(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
純粋なベンゼン、トルエンもしくはキシレン、またはこれらの芳香族化合物を含む芳香族留分の混合物を、前記芳香族化合物を含有する精製流またはベンジン留分から抽出蒸留によって回収する方法において、
第１の方法ステップにおいて、投入物が、抽出蒸留前に前記芳香族化合物より沸点の高い成分が塔底留出物として分離される前蒸留に供され、
第２の方法ステップにおいて、上記のステップによって得られた芳香族化合物含有の出発混合物が、該出発混合物の非芳香族成分の逸散性、それでもって分離作用を選択的に高めることができるような抽出溶剤または抽出溶剤混合物と混合され、そして抽出蒸留に供され、および
第３の方法ステップにおいて、得られた抽出物から、温度上昇または温度上昇と圧力減少によって抽出溶剤が分留される、上記方法であって、
前記第２の方法ステップにおける抽出蒸留が、Ｎ，Ｎ’−ジホルミルピペラジンとＮ−ホルミルモルホリン、または２，２’−ビス−（シアノエチル）−エーテルとＮ−ホルミルモルホリンを含む溶剤混合物を、蒸気圧を変化させる溶剤混合物として用いて実施されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記抽出蒸留が、出発混合物と溶剤の１：１〜１：１０の範囲内の質量比で実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
使用される溶剤または使用される溶剤混合物が、０．１〜２０質量パーセントの割合で水を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記抽出蒸留から得られた芳香族化合物に富む混合物が、溶剤分離後に、水による洗浄工程に供されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記抽出蒸留から得られた芳香族化合物に富む混合物が、溶剤分離後に、ベンゼンを含む第１の留分、トルエンを含む第２の留分、およびキシレンを含む第３の留分に分けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記抽出蒸留が第１の蒸留塔内で実施され、その際、低沸点の精製物として、芳香族化合物が減少された炭化水素流が得られることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記溶剤分離が第２の蒸留塔内で実施され、その際、低沸点の精製物として、芳香族化合物が富まされた炭化水素流が得られることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記抽出蒸留のための溶剤が、閉サイクル内に導かれることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
第２の塔からの高沸点塔底留出物として、溶剤分離からの抽出溶剤が、第１の塔の上部に戻されることができることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
溶剤損失が、抽出溶剤または抽出溶剤混合物の供給によって補償できることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の塔内での抽出蒸留が、該塔の下方端では２００℃の温度で、該塔の上方端では５０℃の温度で実施されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の塔内での溶剤分離が、該塔の下方端では２６０℃の温度で、該塔の上方端では５０℃の温度で実施されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の蒸留塔内での溶剤分離が減圧下で実施されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記溶剤分離からの溶剤流が、熱交換装置を介して、前記抽出蒸留の出発混合物を加熱するために使用されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記溶剤分離からの溶剤流が、熱交換装置を介して、前記抽出蒸留の第１の蒸留塔を加熱するために使用されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記溶剤分離からの溶剤流が、熱交換装置を介して、溶剤分離の第２の蒸留塔を加熱するために使用されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
Ｎ−ホルミルモルホリンおよびＮ，Ｎ’−ジホルミルピペラジンを任意の組成で含むことを特徴とする、請求項１に記載の抽出蒸留において使用するための溶剤混合物。
【請求項１８】
Ｎ−ホルミルモルホリンおよび２，２’−ビス−（シアノエチル）−エーテルを任意の組成で含むことを特徴とする、請求項１に記載の抽出蒸留において使用するための溶剤混合物。
【請求項１９】
芳香族化合物に富む炭化水素混合物を抽出蒸留するために使用されることを特徴とする、Ｎ−ホルミルモルホリンおよびＮ，Ｎ’−ジホルミルピペラジンから成る混合物の、出発混合物と溶剤の１：１〜１：１０の範囲内の質量比での使用。
【請求項２０】
芳香族化合物に富む炭化水素混合物を抽出蒸留するために使用されることを特徴とするＮ−ホルミルモルホリンおよび２，２’−ビス−（シアノエチル）−エーテルから成る混合物の出発混合物と溶剤の１：１〜１：１０の範囲内の質量比での使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ベンジン留分および精製流からの芳香族化合物の回収は、石油化学における、ならびにコークス製造技術および精製技術における重要な方法ステップである。特にベンゼンおよびベンゼンの単純な誘導体は、染料、プラスチック、溶剤、および塗料（Ｌａｃｋｅｎ）を製造するための重要な原料である。これらの化合物は、芳香族化合物を含む留分中で、しばしば非芳香族化合物と混合して存在しているので、その単離のための方法ステップは非常に重要である。芳香族化合物を含む留分の例は、改質ベンジンおよび熱分解ベンジンであるが、鉱油またはコークス炉ベンゼンからの留分もある。
【背景技術】
【０００２】
芳香族化合物を含むベンジン留分から簡単な蒸留によって芳香族化合物を分離することは不可能である。なぜならベンジンまたはその留分が、狭い範囲に沸点が集まった多数の物質から構成されているからである。したがって分離には、さらなる物理的効果を利用する方法を用いなければならない。技術的な実施形態に関しては、様々な物理的分離方法に基づく複数の方法が提供されている。最も重要なのは共沸蒸留、液−液抽出、および抽出蒸留である。
【０００３】
共沸蒸留の場合、分離すべき混合物に、脂肪族または芳香族の成分と共に定沸点混合物を構成する溶剤が加えられる。この共沸混合物が蒸留によって出発混合物から分離され、蒸留後に共沸剤と芳香族留分とに分けられる。液−液抽出の場合、分離すべき混合物が溶剤を含んでおり、この溶剤は、二相混合物を形成し、かつ一方の成分に対してより高い可溶性を有しているため、該成分は溶剤混合物から抽出される。芳香族成分は、抽出後に例えば蒸留によって溶剤から分離することができる。
【０００４】
抽出蒸留は、混合物中で、これに適した成分が個々の成分のフガシティーを変化させるという現象を利用する。その際、フガシティーは、混合物中の補正された蒸気分圧として理解される。フガシティーが変化する原因は、各分子種間における反発性の相互作用がそれぞれ異なることである。したがって、他の成分より大きな反発力を有する混合成分は、より小さい反発力を有する成分より容易に蒸気相中に移行する。
【０００５】
抽出蒸留では、１つまたは複数の成分のフガシティーを選択的に高めることができることが知られている溶剤が加えられる。芳香族化合物を含む炭化水素混合物の場合、しばしば混合物の脂肪族成分が、溶剤に対しより高い反発力を有しており、これにより脂肪族成分のフガシティーが明らかに高められる。これに対し芳香族成分のフガシティーはあまり変化しない。この理由から、溶剤を用いた蒸留の際、脂肪族成分は好ましくは蒸留の沸騰しやすい塔頂留出物である精製物中に移行し、その一方で芳香族成分は蒸留のより沸騰し難い塔底留出物である抽出物中に存在する。このための前提条件は、個々の成分のフガシティーを所望通りに変えることで所望の効果を示す溶剤を使用することである。
【０００６】
抽出蒸留は、共沸蒸留または液−液抽出に比べてしばしば利点を有している。すなわち抽出蒸留の場合、共沸蒸留の場合より物質移動が著しく大きい場合が多々ある。なぜなら抽出蒸留では、使用される温度が明らかに高いからである。抽出蒸留用の装置にかかる費用は、液−液抽出用の場合に比べてかなり低い。なぜなら、それぞれが後続の蒸留を伴う抽出塔の代わりに、一般的に２つの蒸留塔しか必要ないからである。抽出蒸留の場合、液−液抽出の場合よりかなり少ない溶剤しか必要としないので、設置および運転のための費用が明らかに少ない。
【０００７】
抽出蒸留の実施に関する中心的な問題は、適切な溶剤の選択である。多数の可能な溶剤から、所定の分離を最小限の溶剤循環量で可能にするような溶剤を見つけ出すのである。これに関する決定的な基準は、溶剤の溶解力および選択性である。溶解力は、液状の凝集状態にある芳香族成分が、ネルンストの分配律に基づき個々の相の間でどのように分配されるかを示す。溶解力が大きいほど、芳香族成分は溶剤中により良好に溶解し、したがって溶剤はより少ししか必要とされない。溶解力が小さいほど、むしろ液状の芳香族成分と溶剤による２相混合物が形成される。つまり溶解力によって、基本的に必要な溶剤量が決まる。
【０００８】
選択性は、所望の移行成分の抽出が、精製物中に含まれる他の成分に比べてどの程度改善されるかを示す。抽出剤の選択性が高いほど、脂肪族成分の反発、すなわち脂肪族成分のフガシティーの変化がそれだけ強くなる。選択性により、基本的に分離作用が決定され、したがって抽出蒸留に必要な理論段数が決定される。つまり選択性が下がるにつれ、装置にかかる費用は高くなる。
【０００９】
芳香族化合物の抽出蒸留に適した様々な溶剤が知られている。たびたび使用される溶剤は、ジエチレングリコール、ジメチルスルホキシド、スルホラン、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、およびＮ−ホルミルモルホリンである。投入混合物としては、芳香族化合物および脂肪族化合物を含んでおり、かつ前蒸留において、比較的狭く制限された沸点範囲を有する炭化水素へと蒸留される炭化水素流が供給される。抽出蒸留の分離作用に応じて、Ｃ６流、（Ｃ６−Ｃ７）流、または（Ｃ６−Ｃ８）流を供給することができる。
【００１０】
抽出蒸留のための本来の装置は、一般的に２つの蒸留塔から成る。第１の塔内では本来の抽出蒸留が実施される。その際、塔頂では主として非芳香族炭化水素と、実施種類に応じていく分かの溶剤とから成る精製流が得られる。非芳香族炭化水素に対する溶剤の反発作用が比較的大きいので、この化合物は比較的容易に蒸気相中に移行する。塔の下部では、主として芳香族化合物および抽出溶剤から成る混合物が得られる。この混合物は、その後ストリッピング塔内に導かれ、そこで芳香族化合物を含む混合物が蒸留によって溶剤から分離される。溶剤は再び第１の塔内に戻される。
【００１１】
抽出物を蒸留によって分離することにより、ストリッピング塔の塔頂での留分として芳香族化合物の多い炭化水素混合物が得られ、かつ塔底留出物として芳香族化合物の少ない溶剤留分が得られる。両方の留分、さらなる精製のために後処理することができる。芳香族化合物は、洗浄後、例えば蒸留によって処理することができ、これによりアルキル化度および沸点に応じて個々の芳香族化合物が得られる。その際、ベンゼン誘導体であるベンゼン、トルエン、およびキシレンが得られる。キシレン異性体を分離するために、引き続きさらなるプロセスステップを行うことができる。芳香族留分のための精製ステップとして、水による洗浄プロセスが適している場合もある。
【００１２】
独国特許第１５６８９４０Ａ１号（特許文献１）には、溶剤としてＮ−ホルミルモルホリンを用いた芳香族化合物の抽出蒸留のためのプロセスが記載されている。該プロセスは、芳香族化合物を含む出発留分から芳香族化合物を単離するのにも、芳香族化合物の炭化水素流を精製するのにも用いることができる。このプロセスは、抽出蒸留用の塔、溶剤除去器、ストリッピング塔、および溶剤回収塔を含む設備内で使用される。得られた芳香族化合物は、純度および要求に応じて直接得ることができるか、または後処理に供することができる。この方法は、溶剤溶解力比較的低いことから、比較的多い溶剤量および比較的高い設計上の費用を必要とする。
【００１３】
欧州特許出願公開第６７９７０８号（特許文献２）には、１つの抽出塔のみを有する特殊な配置で行われる抽出プロセスが記載されている。抽出は、脂肪族化合物に富む塔頂生成物および塔の中央領域での芳香族化合物に富む側留が得られる塔内で実施される。溶剤は塔底から熱交換装置を介して塔の上部内に戻される。両方の炭化水素流は、サイクロン分離器および後続の相分離器において余分な溶剤および水が取り除かれる。溶剤としてポリアルキレングリコールを使用することが好ましいが、スルホランまたはピロリドンを用いることもできる。分離作用を向上させるため、溶剤混合物に０．１〜２０質量パーセントの水を加える。この方法の欠点は、分離作用を向上させるために、溶剤にある程度の割合で水を加えなければならないことである。このことから、得られた生成物を乾燥する追加の装置が必要となる。
【００１４】
欧州特許第１２８０８６９号（特許文献３）には、スルホランと３−メチルスルホランから成る溶剤混合物により芳香族化合物を含む炭化水素混合物を抽出蒸留するための方法が記載されている。この溶剤混合物は、ほぼ任意の比率で使用することができ、それにより芳香族化合物含有量および芳香族部分の組成に最適に適応させることができる。この方法は、抽出蒸留用の塔および芳香族留分を蒸留するための塔から成る設備内で使用される。この設備により、比較的低い設置技術費用でこのプロセスを進めることができる。この方法の欠点は、抽出溶剤の組合せを炭化水素に対して高い割合で使用しなければならないことから、溶剤循環量が多く、かつ抽出蒸留用の塔が比較的大きいことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】独国特許第１５６８９４０Ａ１号
【特許文献２】欧州特許出願公開第６７９７０８号
【特許文献３】欧州特許第１２８０８６９号
【特許文献４】欧州特許公開第４３４９５９Ａ２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の課題は、ベンジン留分からベンゼン誘導体を抽出蒸留するための、選択性の観点からも溶解力の観点からも、向上された特性を有する溶剤および適切な方法を見出すことである。溶剤の溶解力は十分に大きくなければならず、その結果比較的少ない溶剤循環量ですむ。溶剤の費用は低くなければならず、かつ装置にかかる費用は少なくなければならない。達成される溶剤の選択性は高くなければならず、その結果、脂肪族成分の沸点を十分にずらすことができ、かつベンジン留分からパラフィン系炭化水素および芳香族炭化水素を良好に単離することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、前述の要件を満たす新規な溶剤混合物の使用によって上記課題を解決する。Ｎ−ホルミルモルホリンをＮ，Ｎ’−ビス−（ホルミル）ピペラジン、あるいは２，２’−ビス−（シアノエチル）−エーテルと組み合わせたニ種の溶剤添加物が、芳香族化合物を抽出蒸留するための溶剤として特に適していることが見出された。この溶剤組合せの溶解力は大きく、それ故少ない抽出剤だけで、ベンジン留分から芳香族化合物を分離することができる。芳香族化合物に対するその選択性は高く、それ故抽出溶剤を加えた後の芳香族化合物の沸点は、蒸留による分離のために十分に区別される。本発明による溶剤組合せの高い選択性により、非芳香族炭化水素はほぼ完全にベンジン留分から分離され、その結果抽出溶剤の除去後には、芳香族化合物であるベンゼン、トルエン、およびキシレンの単純な蒸留分離が可能となる。
【００１８】
本発明による追加の溶剤成分の可変的な選択性を高める効果により、溶剤混合物による循環は、溶解力限界付近で、すなわち、溶剤と芳香族化合物混合物の脱混合付近で作用する程度まで低減することができる。溶剤組合せは、それぞれのベンジン留分に対し、溶剤充填量が最大限節約されるように最適化することができる。溶剤循環が少ないことによって、同じ設備容量および生成物純度の場合に、投資費用および運転手段の費用も少なくなる。
【００１９】
純粋なベンゼン、トルエンもしくはキシレン、またはこれらの芳香族化合物を含む芳香族留分の混合物を、前記芳香族化合物を含有する精製流またはベンジン留分から抽出蒸留によって回収する方法において、
第１の方法ステップにおいて、投入物（Ｅｉｎｓａｔｚｐｒｏｄｕｋｔ）が、抽出蒸留前に前記芳香族化合物より沸点の高い成分が塔底留出物として分離される前蒸留に供され、
第２の方法ステップにおいて、上記のステップによって得られた芳香族化合物含有の出発混合物が、該出発混合物の非芳香族成分の逸散性、それでもって分離作用を選択的に高めることができるような抽出溶剤または抽出溶剤混合物と混合され、そして抽出蒸留に供され、および
第３の方法ステップにおいて、得られた抽出物から、温度上昇または温度上昇と圧力減少によって抽出溶剤が分留される、上記方法であって、
前記第２の方法ステップにおける抽出蒸留が、Ｎ，Ｎ’−ジホルミルピペラジンとＮ−ホルミルモルホリン、または２，２’−ビス−（シアノエチル）−エーテルとＮ−ホルミルモルホリンを含む溶剤混合物を、蒸気圧を変化させる溶剤組合せとして用いて実施されることを特徴とする方法、が特許請求の範囲に記載される。
【００２０】
本発明による溶剤は、混合物としても単独でも溶剤成分として使用することができる。本発明による溶剤は、本発明によらない溶剤と混合して使用することが好ましい。好ましい溶剤組合せは、本発明による溶剤成分ニ種のうちの一方と混合されたＮ−ホルミルモルホリンである。
【００２１】
この新種の溶剤組合せの場合、溶剤の循環量（Ｌｏｅｓｕｎｇｓｍｉｔｔｅｌｕｍｌａｕｆ）が明らかに削減される。溶剤Ｎ，Ｎ’−ジホルミルピペラジンとＮ−ホルミルモルホリンの溶剤組合せを質量比１：１で混合する場合、純粋な溶剤Ｎ−ホルミルモルホリンと比較して溶剤循環が１０〜３０質量パーセント削減される。本発明の好ましい一実施形態では、溶剤循環の削減は１５〜２５質量パーセントである。
【００２２】
溶剤２，２’−ビス−（シアノエチル）−エーテルとＮ−ホルミルモルホリンの溶剤組合せを比１：１で混合する場合、純粋な溶剤Ｎ−ホルミルモルホリンと比較して溶剤循環が５〜１５質量パーセント削減される。本発明の好ましい一実施形態では、溶剤Ｎ−ホルミルモルホリンと比較して７〜１１質量パーセント削減される。
【００２３】
Ｎ，Ｎ’−ジホルミルピペラジンまたはヘキサヒドロ−１，４−ジアジン−１，４−ジメタノール（ＨＣＯ［ｃｙｃｌｏ−Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２）２Ｎ］ＣＨＯ）は容易に入手可能な化学物質であり、この化学物質は、しばしば精製化学製品を生産するのに使用される。３，３’−オキシジプロピオニトリルまたは２，２’−ビス−（シアノエチル）−エーテル（ＮＣ（Ｃ２Ｈ４）Ｏ（Ｃ２Ｈ４）ＣＮ）は容易に入手可能な化学物質であり、この化学物質はその特別な極性特性に基づき、しばしばクロマトグラフィにおける溶剤として使用される。これらの化学物質の製造は簡単であり、それ故比較的大量に供給する場合に、該化合物は安価に入手することができる。室温で固体の化合物Ｎ，Ｎ’−ジホルミルピペラジンの融点は１２５〜１２９℃であり、室温で液体の化合物２，２’−ビス−（シアノエチル）−エーテルの融点および沸点は、−２６℃および１３０〜１３２℃（０．２６ｋＰａ）である。
【００２４】
本発明による溶剤のいずれも、本発明の方法を実施するために、抽出溶剤組合せの沸点を溶剤の分離に適した範囲内に保つように第２の溶剤と組み合わせて使用することが好ましい。沸点が高すぎると、芳香族化合物から溶剤を分離する際に抽出溶剤が分解する恐れがある。本発明に基づかない溶剤を加えることで本発明に基づく溶剤組合せの沸点を低くし、これにより圧力を低く保つ必要なく、溶剤成分の分解を回避することができる。
【００２５】
第２の溶剤としては、置換された窒素含有複素環および置換された酸素含有複素環を加えられる。第２の溶剤としては、特にＮ−ホルミルモルホリンが適している。本発明による効果を達成するために、第２の溶剤を、本発明の溶剤に対して広い範囲で可変の重量比率で加えることができる。本発明に基づく方法を実施するには、両方の溶剤の比は１：１が好ましい。
【００２６】
本発明によればさらに、上述の方法において、抽出蒸留において使用するための、化合物、Ｎ，Ｎ’−ジホルミルピペラジン及びＮ−ホルミルモルホリンを含む溶剤混合物も特許請求される。さらには、本発明によれば、上述の抽出蒸留の方法において、抽出蒸留において使用するための、より好ましい組成物中に含まれる、化合物２，２’−ビス−（シアノエチル）−エーテルとＮ−ホルミルモルホリンを含む溶剤混合物も特許請求される。この形態の物質としての混合物は、これまでに提供あるいは記載されていない。
【００２７】
さらに、芳香族化合物に富む炭化水素混合物を抽出蒸留するために使用されるための、本発明によるＮ−ホルミルモルホリン及びＮ，Ｎ’−ジホルミルピペラジン及びＮ−ホルミルモルホリンを含む溶剤混合物の、出発混合物と溶剤の１：１〜１：１０の範囲内の質量比での使用も特許請求される。さらに、芳香族化合物に富む炭化水素混合物を抽出蒸留するために使用されるための、本発明によるＮ−ホルミルモルホリン及び２，２’−ビス−（シアノエチル）−エーテルを含む溶剤混合物の、出発混合物と溶剤の１：１〜１：１０の範囲内の質量比での使用も特許請求される。
【００２８】
本発明による方法を実施するには、芳香族化合物の抽出蒸留に典型的な装置が使用される。例示的な装置は、欧州特許公開第４３４９５９Ａ２号（特許文献４）から明らかである。ベンジンの前蒸留から得られた芳香族化合物を含む投入混合物を予め加熱し、抽出用に設けられた第１の蒸留塔の下部内に供給する。第１の蒸留塔には、既に本発明による抽出溶剤組合せが入っている。抽出蒸留の際に塔頂で得られる精製流は、芳香族炭化水素が非常に取り除かれており、かつ本質的にパラフィン系炭化水素を含んでおり、あるいはある程度の量のナフテン系炭化水素も含んでいる。この精製流は、非常に僅かしか抽出溶剤を含んでおらず、かつ回収後に、必要に応じて例えば洗浄のようなさらなる処理に送ることができる。抽出塔の塔底留出物として、抽出溶剤と混合されており、芳香族炭化水素の非常に豊富な抽出流が得られる。本発明の一実施形態では、抽出蒸留を減圧下で実施する。
【００２９】
抽出流は、ストリッピング塔とも呼ばれる第２の蒸留塔の下部内に供給される。第２の蒸留塔は、蒸留によって所望の芳香族化合物から溶剤を分離するために設けられている。この塔から塔底留出物として溶剤が回収され、この溶剤は導管を介し、抽出蒸留用に設けられた第１の塔の上部内に戻される。これにより、抽出溶剤組合せに関して本質的に閉回路が得られる。両方の塔は、加熱のために任意にリボイラー回路を備えることができる。
【００３０】
溶剤分離用に設けられた第２の塔の塔頂留出物として、本質的に溶剤を含まず、主として所望の芳香族炭化水素を含む炭化水素流が得られる。この芳香族化合物流は、回収後にさらなる処理へと送ることができる。
【００３１】
本発明の一実施形態では、溶剤分離から得られた芳香族化合物流が、得られた溶剤組合せの残留分を除去するために、水による任意の洗浄プロセスに送られる。この洗浄プロセスに続いて、相分離器内でさらなる処理ステップを行うこともできる。得られた溶剤を含まない抽出物を、回収後に蒸留による分離に供することが好ましく、その場合、個々のベンゼン誘導体が、出発混合物における個々の芳香族化合物の割合に対応した量で得られる。本発明に基づく方法の特別な利点は、比較的入手困難なキシレンも、この蒸留では純粋なキシレン留分として回収できることである。
【００３２】
本発明のさらなる実施形態では、芳香族化合物からの抽出溶剤の分離が減圧下で実施される。これにより、抽出溶剤組合せの熱負荷が限界内に保たれ、かつ抽出流を冷却するための装置の費用が低減される。第２の蒸留塔内での溶剤分離を減圧下で実施することを可能にするために、抽出用に設けられた第１の塔から得られた精製流を、適切な装置によって比較的低い気体圧力に戻す。
【００３３】
本発明による効果は、ＶＬＥデータ（気液平衡）を用いた理論計算によって裏付けることができた。その際、本発明に基づく方法に関してシミュレーションされたプロセスを基礎としたが、このプロセスは、Ａｓｐｅｎ  Ｔｅｃｈ社の計算プログラムＡｓｐｅｎ  Ｐｌｕｓ上で、最も重要な設備技術的パラメータを入力して計算した。その際、パラメータとして温度、圧力、沸点、相互作用パラメータ、および提示したすべての化合物の溶解度を入力した。シミュレーションしたプロセスでは、単純な芳香族炭化水素の抽出プロセスに典型的な蒸留設備を使用した。本発明による効果を実証するために、純粋な溶剤Ｎ−ホルミルモルホリンを、本発明に基づく溶剤組合せＮ，Ｎ’−ジホルミルピペラジンとＮ−ホルミルモルホリンおよび２，２’−ビス−（シアノエチル）−エーテルとＮ−ホルミルモルホリンと比較した。両方の溶剤組合せを、シミュレーション計算では１：１の質量比で使用した。結果として、重要なプロセスポイントでの溶剤量が得られ、この溶剤量を重量パーセントに換算して、算出された溶剤循環の削減量を得た。この計算プログラムの誤差範囲は、提示された溶剤削減量のパーセンテージ±１０％であった。
【００３４】
プロセスのエネルギーバランスを有利に形成するために、溶剤分離から得られた基本的に抽出溶剤から成る高温の塔底留出物を、熱交換装置を介してプロセスに戻すことができる。ストリッピング塔からの高温の塔底留出物を、投入混合物の加熱のため、抽出蒸留用にある第１の塔の加熱のため、または溶剤分離用に設けられた第２の塔の加熱のために使用することができる。
【００３５】
芳香族化合物を回収するための設備を連続的に稼働させる場合、あらゆる措置にもかかわらず、抽出溶剤のわずかな損失が生じ得る。こうして溶剤は、低沸点の留分から成る精製流を介し、さらなる処理用に設けられたプロセスに達し得る。この損失を補うために、適切な装置を介し、予め加熱された新鮮な溶剤を第１の塔の塔頂でのプロセスに供給することができる。
【００３６】
その際、供給量は、使用する溶剤と使用する炭化水素混合物の重量比が１：１〜５：１の範囲内にあるように制御する。本発明の好ましい一実施形態では、本発明に基づく溶剤成分をＮ−ホルミルモルホリンと混合して使用する場合、使用する溶剤組合せと使用する炭化水素混合物の重量比は２：１〜３：１である。
【００３７】
本発明の一実施形態では、抽出用に設けられた第１の塔内の温度を、蒸留の際、塔頂で排出された精製物の温度が大気圧で少なくとも５０℃であり、かつ塔の下端で得られた塔底留出物の温度が高くとも２００℃であるように調整する。変更した蒸留圧または変更した炭化水素混合物の組成を使用すれば、塔内での沸騰温度を変えることができる。
【００３８】
本発明のさらなる実施形態では、溶剤分離用に設けられた第２の塔内の温度を、塔頂で得られる排出された精製物の温度が少なくとも５０℃であり、かつ塔の下端で得られる塔底留出物の温度が高くとも２６０℃であるように調整する。その際、最高温度は、基本的に溶剤の分解温度によって決まる。変更した蒸留圧力または変更した炭化水素混合物組成を使用すれば、塔内での沸騰温度を変えることができる。
【００３９】
さらなる実施形態では、抽出蒸留の選択性を高めるために、溶剤は僅かな割合で水を含んでいる。水の割合は０．１〜２０質量パーセント、ただし好ましくは０．５〜１０質量パーセントであり得る。これは、適用される条件および使用する装置の実際の機構に依存する。
【００４０】
本発明による方法は、芳香族化合物を含む出発留分から芳香族化合物を単離するのにも、芳香族化合物の炭化水素流を純化するのにも用いることができる。パラフィンが圧倒的に多い混合物からの芳香族化合物の除去は、例えば食品業界において関心をもたれ得る。出発ベンジンとして、鉱油処理および精製に由来する炭化水素流も、コークス製造または炭化水素生成の稼働において生じ、例えばコークス炉ベンゼンのような生成物も用いることができる。
【００４１】
本発明による方法は、実施に関し、抽出蒸留のための従来の方法に比べて装置を本質的に変更する必要がない。使用する溶剤の溶解力は明らかに増大されており、これにより回路全体で必要な溶剤循環量は、全体としてより少ない。使用した本発明による溶剤成分は、溶剤による循環量を少なくし、したがって費用を減少させる。比較的少ない溶剤循環量により、同じ設備容量および同じ生成物純度の場合、投資費用を比較的低くする。溶剤混合物の選択性も同様に明らかに増大されており、これにより溶剤は、芳香族含有率および投入混合物の芳香族化合物分布に最適に適応することができる。
【００４２】
ベンジン留分および精製流からベンゼン誘導体を回収するための本発明に基づく方法の実施を例および図面に基づきさらに詳しく説明するが、その際、本発明に基づく方法はこの実施形態に限定されない。
【００４３】
例：付属の表（表１）は、従来のＮ−ホルミルモルホリンと比べた、本発明に基づく溶剤組合せを用いた本発明に基づく方法における溶剤の削減量を示している。
【００４４】
表１
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【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ベンジン留分から芳香族化合物を抽出する方法の本発明に基づく実施形態を例示的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
前蒸留から得られた芳香族化合物を含む投入混合物が、供給導管１を介し、芳香族化合物を含む混合物を抽出蒸留するために設けられた塔２の中央部内に供給される。この塔には既に、本発明に基づく溶剤がさらなる溶剤と組み合されて入っている。蒸留の際、精製物としては芳香族化合物が取り除かれた炭化水素流３が生じ、この炭化水素流は、主にパラフィン系炭化水素を含んでおり、さらなる処理へと送られる。塔底留出物として芳香族化合物が濃縮された炭化水素流４が得られ、この炭化水素流は、減圧装置５を備えた導管を介し、溶剤分離用の第２の塔６内に案内される。この塔内では、温度の上昇および／または圧力の低減によって溶剤が分離される。塔頂留出物として芳香族化合物に富みほぼ溶剤を含まない抽出物７が得られる。塔底留出物としては溶剤流が得られ、この溶剤流は基本的に、芳香族化合物が取り除かれた溶剤を含んでいる。この溶剤は、導管８を介し、抽出蒸留用に設けられた塔２の上部内に戻される。溶剤は、熱交換機構９、１０、および１１を介し、間接的な熱交換を経て、使用する出発混合物１、抽出塔２、またはストリッピング塔６を加熱することができる。連続稼働中の溶剤損失は、独立した供給用接続管１２を介し溶剤または溶剤成分を加えることによって補充することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  出発混合物用の供給導管
２  抽出蒸留用の塔
３  精製物、芳香族化合物に乏しい炭化水素混合物を含む生成物流
４  芳香族化合物に富む溶剤混合物用の導管
５  減圧装置
６  溶剤分離用のストリッピング塔
７  芳香族化合物に富む炭化水素混合物を含む生成物流
８  溶剤返還用の導管
９  熱交換器
１０  熱交換器
１１  熱交換器
１２  溶剤用の供給用接続管
【図１】
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