt Die besonderen Drucke in den beiden Stufen und und verdampft; die Dämpfe werden durch Leitung 19 der Druckunterschied zwischen denselben hängen in die Kolonne 1 zurückgeführt. Der Rest der Lösung offensichtlich von der Zusammensetzung des zu trender polareren Komponente wird durch Leitung 21 t° nenden Materials und dem verwendeten Lösungsmittel zum Stripper 5 geführt, in welchem die polarere Korn- ab. Im allgemeinen hat der im Absorber 31 angewenponente aus dem Lösungsmittel abdestilliert und über dete Durchschnittsdruck einen Wert, der hoch genug Kopf durch Leitung 23 entfernt wird. Das Lösungs- ist, um eine ausreichende Lösungsmittelkapazität für mittel wird aus dem Stripper 5 durch Leitung 25 ent- eine wirtschaftliche Trennung der Komponenten zu fernt, und ein Teil wird durch Leitung 27 zum Auf- 45 gewährleisten, der andererseits jedoch nicht so hoch kocher 7 zur Verdampfung und Rückführung in ist, daß das Trennvermögen des Lösungsmittels durch Kolonne 5 durch Leitung 29 geschickt. Der Rest des eine übermäßige Beschickungskonzentration in der Lösungsmittels wird durch Leitung 11 zum Kopf der flüssigen Phase verringert wird. So liegt z. B. der Destillationskolonne 1 zurückgeführt. optimale durchschnittliche Druck im Absorber für einewithdrawn, fed via line 17 to the reboiler 3 The special pressures in the two stages and and evaporates; the vapors will hang through line 19, the pressure difference between them returned to column 1. The rest of the solution obviously depends on the composition of the trender The more polar component is determined by line 21 of the material and the solvent used led to the stripper 5, in which the more polar grain from. In general, it has 31 applied components in the absorber distilled from the solvent and over the average pressure a value high enough Head through line 23 is removed. The solution is to have sufficient solvent capacity for medium is from the stripper 5 through line 25 ent to an economical separation of the components far away, and a part is guaranteed by line 27 to 45, but the other hand not so high cooker 7 for evaporation and recirculation in is that the separating power of the solvent through Column 5 sent through line 29. The rest of the excessive feed concentration in the Solvent is reduced through line 11 to the top of the liquid phase. So is z. B. the Recirculated to distillation column 1. optimal average pressure in the absorber for a

Das neue Verfahren unterscheidet sich nun vom 5° Trennung von Butenen von Butadien mittels eines oben beschriebenen üblichen Verfahren dadurch, daß Lösungsmittels, das aus einer wäßrigen Lösung mit die extraktive Destillation unter umgekehrten Druck- 50 bis 60 Molprozent Ν,Ν-Dimethylacetamid besteht, bedingungen wie üblich durchgeführt wird. Bei einer zwischen etwa 4,2 bis 6,3 kg/cm² abs.
üblichen extraktiven Destillation ist der Druck am Der Druckunterschied zwischen Absorber 31 und Punkt der maximalen Konzentration der polareren 55 Anreicherer 33 hängt, wie die Höhe des absoluten Komponente und der Mindestkonzentration der weni- Drucks, vom besonderen, verwendeten System ab. Es ger polaren Komponente, normalerweise am Boden wurde jedoch gefunden, daß die besten Ergebnisse der Destillationskolonne, höher als der Druck am erzielt werden, wenn die Drucke in der Absorptions-Punkt der maximalen Konzentration der weniger po- stufe 31 und der Anreicherungsstufe 33 so beschaffen laren Komponente und Mindestkonzentration der ⁶° sind, daß die Löslichkeit der weniger polaren Kompopolaren Komponente (am Kopf der Destillations- nente im Lösungsmittel (Sl) (in Mol des gelösten kolonne). Erfindungsgemäß wurde jedoch festgestellt, Materials pro Mol Lösungsmittel) im Absorber 31 daß sich eine wesentliche Verbesserung der Wirksam- praktisch gleich der Löslichkeit der polareren Kompokeit und Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ergibt, wenn nente im Lösungsmittel (Sh) im Anreicherer 33 ist. Die das oben genannte Druckschema umgekehrt wird. ⁶S hier verwendete Bezeichnung »praktisch gleich« bedeu-Diese Umkehrung wird erreicht, indem man die extrak- tet, daß der Wert von Si₁ im Absorber etwa das 0,5- bis tive Destillation in mindestens zwei Stufen unter- 2fache des Werts von Sh im Anreicherer beträgt. F ür schiedlichen Drucks durchführt, wobei die Stufe mit das oben genannte System aus Buten, Butadien undThe new process differs from the 5 ° separation of butenes from butadiene by means of a conventional process described above in that solvent, which consists of an aqueous solution with the extractive distillation under reverse pressure - 50 to 60 mol percent Ν, Ν-dimethylacetamide, conditions is carried out as usual. With a between about 4.2 to 6.3 kg / cm ² abs.
The pressure difference between absorber 31 and the point of maximum concentration of the more polar 55 enrichers 33 depends, like the level of the absolute component and the minimum concentration of the low pressure, on the particular system used. It has a polar component, normally at the bottom, however, it has been found that the best results of the distillation column, higher than the pressure am, are achieved when the pressures in the absorption point of the maximum concentration of the lower level 31 and the enrichment level 33 are so lar component and minimum concentration of ⁶ ° are that the solubility of the less polar compopolar component (at the top of the distillation component in the solvent (S1) (in moles of the dissolved column). According to the invention, however, it was found that material per mole of solvent) in the absorber 31 that there is a substantial improvement in the effectiveness - practically the same as the solubility of the more polar Kompokeit and economic efficiency of the process if nente in the solvent (Sh) in the enricher 33 is. The above printing scheme is reversed. ⁶ S designation used here means "practically the same" - This reversal is achieved by extracting the fact that the value of Si ₁ in the absorber is about 0.5 to tive distillation in at least two stages less than 2 times the value of Sh in the enricher is. Carries out for different pressures, the stage with the above-mentioned system of butene, butadiene and

wäßrigem Ν,Ν-Dimethylacetamid werden optimale Ergebnisse erzielt, wenn der Durchschnittsdruck im Anreicherer 33 etwa 50 bis 75% des Durchschnittsdrucks im Absorber 31 beträgt. Aqueous Ν, Ν-dimethylacetamide are optimal Results obtained when the average pressure in the enricher 33 is approximately 50 to 75% of the average pressure in the absorber 31.

Die obige Darstellung des notwendigen Druckunterschiede ist allerdings etwas vereinfacht dargestellt, da sie eine praktisch reine, weniger polare Komponente als gelöstes Material in der Absorptionsstufe und eine praktisch reine, polarere Komponente als gelöstes Material in der Anreicherungsstufe voraussetzt; eine solche Situation gibt es jedoch nicht, selbst wenn eine Zwei-Komponenten-Beschickung getrennt werden soll, und sie trifft noch weniger zu im Fall von Beschickungen mit mehreren Komponenten, wie sie in der industriellen Praxis normalerweise vorkommen. Ein genaueres Kriterium besteht darin, daß die Löslichkeit der gesamten Mischung aus gelöstem Material im Lösungsmittel in der Absorptionsstufe praktisch gleich der Löslichkeit der gesamten Mischung aus gelöstem Material in der Anreicherungsstufe sein sollte. Diese Forderung wird im allgemeinen erfüllt, wenn die höchsten und niedrigsten Temperaturen und damit die Temperaturunterschiede in jeder Stufe praktisch die gleichen sind.The above representation of the necessary pressure differences is, however, somewhat simplified because they have a practically pure, less polar component than dissolved material in the absorption stage and a requires practically pure, more polar components as dissolved material in the enrichment stage; one However, such a situation does not exist, even if a two-component feed is to be separated, and it is even less true in the case of multi-component feeds such as those used in industrial applications Practice normally occur. A more precise criterion is that the solubility practically the same as the total mixture of dissolved material in the solvent in the absorption stage the solubility of the entire mixture of solute material should be in the enrichment stage. These The requirement is generally met when the highest and lowest temperatures and thus the Temperature differences in each stage are practically the same.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Ver fahrens wird der in der Destillationskolonne auftretende Temperaturunterschied vermindert und die auftretende Höchsttemperatur verringert. Wird z. B. Buten als weniger polare Komponente aus seiner Mischung mit Butadien mit einer Ν,Ν-Dimethylacetamid/Wasser-Lösung als Lösungsmittel nach bekannten Verfahren entfernt, so variiert die Temperatur von etwa 40° C am Kopf von Kolonne 1 in Fig. 1 bis etwa 70⁰C am Boden von Kolonne 1 unter einem durchschnittlichen Arbeitsdruck von etwa 4,2 kg/cm² abs. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und bei Verminderung des durchschnittlichen Drucks im Anreicherer 33 in Fig. 2 auf etwa 2,8 kg/cm² abs., wobei der durchschnittliche Druck im Absorber 31 auf etwa 4,2 kg/cm² abs. gehalten wird, um die Löslichkeit des mit Buten angereicherten Kohlenwasserstoffs im Anreicherer 33 zu egalisieren, variieren die Temperaturen sowohl im Absorber 31 als auch im Anreicherer 33 von etwa 40 bis 50°C. So wird auf Grund des erfindungsgemäßen Verfahrens das Temperaturdifferential über die gesamte, extraktive Destillationsstufe von 30 auf nur 10° C verringert und die Höchsttemperatur von 70 auf nur 50° C vermindert. Diese Temperaturverminderung bringt erhebliche Einsparungen bezüglich der zur Aufrechterhaltung einer extraktiven Destilla- 5» tion notwendigen Wärme. Weiterhin verringert die geringere Temperatur eine unerwünschte Hydrolyse des Dimethylacetamids im Lösungsmittel zu Essigsäure. Weiterhin wird die Gefahr einer Polymerisation der zu trennenden Komponenten verringert. Außerdem wird durch die niedrigeren Temperaturen die Selektivität und Kapazität des Lösungsmittels verbessert, wodurch eine größere Wirtschaftlichkeit erzielt wird.When carrying out the process according to the invention, the temperature difference occurring in the distillation column is reduced and the maximum temperature occurring is reduced. Is z. B. butene removed as a less polar component from its mixture with butadiene with a Ν, Ν-dimethylacetamide / water solution as a solvent by known methods, the temperature varies from about 40 ° C at the top of column 1 in Fig. 1 to about 70 ⁰ C at the bottom of column 1 under an average working pressure of about 4.2 kg / cm ² abs. When using the method according to the invention and when reducing the average pressure in the concentrator 33 in FIG. 2 to about 2.8 kg / cm ² abs., The average pressure in the absorber 31 to about 4.2 kg / cm ² abs. is maintained in order to equalize the solubility of the butene-enriched hydrocarbon in the enrichment 33, the temperatures in both the absorber 31 and in the enrichment 33 vary from about 40 to 50.degree. As a result of the process according to the invention, the temperature differential over the entire extractive distillation stage is reduced from 30 to only 10 ° C and the maximum temperature is reduced from 70 to only 50 ° C. This temperature reduction brings considerable savings in terms of the heat required to maintain an extractive distillation. Furthermore, the lower temperature reduces undesired hydrolysis of the dimethylacetamide in the solvent to form acetic acid. Furthermore, the risk of polymerisation of the components to be separated is reduced. In addition, the lower temperatures improve the selectivity and capacity of the solvent, resulting in greater economic efficiency.

Obgleich das erfindungsgemäße Verfahren mit nur zwei unterschiedlichen Stufen dargestellt wurde, können selbstverständlich auch mehr als zwei Stufen angewendet werden. Als Richtschnur für die Anzahl der Stufen gilt, daß der Temperaturunterschied über jede Stufe im Bereich von 5 bis 20°C, insbesondere 8 bis 15° C, liegen sollte. Eine wesentliche Forderung besteht weiterhin darin, daß für zwei jeweils benachbarte Stufen, in welchen eine stärker polare und eine weniger polare Komponente durch extraktive Destillation mit einem Lösungsmittel getrennt werden, die Löslichkeit des gelösten Materials im Lösungsmittel in jeder Stufe praktisch gleich der Löslichkeit des gelösten Materials im Lösungsmittel in jeder anderen Stufe ist.Although the method according to the invention has been shown with only two different stages, can of course, more than two stages can also be used. As a guide for the number of Levels applies that the temperature difference over each level in the range of 5 to 20 ° C, in particular 8 to 15 ° C. There is an essential requirement furthermore that for two adjacent stages, in which one more polar and one less polar component can be separated by extractive distillation with a solvent, the solubility of the dissolved material in the solvent in each stage is practically equal to the solubility of the dissolved material is in the solvent at every other stage.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich bei jeder extraktiven Destillation erfolgreich anwenden, wie z. B. bei der Trennung von Acetylen und Äthylen; Butan und Buten; Butan und Butadien; Vinylacetylen und Butadien; Styrol und Äthylbenzol; Benzol und Cyclohexan oder Butan und Vinylchlorid. Es wird jedoch am zweckmäßigsten bei extraktiven Destillationen verwendet, in welchen die relative Flüchtigkeit der zu trennenden Komponenten in der Lösung mindestens 1,5 und vorzugsweise mindestens 3 ist.The inventive method can be used successfully in any extractive distillation, such. B. in the separation of acetylene and ethylene; Butane and butene; Butane and butadiene; Vinyl acetylene and Butadiene; Styrene and ethylbenzene; Benzene and cyclohexane or butane and vinyl chloride. It will but most conveniently used in extractive distillations in which the relative volatility of the components to be separated in the solution is at least 1.5 and preferably at least 3.

Solche Systeme sind z. B. ein System aus trans-2-Buten, 1,3-Butadien und wäßrigem Dimethylacetamid, in welchem die relative Flüchtigkeit von trans-2-Buten zu 1,3-Butadien etwa 1,6 ist; ein System aus 1-Buten, 1,3-Butadien und wäßrigem Dimethylacetamid, in welchem die relative Flüchtigkeit von 1-Buten zu 1,3-Butadien etwa 2 ist; ein System aus Butan, Vinylchlorid und Aceton, in welchem die relative Flüchtigkeit von Butan zu Vinylchlorid etwa 2 ist; ein System aus Äthylbenzol, Styrol und Dimethylacetamid, in welchem die relative Flüchtigkeit von Äthylbenzol zu Styrol etwa 2,5 ist; ein System aus Butan, 1,3-Butadien und wäßrigem Dimethylacetamid, in welchem die relative Flüchtigkeit von Butan zu 1,3-Butadien etwa 3 ist; ein System aus 1,3-Butadien, Vinylacetylen und wäßrigem Dimethylacetamid, in welchem die relative Flüchtigkeit von 1,3-Butadien zu Vinylacetylen etwa 3,3 ist; und ein System aus Äthylen, Acetylen und Aceton, in welchem die relative Flüchtigkeit von Äthylen zu Acetylen etwa 10 ist.Such systems are e.g. B. a system of trans-2-butene, 1,3-butadiene and aqueous dimethylacetamide, in which the relative volatility of trans-2-butene to 1,3-butadiene is about 1.6; a system of 1-butene, 1,3-butadiene and aqueous dimethylacetamide, in which the relative volatility of 1-butene to 1,3-butadiene is about 2; a system of butane, vinyl chloride and acetone, in which the relative volatility of Butane to vinyl chloride is about 2; a system of ethylbenzene, styrene and dimethylacetamide, in which the relative volatility of ethylbenzene to styrene is about 2.5; a system of butane, 1,3-butadiene and aqueous dimethylacetamide in which the relative volatility of butane to 1,3-butadiene is about 3; a System of 1,3-butadiene, vinyl acetylene and aqueous dimethylacetamide, in which the relative volatility from 1,3-butadiene to vinyl acetylene is about 3.3; and a system of ethylene, acetylene and acetone, in which the relative volatility of ethylene to acetylene is about 10.

In einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform wird das abfallende Druckschema auch in der zweiten Stufe fortgesetzt, indem man in der Lösungsmittelrückgewinnungsstufe Drucke anwendet, die unter denjenigen der extraktiven Destillationsstufe liegen. Diese Modifikation wird erreicht, indem man einen Teil der stärker polaren Komponente aus dem Sumpfprodukt der extraktiven Destillation durch Entspannungsverdampfung, die gegebenenfalls adiabatisch durchgeführt werden kann, entfernt und anschließend die polarere Komponente durch Rektifizion, Strippen oder Abziehen im Vakuum vom Lösungsmittel vollständig abtrennt.In a preferred embodiment according to the invention, the decreasing pressure scheme is also in the Second stage continued by applying pressures in the solvent recovery stage below those of the extractive distillation stage. This modification is achieved by making a Part of the more polar component from the bottom product of the extractive distillation by flash evaporation, which can optionally be carried out adiabatically, removed and then the more polar component is completely removed from the solvent by rectification, stripping or vacuum removal separates.

Eine bevorzugte Ausführungsform zur Durchführung dieser Ausführungsform ist in Fig. 3 gezeigt, in welcher die verwendete Vorrichtung aus einem Druckminderungsventil 47, einem adiabatischen Verdampfer 49 und einem mit einem Abkocher 53 versehenen Stripper 51 besteht.A preferred embodiment for carrying out this embodiment is shown in FIG. 3, in which the device used consists of a pressure reducing valve 47, an adiabatic evaporator 49 and a stripper 51 provided with a boiler 53.

Das Sumpfprodukt der extraktiven Destillation wird durch Leitung 55 zum Druckminderungsventil 47 und dann zum Entspannungsverdampfer 49 geführt, in welchem ein Teil der stärker polaren Komponente durch Entspannungsverdampfung bei einem Druck von einer Atmosphäre oder darüber verdampft wird. Die praktisch lösungsmittelfreien Dämpfe der stärker polaren Komponente, die zur extraktiven Destillationsstufe zurückgeführt werden, werden über Kopf durch Leitung 57 entfernt, und die aus Lösungsmittel und stärker polarer Komponente bestehende flüssige Phase wird durch Leitung 59 zum Stripper 51 geführt. Die als Produkt erhaltenen, von Lösungsmittel im wesentlichen befreiten Dämpfe der polareren Komponenten werden über Kopf durch Leitung 61 aus Kolonne 51The bottom product of the extractive distillation is through line 55 to the pressure reducing valve 47 and then passed to the flash evaporator 49, in which part of the more polar component is evaporated by flash evaporation at a pressure of one atmosphere or above. The practically solvent-free vapors of the more polar component, which are returned to the extractive distillation stage, are passed through overhead Line 57 removed, and the liquid phase consisting of solvent and more polar component is passed through line 59 to stripper 51. Those obtained as a product, essentially from solvent freed vapors of the more polar components are discharged overhead through line 61 from column 51

entfernt und können gegebenenfalls zu einer anschließenden Reinigungsstufe geführt werden. Das von der polareren Komponente praktisch freie Lösungsmittel wird aus Kolonne 51 durch Leitung 63 entfernt, und ein Teil des Lösungsmittels wird durch Leitung 65 abgezogen und zum Abkocher 53 geführt, wo das Lösungsmittel verdampft wird; der Dampf wird durch Leitung 67 der Kolonne 51 zugeleitet. Der Rest des Lösungsmittels wird durch Leitung 69 zur extraktiven Destillationsstufe zurückgeführt.removed and can optionally be carried out to a subsequent cleaning stage. That of the more polar component, virtually free solvent is removed from column 51 through line 63, and some of the solvent is withdrawn through line 65 and passed to the boiler 53, where the solvent is vaporized; the steam is fed to column 51 through line 67. The rest of the Solvent is returned through line 69 to the extractive distillation stage.

Ein Arbeiten gemäß dieser Ausführungsform ergibt Verbesserungen hinsichtlich der Reinheit des Produkts und der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Die adiabatische Entspannungsverdampfung ermöglicht mindestens die teilweise Entfernung der weniger polaren Komponenten, die durch die extraktive Destillation nicht entfernt wurden und verringert dadurch die Reinigungsanforderungen für den Produktstrom von Leitung 61. Obgleich diese Ausführungsform auch für die Trennung einer Zwei-Komponenten-Beschickung günstif ist, so ist sie besonders vorteilhaft, wenn der ursprüngliche Beschickungsstrom mehr als zwei Komponenten enthält, wie z. B. derjenige aus der Umwandlung von Butan oder Buten in Butadien. Sollen derartige Beschickungen getrennt werden, so ist es unpraktisch, die extraktive Destillation unter solchen Bedingungen durchzuführen, daß alle unerwünschten Komponenten von den gewünschten Komponenten entfernt werden. Wird daher die polarere Komponente aus der extraktiven Destillation in hochgradig reiner Form gewünscht, so ist es immer notwendig, das Überkopfmaterial aus der Lösungsmittelabstrippstufe einer weiteren Reinigung zu unterwerfen. Die Entfernung mindesten eines Teils der weniger polaren Komponenten durch die Entspannungsstufe verringert die Beladung einer solchen Reinigungsstufe.Working according to this embodiment results in improvements in the purity of the product and the economics of the process. The adiabatic flash evaporation made possible at least partial removal of the less polar components caused by the extractive distillation have not been removed, thereby reducing the cleaning requirements for the product flow from the line 61. Although this embodiment is also favorable for the separation of a two-component charge it is particularly advantageous when the original feed stream has more than two components contains, such as B. the one from the conversion of butane or butene to butadiene. Should such feeds are separated, it is impractical to use extractive distillation among them Conditions to carry out that all undesirable components from the desired components removed. Therefore, the more polar component from the extractive distillation becomes highly pure Desired shape, it is always necessary to remove the overhead material from the solvent stripping step to subject to further purification. The removal of at least some of the less polar components by the expansion stage reduces the loading such a purification stage.

Neben der Erzielung eines reineren Überkopfprodukts aus Kolonne 51 ergibt die Verwendung der Entspannungsstufe eine wirtschaftlichere Trennung durch Verringerung des Wärmebedarfs, der für die Destillation in Kolonne 51 erforderlich ist, indem die Menge an gelöstem Material in dem der Destillation unterworfenen Lösungsmittel verringert wird. Weiterhin wird eine Überführung des Lösungsmittels mit der stärker polaren Komponente verringert und dessen Verlust bzw. Rückgewinnungskosten vermindert.In addition to obtaining a purer overhead product from column 51, the use of the Expansion stage a more economical separation by reducing the heat demand for the Distillation in column 51 is required by reducing the amount of material dissolved in the distillation subjected solvent is reduced. Furthermore, a transfer of the solvent with the more polar component is reduced and its loss or recovery costs are reduced.

Zur Erzielung dieser Vorteile sollten die Bedingungen der Entspannungsstufe so beschaffen sein, daß mindestens 10 und vorzugsweise mindestens 80%, gewöhnlich jedoch nicht mehr als 90 % des im Lösungsmittelstrom aus der extraktiven Destillation anwesenden, gelösten Materials verdampft werden. Die tatsächlichen Bedingungen der Entspannungsverdampfung hängen selbstverständlich vom jeweiligen System ab. Besteht jedoch z. B. der Strom aus Leitung 55 aus 16,5 Molprozent gelöstem Kohlenwasserstoff (93,0 Molprozent Butadien, 3,8 Molprozent Vinylacetylen, 2,7 Molprozent Methylacetylen und 0,5 Molprozent Buten) und 83,5 Molprozent einer Lösung aus 42 Molprozent Wasser und 58 Molprozent Dimethylacetamid als Lösungsmittel bei 65⁰C und 3300 mm Hg, so werden etwa 30 % des gelösten Kohlenwasserstoff materials durch Entspannungsverdampfung auf 2300 mm Hg verdampft und etwa 50% des gelösten Kohlenwasserstoffmaterials werden durch Entspannungsverdampfung auf 1300 mm Hg verdampft.To achieve these advantages, the conditions of the flash stage should be such that at least 10 and preferably at least 80%, but usually not more than 90% of the dissolved material present in the solvent stream from the extractive distillation is evaporated. The actual flash evaporation conditions will of course depend on the particular system. However, there is z. B. the stream from line 55 of 16.5 mole percent dissolved hydrocarbon (93.0 mole percent butadiene, 3.8 mole percent vinyl acetylene, 2.7 mole percent methylacetylene and 0.5 mole percent butene) and 83.5 mole percent of a solution of 42 mole percent water and 58 mole percent dimethylacetamide as solvent at 65 ⁰ C and 3300 mm Hg, about 30% of the dissolved hydrocarbon material is evaporated by flash evaporation to 2300 mm Hg and about 50% of the dissolved hydrocarbon material is evaporated by flash evaporation to 1300 mm Hg.

Ein weiterer, wichtiger, wirtschaftlicher Vorteil wird erreicht durch Wärmeaustausch des aus polareren Komponente und Lösungsmittel bestehenden Abflusses aus der extraktiven Destillation mit dem zurückgeführten, von der stärker polaren Komponente befreiten Lösungsmittel aus der Destillationskolonne 51. Dieser Wärmeaustausch erfolgt zweckmäßig nach der Entspannungsverdampfung ,wie z. B. durch den Wärmeaustauscher 71 in Fig. 3 dargestellt. Durch ein derartiges Arbeiten wird weiterhin die Wärmebeladung in Kolonne 51 verringert, indem man eine maximaleAnother, important, economic advantage is achieved through the heat exchange of the more polar Component and solvent existing outflow from the extractive distillation with the recycled, from the more polar component freed solvent from the distillation column 51. This Heat exchange takes place expediently after the flash evaporation, such as. B. through the heat exchanger 71 shown in FIG. 3. By doing this, the heat build-up in Column 51 decreased by getting a maximum

ίο Ausnutzung der im Lösungsmittel enthaltenen Wärme zum Erwärmen des Stroms aus stärker polarer Komponente und Lösungsmittel mit einer niedrigen Konzentration an stärker polarer Komponente erreicht.
In einer anderen Ausführungsform des beschriebenen Verfahrens wird der Aufkocher 53 zu Kolonne 51 weggelassen, und statt dessen wird ein leichtes, inertes Gas durch Leitung 73 zum Boden der Kolonne 51 eingeführt, oder das Abziehen erfolgt unter Vakuum, wodurch der Teildruck der Mischung aus gelöstem Material und Lösungsmittel verringert wird. Geeignete Gase sind Wasserstoff, Stickstoff und Paraffinkohlenwasserstoffe mit bis zu etwa 6 Kohlenstoffatomen. Die Menge an inertem Gas oder das Maß an Vakuum ist mindestens diejenige Menge, die zur Verringerung des Teildrucks der stärker polaren Komponente in Kolonne 51 auf einen Wert notwendig ist, bei welchem keine zusätzliche Wärme zur Entfernung dieser Komponente vom Lösungsmittel zugeführt zu werden braucht. Es kann jedoch auch eine Kombination aus Vakuum, Aufkochdämpfen und inertem Gas in Verbindung mit Kolonne 51 verwendet werden.ίο Utilization of the heat contained in the solvent to heat the stream of more polar components and solvents with a low concentration of more polar components achieved.
In another embodiment of the described method, the reboiler 53 to column 51 is omitted and instead a light, inert gas is introduced through line 73 to the bottom of column 51, or the withdrawal is carried out under vacuum, thereby reducing the partial pressure of the mixture of dissolved material and solvent is decreased. Suitable gases are hydrogen, nitrogen and paraffinic hydrocarbons with up to about 6 carbon atoms. The amount of inert gas or the amount of vacuum is at least that amount which is necessary to reduce the partial pressure of the more polar component in column 51 to a value at which no additional heat needs to be supplied to remove this component from the solvent. However, a combination of vacuum, boiling vapors, and inert gas can be used in conjunction with column 51.

Bei einer üblichen extraktiven Destillation wird der aufsteigende heiße Dampf durch thermische Verdampfung eines Teiles des Sumpfprodukts aus der extraktiven Destillation erhalten, wobei der Dampf eine beträchtliche Menge an Lösungsmittel enthielt. Da das Sumpfprodukt hauptsächlich aus dem verhältnismäßig nicht-flüchtigen Lösungsmittel besteht (gewöhnlich mindestens zu 80 Molprozent), wird eine große Wärmemenge zur Verdampfung benötigt, insbesondere, wenn das Lösungsmittel ein wäßriges oder anderes Medium mit hoher Verdampfungswärme ist. Eine Modifikation des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht nun mindestens eine Verminderung dieses Wärmebedarfs vor, indem man als Dampf für die extraktive Destillation einen von Lösungsmittel praktisch freien, mit der stärker polaren Komponente angereicherten Dampfstrom verwendet, der entweder von der Entspannungsverdampfung herrührt oder am Kopf der Lösungsmittelrückgewinnungskolonne anfällt.In a conventional extractive distillation, the rising hot steam is produced by thermal evaporation a portion of the bottom product obtained from the extractive distillation, the steam contained a substantial amount of solvent. Since the bottom product mainly consists of the proportionately non-volatile solvent (usually at least 80 mole percent) becomes a large amount of heat is required for evaporation, especially if the solvent is an aqueous or is another medium with high heat of vaporization. A modification of the method according to the invention now provides at least a reduction in this heat requirement by using steam for the extractive Distillation one which is practically free of solvent and enriched with the more polar component Steam flow used either from the flash evaporation or at the top of the Solvent recovery column is obtained.

Selbstverständlich variiert die Zusammensetzung der zurückgeführten heißen Dämpfe aus diesen verschiedenen Quellen erheblich. Obgleich sie vor der Rückführung vereinigt oder alle an einem gemeinsamen Punkt in die extraktive Destillation eingeführt werden können, wird es bevorzugt, daß jeder Strom an dem Punkt in die extraktive Destillationskolonne eingeführt wird, an welchem die Zusammensetzung des betreffenden heißen Dampfstroms der Zusammensetzung des Dampfs in der Kolonne am nächsten kommt. So. wird der größere Mengen der weniger polaren Verbindung enthaltende Dampfstrom aus der adiabatischen Entspannungsverdampfung an einem relativ hohen Punkt in die extraktive Destillation eingeführt, während ein größere Mengen an stärker polarer Verbindung enthaltender Dampfstrom aus der Entspannungsverdampfung am Boden der extraktiven Destillation eingeführt wird.Of course, the composition of the recirculated hot vapors will vary from these various ones Sources considerably. Though united before repatriation, or all in one common point can be introduced into the extractive distillation, it is preferred that each stream be introduced into the extractive distillation column at that point which the composition of the hot steam in question of the composition of the Closest to the vapor in the column. So the greater amounts will be the less polar compound containing vapor stream from adiabatic flash evaporation at a relatively high point introduced into the extractive distillation, while containing larger amounts of a more polar compound Vapor stream introduced from the flash evaporator at the bottom of the extractive distillation will.

609 537/323609 537/323

Die Gesamtmenge der in die extraktive Destillationsstufe eingeführten heißen Dämpfe variiert in Abhängigkeit von dem zu trennenden Beschickungsstrom, dem verwendeten Lösungsmittel und dem gewünschten Maß an Trennung. Im allgemeinen sollte die Gesamtmenge an polarerer Komponente, die als heißer Dampf zur extraktiven Destillation geführt wird, zwischen 0,5 bis 0,9 Mol pro Mol polarerer Komponente in dem davon abgezogenen, flüssigen Strom gehalten werden. Zur Trennung von Butenen aus Butadien mit wäßrigem N,N-Dimethylacetamid als Lösungsmittel sollte zur Erzielung von weniger als 0,5 Molprozent Butenen, bezogen auf das Butadien, im Sumpfprodukt der extraktiven Destillation die als heißer Dampf verwendete Gesamtmenge des lösungs- *5 mittelfreien, gelösten Materials mindestens 70 Molprozent, vorzugsweise 80 bis 85 Molprozent, der Menge an gelöstem Material betragen, das im Sumpfprodukt der extraktiven Destillation anwesend ist.The total amount of hot vapors introduced into the extractive distillation stage varies in Depending on the feed stream to be separated, the solvent used and the one desired Degree of separation. In general, the total amount of more polar component than hot steam is fed to the extractive distillation, between 0.5 to 0.9 moles per mole of more polar Component are held in the withdrawn liquid stream. For the separation of butenes from butadiene with aqueous N, N-dimethylacetamide as solvent should achieve less than 0.5 mol percent of butenes, based on the butadiene, in the bottom product of the extractive distillation as hot steam total amount of solvent-free * 5 dissolved material used at least 70 mole percent, preferably 80 to 85 mole percent of the amount of dissolved material in the bottom product the extractive distillation is present.

Die vorliegende Erfindung ist allgemein anwendbar *o zur Trennung von Kohlenwasserstoffgemischen, die zwei verschieden ungesättigte Verbindungen enthalten. Bei derartigen Systemen ist die stärker gesättigte Verbindung die weniger polare Komponente und die weniger gesättigte Verbindung die stärker polare ^a5 Komponente. Bei Isomeren, wie z. B. einer acetylenischen Verbindung und einem Diolefin, ist die acetylenische Verbindung stärker polar. Geeignete Kohlenwasserstoffe sind sowohl aliphatische, einschließlich cycloaliphatische, als auch aromatische Kohlenwasserstoffe mit bis zu etwa 10 Kohlenstoffatomen. Kohlenwasserstoffgemische, die mit Erfolg erfindungsgemäß getrennt werden können, sind in der Tabelle aufgeführt.The present invention is generally applicable * o for the separation of hydrocarbon mixtures which contain two different unsaturated compounds. In such systems, the more saturated compound is the less polar component and the less saturated compound is the more polar ^a 5 component. For isomers, such as. B. an acetylenic compound and a diolefin, the acetylenic compound is more polar. Suitable hydrocarbons are both aliphatic, including cycloaliphatic, and aromatic hydrocarbons having up to about 10 carbon atoms. Hydrocarbon mixtures which can be successfully separated according to the invention are listed in the table.

Tabel

3535

Weniger polareLess polar

Komponentecomponent

ÄthylenEthylene

Propanpropane

PropylenPropylene

ButadienButadiene

PentenPents

ÄthylbenzolEthylbenzene

CyclohexanCyclohexane

C₇-C₉-ParaffineC ₇ -C ₉ paraffins

Stärker polareMore polar

Komponentecomponent

Acetylenacetylene

PropylenPropylene

AllenEveryone

ButadienButadiene

VinylacetylenVinyl acetylene

IsoprenIsoprene

StyrolStyrene

Benzolbenzene

Benzol, Toluol oder XylolBenzene, toluene or xylene

Lösungsmittel, die für derartige Kohlenwasserstofftrennungen geeignet sind, umfassen gesättigte Ketone 5" mit bis zu etwa 5 Kohlenstoffatomen, wie Aceton, Methyläthylketon usw.; gesättigte Ν,Ν-Dimethylamide mit bis zu etwa 5 Kohlenstoffatomen, wie N,N-Dimethylformamid, Ν,Ν-Dimethylacetamid usw.; gesättigte Nitrile mit bis zu etwa 5 Kohlenstoffatomen, wie Acetonitril usw.; Di-ß-chloräthyläther; Sulfolan; Polyäthylenglykole mit 2 bis 4 Äthylenoxyeinheiten der Formel HO(CH₂CH₂O)_-1H, in welcher χ eine ganze Zahl mit einem Wert von 2 bis 4, ist, z. B. Triäthylenglykol; usw. Im allgemeinen werden die Ketone, Amide, Nitrile und Dichlorisopropyläther als Lösungsmittel zum Trennen von unterschiedlich ungesättigten aliphatischen Verbindungen bevorzugt, während Sulfolan und die Polyäthylenglykole als Lösungsmittel zum Trennen aromatischer von aliphatischen Verbindüngen bevorzugt werden.Solvents that are suitable for such hydrocarbon separations include saturated ketones 5 "with up to about 5 carbon atoms, such as acetone, methyl ethyl ketone, etc .; saturated Ν, Ν-dimethylamides with up to about 5 carbon atoms, such as N, N-dimethylformamide, Ν, Ν-dimethylacetamide etc .; saturated nitriles with up to about 5 carbon atoms, such as acetonitrile etc .; di-ß-chloroethyl ether; sulfolane; polyethylene glycols with 2 to 4 ethyleneoxy units of the formula HO (CH ₂ CH ₂ O) _-1 H, in which χ is an integer with a value from 2 to 4, e.g. triethylene glycol, etc. In general, the ketones, amides, nitriles and dichloroisopropyl ether are preferred as solvents for separating differently unsaturated aliphatic compounds, while sulfolane and the polyethylene glycols are preferred as solvents Solvents for separating aromatic from aliphatic compounds are preferred.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet zum Reinigen von Vinylchlorid, das mit C₄-Kohlenwasserstoffen, wie Butan, Butenen, Butadien usw., verunreinigt ist. In diesem Fall ist das Vinylchlorid die stärker polare Komponente. Geeignete Lösungsmittel zur Durchführung dieser Trennung sind die gesättigten Ketone und Amide der obigen Art sowie gesättigte Alkohole mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen, wie Methanol, Äthanol usw.The process according to the invention is particularly suitable for cleaning vinyl chloride which _{is contaminated with C 4} hydrocarbons such as butane, butenes, butadiene, etc. In this case the vinyl chloride is the more polar component. Suitable solvents for carrying out this separation are the saturated ketones and amides of the above type as well as saturated alcohols with up to 5 carbon atoms, such as methanol, ethanol, etc.

In allen oben bewchriebenen Systemen kann das angegebene Lösungsmittel allein oder als wäßrige Lösung mit bis zu etwa 80 Molprozent Wasser und Molprozent Lösungsmittel verwendet werden, wie dies im einzelnen mit dem wäßrigen N,N-Dimethylacetamidlösungsmittelsystem dargestellt wurde.In all of the systems described above, the specified solvent can be used alone or as an aqueous one Solution with up to about 80 mole percent water and mole percent solvent can be used, such as this in detail with the aqueous N, N-dimethylacetamide solvent system was shown.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung.The following examples illustrate the present invention.

example 1

Es wurde ein großtechnisches Butadien-Reinigungsverfahren gemäß dem in Fig. 2 und 3 gezeigten System durchgeführt.A commercial butadiene purification process according to that shown in FIGS. 2 and 3 was established System carried out.

Zusammensetzung der Beschickung MolprozentFeed composition mole percent

Cg-Kohlenwasserstoffe 1,6Cg hydrocarbons 1.6

η-Butan 1,8η-butane 1.8

Butene 16,1Butenes 16.1

Vinylacetylen 1,9Vinyl acetylene 1.9

1,3-Butadien 78,61,3-butadiene 78.6

Beschickungsgeschwindigkeit;Feeding speed;

kg Mol/h 45,5kg mol / h 45.5

Zusammensetzung des Lösungsmittels MolprozentComposition of the solvent mole percent

Ν,Ν-Dimethylacetamid 70Ν, Ν-dimethylacetamide 70

Wasser 30Water 30

Beschickungsgeschwindigkeit;Feeding speed;

kg Mol/h 588kg mol / h 588

überkopfmaterial aus dem Absorber Molprozentoverhead material from the absorber mole percent

C₃-Kohlenwasserstoffe 2,94C ₃ hydrocarbons 2.94

η-Butan 10,50η-butane 10.50

Butene 82,00Butene 82.00

1,3-Butadien 4,561,3-butadiene 4.56

Fließgeschwindigkeit; kg Mol/h 7,82Flow rate; kg mol / h 7.82

Überkopfmaterial aus dem Lösungsmittelabstripper MolprozentSolvent stripper overhead mole percent

C₃-Kohlenwasserstoffe 1,33C ₃ hydrocarbons 1.33

n-Butan —n-butane -

Butene 2,37Butenes 2.37

Vinylacetylen 2,30Vinyl acetylene 2.30

1,3-Butadien 94,001,3-butadiene 94.00

Fließgeschwindigkeit; kg Mol/h 36,6Flow rate; kg mol / h 36.6

Drucke kg/cm» abs,Prints kg / cm »abs,

Absorberabsorber

Kopf 5,62Head 5.62

Boden 5,98Bottom 5.98

AnreichererEnricher

Kopf 2,81Head 2.81

Boden 3,16Floor 3.16

LösungsmittelabstripperSolvent strippers

Kopf 1,41Head 1.41

Boden 1,76Bottom 1.76

Temperaturen ⁰CTemperatures ⁰ C

Absorberabsorber

Kopf 40Head 40

Boden 50Floor 50

AnreichererEnricher

Kopf 40Head 40

Boden 50Floor 50

LösungsmittelabstripperSolvent strippers

Kopf 100Head 100

Boden 148Floor 148

Example 2

Ein großtechnisches Butadien-Reinigungsverfahren wurde gemäß dem in Fig. 2 und 3 gezeigten System durchgeführt.A commercial butadiene purification process was carried out according to the system shown in FIGS carried out.

Zusammensetzung der Beschickung MolprozentFeed composition mole percent

(^-Kohlenwasserstoffe 4,6(^ -Hydrocarbons 4,6

η-Butan 13,0η-butane 13.0

Butene 26,3Butenes 26.3

1,2-Butadien 0,71,2-butadiene 0.7

Vinylacetylen 1,6Vinyl acetylene 1.6

1,3-Butadien 53,81,3-butadiene 53.8

Beschickungsgeschwindigkeit;Feeding speed;

kg Mol/h 58,8kg mol / h 58.8

Ν,Ν-Dimethylacetamid 50Ν, Ν-dimethylacetamide 50

Wasser 50Water 50

Beschickungsgeschwindigkeit;Feeding speed;

kg Mol/h 726kg mol / h 726

Überkopfmaterial aus der
extraktiven DestillationskolonneOverhead material from the
extractive distillation column

MolprozentMole percent

Cg-Kohlenwasserstoffe 6,0Cg hydrocarbons 6.0

η-Butan 31,6η-butane 31.6

Butene 61,0Butenes 61.0

1,3-Butadien 1,31,3-butadiene 1,3

Fließgeschwindigkeit; kg Mol/h 24,1Flow rate; kg moles / hr 24.1

Bodenmaterial aus der
extraktiven DestillationskolonneSoil material from the
extractive distillation column

MolprozentMole percent

Ν,Ν-Dimethylacetamid 41,3Ν, Ν-dimethylacetamide 41.3

Wasser 41,3Water 41.3

Kohlenwasserstoffe (Molprozent) 17,3Hydrocarbons (mole percent) 17.3

J (^-Kohlenwasserstoffe 3,5J (^ -hydrocarbons 3.5

Butan —Butane -

Butene 2,0Butenes 2.0

Vinylacetylen 2,7Vinyl acetylene 2.7

1,2-Butadien 1,11,2-butadiene 1.1

1,3-Butadien 90,51,3-butadiene 90.5

Fließgeschwindigkeit; kg Mol/h 878Flow rate; kg mol / h 878

Zusammensetzung des Dampfs aus dem adiabatischen Abstripper MolprozentComposition of the steam from the adiabatic stripper mole percent

Ν,Ν-Dimethylacetamid 0,3Ν, Ν-dimethylacetamide 0.3

Wasser 4,8Water 4.8

Kohlenwasserstoffe ·. 94,9Hydrocarbons ·. 94.9

Fließgeschwindigkeit; kg Mol/h 114,4Flow rate; kg mol / hr 114.4

FlüssigkeitszusammensetzungLiquid composition

aus dem adiabatischen Abstripper Molprozentfrom the adiabatic stripper mole percent

Ν,Ν-Dimethylacetamid 47,4Ν, Ν-dimethylacetamide 47.4

Wasser 46,8Water 46.8

Kohlenwasserstoffe 5,8Hydrocarbons 5.8

Fließgeschwindigkeit; kg Mol/h 764Flow rate; kg mol / h 764

Zusammensetzung des rückgeführten Dampf aus dem AbstripperComposition of the recycled steam from the stripper

MolprozentMole percent

Ν,Ν-Dimethylacetamid —Ν, Ν-dimethylacetamide -

Wasser —Water -

Kohlenwasserstoffe ." 100Hydrocarbons. "100

Fließgeschwindigkeit; kg Mol/h 9,6Flow rate; kg mol / h 9.6

Rückführungsgeschwindigkeit der gesamten Kohlenwasserstoffe;Recycle rate of total hydrocarbons;

kg Mol/h 118kg mol / h 118

Zusammensetzung des Produkts aus dem LösungsmittelabstripperComposition of the product from the solvent stripper

MolprozentMole percent

C₃-Kohlenwassei stoffe 3,5C ₃ hydrocarbons 3.5

Butan —Butane -

Butene 2,0Butenes 2.0

Vinylacetylen 2,7Vinyl acetylene 2.7

1,2-Butadien 1,11,2-butadiene 1.1

1,3-Butadien 90,51,3-butadiene 90.5

Fließgeschwindigkeit; kg Mol/h 34,2Flow rate; kg moles / hr 34.2

Drucke ■ kg/cm^a abs.Prints ■ kg / cm ^a abs.

extraktive Destillationskolonneextractive distillation column

Kopf 5,27Head 5.27

Boden 5,98Bottom 5.98

adiabatischer Abstripper 1,41adiabatic stripper 1.41

LösungsmittelabstripperSolvent strippers

Kopf 1,41Head 1.41

Boden 1,76Bottom 1.76

Temperaturen ⁰CTemperatures ⁰ C

extraktive Destillationskolonneextractive distillation column

Kopf 46Head 46

Boden 62Floor 62

adiabatischer Abstripper 52adiabatic stripper 52

LösungsmittelabstripperSolvent strippers

Kopf 106Head 106

Boden 129Floor 129

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method of separating a mixture of more and less polar components by extractive distillation with a poorly volatile, selectively acting, polar solvent with recovery of the solvent and recycling of it for extractive distillation, characterized in that the extractive distillation is carried out in at least two stages is carried out with different pressures, with higher concentration in each stage a higher pressure is maintained at the weaker polar component than at any lower stage Concentration of a weaker polar component.

2. The method according to claim 1, characterized in that the different prints in the Levels are kept at such values that ao the solubility of the substances dissolved in the solvent in each stage of higher pressure equal to the solubility of the substances dissolved in the solvent in each Lower pressure stage.

3. The method according to claim 1, characterized in that the different prints in the Levels are kept at such values that the maximum and minimum temperatures in each The higher pressure stage equals the maximum and minimum temperatures in each lower stage Pressure is.

4. The method according to claim 3, characterized in that the differences between maximum and minimum temperatures in each stage are maintained in the range of 5 to 20 ° C.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that from the last stage of extractive distillation a bottom product is drawn off and flash evaporation in a vaporous, the stronger polar component containing component, which for the reduction the heat demand of the extractive distillation is returned, and a liquid, which with the portion containing the more polar component enriched solvent is broken down, the is fed to the solvent recovery column.

6. The method according to claim 5, characterized in that part of the more polar component containing vapors from the top of the solvent recovery column for reduction of the heat requirement of the extractive distillation.