Патент ссср 826953

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AATEHl У

Сова Советски»

Социалмстммесюа

Республик п>826953 (61) Дополнительный ы патенту (Q2) Заявлено 28.11. 73 (21) 1971725/23-04 (23) Приоритет — (32) 29. 11. 72 (31) 32209-А/72 (331 Италия

Э (5l) М. Кл.

С 07 С 7/08

С 07 С 15/02

Гасударствоннмй коматет

СССР по делам кэооретенкй и открмтмй (53) УДК 665.662..3(088.8) Опубликовано 30.04.81.Бюллетень Ме 16

Дата опубликования описания 10.05.81

Иностранец

Джианкарло Парет (Италия) (72) Автор изобрЕтения

Иностранная фирма

"СНАМ Прогетти С.п.А." (Италия) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ

УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ ИХ СМЕСЕЙ

С НЕАРОМАТИЧЕСКИМИ

Изобретение относится к способу вьщеления ароматических углеводородов высокой степени чистоты иэ смесей с высокой концентрацией последних.

Известно много способов для выделения ароматических углеводородов из смесей, содержащих их. Они, в основном, включают одну или несколько стадий экстракции жидкости жидкостью, экстрактивную перегонку экстракта, со стадии жидкостной экстрак ции и окончательную ректификацию для удаления растворителя.

Известен способ выделения ароматических углеводородов из их смесей с парафиновыми углеводородами путем экстрактивной перегонки селективным растворителем, с рециркуляцией части рафината, содержащего парафиновые углеводороды в зону разделения (1 ).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ вьщеления ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими путем жидкостной экстрактивной перегонки воднйм селективным растворителем при повьппенной температуре, с вьщелением рафината и ароматических углеводородов и селективного растворителя в виде экстракта, 1О который подают на разделение в колонну ректификации, с выделением в виде дистиллата ароматических углеводородов и воды, и кубового продукта— растворителя, рециркулируемого в ко15 лонну экстрактивной перегонки (2).

Согласно известному способу рафинат подают в дополнительную колонну жидкостной экстракции для удаления примесей высококипящих ароматичесза ких углеводородов, загрязняющих растворителей и полного удаления последнего из рафината.

Экстрактивную перегонку проводят лви температуре 80-140 С.

3 82695

Цель изобретения — повышение сте" пени чистоты целевого продукта.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом вьщеления ароматических углеводородов из их сме- сей с неароматическими путем жидкостной экстрактивной перегонки водным селективным растворителем в колонне экстрактивной перегонки при повышенной температуре, с выделением 10 рафината, который подают на отстаивание с отбором нижней водной фазы и 2-4 вес.7. верхней углеводородной фазы и подачей их в качестве флегмы в колонну экстрактивной пере- 15 гонки, и ароматических углеводородов и растворителя в виде экстракта, который подают на разделение в колонну ректификации с выделением в виде дистиллата ароматических углеводородов и воды,,и проведением процесса при подаче половины количества воды, выделенной в колонне ректификации, в виде флегмы в верхнюю часть указанной колонны и оставшейся части во- 25 ды в куб колонны или при подаче всего количества воды в виде флегмы в верхнюю часть колонны, и кубового продукта растворителя, рециркулируемого в колонну экстрактивной пере- щ гонки, Отличительными признаками являются подача рафината на отстаивание с отбором нижней водной фазы и 24 вес.7. верхней углеводородной фазы у и подачей их в качестве флегмы в колонну экстрактивной перегонки и проведение процесса при подаче половины количества воды выделенной в колонне ректификации в виде флегмы в 4О верхнюю часть указанной колонны и оставшейся . части воды s куб колонны или при подаче всего количества воды в виде флегмы в верхнюю часть колонны. 45

Способ осуществляют следующим образом.

Для выделения ароматических" углеводородов из смесей, содержащих незначительное количество неаромати50 ческих углеводородов, необходима как стадия жидкостной экстракции, так и стадия экстрактивной перегонKH

Исходную смесь, содержащую не

S5 менее 80 вес.7 ароматических углеводородов вводят на половику высоты экстракционной перегонной колонны, работающей при температуре от

3 ф о

50 до 200 С, в присутствии водного растворителя, неароматические углеводороды выводят сверху колонны, в г то время как ароматические углеводороды и растворитель выводят из нижней части колонны.

Донный продукт экстрактивной перегонки затем подают в ректификационную колонну для отделения. растворителя, и сверху выводят высокочистые ароматические углеводороды.

Водный растворитель подается на несколько тарелок ниже верхней части экстракционной перегонной колонны и часть флегмы может быть в форме внешней флегмы, так как головной продукт не содержит растворитель и не требует дальнейшей обработки.

Внешняя флегма содержит углеводородную фазу, воду. В ректификационной колонке флегма состоит из воды, полученной при разделении на две фазы потока, содержащего ароматические углеводороды. Часть воды можно направлять в донную часть колонны. После испарения за счет тепла растворитель выводят из колонны.

Растворитель может быть любой (может использоваться также смесь различных растворителей), в частности, среди растворителей можно назвать морфолин, альдегидные, кетонные и алкильные производные морфолина, как, например Й-формил-морфолин, 2-формил-морфолин, 3-формил морфолин, морфолин-ацетон, и др.

Растворитель содержит воду в концентрации от 0,5 до 25 вес.7.. Благодаря предлагаемому способу, возможно выделять ароматические углеводороды полностью, независимо от их молекулярного веса.

Температура донной части экстракционной перегонной колонны может находиться на таком уровне, что пар среднего или низкого давления можно легко использовать в качестве обогревающих средств, при этом верхняя часть колонны находится при атмосферном давлении.

Потребление тепла при равном выделении ароматических углеводородов является более низким, чем в том случае, когда растворитель является безводным, так как выделяется небольшое количество тепла, его мож8269

20

30

35 но выделять с помощью аппаратов меньшего размера.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 — то же, упрощенный вариант.

Исходное сырье по трубопроводу

1 вводят в колонну 2, неароматические углеводороды и воду выводят из колонны 2 по трубопроводу 3, конденсируют в конденсаторе 4 и разделяют на две фазы (водную и углеводородную) в емкости 5, углеводородную фазу выгружают ло трубопроводу 6.

Часть неароматических углеводородов направляется обратно в колонну 2 через трубопровод 7, в то время как вода полостью рециркулируется через трубопровод 8.

Ароматические углеводороды и растворитепь выводят из колонны 2 через трубопровод 9 и после теплообмена в емкости 10 подают в.колонну

ll для отделения растворителя.

В указанной колонне ll ароматические углеводороды и воду получают в виде продуктов головного погона, который направляют в конденсатор

12 и разделяют на две фазы в емкости 13, ароматические углеводороды выводят через трубопровод 14. Вода, выделенная в донной. части разделительной емкости 13, рециркулируется частично .в жидком состоянии в колонну через трубопровод

l5, а частично в паровой Фазе в ту же колонну через трубопровод 16.

Растворитель выводят иэ колонны

11 через трубопровод 17 и после испарения воды в испарителе 18 и теплообмена в емкости 10 подаются в колонну 2.

Можно упростить технологическую схему, осуществляя все операции с помощью единственной экстракционной 45 перегонной колонны (фиг. 2). В этом случае растворитель по трубопроводу

19 падают на несколько тарелок киже верхней части колонны 20, исходное сырье по трубопроводу 21 вводят на

2/3 от нижней части и из точки примерно на I:/3 от донной части колонны 20 отводят высокочистые ароматические углеводороды (эа исключением воды) через трубопровод 22 в паровой фазе, в указанном случае ароматические углеводороды будут содержать растворитель, который будет удаляться с помощью очистки паровой фазы про53 6 тивотоком с водой в колонне 23, имеющей мало тарелок и небольшое падение давления; воду, необходимую для промывки подают но трубопроводу

24, эта вода поступает от конденсации ароматического потока, воду из донной части колонны 23 подают по трубопроводу 25 к основанию колонны 20 после испарения в испарители

26 путем теплообмена с истощенным растворителем, который, в свою очередь, рециркулируют через трубопровод 19 в верхнюю часть колонны 20 °

Вся водная фаза по трубопроводу

27 и часть органической фазы по трубопроводу 28 направляют обратно в верхнюю часть колонны для того, чтобы удалить растворитель от головного продукта.

Ароматические углеводороды выгружают через трубопровод 29, а неароматические углеводороды — через трубопровод 30.

Пример 1. Используют искусственное сырье, состоящее из

95 вес.Х бензола и 5 вес.Х н-гептана, Подают в колонну, имеющую тарелки, с единственным колпачком ступенчатого типа (45 тарелок) на 20-ую тарелку снизу 1 кг/ч сырья и на 40-ую тарелку Й-формил-морфолин в качестве растворителя с 6Х воды, при скорости потока 2,5 кг/ч, температуру растворителя поддерживают равной температуре тарелки с сырьем (9о С) для того, чтобы избежать внутреннего стекания Флегмы.

Дистиллят состоит из н-гептана с 2Х бензола и около 10Х воды, в

45-ной тарелке обрабатывают 0,050кг/ч углеводородов и все 0,010 кг/ч води получается в дистилляте.

В дистилляте растворитель аналитически не обнаружен, температура о колонны в донной части равна 115 С. В вице донного продукта получают растворитель и смесь .бензолов, этот продукт подают во вторую кЬлонну, имеющую 30 тарелок с колпаком ступенчатого типа, на 20-тую тарелку от низа, из верхней части выделяют.

0,949 кг/ч бензола и 0,1 кг воды, которая полностью стекает обратно. о Температура донной части равна 145 С

Бензол, полученный . данным методом, содержит менее 200 ч/мин н-геатана, а количество растворителя ниже аналитически обнаруживаемой величиныа

7 826953 8

Вследствие высокой температурной разницы между донными частями двух колонн удобно производить теплообмен между сырьем и донйой частью второй колонны, снижая таким образом в последней потребление тепла. Отработавший растворитель охлаждают со 145 С до 120"C с помощью теплообмена, и со 120 С до 98 С охлаждают водой. 10

Пример 2. Используют искусственное сырьем, состоящие из вес.%;

Бензол (В)

Толуол (Т)

Ксилол (Х)

Неароматические углеводороды (У) 5

Для первой колонны используют те же количества, что и в предыду- 20 щем примере, причем растворитель содержит 4 вес.% воды.

Из верхней части второй колонны получают 0,699 кг/ч В, 0,199 кг Т и 0,045 r Х вместе с 0,200 кг воды, 25

0,100 кг подвергают теплообмену с растворителем из донной части колонны для того, чтобы получить отпарной (абсорбционный) поток, снижая о температуру растворителя до 115 С, 30 растворитель подают в верхнюю часть первой колонны.

Пример 3. Работу производят с искусственной (заводской) загрузкой, состоящей из вес%: 35

Бензол 80 н-Гептан 5

Толуол 15 которую подают в колонну, снабженную тарелками с одним колпачком ярусно- 40

ro (stage) типа (45 тарелок), на

20-ую тарелку снизу 1 кг/ч загрузки, на 10-ую тарелку Я-формил-морфолин в качестве растворителя с 0,5% воды при величине расхода 5 кг/ч, с 45 поддержанием температуры растворителя, равной температуре одной из питательных тарелок (98 С) для того, чтобы избежать внутреннего (горячего) орошения, Дистиллят состоит из н-гептана с

2% бензола и примерно 10% воды, на

45-ую тарелку подают орошение

0,200 кг/ч углеводородов и всех

0,040 кг/ч воды, полученной в дистилляте.

20

5 даваемых растворителя и воды.

Формула изобретения

55

В дистилляте растворитель аналитически не обнаруживается, температура донной части колонны составляет 115 С.

Со дна поЛучают продукт, представляющий собой растворитель и смесь бензола и толуола, который подают во вторую колонну, снабженную 30-ью тарелками с одним колпачком ярусного типа на 20-ую тарелку снизу, с верха колонны выводят 0,799 кг/ч бензола и толуола и 0,016 кг воды, которую полностью подают на орошение.

Температура в донной части колонны составляет 145 С, смесь толуола и безола, полученная таким путем, содержит менее чем 200 ппм н-гептана, в количестве растворителя ниже аналитически обнаруживаемой величины.

Ло известному способу рафинат содержит не менее 1000 ппм растворителя, поэтому его необходимо подавать в дополнительную колонну доочистки.

В примере 1 и 3 дефлегмация на стадию экетрактивной перегонки составляет соответственно 2 и 4 вес.% в расчете на общее количество поМодификации этих примеров в том случае, когда половину воды дефлегмируют на верх рециркуляционной колонны, заключаются в том, что количество н-гептана или неароматического углеводорода в экстракте (бензол в примере 1, смесь ВТХ в примере 2 и ВТ в примере 3), повышается до 350 ппм, с другой, стороны часть воды (пример 1, 2) вводимая на дно колонны испаряется при расходах растворителя, в результате чего экономится теплое испарение воды, которая используется в количестве 0,05 кг в примере 1, 0,1 кг в примере 2 и

0,08 кг в примере 3.

Способ выделения ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими путем жидкостной экстрактивной перегонки водным селективным растворителем в колонне экстрактивной перегонки жри повышенной температуре, с выделением рафината.и ароматических углеводородов и растворителя в виде экстракта, который подают на разпеление в колонну рек82695 тификации, с выделением в виде дистиллата ароматических углеводородов и воды, и кубового продукта— растворителя, рециркулируемого в колонну экстрактивной перегонки, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени чистоты целевЬго продукта, рафинат подают на отстаивание с отбором нижней водной фазы и 2-4 вес.7 верхней углеводо- 10 родной фазы, и процесс ведут при подаче половины количества воды, вы3 10 деленной в колонне ректификации, в виде флегмы в верхнюю часть указанной колонны и оставшейся части воды в куб колонны или при подаче всего количества воды в виде фпегмы в верхнюю часть колонны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР 360759, кл. С 07 С 7/08, 1968.

2. Патент СССР ¹ 361559, кл. С 07 С 7/08, 1968 (прототип).

826953

Составитель А.Боброва

Редактор Е.Папп ТехредМ.Рейвес Корректор Н. Швыдкая

Заказ 2573 84 Тираж 443 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. жгород, ул. Проектная, 4