Экстрагент для выделения ароматических углеводородов @ - @

 

ЭКСТРАГЕНТ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ из их смесей с неароматическими углеводородами экстрактивной ректификацией на основе нефтяных сульфоксвдов, отличающийся тем, что, с целью повьшения селективности, экстрагент дополнительно содерямт диметилформамид при следующем соотношении компонентов, мас.%: Диметилформамид 25-30 Нефтяные сульфоксиды До fOO

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИН ()9) О1}

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(21) 3424125/23-04 (22) 25.02.82 . (46) 15.06.85. Бюл. 9 22 (72) Ю.E.Íèêèòèí, A.ß.Áàéêîâà, Н,Г.Вахитова, С.И.Хорошева, Ю.И.Муринов, В.С.Колосницын и В.Г.Беньковский (71) Институт химии Башкирского филиала АН СССР (53) 60.048.65(088.8) (56) 1. Рогозкин В.А. и др. Экстракция низкомолекулярных ароматических углеводородов N,N-днметилацетамидом;

"Химия и технология топлив и масел", 1981 Ф 2, с . 37.

2. Вахитова Н.Г. и др. Равновесие жидкость-пар в системах гексан-бен зол-нефтяные сульфоксиды и гексан-бензол-нефтяные сульфоны. -ЖПХ, т. 54, з 9, 1981, с. 2148.

3 ° Авторское свидетельство СССР

«з 1105487, кл. С 07 С 7/08, 19&1 (прототип), Л

4(sl) С 07 С 7/08; С 07 С 15/02 (54) (57) ЭКСТРАГЕНТ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ

АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ Цу -С7 их смесей с неароматическими углеводородами экстрактивной ректярикацией на основе нефтяных сульфоксидов, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения селективиости, экстрагент дополнительно содержит диметил; формамид нри следующем соотношении компонентов, мас.Х!

Диметилформамид 25-30

Нефтяные сульфоксиды До 100

1, 5031

240-270

ll ll

0 0

1 11615

Изобретение относится н нефтехи-, мии, конкретно к экстрагентам для извлечения ароматических углеводоро- дов из смесей с неароматическими экстрактивной ректификацией, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышлен- ности, Одним из наиболее эффективных экстрагентов для выделения аромати- 16 ческих углеводородов из их смесей с неароматическими путем жидкостной экстракции в промышленных условиях является смесь диэтиленгликоля (ДЭГ) с N,N --диметилацетамидом (ДМАА),I 1 содержащая ДМАА 10-30 мас.X P) .

Однако данного растворителя требуется в 6-8 раз больше, чем сырья, . что связано с низкой экстрагирующей способностью:данного растворителя. 2п

Кроме того, в случае выделения ароматических углеводородов из сырья с высоким содержанием последних процесс .экстрактивной ректификацни является .экономически более выгодным. 25

Известен экстрагент для выделения низших ароматических углеводородов, например C --С ароматических углеводородов, из их смесей с неароматическжки, представляющий собой нефтяные сульфоксиды (2 .

Нефтяные сульфоксиды (НСО) получают из фракции дизельного топлива

190-360 С путем окисления сульфидов, о содержащихся в этой фракции, 27-30Хной перекисью водорода.

Нефтяные сульфоксиды это органические, сероокиси, имеющие функциональную группу S=, связанную с двумя органическими радикалами. По данным структурно-группового анализа они представляют собой смесь циклических сульфсксидов различного строения: моно-, би-, тиатрициклоалканов, содержащих в молекуле от 8 до 20 атомов углерода.

Высокая экстракционная способность связана с тем, что они преимуществен- И но состоят из циклических соединений (90X). Содержание диалкил- и алкиларилсульфоксидов не превышает 10Х, 05 2

Физико-химические свойства нефтяных сульфоксидов следующие:

Плотность 1,042

Показатель преломления

Молекулярная масса

Содержание общей серы, мас,Х 12-14

Содержание сульфоксидной серы, мас.X 11-13

Однако при выделении ароматических углеводородов Q »С иэ углеводородных смесей в условиях экстрактивной ректификации степень извлечения беизола и толуола составляет соответственно

88,3 и 93,5 масЛ, что говорит о недостаточно высокой растворяющей способности растворителя.

Чистота выделенных углеводородов составляет 92,3»93,3Ж, что связано с недостаточной селективностью растворителя.

Наиболее близким к предлагаемому является экстрагент Щ для выделения ароматических углеводородов 1; -С из их смесей с неароматическими экстрактивной ректификацией, содержащий диэтиленгликоль и нефтяные сульфоксиды при следующем соотношении компонентов, мас.Х!

Диэтиленгликоль 40-50

Нефтяные сульфоксиды До 100

Однако укаэанный экстрагеит недостаточно увеличивает относительную летучесть парафиновых углеводородов, ;например гексана, что приводит к недостаточной четкости разделения.

Цель изобретения — повышение селективности экстрагента.

Поставленная цель достигается тем, что экстрагент для выделения ароматических углеводородов С -С из их смесей с неароматичеСкими углеводородами экстрактивной ректификацией на основе нефтяных сульфо-. ксидов дополнительно содержит диметилформамид при следующем соотношении компонентов, мас.X:

- Диметилформамид 25-30

Нефтяные сульфоксиды До 100 . Пример 1. Для определения оптимального соотношения компонентов (диметилформамида и нефтяных сульфоксидов) по известной методике изучают парожидкостное равновесие сырья, на примере смеси бензол-гексан в присутствии смешанного экстрагента при

1161505

Бензол Гексан

55,9 39,2

3 объемном соотношении его к сырью, равным 1:1, и определяют коэффициА енты обогащения по формуле Кд = ---, В

Состав жид.кости, Х

Бенэол Гексан

Состав жидкости, Х

60,3 39,7.Состав пара, X

36,5 63,5

Пример 2. Смесь углеводородов, состоящую из 32,42 r бензола и 25,8 г гексаиа, подвергают зкстрактивной. ректификации в присутствии экстрагента, -который содержит ЗОХ

35 .ДИФА и 70Х НСО. После достижения равновесия отбирают пробы жИдкости и пара, определяют их состав и рассчитывают коэффициент обогащения по бензолу КА 1,75. Бензол Гексан

Состав жидкости, Х 56,6 43,8

Состав пара, Х 32,4

Пример 3, Смесь углеводородов, состоящую из 32,72 г бензола

:и 25,26 r гексана, подвергают экстр активной ректификации в присутствии экстрагента, содержащего 25 мас.Х

ДИФА и 75 мас.Х НСО. После достижения равновесия отбирают пробы жидкости и пара, определяют их состав и рассчи- тывают коэффициент обогащения по бенэолу Кц =* 1,62.

67,5

% где А и В - содержание бензола в . жидкости и в паре. Изучено семь систем.

Сырье, смесь углеводородов, состоящую из 33,12 г бензола и 24,83 г 111 гексана, подвергают экстрактивной ректификацнщ в присутствии смешан-, ного экстрагента (мас.X здесь и далее), содержащего ДИФА 50Х; HG0

50Z ° После достижения равновесия отбирают пробы жидкости и пара, определяют их состав и рассчитывают коэффициент обогащения ароматическим углеводородом.

Анализ состава фаз проводят методом гаэожидкостной хроматографии с детектором по теплопроводности: фаза - карбовакс 20 М, газ-носитель— азот. .

Состав пара, Х 34,5 63,6

Данные по экстрагирующим свойствам растворителя, НСО, ДМФА и найболве,,эффективной известной смеси диэтиленгликоль (ДЭГ) — HCO.

Как видно из табл. 1, оптимальным соотношением дшФА/НСО является 30/70, так как этому составу экстрагента. соответствует максимальное обогащение жидкости бензолом. Соотношение 50/50 дает практически такое же обогащение,. как 25/75, но при этом экстрагент содержит в 2 раза больше дорогостоящего;щщ .

Пример 4. В куб ректифика ционной колонки эффективностью 20 теоретических тарелок загружают

38,4 г смеси бензол-гексан, содержащей 57, 1Х бензола и 42,9X гексана.

После выхода колонки на режим (темо пература верха колонны 78 С, низа

° Р

90 С при атмосферном давлении, .флег.мовое число 10-15) в верхнюю часть ее подают экстрагент (смесь ЗОХ диметилформамида с 70Х нефтяными сульфоксидами), нагретый до 50-60 С.

Одновременно отбирают рафинат в количестве 15,4 г, содержащий по данной газожидкостной хроматографии чистый гексан.

Экстракт, выделенный из куба (22, 1 r), содержит по данным ГЖХ

98,4Х бензола. В загрузке было

21,94 г бензола, Степень извлечения бензола и от его потенциального содержания в смеси составляет 99, 1мас.X при чистоте 98;4Х, потери при разделении 0,7 г (2,34 мас,X).

Пример 5. В условиях примера 4 проводят экстрактивную ректификацию смеси толуол-гептан, содержащей

55,4Х (21,87 r) толуола.

После выхода колонки на режим в верхнюю часть ее подают смешанный экстрагент ДИФА (25X) -НСО (75X) при 60 С.

Одновременно отбирают рафинат (16,67 r), содержащий по данным ГЖХ чистый гептан.

Содержимое куба перегоняют и выделенный. экстракт (21,6 г) анализируют. По данным ГЖХ в экстракте содержится 97,8Х толуола.

1161505

Степень извлечения толуола

96,6 мас.Х при чистоте 97,8Х, потери при разделении 1,2 г (3,04 мас.Х).

Пример 6. В условиях примера 4 проводят экстрактивную ректификацию каталиэата риформинга (фракция

35-85 С). В куб загружают. 45,66 r каталиэата, содержащего 57,1Х бенэола (26,07Х) . После выхода колонки на. режим на верхнюю ее часть подают смешанный .экстрагент, содержащий 37,5Х

ДИФА и 72,5Х НСО, при 40-60 С. Одновременно отбирают рафинат в колйчестве 18,49 г, не содержащий по данным

ГЖХ бензола.

Содержимое куба перегоняют. Экстракт, выделенный иэ куба, содержит

95,1Х бензола (24,83 г). Степень извлечения бензола от его потен-. циального содержания составляет, 90,6 мас.Х при чистоте .95,1Х потери при разделении 2,34 r ,(5,12 мас.Х).

Таблица 1

На одной теоретической тарелке

Обогащение жидкости (по бензолу) Содержание бензола, мас.Х

Жидкость Пар

Вез экстрагента

58,7 49,8

58ьЗ 3793

56,3 36,3

1,18

1,56

НСЛ

1,55

ДИФА

ДИФА-НСО (50й50) 1 65

60, 3 .36,5

ДИФА-НСО (30: 70) 1, 75

56,6 32,4

ДИФА-НСО (25:75) 55,9 34,5

1,62

1,60

ДЭГ-НСО

Экстрагент (соотношение компонентов, мас.Х) Результаты выделения ароматических углеводородов различными селективными растворителями (для сравнения) представлены в табл. 2. ф На чертеже представлены графические зависимости по влиянию экстрагентов на парожидкостное равновесие в системе гексан-бензол, в частности по влиянию экстрагентов на летучесть

1О гексана (А - относительное содержание гексана в паре; Б - относительное содержание гексана в жидкости) для сравнения свойств предлагаемого растворителя и известного 131 .

f5 Как видно из представленных данныхь предлагаемый экстрагент является более селективным. Так, предлагаемый экстрагент значительно увеличивает летучесть гексана, (кривая 4) по

30 .сравнению с ближайшим аналогом (кривая 3), что обуславливает извлечение .более чистых углеводородов по сравнению с использованием известного экстрI агента.

:Таблица 2

1161505

Селективный растворитель

Сырье

44,9

74,9

2:1

96 ° 6

97,8

55,"Х толуола

44,6Х гептана

99,1

98,4

ЗОЖ ДИФА+НСО

57Х бензола

-43X гексана

90,6

27 5Х ДМФА+НСО

95,1

55,9Х толуола

40Х ДЭГ+НСО

96,6

96,3

44,1Х гептана

57Х бензола (прототип)

50Ж ДЭГ+НСО

97,2

92,6

43Х гексана (прототип

45Ж ДЭГ+НСО (прототип) 98,8

92,0

Составитель Г. Гуляева

Техред:А.Кикемезей,Корректор:A. Зимокосов Ф"

Редактор Т. Веселова

Заказ 3935/29 .

Тираж 384

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

35Х толуола

65% гептана

Катализат риформинга .(содержание бензола

51, 1 иас. X) Катализат риформинга содержание бензола

45,28 мас.Ж) ЗОХ ДИМА+ДЭГ промышленный

25Х ДМФА+НСО

Объемное соотношение растворитель/сырье

Чистота ароматического углеводорода

Степень извлечения, мас.Ж