СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ СТИРОЛА ИЗ СТИРОЛСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ Российский патент 2015 года по МПК C07C15/46 C07C7/08 B01D3/40 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

В ходе переработки нефти для получения продуктов, таких, например, как топливо, смазочные материалы и нефтехимические продукты, образуются различные потоки промежуточных веществ и побочных продуктов. Некоторые из таких потоков значительно обогащены углеводородами C₈ и в частности содержат стирол и/или этилбензол. Этилбензол может быть получен гидрированием стирола, и соответственно при дегидрировании этилбензола получают стирол. Из-за тенденции к димеризации и полимеризации стирол считается нежелательным компонентом потоков сырья, предназначенного для использования в качестве топлива в виде газолина. Однако стирол является экономически важным продуктом товарной химии и используется во многих промышленных производствах, например, как исходный материал для получения полистирола. Поскольку потребность в продуктах типа полистирола растет, соответственно растет и потребность в источниках стирола.

Ввиду вышесказанного весьма полезными могли бы оказаться новые способы и системы для выделения стирола из стиролсодержащего сырья. В частности особый интерес могли бы представить рациональные способы и системы для поддержания эффективности экстракционных растворителей при экстракционной отгонке стирола из смеси с другими веществами, присутствующими в потоках пиролизного газолина.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В данном изобретении раскрыты различные варианты способов выделения стирола и поддержания эффективности экстракционных растворителей в системе выделения стирола из обогащенного стиролом сырья. Эти способы включают а) подачу обогащенного стиролом сырья в колонну экстракционной дистилляции, b) отвод обогащенного стиролом потока, содержащего стирол и экстракционный растворитель, из колонны экстракционной дистилляции, с) подачу обогащенного стиролом сырья в колонну выделения растворителя, d) отвод обедненного стиролом потока из колонны выделения растворителя, е) отделение части обедненного стиролом потока, f) обработку части обедненного стиролом потока с образованием обработанного экстракционного растворителя и g) возврат обработанного экстракционного растворителя. Количество стирола в обедненном стиролом потоке меньше, чем в обогащенном стиролом потоке.

В других вариантах раскрыты способы выделения стирола и поддержания эффективности экстракционного растворителя в системе выделения стирола из сырья, содержащего стирол и этилбензол. Эти способы включают а) подачу сырья в колонну экстракционной дистилляции, b) отвод обогащенного стиролом потока, содержащего стирол и экстракционный растворитель, из колонны экстракционной дистилляции, с) подачу обогащенного стиролом сырья в колонну выделения растворителя, d) отвод обедненного стиролом потока из колонны выделения растворителя, е) отделение части обедненного стиролом потока, f) обработку части обедненного стиролом потока путем отгонки с водяным паром с образованием перегнанного с паром экстракционного растворителя и неперегнанного экстракционного растворителя с последующей обработкой неперегнанного экстракционного растворителя органическим растворителем и водой с образованием обработанного экстракционного растворителя и g) возврат перегнанного экстракционного растворителя. Обработанный экстракционный растворитель возвращают в обедненный стиролом поток для дальнейшей отгонки с водяным паром. В обедненном стиролом потоке количество стирола меньше, чем в обогащенном стиролом потоке.

В еще одних вариантах описаны системы выделения стирола. Системы выделения стирола включают колонну экстракционной дистилляции, колонну выделения растворителя, аппарат обработки растворителя, в котором имеется по меньшей мере одна ступень установления равновесия, и контур непрерывной циркуляции, связывающий колонну экстракционной дистилляции, колонну выделения растворителя и аппарат обработки растворителя.

Особенности настоящего изобретения были выше описаны в общем виде для лучшего понимания последующего подробного описания. Ниже будут приведены дополнительные особенности и преимущества изобретения, которые составляют предмет представленной формулы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ приводится последующее описание в сочетании с рисунками, где отражены конкретные варианты изобретения, среди которых:

Фигура 1 представляет наглядную схему системы выделения стирола, в которой стирол выделяют и отделяют обедненный стиролом экстракционный растворитель для дальнейшей обработки;

Фигура 2 представляет наглядную схему многостадийного аппарата для обработки обедненного стиролом потока;

Фигура 3 представляет наглядную схему системы выделения стирола, в которой стирол отделяют, а обедненный стиролом поток обрабатывают в отгоночной колонне с водяным паром, и

Фигура 4 представляет наглядную схему системы выделения стирола, в которой для усовершенствования способа выделения стирола к экстракционному растворителю добавляют дополнительный растворитель.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В последующем описании приведены некоторые подробности, такие как удельные количества, размеры и т.п., необходимые для полного понимания раскрытых здесь вариантов. Однако специалистам в данной области будет очевидно, что настоящее изобретение можно реализовать и без такой детализации. Во многих случаях такие и подобные им подробности, касающиеся такого описания, не указаны, поскольку они не являются необходимыми для полного понимания настоящего изобретения и известны квалифицированным специалистам в соответствующей области.

В целом понятно, что эти рисунки лишь иллюстрируют описание конкретных вариантов изобретения и не ограничивают его. Масштаб рисунков в данном случае не существенен.

В то время как большинство используемых терминов понятны специалистам в данной области, следует, однако, иметь в виду, что если это особо не оговорено, термины следует интерпретировать в том смысле, который принят у специалистов в данной области. В тех случаях, когда выражение могло бы быть понято как бессмысленное или в основном бессмысленное, его определение следует взять из Словаря Вебстера Webster's Dictionary, 3rd Edition, 2009. Не следует вводить определения и/или интерпретации из других относящихся или не относящихся патентных заявок, патентов или публикаций, если это особо не оговорено в данном описании или их использование является необходимым для сохранения смысла.

Использованный здесь термин «ароматический» относится к ароматичности, т.е. к химическому свойству, которое обеспечивает более сильную стабилизацию сопряженного цикла, содержащего ненасыщенные связи, неподеленные электронные пары или вакантные орбитали, чем это можно было бы ожидать в случае только одного сопряжения. Ароматичность можно также рассматривать как проявление циклической делокализации и резонансной стабилизации. Обычно считается, что этот эффект обусловлен свободными электронами в циклически расположенных атомах, которые связаны друг с другом альтернирующими ординарными и двойными связями

Использованный здесь термин «алифатический» относится к соединениям с атомами углерода, способными соединяться друг с другом в неразветвленные цепи, разветвленные цепи или кольца (в этом случае они называются алициклическими). Они могут соединяться одинарными связями (алканы), двойными связями (алкены) или тройными связями (алкины).

Использованный здесь термин «полимер» относится в равной степени к полимерам стирола, включая димеры, тримеры, высшие олигомеры и полимеры стирола.

Кроме рабочих примеров или там, где указано иное, ко всем числам, определяющим количество использованных компонентов, во всех примерах нужно добавить слово «примерно».

Различные варианты настоящего изобретения относятся к способам и системам для поддержания эффективности экстракционного растворителя при получении и/или выделении стирола из различного углеводородного сырья, в частности нефтяного сырья. Использованный здесь термин «сырье» включает различные промежуточные потоки, образующиеся при переработке сырой нефти или сжиженного природного раза (LNG) или других смешанных углеводородов для получения очищенных нефтяных продуктов. Такие промежуточные потоки могут включать потоки, содержащие значительные количества стирола, например, пиролизный газолин, а также потоки, обычно содержащие мало стирола или вообще не содержащие его, но содержащие родственное соединение - этилбензол, который легко превратить в стирол. Типичным примером такого промежуточного потока, содержащего сравнительно малые количества стирола, является фракция C₈ продуктов риформинга. Согласно описанным здесь вариантам, способы выделения стирола и поддержания эффективности экстракционного растворителя включают экстракционную дистилляцию для выделения стирола из обогащенного стиролом сырья.

В разных вариантах здесь раскрыты способы выделения стирола и поддержания эффективности экстракционного растворителя в системе выделения стирола из обогащенного стиролом сырья. Эти способы включают а) подачу обогащенного стиролом сырья в колонну экстракционной дистилляции, b) отвод обогащенного стиролом потока, содержащего стирол и растворитель экстракции, из колонны экстракционной дистилляции, с) подачу обогащенного стиролом сырья в колонну выделения растворителя, d) отвод обедненного стиролом потока из колонны выделения растворителя, е) отделение части обедненного стиролом потока, f) обработку части обедненного стиролом потока органическим растворителем с образованием обработанного экстракционного растворителя и g) возврат обработанного экстракционного растворителя.

В обедненном стиролом потоке количество стирола меньше, чем в обогащенном стиролом потоке.

В различных вариантах экстракционный растворитель представляет собой один растворитель или смесь растворителей. В некоторых вариантах типичные экстракционные растворители включают, например пропиленкарбонат, сульфолан (тетраметиленсульфон), метилкарбитол, 1-метил-2-пирролидинон, 2-пирролидинон, воду и их смеси. Как будет показано ниже, экстракционный растворитель может также включать дополнительный растворитель.

В различных описанных здесь вариантах органический растворитель может представлять собой, например, один углеводородный растворитель.

Как было отмечено выше, полимеризация стирола создает проблемы, особенно в потоках газолина. Также проблемной является такая полимеризация при выделении стирола и его промышленном применении. В различных вариантах настоящего изобретения часть обедненного стиролом потока, содержащего остаточный стирол и экстракционный растворитель, обрабатывают для удаления полимеров стирола. Такая обработка дает преимущество в регулировании и/или установлении скорости образования полимера в циркуляционном контуре растворителя экстракционной дистилляции, как описано здесь, чтобы соотнести скорость образования полимера со скоростью его удаления при обработке экстракционного растворителя. Удаляя нежелательные полимеры стирола, можно поддерживать эффективность экстракционного растворителя в течение всего времени проведения экстракционной дистилляции.

В разных вариантах стадия обработки обедненного стиролом потока также включает промывку обедненного стиролом потока водой. В некоторых вариантах соотношение воды и экстракционного растворителя составляет примерно от 4 до примерно 0.2. В других вариантах соотношение воды и экстракционного растворителя составляет примерно от 2 до примерно 0.2. В следующих вариантах соотношение воды и экстракционного растворителя составляет примерно от 1 до примерно 0.001. В еще одних вариантах соотношение воды и экстракционного растворителя составляет примерно от 0.5 до примерно 0.01. В других вариантах соотношение воды и экстракционного растворителя составляет примерно от 0.1 до примерно 0.01.

В некоторых вариантах обедненный стиролом поток содержит примерно 0-40% экстракционного растворителя. В некоторых других вариантах обедненный стиролом поток содержит примерно 0-10% экстракционного растворителя. Предпочтительные проценты относятся к общему объему экстракционного растворителя.

В некоторых вариантах обедненный стиролом поток промывают водой и одновременно органическим растворителем. Однако в других вариантах обедненный стиролом поток на стадии обработки смешивают с органическим растворителем и затем смешивают с водой. Иногда стадии смешения с органическим растворителем и водой можно поменять местами. Такие стадии промывки лучше применять, когда экстракционный растворитель в обедненном стиролом потоке преимущественно растворим в органическом растворителе и в воде. Стадия промывки обедненного стиролом потока по меньшей мере частично минимизирует накопление полимера в экстракционном растворителе, который возвращают в контур непрерывной циркуляции растворителя. В разных вариантах удаление полимера приводит к повышенной совместимости, эффективности и воспроизводимости процессов экстракционной дистилляции в описанном здесь способе выделения стирола.

В некоторых описанных здесь вариантах стадию обработки обедненного стиролом потока проводят в системе уравновешивания жидкость-жидкость, в которой имеется по меньшей мере одна ступень установления равновесия. Ступень установления равновесия может включать миксер, сепаратор или аналогичный аппарат для разделения фаз. В некоторых вариантах в системе уравновешивания жидкость-жидкость имеется одна ступень установления равновесия. Однако в других вариантах настоящего изобретения, которые относятся к нему по духу и объему, можно использовать систему уравновешивания жидкость-жидкость, в которой имеется две, три, четыре, пять, шесть, семь или более стадий установления равновесия. В некоторых вариантах доходит до семи стадий установления равновесия. Типичная система уравновешивания жидкость-жидкость с пятью ступенями установления равновесия показана ниже на Фигуре 2.

В некоторых вариантах растворитель экстракции после обработки обедненного стиролом потока выделяют дистилляцией. В других вариантах экстракционный растворитель возвращают в колонну экстракционной дистилляции, используемую в аппаратуре экстракционной дистилляции, для дальнейшего выделения стирола из стиролсодержащего сырья. В некоторых вариантах возврат осуществляют через контур непрерывной циркуляции. В других вариантах перед тем, как возвратить экстракционный растворитель в колонну экстракционной дистилляции в системе экстракционной дистилляции, от экстракционного растворителя после обработки отделяют по меньшей мере часть воды.

В следующих вариантах настоящего изобретения описаны способы минимизации накопления в экстракционном растворителе химических добавок (отличных от полимеров) и/или подобных им. Такие добавки включают, например, ингибиторы, замедлители и/или подобные им вещества, которые используют для предотвращения полимеризации и/или образования стирола. Примеси, которые можно удалить с помощью различных способов и систем по настоящему изобретению, включают, например, вещества, необходимые для предотвращения коррозии, эмульгирования и/или т.п.

В других вариантах настоящего изобретения раскрыты способы выделения стирола и поддержания эффективности экстракционного растворителя в системе выделения стирола из сырья, содержащего стирол и этилбензол. Эти способы включают а) подачу сырья в колонну экстракционной дистилляции, b) отвод обогащенного стиролом потока, содержащего стирол и экстракционный растворитель, из колонны экстракционной дистилляции, с) подачу обогащенного стиролом потока в колонну выделения растворителя, d) отвод обедненного стиролом потока из колонны выделения растворителя, е) отделение части обедненного стиролом потока, f) обработку части обедненного стиролом потока путем отпаривания с образованием перегнанного с водяным паром экстракционного растворителя и неперегнанного экстракционного растворителя с последующей обработкой неперегнанного экстракционного растворителя органическим растворителем и водой с образованием обработанного экстракционного растворителя и g) возврат перегнанного экстракционного растворителя. Обработанный экстракционный растворитель возвращают в обедненный стиролом поток для дальнейшей отгонки с водяным паром. В обедненном стиролом потоке количество стирола меньше, чем в обогащенном стиролом потоке.

В некоторых вариантах отпаривание для отделения экстракционного растворителя от обедненного стиролом потока включает использование отгоночной колонны. Например, часть обедненного стиролом потока направляют/транспортируют через отгоночную колонну и выделяют перегонкой по меньшей мере часть экстракционного растворителя. Ту часть экстракционного растворителя, которая не перегнана (т.е. неперегнанный экстракционный растворитель), можно затем обработать органическим растворителем и промыть водой в системе уравновешивания жидкость-жидкость, в которой имеется по меньшей мере одна ступень установления равновесия. Ниже описана такая система выделения стирола с отгоночной колонной и системой уравновешивания жидкость-жидкость. В различных вариантах экстракционный растворитель после перегонки возвращают в систему.

В еще одних вариантах настоящего изобретения эффективность экстракционного растворителя поддерживают или повышают, добавляя к нему по меньшей мере один дополнительный растворитель. В одном случае дополнительный растворитель повышает растворимость полимера в экстракционном растворителе. Соответственно уменьшается объем экстракционного растворителя, необходимый для удаления данного количества полимера. В различных вариантах дополнительным растворителем могут быть, например, близкокипящие ароматические соединения и эфиры гликолей (например, простые эфиры этиленгликоля и пропиленгликоля).

Описанные здесь методики экстракционной дистилляции успешно поддерживают эффективность экстракционного растворителя, используемого для выделения стирола. Кроме того, эти методики дают то преимущество, что они обеспечивают выделение не только стирола, но и этилбензола, который затем можно превратить в дополнительные количества стирола. Стадии предварительной и последующей обработки, используемые в описанных здесь способах выделения, включают, например, без ограничений: гидрирование, дегидрирование, отделение экстракционного растворителя до или после стадий экстракционной дистилляции и отделение экстракционного растворителя во время экстракционной дистилляции.

Методики экстракционной дистилляции с применением последующих стадий обработки можно использовать для выделения стирола из сырья, содержащего по меньшей мере стирол, этилбензол и необязательно один или несколько ароматических или неароматических углеводородов. Эти способы включают разделение потока сырья на первый поток, относительно более концентрированный по стиролу, чем поток сырья (например, обогащенный стиролом поток), и второй поток, сравнительно более концентрированный по этилбензолу, чем поток сырья (например, обедненный стиролом поток), выделение стирола из первого потока, дегидрирование этилбензола во втором потоке с образованием дополнительного количества стирола и выделение дополнительного количества стирола.

Далее варианты настоящего изобретения будут описаны более подробно с помощью рисунков. Фигур А 1 представляет типичную схему системы выделения стирола 1, в которой выделяют стирол и отделяют обедненный стиролом экстракционный растворитель для его дальнейшей обработки. Как показано на фигуре 1, стиролсодержащее сырье подают по линии 101 в секцию предварительной обработки 100 с образованием обогащенного стиролом потока сырья, который выходит по линии 102.

Например, в этом варианте пиролизный газолин подают по линии 101, а в одной или нескольких последовательно расположенных колоннах фракционирования в секции предварительной обработки 100 происходит полное отделение обогащенных стиролом фракций C₈ с образованием обогащенного стиролом потока сырья, который выходит по линии 102. В некоторых вариантах секция предварительной обработки 100 может также включать аппарат гидрирования для селективного гидрирования любых ацетиленовых соединений, например, фенилацетилена, но без превращения значительного количества стирола в этилбензол.

На фигуре 1 обогащенный стиролом поток сырья выходит из колонны экстракционной дистилляции 110. Обогащенный стиролом экстракционный растворитель подают в колонну экстракционной дистилляции 110 по линии 106. В одном варианте в колонне экстракционной дистилляции 110 может находиться второй растворитель, поступающий в колонну, как описано в патенте США 5877385, содержание которого включено здесь ссылкой во всей полноте. Поток обедненного стиролом очищенного продукта выходит из колонны экстракционной дистилляции 110 через верхнюю линию 103. Обогащенный стиролом поток выходит из колонны экстракционной дистилляции 110 через нижнюю линию 104 и идет в колонну выделения растворителя 120, где стирол отделяют от экстракционного растворителя. Сырой стирол отводят из колонны выделения растворителя 120 через верхнюю линию 105 и затем подают в секцию окончательной обработки 130 для очистки стирола до необходимых технических параметров. Секция окончательной обработки 130 может включать, но не ограничивается этим: осушительную систему, систему обесцвечивания и сероочистки и колонну конечной дистилляции. Очищенный стирол выходит из секции окончательной обработки 130 по линии 107.

Обедненный стиролом поток выходит из колонны выделения растворителя 120 по нижней линии 106. В одном варианте нижняя линия 106 может проходить через ряд теплообменников для сбережения энергии потока перед подачей обедненного стиролом потока обратно в колонну экстракционной дистилляции 110. В одной точке проточного аппарата, показанного на фигуре 1, часть обедненного стиролом потока непрерывно удаляют для обработки экстракционного растворителя. Точка отбора части обедненного стиролом потока может находиться на выходе из колонны выделения растворителя 130 или между указанными выше теплообменниками и после них. Как здесь показано, в результате непрерывной обработки обедненного стиролом потока удается поддерживать эффективность экстракционного растворителя, используемого для экстракционной дистилляции стирола.

На фигуре 1 часть обедненного стиролом потока проходит по линии 108 для обработки и возвращается после обработки по линии 109. В некоторых вариантах удаляемая часть обедненного стиролом потока составляет примерно 0-40% от всего циркулирующего экстракционного растворителя. В других вариантах удаляемая часть обедненного стиролом потока составляет примерно 0-20% от всего экстракционного растворителя. В еще одних вариантах удаляемая часть обедненного стиролом потока составляет примерно 0-10% от всего экстракционного растворителя.

На фигуре 2 показана типичная схема многостадийного аппарата 200 для обработки обедненного стиролом потока. Обедненный стиролом поток поступает в многостадийный аппарат 200 по линии 108 (см. фигуру 1) и входит на 1-ю ступень системы уравновешивания 220. Многостадийный аппарат 200 может включать горизонтальные и вертикальные резервуары, а также колонны многостадийной экстракции жидкость-жидкость. Обедненный стиролом поток контактирует с органическим растворителем и водой либо до, либо во время подачи на 1-ю ступень системы уравновешивания 220 и затем происходит смешение. В одном варианте обедненную стиролом фазу сначала смешивают с органическим растворителем до смешения с водой. После добавления воды на 1-й ступень системы 220 образуется двухфазная система, причем легкая органическая фаза содержит большую часть органического растворителя и полимера, а тяжелая органическая фаза содержит воду и экстракционный растворитель. Легкая органическая фаза выходит из 1-й ступень системы уравновешивания 220 по линии 203, а тяжелая органическая фаза выходит по линии 204. Легкую органическую фазу можно промыть водой, подаваемой по линии 201, в последующих системах уравновешивания 230 (+2-я стадия) и 240 (+3-я стадия) для уменьшения содержания экстракционного растворителя в органической фазе. Например, после следующей системы уравновешивания 230 легкая органическая фаза выходит по линии 205 и входит в следующую систему уравновешивания 240, а тяжелая органическая фаза выходит по линии 206 и возвращается на 1-ю ступень системы уравновешивания 220. Аналогично после следующей ступень 240 легкая органическая фаза выходит из многостадийного аппарата 200 по линии 209 и тяжелая органическая фаза выходит по линии 210 и возвращается в следующую систему уравновешивания 230. Водную фазу с +3-й ступень (т.е. 240) подают на 2-ю ступень (т.е. 230) и затем на 1-ю ступень (т.е. 220). В использовании этих стадий/систем нет ограничений, и специалист может применить большее число стадий, чем это показано на фигуре 2, которые будут работать в соответствии с духом и объемом настоящего изобретения.

Аналогично тяжелую органическую фазу, содержащую воду, удаляемую по линии 204, можно направить в последующие системы уравновешивания 250 и 260, с тем чтобы уменьшить содержание полимера в тяжелой органической фазе (т.е. в экстракционном растворителе и воде). Как показано на фигуре 2, свежая порция органического растворителя поступает в многостадийный аппарат 200 по линии 202. Тяжелая органическая фаза подается в следующую систему уравновешивания 250, а легкую органическую фазу удаляют по линии 207 и возвращают в систему уравновешивания 220. Тяжелая органическая фаза выходит из следующей системы уравновешивания 250 по линии 208 и поступает в следующую систему уравновешивания 260. Легкую органическую фазу удаляют по линии 211 и возвращают в следующую систему 250. Тяжелая органическая фаза выходит из следующей системы 260 по линии 211 и готова для возвращения в систему выделения стирола 1, как показано на фигуре 1. Тяжелую органическую фазу, выходящую по линии 212 (т.е. поток растворителя экстракции плюс воды), можно необязательно обработать для уменьшения содержания воды или направить непосредственно в систему выделения стирола 1.

В некоторых вариантах стадиями завершающей обработки растворителя экстракции могут стать стадии от -2-й до +5-й, в других вариантах от -1-й стадии до +2-й стадии и в еще одних вариантах от -1-й до +2-й стадии.

В следующих вариантах органический растворитель, удаляемый по линии 209, может содержать другие вещества, добавляемые в технологическую схему. Эти вещества могут включать без ограничений ингибиторы и замедлители, используемые для предотвращения образования полимеров, а также реагенты для предотвращения коррозии, эмульгирования и т.п.

На фигуре 3 показана типичная схема системы выделения стирола, в которой стирол отделяют и обедненный стиролом поток обрабатывают в отгоночной колонне 300. В варианте, приведенном на фигуре 3, обедненный стиролом поток из линии 108 (см. фигуру 1) направляют в отгоночную колонну 300, где для отпаривания растворителя экстракции используют водяной пар из линии 301. Верхний поток, выходящий по линии 304 и содержащий экстракционный растворитель, можно направить прямо в колонну экстракционной дистилляции, используемой в способе выделения стирола. Нижний поток, выходящий из линии 305, можно необязательно один раз промыть на стадии промывки жидкость/жидкость 310 органическим растворителем, поступающим по линии 302, и водой, поступающей по линии 303. Экстракцию жидкость/жидкость проводят аналогично тому, как это описано в варианте фигуры 2. Органическую фазу со стадии промывки жидкость/жидкость 310 отводят по линии 306 и направляют на следующий рецикл растворителя. Водную фазу, выходящую по линии 307, смешивают с обедненным стиролом потоком в линии 108 и снова направляют в отгоночную колонну 300. В отгоночной колонне 300 основную часть экстракционного растворителя отделяют от полимеров, тяжелой органики и неорганических веществ. Поскольку большую часть экстракционного растворителя отводят из отгоночной колонны 300 по линии 304, обычно для выделения оставшегося экстракционного растворителя в водной фазе, отведенной со дна отгоночной колонны 300, достаточно одной стадии промывки жидкость/жидкость. Однако специалисту в данной области будет очевидно, что при необходимости можно провести еще одну промывку жидкость/жидкость.

На фигуре 4 показана типичная схема системы выделения стирола, в которой к экстракционному растворителю добавляют дополнительный растворитель, способствующий выделению стирола. Как показано на фигуре 4, дополнительный растворитель в варианте системы выделения стирола с фигуры 1 добавляют по линии 401. Дополнительный растворитель можно добавлять либо непрерывно, либо периодически в контур непрерывной циркуляции экстракционного растворителя в системе выделения стирола 1. В одном варианте дополнительный растворитель имеет температуру кипения, равную или почти равную температуре кипения экстракционного растворителя. В других вариантах дополнительный растворитель имеет такую же температуру кипения, как и экстракционный растворитель. В этом варианте температура кипения дополнительного растворителя ближе к температуре кипения экстракционного растворителя, чем к температуре кипения стирола. Следовательно, в случае дополнительного растворителя в колоннах экстракционной дистилляции и выделения растворителя основная часть дополнительного растворителя останется вместе с экстракционным растворителем. В этом варианте добавление дополнительного растворителя способствует одной из функций экстракционного растворителя, например, проявлению сродства растворителя экстракции к стиролу и полимеру и селективности растворения. В некоторых вариантах дополнительный растворитель может представлять собой, например, близкокипящие ароматические соединения, простые эфиры гликолей и их комбинации.

Согласно описанным выше разным вариантам, в настоящем изобретении также описаны системы выделения стирола с колонной экстракционной дистилляции, колонной выделения растворителя, аппаратом обработки растворителя, в котором имеется по меньшей мере одна ступень установления равновесия, и контуром непрерывной циркуляции, связывающим колонну экстракционной дистилляции, колонну выделения растворителя и аппарат обработки растворителя. В некоторых вариантах системы выделения стирола включают также отгоночную колонну, которая также является частью контура непрерывной циркуляции. В некоторых других вариантах системы выделения стирола включают также линию подачи дополнительного растворителя, соединенную с контуром непрерывной циркуляции.

Для специалистов в данной области очевидно, что раскрытые здесь методики и варианты являются только иллюстративными примерами реализации изобретения. Специалисты должны понимать, что в свете настоящего изобретения в конкретные раскрытые варианты можно внести много изменений и получить такой же или аналогичный результат, не отклоняясь от сущности и объема изобретения.

На основании приведенного описания специалист в данной области может легко выявить существенные признаки данного изобретения и, не отклоняясь от его сущности и объема, внести различные изменения и модификации для адаптации описания к различным вариантам и условиям применения. Описанные выше варианты являются только иллюстративными и не служат для ограничения объема изобретения, который определен формулой.

Изобретение относится к вариантам способа выделения стирола и поддержания эффективности экстракционного растворителя в системе выделения стирола из обогащенного стиролом сырья. Один из вариантов включает следующие стадии: (a) подачу обогащенного стиролом сырья в колонну экстракционной дистилляции, (b) отвод обогащенного стиролом потока из колонны экстракционной дистилляции, причем обогащенный стиролом поток содержит стирол и экстракционный растворитель; (c) подачу обогащенного стиролом сырья в колонну отделения растворителя, d) отвод обедненного стиролом потока из колонны отделения растворителя, причем количество стирола в обедненном стиролом потоке меньше, чем в обогащенном стиролом потоке; e) отделение части обедненного стиролом потока, f) приведение в контакт части обедненного стиролом потока с органическим растворителем в равновесной системе жидкость-жидкость, имеющей несколько равновесных стадий, с образованием промытого экстракционного растворителя, содержащего легкую органическую фазу и тяжелую органическую фазу, причем легкая органическая фаза переходит на следующую равновесную стадию, а тяжелая органическая фаза возвращается на первую равновесную стадию; и g) рецикл промытого экстракционного растворителя обратно в колонну экстракционной дистилляции. Способ позволяет рационально использовать растворители. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ выделения стирола и поддержания эффективности экстракционного растворителя в системе выделения стирола из обогащенного стиролом сырья, включающий следующие стадии:
(a) подачу обогащенного стиролом сырья в колонну экстракционной дистилляции;
(b) отвод обогащенного стиролом потока из колонны экстракционной дистилляции, причем обогащенный стиролом поток содержит стирол и экстракционный растворитель;
(c) подачу обогащенного стиролом сырья в колонну отделения растворителя;
d) отвод обедненного стиролом потока из колонны отделения растворителя, причем количество стирола в обедненном стиролом потоке меньше, чем в обогащенном стиролом потоке;
e) отделение части обедненного стиролом потока;
f) приведение в контакт части обедненного стиролом потока с органическим растворителем в равновесной системе жидкость-жидкость, имеющей несколько равновесных стадий, с образованием промытого экстракционного растворителя, содержащего легкую органическую фазу и тяжелую органическую фазу, причем легкая органическая фаза переходит на следующую равновесную стадию, а тяжелая органическая фаза возвращается на первую равновесную стадию; и
g) рецикл промытого экстракционного растворителя обратно в колонну экстракционной дистилляции.

2. Способ по п. 1, в котором стадия приведения в контакт дополнительно включает промывку обедненного стиролом потока водой.

3. Способ по п. 2, в котором соотношение воды и экстракционного растворителя составляет примерно от 4 до примерно 0.2.

4. Способ по п. 1, в котором экстракционный растворитель составляет примерно 0-40% обедненного стиролом потока.

5. Способ по п. 1, в котором экстракционный растворитель составляет примерно 0-10% обедненного стиролом потока.

6. Способ по п. 1, в котором стадию приведения в контакт проводят в равновесной системе жидкость-жидкость, включающей по меньшей мере одну стадию установления равновесия.

7. Способ по п. 6, в котором имеется до семи стадий установления равновесия.

8. Способ по п. 1, в котором органический растворитель включает по меньшей мере один углеводород.

9. Способ по п. 1, в котором стадия приведения в контакт включает смешение обедненного стиролом потока с органическим растворителем и затем смешение с водой.

10. Способ по п. 1, дополнительно включающий добавление к экстракционному растворителю по меньшей мере одного дополнительного растворителя.

11. Способ по п. 10, в котором по меньшей мере один дополнительный растворитель выбирают из группы, состоящей из близкокипящих ароматических соединений и простых эфиров гликоля.

12. Способ выделения стирола и поддержания эффективности экстракционного растворителя в системе выделения стирола из сырья, содержащего стирол и этилбензол, причем указанный способ включает следующие стадии:
(a) подачу сырья в колонну экстракционной дистилляции;
(b) отвод обогащенного стиролом потока из колонны экстракционной дистилляции, причем обогащенный стиролом поток содержит стирол и экстракционный растворитель;
(с) подачу обогащенного стиролом потока в колонну выделения растворителя;
d) отвод обедненного стиролом потока из колонны выделения растворителя, причем количество стирола в обедненном стиролом потока меньше, чем в обогащенном стиролом потоке;
(е) отделение части обедненного стиролом потока;
f) приведение в контакт части обедненного стиролом потока путем отпаривания с образованием перегнанного с водяным паром экстракционного растворителя и неперегнанного экстракционного растворителя, в равновесной системе жидкость-жидкость, имеющей несколько равновесных стадий, причем неперегнанный экстракционный растворитель затем промывают органическим растворителем и водой с образованием промытого экстракционного растворителя, содержащего легкую органическую фазу и тяжелую органическую фазу, причем легкая органическая фаза переходит на следующую равновесную стадию, а тяжелая органическая фаза возвращается на первую равновесную стадию; и промытый экстракционный растворитель возвращают в обедненный стиролом поток для следующей операции отгонки с водяным паром и
g) рецикл перегнанного экстракционного растворителя обратно в колонну экстракционной дистилляции.

13. Способ по п. 12, в котором экстракционный растворитель составляет примерно 0-40% обедненного стиролом потока.

14. Способ по п. 12, в котором отгонка с паром включает использование отгоночной колонны для выделения растворителя экстракции из обедненного стиролом потока.

15. Способ по п. 12, в котором стадию приведения в контакт неперегнанного экстракционного растворителя органическим растворителем и водой проводят в равновесной системе жидкость-жидкость, включающей по меньшей мере одну стадию установления равновесия.

16. Способ по п. 12, дополнительно включающий добавление к экстракционному растворителю по меньшей мере одного дополнительного растворителя.

17. Способ по п. 16, в котором по меньшей мере один дополнительный растворитель выбирают из группы, состоящей из близкокипящих ароматических соединений и простых эфиров гликолей.