Способ выделения высокомолекулярных ароматических углеводородов из углеводородных смесей Советский патент 1984 года по МПК C07C7/10 

/изобретение oTHOi.; -ir;:u . .;; лбпия апоматкче с :.: , yjt::;vo,(;opL; -

,Jj.,;e,, J -iiiOA,;::iOCi t : hUt ,.;/vOЧ- Гй: Ч у ПЯ О ;- ,

BOOriciIHt-eCiXHjr углеводородов jii ;1-Л„ вСЙОрОДНЬ1«: ОгйСеЙ иУгКМ ЖКДХиС г О;--Т

Е :-;-ф-Г|;;:Ш- п: и НефТеперерс:.б|;;г 1;.; JiL,в.ь:аел:енл::-1 jsb:;COKO viG.neK;/ Hprbr:: аро;-;;;.; тичеслих Б од о род ОБ из :гвзсйлбЕЫА фра.вцга-j фракц}-;. ,:..trk napadjHi-cos и Гззошлей каталк:ь. с.плО2кикга,

Иавестен способ выделе: ги л чьских углеводородов из газсшлеЯ каталитического квекинга о ,

очкс:ки ггас:ледних; в ксторог-; ы к-iЧc СГВс CEjieHTHBHGГс ра-С-гворИ.гс-.. не

ПСЛ1-;:Лу1 :Л- ф Т фурОЯ I i J

о, урфур о л о , с1й т BbiCOKCI-- i-b.ij ti (

j-ijjHoeibiuj но кедоссаточнс . ,СзйС;й рйстворяюцей спосс;бкостью; ч-iG аь;ЭЫб лВГ ИС:;0 СХОДКМОС ТЬ ИСГЮ Jib. i: ci лЬ с.

Б больш -п объемах до 800%) го олношйнис; к сьфью : Другим недо:, силком фурфурола является низкая ч;табильность . также - БЬ сокая раСГВСриносхь 3 воде Бозрастаюшая с повьнпениек темглературы

;Г5Ябол&а близким к предлагае1-:(Орлу по ;:; riH4eL::s:c:/: суя;1-. я вляйгся

В;Д. „л лЛи-Л :;,iv:;;,::. Т Ж;КД ЬГ/Г У .1-: О И

.;л. ,: аюльзоааяи м в КсУчап ,зе .сгеу-лг-гзнол о растворителя НЛ Г--ди мечйаимядазолидона содержащего 3--10 i-iac Л Бодь; 2 J.

IлМ-Д;-1ые7Илкмнаазол:чдон обладает выссг ой ааотзоряющей слособносл-ыс

KS только по отношаняю к ароматичесКИМ углйЕодородаМ; но и к парафи О въкл (до 10;8 мас,%) несмотря на а,сбавку воды., что ооядает большие тех нологичеслия груцности при регенера-ции растг-у-дт-еля из рафинатной фазьь

Целл .. ..iO -ROveHK;;- упроглан й уехН1эло йн :ор удауса.

Постава..:;:;Л1:ая цель дос гигаа-л:й тнь чго согласит упособу зьщелекил аысо комо(йкуляра115л ароматическш;: углевод родов ИЗ углеьодородных смесей Лзлгза ждцкосТной экСгракци- к сзлекгнвньш растворите,-ИМ аа основе ярокззодного И1 5ида:зоуш,: а качсГ:тБе салекгл:8Ко:1о растворита/гя: используы1 -алк:«лиг;ш дазолчн обпай i|)oprv3y b (1.)

„Сп-Ш

-

С

R

)a R этил, И -пропилj смаггь 2-алккля1п1-1дазол.ика общай i:bopi4:yj:.:.i и ) ;

уда R И -луопиул Н -бугил; н-амил, , j 5-iQ мас,% диотиленгликоля,

.ли1.1Идазолины синтезируют яз дешевого и доступного сьфья ;,TajieH,TKaMKi a и низкомолекуляриых ;-;:нрль;х кислот - в одну стады-о.

Фк;9Ические свойства 2--апкилими.,лл-ог кнсв :при:ведены в табл. К

ii:,ri;. видно из табл, 1,, температура кипения алкялими,дазолинов высокая ;:; обеспечивает ь-ебольшие потери угри регенерации

Н -Бутил и н амилш 1идазолины твердые вещества, поэтому в качестве ;-;кстрагентов их используют в смеси у дизтиленгл).5коле1 1

П р и м ер 1, На фиг, 1 приведена треугольная диаграмма для системы Рi-Vic аан - Ы- -ме тилн афт алии -2-3 тил ими; й:(./лип гфи :0С

(ак видно,, диа рамма открп того ти:а, при зтом максимальная ксу ценгра;.|,1-1я ароматического углеводорода, выудаленного кз экстрактной фа.зы5 составляет 100 об,%. 2-Этилимидаэолин практически нерастворим в парафиновь - углеводородах, а в этилимидазоjvMi-ie растворяется всего 3j06% триL р и- м е р 2 На фиг, 2 привеyiSFui. треугольная диаграмма для сиеуа:.й.; трщ1;екан е1-метилнафталин-2 пролчл1:1.;ицазолкн при ,

iay.. аг-щнОу максимальная концент;- -,,: г ypoKaTaqecKoro углеводорода,, уу;уу:уус у:- о С :-)3 экстрактной фазы ; aiyja-ieT t8 обо%. 2 Пропилимидазо- -,-а у:.актически нерастворим в парарияозьгх; углеводородах

ii р и fi е р 3 На фигс 3 лривел ана треугольная диаграмма для сиеуаму тр здекан-5 --ме 1Ш1нафталчк 2--н- оутйлимидаэолин + 40 мас,% цизгилену-,ииколя при ..

Как ЕидкО; диаграмма закрьп ого jiria, при згом максимальная концентрация .ароматического углеводорода j вьыеланкого HS экстрактной фазы, сое3

тавляет 92 об.%, причем растворитель практически нерастворим в парафиновых углеводородах и в растворитле растворяется 2,6% тридекана.

Пример 4. На фиг. 4 приведена треугольная диаграмма для системы тридекан-с -метилнафталин-2-Н-амилимидазолин + 40 мас.% диэтиленгликоля при 50 С.

Как видно, диаграмма закрытого типа, при этом максимальная концентрация ароматического углеводорода, вьщеленного из экстрактной фазы, составляет более 83 об.%, причем растворитель практически нерастворим в парафиновых углеводородах и в растворителе растворяется 4,1% тридекана.

Пример 5. Проведены одноступенчатые экстракции смеси тридекан-о -метилнафталин-2-этилимидазолином, 2-JH-бyтилимидaзoлинoм в смеси с 40 мае.% диэтиленгликоля и 2-н-амилимидазолином в смеси с 40 мас.% диэтиленгликоля при 50 С, при кратности растворителя к сырью до 1:1 (мае

Результаты экстракции приведены в табл. 2.

Пример 6. Керосиногазойлевую фракцию состава:

начало кипения (Н.К.),С 195

50% 249

конец кипения (К.К.),С 360 с содержанием серы 0,001 мас., ароматических углеводородов 20,3 мас.% остальное - парафинонафтеновые углеводороды, подвергают многоступенчатой экстракции 2-этилимидазолином в условиях псевдопротивотока в 7 ступеней. Температура экстракции , кратность растворителя к сырью 3: :1 (мае.). В результате экстракции получено 26,0 об.% ароматического экстракта с содержанием 74,9 об.% ароматических углеводородов и 74,0 об.% деароматизированного рафината, содержащего 1,1 об,% ароматических углеводородов. Регенерацию растворителя осуществляют реэкстракцией низкомолекулярной парафиновой фракцией (экстракционный бензин марки А по ТУ 38-101303-72).

С целью сопоставления полученных результатов с результатами, получен:ными при экстракции фурфуролом, про едена экстракция этого же сырья.на следующем режиме: число ступеней 7, температура 35°С, кратность 3:1.

684

В результате зкстракдгш фурфуролом получено 29,2 сб..% ароматического экстракта с содержанием 65 об.% ароматическЕ{х углеводородов и 70,8 об.% деароматизированного рафината, содержащего 5,3 об.% ароматических углеводородов. Степень извлечения

г

где Е - выход экстракта, V - содержание ароматических углеводородов в экстракте; F - объем сырьЯ;- г содержание ароматических углеводородов в сырье.

г- 93,5 об.%

В то время как степень извлечения ароматических углеводородов 2-этилимидазолином h 96,0 об.%. При

этом чистота продукта, полученного при экстракции, этилимидазолином, составляет

Р

100%,

- -i

где у , 2 содержание ароматических углеводородов в рафинате и экстракте соответственно.

Р 98,6%

Чистота целевого продукта, полученного при экстракции фурфуролом Р 92,5%.

Для сравнения приведены результаты экстракции фр. 190-320°С Краснодарской нефти, содержащей 15,9 об.% ароматических углеводородов N,N-диметилимидазолидоном, содержащим 10 мас.% воды, по прототипу.

Результаты сопоставления представлены в табл, 3.

Чистота целевого продукта, получаемого при экстрации N.N-диметллимидазолидоном + 10% воды, Р 91,0%. Из табл. 3 видно, что для извлечения ароматического Концентрата из средних фракций нефти более предпочтительно применение предлагаемых растворителей. Пример 7. Легкий газойль каталитического крекинга, фракционного состава,°С:

Н.К. 169 10% 212 50% 270 90% 350 97% 360

с содержаннегг ароматических углеводородов 57 мас.%, остальное - парафинонафтены, подвергают многоступенчатой экстракции н -пропилимидазолином s смеси с 40 масЛ диэтиленгликоля в условиях псевдопротивотока в 9 сту пеней;, температура экстракции 45С, кратность растворителя к сырью 4 : , ; 1 (мае.) В результате экстракции получено 55 об Л экстракта и 45 обЛ рафината. Содержание ароматических углеводородов в экстракте 90,0 об,1 Экстракт соответствует нормам, предъявляемым к сырью для производства сажи, Рафинат соответствует по нормам на дизельное топливо марки Л - 0,2 (ГОСТ 305-73). Степень извлечения г 86,5 об.% Чистота целевого продукта Р 82,9% Пример В. Керосиногазойлевую фракцию Краснодарской нефти (фр. 190-360°С), содержащую 20,3 мае ароматических углеводородов ,и 79J7 мас.% парафинонафтеноБьк углеводородов, подвергают многоступенча той экстракции 2-н-амилим1Щазоли ом в смеси с 15 мас.% диэтиленгликоля в условиях псевдопротивотока в 7 ст пеней, температура экстракции 40°С,, кратность растворителя к сырью 2,5; .1 (мае,), В результате экстракции получено 22 об.% экстракта и78обо% рафината. Содержание ароматических углеводородов в экстракте 91 об Л Степень извлечения г 98,5 об Л, Чистота целевого продукта Р 96,2% П р и м в Р 9. Жидкие парафины (фр. 210-350С). 5 полученные после карбамндной депарафинизации, содержащие 3,4 мае Л ароматических углеводородов j подвергают многоступенчатой экстракции (9 ступеней) на лабораторной установке (по схеме псевдопротивотока) при 45 С и кратности 45,5:1 (мае.) 2-Н-бутилимидазо лином в смеси с 15 мае Л диэтиленгликоля, В результате экстракции получено 27,8 об Л экстракта, 62,2 об Л рафи ната с содержанием 0,4 об Л аромати ческих углеводородов. Рафинат соот-ветствует нормам на жидкие парафины для производства белково-витакин ного концентрата (БВК) Степень извлечения г 93,5 обЛ Чистота продукта Р 7450% Пример 10. Легкий газойль каталитического крекинга (фр, 169360 с)э содержащий 57,9 мае Л арома тических углеводородовJ подвергают многоступенчатой экстракции 2-и--бу-тилимидазоликом, содержащим 30 мас.% диэтиленгликопя5 в условиях псевдопротивотока в 7 ступеней, температура экстракции 35°С, кратность раствор цля к сырью 3:1 (мае.). В результате экстракции получено 52 об.% экстракта и 48 об.% рафината. Содержание ароматических углеводородов в экстракте 94 об.%, в рафинате 67,7 об.%. Степень извлечения г 84,5 об.%. Чистота продукта Р 93,7%. Из приведенных примеров видно, что используем)ГЙ в предлагаемом способе растворитель имеет более низкую растворимость по - парафиновым углеводородам. Это сказывается на составе р а фи и а т н о и фаз ы. В табл. 4 приведе ы составы рафинатных фаз для 2-этилимидазолина и N,Ы димет11пимидазолидона 10% воды по прототипу. Как видно из табл. 4 растворимость Ы5Ы-диметилимидазолидона с 10% воды в 25 раз вьппе, чем у этилимидазолина. Следует отметить, что высокая растворимость растворителя в рафинатной фазе в случае использования Ы,М-диметилимидазолидона создает большие технологические трудности при регенерации растворителя из этой фазы. Отгонка растворителя невозможна из-за совпадения пределов кипения сырья и растворителя. Использование Н -гептана для повторной экстракции по известному способу возможно только при регенерации из экстрактной фазы. Для рафинатной фазы это невозможно. Поэтому остается только один приемлемый путь - водой. Однако этот вариант создает балансовый избыток вода в процессе экстракции. Пот явление больших потоков воды создает дополнительные трудности да именно: увеличение энергетических затрат на испарение воды (поскольку теплоемкость вoд)I в два раза вьпие, чем у углеводородов)5 образование трудноразделимых азеотропных смесей, возможность образования эмульсий, включаюшдх воду и углеводороды сырья. Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить технологию процесса за счет снижения количества во-дыд необходимого для отмывки растворителя из рафинатной фазы, в -25 раз.

Таблица 1

СПОСОБ ВЬЩЕЛЕНИЯ ВЫСОКОМОКУЛЯРНЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ путем жидкостной экстракции селективным растворителем на основе производного имидазола, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве селективного растворителя используют 2-алкилимидазолин общей формулы Нгр-СНг (1) и.ш с к с S где R - этил, н -пропил, (Л С или смесь 2-алкилимидазолина общей формулы (1) где R -н -пропил, н-бутил, н-амил, с 15-40 мас.% ДИЭТ1ШВНГЛИКОЛЯ.

2-Этилимндазолин Жидкость 2-н-Пропилимидазолин 216-218 2-Н-Бутилими- Твердое 126 238-240 дазолин вещество 2-н-Амилими140 250-252 дазолин То же 202-204

35,5

41,5 1,4825 0,9981 1,4819 0,9736

л

1 Е- S Р. О

m

h

u п)

p-l Фр.190360°С, Краснодарскойнефти (пример 6) 3:1 3:1 2-Н20,3

2,5:1 22,0 91,0

К,Ы-Диметилимидазолидон + Ю мас.% воды

15,9

3:1 19,0 92,5

Таблица 3

Этилимидазолин

78,0

3,85 98,5 96,2 (по прототипу)

81,0 9,2 46,5 91,0 26,,О 29,2 65,0 70,8 5,3 93,5 милимидазолин + 15% днэтиленгликоля i 74,9 74,9 . 1,1 96,0 98,6 Фурфурол (базовый объект)

N ДиметклимкдаЗОЛИДОК -i- 16% ВО

Т а, б л н ц а А