Способ выделения ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими

 

Использование: в нефтехимической технологии. Сущность изобретения: выделение ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими экстракцией водным раствором полигликоля в присутствии моноэтаноламина с получением рафинатной и экстрактной фаз, ректификацией экстрактной фазы с водой с получением экстракта, рисайкла, водного полигликоля, отделением от рисайкла и экстракта водных слоев, возвратом рисайкла на экстракцию, разделением водного полигликоля, водной промывки рафинатной фазы и экстракта, ректификацией промытого экстракта с получением индивидуальных ароматических углеводородов, подачи водного слоя на ректификацию экстрактной фазы, использованием водного слоя, отделенного от рисайкла, для промывки углеводородов, подачей моноэтаноламина в водный слой и/или промывные воды, направлением промывных вод на экстракцию. Для промывки рафинатной фазы используют водный слой, отделенный от рисайкла, полученную промывную воду направляют на экстракцию с сырьем и/или рисайклом, а для промывки экстрактной фазы используют водный слой, отделенный от экстракта, полученную промывную воду подают на ректификацию экстрактной фазы. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к нефтехимической технологии, в частности к способам выделения ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими жидкостной экстракцией, и может быть применено в нефте- и коксохимической промышленности.

Известен способ выделения ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими, согласно которому экстракцию осуществляют циркулирующим водным раствором диэтиленгликоля (ДЭГ), содержащим 7 мас. воды, с получением рафинатной и экстрактной фаз. При этом экстрактную фазу направляют на ректификацию с водой с получением рисайкла, экстракта и водного ДЭГ. От рисайкла и экстракта отделяют водные слои, собирают их в емкость, откуда через теплообменник подают на ректификацию в виде острого пара.

Выделенные экстракт и рафинатную фазу промывают водой до остаточного содержания в них экстрагента не более 0,005 мас. Экстракт подают на дальнейшую переработку для выделения ректификацией индивидуальных ароматических углеводородов.

Полученные промывные воды направляют на регенерацию экстрагента путем отгонки большей части воды со сбросом последней в промышленную канализацию. Перегнанный затем под вакуумом водный концентрат ДЭГ возвращают в циркулирующий ДЭГ.

Для поддержания рН водных растворов ДЭГ в системе не ниже 8,5 в регенерированный ДЭГ и водный слой подают моноэтаноламин (МЭА) [1] Недостатками указанного способа являются высокие энергетические затраты процесса, что связано с большой циркуляцией рисайкла (70-130 об. на сырье экстракции) и воды (7-13,5 т/час), необходимой для отгонки углеводородов, а также с наличием стадии значительного отгона воды (3,2 т/час с учетом орошения) при ректификационном разделении промывных вод, значительное количество сточных вод (1,6 т/час) со сравнительно высокой концентрацией в ней экстрагента (до 0,2 мас.), в несколько раз превышающей предельно допустимую концентрацию для сброса на биологическую очистку, что не только затрудняет, но и удорожает обезвреживание этих вод. Последнее способствует увеличению потерь экстрагента с рафинатом и экстрактом до весьма значительных величин (40 т/год).

При эксплуатации промышленных установок иногда происходит периодическое вспенивание продуктов в различных аппаратах системы, что приводит к частичному нарушению технологического режима, что также приводит к повышенному расходу экстрагента, ухудшению качества экстракта и выделяемых из него ароматических углеводородов.

В целом некоторые из этих причин приводят к сравнительно низкому извлечению ароматических углеводородов на стадии экстракции (бензола 98, толуола 95 мас.).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ выделения ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими, согласно которому жидкостную экстракцию осуществляют водным раствором полигликоля в присутствии моноэтаноламина с получением рафинатной и экстрактной фаз, ректификацией экстрактной фазы с водой с получением рисайкла, экстракта, водного полигликоля, отделением от рисайкла и экстракта водных слоев, возвратом рисайкла на экстракцию, разделением водного полигликоля на две части с направлением одной из них на экстракцию, а другой на регенерацию полигликоля, водной промывки рафинатной фазы и экстракта с получением промытых рафината и экстракта и промывных вод, ректификацией промытого экстракта с получением индивидуальных ароматических углеводородов, подачей водных слоев на ректификацию экстрактной фазы с одновременным использованием 40-100 мас. водного слоя, отделенного от рисайкла, для промывки углеводородов рафинатной фазы и экстракта, подачей моноэтаноламина в водный слой и/или промывные воды, направлением промывных вод на экстракцию двумя потоками с сырьем и рисайклом при массовом соотношении 1:1 3:1 (прототип) [2] Однако и в этом способе недостаточно высоко извлечение на стадии экстракции таких ароматических углеводородов, как, например, толуол или ксилолы (при получении их марки "со знаком качества" например, из катализата риформинга фракции 62-105^oC извлечение толуола составляет 97-98% а ксилолов 73% ), а также качество товарных ароматических углеводородов (содержание неароматических примесей в бензоле составляет 0,23, а в толуоле - 0,18%). Кроме того, велики энергозатраты процесса, что связано с еще сравнительно высокой циркуляцией рисайкла 70-83 об. на сырье и воды (например, в примерах 4 и 5 суммарный отгон воды в колонне экстрактивной ректификации составляет 8,3 и 10,0 т/час, в том числе подача острого пара 7,0 и 5,0 т/час).

Целью изобретения является увеличение выхода ароматических углеводородов из сырья экстракции, повышение их качества, снижение энергетических затрат процесса.

Указанная цель достигается описываемым способом выделения ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими путем жидкостной экстракции водным раствором полигликоля в присутствии моноэтаноламина с получением рафинатной и экстрактной фаз, ректификации экстрактной фазы с водой с получением экстракта, рисайкла, водного полигликоля, отделением от рисайкла и экстракта водных слоев, возвратом рисайкла на экстракцию, разделением водного полигликоля на две части с направлением одной из них на экстракцию, а другой на регенерацию полигликоля, водной промывки рафинатной фазы и экстракта с получением промытых рафината и экстракта и соответствующих промывных вод, ректификацией промытого экстракта с получением индивидуальных ароматических углеводородов, подачей моноэтаноламина в водный слой и/или промывные воды, использованием 40-100 мас. водного слоя, отделенного от рисайкла, для промывки рафинатной фазы, направлением полученной промывной воды на экстракцию с сырьем и/или рисайклом, использованием водного слоя, отделенного от экстракта, для промывки экстракта, направлением полученной промывной воды вместе с частью водного слоя (в количестве 0-60% от него), отделенного от рисайкла, на ректификацию экстрактной фазы.

Отличие предлагаемого способа от прототипа заключается в том, что 40-100 мас. водного слоя, отделенного от рисайкла, используют только для промывки рафинатной фазы и полученную промывную воду направляют в экстрактор одним или двумя потоками: с сырьем и/или рисайклом. Промывку же экстракта проводят водным слоем, отделенным от экстракта, и полученную промывную воду вместе с частью оставшегося водного слоя (в количестве 0-60%), отделенного от рисайкла, направляют на ректификацию экстрактной фазы (в виде так называемого острого пара).

В частности, предлагаемый способ позволяет отказаться от регламентации соотношения подачи промывной воды в сырье и/или рисайкл. Вода может подаваться с обоими потоками (с сырьем процесса экстракции и с рисайклом), либо с одним из этих потоков.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом (см. фиг. 1).

В верхнюю часть экстрактора 1 подают циркулирующий водный полигликоль по линии 2, содержащий 5-12 мас. воды, в среднюю часть по линии 3 подают разделяемое углеводородное сырье вместе с частью промывной воды, поступающей по линии 4 из емкости 22, а в нижнюю часть рисайкл в смеси с остальной частью промывной воды, подаваемой по линии 6 из той же емкости. При необходимости эта промывная вода может подаваться и только с одним углеводородным потоком (сырьем или рисайклом).

Рафинатную фазу по линии 7 отводят с верха экстрактора 1, подают в нижнюю секцию промывной колонны 20 и затем выводят с установки.

Экстрактная фаза выводится с низа экстрактора 1 по линии 8, несколько охлаждается в теплообменнике "экстракт-вода" 9, поступает в камеру однократного испарения (КОИ) 10, а затем на верхнюю тарелку колонны экстрактивной ректификации 11. Паровые потоки 12 с верха КОИ 10 и 13 с верха колонны 11 объединяют в единый поток 14, который сначала конденсируют и охлаждают, а затем жидкость направляют в разделительную емкость 15, где происходит расслаивание на две фазы. Верхнюю, углеводородную фазу (рисайкл) подают в нижнюю часть экстрактора 1 по линии 5. Водную фазу выводят из емкости 15 по линии 16, а затем 40-100% ее по линии 17 направляют в емкость 18, откуда при необходимости добавляют небольшое количество моноэтаноламина (МЭА) для поддержания рН в системе не ниже 8,5. Из этой емкости воду направляют по линии 19 в верхнюю часть нижней (рафинатной) секции промывной колонны 20. Промывная вода удаляется с низа указанной секции по линии 21 и поступает в емкость 22, куда при необходимости также может добавляться небольшое количество МЭА. Из емкости 22 промывную воду по линиям 4 и 6 направляют одним или двумя потоками вместе с потоками сырья и/или рисайкла в экстрактор 1.

Если для промывки рафината берут не всю водную фазу, отделенную от рисайкла в емкости 15, то оставшуюся ее часть направляют по линии 23 в сборник 24 циркулирующей воды.

Паровой поток 25 из средней части колонны 11 конденсируют и охлаждают, а затем жидкость направляют в разделительную емкость 26, где происходит расслаивание на две фазы. Верхнюю, углеводородную фазу (ароматический экстракт) по линии 27 подают в верхнюю секцию промывной колонны 20. Экстракт после отмывки водой до содержания экстрагента не более 0,001-0,005% (как и в промытом рафинате) подают на ректификацию для выделения из него индивидуальных ароматических углеводородов (на схеме не показано). Водная фаза из емкости 26 поступает по линии 28 в верхнюю часть верхней (экстрактной) секции промывной колонны 20. Промывная вода удаляется с низа указанной секции, по линии 29 подается в сборник циркулирующей воды 24, куда также поступает (если это необходимо) часть воды, отделенной от рисайкла (поток 23). Объединенный водный поток из сборника 24 по линии 30 подают в теплообменник 9, где этот поток нагревается и далее в виде так называемого острого пара подается по линии 31 вниз колонны 11 для отпарки от экстрагента всех углеводородов.

Небольшая часть циркулирующего между колоннами 1 и 11 водного экстрагента направляют по линии 32 в вакуумный куб 33. Перегнанный при остаточном давлении 20 мм рт. ст. водный экстрагент выводят из куба 33, по линии 34 подают в сборник 35, а из него возвращают по линии 36 в поток циркулирующего экстрагента 2.

С низа вакуумного куба 35 по линии 37 периодически сливают высококипящий остаток.

П р и м е р 1 (сравнительный, известный пример 4 в [2]). 36,12 т/час (49,4 м³/час) катализата риформинга фракции 62-105^oC, содержащего, т/час (мас. ): бензола 4,53 (12,54), толуола 7,10 (19,66), ксилолов 0,58 (1,60) и 23,01 (66,20) неароматических углеводородов, подают при температуре 100^oC на 18-ю тарелку экстрактора, 33,62 т/час или 41,0 м³/час рисайкла (25,62 т/час ароматических и 8,00 т/час неароматических углеводородов; соответственно 76,2 и 23,8 мас.) подают под 1-ю нижнюю тарелку экстрактора при температуре 60^oC, а на самую верхнюю тарелку 355 т/час (355 м³/час) водного ДЭГ при температуре 150^oC, состоящего из 328,0 т/час ДЭГ и 27,0 т/час воды.

Массовая кратность водный ДЭГ: сырье составляла 9,8:1, а отношение рисайкл: сырье 83 об.

В смеси с катализатом и рисайклом в экстрактор подают еще соответственно 1,0 и 0,3 м³/час промывной воды из сборника 22. Соотношение количеств этих вод 3,3:1.

Выводимый с верха экстрактора рафинат 24,25 т/час (100 мас.) содержащий, т/час (мас.): бензол 0,01 (0,04), толуол 0,21 (0,86), ксилолы 0,14 (0,58), неароматические углеводороды 23,80 (98,52), направляют на водную промывку в нижнюю секцию колонны 20 и с верха этой колонны выводят с установки.

Экстрактную фазу (401,78 т/час), содержащую т/час: ароматические углеводороды 37,47, неароматические углеводороды 8,01, ДЭГ 328,02, вода 28,28, направляют в теплообменник 9, затем в КОИ 10 и наверх колонны экстрактивной ректификации 11, где эту фазу разделяют на три части в присутствии воды, подаваемой вниз колонны 11 в виде острого пара в количестве 7,0 т/час из сборника 24.

Продукты с верха КОИ 10 и с верха колонны 11 объединяют (общее количество 36,82 т/час), затем разделяют в отстойнике 15 на углеводородную и водную фазы. Углеводородную фазу (рисайкл приведенного выше состава) направляют в экстрактор в количестве 33,62 т/час. Водную фазу 3,2 т/час (100 мас.) делят на две части: 1,9 т/час (60) ее направляют в сборник 24 циркулирующей воды, а 1,3 т/час (40) в сборник 18, куда также добавляют 1,35 л/сут технического МЭА. Затем эту воду (1,3 т/час) из сборника 18 направляют на промывку углеводородов экстракта и рафината. По выходе из промывной колонны 20 ее собирают в сборнике 22, куда также добавляют 1,35 л/сут технического МЭА. Из сборника 22 промывная вода в количестве 1,3 т/час поступает указанным выше образом в экстрактор 1.

Продукт из средней части колонны 11 (16,97 т/час) разделяют в отстойнике 26 на две фазы. Водную фазу (5,1 т/час) направляют в сборник 24, где она смешивается с частью воды от рисайкла (1,9 т/час). Затем водную фазу из сборника 24 в количестве 7,0 т/час подают через теплообменник 9 вниз колонны 11 в виде острого пара.

Углеводородную фазу из сборника 26 (ароматический экстракт) 11,87 т/час (100 мас. ), содержащую, т/час (мас.): бензол 4,52 (38,07), толуол 6,886 (58,01), ксилолы 0,44 (3,71), неароматические углеводороды 0,025 (0,21), направляют на водную промывку в верхнюю секцию колонны 20, а затем на разделение с целью получения индивидуальных ароматических углеводородов.

Из экстракта ректификацией получают 4,52 т/час бензола марки "для синтеза высшего сорта" (температура кристаллизации 5,36^oC, содержание примесей неароматических углеводородов 0,23 мас. ), 6,89 т/час толуола марки "А" (содержание неароматических примесей 0,18 мас.), а также 0,44 т/час ксилольной фракции.

Степень извлечения бензола от потенциального содержания его в сырье экстракции составляет 99,9 мас. толуола 97,0 мас. и ксилола 75,9 мас.

С низа колонны 11 отводят 355 т/час водного ДЭГ приведенного в начале примера состава и направляют наверх экстрактора. Небольшое количество водного ДЭГ (0,5-2 мас. от его загрузки в систему) подают в куб 33, где его перегоняют под остаточным давлением 19-20 мм рт.ст. Перегнанный под вакуумом водный ДЭГ поступает в сборник 35, а затем возвращается в поток циркулирующего ДЭГ 2.

С низа вакуумного куба один раз в два месяца сливают накопившийся тяжелый черный остаток, который направляют на сжигание.

П р и м е р 2. 36,12 т/час (49,4 м³/час) катализата риформинга фракции 62-105^oC, содержащего, т/час (мас. ): бензола 4,53 (12,54), толуола 7,10 (19,66), ксилолов 0,58 (1,60) и 23,91 (66,20) неароматических углеводородов, подают при температуре 100^oC на 18-ю тарелку экстрактора. 23,71 т/час или 29,64 м³/час рисайкла (15,60 т/час ароматических и 8,11 т/час неароматических углеводородов, соответственно 65,8 и 34,2 мас.) подают на 1-ю тарелку экстрактора при температуре 60^oC, а на самую верхнюю тарелку 355 т/час (355 м³/час) водного ДЭГ при температуре 150^o, состоящего из 328 т/час ДЭГ и 27,0 т/час воды.

Массовая кратность водный ДЭГ: сырье составляла 9,8:1, а отношение рисайкл: сырье 60 об.

Вместе с катализатом в экстрактор подают 0,84 т/час, а с рисайклом 0,26 т/час промывной воды из сборника 22. Соотношение этих вод (3,3:1).

Выводимый с верха экстрактора рафинат 24,042 т/час (100 мас.), содержащий, т/час (мас.): следы бензола, толуол 0,10 (0,42), ксилолы 0,057 (0,24), неароматические углеводороды 23,885 (99,34), направляют на водную промывку в нижнюю секцию колонны 20 и с верха этой секции выводят с установки.

Экстрактную фазу (391,89 т/час), содержащую, т/час: ароматические углеводороды 27,65, неароматические углеводороды 8,14, ДЭГ 328,02, вода 28,08, направляют в теплообменник 9, затем в КОИ 10 и наверх колонны экстрактивной ректификации 11, где эту фазу разделяют на три части в присутствии воды, подаваемой вниз колонны 11 в виде острого пара в количестве 5,7 т/час из сборника 24.

Продукты с верха КОИ 10 и с верха колонны 11 объединяют (общее количество 26,41 т/час), затем разделяют в отстойнике 15 на углеводородную и водную фазы. Углеводородную фазу (рисайкл приведенного выше состава) направляют в экстрактор в количестве 23,71 т/час. Водную фазу (2,7 т/час) разделяют на две части: 1,6 т/час (60 мас.) ее подают в сборник 24, а 1,1 т/час (40 мас.) направляют в емкость 18 и затем в нижнюю секцию колонны 20 для промывки рафината. С низа этой секции отводят промывную воду (1,1 т/час) в сборник 22, откуда ее направляют указанным выше образом в экстрактор 1. Предварительно в емкости 18 и 22 добавляют до 1,3 л/сутки МЭА.

Продукт из средней части колонны 11 (16,18 т/час) разделяют в отстойнике 26 на две фазы. Водную фазу (4,1 т/час) направляют в верхнюю секцию колонны 20 для промывки экстракта. Промывную воду выводят с низа этой секции в сборник 24, где она смешивается с частью воды от рисайкла (1,6 т/час). Затем водную фазу из сборника 24 в количестве 5,7 т/час подают через теплообменник 9 вниз колонны 11 в виде острого пара.

Углеводородную фазу из сборника 26 (ароматический экстракт) 12,08 т/час (100 мас. ), содержащую, т/час (мас.): бензол 4,53 (37,51), толуол 7,00 (57,95), ксилолы 0,523 (4,33), неароматические углеводороды 0,025 (0,21), направляют на водную промывку в верхнюю секцию колонны 20, а затем на разделение его на индивидуальные ароматические углеводороды.

Из экстракта ректификацией получают 4,53 т/час бензола марки "для синтеза высшего сорта" (температура кристаллизации 5,36^oС, содержание примесей неароматических углеводородов 0,23 мас. ), 7,00 т/час толуола марки "А" (содержание неароматических примесей 0,18 мас.), а также 0,523 т/час ксилольной фракции.

Степень извлечения от потенциального содержания его в сырье экстракции составляет: для бензола около 100,0% толуола 98,6 мас. ксилолов 90,2 мас.

С низа колонны 11 отводят 355 т/час водного ДЭГ приведенного в начале примера состава и направляют наверх экстрактора. Небольшое количество водного ДЭГ (0,5-2 мас. от его загрузки в систему) подают в куб 33, где его перегоняют под остаточным давлением 20 мм рт.ст. Перегнанный под вакуумом водный ДЭГ отводят в сборник 35, а затем возвращают в поток циркулирующего экстрагента 2.

С низа вакуумного куба один раз в два месяца сливают накопившийся тяжелый черный остаток, который направляют на сжигание.

П р и м е р 3. Экстракция в колонне 1 проводится аналогичным образом с применением того же сырья и экстрагента и в тех же количествах, что и в примере 2. Однако количество рисайкла составляет 24,65 т/час или 30,63 м³/час (16,46 т/час ароматических и 8,14 т/час неароматических углеводородов, соответственно 66,9 и 33,1 мас.).

Массовая кратность водный ДЭГ: сырье составляет 9,8:1, а отношение рисайкл: сырье 62 об.

Выводимый с верха экстрактора рафинат 24,063 т/час (100 мас.), содержащий, т/час (мас.): следы бензола, толуол 0,11 (0,46), ксилолы 0,068 (0,28), неароматические углеводороды 23,885 (99,26), направляют на водную промывку в нижнюю секцию колонны 20 и с верха этой секции выводят с установки.

Экстрактную фазу (392,76 т/час), содержащую, т/час: ароматические углеводороды 28,49, неароматические углеводороды 8,17, ДЭГ 328,02, вода 28,08, направляют в теплообменник 9, затем в КОИ 10 и наверх колонны экстрактивной ректификации 11, где эту фазу разделяют на три части в присутствии 5,9 т/час острого пара, подаваемого из сборника 24.

Продукты с верха КОИ и с верха колонны 11 объединяют (общее количество 27,35 т/час), затем разделяют в отстойнике 15 на углеводородную и водную фазы. Углеводородную фазу (рисайкл 24,65 т/час приведенного выше состава) направляют в экстрактор. Водную фазу (2,7 т/час) разделяют на две части, 60% ее (1,6 т/час) направляют в сборник 24, а остальное количество (1,1 т/час, 40%) направляют в емкость 18 и затем в нижнюю секции колонны 20 для промывки рафината. С низа этой секции промывную воду отводят в сборник 22, откуда ее направляют в экстрактор 1 в количестве 1,1 т/час вместе с сырьем. Предварительно в емкости 18 и 22 добавляют 1,3 л/сутки МЭА.

Продукт из средней части колонны 11 (16,36 т/час) разделяют в отстойнике 26 на две фазы. Водную фазу (4,3 т/час) направляют в верхнюю секцию колонны 20 для промывки экстракта. Промывную воду выводят с низа этой секции в сборник 24, где она смешивается с частью воды от рисайкла (1,6 т/час), а затем в виде острого пара подается вниз колонны 11 в количестве 5,9 т/час.

Углеводородную фазу из сборника 26 (ароматический экстракт) 12,06 т/час (100 мас. ), содержащую, т/час (мас.): бензол 4,53 (37,57), толуол 6,99 (57,97), ксилолы 0,512 (4,25), неароматические углеводороды 0,025 (0,21), направляют в верхнюю секцию колонны 20, а затем на разделение его на индивидуальные ароматические углеводороды.

Из экстракта ректификацией получают 4,53 т/час бензола, 6,99 т/час толуола и 0,512 т/час ксилолов приведенного в примере 2 качества. Степень извлечения от потенциального содержания в сырье составила соответственно: около 100,0; 98,4 и 88,3 мас.

Аналогично проводится и вакуумная перегонка части водного ДЭН, отводимого с низа колонны 11.

П р и м е р 4. Экстракцию ароматических углеводородов и другие стадии процесса проводят в тех же условиях, что и в примере 3. Отличием является лишь то, что промывная вода, образовавшаяся при отмывке рафината в том же количестве (1,1 т/час), подается в экстрактор 1, но не с сырьем, а с рисайклом.

При этом получены все те же результаты, что и в примере 3, за исключением весьма небольшого отличия по содержанию ксилолов в рафинате и экстракте, что немного отразилось и на степени их извлечения (88,7 мас.).

Состав рафината: 24,061 т/час (100 мас.), в том числе: бензол следы, толуол 0,11 (0,46), ксилолы 0,066 (0,27), неароматические углеводороды 23,885 (99,27).

Состав экстракта: 12,06 т/час (100 мас.), в том числе: бензол 4,53 (37,57), толуол 6,99 (57,96), ксилолы 0,514 (4,26), неароматические углеводороды 0,025 (0,21).

П р и м е р 5 (сравнительный, известный, пример 5 в [2]). 36,12 т/час (49,4 м³/час) катализатора риформинга фракции 62-105^oC, содержащего, т/час (мас.): бензол 4,53 (12,54), толуол 7,10 (19,66), ксилолы 0,58 (1,60), неароматические углеводороды 23,91 (66,20), подают при температуре 100^oC на 18-ю тарелку экстрактора; 28,03 т/час или 34,6 м³/час рисайкла (20,74 т/час ароматических и 7,29 т неароматических углеводородов, соответственно 74,0 и 26,0 мас. ) подают под 1-ю тарелку экстрактора при температуре 60^oC, а на самую верхнюю тарелку при температуре 150^oC 260 т/час водного триэтиленгликоля (ТЭГ), состоящего из 241,80 т/час и 18,20 т/час воды.

Массовая кратность водный ТЭГ: сырье составила 7,2:1, а отношение рисайкл:сырье 70 об.

Вместе с катализатом в экстрактор 1 из емкости 22 подают 2,5 т/час промывной воды и вместе с рисайклом еще 2,5 т/час (всего 5,0 т/час). Соотношение этих вод 1:1.

Выводимый с верха экстрактора рафинат 24,13 т/час (100 мас.) содержащий, т/час (мас.): толуол 0,14 (0,58), ксилолы 0,10 (0,41), неароматические углеводороды 23,89 (99,01), направляют на водную промывку в нижнюю секции колонны 20 и с верха этой секции выводят с установки.

Экстрактную фазу (305,02 т/час), содержащую (т/час) ароматические углеводороды 32,71, неароматические углеводороды 7,31 ТЭГ 241,80, кода 23,20, направляют в теплообменник 9, затем в КОИ 10 и наверх колонны экстрактивной ректификации 11, где эту фазу разделяют на три части в присутствии острого пара, подаваемого вниз колонны 11 в количестве 5,0 т/час.

Продукты с верха КОИ 10 и с верха колонны 11 объединяют (общее количество 33,03 т/час), затем разделяют в отстойнике 15 на углеводородную и водную фазы. Углеводородную фазу (рисайкл приведенного выше состава) направляют в экстрактор 1 в количестве 28,03 т/час. Всю водную фазу (5,0 т/час) подают в емкость 18 и далее в промывную колонну 20 для промывки экстракта и рафината. Из этой колонны промывные воды отводят в сборник 22, откуда их направляют указанным выше образом в экстрактор 1. Предварительно в емкость 22 добавляют 2,1 л/сут МЭА.

Продукт из средней части колонны 11 (16,99 т/час) разделяют в отстойнике 26 на две фазы. Водную фазу (5,0 т/час) направляют в сборник 24, откуда ее подают через теплообменник 9 вниз колонны 11 в виде острого пара.

Углеводородную фазу из сборника 26 (ароматический экстракт) 11,995 т/час (100 мас. ), содержащую, т/час (мас.): бензол 4,53 (37,77), толуол 6,96 (58,02), ксилолы 0,48 (4,00), неароматические углеводороды 0,025 (0,21), направляют на водную промывку в верхнюю секцию колонны 20, а затем на разделение его на индивидуальные ароматические углеводороды.

Из экстракта ректификацией получают 4,53 т/час бензола и 6,96 т/час толуола приведенного в примерах 1-4 качества, а также 0,48 т/час ксилольной фракции.

Степень извлечения ароматических углеводородов от потенциального содержания их в сырье экстракции составила для бензола 100,0; толуола 98,0; ксилола 82,7 мас.

Вакуумную перегонку части водного ДЭГ, отводимого с низа колонны 11, проводят в тех же условиях, описанных в предыдущих примерах.

П р и м е р 6. 36,12 т/час (49,4 м³/час) катализата риформинга фракции 62-105^oC, содержащего, т/час (мас. ): бензол 4,53 (12,54), толуол 7,10 (19,66), ксилолы 0,58 (1,60), неароматические углеводороды 23,91 (66,20), подают при температуре 100^oC на 18-ю тарелку экстрактора 1. 23,71 т/час или 29,64 м³/час рисайкла (15,60 т/час ароматических и 8,11 т/час неароматических углеводородов, соответственно 65,8 и 34,2 мас.) подают под 1-ю тарелку экстрактора при температуре 60^oC, а на самую верхнюю тарелку - 260 т/час (260 м³/час) водного ТЭГ при температуре 150^oC, состоящего из 241,80 т/час ТЭГ и 18,20 т/час воды.

Массовая кратность водный ТЭГ: сырье составляла 7,2:1, а отношение рисайкл: сырье 60 об.

Вместе с рисайклом в экстрактор подают 2,3 т/час промывной воды из сборника 22.

Выводимый с верха экстрактора рафинат 24,049 т/час, содержащий, т/час (мас.): толуол 0,10 (0,41), ксилолы 0,064 (0,27), неароматические углеводороды 23,885 (99,32), направляют на водную промывку в нижнюю секцию колонны 20 и затем с верха этой секции выводят с установки.

Экстрактную фазу (298,38 т/час), содержащую, т/час: ароматические углеводороды 27,65, неароматические углеводороды 8,13, ТЭГ 241,80, воды 20,80, направляют в теплообменник 9, а затем в КОИ 10 и наверх колонны 11, где эту фазу разделяют на три части в присутствии воды, подаваемой вниз колонны 11 в виде острого пара в количестве 3,8 т/час.

Продукты с верха КОИ 10 и с верха колонны 11 объединяют (общее количество 26,31 т/час), затем разделяют в отстойнике 15 на углеводородную и водную фазы. Углеводородную фазу (рисайкл приведенного выше состава) направляют в экстрактор в количестве 23,71 т/час.

Всю водную фазу (2,6 т/час) направляют в емкость 18 и затем в нижнюю секцию колонны 20 для промывки рафината. С низа этой секции отводят промывную воду в сборник 22, откуда ее направляют в экстрактор вместе с рисайклом. Предварительно в емкость 22 добавляют 32,1 л/сут МЭА.

Продукт из средней части колонны 11 (15,87 т/час) разделяют в отстойнике 26 на две фазы. Водную фазу (3,8 т/час) направляют в верхнюю секцию колонны 20 для промывки экстракта. Промывную воду отгоняют с низа этой секции в сборник 24, откуда ее в количестве 3,8 т/час подают сначала в теплообменник 9, а затем вниз колонны 11 в виде острого пара.

Ароматический экстракт 12,07 т/час (100 мас.), содержащий, т/час (мас.): бензол 4,53 (37,53), толуол 7,00 (57,99), ксилолы 0,516 (4,27), неароматические углеводороды 0,025 (0,21), направляют в верхнюю секцию колонны 20, а затем на разделение его на индивидуальные ароматические углеводороды.

Из экстракта ректификацией получают 4,53 т/час бензола, 7,00 т/час толуола и 0,516 ксилольной фракции указанной в предыдущих примерах чистоты.

Степень извлечения ароматических углеводородов от потенциального их содержания в сырье экстракции составила для бензола 100,0, толуола 98,6, ксилолов 89,9 мас.

С низа колонны 11 отводят 260,0 т/час водного ТЭГ приведенного выше состава и затем подают в верхнюю часть экстрактора. Небольшое количество водного ТЭГ (0,5-2 мас. от его загрузки в системе) подают в куб 33, где его перегоняют под остаточным давлением 20 мм рт.ст. Перегнанный под вакуумом водный ТЭГ отводят в сборник 35, а затем возвращают в поток циркулирующего экстракта 2.

С низа вакуумного куба 33 один раз в два месяца сливают накопившийся тяжелый черный остаток, который направляют на сжигание.

П р и м е р 7. 36,12 т/час (49,4 м³/час) катализата риформинга фракции 62-105^oC, содержащего т/час (мас. ): бензол 4,53 (12,54), толуол 7,10 (19,66), ксилолы 0,58 (1,60), неароматические углеводороды 23,91 (66,20), подают при температуре 100^oC на 18-ю тарелку экстрактора 1. 25,11 т/час или 31,12 м³/час рисайкла (17,02 т/час ароматических и 8,09 т/час неароматических углеводородов, соответственно 67,8 и 32,2 мас.) подают под 1-ю тарелку экстрактора при температуре 60^oC, а на самую верхнюю тарелку - 260 т/час (260 м³/час) водного ТЭГ, состоящего из 241,80 т/час ТЭГ и 18,20 т/час воды.

Массовая кратность водный ТЭГ: сырье составила 7,2, а отношение рисайкл: сырье 63 об.

Вместе с сырьем в экстрактор подают 3,0 т/час промывной воды из сборника 22.

Выводимый с верха экстрактора рафинат 24,088 т/час, содержащий, т/час (мас.): толуол 0,12 (0,50), ксилолы 0,068 (0,28), неароматические углеводороды 23,90 (99,22), направляют на водную промывку в нижнюю секцию колонны 20 и затем с верха этой секции выводят с установки.

Экстрактную фазу (300,14 т/час), содержащую, т/час: ароматические углеводороды 29,04, неароматические углеводороды 8,10, ТЭГ 241,80, вода 21,20, направляют в теплообменник 9, а затем в КОИ 10 и наверх колонны 11, где эту фазу разделяют на три части в присутствии воды, подаваемой вниз колонны 11 в виде острого пара в количестве 4,4 т/час.

Продукты с верха КОИ 10 и с верха колонны 11 объединяют (общее количество 28,11 т/час), затем разделяют в отстойнике 15 на углеводородную и водную фазы. Углеводородную фазу (рисайкл приведенного выше состава) направляют в экстрактор в количестве 25,11 т/час. Всю водную фазу (3,0 т/час) направляют в емкость 18 и затем в нижнюю секцию колонны 20 для промывки рафината. С низа этой секции отводят промывную воду в сборник 22, откуда ее направляют в экстрактор вместе с сырьем. Предварительно в емкость 22 добавляют 2,1 л/сут МЭА.

Продукт из средней части колонны 11 (16,433 т/час) разделяют в отстойнике 26 на две фазы. Водную фазу (4,4 т/час) направляют в верхнюю секцию колонны 20 для промывки экстракта. Промывную воду отводят с низа этой секции в сборник 24, откуда ее в количестве 4,4 т/час подают сначала в теплообменник 9, а затем вниз колонны 11 в виде острого пара.

Ароматический экстракт 12,033 т/час (100 мас.), содержащий, т/час (мас. ): бензол 4,53 (37,65), толуол 6,98 (58,01), ксилолы 0,512 (4,25), неароматические углеводороды 0,11 (0,09), направляют в верхнюю секцию колонны 20, а затем на разделение его на индивидуальные ароматические углеводороды.

Из экстракта ректификацией получают 4,53 т/час бензола, 6,98 т/час толуола и 0,516 т/час ксилольной фракции. При этом товарные продукты бензол и толуол получают гораздо более высокого качества. Температура кристаллизации бензола 5,41^oC. Содержание в нем неароматических углеводородов 0,12 мас. а в толуоле 0,11% мас.

Степень извлечения ароматических углеводородов от потенциального содержания их в сырье экстракции составила для бензола 100,0, толуола 98,3, ксилолов 88,3 мас.

С низа колонны 11 отводят 260,0 т/час водного ТЭГ приведенного выше состава и затем подают в верхнюю часть экстрактора. Небольшое количество водного ТЭГ (0,5-2 мас. от его загрузки в системе) подают в куб 33, где его перегоняют под остаточным давлением 20 мм рт.ст. Перегнанный под вакуумом водный ТЭГ отводят в сборник 35, а затем возвращают в поток циркулирующего экстракта 2.

С низа вакуумного куба 33 один раз в два месяца сливают накопившийся тяжелый черный остаток, который направляют на сжигание.

Основные показатели предлагаемого процесса выделения ароматических углеводородов по примерам 1-7 представлены в таблице.

Предлагаемый способ позволяет значительно снизить энергозатраты: суммарный отгон воды в колонне разделения экстрактной фазы 11 снижается на 16-36% а в том числе острого пара на 12-24% Кроме того, снижается еще и циркуляция рисайкла на 10-28% Увеличивается извлечение ароматических углеводородов на стадии экстракции, что позволяет снизить их потери с отходящим рафинатом на 15-53% (т. е. в 1,3-2 раза). Одновременно с этим может быть улучшено и их качество. Так, в примере 7 наряду с экономией энергозатрат процесса содержание неароматических примесей в бензоле и толуоле снижается в 1,6-2 раза. Если же не задаваться целью экономии энергии, то при применении данного способа можно достичь еще более высокого качества ароматических углеводородов (по сравнению с приведенным в примере 7).

Данный способ может быть применен на установках экстракции нефтеперерабатывающей и коксохимической промышленности.

Формула изобретения

Способ выделения ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими путем жидкостной экстракции водным раствором полигликоля в присутствии моноэтаноламина с получением рафинатной и экстрактной фаз, ректификации экстрактной фазы с водой с получением экстракта, рисайкла, водного полигликоля с последующим отделением от рисайкла и экстракта водных слоев, возвратом рисайкла на экстракцию, разделением водного полигликоля на две части с направлением одной из них на экстракцию, а другой на регенерацию полигликоля, водной промывки рафинатной фазы и экстракта с получением промытых рафината и экстракта и промывных вод, ректификации промытого экстракта с получением индивидуальных ароматических углеводородов, подачи водного слоя на ректификацию экстрактной фазы, включающий использование 40 100 мас. водного слоя, отделенного от рисайкла, для водной промывки, направление промывных вод на жидкостную экстракцию, подачу моноэтаноламина в водный слой, отделенный от рисайкла и/или промывные воды, направляемые на жидкостную экстракцию, отличающийся тем, что водный слой, отделенный от рисайкла, используют только для водной промывки рафинатной фазы и полученные при этом промывные воды направляют на жидкостную экстракцию с сырьем и/или рисайклом, а промывку экстракта ведут водным слоем, отделенным от экстракта, и полученные при этом промывные воды подают на ректификацию экстрактной фазы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3