Способ выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей

 

СПОСОБ ЩДЕЛЕНИЯ ДРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕЮДОРОДОВ ИЗ ЗТЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ путем жидкостной экстракции селективным растворителем отличающийся тем, что, с целью повышения селективности процесса , в качестве селек ивного растворителя использую N - р-цианэтил-2-метилимидазолий .. SKOt/ffiym iP/

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .

РЕСПУБЛИК

3@В С 07 С 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (21) 3426784/23-04 .(22) 21.04.82 (46) 15.12.83. Бюл. Р 46 (72) Ю. Ф. Соков, H.Н. Красногорская, A.Ä. Игснаев н Г.П. Шитов (71) Уфимский нефтяной институт (53) 66.061.51(088.8) (56) 1. Семененко Э.И. и др. Эффек" тивные промышленные экстрагенты ароматических углеводородов. И., . ЦНИИЖЭнефтехим, 1968, 9-12, 45.

2. Иариманян A.À., Азаров И.А, Опыт пуска отечественной установки по:производству сырья. для сажи."Нефтепереработка и нефтехимия", 1974, Р 1, с. 8-10. . 3. Ссылка (1), с. 23-26. . 4. Авторское свидетельство СССР

Р 366179, кл. С 07 С 7/10„ 1970 .(прототип)...ЯУ„„6 5 А (54) (57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ APONATHЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ. УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ путем жидкостной экстракции селективным растворителем, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повыщения селективности процесса, в качестве селективного раст ворителя используют М - В-.цианэтил-2-метилимидазолин.

1060605

5 лы

Изобретение относится к способу выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей путем жидкостной экстракции и может быть использовано в нефтехимической и неф» теперерабатывающей промышленности.

Известны способы выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей с использованием таких селективных растворителей как фурфурол, гликоли, диметилсульфоксид и др. (1j.

Однако используемые растворители или обладают недостаточной растворяющей способностью, или недостаточной селективностью.

Например, в процессе очистки га- . зойлей (.2 3 используется фурфурол, который обладает высокой селективностью, но недостаточно высокой растворяющей способностью. Последнее вызывает необходимость использовать его в больших объемах (до 800%)" по отношению к сырью. Кроме того, недостатком фурфурола является его низкая стабильность, а также высокая растворимость B воде, возрастающая с повышением температуры.

Известен также способ выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей путем жидкостной экстракции с использованием в качестве селективного растворителя N-метилпирролидона ГЗ ).

Однако М -метилпирролидон обладает высокои растворяющей способностью не только по отношению к ароматическим углеводородам, но и к парафиновым и поэтому приходится для уменьшения растворимости добавлять большое количество-воды (до 25%), что ведет к увеличению энергетических затрат, кроме .того, стоимость

N -метилпирролидона высокая, что связано с многоступенчатым процессом его производства (5000,0 р. за 1 т).

Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому результату и технической сущности является способ выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей путем жидкостной экстракции, согласно которомq в качестве селективного раст . ворителя используют 0,0-бис-(2-циан этил)-этиленгликоль (4 ).

Однако данный способ не позволяет выделить целевые ароматические углеводороды с высокой селективностью вследствие недостаточной селективности используемого раствори-: теля.

Цель изобретения — повышение селективности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей путем жидкостной экстракции, в качестве селек« тивного растворителя используют

H — P -цианэтил-2-метилимидазолин.

N - p -цианэтил-2-метилимидазолин представляет собой соединение формуОн синтезируется, исходя из доступ» ного сырья (этилендиамина, уксусной. кислоты и акрилонитрила ) в две стадии. N — p -цианэтил-2"метилимидазолин обладает более высокой плотностью (d + = 1,085), чем N -метилпирролидон (d о = 1,0330 ). Температура кипения N — p --цианэтил-2-метилимидазолин 99 С при 1, 5-2 мм рт. ст., что обеспечивает неболыаие потери растворителя при регенерации, поскольку, чем выше температура кипения растворителя, тем меньше потери от испарения.

М вЂ” р -цианэтил-2-метилимидазолин обладает большей селективностью, чем фурфурол, ацетонитрил, диметилсульфоксид и 8 -метилпирролидон.

Так, селективность, выраженная через коэффициент активности для системы н-гексан-бензол при температуре

60 С равна 16,81, а ацетонитрила—

6,0; фурфурола - 6,9у диметилсульфоксида — 12,8; N -метилпирролидона8,6. Высокая селективность N — р—

-цианэтил-2-метилимидазолина обеспечивает более высокую степень чистоты извлекаемых ароматических углеводородов. Кроме того, Й вЂ” р -цианэтил-2-метилимидазолин практически не растворяет парафиновые углеводороды и не растворяется в парафиновых углеводородах, что экономит

его расход для.извлечения более растворимого компонента (ароматических углеводородов }. Так, коэффициент ак тивности по отношению к гексану при

60©С для )М - p -.цианэтил-2-метилимидазолина составляет уа= 46,75

50 (4/g r = 0,021), à t4 -метилпирролидо.на - gî = 8 6 (4fóô 0,116) °

При сравнении селективности N— p -цианэтил-2-метилимидазолина с другими цианпроизводнМми видно, что

N - P -цианэтил-2-метилимидазолин не уступает им по селективности. Так, например, селективность 0,0-бис" †(2-цианэтил)этиленгликоля, выраженная через коэффициент активности по отношению к системе гексан-бензал при 60 С соответственно составляет 13,4.

Предлагаемый способ выделения ароматических углеводородов позволяет осуществить процесс по упрощенной

65 схеме (c исключением стадчи экстрак1060605 тивной ректификацни экстракта ), которая приведена на фнг. 1. Сырье (углеводородную фракцию) подают в низ экстракционного аппарата 1, на . верх которого подают растворнтель)) -)) -цианэтил-2-иетилниидазолин.

Экстрактный раствор с низа экстрактора подают в колонну 2, где при атмосферном давлении производят от« гонку головной фракции экстракта, которую направляют на рисайкл в ко лонну 1. -Экстрактный раствор с низа колонны 2 подают в колонну 3, где под. вакуумои происходит отгонка экстракта от растворителя. Растворитель с низа колонны 3 .вновь поступает 15 на экстракцию в колонну 1.

Рафинатный раствор, поскольку в нем присутствуют следы растворителя, поступает в колонну 4, где горячей водой от него отмывают раствори- 20 тель. С верху колонны 4 выводят рафинат, а с низу — воду с растворителем. В колонне 5 отгоняют воду от растворителя. Отогнанную воду возвращают в колонну 4 на отмывку рафнната, а растворитель с низа колонны

5 подают вновь на экстракцию. . Ниже приведены примеры, иллюстрирующие предлагаемый способ.

Пример 1. Катализат платформинга (Cip. 62-120 С), содержащий 32,5В ароматических углеводородов (бензол, толуол ) подвергают ино» гоступенчатой экстракции в условиях псевдопротивотока в 7 ступеней. Температура экстракции 53 С, кратность 35 растворителя к сырью 2,5:1. В процессе экстракции подают ароматизированный рисайкл с содержанием аро матическнх углеводородов 86%.

Материальный баланс экстракции: 4() . Приход".

Сырье 100 r

Растворитель - 250 г

Рисайкл.— 70 г

Всего: 420 г

Получено: . Экстрактного раствора - 342,5 г в т.ч. экстракта - 32,4 рисайкла - 60,0 г

Рафинатного раствора - 77,5 г .; в т.ч. рисайкла - 10,0 г растворителя - следы . Выделенный экстрактный раствор подвергают yasrosae в .соответст1 вин со схемой, приведенной на фиг.1

В результате получают 32,4 г (32,5%) экстракта, содержащего 100 Ъ ароматических углеводородов, 248 r растворителя и 60 r. рисайкла. Потери при разгонке составляют 2,0 г.

Из ароматического экстракта на колонке четкой ректификации в 20 теоретических ступеней выделяют бензол и толуол, соответствующие требованиям на товарные продукты.

При этом извлечение бензола составляет свыше 99%, суммарной ароматики около 98%.

При разгонке рафинатного раство- . ра получают 67,0 г (65,5%) рафината, содержащего менее 1% ароматических углеводородов и 10,0 r рисайкла.

Потери прн этом составляют 0,5 r.

Пример 2. На фиг. 2 кривой

1 приведена треугольная диаграмма для системы гексан-бензол- и — э-циан» этил-2-метилимидазолин при 25ОС.

Для сравнения приведены диаграммы фазового равновесия для системы н-гексан-толуол- N --метилпирролидон при температуре 25 С кривая 2 s О,О-бис-(2-цианэтил )этиленгликоль (кривая 3). Максимальная концентрация ароматического углеводорода, выделенного из экстрактной фазы, полученной-N -метилпирролидоном, не превышает 45%, а 0,0-бис-(2-цианэтил) этиленгликолем 95,5Ъ, в то время как для 8 -) -цианэтил"2-метилимидазолина эта величина составляет 96,5В.

Парафиновые углеводороды практически не растворимы в и - p -цианэтил»

-2-имидазолине, в то время как в

И -метилпирролидоне растворяется

15 об.В парафиновых углеводородов.

Пример 3. Проведена одноступенчатая экстракция прн 25 С смеси 42,5-об.Ъ гексана и 67,5 об.Ъ бензопа )ч - p -цианэтил-2-метклимидазолином (кратность О;42 об.В на сырье ), т.е. исходная смесь состоит нэ 40 об.З бензола, 30 об.Ж гексана и 30 об.Ф И - р -цианзтил-2-метили-: иидаэолнна. Результаты экстракции приведены в таблице.

В этой же таблице с целью сопоставления приведены данные по экстракционному разделению этих же компонентов И -метилпирролидоном с добавкой 25% воды при 20 С.

}и

В

ЭФ.

Ф 1}I

}и ц

Н. }h ож

"I

1

1 !

I

1

I !

1

I

00 с

С5

Ю о о с с

} с }»

Ch Ch

» »O с с

»A IA

СЗЪ Ch ь с

Ch

»»»» в

»О о в

»о о с

Ф

II1

CC о

L н

Х и} а

1-»

Q х б) »о о .с

Ф

»»}

»}и о

t н

II} ж ж е

Ф а

»О о

l °

I

1

1

1

1

I

I

1

I о э Ф с в }

% }

С» в-1 Ч

} о с

Ф4 %}

1 с

Ч) с о (Ч в»}в С» с с

Ch 1» } в в Св»

C} о н

»lI ж х е

Ф а

}»} вв}в

Ю ("}

° -в СЧ

Q e с с о о э а

1Ч Ю

О о с с о о (Ч о с о

I

I

1 о

Ц о о

»4i о

4 х и о

1

I

1 и.

»и.

Ч} Ц фс О н в-1

1Ч с о (Ф

»}О Ю с о о

}»} ж

И! °

Ц о оо

Ф

»}}

Ф 1 cV

И}й

»}Ъ

1Ч н.в-4 о

l о

1

Ц ж н

6) ж

»»} и

Ц »}

g н о (}}»с}

Q: CV с . с (Ч» в} о с

» н н х. ж

Ф Ф й!

L ж о о

} с .a

И} (Ч в о с

<Ч Ch н

СО 69

Г с

1Р Щ в в

»А с LC». Гб и и хо жо жо жо ,юо ва Og, OCI 1l, И

Ю Ю о о 1 cV с с ь о о с

<Ч о с с

Р о

1Р с»}в! в»

° с! с!

»С» в»}» ю о с с

»в»} Ch

CO с}в

»A»в} с с

Ch Ch

<в} Ю

1Ч (Ч с

C»I }с

»Г} ь с

О\ с}в

I и}

1 3 о ! III

Х

I1 t о4. а! й5 о! он

f }и 1- ïI

) н I а 1 Р »»»» °

В . 51 .н! х .I»I Ф

63 I и н вв»-в

Х I

1 Ф

1 I О

I .l Ю

l. В .Ф .

I ID I

1 l

1 1

hp ! I}I g й} — . о

Д l }}} 1 о е!. ЫГ

1.. И!1

4 }»} 1

o"

I I.Þ 1

1Ч Q

+ с с

Cl Q

Ж CO ф

Ц

3» а»}

Ж D Ch

Ц в-» О и}

Е

K 1060605.

lg о ж н

Р о

Ц о а о

Ц о х р

g н

И

4 о

»}} а

Ig

Ф о

Ц и} о о а о о ц а о . о и} ц

Ф О

5 Ф ь. 3

}» х >ъ .х о о

g ж н м

Ф &

И II} о а

Р Ф .»»} Ц

}и и Д

l6 Ф

1060605.

- 8

Opumen

Составитель Г. Гуляева

Редактор Н. Горват Техред н.далекорей Корректор A. Зимокосов Заказ 9958/24 - . Тираж 418 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .

Филиал,ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная,.4

Как видно. из таблицы, селективность-t4 — - p ..--цианэтил-2-метнлимидазолина, составляет 25,8, а К „ 0,519 н: K> = 0,02; а для N -метилпйрролиДона, несмотря на такое большое количество добавок воды (25%1, селективность составляет .= 19,4 или ф = 13,7, а К,.= 0,324 или К,,=0,320. в зависимости от состава фаз.

Также.в таблице приведены данные по экстракции растворителями того же классами,высокоселективным цианпроизводным растворителем 0,0-биа-(2-цианэтил )этиленгли колем и -аналогом по структуре этилимидазолином.

Как видно l4 — - р -цианэтил -2-метилимидазолин не уступает по селектнвности 0,0-бис-(2-цианэтил)этиленгликолю и превосходит имидазолин, не подвергнутый цианэтилированию.

Таким образом, вследствие использования более селективного растворителя, предлагаеьый способ позволяет .повысить селективность процесса выделения ароматических углеводородов.