Способ получения бензола и дебензолированной высокооктановой смеси

 

Описывается способ получения бензола и дебензолированной высокооктановой смеси из углеводородных смесей, содержащих как минимум ароматические и неароматические углеводороды, имеющих шесть и более углеродных атомов, отличающийся тем, что исходную смесь разделяют ректификацией на кубовый продукт, содержащий не более 3 мас.%, предпочтительно не более 1 мас.% бензола, и дистиллят, содержащий преимущественно углеводороды C6, в котором не более 5 мас. %, предпочтительно не более 0,5 мас.%, толуола и не более 36,6 мас.%, предпочтительно не более 10 мас.%, неароматических углеводородов С7, который подвергают экстрактивной ректификации в присутствии полярного органического, апротонного, растворителя, имеющего отношения дипольного момента к корню квадратному из мольного объема более предпочтительно более и температуру кипения 150 - 250°С, в качестве дистиллята выводят поток, содержащий преимущественно неароматические углеводороды С6-C8, который возможно объединяют с кубовым продуктом ректификации, а в качестве кубового продукта - смесь указанного растворителя с углеводородами, от которой далее отгоняют поток, содержащий преимущественно бензол, который возможно далее подвергают дополнительной отгонке от углеводородов с более высокими температурами кипения. Технический результат - снижение энерго- и капиталоемкости процесса. 2 з. п.ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области получения бензола и высокооктановых смесей.

Более конкретно изобретение относится к области получения бензола и дебензолированной высокооктановой углеводородной смеси из углеводородных смесей, содержащих ароматические и неароматические углеводороды.

Известен способ [Справочник нефтехимика, Л., Химия, 1986, с. 120-136] получения высокооктановых углеводородных смесей, содержащих ароматические и неароматические углеводороды, в том числе бензол и его гомологи с углеводородными заместителями, путем термокаталитического превращения нефтяных фракций, в частности процесс каталитического риформинга, осуществляемого обычно под давлением водорода при температуре 400-650oC. Продукты термокаталитического превращения (после отделения легких компонентов) представляют собой смеси ароматических и неароматических углеводородов, в том числе содержат значительное количество бензола, толуола, ксилолов и неароматических углеводородов С68+.

Известен способ [Справочник нефтехимика, Л., Химия, 1986, c. 257 - 265] выделения бензола и других ароматических соединений из указанных смесей путем жидкостно-жидкостной экстракции (возможно совмещенного с ректификацией) селективными полярными растворителями моно-, ди-, три- и тетраэтиленгликолями, сульфоланом и т.п.

При этом в качестве рафината получают продукт, содержащий преимущественно неароматические углеводороды, а в качестве экстракта - смесь, содержащую полярный растворитель и преимущественно ароматические углеводороды. Из указанной смеси затем отгоняют поток, содержащий преимущественно смесь ароматических углеводородов, и полярный растворитель возвращают в зону (аппарат) жидкость-жидкостной экстракции.

Смесь указанных углеводородов далее разделяют ректификацией на потоки, содержащие соответственно преимущественно бензол, толуол и ксилолы.

Недостатком указанного известного способа является высокая энергоемкость и капиталоемкость. Это связано с необходимостью циркулировать весьма большую массу полярного растворителя (что влечет также его большие потери), а также низкими коэффициентами полезного действия массообменных устройств (тарелок и т. п. ) в жидкость-жидкостной экстракции (по сравнению с ректификацией оно обычно ниже в 5-10 раз). Способ не может быть эффективно использован для решения задачи выделения бензола из реакционной смеси, содержащей ароматические и неароматические углеводороды C6-C8+, при содержании в ее составе других ароматических соединений (толуола, ксилолов и т.п.).

В то же время, именно такие задачи приобретают высокую промышленную значимость, т.к. согласно принятым в мире требованиям не допускается содержание бензола в бензиновых смесях выше 1% (и он должен быть удален), в то время как целесообразно сохранение в составе бензина, толуола, ксилола и других ароматических соединений, т.к. они обладают весьма высокими октановыми числами (соответственно 114 и 120).

Известен способ [Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, 1988, N 10, с. 105-107] разделения углеводородных смесей C6-C10 на ароматический и неароматический потоки экстрактивной ректификацией с полярными разделяющими агентами, например N-формилморфолином. При этом неароматический поток выводится в качестве дистиллята колонны экстрактивной ректификации, а ароматические соединения бензол, толуол, ксилолы и другие, выводятся в составе кубового потоки с разделяющим агентом и затем отделяются от него ректификацией. Затем возможно отделение в нескольких ректификационных колоннах бензола, толуола, ксилолов.

Указанный способ может рассматриваться в качестве прототипа по отношению к предлагаемому нами.

Недостатком способа [3] является необходимость отгонять в качестве верхнего продукта экстрактивной ректификации тяжелокипящие компоненты, температура кипения которых существенно превосходит температуру кипения бензола (Ткип. 80,1o). Например, большинство неароматических углеводородов C7 имеет температуру кипения 90-100o (например, н-гептан 98,4o), углеводороды C8 100-125o, углеводороды C9 130-150o (например, н-нонан 150,8o) и т.п. Поэтому способ требует значительной конверсии относительных летучестей разделяемых веществ и, как следствие, циркуляции весьма больших количеств разделяющего агента и больших флегмовых чисел, т.е. является весьма энерго- и капиталоемким.

Нами предлагается способ получения бензола и дебензолированной высокооктановой смеси из углеводородных смесей, содержащих как минимум ароматические и неароматические углеводороды, имеющие шесть и более углеродных атомов, заключающийся в том, что исходную смесь разделяют ректификацией на кубовый продукт, содержащий не более 3 мас.%, предпочтительно не более 1 мас.% бензола, и дистиллят, содержащий преимущественно углеводороды C6, в котором не более 5 мас. %, предпочтительно не более 0,5 мас.%, толуола и не более 36,6 мас.%, предпочтительно не более 10 мас.%, неароматических углеводородов С7, который подвергают экстрактивной ректификации в присутствии полярного органического, апротонного, растворителя, имеющего отношение дипольного момента к корню квадратному из мольного объема более предпочтительно более и температуру кипения 150 - 250oC, в качестве дистиллята выводят поток, содержащий преимущественно неароматические углеводороды C6-C8, который возможно объединяют с кубовым продуктом ректификации, а в качестве кубового продукта - смесь указанного растворителя с углеводородами, от которой далее отгоняют поток, содержащий преимущественно бензол, который возможно далее подвергают дополнительной отгонке от углеводородов с более высокими температурами кипения.

Как один из вариантов предлагается способ, заключающийся в том, что в качестве полярного органического апротонного растворителя используют вещества, выбираемые из N-метилпирролидона, N,N- диметилацетамида, N,N-диметилформамида, алк(C1-C2)оксипропионитрила, N-формилморфолина, включая их смеси с водой.

Как вариант предлагается способ, заключающийся в том, что поток, содержащий преимущественно неароматические углеводороды C6-C7, и возможно поток, содержащий преимущественно бензол, подвергают отмывке в паровой или жидкой фазе с водой, после чего от растворителя отгоняют как минимум большую часть воды и его направляют в зону экстрактивной ректификации.

Термин "дебензолирование" в формуле изобретения и описании не обязательно понимается как полное удаление бензола из высокооктановой смеси, но и как исчерпывание большей части бензола, так что остающееся в высокооктановой смеси количество бензола не превышает допустимой нормы (обычно не более 1%).

В качестве полярного органического апротонного растворителя предпочтительно использовать вещества, не образующие азеотропов с неароматическими углеводородами C6. В случае частичного уноса растворителей в составе дистиллята они могут быть рекуперированы любым подходящим способом, например путем экстракции водой с последующей отгонкой воды.

Возможно использование смесей указанных в формуле изобретения растворителей, а также их смесей с другими полярными веществами, например кетонами, спиртами, моноалкил-N-замещенными амидами и т.п., в частности для снижения температуры кипения. В состав растворителя могут входить ингибиторы коррозии.

Экстрактивная ректификация (равно как и обычная ректификация) может осуществляться в одном колонном аппарате, либо в двух или нескольких колонных аппаратах, связанных функционально по противоточным потокам жидкости и пара как одна ректификационная (экстрактивно-ректификационная) колонна. В последнем случае и далее термин "выше" понимается как "дальше" по направлению парового потока, а термин "ниже" - как "дальше" по направлению жидкого потока.

Использование способа иллюстрируется нижеследующими чертежами и примерами. Приведенные чертежи и примеры не исчерпывают всех вариантов осуществления способа, и возможны любые иные технологические решения при соблюдении сути изобретения, изложенного в формуле изобретения.

Согласно фиг. 1 углеводородную смесь F подают в ректификационную зону (колонну) 1. Снизу колонны 1 выводят поток "дебензолированной" высокооктановой смеси (ВОС) W1, а сверху - после конденсации и возврата флегмы - поток дистиллята D1, содержащий преимущественно углеводороды C6.

Поток D1 направляют в зону (колонну) экстрактивной ректификации 2. Выше ("дальше" по направлению движения парового потоки) в нее подают поток P, содержащий преимущественно растворитель. Сверху (после конденсации и возврата флегмы) выводят поток дистиллята D2, содержащего преимущественно неароматические углеводороды C6-C7. Снизу выводят поток W2, содержащий преимущественно растворитель и бензол.

Поток W2 подают в ректификационную (десорбционную) зону (колонну) 3, сверху которой выводят поток D3, содержащий преимущественно бензол. Снизу выводят поток W3, содержащий преимущественно растворитель, который направляют в зону (колонну) 2.

Поток D3 возможно подвергают дополнительной отгонке (ректификации) от углеводородов с более высокими температурами кипения (на фиг. не показана).

Потоки W1 и D2 могут быть соединены с получением общего потока высокооктановой смеси.

Схема, приведенная на фиг. 2, отличается от фиг. 1 тем, что паровой поток сверху колонны 2 (в зоне 2A) подвергают контактированию с водой "В", после чего воду отгоняют от растворителя в узле 4, и предпочтительно возвращают на верх зоны 2A, а растворитель направляют вместе с основным потоком P в зону экстрактивной ректификации.

Примеры, иллюстрирующие использование изобретения, даны в табл. 1 и 2. В примерах 1-3 (табл. 1) в качестве полярных апротонных растворителей использованы: в примере 1 - N,N-диметилацетамид (дипольный момент = 3,80 дебая, молекулярная масса М = 87 г/моль, мольный объем при 25oC V = 92,8 см3моль, параметр Ткип.(норм.) = 165,5oC; в примере 2 -N-метилпирролидон ( = 4,08 дб, М = 99 г/моль, V = 95,6, параметр ) Ткип. = 202oC; в примере 3 - N,N-диметилформамид ( = 3,82 дб, М = 73 г/моль, V = 77,3, ) Ткип. = 157,5oC.

В примерах 4-5 (табл. 2) в качестве полярных апротонных растворителей использованы N-формилморфолин ( = 4,1, М = 115, V = 99,8, Ткип. = 217oC), - метоксипропионитрил ( = 4,0, М = 85,1, V = 90,7, Ткип. = 165,5oC), - этоксипропионитрил ( = 4,0, M = 99,1, V = 104,6, Ткип.=172oC).

Формула изобретения

1. Способ получения бензола и дебензолированной высокооктановой смеси из углеводородных смесей, содержащих как минимум ароматические и неароматические углеводороды, имеющих шесть и более углеродных атомов, отличающийся тем, что исходную смесь разделяют ректификацией на кубовый продукт, содержащий не более 3 мас.%, предпочтительно не более 1 мас.%, бензола, и дистиллят, содержащий преимущественно углеводороды C6, в котором не более 5 мас.%, предпочтительно не более 0,5 мас.%, толуола и не более 36,6 мас.%, предпочтительно не более 10 мас.%, неароматических углеводородов C7, который подвергают экстрактивной ректификации в присутствии полярного органического, апротонного, растворителя, имеющего отношение дипольного момента к корню квадратному из мольного объема более предпочтительно более и температуру кипения 150 - 250oC, в качестве дистиллята выводят поток, содержащий преимущественно неароматические углеводороды C6-C8, который возможно объединяют с кубовым продуктом ректификации, а в качестве кубового продукта - смесь указанного растворителя с углеводородами, от которой далее отгоняют поток, содержащий преимущественно бензол, который возможно далее подвергают дополнительной отгонке от углеводородов с более высокими температурами кипения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полярного органического апротонного растворителя используют вещества, выбираемые из N-метилпирролидона, N,N-диметилацетамида, N,N-диметилформамида, алк(C1-C2)оксипропионитрила, N-формилморфолина, включая их смеси с водой.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что поток, содержащий преимущественно неароматические углеводороды C6-C7, и возможно поток, содержащий преимущественно бензол, подвергают отмывке в паровой или жидкой фазе с водой, после чего от растворителя отгоняют как минимум большую часть воды и его направляют в зону экстрактивной ректификации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области химической технологии органического синтеза, в частности к области производства хлорорганических продуктов, например винилхлорида

Изобретение относится к химии, нефтехимии, а также к способу выделения концентрата бензолсодержащих и толуолсодержащих компонентов - сырья для производства бензола и толуола риформингом, а также сырьевой фракции для производства экологически чистого компонента моторного топлива риформингом из широкой бензиновой фракции, содержащей предельные углеводороды C2-C5, бензол образующие предельные углеводороды C6, толуолобразующие предельные углеводороды C7, предельные углеводороды C8-C10, ароматические углеводороды C6-C10 и другие примеси, ректификацией

Изобретение относится к области химии, нефтехимии, а точнее к способу выделения высокооктанового компонента моторного топлива и бензола из катализатов риформинга бензиновых фракций

Изобретение относится к химической переработке нефтепродуктов, а именно к процессам каталитического риформинга для получения высокооктанового компонента моторного топлива (сокращенного ВКМТ) с октановым числом (сокращенно ОЧ) 95 пунктов и выше по исследовательскому методу (ПиМ) из катализаторов риформинга с ОЧ 91-93 ПиМ

Изобретение относится к усовершенствованному способу выделения ароматических углеводородов С8 из катализатов риформинга прямогонных бензиновых фракций, содержащих в качестве примесей парафиновые углеводородсы С9 и выше, олефиновые, циклопарафиновые и циклоолефиновые углеводороды С8 и выше

Изобретение относится к способу выделения ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими методами жидкостной экстрации или экстрактивной реактификации и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности

Изобретение относится к разделению смесей низших углеводородов

Изобретение относится к способу получения чистого бензола и чистого толуола из исходного продукта, содержащего ароматические углеводороды, причем исходный продукт в стабилизационной технологической ступени перегонки (1) освобождают от газов, причем стабилизированный исходный продукт разделяют на промежуточный продукт, обогащенный бензолом, и на промежуточный продукт, обогащенный толуолом, причем промежуточный продукт, обогащенный бензолом, и промежуточный продукт, обогащенный толуолом, направляют в технологическую ступень экстрактивной перегонки (2) и по отдельности выдают на различные тарелки колонны для экстрактивной перегонки (4), причем смесь из чистого бензола, чистого толуола и экстрагирующего агента отбирают из нижней части (3) колонны для экстрактивной перегонки (4) и причем экстрагирующий агент в отпарной технологической ступени (5) отделяют от чистого бензола и чистого толуола и возвращают в технологическую ступень экстрактивной перегонки (2)

Изобретение относится к области химической технологии, а точнее к способу выделения н-гексана из гексансодержащих бензиновых фракций, содержащих помимо н-гексана близкокипящие к нему углеводороды: 2,2-диметилбутан, 2,3-диметилбутан, 2-метилпентан, З-метилпентан, метилциклопентан, а также другие парафиновые и циклопарафиновые углеродороды состава C5-C6

Изобретение относится к нефтехимической промышленности и касается способа раздельного и/или совместного получения метилацетилена и аллена из C3-углеводородной фракции экстрактивной ректификацией в присутствии ацетонитрила в качестве селективного растворителя, на первой стадии процесса в режиме экстрактивной ректификацией в присутствии ацетонитрила в качестве селективного растворителя, на первой стадии процесса в режиме экстрактивной ректификации при повышенном давлении отделяют пропан-пропиленовую фракцию до остаточного содержания в C3-фракции пропана и пропилена 0,1 - 35%, обеспечивающего флегматизацию дистиллятных фракций

Изобретение относится к способам ингибирования гидролиза диметилформамида (ДМФА) или диметилацетамида (ДМАА) в процессах выделения диеновых углеводородов из C4-C5 углеводородных смесей экстрактивной ректификацией (ЭР) и может найти применение в нефтехимической промышленности при производстве диеновых углеводородов

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в процессах разделения смесей компонентов жидкостной экстракцией в нефтепереработке, нефтехимии, химической, пищевой промышленности и других отраслях

Изобретение относится к получению кремнийорганических соединений, в частности к способу получения винилдисилоксанов, которые могут быть использованы при производстве кремнийорганических жидкостей, смол, каучуков

Изобретение относится к области химии, нефтехимии, а точнее к способу выделения высокооктанового компонента моторного топлива и бензола из катализатов риформинга бензиновых фракций

Изобретение относится к способу выделения ароматических углеводородов из коксового газа

Изобретение относится к способу получения чистого бензола и чистого толуола из исходного продукта, содержащего ароматические углеводороды, причем исходный продукт в стабилизационной технологической ступени перегонки (1) освобождают от газов, причем стабилизированный исходный продукт разделяют на промежуточный продукт, обогащенный бензолом, и на промежуточный продукт, обогащенный толуолом, причем промежуточный продукт, обогащенный бензолом, и промежуточный продукт, обогащенный толуолом, направляют в технологическую ступень экстрактивной перегонки (2) и по отдельности выдают на различные тарелки колонны для экстрактивной перегонки (4), причем смесь из чистого бензола, чистого толуола и экстрагирующего агента отбирают из нижней части (3) колонны для экстрактивной перегонки (4) и причем экстрагирующий агент в отпарной технологической ступени (5) отделяют от чистого бензола и чистого толуола и возвращают в технологическую ступень экстрактивной перегонки (2)

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу очистки бензола от сернистых соединений
Изобретение относится к каталитическим химическим процессам, а именно реакция дехлорирования хлорзамещенных ароматических соединений и позволяет получить новый катализатор этих процессов

Изобретение относится к способам очистки бензола и может быть использовано в нефте- и коксохимической отраслях промышленности

Изобретение относится к области получения бензола и высокооктановых смесей

Наверх