Способ выделения бензола из высокоароматизированного сырья Советский патент 1980 года по МПК C07C7/08 C07C15/04 

Изобретение относится к химической переработке нефтепродуктов, а именно к процессам получения бензола высокой степени чистоты из высокоаро матизированного сырья. Согласно современным требованиям к бензолу, используемому в производствах волокон и ряда других химических синтезов, содержание неароматических примесей в нем не должно превышать 0,1 вес.%. Бензол высокой сте пени чистоты получают преимущественно каталитическим риформингом бензиновых фракций с последующей экстракцией селективными растворителями, такими как пропиленкарбонат, сульфолан, диметилсульфокснд, N-метилпирро лидон и другими LI. Известен способ выделения бензола из смесей с неароматическими углеводородами 2 путем жидкостной &кстракции смесью диоксановых спиртов отходов производства 4,4-диметил-1,3 диоксана, содержащей, вес.%: 4,4-Диметил-5-оксиметил-1,3-диоксан15-20 5-(2-Оксипропил-2)-1,3-лиоксан10-154-МУТИЛ-4-ОКСИЭТИЛ-1,3 -диоксанОстйльчое Недостатком способа является низкий выход целевого продукта 79,9 вес.%, а также невозможность проведения экстракции в промьшленнйх условиях, так как при высоких температурах (15О®С) происходит гомогенизация системы. Известен также способ выделения бензола экстракцией многокомпонентным растворителем, содержащим 10-30 вес.% фракции высококипящих (240-280С) побочных продуктов синтеза изопрена из изобутилена и формальдегида. Эта фракция включает. около 25 вес.% диоксановых спиртов, 4-10 вес.% воды и остальное диэтиленгликоль Гз. Недостаток указанного способа низкая степень извлечения ароматических углеводородов (78,8 вес.%). Способы, основанные на экстракции селективными растворителями, при содержании ароматических углеводородов более 70% по технико-экономическим показателям уступают спбсобам экст-. рактивной ректификации теми же растворителями, в основном за счет энергозатрат и более низкой степени извлечения. Известен способ выделения бензола из смесей енёароматическими углеводородами путем экстрактивной ректифи кации с использованием в качестве р Эдеглявдегб агента алшдов низкомо ЛеКулярВых кислот, в частности диметилформамида и диметилацетамида 4. Недостатком этого способа, помимо сравнительно высокойстоимости этих агентов (1400 и 1100 руб. за 1 т соответственно) , является их химическая нестабильность при Многоцйкловом использовании. Даже в присутствии атмосферой влаги они способны разла гаться свыделением муравьиной и уксусной кислот, что вызывает коррозию оборудования и загрязнение целевого бензола, а это нёдопустимо при его , исПользов:ании в ряде производств.. Наиболее близкймК опйсав;аён6му По достигаемому результату является , способ 1выделенйя бензола из высоко ароматизированного сырья, содержа цег прйМёси предельных углеводородов, пу тем экстрактивной ректификации с йользбванием в качестве раз;целя1ЙЁ1ё го агента N-метилпирролидона . 5. Бензольную .фракцию каталиэата риформинга в смеси с растворителем N-метилпирролидоном подают в колонну экстрактивной ректификации эффективностью 45 тарелок в соотношении З.вес.ч., сырья на 4 : 10 вес..ч. аген В в ё|йсйюю 1Жс ЁкЬйсшШ водят . дополнительное количество растворите ля (2-3 вес.ч.). Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации, со держащий бензол, N-метилпиррблидбн и ;;;неотогнанные н:еароматические углево йЬ)Ьды, поступает во вторую эффективностью 50 тарелок. На 45-ю т . релкуподают охлажденный N-мётйлпирролйдон. Пары неаромаТИческих углеводородов из верхней части второй ° 1«егдайТиа ч;аСТично по Ступают в конден сатир/чШтйчнб - В очйстйгелйную колонну. Продукт с низа второй .колонны состоящий из бензола и N-метилпирролидона, подают под давлением 0,5 ат В перегонную колонну эффективностью 30 тарелок, где выделяют бензол чистотой 99,5-99,9 вес.%. Выход бензола Составляет 86-92% от потенциального содержания в сырье. Недостатками способа являются сложность технологической схемы выделения (используются 4 колонны), - Wfife&kas СТОИМОСТЬ используемого аген та N-метилпирролидона (5 т.руб. за 1т). По технологии производства . около 0,5-1,0% N-метилпирролидона, циркулирующего в системе, постоянно вбсп Ьй(ГйётСйг из-за химических превращений в кипятильниках колонн. Высокая стоимость N-метилпирролидона С5 агёс твёййо повышает себестоимость целевого бензола. Цель изобретения - упрощение технологии процесса. „ , , . Поставленная цель достигается путем выделения бензола из высокоароматйзироваййого сырья, содержащего i примеси предельных углеводородов, путем экстрактивной ректификации в прйсутствйй в качестве разделяющего агента смеси диоксановых спиртов - отходов производства изопрена диоксановым методом, содержащей, вес.%: 4,4-Диметил-5-оксиметил-1,3-диоксан15-20 5-Оксййзопропил-1,3 диоксан: ,10-15 Высококипящие продукты 3-5 4-Метил-4-оксиэтил-1,3-диоксанОстальноеПроцесс проводят при весовом соотношении разделяющий аге.нт: сырье, равном 4-8:1, а в качестве разделяюtuetO areWtaiиспользуют техническую смесь диоксановых спиртов. Используемый разделяющий агент является дистиллатом одйократного испарения на дЛеночном испарителе широкой фракции высококипящих побочHiaX продуктов синтеза изопрена. Фра.кЦию подают в колонну экстрактивной ректификации эффективностью 40 теоретических тарелок на пятую-восьйуготарелкУ от верха колонны в соотношении 4-8 вес.ч. на 1 вес.ч. сырья. Исходное сырье подают на двадцатую - двадцать пятую теоретическую тарелку, считая от куба колонны. Соотношение разделяющий агент: (ырье более чем 8:1 нецелесообра:зно с технико-экономической точки зрения, так как При,этом увеличиваются энергозатраты и диаметры колонн, а выход и чистота целевого бензола при этом практически не меняются. Ректификацию проводят при флегмовом числе R 10-15 и атмосферном давлении. В качестве дистиллата при 75-80с выделяют неароматические примеси, содержащие около 20% бензола. Эту фракцию используют как моторное топливо. Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации поступает на пятую от верха тарелку извлечения целевого бензола эффективностью 20 теоретических тарелок, где при флегмовом числе R- 1, температуре верха 80°С и Атмосферном давлении в виде дистйллата получают бензол чистотой 99,9 вес.%. Способ иллюстрируют примеры. П р и м е |) 1. В качестве сырья используют бензольную фракцию катализата жесткогр риформинга бензиновой, фракции б2-105°С следующего состава, вес.%:,.... Предельные углеводороды С -Сь12,3 Предельные углеводороды С7-С8 2,8 Бензол84,6 Толуол .0,3 Сырье подают в среднюю часть рек тификационной колонны непрерывного действия эффективностью 40 тарелок. Разделяющий агент: техническая смес изомерных диоксановых спиртов вводя на пятую тарелку от верха колонны, причем на 1 вес.ч. сырья подают 5 вес.ч. растворителя. При флегмовом числе 10, температуре верха колонны 75-80°С и низа 205 С отбирают дистиллат в количест ве 18,85 кг/ч (производительность к лонны по сырью 100 кг/ч). Дистиллат имеет следующий состав, вес.%: Предельные углеводороды С5-Сй65,2 Предельные углеводороды Бензол Толуол Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации состава, вес.%: Предельные углеводороды ,0017 Предельные углеводороды 0,0069 С,-С, 13,8814 Бензол Диоксановые спирты 86,1000 в количестве 581,1 кг/ч подают на 5-ю от верха тарелку колонны извлечения бензола эффективностью 20 тарелок, при флегмовом числе R 1 и температуре верха колонны 80 с, отбирают дистиллатом целевой продукт количестве 79,5 кг/ч состава, вес.% Предельные углеводороды . (,0,012 Предельные углеводороды 0,05 99,938 Бензол Выход бензола от потенциального содержания .его в исходном сырье сос тавляет 94 вес.%. Составы сырья и продуктов разделения анализируют хроматографическим методом. Пример 2. Бензольную фракцию состава, приведенного в примере 1, подвергают ректификации, но соот ношение разделяющий агент: сырье со тавляет 2,5 вес.ч. агента на 1 вес. сырья. Выход бензола чистотой 99,65 вес.% достигает 84 вес.% от потенциала. Пример 3. Бензольную фракцию состава, приведенного э примере подвергают ректификации аналогично примеру 1, но соотношение разделяющий агент: сырье составляет 4 вес.ч агента на 1 вес.ч. сырья. Выход бен зола чистотой 99,9 вес.ч. составляе 89,5 вес.% от потенциала. Пример 4. Бензольную фракцию 72-110°С, полученную из катализата пиролиза нефти и содержащую, вес.%: Предельные углеводородьа С,- С,7,5 Предельные углеводороды Бензол88,3, подвергают ректификации аналогично примеру 1 с разделяющим агентом, взятым в соотношении разделяющий агент : сырье 6:1. При ректификации ВЕДцеляют бензол с чистотой 99,9%, содержащий предельные углеводороды С5--С (0,008%), предельные углеводороды С ,-Сд (0,092%) с выходом от потенциала 90,3%. Пример 5. Бензрльную фракцию состава по примеру 1, подвергают ректификации, но .соотношение разделяющий агент : сырье составляет 8 вес.ч. агента на 1 вес.ч. сырья. Выход бензола чистотой 99,94 вес.% составляет 95,2% от потенциала. Примерб (известный). Бензольную фракцию того же состава подвергают ректификации аналогично примеру 1, но соотношение разделяющий агент : сырье составляет 10 вес.ч. агента на 1 вес.ч. сырья. Выход бензола чистотой 99,95 вес.% составляет 95,5% от потенциала. Пример 7. Бензольную фракцию состава, приведенного в примере 4, подвергают ректификации, но соотношение разделяющий агент : сырье составляет 8 вес.ч. агента на 1 вес.ч. сырья. Выход бензола с чистотой 99,92 вес.% составляет 91,5% от потенцийла. Ос ювными преимуществами предлагаемого способа по сравнению с известными являются исключение необходимости синтеза дорогостоящих агентов экстрактивной ректификации (вместо них используют отход производства изопрена диоксановым методом, который подвергается сжиганию), а также упрощение схемы вьвделения, так :сак вместо четырех колонн используют две. В отличие от известных способов, где выделение проводится путем жидкостной экстракции, в предлагаемом способе существенно повышается выход целевого бензола (90% вместо 78), а также резко снижаются расходные показатели, главным образом за счет снижения энергозатрат. Формула изобретения 1. Способ выделения бензола из высокоароматизированного сырья, содержащего примеси предельных углеводородов, путем экстрактивной ректификации в присутствии разделяющего агента, отличающийся тем, что, с цельк упрощения технологии процесса, в качестве разделяющего агента используют техническую смесь диоксановых спиртов - отходов производства изопрена диоксановым методом, содержащую, вес.%: 4,4-Димeтил-5-oкcимeтил-l,3-диoкcaн15-20 5-Оксиизопропил-1,3-диоксан10-15

ысококипяпдие продукты3-5

4-Метил 4-окснэтил-1,3-диоксан Остальное

2. Способ по п. if отличающийся тем, что процесс проводят при весовом сЬотношенни раэделяххдий агент t сырье равном 4-8:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Нестерчук T.f. и др. О подборе новых экстрагентов ароматических углеводородов. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1976, с 3, 11.

2.Авторское свидетельство СССР 600130. кл, С 07 С 07/10, 1975.

3.Авторское свидетельство СССР

по заявке 2317913, кл. С 07 С 07/ 1976,

4.Патент Франции I 2224425, кл. С 07 С 7/02, опублик. 1974.

5.Патент Франции 1 2272055, кл. С 07 С 7/08, опублик. 1976 (прототип).