Способ выделения бензола из высокоароматизированного сырья

Способ выделения бензола из высокоароматизированного сырья

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

е

7 ". оесоюзндя (° 1

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

fjtt:; ф ищ?81 195

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ (61} Дополн тел ное sc а т. сеид-ву (22) Заявлено 220978 (21) 2665979/23-04 с присоединением заявкм М (23} Приоритет

Опубликовано 231180.Бюллетень " 43

Дата опубликования описания 2311ÂÎ (5!)М. Кл.

С 07 С 7/08

С 07 С 15/04

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 66.048,(088.8) (72) Авторы изобретения

И.И. Сабылин, Э.И. Степанова, H.Ñ, Бадьина, М.А. Харисов и И.С. Кухаренок (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БЕНЗОЛА

ИЗ ВЫСОКОАРОМАТИЗИРОВАННОГО СЫРЬЯ

10-15

ИзобрЕтение относится к химической переработке нефтепродуктов, а именно к процессам получения бензола высокой степени чистоты из высокоароматизированного сырья.. 5

Согласно современным требованиям к бензолу, используемому в производствах волокон и ряда других химических синтезов, содержание неароматических примесей в нем не должно пре- 1О выаать 0,1 вес.%. Бензол высокой степени чистоты получают преимущественно каталитическим риформингом бензиновых фракций с последующей экстракцией селективными растворителями, . 1$ такими как пропиленкарбонат, сульфолан, диметилсульфоксид, Н-метилпирролидон и другими (1 ), Известен способ выделения бензола из смесей с неароматическими углево- 20 дородами (2) путем жидкостной экстракции смесью диоксановых спиртов отходов производства 4,4-диметил-1,3диоксана, содержащей, вес.Ъ:

4,4-3HMeTga-5-оксиметил- 2S

-1,3-диоксан 15-20

5- (2-Оксипропил-2 ) -1, 3-лноксан

4-Метил-4-оксиэтнл-1,3-лион -ан Ос т,зл,1к е 30

Недостатком способа является низкий выход целевого продукта 79,9 вес.й, а также невозможность проведения экстракции в промыаленных условиях, так как при высоких температурах (150 С) происходит гомогениэация системы.

Известен также способ выделения бензола экстракцией многокомпонентным растворителем, содержащим

10-30 вес,Ъ фракции высококипящих (240-280 С) побочных продуктов синтеза изопрена иэ изобутилена и формальдегида. Эта фракция включает около 25 вес.й диоксановых спиртов, 4-10 вес.Ъ воды и остальное диэтиленгликоль (31.

Недостаток указанного способанизкая степень извлечения ароматических углеводородов {78,8 вес.Ф).

Способы, основанные на экстракции селективными растворителями, при содержании ароматических углеводородов более 70% по технико-экономическим показателям уступают спбсобам экстрактивной ректификации теми we растворителями, в основном эа счет энергозатрат и более низкой степени извлечения.

3 !

781195

Известен способ выделения бензола из смесей с неароматическими углеводородами путем экстрактивной ректификации с иопользов"анием в качестве

" раЭделяющего агента амидов нйзкомо-"-: — лекулярных кислот, в частностй диметилформамида и диметилацетамида (4 ).

Недостатком этого способа, помимо сравнительно высокой стоимости этих агентов (1400 и 1100 руб. за 1 т соответственно), является их химическая нестабильность при Многоцйкловом использовании. Даже в присутствии атмосферой влаги они способны разлагаться с выделением муравьиной и уксусной кислот, что вызынает коррозию оборудования и загрязнение целевого бензола, а это недопустимо при его использовании н ряде производстн.

Наиболее близким к оййсйваемому по достигаемому результату является способ выделения бензола из высокоароматизированного сырья, содержащего примеси предельных углеводородов, путем экстрактивной ректификации с ис" пользованием в качестве разделяющего агента й-метилпирролидона . 5 ).

Бензольную фракцию катализата риформинга в смеси с растворителем й-метилпирролидоном подают н колонну экстрактивной ректификации эффективностью 45 тарелок и соотношении

1 нес.ч. сырья на 4 : 10 вес.ч. аген=та .- В" верхнюю часть колонйы вводят

-"дополнительное количество растворителя (2-3 вес.ч.). Кубовый продукт колонны экстрактинной ректификации, содержащий бензол, й-метилпирролидон и неотогнанные неароматические углеводороды, поступает во вторую колонну эффективностью 50 тарелок. На 45-ю та релку подают охлажденный й-метйлпирролидон. Пары неароматических углеводородов из верхней части второй "колойнй частично поступают в конден сатор, частйчно — в очистительную ко- лонну. Продукт с низа второй колонны, состоящий из бензола и N-метилпирролидона, подают под давлением 0,5 ат в перегонную колонну эффективностью

30 тарелок, где выделяют бензол чистотой 99,5-99,9 вес.Ъ. Выход бензола составляет 8б-97% от потенциального содержания в сырье.

Недостатками способа являются сложность технологической схемы выделения (используются 4 колонны), " "высокая стоимость используемого агента И-метилпирролидона (5 т.руб. за

1 т). По технологии производства около 0,5-1,0% М-метилпирролидона, циркулирующего н системе, постоянно вбсполйяется из-за химических превращений в"кипятильниках колонн. Вы сокая стоимость й-метилпирролидона сУйественно понышает себестоимость целевого бензола.

Цель изобретения — упрощение технологии процесса.

40 Ректификацию проводят при флегмовом числе R = 10-15 и атмосферном давлении. В качестве дистиллата при

75-80 С выделяют неароматические примеси, содержащие около 20% бензола.

45 Эту фракцию используют как моторное топливо. Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации поступает на пятую от верха тарелку извлечения целевого бензола эффективностью 20 теоретических тарелок, где при флегМоВоМ числе R = 1, температуре верха

80 С и атмосферном давлении в виде дистиллата получают бензол чистотой

99,9 нес.Ъ.

Способ иллюстрируют примеры.

55 Пример 1. В качестве сырья используют бензольную фракцию катализата жесткого риформинга бензиновой фракции 62-105ОC следующего состава, нес.Ъ:

Предельйые углеводороды

С5 12,3

Предельные углеводороды

С,-cs

Бензол

Толуол

2,8

84,6

0,3

Поставленная цель достигается путем выделения бензола из нысокоаро-. матизиронанного сырья, содержащего примеси предельных углеводородов, путем экстрактивной ректификации в присутствии в качестве разделяющего

5 агента смеси диоксановых спиртов отходов производства изопрена диоксановым методом, содержащей, вес.Ъ:

4,4-Диметил-5-оксиметил-1,3-диоксан 15-20

5-0ксиизопропил-1,3-диоксан. 10-15

Высококипящие продукты 3-5

4-Метил-4-оксиэтил-1,3- диоксан Остальное

Процесс проводят при весовом соотношении разделяющий агент: сырье, равном 4-8:1, а в качестве разделяюtqe1"î агента используют техническую смесь диоксановых спиртов.

Используемый разделяющий агент

20 — является дистиллатом однократного испарения на пленочном испарителе широкой фракции нысококипящих побочных продуктов синтеза изопрена.

Фракцию подают в колонну экстрак25 тинной ректификации эффективностью 40 теоретических тарелок на пятую-восьмую тарелку от верха колонны в соотношении 4-8 вес.ч. агента на 1 вес.ч. сырья. Исходное сырье йодают на двадцатую — двадцать пятую теоретическую тарелку, считая от куба колонны.

Соотношение разделяющий агент: дырье более чем 8:1 нецелесообразно с технико-экономической точки зрения, так как при этом увеличиваются энергоз атраты и диаметры колонн, а выход и чистота целевого бензола при этом

" практически не меняются.

781195

Пример 3. Бенэольную фракцию состава, приведенного в примере 1, подвергают ректификации аналбгично примеру 1, но соотношение разделяющий агент: сырье составляет 4 вес.ч. - 5 агента на 1 вес.ч. сырья. Выход бензола чистотой 99,9 вес.ч. составляет

89,5 вес.Ъ от потенциала.

Пример 4. Бензольную фракцию 72-110 С, полученную из катали-, эата пиролиэа нефти и содержащую, вес.Ъ:

Предельные углеводороды

С вЂ” С ь

7,5

Предельные углеводороды

Сырье подают в среднюю часть ректификационной колонны непрерывного действия эффективностью 40 тарелок.

Разделяющий агент: техническая смесь иэомерных диоксановых спиртов вводят на пятую тарелку от верха колонны, причем на 1 вес.ч. сырья подают

5 вес.ч. растворителя.

При флегмовом числе 10, температуре верха колонны 75-80 С и низа

205 С отбирают дистиллат в количестве 18,85 кг/ч (производительность ко лонны по сырью 100 кг/ч). Дистиллат имеет следующий состав, вес.Ъ:

Предельные углеводороды

С -Сь 65,2

Предельные углеводороды 15

С -С 14,6

Бензол 18,6

Толуол 1,6

Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации состава, вес.Ъ:

Предельные углеводороды

С -С, 0,0017

Предельные углеводороды

7 Я

0,0069

Бензол 13,8814

Диоксановые спирты 86,1000 в количестве 581,1 кг/ч подают на.

5-ю от верха тарелку колонны извлечения бенэола эффективностью 20 тарелок, при флегмовом числе R = 1 и температуре верха колонны 80 С, от- Зо бирают дистиллатом целевой продукт Ь количестве 79,5 кг/ч состава, вес.Ъ:

Предельные углеводороды

С -С, О, 012

Предельные углеводороды 35

С7 Св 0,05

Бенэол 99,938

Выход бензола от потенциального содержания его в исходном сырье составляет 94 вес.Ъ. Составы сырья и продуктов разделения анализируют хроматографическим методом.

Пример 2. Бензольную фракцию состава, приведенного в примере

1, подвергают ректификации, но соотношение разделяющий агент: сырье составляет 2,5 вес.ч. агента на 1 вес.ч.. сырья. Выход бенэола чистотой

- 99,65 вес.Ъ достигает 84 вес.Ъ от потенциала.

С 1-се 4,2

Бензол 88,3, подвергают ректификации аналогично примеру 1 с разделяющим агентом, взятым в соотношении разделяющий агент : сырье 6:1. При ректификации выделяют бензол с чистотой 99,9Ъ, содержащий предельные углеводороды

С -С (0,008%), предельные углеводороды С -С8 (0,092Ъ) с выходом от потенциала 90, ЗЪ.

Пример 5. Бензольную фракцию состава по примеру 1, подвергают ректификации, но соотношение разделяющий агент : сырье составляет

8 вес.ч. агента на 1 вес.ч. сырья.

Выход бенэола чистотой 99,94 вес.Ъ составляет 95,2Ъ от потенциала.

Пример 6 (известный). Бенэольную фракцию того же состава подвергают ректификации аналогично примеру 1, но соотношение разделяющий агент : сырье составляет 10 вес.ч. агента на 1 вес.ч. сырья. Выход бензола чистотой 99,95 вес.Ъ составляет

95,5Ъ от потенциала.

Пример 7. Бенэольную фракцию состава, приведенного в примере 4, подвергают ректификации, но соотношение разделяющий агент : сырье составляет 8 вес.ч. агента на 1 вес.ч. сырья. Выход бензола с чистотой

99,92 вес.Ъ составляет 91,5% от потенциала.

Основными преимуществами предлагаемого способа по сравнению с известными являются исключение необходимости синтеза дорогостоящих агентов экстрактивной ректификации (вместо них используют отход производства изопрена диоксановым методом, который подвергается сжиганию), а также упрощение схемы выделения, так как вместо четырех колонн используют две.

В отличие от известных способов, где выделение проводится путем жидкостной экстракции, в предлагаемом способе существенно повышается выход целевого бензола (90Ъ вместо 78), а также резко снижаются расходные показатели, главным образом за счет снижения энергозатрат.

Формула изобретения

1. Способ выделения бенэола из высокоароматизированного сырья, содержащего примеси предельных углеводородов, путем экстрактивной ректификации в присутствии разделяющего агента, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве разделяющего агента используют техническую смесь циоксановых спиртов — отходов производства изопрена диоксановым методом, содержащую, вес.Ъ:

4,4-Диметил-5-оксиметил-1,3-диоксан 15-20

5-0ксиизопропил-1,3-диоксан

10-15

781195

4. Патент Франции Ф 2224425, кл. С 07 С 7/02, опублик. 1974.

Составитель Г.Гуляева

Редактор H.kîí÷èöêàÿ Техред Н. Ковалева koppeKTopM.Демчик

Заказ 8073/20 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Зысококипжйие продукты .3-5

4-Метил-4-orccqs Tan-1, 3-диоксан Остальное.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а н шийся тем, что процесс проводят при весовом соотношении разделяющий агент s сырье равном 4-8з1.

Источники информации,: принятые во внимание при экспертиэе

1. Нестерчук T.f . и др. О подборе новых экстрагентов ароматических углеводородов. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1976, с . 3, 11 °

2. Авторское свидетельства СССР

В 600130, кл. С 07 С 07/10, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Ю 2317913, кл. С 07 С 07/10, 1976.

5. Патент Франции в 2272055, 1© кл. С 07 С 7/08, опублик. 1976 (прототип).