Способ разделения фракций полициклических нефтяных аренов Советский патент 1992 года по МПК C07C7/10 

(Л

С

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к разделению фракций полициклических нефтяных аренов с получением концентратов нафтенопроизводных полициклических аренов и фракций, содержащей алкилпроизводные полициклические арены. Цель- повышение четкости разделения и интенсификации процесса. Разделение ведут трех- или четырехступенчатой экстракцией метанолом или пропанолом при их массовом соотношении, равном 1:(16-32). В этом случае повышается выход целевого продукта на 20-25% при обогащении целевого продукта в 1.8 раза и сокращении времени разделения в 3-4,5 раза.2 табл.

Изобретение относится к нефтехимии и аналитической химии, а именно к способам получения фракций ароматических углеводородов, обогащенных алкил- или нафте- нопроизводными компонентами.

Известен способ разделения нефтяных углеводородов путем их дифференциации на сорбентах силикагеле и(или) оксиде алюминия.

Известен способ получения концентратов алкил- и нафтенопроизводных аренов путем разделения нефтяных ароматических соединений адсорбционной хроматографией на силикагеле и неполярными растворителями.

Недостатком этого метода является низкий выход, длительность, связанная с необходимостью отбора большого числа проб, анализа этих проб для последующего

объединения по структурным признакам, а также неизбежного получения промежуточных фракций из смеси алкил- и нафтенопроизводных аренов, которые подвергаются дополнительному разделению, недостаточная чистота получаемых продуктов.

Цель изобретения - повышение четкости разделения и сокращение продолжительности лроцессэ.

Данная цель достигается разделением фракций полициклических нефтяных аренов Зх-4х-ступенчатой экстракцией метанолом или пропанолом при массовом соотношении нефтяных аренов и метанола или пропа- нола, равном 1:(16-32).

Фракции полициклических нефтяных аренов получают следующим образом.

Из нефти выделяются би- и триаромати- ческие углеводороды методом элюирования

Ю

Сд) 00 00

гексэном на силикагеле марки АСК. Стеклянная колонна высотой 1800 мм и внутрен- ним диаметром 22 мм заполняется силикагелем (зернение 0,25-0.5 мм) мокрым способом (в гексане). В колонку вводится отбензиненная нефть в соотношении к си- ликагелю 1:40. После впитывания нефти в сорбент приливается гексан, устанавливается краном снизу колонны скорость истечения элюента 1,5-2 мл/мин. Отбор проб проводится по 15-20 мл. Контроль осуществляли по показателю преломления и УФ- спектрам (биарены: пд2 1,51-1,53, Я 220-230, 270-280 нм; триарены: пд20 1,53-1,55. Я 252-260, 295-305 нм).

Качественный состав исходных концентратов би- и триаренов, подвергаемых экстракции (по данным масс-спектрометрии), приведены в табл. 1.

Метанольный экстракт и рафинат анализируют методом ГЖХ. Рафинат повторно подвергают действию метанолом и продукты опять анализируют. Операцию повторяют до тех пор, пока хроматограммы экстракта и рафината будут постоянными. Экстракты после всех стадий объединяют, отгоняют метанол. Количество нафтенопро- изводных определено по массе рафината, алкилпроизводных аренов - по массе остатка после отгонки спирта из экстракта.

Расчет количественного соотношения алкил- и нафтенопроизводных аренов в ра- финате проведен по хроматограммам методом внутренней нормализации (сумма площадей всех пиков и нафтенового горба принята за 100%). Количественная оценка каждого пика (компонента) и нафтенового фона (суммы всех неразрешенных компонентов) выражена в этом случае в относительных процентах.

8 рафинате биаренов концентрируются аценафтены СпН2п-14, нафтенонафтали- ны CnH2n-i4, динафтенонафталины СпН2п-1б, тиофены СпЙ2п-8, часть алкил- нафталинов.

Рафинат триаренов содержит аценафтены СпН2п-14, 9, 10-дигидрофенантрены СпН.п-1б, нафтенофенантрены СпН2п-20, динафтенофенантрены СпН2п-22. часть хризенов СпН2п-24, частично алкилфенант- рены.

Пример 1 (прототип). В колонну с оксидом алюминия (нейтральная активность 11 по Брокману) вносится 0,5 г фракции биаренов. После впитывания фракции в адсорбент проводится алюирование гекса- ном с отбором фракций по 5 мл через 10 мин. По УФ-спектрам и показателям преломления фроматографические фракции

объединяются в две алкил- и нафтенопро- изводные. Элюент (гексан) отделяется, анализируется состав фракции нафте нопро- изводных.

Соотношение навески биаренов к адсорбенту 1:100 по массе. Колонка стеклянная диаметром 10 мм и высотой 600 мм снабжена снизу краном для отбора проб и регулирования , скорости элюирования.

сверху - резервуаром для элюента. Время разделения 2-3 ч. Баланс разделения и содержания нафтенопроизводных и алкилпроизводных приведен в табл. 2.

Пример 2. Фракцию нефтяных биаренов (0,5 г) обрабатывают метанолом (8 г, 10 мл), что составляет соотношение 1:16, встряхивают в течение 5 мин. Отделяют ме- танольную часть. Обработку повторяют 5 раз до тех пор, пока содержание нафтенопроизводных в рафинате не будет увеличиваться.

После 4-кратной обработки метанолом рафинат содержит 86-87% нафтенопроизводных по данным ГЖХ.

ПримерЗ. К фракции биаренов (0,5 г) приливают 32 г (40 мл) метанола, что составляет соотношение 1:64. Смесь встряхивают, отстаивают и разделяют на экстракт (верхний слой) и рафинат (нижний слой). Метанол из экстракта отгоняют. Оба продукта анализируют. Результаты разделения после однократной экстракции, соответствующей соотношению исходной фракции к метанолу

1:64, даны в табл. 2.

Пример 4. Проводят аналогично примеру 2. При соотношении исходной фракции к метанолу 1:32 по массе (0,5 г фракции. 16 г, 32 мл метанола). ГТоследовательно проводят 4 экстракции.

Пример 5. Проводят аналогично примеру 2 при соотношении фракция к метанолу 1:40 по массе (0,5 фракции, 20 г метанола). Проводится 3 последовательных

экстракции.

Пример 6. Фракцию нефтяных биаренов обрабатывают метанолом при соотношении нефтяные биарены : метанол 1:10 в 4 приема.

Пример. Фракцию биаренов (0,3 г) подвергают воздействию этанолом (4,8 г), что составляет соотношение 1:16. Затем все операции повторяют как в примере 2.

Пример 8. Проводят аналогично

примеру 2 при воздействии пропаном и соотношении навесок 1:16.

Пример 9. Проводят аналогично примеру 2 при воздействии бутанолом и соотношении навесок 1:16.

Пример 10. Проводят аналогично примеру 2 при воздействии на фракцию три- аренов метанолом при соотношении навесок 1:16.

Результаты представлены в табл. 2.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить выход целевого продукта на 20-25%, обогатить концентрат нафтенопроизводных и аренов в 1,8 раза. Время разделения при этом сокращается в 3-4,5 раза. Способ прост, не требует специальной аппаратуры.

Концентрат биаренов

Содержание, %

Алки л нафталины С„11пнг

Аценафтены,

бифенилыLnn2 -u

Нафтенонафталины СПН2П 14

Алкилб,ифенилы . Бифенилалканы

3,6 3,0

Динафтенонафталины СиНгч.6 22, Ц

Тиофены CnH2h g

Тринафтенонафталины, фенантрены CnH4h g

0

Формула изобретения Способ разделения фракций полициклических нефтяных аренов с получением концентрата нафтенопроизводных полициклических аренов и фракций, содержащей алкилпроизводные полициклических аренов, отличающийся тем, что, с целью повышения четкости разделения и сокращения продолжительности процесса, разделение ведут путем трех- или четырехступенчатой экстракции метанолом или пропанолом при массовом соотношении исходная фракция нефтяных аренов : метанол или пропанол, равном 1:(16-32).

Таблица 1

Концентрат триаренов

Содержание, %

Алкилнафталйны ChH2n e;2,k

Аценафтены СпМ2п.ф$,k

Э,10-Дигидрофенантрены,

СпНг„ 6нафтенофлуорены26,1

АлкилфенантреныС„Н2пИ8 6,8

Нафтенофенантрены СпН2й.г(711,8

Динафтенофенантрены, СПН2|Ь222,А

пирены3,2

Хризены СпН2п ф

1,3

Результаты разделения нефтяных аренов путем воздействия на концентрат спиртами