Способ выделения этилбензола Советский патент 1982 года по МПК C07C7/08 

Изобретение относится к способам выделения чистых органических веществ, конкретно к способу выделения этилбензола из его смесей с изомерами ксилолами и может быть применено в нефтехимической, нефтеперерабатывающей и коксохимической промышленности.

Этилбензол, применяемый для получения стирола и окиси пропилена, должен иметь чистоту не менее 99,5 99,8 %.

Этилбензольная фракция, выделенная из нефти и гидрированных жидких продуктов пиролиза, не отвечает этим требованиям. Содержание этилбензола в этих фракциях обычно-не превышает 35 - 45%. Наибольшук. трудность представляет отделение этилбензола от ксилолов.

Известен способ вьзделения этилбензола из его смесей с изомерами ксилола четкой ректификацией. .Для выделения этилбензола этим методом требуется применение 2-3 высокоэффективных колонн общей высотой 200 - 240 м и общим числом теоретических тарелок около 300 - 400 шт и весьма высокой кратности орсякения 55 - 100. Даже при таких жестких

условиях выделения не удается дос.тичь отбора целевого продукта выше 65 - 80 % от потенциала 1.

Недостатками этого способа являются невысокая чистота выделенного целевого продукта, а также сложность технологии, связанная с применением колонн огромных размеров с большим числом теоретических тарелок.

10

Возможности выделения этилбензола четкой ректификацией ограничены тем, что разделяемые компоненты, например этилбензол-параксилол/ по температуре кипения различается всего

15 на 2,2°С.

В настоящее время этилбензол выделяется из смеси с ксилолами азеотропвой и экстактивной перегонкойили экстракцией.

20

Известен способ разделения смеси изомерных ксилолов и этилбензола экстракцией с помощью трифторметансульфокислоты F CS Н. Двухступенчатая экстракция осуществляется при температуре в экстракторе 5 - 30°С

25 и соотношений растворителя и сырья 2:1. Чистота вьщеленного этилбензола достигает 95% 2 .

Недостатками этого способа являют30ся низкая степень чистоты выделенного этилбензола, высокая ,коррозионная активность применяемого растворителя и, следовательно, необходимость изготовления аппаратов и трубопровода из дорогостоящих специальных сталей. Известен также способ выделения этилбензола из технического ксилола экстракцией с применением смеси фтористого водорода и трехфтористого бора HF-BF . Экстрагирование проводится при -50 - под давлением 1 - 20 кг/см. В процессе экстракции этилбензол отбирают в виде рафината и экстра1 цию проводят в присутствии разбавителей - предельных алифатических углеводородов, наприме изогексана,изопентана,метилциклогексана или метилдиклопентана.При этом чистота выделенного этилбензола обыч но не превышает 96% 3. . Основным недостатком этого способа является применение дефицитных трифторзамещенных кислот и обязатель ное использование легколетучего разбавителя, резко повышающего пожароопасность производства, В связи с применением легколетучих разбавителей возникает необходимость себетелей возникает необходимость охлаждения продуктов до -50°С, что резко удорожает себестоимость целевого продукта. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ йыделения этилбензола из его смеси с .ксилолами путем экстрактивной рек-тификации с использованием в ве селективного растворителя этилциклогексана. Ректификацию смеси тех нического ксилола с этилциклогексано проводят на колонке в 25 теоретичес ких тарелок с флегмовым числом 25:1 в одну или две ступени. Далее смес этилциклогекс&на с этилбензолом и примесью изомеров ксилола разделяют одним из известных методов (экстрак тивная ректификация, адсорбция, или экстракция). Регенерированный при этом этилциклогексан вновь возвраща ют на стадию перегонки, а выделенны из растворителя или адсорбента этил бензольный концентрат содержит либо 75 - &0 % (для одной ступени), либо 92 - 94 % (для двух ступеней) основного вещества. Выход этилбензо ла в процессе составляет 85 - 88 % от его содержания в исходном ксилоле {4,; . Основными недостатками известног способа являются низкая степень чис тоты выделенного этилбензола и невысокий выход целевого продукта от потенциала. Кроме того, данный способ требует применения многоступенчатой сложной технологии, включающей наряду с азеотропной перегонкой также экстрактивную ректификацию, экстракцию или адсорбцию. Цель изобретения - повышение степени чистоты целевого продукта. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выделения этилбензола из его смеси с ксилолами путем экстрактивной дистилляций в присутствии селективного растворителя, в качестве последнего используют гликольамид или диформилгликольамид при весовом соотношении селективного растворителя и исходной смеси 1,5 - 2,0: 1. На чертеже представлена схема для осуществления способа. Исходное сырье вводят по линии 1 в питательную часть колонны 2 экстрактивной ректификации, имеющей 25 - 30 теоретических тарелок. Данную колонну эксплуатируют при температуре верха 135 - 138°С,низа 150 - 1бО°С атмосферном давлении. В верхнюю часть колонны 2 подают по линии 3 селективный растворитель (разделяющий агент), гликольамид или диформилгликольамид. Весовое соотношение разделяющего агента и сырья поддерживают на уровне 1,5-2,0:1. В колонне 2 в качестве дистиллята по линии 4 выводят этилбензол. После охлаждения в дефлегматоре 5 часть дистиллята возвращают по линии 6 в колонну 2 на орошение, а остальную часть э- йлбензола выводят по линии 7 в виде товарного продукта со степенью чистоты 99,5-99,8 %. С низа колонны 2 в виде экстрактного раствора по линии 8 отводят смесь ксилолов и разделяющего агента в ректификационную колонну 9, имеющую 20 теоретических тарелок. Колонна, 9 работает при температуре верха , низа 170 С и атмосферном давлении. Из колонны 9 по линии 10 в виде дистиллята отводят изомеры ксилола, которые после охлаждения в дефлегматоре 11 частично возвращаются по линии 12 на орошение, а избыток выводится по линии 13 .из системы. С низа колонны 9 по линии 14 отводят отрегенерированный разделяющий агент, который после охлаждения в дефлегматоре 15 до 125 - 130 С циркулирует в системе. При осуществлении предлагаемого способа степень извлечения этилбензола достигает 96 - 97 %, а степень чистоты вьаделенного целевого продукта 99,5-99,8 %. Исходные И полученные продукты анализируют методом газожидкостной хроматографии. В качестве неподвижной фазы применяют ПЭГА (полиэтиленгликольадипинат), нанесенный на инзенский кирпич ТНД-ТС-М. Скорость газа-носителя (водорода) составляет 90 мл/мин. Анализ проводится при тетлпературе термостата колонок ХЗО Пример. Исходное сырье сле чующего состава: 46,8 % . Этилбензол Мета-ксилол 20,6 % Пара-ксилол . Орто-ксилол 32,6 % подвергают экстрактивной ректифика ции на лабораторной колонке с 25 теоретическими тарелками при следующих условиях padoTia колонны экс трактивной ректификации: 135-138°С Температура Температура куба 150-160°С Давление760 мм рт. Разделяющий агент - гликольамид . общей формулы НО-СНд,-CO-N Н{, Весовое соотношение разделяющего агента и сырья 1,5 : 1. При проведении опыта получеиот ре зультаты, приведенные в табл. 1. По полученным данным находят, чт степень извлечения этилбензола от потенциала составляет 96,6J. Пример 2. Опыт проводят- в тех же условиях, что и в примере 1 с той лишь разницей, что в нем эк трактивную ректификацию проводят с применением селективного растворителя гликольамида, при весовом соот ношении разделяющего агента и сырья 2:1. При проведении опыта получают ре зультаты, приведенные в табл. 2.. По полученным данным находят, чт степень извлечения этилбензола от потенциала составляет 97%. Примерз. Опыт проводят в тех же условиях, что и в примере 1, с той лишь разницей, что в йе экстрактивную ректификацию проводят с применением разделяющего агента деформилгликольамида общей формулы НО-СНл-CO-N Р весовом соот iЧ-N

ГШП.

Взято

Исходное сырье 243,0 37,0 Этилбензол, 109,8 16,7

413,0 63,0 Ксилолы,чис-г

г::::::

Получено

чистотой 99,7 %

тотой.98,3 % 125,6 19,1 шении селективного растворителя и сырья 1,5:1. При проведении опыта получают результаты, приведенные в табл. 3. По полученным данным находят, что степень извлечения этилбензола от , потенциала составляет 96/0%,. Пример 4. Опыт проводят в тех же условиях, что и в примере 1, с той лишь разницей, что в нем экстрактивную ректификацию проводят с применением селективного растворителя диформилгликольамида, при весовом соотношений разделяющего агента и сырья 2:1. При проведении опыта получают результаты, приведенные в табл. 4. По полученным данным находят, что степень извлечения этилбензола от потенциала составляет 96%. Вьщеленный этилбензол, чистотой 99,6 - 99,8%, соответствует необходимым требованиям и имеет следующие физико-химические показатели: Относительная плотность при 20°С d| 0,866-0,867 г/см Показатель преломления при 20°С n|f 1,4960 Температура кипения при 760 мм рт. ст. 136,23°С. Для отражения преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным приводится . 5. Как видно из приведенных данных, гликольамид или дифорлилгликольамид по сравнению с этилциклогексаном является более эффективным, так как степень чистоты выделенного этилбензола увалось повысить с 92 94% до 99,5 - 99,8% при одновременном увеличении степени извлечения с 85 - 88% до 96 -.97%. Кроме -ioro, в предлагаемом способе кратность орошения по сравнению с известным способом сокращается в 6,25 раз, что ведет к сокращению энергетических затрат. Таблица 1

V9296208

I г I % { Получено I г ( 656,0 100,0 Итого: 656,0 100,0 1 ( Получено 1 гI %

сырье 258,0 33,0 Этилбенэол, 116,5 15,1

мид 512,0 67,0 Ксилолы, 133,5 17,4 768,0 100,0 Итого: 768,0 100,0

ВзятоI гI % 1 Полученог%

сырье 268,0 40,0 Этилбенэол, 120,0 17,9

ли402,0 60,0 Ксилолы, 67d,0 100,0 Итого: 670,0 100,0

Продолжение таблицы

РеРвнерированный разделяющийагент 407,0 62,1

Потери 13,6 2,1

Таблица 2

чистотой 99,8 %

чистотой 99,0 %

Регенерированныйразделяющий агент 505,2 65,8

Потери 12,8 1,.7

Таблица 3

чистотой 99,5 %

чистотой

97,8 % - 139,0 20,7

Регенерированныйразделяющий агент 392,9 58,7

Потери 18,1 2,7

i:i::i:: :i

г I % I Получено

284,0 40,0 Этилбензол, 127,8 18,2

425,0 60,0 Ксилолы, 145,0 20,3

709,0 100,0 Итого:

Итого :

Таблица 4

i:z::i ::

чисто,той 99,6 %

чистотой

98 %

Регенерированныйразделяющий агент 418,5 59,0

17,7 2,5

Потери

709,0 100,0

25

Т а б л и. ц а 5

Формула изобретения

Способ выделения этилбензола из .его смеси с ксилолами путем экстрактивной дистилляции в присутствии селективного растворителя, о т л ичающийс я тем, что, с целью повышения степени ч 1стоты целевого продукта, в качестве селективного растворителя используют гликольс1мид или диформилгликОЛЬамид при весовом .соотношении селективного растворителя и исходной смеси 1,5-2,0:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1975, с. 90.

12 С 333, опублик. 1969..

кл.

д

Зтипбензол

ЛЛМА

{О

ff

12

Неилош 3