Растворитель для экстракции ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими

 

РАСТВОРИТЕЛЬ ДЛЯ ЭКСТРАКЦИИ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ из их СМЕСЕЙ с- НЕАТОКАТИЧЕСКИМИ, включающий воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения его экстрагирующих свойств, растворитель дополнительно содержит моноэтиленгликоль или 1,2-пропиленгликоль, или моноэтаноламии, или диэтаиоламин, или их смесь и ацетон или метилэтилкетон , или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас.%: Моноэтиленгликоль 1ЛИ 1,2-пропиленгликоль или моноэтаноламин , или диэтаноламин , или их смесь10-50 Вода0,1-3 Ацетон или метилэтилкетон , или их Остальное смесь

(192 01) 3 (50 гликоль или

1,2-пропиленгликоль или моноэтаноламин, или диэтаноламин, или их смесь

Вода

Ацетон или ме10-50

О, 1-3 тилэ тилкетон, или их смесь

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ЛО ДЯЛАМ ИЗОБРЯТКНИй И ОТН1 ИтИй (21) 2718761/23-04 (22) 05.01.79 (46) 30.08.84. Бюл. к- 32 (72) Г.М. Авдей и В.A. Рогозкин (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтехимических процессов (53) 665.66.062(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 417463, кл. С 07 С 7/10, опублик.

1956.

2. Вопросы жидкостной зкстракции и хемосорбции. Труды 2-го Всесоюзного научно-технического совещания.

"Химия", 1966, с. 356 (прототип). (54) (57) РАСТВОРИТЕЛЬ ДЛЯ ЭКСТРАКЦИИ

АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ ИХ

СМЕСЕЙ С НЕАРОМАТИЧЕСКИЯ включающий воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения его экстрагирующих свойств, растворитель дополнительно содержит моноэтиленгликоль или 1,2-пропиленгликоль, или моноэтаноламин, или дизтаноламин, или их смесь и ацетон или метилэтилкетон, или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Монозтилен

1110778 резко снижает растворяющую способность экстрагента и коэффициент распределения ароматических углеводородов (табл. 1, пример 9) i23.

Однако и водньп1 ацетон является недостаточно селективным экстрагентом, При оптимальном содержании в нем воды 5 — 10 вес.7. коэффициент распределения ароматических угле10 водородов, извлекаемых из жидких парафинов, составляет 0,52-0,39, коэффициент селективности 2,4-4,S.

Другим недостатком экстрагента, включающего ацетон и воду, является низкая производительность процесса, являющаяся следствием небольшой разницы плотностей применяемого экстрагента и очищаемого от ароматических углеводородов сырья (0,03-0 04), в связи с чем макси-! мально допустимая удельная нагрузка экстрактора по сумме фаз составляет «е более 10 и /и . ч, что, например, в 5-6 раз ниже, чем на действующих установках экстракции (50 60 М3 /м2, ч)

Цель изобретения — улучшение экстрагирую1цих свойств растворителя.

Поставленная цель достигается тем, что растворитель, включающий воду, дополнительно содержит моноэтиленгликоль (МЭГ) или 1,2-пропиленгликоль (ПГ) > или моноэтаноламин (ИЭА) или диэтаноламин (ДЭА), или их смесь и ацетон или метилэтилкетон (ИЭК), или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

МЭГ или ПГ, или ИЭА, или

40 ДЭА, или их смесь 10-50

Рода 0,1-3

Ацетон или

МЭ К, HJiH

45 их смесь Остальное

Плотность дополнительно введенных в экстрагент веществ при 20 С составляет для моноэтиленгликоля 1,117, 1,2-пропиленгликоля 1,038, моноэтанол50 амина 1,022, диэтаноламина 1,099.

Вода добавляется к ацетону не толька для улучшения его селективности (безводной ацетон смешивается с большинством различных видов сырья) но и для увеличения его плотности.

Так, плотность безводного ацетона

0,798, в то время как плотность наиболее часто подвергаемых очистке в нефтехимической промьш1ленности углеводородных смесей составляет: фракции 220-320 С жидких парафинов

0,778, фракции 255-360 С жидких парафинов — 0,796, бензинокеросиновой фракции 135-200 С вЂ” 0,788 и т.д.

Добавка 5 — 10 вес.7 воды к ацетону увеличивает плотность его с

0,798 соответственно лишь до 0,808 ид818. Добавление воды к ацетону в количестве большем чем 10 вес.7 нецелесообразно, поскольку это

Изобретение относится к способам очистки углеводородных смесей, точнее к способам очистки от ароматических углеводородов различных видов углеводородного сырья жидкостной экстрацией, и может быть применено, главным об, азом, в нефтехимической и химической промышленности.

Известен способ жидкостной экстракции моно-, би-, полициклических и других типов ароматических углеводородов, предназначенный для

-очистки керосино-газойлевых фракций нефти, фракций жидких парафинов и масел с использованием в качестве селективного экстрагента смеси, состоящей из 70-407 метилэтилкетона (МЭК), 30-607, ацетона или ацетонитрила, с добавкой 5-157 воды, считая на сумму безводных веществ ь.11

Недостатками известного способа являются низкая плотность 10,81-0,82 ограничивающая удельную производительность экстрактора, величиной максимум 8-12 и /м,ч, низкая селективность растворителя, ограничивающая выход (77,17 на с11рье) очищенного рафината, Наиболее близким к предлагаемому по составу является растворитель для экстракции ароматических углеводородов из их сиесей с неароматическими — водный ацетон.

Растворитель содержит S — - 107 воды.

Экстракцию ароматических углеводородов из жидких парафинов водным ацетоном проводят 50 С.

В результате добавки указанных соединений, например, к ацетону плотность экстрагентов повышается в среднем с 0,808-0,818 (при применении водного ацетона) до 0,832-0,948; а разница плотностей экстрагентов и очищаемого сырья увеличивается с

0,030-0,040 до 0,053-0, 170. Такая валяет увеличить производительность действующей установки. Эта приводит также к большому снюкению общего количества экстрагента, находящегося в системе установки, и, в связи с этим, к уменьшению его потерь.

Поскольку данный растваритель имеет более высокий коэффициент распределения ароматических углеводородов и коэффициент селективности, то его

Я е 1110 разница плотностей двух контактирующих фаз в пративаточном экстракторе позволяет увеличить максимальную удельную производительность экстрактора (например, в процессе экстракции ароматических углеводородов из жидких парафинов экстрагентом на Ос. нове ацетона) по сумме контактирующих фаз с 7, 5-10, 0 до 13, 5-42, б м /м- .q т.е. в 1,35-5,68 раза (табл. 1).

По своим экстракционным свойствам, характеризуемым, например, коэффициентом селективности и коэффициентом распределения ароматических углеводородов, предлагаемые l5 смешанные экстрагенты не только не уступают водным растворителям, но и в большинстве случаев значительно их превосходят.

Более плавное изменение экстракционных свойств легких экстрагентов при добавлении к ним указанных соединений (примеры 1-5 и 9-11 в таблице1 по сравне с добавлением только воды позволяет также иметь гораздо 25 больший диапазон необходимых рабочих концентраций отдельных компонентов смешанного экстрагента, соответствующий оптимальным сочетаниям растворяющей способности и селективности ЗО при данной температуре экстракции.

Это делает процесс более гибким и легко управляемым, чем при добавке к основным экстрагентам воды, и позволяет применять предлагаемые

35 экстрагенты в шираком интервале изменения концентрации их компонентов в зависимости от свойств очищаемого сырья.

Таким образом, в результате приме-40 нения предлагаемого изобретения по сравнению с известными способами в 1,35-24 раза может быть увеличена либо производительность экстрактора, либо ва столько же раз снижено ега сечение. Резкое снижение диаметра экстрактора приводит к снжкению расхода металла на строительство новой установки либо поз778 использование позволит также увеличить выходы очищенных ат ароматических углеводаролог. углеводородных фракций, а также получить экстракты с более высокой концентрацией в них ароматических углеводородов.

Кроме того, применение данных смешанных растворителей, обладающих довольно высокой плотностью, расширяет ассортимент видов сырья, которые могут быть подвергнуты эффективной экстракции, в отличие от применения водных кетанав, имеющих либо одинаковую, либо очень близкую плотность по отношению к этим видам сырья.

Л р и м е р 1. В обогреваемый аппарат с мешалкой загружают 25,00 г сырья — фракции 219-333 С жидких парафинов, содержащей 1,6Е ароматических углеводородов, и 51,02 г экстрагента, содержащего 44,39 г (870 вес.7) ацетона, 5,10 г (10,0 вес.Ж), моноэтилснгликоля (МЭГ) и 1,53 г (3 0 вес.7) воды.

После тщательного перемешивания при 50 С в течение 30 мин и отстаивания в течение 1 ч получают 51,41 г нижнего слоя (экстрактный раствор) и 23,24 г верхнего слоя (рафинатпый раствор).

Отмывкой водой из экстрактного раствора выделяют 8,93 г экстракта, а из рафинатнога раствора 16,05 г рафината. Полученные экстракт и рафинат согласно спектральному анализу содержат 2,7 вес.Е и 0,99 вес.Ж ароматических углеводородов соотвественно.

Рассчитанные коэффициенты распределения ароматических углеводородов и селективности равны соответственно 0,69 и 2,8. Извлечение ароматических углеводородов (в вес.7 от их содержания в сырье) составляет 60,37, Измеренная плотность экстрагента составляет 0,832, а разность плотностей экстрагента и сырья 0,058. Рассчитанная по этой разности плотностей максимальная удельная производительность экстрактора по сумме фаз экстрагента и сырья составляет 13,5 м /м ° ч.

Пример 2. В условиям, описанных в примере 1, проведена экстракция ароматических углеводородов из того же сырья с помощью экстрагента, содержащего 39,50 г (79 вес.7) аце1110778 тона, 10,00 г (20 вес.%) МЭГ и

0 50 г (1 вес. ) воды

Пример 3. В усло»иях, описан>-ых B примере 1, проведена экстракция «рОмл TII IecKIIx углеводОрОдОв из

ТОГО же cblpI)»l с пОмощью экст17агента» содержащего 24,95 г (49,9 »ес./) ацетона» 25»00 г (50,0 вес. ) МЭГ и 0.05 r (0,.1 »ec,Я воды.

Пример 4. В условиях, описан- 1о ньг(» примере 1, проведена экстракция арома1(lwecl(llx углеводородов из того же сырья с помощью экстрагента, содержащего 39,50 г (79 вес.%) ацетоIIa 10 00 г (0 Bec. ) МЭГ -I 0 50 г (1 »ec. ) воды.

1» )> и ": Р - ° В у(-ло )п-:я (»

)н)»(» примере 1, проведена экстракция ароматических углеводородов из того жс c»lpl я с помощью экстрагента, со- 20 дср;кащeãо 24,95 г (49»9 Bec..!,) ацетolI;l., 25»00 г (50,0 вес.%) МЭГ и 0,05 г (0 1 1)е()ф Boöû

1i и II м е р Ф, В условиях описа»выл: в примере 1, проведена экстрал-2

I)öя,- 1 )оматцче- 1 1, и,) )»)I цеводородов и)з тог(7),»(. (ырья с п)омощ»)ю экстрагент; » содержащего 37,00 г (70,0 вес./)

«патона, 14,50 г (9,0 вес. ) 1., -пропиленгликоля и 0»50 г (1,0 вес. -) 30 воды.

11 р и м с р 5. В условиях, опксаH иых в;p II.Iepe 1, проведена экстракпил громати »< ских углеводорОдоз) из того же сырья с помощью экстрагента

Со;,;=-ржameго 42,25 г (84,5 Bec. ) апетоиа, 7»50 г (15,0 вес.%) моно- этапоз амина (МЭЛ) и О» 25 г (О, 7 вес. .) воды, 10

П р и и е р 6. В условиях» описанных в примере 11, проведена экстракция ароматических углеводородов из того же сырья с помощью экстрагента, содержащего 31,90 r (63,8 вес.%) ацетона, 7,5 г (15,0 вес. ) МЗА, 0,50 г (1,0 вес. ) диэтаноламина, 10,00 г (20,0 вес.%) МЭГ и 0,10 r (0,2 вес. ) воды.

Пример 7 (для сравнения) .

В условиях, описанных в примере 1, проведена экстракция ароматических углеводородов из того же сырья с помощью экстрагента, содержащего

47,5 г (95,0 вес.%) ацетона и

2,50 г (5,0 нес.%) воды.

Пример 8 (для сравнения).

В условиях, описанных в примере проведена экстракция ароматических углеводородов из того же сырья с помощью экстрагента, содержащего 45,00 r (90,0 вес. ) ацетона и 5,00 г (10,0 вес.%) воды.

Пример 9 (для сравнения).

В условиях, описанных в примере проведена экстракция ароматических углеводородон из того же сырья с помощью экстрагента, содержащего

42,50 г (85,0 нес. ) ацетона и

7,50 г (15,0 вес. ) воды.

В таблице представлены результатьт однократной экстракции ароматических углеводородов из фракции

219-333 С жидких парафинов ацетоном и моноэтиленгликолем, 1,2-пропиленгликолем или моноэтаноламином, или диэтаноламином, или их смеси и водой.

Те)мпература экстракции 50 С, весовая кратность смешанный экстрагент: сырье — 2:1, содержание ароматических углеводородов в сырье 1,6 вес.%, основной компонент смещанного экстрагента — ацетон. плотность сырья

0,778.

1!!0778

МаксимальПри" мер

Состав смеп(анного

Содержание ароматических чгциент ная удельная проциент экстрагента, вес.% левопоропов, Dpc.% изводитель ность го рафинат экстрагенэкстрактора, М3 /М2 ° экстракт та, r/смз

1 Ацетон 87

МЭ Г 10, вода 3

0,99 2,70

2,8

0,832 13,5

0,69

2 Ацетон 79, МЭГ 20; вода 1

0,862 21,0

1,03 4,72

1,20 !7,7

4,8

0,55

3 Ацетон 49,9 0,948 42,6

0,25

17,9

4 Ацетон 88; 0,834

14,0

0,92 2,76

0,77

3,1

МЭА О, вода 2

5 Ацетон 49,5, 0,950 43,0

1,18 16,1

0,23

ДЭА 50,0, вода 0,5

6 Ацетон 70;

ПГ 29

0,856 19,5

1,04 6,91

1,00 3,73

0,43

6,9 вода

7 Ацетон 84,5, 0,832 13,5

0,61

3,7

МЭА 15, вода О, 5

8 Ацетон 63,8; 0,895 29,4

1,08 12,34

0,38

12,7

МЭА 15.

ДЭА 1

МЭГ 20 вода 0,2

Плот" ность смеIIIa (I ((OКоэффи- Коэффираспре- селективде. Ipния ИОсти аромати(ес(ик (Х(Е ВОДО родов

Продолжение таблицы

1110778

Пример ээфиент лективсти

9 Ацетон 95, 0,808 7,5

1,10 2,б2

0,52

2,4 вода 5

10 Ацетон 90 0,818 10,0

0,39

4,5

1,15 4,74 вода 10

Ацетон 85, вода 15 12,4 1,24 7,00

5 7

0,1б

0,828

Заказ б?57/20 Тираж 409

ВШППП1 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )1(-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель JI. Боброва

Гедактор Л. Авраменко Техред A.Áàáèíåö Корректор Г. Решетник