Способ выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей Советский патент 1983 года по МПК C07C7/10 

Изобретение относится к способу выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей путем жидкостной экстракции и может быть использовано в нефтехимической и не теперерабатывающей промышленности. Изйестны способы выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей с использованием та ких селективных растворителей как фурфурол, гликоли, диметилсульфоксид и др. Q1 j. Однако используемые растворители или обладают недостаточной растворяющей способностью, или недостаточ ной селективностью. Например, в процессе очистки газойлей С2 1 используется фурфурол, который обладает высокой селективностью, но недостаточно высокой растворяющей способностью. Последнее вызывает необходимость использо вать-его в больших объемах (до 800% по отношению к сырью. Кроме того, недостатком фурфурола является его низкая стабильность, а также высокая растворимость в воде, возрастаю щая с повышением температуры. Известен также способ выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей путем жидкостно экстракции с использованием в качестве селективного растворителя N-метилпирролидона ЕЗ. Однако N -метилпирролидон обладает высокой растворяющей способностью не только по отношению к аро матическим углеводородам, но и к п рафиновым и поэтому приходится для уменьшения растворимости добавлять большое количество - вода (до 25%), что ведет к увеличению энергетических затрат, кроме того, стоимость N -метилпирролидона высокая, что связано с многоступенчатым процессом его производства (5000,0 р. за 1 т ). Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому результату и тех нической сущности является способ выделения ароматических углеводорсэдов из углеводородных смесей путем жидкостной экстракции, согласно которому в качестве селективно1о раст ворителя используют 0,0-бис-(2-циан этил)-этиленгликоль 4J. Однако данный способ не пбзволяет выделить целевые ароматические углеводороды с высокой селективностью вследствие недостаточной селективности используемого растворителя. Цель изобретения - повышение селективности процесса. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей путем жидкост ной экстракции, в качестве селективного растворителя используют N -р-цианэтил-2-метилимидазолин. N-(S -цианэтил-2-метилимидазЬлин представляет собой соеди.нение формулыНгС-сНг IJ-.-N-CHj-CHrCH Y СНз Он . синтезируется,исходя из доступ ного сырья (этилендиамина, уксусной, кислоты и акрилонитрила ) в две стадии. N -;з -цианэтил-2-г 1етилимидазолин обладает более высокой плотностью («1 1,085), чем N -метилпирролидон (:(| 1,0330). Температура кипения N -р-цианэтил-2-метилимидазолин 99°С при 1,5-2 мм рт. ст., что обеспечивает небольшие потери растворителя при регенерации, поскольку, чем выше температура кипения растворителя, тем меньше потери от испарения. N -р -цианэтил-2-метилимидазолин обладает большей селективностью, чем фурфурол, ацетонитрил, диметилсульфоксид и N -метилпирролидон.. Так, селективность, выраженная через коэффициент активности для: системы в-гексан-бензЬл при температуре равна 16,81, а ацетонитрила б,О; фурфурола - 6,9; диметилсульфоксида - 12,8; N-метилпирролидона 8,6. Высокая селективность N-p-цианэтил-2-метилимилазолина обеспечивает более высокую степень чистоты извлекаемых ароматических углеводородов. Кроме того, N -р -цианэтил-2-метилимидазолин практически не растворяет парафиновые углеводороды и не растворяется в парафиньвых углеводородах/ что экономит его расход для.извлечения более растворимого компонента (ароматических углеводородов }, Так, коэффициент активности по отНсяяению к гексану при для N /3 -цианэтил-2-метилимидазолина составляет 46,75 (I/ITS 0,021ji, а N -метилпирролидона - уо 8,6 (i{f°r 0,116;. При сравнении селективности N-/J -цианэтил-2-метилимидазолина с другими дианпроизводнЕАли видно, что N - /3 -цианэтил-2-метилимидазолин не уступает им по селективности. Так, например, селективность 0,0-бис-(2-цианэтил)йтиленгликоля, выраженная через коэффициент активносори по отношению к системе гексаи-бензол при соответственно составляет 13,4. Предлагаемый способ вьвделения ароматических углеводородов позволяет осуществить щзоцесс по упрощенной схеме с исключением стадии экстрактивнойректификации экстрактаЬ которая приведена на фиг. X. Сырье {углеводородную фракции) подают в низ экстракционного аппарата 1, на верх которого подают растворитель N - -дианэтил-2-метилимидаэолин. Экстрактный раствор с низа экстрактора подают в колонну 2, где при атмосферном давлении производят отгоику головной фракции экстракта/ которую направляют на рисайкл в колонну 1. Экстрактный раствор с колонны 2 подают в колонну 3, где по вакуумом происходит отгонка экстракта от растворителя. Растворитель с низа КОЛОМНЫ 3.виовб поступает на экстракцию в колоииу 1.

Рафинатный раствор, поскольку в нем присутствуют следы растворителя , поступает в колонну 4, где горячей водой от него отмывают растворитель. С верху колонны 4 выводят рафинат, а с низу - воду с растворите лем. В колонне 5 отгоняют воду от растворителя. Отогнанную воду возвращают в колонну 4 на отмывку рафината, а растворитель с низа колоняы 5 подают вновь на экстракцию..

Ниже приведены приме1%1/ иллюстрйрукяцие предлагаемый способ.

П р им е р 1. Катализат платфОЕ ми н га (№. 6 2-12 О о, содержащий 32,5% ароматических углеводородов (&еизол, толуол ) подвергают многоступенчатой экстракции в условиях псёвдопротивотока в 7 ступеней. Температура экстракции 53 °С, кратность растворителя к сырью 2,5:1. В процессе экстракции подают ароматизированный рисайкл с содержанием ароматических углеводородов 86%.

Материальный баланс экстракции:

Приход.

Сырье 100 г

; Растворитель - 250 г

Рисайкл.- 70 г

Всего: 420 г

Получено:

Экстрактного раствора - 342,5 г в-т.ч. экстракта - 32,4 рисайкла - 60,0 г

Рафинатного ipacTBOpa - 77,5 г , в т.ч. рисайкла - 10,0 г

растворителя - следа

Выделенный экстрактйый расгзар пода;ергсиот разгонке в -соответствии со схемой, приведенной на фиг.1 В результате получают 32,4 г (32,5%) экстракта, содержащего 100% ароматических углеводородов, 248 г растворителя и 60 г рисайкла. Потери при разгонке составляют 2,0 г.

Из ароматического экстракта на . колонке четкой ректификации в 20 теоретических ступеней выделяют бензол и толуол, соответствующие требованиям на товарные продукты.

При этом извлечение бензола составляет свыше 99%, суммарной ароматики около 98%.

При разгонке рафинатного раствора получают 67,0 г (65,5%) рафииата, содержащего менее 1% ароматических углеводородов и 10,0 г рисайкла.

Потери при этом составляют 0,5 г.

П р и м е р 2. На фиг. 2 кривой 1 приведена треугольная диаграмма для системы гексан-бензол-N - р-цианэтил-2-метклимидазолин при 25С. ;

Для сравнения приведены диаграммы фазового равновесия для системы н-гексан-толуол-N-метилпирролидон при температуре 25°С кривая 2 и 0,0-бис-(2-цианэтил Ьтиленгликоль (кривая 3). Максимальная концентрация ароматического углеводорода, выделенного из экстрактной фазы, полученной -N -метилпирролидоном, не превышает 45%, а 0,0-бис- (2-цианэтил)этиленгликолем 95,5%, в то времякак для N -р -цианэтил-2-метилимидазолина эта величина составляет 96,5

Парафиновые углеводороды практически не растворимы в N -р-цианэтил-2-имидазолине, в то время как в

N -метилпирролидоне растворяется 15 об.% парафиновых углеводородов

П р и м е р 3. Проведена одноступенчатая экстракция при 25 С смеси 42,5-рб.% гексана и 67,5 об.% бензола N- fS-цианэтил-2-метилимидазолином (кратность ОV42 об.% иа сырье), т.е. исходная смесь состоит из 40 о6.% бензола, 30 об.% гексаиа и 30 об. % N- р-цианэтил-2-метили-; мидазолина. Результаты экстракции приведены в таблице.

. В этой же таблице с целью сопЪставяеяия приведены данные по экстракционному разделению этих же компонентов N -метилпирролидоном с добавкой 25% воды при 20°G.

Как видно из таблицы, селективность М- ft -цианэтил-2-метилимидазолина. составляет 25,8, а К, 0,519 И К 0,02i а для N -метилпирролидойа несмотря на такое большое количество добавок воды (25%), селективность составляет р 19,4 или ft 13,7л а К, 0,324 или ,320в зависиьюсти от состава фаэ.

Также JB таблице приведены данные по экстракции растворителями тог-о же класса: .высокоселективным цианпроизводным растворителем 0,0-бис

-(2-цианэтил/этиленгликолем и -аналогом по структуре этилимидазолином.

Как видно N - р -цианэтил-2-метилимидазЬлин не уступает по селективности 0,0-бис-(2-цианэТилЬтиленгликолю и превосходит имидазолин, не подвергнутый цианзтилированию.

Таким образом, вследствие использования более селективного растворителя, предлагаекый способ позволяет повысить селективность процесса выделения ароматических углеводородо1В.

СПОСОБ ЩДЕЛЕНИЯ ДРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕЮДОРОДОВ ИЗ ЗТЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ путем жидкостной экстракции селективным растворителем отличающийся тем, что, с целью повышения селективности процесса, в качестве селек ивного растворителя использую N - р-цианэтил-2-метилимидазолий.. SKOt/ffiym iP/

fk}№0/f . W 30 го аст8ор ufneflb