Способ выделения ароматических углеводородов из смесей с неароматическими

 

2II426

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союэ Советских

Социалистических

РеспуЯлик

Зависимый от №

Заявлено 25.Х.1965 (№ 1034485/23-4) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 08.II.1968. Бюллетень ¹ 7

Дата опубликования описания 15.IV.1968

Кл. 12о, 1/04

МПК С 07с

УДК 66.061.51: 547.534 (088.8) Комитет по делам иво0ретениЯ и открытиЯ при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Иностр анцы

Эрманно Чинелли и Пьерлеоне джиротти (Италия) Иностранная фирма «СНАМ С. п. а.» (Италия) Заявитель

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

ИЗ СМЕСЕЙ С НЕАРОМАТИЧЕСКИМИ

Известен способ эк тракции ароматических углеводородов из смесеи с неароматическими углеводородами противоточным путем с использованием селективного растворителя и фракции неароматических углеводородов с температурой кипения значительно выше температуры кипения исходной смеси, 11редложенный способ отличается от известного тем, что в качестве растворителя используют формилморфолин, а в качестве фракции веароматических углеводородов — пентан или бутан и процесс ведут при температуре 25—

70 С, Для повышения чистоты разделения к формилморфолину добавляют 1 — 4% воды, В результате применения формилморфолина

- совместно с фракцией неароматических углеводородов при сочетании с противоточной экстракцией повышается чистота получаемых ароматических углеводородов.

На чертеже приведена схема экстракции.

В систему 1 для экстракции через трубопровод 2 подают растворитель, включающий безводный формилморфолин, вместе со свежим обрабатываемым материалом, имеющим фракцию, содержащую ароматические соединения и кипящую при 60 — 150 С. Этот материал подают по трубопроводу 8, а по трубопроводу 4 подают рециркулируемый материал, содержащий фракцию 5. Через трубопровод б подают флегму, состоящую из неароматических соединений, с температурой кипения ниже 60 С и в основном содержащую углеводороды С,.

Очищенный обрабатываемый материал уда5 ляется по трубопроводу б в верхней части системы; из ее нижней части по тру.бопроводу 7 удаляется экстракт.

После этого очищенный обрабатываемый материал подают в систему 8 промывания, в

10,которую по трубопроводу 9 вводят воду. В этой системе удаляют присутствующие в очищенном обрабатываемом материале следы формилморфолина в форме очень разбавленного водного раствора, удаляемого по трубопроводу 10, в то время как освобожденный от растворителя очищенный обрабатываемый материал подают в трубопровод 11.

После этого он поступает в колонну 12, в которой из него удаляют фракцию, кипящую при температуре ниже 60 С, т. е. фракцию, содержащую низкокипящие,неароматические соединения. Указанную фракцию удаляют по трубопроводу 18, в то время как кубовый остаток, представляющий собой конечный очищен25 ный обрабатываемый материал, выгружают по трубопроводу 14 Экстракт, удаляемый по трубопроводу 7, вводят в систему 15 промывания, в которую по трубопроводу lб подают также фракцию легких неароматических угле30 водородов. Оба вводимых потока подают прс

211426 тивотоком друг к другу. Более легкий образует свободный от растворителя экстракт, содержащий выделенные углеводороды и углеводородную фракцию для промывки, выгружаемую по трубопроводу 17, а более тяжелый состоит из формилморфолина с небольшим количеством углеводородов и выгружается по трубопроводу 18.

После этого экстракт, свободный от растворителя, вводят по трубопроводу 17 в систему промывания 19, в которой следы формилформалина вымывают водой с,низким содержанием формилморфолина, поступающей по труб опр ов оду 10.

Таким образом, из системы промывания удаляют два потока; более тяжелый поток содержит воду с формилморфолином, которую удаляют по трубопроводу 20, а более легкий— экстракт, свободный от растворителя, который удаляют по трубопроводу 21.

Воду и формилморфолин удаляют по трубопроводу 20 и подают в колонну 22.

Указанную фракцию; присутствующую в небольшом количестве, подвергают дистилляции в точно установленных уеЛовиях для,выделения формилморфолина, выгружают через трубопровод 28 и смешивают в трубопроводе 2 с потоком, поступающим из трубопровода 18, и водой из трубопровода 9, которую вновь используют на стадии промывания.

Экстракт, свободный от растворителя и поступающий из трубопровода 21, вводят в колонну 24, в которой отгоняют в виде головного погона 25 фракцию, кипящую при температуре ниже 60 С. Указанную фракцию делят на два потока, каждый из которых смешивают в трубопроводе 26 с потоком, поступающим из трубопровода 18, а затем идущим по трубопроводу 6. Эту фракцию употребляют в качестве агента флегмообразования, другую же фракцию направляют по трубопроводу 16 в систему 15 в качестве агента для промывания, Кубовый остаток .из колонны 24, состоящий из ароматических углеводородов, выделенных экстрадицией из обрабатываемого материала, и из небольшой доли неароматических соединений, в основном низкокипящих углеводородов, направляют по трубопроводу 27 в колонну

28. В ней отгоняют головную фракцию, которую по трубопроводу 9 направляют обратно на стадию экстракции в качестве .рециркулируемой жидкости. Она состоит из небольшого количества неароматических соединений, присутствующих в экстракте,и из части наиболее летучих ароматических углеводородов.

Кубовый остаток удаляют по трубопроводу

29 и направляют на стадию фракционирования ароматических соединений (не показана на схеме) .

Пример 1. Сырье представляет собой бензин, полученный при каталитическом риформ инге.

Удельный вес при 20 С вЂ” 0,7570

Показатель преломления N> 1,4290

Состав: бензол, вес. /о 4,47 толуол, вес.,о/о 17,41 ксилолы плюс этиленбензол, /о 23,24 парафины, о/о 54,88

Дистилляция по методу А$ТМ (Американское Общество испытания материалов), С:

Начало 65

1 /о отгоняется при 72

5о/о 85

10 о/о 88

20о/о 90

309/, 96

40% 100

50о/о 106

60о/о 112

70% 119

80о/о 126

90 о/о 133

95о/о 139

Конец 144

Остаток 10/о

Выделено 99 /о

При использовании процесса с безводным растворителем, сходным с описанным, при коЗО тором колонна для экстракции состоит из

15 ступеней, а колонна для промывания экстракта — из смеси ступеней, и при работе при температуре экстракции и промывания, равной

25 С, были получены результаты, приведенные

55 в табл. 1.

Соотношение между объемами растворителя и обрабатываемого материала составляет

2,5: 1, соотношение между фракцией для промывания, состоящей из легких неароматиче40 ских соединений,.и растворителем 0,9: 1, соотношение между агентом флегмообразования и свежим обрабатываемым материалом — 0,4: 1, соотношение между рециркулируемой жидкостью и свежим обрабатываемым материа45 лом — 0,1: 1, Фракция флегмообразования .и промывания в основном состояла из пентана.

Можно заметить, что количество выделенных ароматических углеводородов составляет

5р 96,38о/о для бензола; 99,4-1 /о для толуола;

96,71о/о для ксилолов; общее количество выделенных ароматических соединений составляет

97,73 о/о

55 Пример 2. Тот же материал, что и в предыдущем примере, подвергают обработке водным растворителем; температура на стадиях экстракции и промывания 25 С.

Режим работы и полученные результаты

60 приведены в табл, 2.

Технологическая схема процесса не отличается от прилагаемой с одним исключением: поток из трубопровода 18 смешивают с потоком из трубопровода 16, а не с потоком из тру65 бопровода 26 для получения потока флегмы

21:1426

Таблица 1

0 ф

Е»

О И

М з, 0

Ф

0 v ч „0

Cl

f»

0 v

III

М з о

p vs р, о

0 v

III

Ы о й) о ev ьс р

Вещество

° о,о о о о

39,672

6,225

2,49

1,000

10,00

99,18

33,450

13,447

34,98

4,42

0,050

2,175

0,400

0,050

0,02 60,410

0,87 3,870

0,16 15,300

0,02 20,420

60,410

3,870

15,300

20,420

0,200

8,300

0,500

0,282

0,046

0,71

0,11

2,00

83,00

5,00

60,648

0,167

0,090

0,670

63,43

0,17

О;09

0,70

0,294

14,224

16,110

19,800

0,10

4,67

5,29

6,51

241,100

96,44

79,01

0,600

0,63 240,500

10 00,000 100, 250,.000 100,00 100,00 !

100,00 304,375

Итого

100,00

10,00

100 00

10,000 100,00

100,-00

95,625

100,00,00 40, 10

13

17

14, о

IZl

Е

0 и о ь

flI

+ v о о ь, о и М

О 0

М, о &

Ю v о

М, о й"

О р 0, о

Р оо о

И р

Вещество,о

;о,о о»,о о о

222.750 99,00

1.575 0,70

33,450

0,238

229,972 80,66

1,819 0,64

6,225

0,050

99,22

0,70

2,55

0,02

60,410

98,53

0,30

12,724

15,710

19,750

5,130

2,175 0:89

0,400 0,16

0,050 0,,02 гз5,з70 96,З6

0,027

0,140

0,090 .0,670

0,08

0,23 0,6

0,15

1,09

0,600

10,000

5,66

94,34

100, ОО 33,715

10,600

Итого

100 310

100, 00,00, 61, !

21

20

26, о

3

° о ь. ф о о й, о ф

f»

0 vQ (, о

Ф 0 vQ

М ":, о и (»

0 И

М з о

1 рр о ьо з

Вещество о о

,о о ° о

2,05

0,41

228,972 99,00) 6,222

1,619 0,70 0,044

229,972

1,819

99,00

0,70

1, 000

0,200

Пента н

82,14

0,65

Насыщенные углеводороды

Бензол

3,.730

15,210

19,750

24,71

32,27

40,56

9,64

39,31

51,05

0,694 0,30 0,019

0,30

12,030

15,710

19,750

4,54

5,61

7,06

12,724

15,710

19,750

Толуол

Ксилолы

5,730

36,43

5,730

100,00

Растворитель

10, 000

63,57

Вода

100,00 48,690

1 !

100,00

38,690

15,730

100, 00

Итого

100, 00 6,285,00 5,730 I00,00;,00 279, Пентан

Насыщенньге углеводороды

Бензол

Толуол

Ксилолы

Растворитель

Вода

Пентан

Насыщенные углеводороды

Бензол

Толуол

Ксилолы

Растворитель

Вода

100 975 100 231,285

4,46

5,51

6,93

1,80 — !

225,000 100,00 285,105 100,00 244,270 ИО,ÎO !

211426

Таблииа 2, 0, 0 ф к »

0 vQ, o ф к f"

0 v ..

Ъ, 0 ф

О

00, 0 ф к- f

0 (, 0 ф

0 v

О, 0 ф к f»

0 vQ

Вещество к f

0 06

М О

Р с» о о о

° о

29,340

60,618

31,88 16,660

65,85. 0,332

99,00

0,70

39,600

0,280

10,00

2,00

1,000

0,200

4,65

1,80

0,02

5,400

0,060

60,41

60,410,09

0,162

0,395

1,049

0,479

0,30

0,120 !

83, 00

5,00

3,65

4,52

5,59

79,05

О 18 13 064

8,300

0,500

0,31 3,870

0,26 15,300 гю

3,87

15,30

20,42

0,936

0,780

0,624

283,434

Толуол

Ксилолы

0,43 16,185

1,14 19,995

О, 52 282, 955

0,21, 20,4

94,48

Растворитель

10, 000!100, 00

8,766 2,45

2,92

8,766

Вода

300,00 100,00 100,000 100,00 10,000! |

100,00 357,957 100,00

100,00 92,043

10,000 100,00

40,000

100,00

Итого

16

20

10, 0

IXI

p v

И (0

I ф

Ж

0 ф О

0 ж к

0 0

О, o ф

f»

p v ч

О, 0 ф к0 "

v О, o ф

0 v

О ф к

P vQ

Вещество о о о

148,084 99,00 188,684 77,83

1,046 0,70 1,526 О;63

1,83

0,02

99,22

0,70

29,340

0,208

Пентан

60,410 97,45

0,060

Насыщенные углеводороды

Бензол

0,450 0,30

0,139

0,395

1,049

О 936 О 32

0,780 0,26

0,624 0,21

278,106 94,39

0,22

0,64

1,69

0,023 0,08

5,20

6,35

7,99

2,00

12,601

15,405

19,371

4,849

Толуол

Ксилолы

0,479 4,57

10,000 95,43

5,328 34,76

Растворитель

2,97 10,000

8,766

Вода

65,24

100 672

61,993 100,00

29,571 100,00

10,479 100,00

Итого, 00(294, 21

23

16 27 29, 0 ф ф

p v к

М О, 0 ф

f»

0 v

0

1 ф

Ж (.» к

0 ф

М О

° 0

ОК 0

Ф, 0 ф

К v оф

v z

0 ф к- f»

0„ и .Вещество о\ о с о о

187,684

1,326

1, 000

0,200

Пентан

Насыщенные углеводороды

Ъ

Бензол

Толуол

Ксилолы

Ра створитель

Вода

188,684

1,526

177,424

1,254

99,00

0,70

2,08

0,42

99,04

0,70

79,43

0,64

12,601

15,405

19,371

0,570 0,30

5,30

6,48

8,15

";,25, 06 Р, 731

32,09 14,905 40,35 19,371

0,26

0,473

12,031

15,405

19,371

9,82

39,22

50,96

5,328,100,00

100,00 5,328 100,00 189,580 100,00

237,587

48,007

Итого

100, 00

179,151

Пентан

Насыщенные углеводороды

Бензол

149,580 100,00 242,436

100,00 15,328 100,00

100,00 38,007 100,00

211426

5. Последний в связи с этим имеет такой же состав, как и погон 25.

Можно заметить, что количество выделенных хроматических углеводородов составляет

96,40% для бензола; 97,42% для толуола;

94,86% для ксилолов; общее количество выделенных ароматических соединений составляет 96%.

Основной результат этого способа осуществления процесса заключается в том, что в тече,ние цикла отгоняется меньшее количество углеводородов и получается несколько меньший выход ароматических соединений.

Пример 3. Применяемое сырье содержит фракцию, кипящую при 63 — 103 С и представляющую собой бензин каталитического риформинга со следующими характеристиками:

Удельный вес при 20 С 0,7464

Показатель преломления 1,4248

Бензол, об. о о 19,00

Толуол, об. 18,08

Парафин, об. % 62,9

Рабочие условия экстракции.

Соотношение между объемами растворителя и обрабатываемого материала 1,2: 1.

Температура 25 С.

Содержание воды в смеси с растворителем

3 вес. %.

Объемное соотношение между ароматической флегмой и обрабатываемым материалом

0,1: 1.

Объемное соотношение между ароматической флегмой и обрабатываемым материалом

0,3: 1.

Объемное соотношение между используемым для промывания пентаном и растворителем

1,34: 1.

Количество выделенных ароматических углеводородов для бензола 96,4% и для толуола

95,2%; общая степень чистоты 98,59 об, %.

Предмет изобретения

1. Способ выделения ароматических углеводородов из смесей с неароматическими путем противоточной экстракции с применением растворителя, добавки воды и фракции неарома20 тических углеводородов, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты получаемых продуктов, в качестве растворителя используют формилморфолин, а в качестве фракции неароматических углеводородов — пентан или бутан и процесс ведут при температуре 25—

70 С.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воду добавляют в количестве 1 — 4 .

Редактор Н. Джарагетти Техред Л, К. Малова Корректоры: И. Л. Кириллова и В. В. Крылова

Заказ 596/11 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр, Сапунова, 2