Растворитель для экстракции ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими Советский патент 1984 года по МПК C07C7/10 

Изобретение относится к способа очистки углеводородных смесей, точ нее к способам очистки от ароматических углеводородов различных вид углеводородного сырья жидкостной экстрацией, и может быть применено главным , в нефтехимической и химической промьшлепности. Известен способ жидкостной экст ракции МОИО-, би-, полицнклических и других типов ароматических углеводородов, предназначенный для очистки керосино-газойлевых фракци нефти, фракций жидких парафинов и масел с использованием в качестве селективного экстрагента смеси, состоящей из 70-40% метилэтилкетона (МЭК), 30-60% ацетона или ацетонитрила, с добавкой 5-15% воды, считая на сумму безводных веществ Недостатками известного способа являются низкая плотность 10,81-0, огра1П1чиваю1цая удельную нрор зводительность экстрактора, величиной .максимум 8-12 м/м.ч, низкая селективность растворителя, ограничивающая выход (77,1% на сЬфье) очищенно го рафината, Наиболее близким к предлагаемому по составу является растворитель для экстракции ароматических углеводородов из их смесей с неаромати ческими - водньгй ацетон. Растворитель содержит 5-10% воды. Экстракцию ароматических углево дородов из жидких парафинов водным ацетоном проводят при 40-50°С. Вода добавляется к ацетону не только для улучшения его селективно ти (безводной ацетон смешивается с большинством различных видов сьфь но и для увеличения его плотности. Так, плотность, безводного ацетона 0,798, в то время как плотность наи более часто подвергаемых очистке в нефтехимической промьшшенности углеводородных смесей составляет: фракции 220-320°С жидких парафинов 0,778, фракции 255-360С жидких парафинов - 0,796, бензинокеросиновой фракции 135-200°С - 0,788 и т.д Добавка 5-10 вес.% воды к ацетону увеличивает плотность его с 0,798 соответственно лишь до 0,808 иР818. Добавление воды к ацетону в количестве большем чем 10 вес.% нецелесообразно, поскольку это резко снижает растворяющую способ кость экстрагента и коэффициент распределения ароматических углеводородов (табл. 1, пример 9) 21. Однако и водный ацетон является недостаточно селективным экстрагентом. При оптимальном содержании в нем воды 5 - 10 вес.% коэффициент распределения ароматических углеводородов, извлекаемьк из жидких парафинов, составляет 0,52-0,39, коэффициент селективности 2,4-4,5. Другим недостатком экстрагента, включающего ацетон и воду, является низкая производительность процесса, являющаяся следствием небольшой разницы плотностей применяемого экстрагента и очищаемого от ароматических углеводородов сырья (0,03-0,04), в связи с чем максимально допустимая удельная нагрузка экстрактора по сумме фаз составляет не более 10 м/м. ч, что, например, в 5-6 раз ниже, чем на действующих установках экстракции (50-60 . ч) . Цель изобретения - улучшение экстрагирующих свойств растворителя. Поставленная цель достигается тем, что растворитель, включающий во.ду, дополнительно содержит моноэтгшенгликоль (МЭГ) или 1,2-пропиленгликоль (ПГ) или моноэтаноламин (МЭА). или диэтаноламин (ДЭА), или их смесь и ацетон или метилзтилкетон (МЭК), или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас.%: МЭГ или ПГ, или МЭА, или ДЭА, или их смесь10-50 Вода0,1-3 Ацетон или МЭК, или их смесьОстальное Плотность дополнительно введенных в экстрагент веществ .при 20°С составляет для моноэтиленгликоля 1,117, 1,2-пропиленгликоля 1,038, моноэтаноламина 1,022, диэтаноламина 1,099. В результате добавки указанных оединений, например, к ацетону плотость экстрагентов повышается в реднем с 0,808-0,818 (при применеии водного ацетона) до 0,832-0,948; разница плотностей экстрагентое очищаемого сырья увеличивается с ,030-0,040 до 0,053-0,170. Такая 3 разница плотностей двух контактирую щих фаз в противоточном экстракторе позволяет увеличить максимальную удельную производительность экстрак тора (например, в процессе экстракции ароматических углеводородов из жидких парафинов экстрагентом на ос нове ацетона) по сумме контактирующих фаз с 7,5-10,0 до 13,5-А2,6 м т.е. в 1,35-5,68 раза (табл. 1). По своим экстракционным свойствам, характеризуемым, например, коэффициентом селективности и коэффициентом распределения ароматических углеводородов, предлагаемые смешанные экстрагенты не только не уступают vofiHMM растворителям, но и в большинстве случаев значительно их превосходят. Более плавное изменение экстракционных свойств легких экстрагентов при добавлении к ним указанных соединений (примеры 1-5 и 9-11 в табли по сравнению с добавлением только в ды позволяет также иметь гораздо больший диапазон необходимых рабочи концентраций отдельных компонентов смешанного экстрагента, соответствующий оптимальным сочетаниям растворяющей способности и селективност при данной температуре экстракции. Это делает процесс более гибким и легко управляемым, чем при добавке к основным экстрагентам воды, и позволяет применять предлагаемые экстрагенты в широком интервале изменения концентрации их компоненто в зависимости от свойств очищаемого сырья, TaKifM образом, в результате прим нения предлагаемого изобретения по сравнению с известньпчи способами в 1,35-24 раза может быть увеличена либо производительность экстрактора, либо во столько же раз снижено его сечение. Резкое снижение диаметра экстрактора приводит к снижению расхода металла на строи тельство новой установки либо позволяет увеличить производительность действующей установки. Это приводит также к большому сн1-1жению общего количества экстрагента, находящегося в системе установки, и, в связи с этим, к уменьшению его потерь. Поскольку данный растворитель имеет более высокий коэффициент распределения ароматических углеводородов и коэффициент селективности, то его 78 использование позво.чит также увеличить выходы очищенных от ароматических углеводородог. углеволородных фракций, а также получить экстракты с более высокой коггцентрацией в них apoMaTti4ecKnx углеводородов. Кроме того, применение данных смешанных растворителей, обладающих довольно высокой плотностью, расширяет ассортимент видов сырья, которые могут быть подвергнуты эффективной экстракции, в отличие от применения водных кетонов, имеющих либо одинаковую, либо очень близкую плотность по отношегиш к этим видам сырья. Пример 1. В обогреваемый аппарат с мешалкой загружают 25,00 г сырья - фракции 219-333 с жидких парафинов, содержащей f,6% ароматических углеводородов, и 51,02 г экстрагента, содержащего 44,39 г (870 вес.%) ацетона, 5,10 г (10,0 вес.), моноэтиленгликоля (МЭГ) и 1,53 г (3,0 вес.%) воды. После тщательного перемешивания при 50с в течение 30 мин и отстаивания в течение 1 ч получают 51,41 г нижнего слоя (экстрактный раствор) и 23,24 г верхнего слоя (рафинатный раствор). Отмывкой водой из экстрактного раствора выделяют 8,93 г экстракта, а из рафинатного раствора 16,05 г рафината. Полученные экстракт и рафинат согласно спектральному анализу содержат 2,7 вес.л и 0,99 вес,% ароматических углеводородов соотвествеино. Рассчитанные коэ(5)4)ициенты распределения ароматических углеводородов и селективности соответственно 0,69 и 2,8. Извлечение ароматических углеводородов (в вес,% от их содержания в сырье) составляет 60,3%, Измеренная плотность экстрагента составляет 0,832, а разность плотностей экстрагента и сырья 0,058. Рассчитанная по этой разности плотностей максимальная удельная производительность экстрактора по сумме фаз экстрагента и сырья составляет 13,5 M-/M- ч. Пример2. В условиях, описанных в примере 1, проведена экстраК ция ароматических углеводородов из того же сырья с помощью экстрагента, содержащего 39,50 г (79 вес. 7) ацеSтона, 10,00 г (20 вес.%) МЭГ и 0,50 г (1 вес.%) воды. . И р и м е р 3. В условиях, описан ных в примере 1, проведена экстракция ароматических углеводородов из того же сырья с помощью экстрагента, содержагнего 24,95 г (49,9 вес.%) ацетона, 25,00 г (50,0 вес.%) МЭГ и 0.05 г (0,1 пес: ) воДЫ, П р и м е р 4 В условиях, описан ньгА в примере 1, проведена экстракци ароматических углеводородов из того же сырья с помощью экстрагента, содержащего 39,50 г (79 вес.%) ацетона, 10,00 г (20 вес,%) МЭГ и 0,50 г ( 1 ес, %) воды. II 1) и м е р 3. В услов1- ях, опрсан иых в примере 1, проведена экстракци ароматических углеводородов из того экстрагента, соже CiilpbH с держащего 24,95 г (49,9 вес.%) ацето на, 25,00 г (50,0 вес.%) МЭГ и 0,05 (О, 1 -асс,%) воды. II р II м е р 4, В условиях 5 опи санных в примере 1 , проведена экстра п,ия ароматических углеводородов из того же сырья с помощью экстрагеи-та, содержащего 35,00 г (70,0 вес.%) ацетона, 1ч, 50 г ( вес.%) 1., 2-про пилепгликоля и г (1,0 вес.%) 13 оды, и р и м е р 5, В условиях, Описан Hbix 3 примере 1, проведена экстракция ароматических углеводородов из того }тсе сырья с помощью экстрагента (84,5 вес.%) сод е ржапг е го 42,25 ацетона, 7,50 г (15,0 вес.%) моноэтаноламипа (МЭА) и 05.25 г (0,5 вес водьь П р и мер 6. В условиях, описан ных в примере I, проведепа экстракция ароматических углеводородов из 8 того же сырья с помощью экстрагента, содержащего 31,90 г (63,8 вес.%) ацетона, 7,5 г (15,0 вес.%) МЭА, 0,50 г (1,0 вес,%) диэтаноламина, 10,00 г (20,0 вес.%) МЭГ и 0,10 г (0,2 вес.%) воды. П р и м е р 7 (для сравнения). В условиях, описанных в примере 1, проведена экстракция ароматических углеводородов из того же сырья с помощьюэкстрагента, содержащего 47,5 г (95,0 вес,%) ацетона и 2,50 г (5,0 вес.%) воды. П р и м е р 8 (для сравнения). В условиях, описанных-в примере 1, проведена экстракция ароматических углеводородов из того же сырья с помощью зкстрагента, содержащего 45,00 г (90,0 вес.%) ацетона и 5,00 г (10,0 вес.%) воды. П р и м е р 9 (для сравнения). В условиях, описанных в примере 1, проведена экстракция ароматических углеводородов из того же сырья с помощью экстрагента, содержащего 42,50 г (85(0 вес.%) ацетона и 7,50 г (15,0 вес.%) воды. В таблице представлены результаты однократной экстракции ароматических углеводородов из фракции 219-333°С жидких парафинов ацетоном и моноэтиленгликолем, 1,2-пропилен-° гликолем или монозтаноламиком, или диэтаноламином, или их смеси и водой. Температура экстракции , весовая кратность смешанный экстрагент: сырье - 2И, содержание ароматических углезодородов в сьЕрье 1,6 вес,7, основной компонент смешанного экстрагента - ацетон, плотность сырья 0,778.

МЭА 15 ,

вода 0,5

Ацетон 63,8, 0,895 29,4 МЭА 15. ДЭА I

/

МЭГ 20 вода 0,2

1,08 12,34

0,38

12,7 9 Ацетон 95; 0,808 7,5 вода 5 10Ацетон 90; 0,818 10,0 вода 10 11Ацетон 85, вода 15 - 0,828 12,4 1,24 1,10 1,15 2,62 4,74

РАСТВОРИТЕЛЬ ДЛЯ ЭКСТРАКЦИИ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ из их СМЕСЕЙ с- НЕАТОКАТИЧЕСКИМИ, включающий воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения его экстрагирующих свойств, растворитель дополнительно содержит моноэтиленгликоль или 1,2-пропиленгликоль, или моноэтаноламии, или диэтаиоламин, или их смесь и ацетон или метилэтилкетон, или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас.%: Моноэтиленгликоль 1ЛИ 1,2-пропиленгликоль или моноэтаноламин, или диэтаноламин, или их смесь10-50 Вода0,1-3 Ацетон или метилэтилкетон, или их Остальное смесь