Способ выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей
< (ОПИСАНИЯ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистииеских
Республик
К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено04.11.71 (21) 1712197/23-4 (23) Приоритет (32) 05.11.70 (31) 96844/70 (33) Япония (43) Опубликовано05.08.76 Бюллетень ¹ 29 (45) Дата опубликования описания 07.06.77 (51) М. КЛ.2
С 07 С 7/10
С 07 С 15/02
С 10 & 21/08
С lQ 5 21/14
С 10 G 21/28 (53) УДК 665.662. .36 (088,8) Государственный иомитет
Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий
Иностранцы
Сусуму Фудзияма и Сейзи Ютияма (Япония) (72) Авторы изобретения
Иностранная фирма
"Мицубиси Газ-Кемикал Компани Инк." (Япония) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ
ИЗ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности
Известен способ выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей путем жидкостной экстракции селективным растворителем на основе фтористого водорода и фтористого бора.
Однако известный способ недостаточно эффективен.
С целью повышения эффективности процесса предлагается проводить экстракцию селективным растворителем, содержащим м-ксилол или полиметилбензол не менее чем с девятью атомами углерода в молекуле.
Обычно используют селективный растворитель с молярным соотношением между фтористым бором и фтористым водородом
0,05: 1 — 0,20: 1 и молярным отношением между м-ксилолом или полиметилбензолом и фтористым бором 0,6:1 — 0,9:1 и процесс ведут при давлении 0,5-5 кг/см и
2 о температуре 30- (-20) С.
При изменении молярного соотношения в сторону уменьшения или увеличения по сравнению с указанными пределами растворимость ароматических углеводородов быст.
5 ро снижается.
Поскольку используемый селективный растворитель содержит катализаторы Фри— деля-Крафтса — фтористый водооод и фтсристый боо, не следует его применять для
10 обработки углеводородных смесей, содержащих большое количество олефинов.
Для выделения ароматических углеводородов применяют обычный противоточный экстрактор.
15 Полученный экстракт либо реэкстрагиоуют в противоточном экстракторе с последующей дистилляцией, реэкстракта, либо теомически разлагают для удаления фтористого водорода и фтористого бора и затем
20 дистиллируют. В качестве реэкстрагента чаще всего используют насыщенные углеводороды, легко отгоняемые из реэкстракта, например пентан и гексан.
Метод термического разложения может
25 быть применен только в том случае, когда
52451 1 экстрагируемые углеводороды легко отделяются от углеводорода, входящего в состав селективного растворителя, например при экстрагировании бензола и толуола смесью фтористого водорода, фтористого бора и м-ксилола или экстрагировании толуола и ксилола смесью фтористого водорода, фтористого бора и триметилбензола.
На фиг. 1 приведена раствооимость ароматических углеводородов в смеси фторис- 1 того водорода, фтористого бора и м-ксилола (10:1:0,8) в процессе экстракции ароматических углеводородов, растворенных о в н-гексане, при 6 С. По оси абсцисс отложена молярная доля ароматического углеводорода в рафинате в равновесном состоянии, а по оси ординат — молярное соотношение между углеводородом, переходящим в экстракт, и фтористым бором.
На фиг. 2 и фиг. 3 дана схема установки для выделения углеводородов.
Как видно из приведенной зависимости, лучше всех в предлагаемом селективном растворителе растворяется бензол, имеющий минимальную основность, а растворимость м-ксилола, имеющего максимальную основность, сравнима с растворимостью толуола.
Для проведения процесса в среднюю часть колонны 1 выделения м-ксилола из смеси изомеров вводят смесь изомеров ксилола, в верхнюю — смесь фтористого водорода и фтористого бора, в нижнюю — разбавитель (гексан). Сверху колонны 1 отводят рафинат-смесь разбавителя и изомеров ксилола, освобожденных от м-ксилола, а снизу экстракт — смесь фтористого водорода, фтористого бора и м-ксилола, которую подают в качестве селективного растворителя в верхнюю часть колонны 2 выделения ароматических углеводородов. В нижнюю часть колонны 2 вводят сырье — углеводородную смесь, содержащую ароматические углеводороды. Сверху колонны 2 отводят обедненный ароматическими углеводородами рафинат, а снизу — экстракт, содержащий селективный растворитель с растворенными в нем ароматическими углеводородами, который передают в колонну 3 реэкстракции, в нижнюю часть которой вводят реэкстрагент, например пентан. Сверху колонны 3 отводят ароматические углеводороды, растворенные в реэкстрагенте, кроме м-ксилола, который вместе с прочими компонентами селективного растворителя отводят снизу колонны 3 и подают в среднюю часть колонны 4 термического разложения растворителя. Сверху колонны 4 выводят смесь фтористого водорода и фтористого бора, а снизу — мксилол. В некоторых случаях можно подавать экстракт непосредственно в колонну 4 из колонны 2 (показано пунктиром нафиг. 2 ).
Кроме того, можно модифицировать процесс.
5 B этом случае в среднюю часть колонны 5 выделения м-ксилола из смеси изомеров направляют смесь изомеров ксилола, в верхюю часть — смесь фтористого водорода и фтористого бора, в нижнюю
0 часть — разбавитель. Сверху колонны 5 отводят рафинат — смесь разбавителя и изомеров ксилола, кроме м-ксилола, а снизуэкстракт — смесь фтористого водорода, фтористого бора и м-ксилола, часть которой
5 подают в верхнюю часть колонны 6 выделения ароматических углеводородов. B нижнюю часть колонны вводят сырье — углеводородную фракцию, содержащую изомеры ксилола, сверху колонны 6 отводят рафи0 нат, а снизу экстракт, который возвращают в колонну 5. Другую часть смеси, отводимой снизу колонны 5, направляют в колонну 7 термического разложения растворителя, из которой сверху отбираютсмесь фтористого водорода и фтористого бора,частично возвращаемую в колонну 5, а снизу — ароматическое углеводороды.
Пример 1. В верхнюю часть экстрактора (типа вращающегося колоннного дискового контактора высотой 1200 мм, состоящего из блоков с внутренним диаметром 40 мм и высотой 20 мм, снабженных вращающимся диском диаметром 4 мм и отражательной пластиной с внутренним диаметром 30 мм) вводят 8,6 кг/час смеси фтористого водорода, фтористого бора и м-ксилола (молярное соотношение 1 0: 1: G, 8), а в нижнюю — 2,25 кг/час углеводородной смеси, содержащей 29 вес.% бензола, 33 вес.% толуола и 38 вес.% гексана. Из верхней части экстрактора отводят рафинат, содержащий 7 вес.% бензола, 11, вес.% толуола, 2 вес.% м-ксилола и 80 вес.% гексана, а из нижней — 0,56 кг/час бензола
45 и 0,61 кг/час толуола.
Процесс проводят при скорости вращения дисков 800 об/мин, температуре 5 С и
2 давлении 2 кг/см
Пример 2. В экстрактор (см. пример 1) сверху подают смесь фтористого водорода, фтористого бора и м-ксилола (молярное соотношение 10:1:0,8), а снизу— фракцию риформата с восемью атомами уг55 лерода в молекуле, состоящую из 90 вес.% ароматических углеводородов (этилбензол, п-ксилол, м-ксилол, о-ксилол в молярном соотношении 20:20:43:17) и 10 вес.% неароматических углеводородов. Сверху отводят рафинат, содержащий 48 вес.% аро52451 1 матических углеводородов (этилбензол, п-ксилол, м-ксилол, о-ксилол в молярном соотношении 34:31:10:25) и 52 вес.% неароматических углеводородов, а снизу—
2,93 кг/час ароматических углеводородов (кроме веса м-ксилола, входящего в состав селективного растворителя).
Процесс проводят при скорости вращения о дисков 600 об/мин, температуре 15 С и давлении 2 кг/см
Пример 3. В верхнюю часть экстрактора (см. пример 1 вводят 9,0кг/час смеси фтористого водорода, фтористого бора и триметилбензолов (молярное соотношение 10:1,5:1,2), состоящих из мезитилена и псевдокумола (молярное соотношение 2: 1 ) а снизу — каталитический риформат, содержащий 5,7 вес.% бензола 20,0 вес.% толуола, 26,3 вес.% ксилола и 48,0 вес.% неароматических углеводородов.
Сверху отводят рафинат, состоящий из
0,1 вес.% бензола, 2,6 вес. % толуола, 9,8 вес.% ксилола и 87,5 вес.% неароматических углеводородов, а снизу — экстракт (0,16 кг/час бензола, 0,54 кг/час толуола и О, 6 1 кг/час ксилолов ) .
И
Процесс осушествляют при скорости врашения дисков 800 об/мин, температуре о z
20 С и давлении 2 кг/см
"II р и м е р 4. Риформат, содержаший бензол, толуол, .ксилол и неаооматичес— кие углеводороды, экстрагируют смесью фто. ристого бора, фтористого водорода и м-ксилола и экстракт обрабатывают смесью фтористого водорода, фтористого бора и разбавителя (смесь изомерных пентанов) в ко— лонне 5, Смесь м-ксилола, фтористого водооода и фтористого бора отводят снизу колонны 5. одну часть смеси используют в качестве селективного растворителя для выделения аро. :атическихуглеводородов, из риформата, G другую разлагают на фтористый водород, фтористый бор и м-ксилол. Процесс проводят при темо 2 пературе 5 С и давлении 2 кг/см
Баланс приведен в табл. 1.
Пример 5. Процесс проводят, как в примере 4, используя риформат, состоящий из углеводородов с восемью атомами углерода в молекуле, и вводят в колонну 5 дополнительно смесь изомеров м-ксилола.
Баланс приведен в табл. 2.
524511
Г
И р
Р ох о .охи х с!о о> о <
Я
Ф щ
1 х
М c-f
cd O а,H с310 о е д х м х х
d3 - Х
О с д х х ххо.б" с О о х а,3 4 Я Й Ф х о Щ » 3» С 3 t (I о Г с CD о! с(3 Я о cd ЛХ а,вх о О Ф и о d) О lQ Х d3 ф о СО О3 1< CU л с4 с4 03 fQ CO о х х » с, М Я О f» Ю х о И Л о х О ж cQ М х -El d3 а » аоо d3 о И о Г Ф Я о о ! 0-0 с ) 0(3 с 1 С 3 т с3 о оо о CD с ) CD О 0 о М о Э х х о Я I а cd х cd о а C Q) а, = o », Ф (- 7) о 0 1 0 м CD Щ О Д о O cd (D х с» х х о ы о Я 1 0) 1 а 2 3 О О &< & f x о о а ж х с а, а, ю О О 03 C е а 1» х х о О М „ 4 о 34 А х 1 х а о > о cd О g а d3 cQ х k ц х ц О о О О 03 Х Х х o o o Д М М Ь; о о о О ъ х е о Ф О со О О Я 3 1 Оса О СО ! 111-1 О СС3 т-1 С() > 03 СО с(3 " о! - 1-! g х E х ffI ф L0 <6 а о ф х "» О . т-! К Ц х 1» (g х Ф а, а о ц Щ @ o р ф о х а м оО -в О о х Ц М х cO o w И и х ф Я с, щ И ff3 О CU А с!» 1» й(0 О х О й:(fQ » х х х Х О О О И CO R 52451 1 а . ох хро «С ф о 07 Э Д ыох а х р о иапо ыоы g) le 4 Я Д Я Е д о х х х 1: фg о I ад" A о (» и х а о f» -в и Щ х » Ы о ) CU Т (с0 CO с0 CD сО (О Ч СЯ т-(О и Щ х ». Г» м 2 о о О Л х 5 3 <у о о х и щ o + Л о иа,х Ф хо>, хЛх ао х l" å о и © no б) z а о ф (Я Го о сч д Ы ф Q а и Ы х 6 О (Ц 1 а,ox ох Kl x Н Ч о о о <> (3, (» Q <6 ÎQ и Я я (о т- (О CD (О т-1 о l ) Ф и Л х <б М ".С, Ц о О) х ц Д о х ц о и () O О СО Щ 0 1-Ч о С 0 0 I - O "CD о О 1-(! - О 4 а (ч О) (О CD 1 о я 8» о»! l fO l l Л ч Р о CQ fQ DJ й(2 Д ° g ф (Q 34 5о 2 (OO 8 о К о К " Ц О х х с, а м Я K (» у": » И ц R о o g fp и ф и ф o "" 03 (,) w СО g ц Д х Q о х о ы о X Kl »» ф 524511 Формула изобретения мами углерода в молекуле. Фиг. 2 M 35 Гвксан Составитель М. Бабминдра Редактор Т. Шарганова Техред М. Левицкая Корректор Н. Золотовская Заказ 4993/384 Тираж 575 Подписное 1ЯНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1. Способ выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей путем жидкостной экстракции селективным растворителем на основе фтористого водорода и фтористого бора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, используют растворитель, содержащий м-ксилол или полиметилбензол не менее чем с девятью ато2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что предпочтительно используют растворитель с молярным соотношением между фтористым бором и фторис5 тым водородом 0,05:1 — 0,20:1 и молярным соотношением между м-ксилолом или полиметилбензолом и фтористым бором 0,6:1 — 0,9:1. 3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а10 ю шийся тем, что предпочтительно осуществляют процесс при давлении 0,5z. о 5 кг/см и температуре 30- (-20) С.