Способ выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей

 

< (ОПИСАНИЯ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено04.11.71 (21) 1712197/23-4 (23) Приоритет (32) 05.11.70 (31) 96844/70 (33) Япония (43) Опубликовано05.08.76 Бюллетень ¹ 29 (45) Дата опубликования описания 07.06.77 (51) М. КЛ.2

С 07 С 7/10

С 07 С 15/02

С 10 & 21/08

С lQ 5 21/14

С 10 G 21/28 (53) УДК 665.662. .36 (088,8) Государственный иомитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий

Иностранцы

Сусуму Фудзияма и Сейзи Ютияма (Япония) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Мицубиси Газ-Кемикал Компани Инк." (Япония) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

ИЗ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности

Известен способ выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей путем жидкостной экстракции селективным растворителем на основе фтористого водорода и фтористого бора.

Однако известный способ недостаточно эффективен.

С целью повышения эффективности процесса предлагается проводить экстракцию селективным растворителем, содержащим м-ксилол или полиметилбензол не менее чем с девятью атомами углерода в молекуле.

Обычно используют селективный растворитель с молярным соотношением между фтористым бором и фтористым водородом

0,05: 1 — 0,20: 1 и молярным отношением между м-ксилолом или полиметилбензолом и фтористым бором 0,6:1 — 0,9:1 и процесс ведут при давлении 0,5-5 кг/см и

2 о температуре 30- (-20) С.

При изменении молярного соотношения в сторону уменьшения или увеличения по сравнению с указанными пределами растворимость ароматических углеводородов быст.

5 ро снижается.

Поскольку используемый селективный растворитель содержит катализаторы Фри— деля-Крафтса — фтористый водооод и фтсристый боо, не следует его применять для

10 обработки углеводородных смесей, содержащих большое количество олефинов.

Для выделения ароматических углеводородов применяют обычный противоточный экстрактор.

15 Полученный экстракт либо реэкстрагиоуют в противоточном экстракторе с последующей дистилляцией, реэкстракта, либо теомически разлагают для удаления фтористого водорода и фтористого бора и затем

20 дистиллируют. В качестве реэкстрагента чаще всего используют насыщенные углеводороды, легко отгоняемые из реэкстракта, например пентан и гексан.

Метод термического разложения может

25 быть применен только в том случае, когда

52451 1 экстрагируемые углеводороды легко отделяются от углеводорода, входящего в состав селективного растворителя, например при экстрагировании бензола и толуола смесью фтористого водорода, фтористого бора и м-ксилола или экстрагировании толуола и ксилола смесью фтористого водорода, фтористого бора и триметилбензола.

На фиг. 1 приведена раствооимость ароматических углеводородов в смеси фторис- 1 того водорода, фтористого бора и м-ксилола (10:1:0,8) в процессе экстракции ароматических углеводородов, растворенных о в н-гексане, при 6 С. По оси абсцисс отложена молярная доля ароматического углеводорода в рафинате в равновесном состоянии, а по оси ординат — молярное соотношение между углеводородом, переходящим в экстракт, и фтористым бором.

На фиг. 2 и фиг. 3 дана схема установки для выделения углеводородов.

Как видно из приведенной зависимости, лучше всех в предлагаемом селективном растворителе растворяется бензол, имеющий минимальную основность, а растворимость м-ксилола, имеющего максимальную основность, сравнима с растворимостью толуола.

Для проведения процесса в среднюю часть колонны 1 выделения м-ксилола из смеси изомеров вводят смесь изомеров ксилола, в верхнюю — смесь фтористого водорода и фтористого бора, в нижнюю — разбавитель (гексан). Сверху колонны 1 отводят рафинат-смесь разбавителя и изомеров ксилола, освобожденных от м-ксилола, а снизу экстракт — смесь фтористого водорода, фтористого бора и м-ксилола, которую подают в качестве селективного растворителя в верхнюю часть колонны 2 выделения ароматических углеводородов. В нижнюю часть колонны 2 вводят сырье — углеводородную смесь, содержащую ароматические углеводороды. Сверху колонны 2 отводят обедненный ароматическими углеводородами рафинат, а снизу — экстракт, содержащий селективный растворитель с растворенными в нем ароматическими углеводородами, который передают в колонну 3 реэкстракции, в нижнюю часть которой вводят реэкстрагент, например пентан. Сверху колонны 3 отводят ароматические углеводороды, растворенные в реэкстрагенте, кроме м-ксилола, который вместе с прочими компонентами селективного растворителя отводят снизу колонны 3 и подают в среднюю часть колонны 4 термического разложения растворителя. Сверху колонны 4 выводят смесь фтористого водорода и фтористого бора, а снизу — мксилол. В некоторых случаях можно подавать экстракт непосредственно в колонну 4 из колонны 2 (показано пунктиром нафиг. 2 ).

Кроме того, можно модифицировать процесс.

5 B этом случае в среднюю часть колонны 5 выделения м-ксилола из смеси изомеров направляют смесь изомеров ксилола, в верхюю часть — смесь фтористого водорода и фтористого бора, в нижнюю

0 часть — разбавитель. Сверху колонны 5 отводят рафинат — смесь разбавителя и изомеров ксилола, кроме м-ксилола, а снизуэкстракт — смесь фтористого водорода, фтористого бора и м-ксилола, часть которой

5 подают в верхнюю часть колонны 6 выделения ароматических углеводородов. B нижнюю часть колонны вводят сырье — углеводородную фракцию, содержащую изомеры ксилола, сверху колонны 6 отводят рафи0 нат, а снизу экстракт, который возвращают в колонну 5. Другую часть смеси, отводимой снизу колонны 5, направляют в колонну 7 термического разложения растворителя, из которой сверху отбираютсмесь фтористого водорода и фтористого бора,частично возвращаемую в колонну 5, а снизу — ароматическое углеводороды.

Пример 1. В верхнюю часть экстрактора (типа вращающегося колоннного дискового контактора высотой 1200 мм, состоящего из блоков с внутренним диаметром 40 мм и высотой 20 мм, снабженных вращающимся диском диаметром 4 мм и отражательной пластиной с внутренним диаметром 30 мм) вводят 8,6 кг/час смеси фтористого водорода, фтористого бора и м-ксилола (молярное соотношение 1 0: 1: G, 8), а в нижнюю — 2,25 кг/час углеводородной смеси, содержащей 29 вес.% бензола, 33 вес.% толуола и 38 вес.% гексана. Из верхней части экстрактора отводят рафинат, содержащий 7 вес.% бензола, 11, вес.% толуола, 2 вес.% м-ксилола и 80 вес.% гексана, а из нижней — 0,56 кг/час бензола

45 и 0,61 кг/час толуола.

Процесс проводят при скорости вращения дисков 800 об/мин, температуре 5 С и

2 давлении 2 кг/см

Пример 2. В экстрактор (см. пример 1) сверху подают смесь фтористого водорода, фтористого бора и м-ксилола (молярное соотношение 10:1:0,8), а снизу— фракцию риформата с восемью атомами уг55 лерода в молекуле, состоящую из 90 вес.% ароматических углеводородов (этилбензол, п-ксилол, м-ксилол, о-ксилол в молярном соотношении 20:20:43:17) и 10 вес.% неароматических углеводородов. Сверху отводят рафинат, содержащий 48 вес.% аро52451 1 матических углеводородов (этилбензол, п-ксилол, м-ксилол, о-ксилол в молярном соотношении 34:31:10:25) и 52 вес.% неароматических углеводородов, а снизу—

2,93 кг/час ароматических углеводородов (кроме веса м-ксилола, входящего в состав селективного растворителя).

Процесс проводят при скорости вращения о дисков 600 об/мин, температуре 15 С и давлении 2 кг/см

Пример 3. В верхнюю часть экстрактора (см. пример 1 вводят 9,0кг/час смеси фтористого водорода, фтористого бора и триметилбензолов (молярное соотношение 10:1,5:1,2), состоящих из мезитилена и псевдокумола (молярное соотношение 2: 1 ) а снизу — каталитический риформат, содержащий 5,7 вес.% бензола 20,0 вес.% толуола, 26,3 вес.% ксилола и 48,0 вес.% неароматических углеводородов.

Сверху отводят рафинат, состоящий из

0,1 вес.% бензола, 2,6 вес. % толуола, 9,8 вес.% ксилола и 87,5 вес.% неароматических углеводородов, а снизу — экстракт (0,16 кг/час бензола, 0,54 кг/час толуола и О, 6 1 кг/час ксилолов ) .

И

Процесс осушествляют при скорости врашения дисков 800 об/мин, температуре о z

20 С и давлении 2 кг/см

"II р и м е р 4. Риформат, содержаший бензол, толуол, .ксилол и неаооматичес— кие углеводороды, экстрагируют смесью фто. ристого бора, фтористого водорода и м-ксилола и экстракт обрабатывают смесью фтористого водорода, фтористого бора и разбавителя (смесь изомерных пентанов) в ко— лонне 5, Смесь м-ксилола, фтористого водооода и фтористого бора отводят снизу колонны 5. одну часть смеси используют в качестве селективного растворителя для выделения аро. :атическихуглеводородов, из риформата, G другую разлагают на фтористый водород, фтористый бор и м-ксилол. Процесс проводят при темо 2 пературе 5 С и давлении 2 кг/см

Баланс приведен в табл. 1.

Пример 5. Процесс проводят, как в примере 4, используя риформат, состоящий из углеводородов с восемью атомами углерода в молекуле, и вводят в колонну 5 дополнительно смесь изомеров м-ксилола.

Баланс приведен в табл. 2.

524511

Г

И р

Р ох о .охи х с!о о> о <

Я

Ф щ

1 х

М c-f

cd O а,H с310 о е д х м х х

d3 - Х

О с д х х ххо.б" с О о х а,3

4 Я

Й Ф х о

Щ

» 3»

С 3 t (I о

Г с CD о! с(3 Я о

cd ЛХ а,вх о

О Ф и о

d)

О

lQ Х d3 ф о

СО

О3

1< CU л с4 с4

03

fQ

CO о х х

» с, М

Я

О

f»

Ю х о

И

Л о х

О ж

cQ

М х

-El d3 а » аоо

d3 о И о

Г Ф

Я о о ! 0-0 с ) 0(3 с 1

С 3 т с3 о оо о

CD с ) CD

О 0 о

М о

Э х х о

Я

I а

cd х

cd о а

C Q) а, = o

», Ф (- 7) о

0 1 0 м

CD

Щ

О

Д о

O cd (D х с» х х о

ы о

Я 1

0) 1 а

2 3

О О &<

& f x о о а ж х с а, а, ю

О О 03

C е а

1» х х о

О

М

„ 4 о 34

А х 1 х а о

> о

cd

О g а d3

cQ х k ц х ц

О о О

О

03 Х Х х o o o

Д М М Ь; о о о

О ъ х е о

Ф О со

О

О

Я 3 1

Оса О

СО ! 111-1 О

СС3 т-1 С() > 03 СО с(3 " о! - 1-!

g х

E х

ffI ф L0

<6 а о ф х

"»

О . т-! К

Ц х

1» (g х

Ф а, а о ц Щ

@ o р ф о х а м оО

-в О о х

Ц

М х

cO o

w И и х ф

Я с, щ И

ff3

О CU

А с!»

1» й(0

О х

О й:(fQ

» х х х

Х О

О

О И

CO R

52451 1 а . ох хро

«С ф о

07

Э

Д

ыох а х р о иапо

ыоы

g) le

4 Я

Д Я

Е д о х х х

1: фg о

I ад"

A о (» и х а о

f»

-в и

Щ х »

Ы о

) CU

Т (с0 CO с0 CD сО (О Ч

СЯ т-(О и

Щ х ».

Г» м

2 о о

О

Л х

5 3 <у о о х и щ

o +

Л о иа,х

Ф хо>, хЛх ао х

l" å о и © no б)

z а о ф (Я Го о сч д

Ы ф

Q а и

Ы х

6 О (Ц 1 а,ox ох

Kl x

Н Ч о о о <> (3, (» Q

<6 ÎQ и

Я я (о т- (О CD (О т-1 о

l ) Ф и

Л х <б

М ".С, Ц о

О) х ц

Д о х ц о и () O О

СО Щ

0

1-Ч о С 0 0 I - O "CD о О

1-(! - О 4 а (ч

О) (О

CD

1 о я 8» о»! l fO l l Л ч

Р о

CQ

fQ

DJ й(2

Д °

g ф (Q

34

5о

2 (OO

8 о

К о

К "

Ц

О х х с, а м

Я

K (» у": »

И ц R о

o g

fp и ф и ф

o ""

03 (,)

w СО

g ц

Д х Q о х о

ы о

X Kl

»» ф

524511

Формула изобретения мами углерода в молекуле.

Фиг. 2

M 35

Гвксан

Составитель М. Бабминдра

Редактор Т. Шарганова Техред М. Левицкая Корректор Н. Золотовская

Заказ 4993/384 Тираж 575 Подписное

1ЯНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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

1. Способ выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей путем жидкостной экстракции селективным растворителем на основе фтористого водорода и фтористого бора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, используют растворитель, содержащий м-ксилол или полиметилбензол не менее чем с девятью ато2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что предпочтительно используют растворитель с молярным соотношением между фтористым бором и фторис5 тым водородом 0,05:1 — 0,20:1 и молярным соотношением между м-ксилолом или полиметилбензолом и фтористым бором

0,6:1 — 0,9:1.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а10 ю шийся тем, что предпочтительно осуществляют процесс при давлении 0,5z. о

5 кг/см и температуре 30- (-20) С.