Способ выделения высокомолекулярных ароматических углеводородов из углеводородных смесей

 

СПОСОБ ВЬЩЕЛЕНИЯ ВЫСОКОМОКУЛЯРНЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ путем жидкостной экстракции селективным растворителем на основе производного имидазола , отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве селективного растворителя используют 2-алкилимидазолин общей формулы Нгр-СНг (1) и.ш с к с S где R - этил, н -пропил, (Л С или смесь 2-алкилимидазолина общей формулы (1) где R -н -пропил, н-бутил, н-амил, с 15-40 мас.% ДИЭТ1ШВНГЛИКОЛЯ.

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зШ С 07 С 7/1

ОПИСАНИЕ ЙЗОБРЕТЕНЙЯ

СН2

2t

М ИН

К

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ (21) 3375491/23-04 (22) 05.01.82 (46) 23.08.84. Бюл. У 31 (72) Ю.Ф.Соков, Н.Н.Красногорская, B..В.Зорин и Н.И.Петухова (71) Уфимский нефтяной институт (53) 66.048.65(088.8) (56) 1. Мириманян А.А, и др. Опыт пуска отечественной установки по производству сырья для сажи. — "Нефтепереработка и нефтехимия", 1974, М- 1, с. 8-10.

2. Авторское свидетельство СССР

В 941341, кл. С 07 С 7/10, 1980 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ВЫСОКОМОКУЛЯРНЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

ИЗ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ путем жидкостной экстракции селективным растворителем на основе производного имидазола, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве селективного растворителя используют 2-алкилимицазолин общей формулы где R — этил, н -пропил, или смесь 2-алкилимидазолина общей формуль} (1) где R — н -пропил, н — бутил, н -амил, с 15-40 мас.7 диэтиленгликоля.

1109368

3 тавляет 92 об.7 причем растворитель практически нерастворим в парафиновых углеводородах и в растворителе растворяется 2,67 тридекана. 1

Пример 4. На фиг. 4 приведека треугольная диаграмма для системы тридекак-с(-метилкафталин-2-к-амилимида з олик + 40 ма с . X диэ тиле но гликоля при 50 С.

Как видно, диаграмма закрытого 1р типа, при этом максимальная концентрация ароматического углеводорода, выделенного из экстрактной фазы, составляет более 83 об.Х, причем растворитель практически нераствог рим в парафиновых углеводородах и в растворителе растворяется 4,1% тридекана.

Пример 5. Проведены одноступенчатые экстракции смеси тридекан-Ы-метилнафталин-2-этилимидазолином, 2-H-бутилимидазолином в смеси с 40 мас.7 диэтиленгликоля и 2-н-амилимидазолином в смеси с 40 мас.X дио этиленгликоля при 50 С, при кратности растворителя к сырью до 1:1 (мас.)

Результаты экстракции приведены в табл. 2.

Пример 6. Керосиногазойлевую фракцию состава: начало кипения (Н.К.), C 195

507 249 конец кипения (К.К.), С 360 с содержанием серы 0 001 мас.7, ароматических углеводородов 20,3 мас.%, остальное — парафинонафтеновые угле35 водороды, подвергают многоступенчатой экстракции 2-этилимидазолином в условиях псевдопротивотока в 7 ступеней. Температура экстракции 50 С, о

40 кратность растворителя к сырью 3:

:1 (мас.) . В результате экстракции получено 26,0 об.X ароматического экстракта с содержанием 74,9 об.7 ароматических углеводородов и

74,0 o6.X деароматизированного рафината, содержащего 1,1 об.X ароматических углеводородов. Регенерацию растворителя осуществляют реэкстракцией низкомолекулярной парафиновой фракцией (экстракционный бензин марки "А" по ТУ 38-101303-72).

С целью сопоставления полученных результатов с результатами, получен,ными при экстракции фурфуролом, про редена экстракция этого же сырья.на следующем режиме: число ступеней 7, температура 35 С, кратность 3 1.

Б ре".ультате "-кстракц п фурфуролом получено 29,2 об, X ароматическо-го экстракта с содержанием 65 об.% ароматических углеводородоB и

70,8 об.7 деароматизировакного рафината, содержащего 5,3 об 7 ароматических углевоДородов.

Степень извлечения

Е 2

Г где Š— выход экстракта, Y — содержание ароматических углеводородов в экстракте, F — объем сырьем; содержание ароматических углеводородов в сырье. — 93 5 7

В то время как степень извлечения ароматических углеводородов 2-этилю идазоликом - = 96,0 об.7. При этом чистота продукта, полученного при зкстракции этилимидазолином, составляет 2

Р ф 1007ау

У2 4 ч„ где у,, у2 — содержание ароматических углеводородов в рафинате и экстракте соответственно.

Р = 98,6%

Чистота целевого продукта, полученного при экстракции фурфуролом,P — 92, 57.

Для сравнения приведены результаты экстракции фр. 190 — 320 С Краснодарской нефти, содержащей 15,9 об.X ароматических углеводородов N,N-диметилимидазолидоном, содержащим

10 мас.7. воды, по прототипу.

Результаты сопоставления представлены в табл. 3.

Чистота целевого продукта, получаемого при экстрации N,N-диметилимидазолидоном + 107 воды, Р = 91,0X °

Из табл. 3 видно, что для извлечения ароматического Концентрата из средних фракций нефти более предпочтительно применение предлагаемых растворителей, Пример 7. Легкий газойль каталитического крекинга, фракционного состава,с С:

H.Ê.

10Х

507

907

97% с содержание;; ароматических углеводородов 57 мас.%, остальное — парафинонафтены, подвергают многоступенчатой экстракции H -пропилимидазолином

1109368

3 в смеси с 40 мас.. 7 диэ тилен гликоля в условиях псевдопротивотока в 9 стуб пеней, температура экстракции 45 С, кратность растворителя к сырью

1 (мас.). В результате экстракции получено 55 об.; экстракта и 45 об.Е рафината. Содержание ароматH-IecxHX углеводородов в экстракте 90,0 об./ „

Экстракт соответствует нормам, предъявляемым к сырью для производст- ig ва сажи. Рафинат соответству т по нормам на дизельное топливо марки "Л" — 0,2 (ГОСТ 305-73).

Степень извлечения = 86,5 об. .

Чистота целевого продукта Р =- 82,9X.

П р и м e p 8. Керосиногазойлевую фракцию Краснодарской нефти (фр. 190 †3 С), содержащую 20,3 мас.% ароматических углеводородов,и

79,7 мас.Е парафинонафтеновых угле- рр водородов, подвергают многоступенчатой экстракции 2-к-амилимидазолипом в смеси с 15 мас.7 диэтилечгликоля в условиях псевдопротивотока в 7 ступеней, температура экстракции 40 С„, 75 крапность растворителя к сырью 2,5, :1 (мас.) ° В результате экстракции получено 22 об. экстракта и 78 об.Ж рафиката. Содержание ароматических углеводородов в экстракте 91 об. . o

Степень извлечения г= 98,5 об.7.

Чистота целевого продукта Р = 96 „2%, Пример 9. Жидкие парафинь. (фр. 210-350 С), полученные после карбамидной депарафинизации, содержащие 3,4 мас.7 ароматических углеводородов, подвергают многоступенчатой экстракции (9 ступеней) на лабораторной установке (по схеме о псевдопротивотока) при 45 С и кратности 4 5:1 (мас.) 2-Н-бутилимидазопином в смеси с 15 мас.7 диэтиленгликоля, В результате экстракции получено

21,8 об. . экстракта, 62,2 об.7 рафи-,, ната с с.ñö =-ржанием 0,4 об.7 ароматических углеводородов. Рафинат coot" ветствует нормам на жидкие парафины для производства белково †витаминного концентрата (БВК).

Степень извлечения l- = 93,5 об„7, Чистота продукта Р = 74,07.

Пример 10. Легкий газойль каталитического крекинга (фр. 169360 С), содержащий 57,9 мас.7 арома-53 тических углеводородов, подвергают многоступенчатой экстракции 2--H--бутилимидазоликом, содержащим 30 мас. 7, 1 диэтиленглик 1ля, в условиях псевдопротивотока в 1 ступеней, температу— ра экстракцки 35 С, кратность раство еля к сырью 3:1 (мас.). В результате экстракции получено 52 об. экстракта и 48 об. рафината. Содержание ароматических углеводородов в экстракте 94 oo.%, в рафинате

63,7 об.%, Степень извлечения г = 84,5 об.7., Чистота продукта Р = 93,7%.

Из приведенных примеров видно, что используемый в предлагаемом способе растворитель имеет более низкую растворимость по парафиновым углеводородам. Это сказывается на составе рафинаткой фазы.

В табл. 4 приведены составы рафикатных фаз для 2-этилимидазолина и

N,N-диметилимидазолидона + 107. воды

Как видно из табл. 4 растворимость

N,N-диметилимидазолидона с 107 воды в 25 раз вьппе, чем у этилимидазолина.

Следует отметить, что высокая растворимость растворителя в рафинатной фазе в случае использования И,N-диметилимидазолидона создает большие технологические трудности пр: регекерации растворителя из этой фазы. Отгонка растворителя невозможна из — за совпадения пределов кипения сырья и растворителя. Использование H †гептана для повторной экстракции по известному способу возможно только при регенерации из экстрактной фазы. Для рафинатной фазы это невозможно. Поэтому остается только один приемле— мый путь — отмывка водой. Однако этот вариант создает балансовый избыток воды в процессе экстракции. По-. явление больших потоков воды созда— ет дополнительные трудности,а именно: увеличение:-нергетических затрат на истгарение воды (поскольку теплоемкость воды в два раза вьпие, чем у углеводородов),. образование трудноразделимых азеотропкых смесей, возможность образования эмульсий, .включающих воду и углеводороды сырья.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить технологию процесса за счет снижения количества воды, необходимого для отмывки растворителя из рафинатной фазы, в 25 раз., 1109368

Таблица 1

Показатель

Соедине ние

202-204 1, 4825 О, 9981

Жидкость 98

216 †2 1,4819 0,9736

1(2

2-н-Бутилими- Твердое дазолин вещество 126

238-240

35,5

250-25 2

140

41 5

То же

2-Этилимида— золин

2-н-Пропилимидазолин

2-н-Амилимидазолин

Агрегатно состояние

Г!олекуляр ный вес

Температур кипения, С преломления и

Плотность

2о

Температура плавления, ОС

1 р,о с с to

o o с

З Э

6 1 6) с(1 6) Е (3

«!, !

6) 1

СЕ Е1

Х 1 ь

1О !

Ю IC) с) с) \

:> >

u-> ск м ()о

° с \

С> Г л с)>

>.О QO

О) o c

О О ч м (>)

О O

О О

>Х 1>Х

1 О)О

Е-1 j

l.

1

1

1

1

l

I (a со

С»I

W с

О O

rI с «) сч (ч

o a

o л Ih м

О О с с

cd

«Е1с

>х о х

6) К

Ц

g» р

X с с с

СО сч u ) О С) о сс (ч

6(o o

".(1 f. со (Г) М с

О м (>)

) сс

О) (с)

>Р»6

QJ (с) I

К Е 1

I &

cd 1 х

cd

Е. ° и о х х асб!

О (.

О (с) б х

Ц

g сч с л

<, У> (с >

О сч с с

CO СО

С() î

О .4

+ (с) Р) а а (") с>.>

СС> Л х

«»

g> о

6) (() >дс

О

Е

Х х

Р, Е»,о г

И )О х о

A р

-с.

1 м л и ) с

» (с с)

Ц

dJ

Е-с х

Р о х

fU

6!

Р» х х)

Е-с

o o а с

o o (с) ъ х х о э а о

"Е о э m

6) х и с»

6) а

Я х о х о х х

6) а сб

Ы И

«с)

С с (Ц

Е

«х

Р, О

f()

Е и

t(f

Е)»

Ф ( э

F х

Р

О (Ц

Fv

6) ()»

Д

E и о х (6 х

Ес

Х

Э

Сс

Ж и

О (:> (> > (С) О О ! (1 (/ \

)Р о х

Р, О о х

СЕ о

1 с

a o

c a

»с 11

О О с

О С) с ) Г "> С"7 с, а О

u") -» о о с л

a o сч

СО О с а, a o м (7 ("4

С О

a o м

О О

a a

4 м

О О

a o м о

Е"- 2 1 и

i 6) Х а)

I I

> — — \

1 х

i E»

1 1 о д

mal!

E Qi 1 и Есо

I f)-I Р

> — — с

Х 1 х х

Я F» 1

1 Е3>

cd х

1 1 о « — — с

"d I i

E. З 1

1 и ц ! О х х

1 с) Р; cd I

Х I

l — —

Š— >

I i ! 1 Х

i 1 Р

1 1

1 6)

Е

1 I 6) m

I Р-. Е» I

1,1

f i х

Е -Э! 1 6) 1! -,, х

1 f

Г 1

i df i

l Х Х

I Pc cd

l Е-с Х !. 1()с)368 х1х

1 Х!Х

И! 6)

1 6)1

1 tm

ml

1 im

I mto

i о!6Е

t с1!o

I о!Р, а! 0

I о!сЕ

mt o

t oIm ! 6)! 6)

I d)I g

1 11(»

1 (.11, х х х

ЕС ! 1

XI Е

1 ОЕО

l а!а

cd I cd

1 х! х

5t 5

cd! cd

1 а)а ! с Е

I х)х

1 Э!З

СЕ! Г

1 ХЕХ

l olo ! Ъ! ы

1 !!

1 о

I f» >, СЕ

1й а хo

1 6) о (()

6)

1 З

4 Р, ( х

t o ! аk ! Е, и

Э 3 х х е .9>

Яс

A О

ЕО Р, 1 v, с

I ! г

1 у.

1

i

I х

J

1 Ю

1

i а а! 1М

O О о ч

QJ! л

6)! QJ (dI 6) &1 cd

1 Е3>

>Х I о)Х

x! o

E»i X

Х! Е

cdf cd а! х е»! х (, с я

Х! 6) 6)! Р

mj m

6) С() о!о

Ц1 Ц

oto а! а

oio

cd! t(о)о (Ц (() f»"I (Г f.

16>1 Е)с

cdI cd

C4I Р

cdl cd

1»»! е

Х1

5I 5 сб1 cd

Е(Е

Х! Х

ЗЕ Jf

Х! Х с 1 о)о

fc l Х

Е1 l2

1109368

Т а б л и ц а

Кратность

Экстракт

Степен Чистота

Рафинат

Сырье целевого извлече

Содержа- ния, ние аро- об.7

Содержание ароматичесНазвание

Выход, об. 7.

Выход, об.% продукта, матических углеких углеводородов,7 .А водородов,об.7

Этилимидазолин

3:1 26„0

20,3

1,1 96,0 98,6

20,3

3:1 29,2

65,0

70,8

5,3 93,5 92,5

То же

3,85 98,5 96,2

20,3

2,5:1 22,0

91,0

78,0

i5,9

3:1 19,0 92,5

81,0

9,2 46,5 91,0

Фр.190360 С, Краснодарской нефти (пример 6) Фр.190360 С

Краснодарской нефти (пример 8) Фр.190320ОC

Краснодарской нефти

Содержание ароматических углеводородов об.7

74,9 74,9

Фурфурол (базовый объект) 2-H-Амилимидазолин + 157 диэтиленгликоля

N N-Диметилимидазолидон + 10 мас.7 воды (rro rzpoготипу) 1 (09 E6;) ! Состав рафинатной фазы, об. 7

К p c> I ."-! c ñ ть

vаствори Тридекан

1 талин тель

2 . та ниии/зав олин . 0

1;1,„5

0,1

1;1.- д ну е т и в и, и ц а—

3 1 1

3GJIHP.,oH + 1 0!

2,0:1

8i. О

2,,5 > О

О, /2.. i

45,. Я

54,1

О,.1

Растворитель

2 3 иляиидазолин

1 е и IT e p a T s р а ..кстракции,, O r

1 1 . Tr g

1 ! мас.

1 о9.,5

7 3, б л и (J, H

4 -Метилнаф- Раствори1 109368

< — иетилнаф талин

Ю

Z0 60% 2-tfЮутияимийюлимх МП дизтимнгаило, пр

Тридг

aC - иеяилнарталин

ЮО

Z0 60 2-ю-ажФ. иииЯиолина Е4Щ, Ьзпнчеиыикоюя фиа 9

)ЯЩИПК Заказ 5994/15 Тирам 410 ПОдш1сиое фидиал ППП йатеит", г.Ухгорой, Ул 11yoea в 4