СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОЧИЩЕННОЙ БЕНЗОЛЬНОЙ КОМПОЗИЦИИ ИЗ ПОТОКА НЕОЧИЩЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ, СОДЕРЖАЩЕГО БЕНЗОЛ Российский патент 2024 года по МПК C10G67/04 C10G21/16 B01D11/04 B01D3/14 C10G21/20 C10G21/22 C07C7/10 C07C7/163 

Настоящее изобретение относится к способу и установке для получения очищенной бензольной композиции из потока неочищенных углеводородов, содержащего бензол.

Бензол - важный исходный материал для синтеза множества химических соединений, таких как этилбензол, кумол, циклогексен, нитробензол и др. Эти соединения, в свою очередь, представляют собой исходные материалы для синтеза других соединений, таких как стирол, фенол, ацетон, циклогексанол и анилин, которые являются важными предшественниками полимеров, таких как полистиролы, бутадиен-стирольные каучуки, полиамиды и эпоксидные смолы, моющих активных веществ, таких как алкилбензолсульфоновые кислоты, растворителей, пестицидов, красителей и др. По этой причине бензол фактически является одним из самых производимых химикатов в мире.

Известно несколько способов производства бензола, таких как каталитический риформинг, паровой крекинг, гидродеалкилирование (HAD) толуола, диспропорционирование (TDP) толуола, экстракция легкого масла коксовых печей (COLO), способ «LPG Cyclar», превращение газа в ароматические соединения и др. Однако преобладающими путями производства являются паровой крекинг и каталитический риформинг. В любом из этих производственных маршрутов используют блок экстракции на основе растворителя для извлечения бензола нефтехимического качества из пиролизного бензина (также называемого пиробензином), поступающего из паровой крекинг-установки, или продукта риформинга, получаемого при каталитическом риформинге. На нефтеперерабатывающих заводах имеет место растущая тенденция к извлечению ароматических соединений типа бензола из бензина флюид-каталитического крекинга (ФКК (FCC)). Эту тенденцию приписывают прогнозируемому росту производства нефтехимической продукции, но не снижению или стагнации спроса на нефтезаводское топливо. Традиционно для контроля бензола в бензине, бензол, находящий в бензине ФКК, отбирают в виде бензольной средней фракции из колонны разделения нафты на бензине ФКК. Обогащенную бензолом фракцию затем направляют либо на специальный блок насыщения бензолом, либо на блок изомеризации легкой нафты или каталитического риформинга. У любого из этих подходов есть два основных недостатка. Во-первых, обогащенная бензолом средняя фракция имеет значительное количество высокооктановых олефинов, которые насыщают при направлении на блок гидроочистки нафты перед блоком изомеризации нафты или каталитического риформинга. С другой стороны, при направлении на специальный блок насыщения бензолом также происходит потеря октана. Эта потеря октана затем должна быть компенсирована на блоках по производству октана нефтеперерабатывающих заводов, таких как блок изомеризации, риформинга, алкилирования и др. Кроме того, присутствие бензола является нежелательной характеристикой сырья изомеризации легкой нафты. Во-вторых, ценность бензола как продукта нефтехимии в способах типа изомеризации или насыщения бензолом теряется.

Таким образом, из-за упомянутых выше недостатков существующих подходов к контролю бензола и прогнозируемой тенденции роста доли продуктов нефтехимии в сравнении с нефтезаводским топливом в настоящее время нефтепереработчики заинтересованы в возможности извлечения ароматических соединений, таких как бензол, из бензина ФКК, одновременно исключив потерю октана, связанную с насыщением высокооктановых олефинов. Однако все это не так просто и не так однозначно. Бензин ФКК в отличие от продукта риформинга или пиробензина, представляет собой сложное исходное сырье для экстракции растворителем из-за высокого присутствия нафтенов, циклических олефинов и олефинов. Эти соединения из-за их полярности, близких температур кипения и особенности образования азеотропных смесей трудно отделять от ароматических соединений. Обогащенная бензолом или фракция С₆-С₈-нафты ФКК при подаче в систему экстрактивной дистилляции на основе растворителя дает следующие потоки: во-первых, обогащенный олефином рафинат, который может быть направлен непосредственно в бензиновый резервуар для смешения, так как большая часть серы была извлечена, и, во-вторых, обогащенный бензолом или ароматическими соединениями (бензолом, толуолом и смешанными ксилолами) экстракт, содержащий соединения серы.

Чтобы экстрагированные ароматические соединения типа бензола соответствовали техническим требованиям нефтехимического сорта, требуется общее содержание серы меньше чем 1 масс.ч./млн (массовые части на миллион) и общее содержание азота меньше чем 1 масс.ч./млн. Для ароматических соединений, таких как толуол и смешанные ксилолы, требования к содержанию серы являются менее строгими и обычно составляют меньше чем 10 масс.ч./млн в зависимости от последующего применения. Как объяснялось выше, экстракция ароматических соединений из бензина ФКК также приводит к сопутствующему удалению соединений серы, таких как меркаптаны, дисульфиды и тиофены в порядке тиофены>дисульфиды>меркаптаны. Блок гидродесульфуризации (ГДС (HDS)) устанавливают ниже по потоку экстрагированных ароматических соединений для соответствия требуемым количествам серы и азота. При проектировании этой установки ГДС необходимо учитывать некоторые ключевые конструктивные соображения, которые включат правильный выбор катализатора и рабочих условий, таких как давление и температура, в сочетании с правильной конструкцией находящегося выше по потоку блока экстрактивной дистилляции и выбором растворителя. Эта необходимость обусловлена следующими причинами. Во-первых, насыщение ароматических соединений, таких как бензол, приводящее к насыщению до циклогексана (потеря кольца), должно быть сведено до минимума, иначе чистота ниже по потоку бензольного продукта будет необратимо нарушена, поскольку в системе нет другого способа восстановления чистоты бензола. Если в реальных операциях встречаются более высокие, чем проектные, значения потери бензольного кольца, обычно ограничиваемые меньше чем 0,1% масс. потери кольца, то для нефтепереработчика доступны только повторная экстракция или растворение путем разбавления большим количеством риформата или пиробензина экстрагированного бензинового пула или направление на находящуюся ниже по потоку установку риформинга. Для нефтеперерабатывающего завода любой из этих подходов означает экономические потери, так как подразумевает дополнительные капитальные и эксплуатационные расходы (в случае повторной экстракции), или оказывает влияние на общую чистоту нефтезаводского бензола (в случае растворения путем разбавления), или требует дополнительных мощностей (в случае технологического маршрута с блоком риформинга), которые в противном случае могли быть использованы для увеличения производства бензола за счет увеличения пропускной способности для сырья блока риформинга тяжелой нафты. Во-вторых, катализатор ГДС имеет рабочий диапазон от начала цикла (SOR) до конца цикла (EOR), который охватывает всю продолжительность его цикла. В условиях SOR потери кольца могут быть ниже проектной величины. Однако по мере старения катализатора температуру на входе в реактор повышают, чтобы компенсировать потерю активности катализатора. Повышение температуры может снова спровоцировать более высокую, чем проектная, величину потери кольца, что влияет на чистоту бензола. В-третьих, переработчики нефти в настоящее время перерабатывают более тяжелое и сложное исходное сырье на своих установках флюид-каталитического крекинга остатков (ФККО (RFCC)) или флюид-каталитического крекинга (ФКК (FCC)). Это может приводить к более высокому, чем ожидается, содержанию серы на входе в реактор ГДС, что снова провоцирует потерю кольца выше проектной величины. В-четвертых, содержание олефина должно быть минимизировано на входе в реактор ГДС. Это в значительной степени достигается за счет правильного выбора растворителя и конструкции находящегося выше по потоку блока экстракции. При соблюдении требований по содержанию серы, таких как меньше чем 1 масс.ч./млн, происходит насыщение олефинов в процессе ГДС, что приводит к экзотермическому эффекту. Экзотермический эффект снова приводит к более высокой, чем ожидается, потери кольца. И, наконец, присутствие следового количества С₆-циклических олефинов (таких как циклогексен или метилциклопентен) в экстрагированных ароматических соединениях снова может вызывать проблемы с чистотой бензола. С₆-Циклические олефины преимущественно удаляют в находящейся выше по потоку секции экстракции. Однако может происходить некоторый проскок в экстракт, так как эти соединения трудно отделять от ароматических соединений в системе экстрактивной дистилляции на основе растворителя. Эти циклические олефины будут подвергаться насыщению до С₆-нафтенов (циклогексана или метилциклопентана) в процессе ГДС при соблюдении требований по сере. Таким образом, на чистоту бензола может повлиять проскок С₆-циклических олефинов в экстракт из находящегося выше по потоку блока экстрактивной дистилляции.

В свете вышеизложенного цель настоящего изобретения состоит в разработке способа и установки для получения очищенной бензольной композиции из потока неочищенных углеводородов, содержащего бензол (такого как, например, С₆-фракция или С₆-С₈-фракция бензина ФКК или COLO), включающих стадию экстракции на основе растворителя и стадию гидродесульфуризации, которые надежно дают бензольный продукт высокой чистоты даже в случае более высокой, чем ожидалось, потери бензольного кольца во время стадии гидродесульфуризации, из-за факторов, которые объяснены выше, причем на высокую чистоту бензола не оказывает влияние даже проскок С₆-циклических олефинов или С₇-изоолефинов из находящейся выше по потоку секции экстракции.

В соответствии с изобретением эта цель достигается путем предоставления способа получения очищенной бензольной композиции из потока неочищенных углеводородов, содержащего, по меньшей мере, 10% об. бензола, который включает следующие стадии:

a) проведение экстракции на основе растворителя потока неочищенных углеводородов и дополнительного потока, содержащего бензол, рециркулированного на стадии d), с получением обогащенного бензолом ароматического потока и обедненного бензолом неароматического потока,

b) проведение гидродесульфуризации обогащенного бензолом ароматического потока, полученного на стадии а), с получением десульфуризованного ароматического потока,

c) проведение дистилляции десульфуризованного ароматического потока, полученного на стадии b), с получением потока очищенного бензола и дополнительного потока, содержащего бензол, имеющего концентрацию бензола между меньше чем 100% масс. и азеотропной концентрацией бензола, и

d) по меньшей мере, частичную рециркуляцию дополнительного потока, содержащего бензол, полученного на стадии с), на стадию а).

Термин «дополнительный поток, содержащий бензол, имеющий концентрацию бензола между меньше чем 100% масс. и азеотропной концентрацией бензола» в соответствии с настоящим изобретением означает поток, где поток имеет концентрацию бензола между меньше чем 100% масс. и конечной азеотропной концентрацией бензола, которая определяется парожидкостным равновесием соединений, находящихся в дополнительном потоке, содержащем бензол, причем дополнительный поток, содержащий бензол, содержит бензол и, по меньшей мере, одно соединение из числа циклогексана, метилциклопентана, 2,3-диметилпентана и 2,4-диметилпентана. Другими словами, когда дополнительный поток, содержащий бензол, содержит только бензол и циклогексан, азеотропная концентрация бензола представляет собой концентрацию бензола в азеотропе, образованном этими двумя соединениями, то есть, в азеотропе бензола и циклогексана. Если дополнительный поток, содержащий бензол, содержит бензол, циклогексан и метил-циклопентан, то азеотропная концентрация бензола представляет собой концентрацию бензола в азеотропе, образованном этими тремя соединениями, то есть, в азеотропе бензола, циклогексана и метилциклопентана. Все последующие ссылки на «поток, содержащий бензол и циклогексан» фактически означают дополнительный поток, содержащий бензол, имеющий концентрацию бензола между меньше чем 100% масс. и азеотропной концентрацией бензола, где дополнительный поток, содержащий бензол, содержит бензол и, по меньшей мере, одно соединение из числа циклогексана, метилциклопентана, 2,3-диметилпентана и 2, 4-диметилпентана. Таким образом, дополнительный поток, содержащий бензол, представляет собой поток, содержащий бензол и, по меньшей мере, одно соединение из числа циклогексана, метилциклопентана, 2,3-диметилпентана и 2,4-диметилпентана.

За счет проведения дистилляции на стадии с) так, что десульфуризованный ароматический поток, полученный на стадии десульфуризации b), разделяют на поток очищенного бензола и дополнительный поток, содержащий бензол, содержащий помимо бензола, по меньшей мере, одно соединение из числа циклогексана, метилциклопентана, 2,3-диметилпентана и 2,4-диметилпентана, с вышеупомянутой концентрацией бензола, и за счет рециркуляции дополнительного потока, содержащего бензол, по меньшей мере, частично и предпочтительно полностью на экстракцию на основе растворителя стадии а), нисколько или, если это вообще имеет место, только очень незначительные количества бензола, находящегося в дополнительном содержащем бензол потоке, теряются. Более конкретно, если это и происходит, незначительное количество бензола, находящегося в дополнительном потоке, содержащем бензол, может быть потеряно при проведении экстракции на основе растворителя в рафинат (или обедненный бензолом неароматический поток, соответственно), при этом практически весь бензол экстрагируют растворителем в обогащенный бензолом ароматический поток. За счет проведения гидродесульфуризации обогащенного бензолом ароматического потока после экстракции растворителем с получением десульфуризованного ароматического потока и затем за счет проведения его дистилляции чистота конечного бензольного продукта остается неизменной, даже если имеет место потеря кольца выше ожидаемой (например, 0,4% масс. в реальных условиях работы относительно 0,1% масс. проектной величины) во время стадии гидродесульфуризации. Кроме того, даже если будет проскок С₆-циклических олефинов и/или С₇-изоолефинов со стадии экстракции на основе растворителя в обогащенный бензолом ароматический поток, эти соединения также надежно отделяют от бензола, поскольку насыщенная форма этих соединений (то есть, С₆-нафтены или С₇-изопарафины), если они образуются во время стадии гидродесульфуризации, тоже дают азеотропы с бензолом. Другой важной особенностью способа по изобретению является то, что не требуется производить на стадии дистилляции с) дополнительный поток, содержащий бензол и, по меньшей мере, одно соединение из числа циклогексана, метил-циклопентана, 2,3-диметилпентана и 2,4-диметилпентана, с конечной азеотропной концентрацией. Вместо этого для этой цели достаточно только дополнительного потока, содержащего бензол и, по меньшей мере, одно соединение из числа циклогексана, метил-циклопентана, 2,3-диметилпентана и 2,4-диметилпентана, имеющего тенденцию к концентрации бензола в направлении азеотропной композиции. Другими словами, в случае более высокой чем 0,4% масс. потери кольца блок дистилляции, находящийся ниже по потоку от гидродесульфуризации, может быть спроектирован для производства дополнительного потока, содержащего бензол, с концентрацией бензола приблизительно 95% масс. вместо 52% масс. (что означает концентрацию в азеотропе бензола и циклогексана), что составляет приблизительно 5% от общего количества бензола в потоке, поступающем от находящейся ниже по потоку стадии гидродесульфуризации. Таким образом, влияние рецикла дополнительного потока, содержащего бензол, на общие капитальные и эксплуатационные расходы установки минимально, причем установка здесь означает комбинацию блока экстракции на основе растворителя, блока гидродесульфуризации и блока (азеотропной) дистилляции. В частности, эти положительные эффекты достигаются, когда С₆-фракцию или С₆-С₈-фракцию бензина ФКК или COLO используют в качестве исходного сырья процесса. Кроме того, эти положительные эффекты получают даже в случае очень длительного времени работы, включая интервал температур от начала цикла до конца цикла катализатора, в случае более тяжелого чем ожидалось исходного сырья, поданного на ФКК, ФККО или COLO, или в случае проскока С₆-циклических олефинов и/или С₇-изоолефинов в обогащенный бензолом ароматический поток, полученный на стадии экстракции на основе растворителя. Более конкретно, полученный поток очищенного бензина, как правило, имеет чистоту бензола свыше 99,8% и содержание серосодержащих соединений и азотсодержащих соединений меньше чем 1 масс.ч./млн. Полученный бензольный продукт соответствует требованиям нефтехимии и не нуждается в дополнительной переработке, такой как повторная экстракция или разбавление большим количеством пиробензина или продуктом риформинга из бензольного резервуара.

Как указывалось выше, на стадии с) десульфуризованный ароматический поток, полученный на стадии b), подвергают дистилляции так, что получают поток очищенного бензола и дополнительный поток, содержащий бензол, имеющий концентрацию бензола между меньше чем 100% масс. и азеотропной концентрацией бензола. Предпочтительно, дистилляцию на стадии b) проводят с получением потока очищенного бензола и дополнительного потока, содержащего бензол, имеющего концентрацию бензола между меньше чем 99% масс., более предпочтительно меньше чем 98% масс., более предпочтительно меньше чем 97% масс. и даже более предпочтительно меньше чем 96% масс., и азеотропной концентрацией бензола, например, концентрацией бензола от 90 до 96% масс. В другом варианте предпочтительно, чтобы дистилляция на стадии b) была проведена с получением потока очищенного бензола и дополнительного потока, содержащего бензол, имеющего концентрацию бензола меньше чем 90% масс., более предпочтительно меньше чем 80% масс. и более предпочтительно, самое большее, 70% масс., например, концентрацию бензола от 70 до 90% масс.

Как указывалось выше, особое преимущество изобретения состоит в том, что способ получения очищенной бензольной композиции из потока неочищенных углеводородов, содержащего, по меньшей мере, 10% об. бензола, особенно подходит для переработки потока неочищенных углеводородов, имеющего сопоставимо низкое содержание бензола, например, нафты ФКК или ФККО или COLO, в частности любой из их С₆-фракции или С₆-С₈-фракции. Однако хорошие результаты также получают, когда поток неочищенных углеводородов содержит более высокие количества бензола, например, из расчета на 100% масс. предпочтительно, по меньшей мере, 20% об., более предпочтительно, по меньшей мере, 30% об. и даже более предпочтительно, по меньшей мере, 50% об. бензола.

Например, способ по настоящему изобретению позволяет получать высокоочищенный бензол с высоким выходом из потока неочищенных углеводородов, который помимо ароматических соединений содержит, из расчета на 100% масс, i) от 20 до 60% об. и предпочтительно от 30 до 50% об. парафинов, ii) от 10 до 50% об. и предпочтительно от 20 до 30% об. олефинов и iii) от 5 до 40% об. и предпочтительно от 10 до 25% об. нафтенов.

Особенно хорошие результаты получают, когда поток неочищенных углеводородов, подаваемый в способ по настоящему изобретению, представляет собой С₆-фракцию или С₆-С₈-фракцию из нафты флюид-каталитического крекинга или С₆-фракцию или С₆-С₈-фракцию из легкого масла коксовых печей.

В соответствии с настоящим изобретением поток неочищенных углеводородов и дополнительный поток, содержащий бензол, рециркулированный на стадии d), подвергают экстракции на основе растворителя так, что получают обогащенный бензолом ароматический поток и обедненный бензолом неароматический поток. В соответствии с настоящим изобретением это означает, что поток неочищенных углеводородов и дополнительный поток, содержащий бензол, рециркулированный на стадии d), отдельно друг от друга подают на блок экстракции на основе растворителя, например, на блок экстрактивной дистилляции на основе растворителя, или поток неочищенных углеводородов и дополнительный поток, содержащий бензол, рециркулированный на стадии d), смешивают друг с другом в объединенный поток сырья перед подачей на блок экстракции растворителем, где проводят экстракцию на основе растворителя.

Таким образом, в соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения на стадии а) поток неочищенных углеводородов смешивают с дополнительным потоком, содержащим бензол, рециркулированный на стадии d), с получением потока сырья, который повергают экстракции на основе растворителя. Поток неочищенных углеводородов может быть смешан с рециркулированный дополнительным потоком, содержащим бензол, с использованием смесителя, такого как статический смеситель и/или динамический смеситель, или только путем объединения линии с потоком неочищенных углеводородов и линии с рециркулированный дополнительным содержащим бензол потоком, в одну линию без какого-либо конкретного смесительного устройства.

В соответствии с альтернативным вариантом изобретения поток неочищенных углеводородов и дополнительный поток, содержащий бензол, рециркулированный на стадии d), отдельно друг от друга подают на блок экстракции на основе растворителя, например, в колонну экстрактивной дистилляции. Например, углеводородный поток может быть подан в нижний конец колонны экстрактивной дистилляции, тогда как дополнительный содержащий бензол поток, рециркулированный на стадии d), подают в колонну экстрактивной дистилляции выше него, или наоборот.

Настоящее изобретение особенно не ограничено типом экстракции на основе растворителя, проводимой на стадии а). Таким образом, в принципе экстракция растворителем может быть проведена в экстракционной колонне без использования насадки или с использованием насадки, такой как структурированная насадка и/или неструктурированная насадка, или с использованием тарелок для оптимизации площади контакта между растворителем, с одной стороны, и потоком неочищенных углеводородов и рециркулированный дополнительным потоком, содержащим бензол, с другой стороны. Предпочтительно экстракцию на основе растворителя проводят в экстракционной колонне, которая содержит тарелки.

В частности, хорошие результаты получают, когда поток неочищенных углеводородов и дополнительный поток, содержащий бензол, рециркулированный на стадии d), подвергают на стадии а) экстрактивной дистилляции. При экстрактивной дистилляции вверху дистилляционной колонны получают обедненный бензолом неароматический поток, тогда как поток, содержащий ароматические соединения и растворитель, получают внизу дистилляционной колонны. Поток, содержащий ароматические соединения и растворитель, затем может быть направлен во вторую дистилляционную колонну, в которой ароматические соединения (преимущественно бензол, если используют С₆-фракцию, или смесь бензола, толуола и смешанных ксилолов, если используют С₆-С₈-фракцию, вместе с соединениями серы, находящимися в потоке углеводородного сырья) отделяют от растворителя, так что растворитель получают внизу второй дистилляционной колонны, которую обычно называют колонной извлечения растворителя, при этом обогащенный бензолом ароматический поток получают вверху дистилляционной колонны. Колонна извлечения растворителя предпочтительно в одной ее части содержит насадку, а в другой части тарелки.

Чтобы полностью отделить ароматические соединения от неароматических соединений на стадии а) при проведении экстракции на основе растворителя, при дальнейшем развитии идеи настоящего изобретения предложено использовать на стадии а) растворитель, имеющий сопоставимую высокую полярность и сопоставимую высокую температуру кипения. Такие растворители позволяют превосходно отделять бензол и другие ароматические соединения при экстракции на основе растворителя от неароматических соединений, так как они имеют высокую растворимость для бензола и других ароматических соединений, но проявляют высокую степень отторжения для соединений типа циклогексана (который может появляться из-за потери кольца или проскока циклогексена в результате экстракции на основе растворителя и насыщения во время гидродесульфуризации), метилциклопентана (который может появляться из-за проскока метил-циклопентена в результате экстракции на основе растворителя и насыщения во время гидродесульфуризации) и 2,3-диметилпентана и 2, 4-диметилпентана (которые могут появляться в результате проскока С₇-изоолефинов в результате экстракции на основе растворителя и насыщения во время гидродесульфуризации). Более того, преимуществом является то, что растворитель демонстрирует высокую степень отторжения олефинов (включая циклические олефины), так что на входе в находящийся ниже по потоку реактор гидродесульфуризации имеет место минимальное содержание олефинов. Это выгодно, так как присутствие олефинов в реакторе гидродесульфуризации может приводить к экзотермическому эффекту вследствие насыщения. Экзотермический эффект может приводить к более высокой, чем проектная, потере бензольного кольца.

Особенно хорошие результаты получают, когда растворитель, используемый на стадии а), выбирают из группы, включающей сульфолан, 3-метилсульфолан, 2,4-диметилсульфолан, 3-этил-сульфолан, N-метилпирролидон, 2-пирролидон, N-этилпирролидон, N-пропилпирролидон, N-формилморфолин, диметилсульфон, диэтил-сульфон, метилэтилсульфон, дипропилсульфон, дибутилсульфон, тетраэтиленгликоль, триэтиленгликоль, диметиленгликоль, этиленгликоль, этиленкарбонат, пропиленкарбонат и произвольные комбинации двух или нескольких из них.

В соответствии с другим особенно предпочтительным вариантом осуществления изобретения растворитель, используемый на стадии а), содержит сульфолан, смешанный с 3-метил-сульфоланом, N-формилморфолином, 2-пирролидоном, дипропилсульфоном, тетраэтиленгликолем, водой, тяжелыми сернистыми остатками из бензина ФКК или их смесями в качестве сорастворителя.

Настоящее изобретение особенно не ограничено относительно типа гидродесульфуризации, проводимой на стадии b) способа по настоящему изобретению. Следовательно, гидродесульфуризация может быть проведена так, как это известно и является обычным в предшествующем уровне техники. Особенно хорошие результаты получают, когда обогащенный бензолом ароматический поток вместе с водородом на стадии b) подвергают воздействию катализатора, выбираемого из группы, включающей сплавы и соединения, содержащие кобальт и молибден или содержащие никель и молибден, при температуре от 200 до 500°С. Более предпочтительно температура составляет от 245°С (SOR) до 300°С (EOR), и давление во время гидродесульфуризации равно 25 бар абс., причем парциальное давление водорода предпочтительно лежит в интервале от 5 до 7 бар абс. Предпочтительно блок гидродесульфуризации также удаляет азотсодержащие соединения, находящиеся в обогащенном бензолом ароматическом потоке, чтобы гарантировать, что полученный десульфуризованный ароматический поток соответствует требованиям по общему содержанию азота.

При дальнейшем развитии идеи настоящего изобретения предложено подвергать десульфуризованный ароматический поток на стадии с) одному или нескольким этапам дистилляции, причем, по меньшей мере, один этап дистилляции проводят с помощью дистилляционной колонны, имеющей от 5 до 100 теоретических ступеней. Однако более предпочтительно на стадии с) подвергать десульфуризованный ароматический поток, по меньшей мере, одному этапу дистилляции, имеющему больше теоретических ступеней, чем обычно используют в предшествующем уровне техники, чтобы надежно разделять на стадии с) десульфуризованный ароматический поток на поток очищенного бензола и дополнительный поток, содержащий бензол. Особенно хорошие результаты получают, когда десульфуризованный ароматический поток на стадии с) подвергают одному или нескольким этапам дистилляции, где, по меньшей мере, один этап дистилляции проводят с помощью дистилляционной колонны, имеющей от 5 до 100 и предпочтительно от 10 до 80 теоретических ступеней. Самые хорошие результаты получают, когда на стадии с), по меньшей мере, один этап дистилляции проводят с помощью дистилляционной колонны, имеющей от 15 до 60, более предпочтительно от 20 до 60 и наиболее предпочтительно от 30 до 60 теоретических ступеней.

Обычно дистилляционная колонна имеет внизу ребойлер и конденсатор наверху. Если используют колонну с верхней разделительной стенкой, то в верхней части может быть предусмотрено два конденсатора, по одному с каждой стороны верхней части.

Как указывалось выше, на стадии с) десульфуризованный ароматический поток разделяют на поток очищенного бензола и дополнительный поток, содержащий бензол. В зависимости от состава потока неочищенных углеводородов помимо бензола только одно соединение из числа циклогексана, метилциклопентана, 2,3-диметилпентана и 2,4-диметилпентана, или два из числа циклогексана, метилциклопентана, 2,3-диметилпентана и 2,4-диметилпентана, или три из числа циклогексана, метилциклопентана, 2,3-диметилпентана и 2,4-диметилпентана, или все из числа циклогексана, метилциклопентана, 2,3-диметилпентана и 2,4-диметилпентана могут находиться в дополнительном содержащем бензол потоке.

Предпочтительно дистилляцию на стадии с) проводят при давлении от 0,01 до 1,0 МПа, более предпочтительно от 0,05 до 0,5 МПа, еще более предпочтительно от 0,13 до 0,17 МПа и наиболее предпочтительно от 0,10 до 0,20 МПа, например, приблизительно при 0,15 МПа.

Более того, дистилляцию на стадии с) предпочтительно проводить при температуре от 80 до 180°С, более предпочтительно от 90 до 160°С, еще более предпочтительно от 90 до 140°С и наиболее предпочтительно от 90 до 100°С.

В соответствии с другим особенно предпочтительным вариантом настоящего изобретения десульфуризованный ароматический поток на стадии с) подвергают одному или нескольким этапам дистилляции, где, по меньшей мере, один этап дистилляции проводят с помощью колонны с разделительной стенкой, то есть, колонны, в которой стенка проходит перпендикулярно вертикальному направлению. Особенно хорошие результаты получают, когда, по меньшей мере, один этап дистилляции проводят с помощью колонны с верхней разделительной стенкой. По сравнению с обычной 3-фракционной колонной при достижении такого же общего результата по всей установке колонна с верхней разделительной стенкой обеспечивает преимущество уменьшенной высоты и меньшего потребления энергии при таком же общем числе теоретических ступеней. Следует отметить, что при сравнении с точки зрения общего числа теоретических ступеней необходимо учитывать ступени на любой стороне стенки вместе со ступенями ниже стенки. Этот вариант осуществления особенно предпочтителен при использовании в качестве потока неочищенных углеводородов С₆-фракции или С₆-С₈-фракции из нафты флюид-каталитического крекинга или С₆-фракции или С₆-С₈-фракции из легкого масла коксовых печей.

В соответствии с первым вариантом этого варианта осуществления на стадии с) проводят один этап дистилляции, а стенка колонны с верхней разделительной стенкой проходит от верхнего конца колонны с верхней разделительной стенкой вниз на 20-70% и предпочтительно на 20-50% от высоты колонны с верхней разделительной стенкой. В этом варианте на левой стороне верха колонны с разделительной стенкой получают поток отходящего газа, содержащий низкомолекулярные углеводороды, например, водород, сероводород, метан, этан, пропан и бутан, тогда как на правой стороне верха колонны с разделительной стенкой получают дополнительный поток, содержащий бензол, а внизу колонны с разделительной стенкой получают поток очищенного бензола. Этот вариант особенно приемлем при использовании в качестве потока неочищенных углеводородов С₆-фракции из нафты флюид-каталитического крекинга или поток С₆-фракции из легкого масла коксовых печей.

Этот первый вариант также особенно приемлем при использовании в качестве потока неочищенных углеводородов С₆-С₈-фракции из нафты флюид-каталитического крекинга или С₆-С₈-фракции из легкого масла коксовых печей. В этом случае внизу дистилляционной колонны с разделительной стенкой получают не поток очищенного бензола (то есть, не С₆-поток), а поток очищенных С₆-С₈-ароматических соединений. Этот поток С₆-С₈-ароматических соединений затем может быть легко переработан, например, в обычной дистилляционной колонне, чтобы разделить поток С₆-С₈-ароматических соединений на поток очищенного бензола и один или несколько потоков других ароматических соединений.

В соответствии с альтернативным вариантом настоящего изобретения, который особенно приемлем при использовании в качестве потока неочищенных углеводородов С₆-С₈-фракции из нафты флюид-каталитического крекинга или легкого масла коксовых печей, десульфуризованный ароматический поток, полученный на стадии b), подвергают на стадии с) двум этапам дистилляции. В этом варианте десульфуризованный ароматический поток, полученный на стадии b), предпочтительно подвергают первому этапу дистилляции в первой дистилляционной колонне так, что вверху первой дистилляционной колонны получают поток отходящего газа, содержащий низкомолекулярные углеводороды, то есть, водород, сероводород, С₁-С₄-углеводороды, такие как метан, этан, пропан и бутан, тогда как внизу первой дистилляционной колонны получают поток жидкости с оставшимися соединениями. Предпочтительно этот жидкий поток подвергают второму этапу дистилляции во второй дистилляционной колонне так, что в виде бокового потока второй дистилляционной колонны получают поток очищенного бензола, вверху второй дистилляционной колонны получают дополнительный содержащий бензол поток, а внизу второй дистилляционной колонны получают С₇₊-поток.

В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения десульфуризованный ароматический поток подвергают на стадии с) двум этапам дистилляции, причем десульфуризованный ароматический поток подвергают первому этапу дистилляции в первой дистилляционной колонне так, что вверху дистилляционной колонны получают поток отходящего газа, содержащий низкомолекулярные углеводороды, например, водород, сероводород, метан, этан, пропан и бутан, тогда как внизу первой дистилляционной колонны получают поток жидкости с оставшимися соединениями. Предпочтительно этот жидкий поток подвергают второму этапу дистилляции во второй колонне с разделительной стенкой так, что в виде первого бокового потока второй дистилляционной колонны получают поток очищенного бензола, в виде второго бокового потока второй дистилляционной колонны получают обогащенный толуолом поток, вверху второй дистилляционной колонне получают дополнительный содержащий бензол поток, а внизу второй дистилляционной колонне получают поток, обогащенный ксилолом. Предпочтительно вторая колонна с разделительной стенкой представляет собой колонну со средней разделительной стенкой, которая означает колонну, где стенка проходит перпендикулярно вертикальному направлению.

Предпочтительно стенка проходит, если смотреть снизу вверх второй дистилляционной колонны, от точки, расположенной на расстоянии от 10 до 30% от низа, к верху второй дистилляционной колонны до точки, расположенной на расстоянии от 70 до 90% от низа к верху второй дистилляционной колонны.

Предпочтительно отношение дополнительного содержащего бензол потока к потоку очищенного бензола, полученному на стадии с), составляет от 1 до 50% об., предпочтительно от 2 до 30% об., более предпочтительно от 2 до 20% об., даже более предпочтительно от 3 до 10% об. и наиболее предпочтительно от 5 до 10% об.

В соответствии с настоящим изобретением на стадии d) дополнительный поток, содержащий бензол, полученный на стадии с), по меньшей мере, частично рециркулируют на стадию а), то есть, на экстракцию на основе растворителя. Более предпочтительно на стадии d), по меньшей мере, 50% об., даже более предпочтительно, по меньшей мере, 80% об., еще более предпочтительно, по меньшей мере, 90% об. и наиболее предпочтительно весь дополнительный поток, содержащий бензол, полученный на стадии с), рециркулируют на стадию а), то есть, на экстракцию на основе растворителя.

Другой аспект настоящего изобретения относится к установке для очистки потока неочищенных углеводородов, содержащего, по меньшей мере, 10% об. бензола, которая включает:

i) блок экстракции на основе растворителя, имеющий, по меньшей мере, одну впускную линию и выпускную линию для обогащенного бензолом ароматического потока,

ii) блок гидродесульфуризации, имеющий впускную линию, соединенную с выпускной линией блока экстракции на основе растворителя, и имеющий выпускную линию для десульфурированного ароматического потока,

iii) блок дистилляции, имеющий впускную линию, соединенную с выпускной линией блока гидродесульфуризации, выпускную линию для потока очищенного бензола и выпускную линию для дополнительного содержащего бензол потока, и

iv) линию рециркуляции, соединяющую выпускную линию для дополнительного содержащего бензол потока блока дистилляции с одной из, по меньшей мере, одной впускной линии блока экстракции на основе растворителя.

Предпочтительно установка также содержит блок смешения для смешения потока неочищенных углеводородов с дополнительным потоком, содержащим бензол, рециркулированный через линию рециркуляции, причем блок смешения имеет впускную линию для потока неочищенных углеводородов, впускную линию для дополнительного содержащего бензол потока, и выпускную линию для смеси потока неочищенных углеводородов и дополнительного потока, содержащего бензол, которую также называют здесь потоком сырья.

При дальнейшем развитии идеи изобретения предложено, чтобы блок дистилляции включал только одну дистилляционную колонну, имеющую от 5 до 100, предпочтительно от 10 до 80, более предпочтительно от 15 до 60, еще более предпочтительно от 20 до 60 и наиболее предпочтительно от 30 до 60 теоретических ступеней.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы дистилляционная колонна установки представляла собой колонну с верхней разделительной стенкой.

Особенно хорошие результаты получают, когда стенка колонны с верхней разделительной стенкой проходит от верхнего конца колонны с верхней разделительной стенкой перпендикулярно вниз на 20-70% и предпочтительно на 20-50% высоты колонны с верхней разделительной стенкой, которая означает расстояние от низа до верха дистилляционной колонны.

В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы блок дистилляции содержал две дистилляционные колонны, где одна из двух дистилляционных колонн имеет от 5 до 100, предпочтительно от 10 до 80, более предпочтительно от 15 до 60, еще более предпочтительно от 20 до 60 и наиболее предпочтительно от 30 до 60 теоретических ступеней.

Предпочтительно первая из двух дистилляционных колонн имеет впускную линию, соединенную с выпускной линией блока гидродесульфуризации, имеет от 5 до 30 и предпочтительно от 15 до 20 теоретических ступеней и имеет в ее нижней части выпускную линию для жидкого потока, причем вторая из двух дистилляционных колонн имеет впускную линию, соединенную с выпускной линией для жидкого потока первой дистилляционной колонны, имеет выпускную линию для потока очищенного бензола и имеет выпускную линию для дополнительного потока, содержащего бензол.

Особенно предпочтительно, чтобы вторая дистилляционная колонна была колонной со средней разделительной стенкой. Особенно хорошие результаты получают, когда стенка колонна со средней разделительной стенкой проходит, если смотреть снизу вверх второй дистилляционной колонны, от точки, расположенной на расстоянии от 10 до 30% расстояния от низа до верха второй дистилляционной колонны, до точки, расположенной на расстоянии от 70 до 90% расстояния от низа до верха второй дистилляционной колонны.

Далее конкретные варианты осуществления по настоящему изобретению описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи и с помощью примеров.

ФИГ. 1a представляет собой схематичный вид установки для получения очищенной бензольной композиции из потока неочищенных углеводородов, содержащего бензол, в соответствии с предшествующим уровнем техники.

ФИГ. 1b представляет собой более подробный схематичный вид блока экстракции на основе растворителя, являющегося частью установки, показанной на ФИГ. 1а.

ФИГ. 2 представляет собой схематичный вид установки для получения очищенной бензольной композиции из потока неочищенных углеводородов, содержащего бензол, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

ФИГ. 3 представляет собой схематичный вид установки для получения очищенной бензольной композиции из потока неочищенных углеводородов, содержащего бензол, в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

ФИГ. 4 представляет собой схематичный вид установки для получения очищенной бензольной композиции из потока неочищенных углеводородов, содержащего бензол, в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

ФИГ. 5 представляет собой схематичный вид установки для получения очищенной бензольной композиции из потока неочищенных углеводородов, содержащего бензол, в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Установка 10 в соответствии с предшествующим уровнем техники, показанная на ФИГ. 1а и 1b, включает блок экстракции на основе растворителя 12, блок гидродесульфуризации 14 и блок дистилляции 16. Блок экстракции на основе растворителя 12 содержит впускную линию 18 для подачи потока неочищенных углеводородов в блок экстракции на основе растворителя 12, выпускную линию 20 для обогащенного бензолом ароматического потока и выпускную линию 22 для обедненного бензолом неароматического потока. Выпускная линия 20 для обогащенного бензолом ароматического потока также представляет собой впускную линию для блока гидродесульфуризации 14, который также имеет впускную линию 23 для водорода, а также выпускную линию 24 для десульфурированного ароматического потока. Выпускная линия 24 для десульфурированного ароматического потока представляет собой впускную линию для блока дистилляции 16, который также имеет выпускную линию 26 для потока очищенного бензола и выпускную линию 28 для отходящего газа. Блок дистилляции 16 содержит одну дистилляционную колонну 16', которая имеет 16 теоретических ступеней.

Блок экстракции на основе растворителя 12 более подробно показан на ФИГ. 1b и включает первую дистилляционную колонну 30 и вторую дистилляционную колонну 32. Впускная линия 18 для подачи потока неочищенных углеводородов соединена со средней частью первой дистилляционной колонны 30. Кроме того, линия (рециркуляции) растворителя 34 ведет в верхнюю часть первой дистилляционной колонны 30. Во время дистилляции обедненный бензолом неароматический поток получают в виде головного потока и выводят из первой дистилляционной колонны 30 через выпускную линию 22. Внизу первой дистилляционной колонны 30 получают смесь растворителя и обогащенного бензолом ароматического потока, которую выводят из первой дистилляционной колонны 30 через линию 36 и затем подают во вторую дистилляционную колонну 32, в которой растворитель отделяют от обогащенного бензолом ароматического потока. При этом регенерированный растворитель отводят назад из низа второй дистилляционной колонне 32 через линию (рециркуляции) растворителя 34 в верхнюю часть первой дистилляционной колонны 30, обогащенный бензолом ароматический поток выводят из верха второй дистилляционной колонны 32 через линию 20 и подают в блок гидродесульфуризации 14.

Во время работы установки 10 обогащенный бензолом ароматический поток подают через линию 20, а водород подают через впускную линию 23 в блок гидродесульфуризации 14, в котором серосодержащие соединения в качестве примесей подвергают десульфуризации в несодержащие серу соединения и сероводород. Блок гидродесульфуризации также удаляет азотсодержащие соединения, находящиеся в обогащенном бензолом ароматическом потоке, чтобы гарантировать, что полученный десульфуризованный ароматический поток соответствует требованиям по общему содержанию азота. Полученный десульфуризованный ароматический поток подают через линию 24 в дистилляционную колонну 16'. Поток отходящего газа, полученный во время дистилляции в виде головного продукта и содержащий низкомолекулярные углеводороды, такие как (C₁-С₅-углеводороды, в частности метан, этан, пропан, бутан, водород (оставшийся после гидродесульфуризации) и сероводород (произведенный при гидродесульфуризации), выводят из дистилляционной колонны 16' через выпускную линию 28, тогда как поток очищенного бензола, полученный в виде нижнего продукта, выводят из дистилляционной колонны 16' через выпускную линию 26.

Напротив, способ, проводимый на установке 10 в соответствии с настоящим изобретением, показанной на ФИГ. 2-5, включает стадию проведения дистилляции десульфуризованного ароматического потока, полученного в блоке гидродесульфуризации 14, с получением потока очищенного бензола и дополнительного потока, содержащего бензол, и стадию, по меньшей мере, частичной и предпочтительно полной рециркуляции полученного таким образом дополнительного потока, содержащего бензол, в блок экстракции на основе растворителя 12. Для этой цели установка 10 по настоящему изобретению, показанная на ФИГ. 2-5, включает линию рециркуляции 38 для дополнительного потока, содержащего бензол, полученного в блоке дистилляции 16, где линия рециркуляции 34 соединяет блок дистилляции 16 и блок экстракции на основе растворителя 12. Более того, блок дистилляции 16 для этой цели содержит, по меньшей мере, одну дистилляционную колонну, имеющую подходящее высокое число теоретических ступеней, чтобы при дистилляции разделять десульфуризованный ароматический поток, полученный в блоке гидродесульфуризации 14, на поток очищенного бензола и дополнительный поток, содержащий бензол. Предпочтительно число теоретических ступеней этой дистилляционной колонны составляет от 5 до 100, более предпочтительно от 10 до 80, даже более предпочтительно от 15 до 60, еще более предпочтительно от 20 до 60 и наиболее предпочтительно от 30 до 60.

За счет проведения дистилляции на стадии с) так, что десульфуризованный ароматический поток, полученный на стадии десульфуризации b), разделяют на поток очищенного бензола и дополнительный поток, содержащий бензол, надежно и практически полностью отделяют, по меньшей мере, одно соединение из числа циклогексана, метилциклопентана, 2,3-диметилпентана и 2,4-диметилпентана, находящихся в виде примесей в дополнительном потоке, содержащем бензол, от потока очищенного бензола, что приводит к потоку бензола, имеющему очень высокую чистоту, например, по меньшей мере, 99,8% об. Так как дополнительный поток, содержащий бензол, рециркулируют, по меньшей мере, частично и предпочтительно полностью на стадию экстракции на основе растворителя а), нисколько или, если это вообще имеет место, только очень незначительные количества бензола, находящегося в дополнительном содержащем бензол потоке, теряются. Это обусловлено тем фактом, что дополнительный поток, содержащий бензол, разбивают на стадии экстракции на основе растворителя а) на обогащенный бензолом ароматический поток и обедненный бензолом неароматический поток, то есть, бензол и другие ароматические соединения, находящиеся в дополнительном потоке, содержащем бензол, отделяют от, по меньшей мере, одного соединения из числа циклогексана, метилциклопентана, 2,3-диметилпентана и 2,4-диметилпентана, присутствующих в виде примесей, или других примесей в форме олефинов, парафинов, нафтенов и других неароматических соединений. За счет проведения десульфуризации обогащенного бензолом ароматического потока после экстракции на основе растворителя так, что получают десульфуризованный ароматический поток, и затем за счет проведения дистилляции десульфуризованного ароматического потока так, что получают поток очищенного бензола и дополнительный поток, содержащий бензол, фактически извлекают бензол, рециркулированный посредством дополнительного потока, содержащего бензол, из дистилляции на экстракцию на основе растворителя. В итоге способ по настоящему изобретению позволяет надежно и с высоким выходом получать из потока неочищенных углеводородов, содержащего бензол, очищенную бензольную композицию с высокой концентрацией бензола, например, по меньшей мере, 99,8% об., и требуемым, самое большее, минимальным количеством примесей соединений серы, например, самое большее, 1 масс.ч./млн, количественно определяемым как общее содержание серы, и общим содержанием азота меньше чем 1 масс.ч./млн. В частности, эти положительные эффекты получают даже, когда в качестве исходного сырья для способа используют С₆-фракцию или С₆-С₈-фракцию бензина ФКК или С₆-фракцию или С₆-С₈-фракцию COLO. Кроме того, эти положительные эффекты получают даже в случае очень длительного времени работы, включающего интервал температур катализатора от начала цикла до конца цикла, в случае более тяжелого, чем ожидалось, исходного сырья, подаваемого на ФКК, ФККО или COLO, или в случае проскока С₆-циклических олефинов и/или С₇-изоолефинов в ароматический поток, полученный на стадии экстракции на основе растворителя.

В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, блок дистилляции 16 содержит одну дистилляционную колонну 16', предпочтительно имеющую от 5 до 100 теоретических ступеней, где дистилляцию предпочтительно проводят при давлении от 0,1 до 0,2 МПа, например, при 0,15 МПа, и при температуре от 90 до 100°С, например, при 95°С. Этот вариант осуществления особенно подходит при использовании в качестве исходного сырья С₆-фракции из нафты флюид-каталитического крекинга или легкого масла коксовых печей.

Вариант осуществления, показанный на ФИГ. 3, отличается от варианта, показанного на ФИГ. 2, тем, что блок дистилляции 16 содержит колонну с разделительной стенкой 17, а точнее колонну с верхней разделительной стенкой 17. Предпочтительно стенка колонны с верхней разделительной стенкой 17 проходит от верхнего конца колонны с верхней разделительной стенкой 17 перпендикулярно вниз на 20-70% и предпочтительно на 20-50% высоты колонны с верхней разделительной стенкой. В этом варианте на левой стороне верха колонны с разделительной стенки 17 получают поток отходящего газа, содержащего низкомолекулярные углеводороды, такие как метан, этан, пропан, бутан, водород и сероводород, тогда как на правой стороне верха колонны с разделительной стенкой 17 получают дополнительный поток, содержащий бензол, а внизу колонны с разделительной стенкой 17 получают поток очищенного бензола. Предпочтительно колонна с верхней разделительной стенкой 17 имеет от 5 до 100 теоретических ступеней, где дистилляцию предпочтительно проводят при давлении от 0,1 до 0,2 МПа, например, при 0,15 МПа, и при температуре от 90 до 100°С, например, при 95°С. Использование колонны с разделительной стенкой 17 имеет преимущества в том, что дистилляционная колонна с разделительной стенкой 17 требует уменьшенной высоты для получения такого же результата разделения в сравнении с дистилляционной колонной, не являющейся колонной с разделительной стенкой, и что для ее работы требуется меньше энергии, чем для обычной дистилляционной колонны без разделительной стенки. Этот вариант особенно приемлем при использовании в качестве потока неочищенных углеводородов С₆-фракции из нафты флюид-каталитического крекинга или С₆-фракции из легкого масла коксовых печей.

Установка, показанная на ФИГ. 3, также особенно приемлема при использовании в качестве потока неочищенных углеводородов С₆-С₈-фракции из нафты флюид-каталитического крекинга или С₆-С₈-фракции из легкого масла коксовых печей. В этом случае внизу дистилляционной колонны с разделительной стенкой 17 получают не поток очищенного бензола (то есть, не С₆-поток), а поток очищенных С₆-С₈-ароматических соединений. Этот поток С₆-С₈-ароматическиих соединений затем может быть легко переработан, например, в обычной дистилляционной колонне, чтобы разделить С₆-С₈-ароматический поток на поток очищенного бензола и один или несколько потоков других неароматических соединений.

В варианте, показанном на ФИГ. 4, блок дистилляции 16 включает две дистилляционные колонны 40, 42. Первая дистилляционная колонна 40 предпочтительно имеет от 5 до 30 теоретических ступеней, тогда как вторая дистилляционная колонна 42 предпочтительно имеет от 5 до 100 теоретических ступеней. При этом дистилляцию в первой дистилляционной колонне 40 предпочтительно проводят при давлении от 0,1 до 0,2 МПа, например, при 0,15 МПа, и при температуре от 90 до 100°С, например, при 95°С, дистилляцию во второй дистилляционной колонне 4 2 предпочтительно проводят при давлении от 0,2 до 0,3 МПа, например, при 0,25 МПа, и при температуре от 90 до 140°С. Во время дистилляции, проводимой в первой дистилляционной колонне 40, вверху первой дистилляционной колонны получают поток отходящего газа, содержащий низкомолекулярные углеводороды, то есть, С₁-С₄-углеводороды, такие как метан, этан, пропан и бутан, водород и сероводород, и выводят через выпускную линию 28, тогда как внизу первой дистилляционной колонны 40 получают поток жидкости с оставшимися соединениями. Этот жидкий поток подают через линию жидкости 43 во вторую дистилляционную колонну 42 и подвергают дистилляции во второй дистилляционной колонне 42 так, что в виде бокового потока второй дистилляционной колонны 42 получают поток очищенного бензола, который выводят через выпускную линию 26, вверху второй дистилляционной колонны 42 получают дополнительный поток, содержащий бензол, который рециркулируют на блок экстракции на основе растворителя 12 через линию рециркуляции 38, и внизу второй дистилляционной колонны 42 получают С₇₊-поток, который выводят через выпускную линию 44. Этот вариант осуществления особенно приемлем при использовании в качестве потока неочищенных углеводородов С₆-С₈-фракции из нафты флюид-каталитического крекинга или легкого масла коксовых печей.

Вариант осуществления, показанный на ФИГ. 5, отличается от варианта, показанного на ФИГ. 4, тем, что блок дистилляции 16 содержит в качестве второй дистилляционной колонны 42 колонну с разделительной стенкой, а точнее колонну со средней разделительной стенкой. Предпочтительно стенка колонны со средней разделительной стенкой 42 проходит, если смотреть снизу вверх второй дистилляционной колонны, от точки, расположенной на расстоянии от 10 до 30% расстояния от низа до верха второй дистилляционной колонны, до точки, расположенной на расстоянии от 70 до 90% расстояния от низа до верха второй дистилляционной колонны. Первая дистилляционная колонна 40 предпочтительно имеет от 5 до 30 теоретических ступеней, а вторая дистилляционная колонна 42 предпочтительно имеет от 5 до 100 теоретических ступеней. При этом дистилляцию в первой дистилляционной колонне 40 предпочтительно проводят при давлении от 0,1 до 0,2 МПа, например, при 0,15 МПа, и при температуре от 90 до 100°С, например, при 95°С, а дистилляцию во второй дистилляционной колонне 42 предпочтительно проводят при давлении от 0,2 до 0,3 МПа, например, при 0,25 МПа, и при температуре от 90 до 160°С. Во время дистилляции, проводимой в первой дистилляционной колонне 40, вверху первой дистилляционной колонны получают поток отходящего газа, содержащий низкомолекулярные углеводороды, то есть, С₁-С₄-углеводороды, такие как метан, этан, пропан и бутан, водород и сероводород, и выводят через выпускную линию 28, тогда как внизу первой дистилляционной колонны 40 получают поток жидкости с оставшимися соединениями. Этот жидкий поток подают через линию жидкости 43 во вторую дистилляционную колонну 42 и подвергают дистилляции во второй дистилляционной колонне 42 так, что в качестве первого бокового потока второй дистилляционной колонны 4 2 получают поток очищенного бензола, который выводят через выпускную линию 26, в качестве второго бокового потока второй дистилляционной колонны 42 получают обогащенную толуолом фракцию, которую выводят через выпускную линию 46, вверху второй дистилляционной колонне 42 получают дополнительный поток, содержащий бензол, который рециркулируют в блок экстракции на основе растворителя 12 через линию рециркуляции 38, и внизу второй дистилляционной колонны 42 получают поток, обогащенный смешанными ксилолами, который выводят через выпускную линию 48. Этот вариант особенно приемлем при использовании в качестве потока неочищенных углеводородов С₆-С₈-фракции из нафты флюид-каталитического крекинга или легкого масла коксовых печей.

Далее настоящее изобретение описано со ссылкой на иллюстративные, но не ограничивающие примеры.

Примеры

Пример

С помощью программного обеспечения ASPEN HYSYS моделируют процесс, который выполняют на установке, показанной на ФИГ. 3, с использованием С₆-фракции нафты флюид-каталитического крекинга в качестве потока неочищенных углеводородов. Предполагается, что потери кольца составят 0,4% масс., что выше требуемого значения 0,1% масс. Кроме того, предполагается, что при проведении стадии экстракции на основе растворителя извлечение бензола составит более 99%, и в качестве целевого показателя установлена чистота бензола 99,9% масс.

Композиция десульфуризованного ароматического потока, композиция дополнительного содержащего бензол потока, а также температурный режим, условия по давлению и другие параметры во время дистилляции в дистилляционной колонне с верхней разделительной стенкой 17 представлены ниже в таблице.

Сравнительный пример

Соответствующий процесс, проводимый на установке, показанной на ФИГ. 1, моделируют с использованием такой же С₆-фракции нафты флюид-каталитического крекинга в качестве потока неочищенных углеводородов.

Композиция десульфуризованного ароматического потока, а также температурный режим, условия по давлению и другие параметры во время дистилляции в дистилляционной колонне 16' представлены ниже в таблице.

Следует отметить, что в примере количество исходного сырья выше, поскольку оно включает рециркулированный дополнительный поток, содержащий бензол.

Перечень ссылочных позиций

10 - Установка

12 - Блок экстракции на основе растворителя

14 - Блок гидродесульфурирования

16 - Блок дистилляции

16' - Дистилляционная колонна

17 - Дистилляционная колонна с разделительной (верхней) стенкой

18 - Впускная линия для потока неочищенных углеводородов

20 - Линия для обогащенного бензолом ароматического потока

22 - Выпускная линия для обедненного бензолом неароматического потока

23 - Впускная линия для водорода

24 - Линия для десульфурированного ароматического потока

26 - Выпускная линия для потока очищенного бензола

28 - Выпускная линия для отходящего газа

30 - Первая дистилляционная колонна блока экстракции на основе растворителя

32 - Вторая дистилляционная колонна блока экстракции на основе растворителя

34 - Линия (рециркуляции) растворителя 34

36 - Линия для смеси растворителя и обогащенного бензолом ароматического потока

38 - Линия рециркуляции для дополнительного потока, содержащего бензол

40 - Первая дистилляционная колонна блока дистилляции

42 - Вторая дистилляционная колонна блока дистилляции

43 - Линия жидкости

44 - Выпускная линия для С₇₊-потока

46 - Выпускная линия для обогащенной толуолом фракции

48 - Выпускная линия для смешанных ксилолов

Настоящее изобретение относится к технологии очистки углеводородов, конкретно к способу получения очищенной бензольной композиции из потока неочищенных углеводородов, содержащего не менее 10 об.% бензола, такого как, например, С₆-фракция или С₆-С₈-фракция бензина ФКК или легкого масла коксовых печей (COLO). Способ включает стадии a-d). На стадии а) поток неочищенных углеводородов и дополнительный поток, содержащий бензол, рециркулированный на стадии d), подвергают экстракции на основе растворителя с получением обогащенного бензолом ароматического потока и обедненного бензолом неароматического потока. На стадии b) ароматический поток, полученный на стадии а), гидродесульфуризируют с получением десульфуризованного ароматического потока. На этапе c) осуществляют дистилляцию обессеренного ароматического потока, полученного на стадии b), с получением потока очищенного бензола и дополнительного потока, содержащего бензол, причем дополнительный поток, содержащий бензол, содержит бензол и вместе с ним, по меньшей мере, одно из соединений, выбранных из циклогексана, метилциклопентана, 2,3-диметилпентана или 2,4-диметилпентана. Дополнительный поток имеет концентрацию бензола, начиная от азеотропной концентрации бензола в азеотропе, образованном с этими соединениями, и до 100 мас.%. На стадии d) проводят частичную рециркуляцию дополнительного потока, полученного на стадии с), на стадию а). Технический результат – предоставление способа для получения бензольной композиции высокой чистоты из потока неочищенных углеводородов, содержащего бензол. 10 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 табл., 1 пр.

1. Способ получения очищенной бензольной композиции из потока неочищенных углеводородов, содержащего, по меньшей мере, 10 об.% бензола, включающий следующие стадии:

a) подвергание потока неочищенных углеводородов и дополнительного потока, содержащего бензол, рециркулированного на стадии d), экстракции на основе растворителя с получением обогащенного бензолом ароматического потока и обедненного бензолом неароматического потока,

b) подвергание обогащенного бензолом ароматического потока, полученного на стадии а), гидродесульфуризации с получением десульфуризованного ароматического потока,

c) подвергание десульфуризованного ароматического потока, полученного на стадии b), дистилляции с получением потока очищенного бензола и дополнительного потока, содержащего бензол, причем дополнительный поток, содержащий бензол, содержит бензол и, по меньшей мере, одно соединение из циклогексана, метилциклопентана, 2,3-диметилпентана и 2,4-диметилпентана и имеет концентрацию бензола между меньше чем 100 мас.% и азеотропной концентрацией бензола в азеотропе, образованном этими соединениями, которая определяется парожидкостным равновесием соединений, находящихся в дополнительном содержащем бензол потоке, и

d) по меньшей мере, частичную рециркуляцию дополнительного потока, содержащего бензол, полученного на стадии с), на стадию а).

2. Способ по п. 1, в котором поток неочищенных углеводородов содержит из расчета на 100 мас.%, по меньшей мере, 20 об.%, предпочтительно, по меньшей мере, 30 об.% и более предпочтительно, по меньшей мере, 50 об.% бензола.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором поток неочищенных углеводородов содержит из расчета на 100 мас.% i) от 20 до 60 об.% и предпочтительно от 30 до 50 об.% парафинов, ii) от 10 до 50 об.% и предпочтительно от 20 до 30 об.% олефинов и iii) от 5 до 40 об.% и предпочтительно от 10 до 25 об.% нафтенов.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором поток неочищенных углеводородов представляет собой С₆-фракцию или С₆-С₈-фракцию из нафты флюид-каталитического крекинга или С₆-фракцию или С₆-С₈-фракцию из легкого масла коксовых печей.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором на стадии а) поток неочищенных углеводородов смешивают с дополнительным потоком, содержащим бензол, рециркулированным на стадии d), с получением потока сырья, который подвергают экстракции на основе растворителя.

6. Способ по любому из пп. 1-4, в котором поток неочищенных углеводородов и дополнительный поток, содержащий бензол, рециркулированный на стадии d), подают отдельно друг от друга на экстракцию на основе растворителя.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором поток неочищенных углеводородов и дополнительный поток, содержащий бензол, рециркулированный на стадии d), на стадии а) подвергают экстракции на основе растворителя.

8. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором растворитель, используемый на стадии а), выбирают из группы, состоящей из сульфолана, 3-метилсульфолана, 2,4-диметилсульфолана, 3-этилсульфолана, N-метилпирролидона, 2-пирролидона, N-этил-пирролидона, N-пропилпирролидона, N-формилморфолина, диметилсульфона, диэтилсульфона, метилэтилсульфона, дипропилсульфона, дибутилсульфона, тетраэтиленгликоля, триэтиленгликоля, диметиленгликоля, этиленгликоля, этиленкарбоната, пропиленкарбоната и произвольных комбинаций двух или более из них.

9. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором десульфуризованный ароматический поток подвергают на стадии с) одному или более этапам дистилляции, причем, по меньшей мере, один этап дистилляции проводят с помощью колонны (17) с верхней разделительной стенкой, причем предпочтительно на стадии с) проводят один этап дистилляции и стенка колонны (17) с верхней разделительной стенкой проходит от верхнего конца колонны (17) с верхней разделительной стенкой перпендикулярно вниз на 20-70% и предпочтительно на 20-50% высоты колонны (17) с верхней разделительной стенкой.

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором десульфуризованный ароматический поток подвергают на стадии с) двум этапам дистилляции, причем десульфуризованный ароматический поток подвергают первому этапу дистилляции в первой дистилляционной колонне (40) так, что получают вверху первой дистилляционной колонны (40) поток отходящего газа, содержащий С₁-С₇-углеводороды, водород и сероводород, а внизу первой дистилляционной колонны (40) поток жидкости с оставшимися соединениями, причем жидкий поток подвергают второму этапу дистилляции во второй дистилляционной колонне (42) так, что получают в виде бокового потока второй дистилляционной колонны (42) поток очищенного бензола, вверху второй дистилляционной колонны (42) дополнительный поток, содержащий бензол, и внизу второй дистилляционной колонны (42) С₇₊-поток.

11. Способ по любому из пп. 1-9, в котором десульфуризованный ароматический поток подвергают на стадии с) двум этапам дистилляции, причем десульфуризованный ароматический поток подвергают первому этапу дистилляции в первой колонне (40) так, что получают вверху первой дистилляционной колонны (40) поток отходящего газа, содержащий С₁-С₇-углеводороды, водород и сероводород, а внизу первой дистилляционной колонны (40) поток жидкости с оставшимися соединениями, причем жидкий поток подвергают второму этапу дистилляции во второй колонне (42) со средней разделительной стенкой так, что получают в виде первого бокового потока поток очищенного бензола, в виде второго бокового потока обогащенный толуолом поток, вверху второй дистилляционной колонны (42) дополнительный поток, содержащий бензол, и внизу второй (42) дистилляционной колонны поток, обогащенный ксилолом.