Способ выделения ароматических углеводородов из смесей с неароматическими
2II426
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
Союэ Советских
Социалистических
РеспуЯлик
Зависимый от №
Заявлено 25.Х.1965 (№ 1034485/23-4) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 08.II.1968. Бюллетень ¹ 7
Дата опубликования описания 15.IV.1968
Кл. 12о, 1/04
МПК С 07с
УДК 66.061.51: 547.534 (088.8) Комитет по делам иво0ретениЯ и открытиЯ при Совете Министров
СССР
Авторы изобретения
Иностр анцы
Эрманно Чинелли и Пьерлеоне джиротти (Италия) Иностранная фирма «СНАМ С. п. а.» (Италия) Заявитель
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ
ИЗ СМЕСЕЙ С НЕАРОМАТИЧЕСКИМИ
Известен способ эк тракции ароматических углеводородов из смесеи с неароматическими углеводородами противоточным путем с использованием селективного растворителя и фракции неароматических углеводородов с температурой кипения значительно выше температуры кипения исходной смеси, 11редложенный способ отличается от известного тем, что в качестве растворителя используют формилморфолин, а в качестве фракции веароматических углеводородов — пентан или бутан и процесс ведут при температуре 25—
70 С, Для повышения чистоты разделения к формилморфолину добавляют 1 — 4% воды, В результате применения формилморфолина
- совместно с фракцией неароматических углеводородов при сочетании с противоточной экстракцией повышается чистота получаемых ароматических углеводородов.
На чертеже приведена схема экстракции.
В систему 1 для экстракции через трубопровод 2 подают растворитель, включающий безводный формилморфолин, вместе со свежим обрабатываемым материалом, имеющим фракцию, содержащую ароматические соединения и кипящую при 60 — 150 С. Этот материал подают по трубопроводу 8, а по трубопроводу 4 подают рециркулируемый материал, содержащий фракцию 5. Через трубопровод б подают флегму, состоящую из неароматических соединений, с температурой кипения ниже 60 С и в основном содержащую углеводороды С,.
Очищенный обрабатываемый материал уда5 ляется по трубопроводу б в верхней части системы; из ее нижней части по тру.бопроводу 7 удаляется экстракт.
После этого очищенный обрабатываемый материал подают в систему 8 промывания, в
10,которую по трубопроводу 9 вводят воду. В этой системе удаляют присутствующие в очищенном обрабатываемом материале следы формилморфолина в форме очень разбавленного водного раствора, удаляемого по трубопроводу 10, в то время как освобожденный от растворителя очищенный обрабатываемый материал подают в трубопровод 11.
После этого он поступает в колонну 12, в которой из него удаляют фракцию, кипящую при температуре ниже 60 С, т. е. фракцию, содержащую низкокипящие,неароматические соединения. Указанную фракцию удаляют по трубопроводу 18, в то время как кубовый остаток, представляющий собой конечный очищен25 ный обрабатываемый материал, выгружают по трубопроводу 14 Экстракт, удаляемый по трубопроводу 7, вводят в систему 15 промывания, в которую по трубопроводу lб подают также фракцию легких неароматических угле30 водородов. Оба вводимых потока подают прс
211426 тивотоком друг к другу. Более легкий образует свободный от растворителя экстракт, содержащий выделенные углеводороды и углеводородную фракцию для промывки, выгружаемую по трубопроводу 17, а более тяжелый состоит из формилморфолина с небольшим количеством углеводородов и выгружается по трубопроводу 18.
После этого экстракт, свободный от растворителя, вводят по трубопроводу 17 в систему промывания 19, в которой следы формилформалина вымывают водой с,низким содержанием формилморфолина, поступающей по труб опр ов оду 10.
Таким образом, из системы промывания удаляют два потока; более тяжелый поток содержит воду с формилморфолином, которую удаляют по трубопроводу 20, а более легкий— экстракт, свободный от растворителя, который удаляют по трубопроводу 21.
Воду и формилморфолин удаляют по трубопроводу 20 и подают в колонну 22.
Указанную фракцию; присутствующую в небольшом количестве, подвергают дистилляции в точно установленных уеЛовиях для,выделения формилморфолина, выгружают через трубопровод 28 и смешивают в трубопроводе 2 с потоком, поступающим из трубопровода 18, и водой из трубопровода 9, которую вновь используют на стадии промывания.
Экстракт, свободный от растворителя и поступающий из трубопровода 21, вводят в колонну 24, в которой отгоняют в виде головного погона 25 фракцию, кипящую при температуре ниже 60 С. Указанную фракцию делят на два потока, каждый из которых смешивают в трубопроводе 26 с потоком, поступающим из трубопровода 18, а затем идущим по трубопроводу 6. Эту фракцию употребляют в качестве агента флегмообразования, другую же фракцию направляют по трубопроводу 16 в систему 15 в качестве агента для промывания, Кубовый остаток .из колонны 24, состоящий из ароматических углеводородов, выделенных экстрадицией из обрабатываемого материала, и из небольшой доли неароматических соединений, в основном низкокипящих углеводородов, направляют по трубопроводу 27 в колонну
28. В ней отгоняют головную фракцию, которую по трубопроводу 9 направляют обратно на стадию экстракции в качестве .рециркулируемой жидкости. Она состоит из небольшого количества неароматических соединений, присутствующих в экстракте,и из части наиболее летучих ароматических углеводородов.
Кубовый остаток удаляют по трубопроводу
29 и направляют на стадию фракционирования ароматических соединений (не показана на схеме) .
Пример 1. Сырье представляет собой бензин, полученный при каталитическом риформ инге.
Удельный вес при 20 С вЂ” 0,7570
Показатель преломления N> 1,4290
Состав: бензол, вес. /о 4,47 толуол, вес.,о/о 17,41 ксилолы плюс этиленбензол, /о 23,24 парафины, о/о 54,88
Дистилляция по методу А$ТМ (Американское Общество испытания материалов), С:
Начало 65
1 /о отгоняется при 72
5о/о 85
10 о/о 88
20о/о 90
309/, 96
40% 100
50о/о 106
60о/о 112
70% 119
80о/о 126
90 о/о 133
95о/о 139
Конец 144
Остаток 10/о
Выделено 99 /о
При использовании процесса с безводным растворителем, сходным с описанным, при коЗО тором колонна для экстракции состоит из
15 ступеней, а колонна для промывания экстракта — из смеси ступеней, и при работе при температуре экстракции и промывания, равной
25 С, были получены результаты, приведенные
55 в табл. 1.
Соотношение между объемами растворителя и обрабатываемого материала составляет
2,5: 1, соотношение между фракцией для промывания, состоящей из легких неароматиче40 ских соединений,.и растворителем 0,9: 1, соотношение между агентом флегмообразования и свежим обрабатываемым материалом — 0,4: 1, соотношение между рециркулируемой жидкостью и свежим обрабатываемым материа45 лом — 0,1: 1, Фракция флегмообразования .и промывания в основном состояла из пентана.
Можно заметить, что количество выделенных ароматических углеводородов составляет
5р 96,38о/о для бензола; 99,4-1 /о для толуола;
96,71о/о для ксилолов; общее количество выделенных ароматических соединений составляет
97,73 о/о
55 Пример 2. Тот же материал, что и в предыдущем примере, подвергают обработке водным растворителем; температура на стадиях экстракции и промывания 25 С.
Режим работы и полученные результаты
60 приведены в табл, 2.
Технологическая схема процесса не отличается от прилагаемой с одним исключением: поток из трубопровода 18 смешивают с потоком из трубопровода 16, а не с потоком из тру65 бопровода 26 для получения потока флегмы
21:1426
Таблица 1
0 ф
Е»
О И
М з, 0
Ф
0 v ч „0
Cl
f»
0 v
III
М з о
p vs р, о
0 v
III
Ы о й) о ev ьс р
Вещество
° о,о о о о
39,672
6,225
2,49
1,000
10,00
99,18
33,450
13,447
34,98
4,42
0,050
2,175
0,400
0,050
0,02 60,410
0,87 3,870
0,16 15,300
0,02 20,420
60,410
3,870
15,300
20,420
0,200
8,300
0,500
0,282
0,046
0,71
0,11
2,00
83,00
5,00
60,648
0,167
0,090
0,670
63,43
0,17
О;09
0,70
0,294
14,224
16,110
19,800
0,10
4,67
5,29
6,51
241,100
96,44
79,01
0,600
0,63 240,500
10 00,000 100, 250,.000 100,00 100,00 !
100,00 304,375
Итого
100,00
10,00
100 00
10,000 100,00
100,-00
95,625
100,00,00 40, 10
13
17
14, о
IZl
Е
0 и о ь
flI
+ v о о ь, о и М
О 0
М, о &
Ю v о
М, о й"
О р 0, о
Р оо о
И р
Вещество,о
;о,о о»,о о о
222.750 99,00
1.575 0,70
33,450
0,238
229,972 80,66
1,819 0,64
6,225
0,050
99,22
0,70
2,55
0,02
60,410
98,53
0,30
12,724
15,710
19,750
5,130
2,175 0:89
0,400 0,16
0,050 0,,02 гз5,з70 96,З6
0,027
0,140
0,090 .0,670
0,08
0,23 0,6
0,15
1,09
0,600
10,000
5,66
94,34
100, ОО 33,715
10,600
Итого
100 310
100, 00,00, 61, !
21
20
26, о
3
° о ь. ф о о й, о ф
f»
0 vQ (, о
Ф 0 vQ
М ":, о и (»
0 И
М з о
1 рр о ьо з
Вещество о о
,о о ° о
2,05
0,41
228,972 99,00) 6,222
1,619 0,70 0,044
229,972
1,819
99,00
0,70
1, 000
0,200
Пента н
82,14
0,65
Насыщенные углеводороды
Бензол
3,.730
15,210
19,750
24,71
32,27
40,56
9,64
39,31
51,05
0,694 0,30 0,019
0,30
12,030
15,710
19,750
4,54
5,61
7,06
12,724
15,710
19,750
Толуол
Ксилолы
5,730
36,43
5,730
100,00
Растворитель
10, 000
63,57
Вода
100,00 48,690
1 !
100,00
38,690
15,730
100, 00
Итого
100, 00 6,285,00 5,730 I00,00;,00 279, Пентан
Насыщенньге углеводороды
Бензол
Толуол
Ксилолы
Растворитель
Вода
Пентан
Насыщенные углеводороды
Бензол
Толуол
Ксилолы
Растворитель
Вода
100 975 100 231,285
4,46
5,51
6,93
1,80 — !
225,000 100,00 285,105 100,00 244,270 ИО,ÎO !
211426
Таблииа 2, 0, 0 ф к »
0 vQ, o ф к f"
0 v ..
Ъ, 0 ф
О
00, 0 ф к- f
0 (, 0 ф
0 v
О, 0 ф к f»
0 vQ
Вещество к f
0 06
М О
Р с» о о о
° о
29,340
60,618
31,88 16,660
65,85. 0,332
99,00
0,70
39,600
0,280
10,00
2,00
1,000
0,200
4,65
1,80
0,02
5,400
0,060
60,41
60,410,09
0,162
0,395
1,049
0,479
0,30
0,120 !
83, 00
5,00
3,65
4,52
5,59
79,05
О 18 13 064
8,300
0,500
0,31 3,870
0,26 15,300 гю
3,87
15,30
20,42
0,936
0,780
0,624
283,434
Толуол
Ксилолы
0,43 16,185
1,14 19,995
О, 52 282, 955
0,21, 20,4
94,48
Растворитель
10, 000!100, 00
8,766 2,45
2,92
8,766
Вода
300,00 100,00 100,000 100,00 10,000! |
100,00 357,957 100,00
100,00 92,043
10,000 100,00
40,000
100,00
Итого
16
20
10, 0
IXI
p v
И (0
I ф
Ж
0 ф О
0 ж к
0 0
О, o ф
f»
p v ч
О, 0 ф к0 "
v О, o ф
0 v
О ф к
P vQ
Вещество о о о
148,084 99,00 188,684 77,83
1,046 0,70 1,526 О;63
1,83
0,02
99,22
0,70
29,340
0,208
Пентан
60,410 97,45
0,060
Насыщенные углеводороды
Бензол
0,450 0,30
0,139
0,395
1,049
О 936 О 32
0,780 0,26
0,624 0,21
278,106 94,39
0,22
0,64
1,69
0,023 0,08
5,20
6,35
7,99
2,00
12,601
15,405
19,371
4,849
Толуол
Ксилолы
0,479 4,57
10,000 95,43
5,328 34,76
Растворитель
2,97 10,000
8,766
Вода
65,24
100 672
61,993 100,00
29,571 100,00
10,479 100,00
Итого, 00(294, 21
23
16 27 29, 0 ф ф
p v к
М О, 0 ф
f»
0 v
0
1 ф
Ж (.» к
0 ф
М О
° 0
ОК 0
Ф, 0 ф
К v оф
v z
0 ф к- f»
0„ и .Вещество о\ о с о о
187,684
1,326
1, 000
0,200
Пентан
Насыщенные углеводороды
Ъ
Бензол
Толуол
Ксилолы
Ра створитель
Вода
188,684
1,526
177,424
1,254
99,00
0,70
2,08
0,42
99,04
0,70
79,43
0,64
12,601
15,405
19,371
0,570 0,30
5,30
6,48
8,15
";,25, 06 Р, 731
32,09 14,905 40,35 19,371
0,26
0,473
12,031
15,405
19,371
9,82
39,22
50,96
5,328,100,00
100,00 5,328 100,00 189,580 100,00
237,587
48,007
Итого
100, 00
179,151
Пентан
Насыщенные углеводороды
Бензол
149,580 100,00 242,436
100,00 15,328 100,00
100,00 38,007 100,00
211426
5. Последний в связи с этим имеет такой же состав, как и погон 25.
Можно заметить, что количество выделенных хроматических углеводородов составляет
96,40% для бензола; 97,42% для толуола;
94,86% для ксилолов; общее количество выделенных ароматических соединений составляет 96%.
Основной результат этого способа осуществления процесса заключается в том, что в тече,ние цикла отгоняется меньшее количество углеводородов и получается несколько меньший выход ароматических соединений.
Пример 3. Применяемое сырье содержит фракцию, кипящую при 63 — 103 С и представляющую собой бензин каталитического риформинга со следующими характеристиками:
Удельный вес при 20 С 0,7464
Показатель преломления 1,4248
Бензол, об. о о 19,00
Толуол, об. 18,08
Парафин, об. % 62,9
Рабочие условия экстракции.
Соотношение между объемами растворителя и обрабатываемого материала 1,2: 1.
Температура 25 С.
Содержание воды в смеси с растворителем
3 вес. %.
Объемное соотношение между ароматической флегмой и обрабатываемым материалом
0,1: 1.
Объемное соотношение между ароматической флегмой и обрабатываемым материалом
0,3: 1.
Объемное соотношение между используемым для промывания пентаном и растворителем
1,34: 1.
Количество выделенных ароматических углеводородов для бензола 96,4% и для толуола
95,2%; общая степень чистоты 98,59 об, %.
Предмет изобретения
1. Способ выделения ароматических углеводородов из смесей с неароматическими путем противоточной экстракции с применением растворителя, добавки воды и фракции неарома20 тических углеводородов, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты получаемых продуктов, в качестве растворителя используют формилморфолин, а в качестве фракции неароматических углеводородов — пентан или бутан и процесс ведут при температуре 25—
70 С.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воду добавляют в количестве 1 — 4 .
Редактор Н. Джарагетти Техред Л, К. Малова Корректоры: И. Л. Кириллова и В. В. Крылова
Заказ 596/11 Тираж 530 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр, Сапунова, 2
