Способ выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .РЕСПУБЛИК ОВ ОИа со ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ВУ СВИДЕТЕЛ РСИ ОМАТИВОЛРРОДэкстракГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(21) 3426784/23-04 .(22) 21.04,82 (46) 15,12,.83. Бюл. Р 46 (72) Ю.ф. Соков, Н.Н. Красногорская, А.Д. Игоаев и Г.П. Шитов (71) Уфимский нефтяной институт (53) 66.061,51(088.8) (56) 1. Семененко Э.И. и др. Эффек" тивные промышленные экстрагенты ароматических углеводородов. М., ЦНИИТЭиефтехим, 1968, 9-12, 45.2. Иариманян А.А , Азаров И,А, Опыт пуска отечественной установки по:производству сырья. для сажи.- фНефтепереработка н нефтехимияп, 1974, 9 1, с. 8-10, 3. Ссылка (1), с. 23-26, 4. Авторское свидетельство СССР Р 366179, кл. С 07 С 7/10 1970 .(прототип).(54) (57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АР ЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ УГЛЕ НЫХ СМЕСЕЙ путем жидкостной ции селективным растворителем, л и ч а ю щ и й с я тем, что, целью повыщения селективности цесса, в качестве селективного ворителя используют й - Р-.диан -2-метилимидазолин.Изобретение относится к способувыделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей путемжидкостной экстракции и может бытьиспользовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.Известны способы выделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей с использованием таких селективных растворителей какфурфурол, гликоли, диметилсульфоксид и др. 1 ).Однако используемые растворителиили обладают недостаточной растворяющей способностью, или недостаточной селективностью.Например, в процессе очистки га- .зойлей (,2 3 используется фурфурол,который обладает высокой селективностью, но недостаточно высокойрастворяющей способностью. Последнее вызывает необходимость использовать его в больших объемах ( до 800)"по отношению к сырью. Кроме того,недостатком фурфурола является егонизкая стабильность, а также высокая растворимость в воде, возрастающая с повышением температуры.Известен также способ выделенияароматических углеводородов из углеводородных смесей путем жидкостнойэкстракции с использованием в качестве селективного растворителя М-метилпирролидона ГЗ ").Однако М -метилпирролидон обладает высокои растворяющей способ"ностью не только по отношению к ароматическим углеводородам, но и к парафиновым и поэтому приходится дляуменьшения растворимости добавлятьбольшое количество-вода (до 25),что ведет к увеличению энергетических затрат, кроме того, стоимостьЮ -метилпирролидона высокая, чтосвязано с многоступенчатым процессом его производства (5000,0 р.за 1 т),Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому результату и технической сущности является способвыделения ароматических углеводородов из углеводородных смесей путемжидкостной экстракции, согласно которому в качестве селективного раст.ворителя используют 0,0-бис-(2-цианэтил)-этиленгликоль )4).Однако данный способ не позволяет выделить целевые ароматическиеуглеводороды с высокой селективностью вследствие недостаточной селективности используемого растворителя,Цель изобретения - повышение селективности процесса,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу выделения ароматических углеводородов изуглеводородных смесей путем жидкостной экстракции, в качестве селективного растворителя используют- Р -цианэтил-метилимидазолин.Й -р -цианэтил-метилимидазолинпредставляет собой соединение форму 5 лы Он синтезируется, исходя из доступного сырья (этнлендиамина, уксусной.кислоты и акрилонитрила ) в две стадии. М в ) -цианэтил"2"метилимидазо" лин обладает более высокой плотностью ( д= 1,085), чем И -метилпирролидон (Зо = 1,0330 ). Температуракипения М - р -цианэтил-метилимидазолин 99 С при 1, 5-2 мм рт. стчто обеспечивает небольшие потерирастворителя при регенерации, поскольку, чем выше температура кипения растворителя, тем меньше потери от испарения.М - р -цианэтил-метилимидазолинобладает большей селективностью,чем фурфурол, ацетонитрнл, диметилсульфоксид и М -метилпирролидон.Так, селективность, выраженная черезкоэффициент активности для системын-гексан-бензол при температуре60 С равна 16,81, а ацетонитрила -6,0; фурфурола - 6,9; диметилсульфоксида - 12,8; М -метилпирролидона 8,6, Высокая селективность М - р-цианэтил-метилимидазолнна обеспечивает более высокую степень чистоты извлекаемых ароматических углеводородов. Кроме того, й - р -циан этил-метилимидазолин практическине растворяет парафиновые углеводороды и не растворяется в парафиновых углеводородах, что экономитего расход для.извлечения более растворимого компонента (ароматическихуглеводородов ), Так, коэффициент активности по отношению к гексану при60 С для )Ч " р -.цнанэтил-метнлнмидазолина составляет у= 46,75 50 ф = 0,021), а М -метнлпирролндо. на о - 8 6 ( аког = Ок 116)При сравнении селектнвности Й-р -цнанэтил-метнлимидазолнна сдругими цианпронзводнами видно, что 55 й - ф -цианэтил-метилимидазолин неуступает нм по селективностн. Так,например, селективность О,О-бнс"в (2-цнанэтнл)Этнленгликоля, выраженная через коэффициент активности поотношению ксистеме гексан бензолпри 60 фС соответственно составля"ет 13,4.Предлагаемый способ выделенияароматических углеводородов позволяет осуществить процесс по упрощенной о 5 схеме (с исключением стадчн экстрактивной ректификацни экстракта), которая приведена на Фнг. 1. Сырье( углеводородную Фракцию) подают вниз экстракционного аппарата 1, на. верх которого подают растворнтель 8 -) -цианэтил-метилнмидазолин,Экстрактный раствор с низа экстракто"ра подают в колонну 2, где при атмосферном давлении производят отгонку головной фракции экстракта,которую направляют на рисайкл в колонну 1. Экстрактный раствор с низаколонны 2 подают в колонну 3, где под.вакуумом происходит отгонка экстракта от растворителя. Растворительс низа колонны 3 .вновь поступает 15на экстракцию в колонну 1.Рафинатный раствор, поскольку внем присутствуют следы растворителя, поступает в колонну 4, где горячей водой от него отмывают растворитель. С верху колонны 4 выводят ра"Финат, а с низу в . воду с растворите.лем. В колонне 5 отгоняют воду от.растворителя. Отогнанную воду возвращают в колонну 4 на отмывку рафнната, а растворитель с низа колонны5 подают вновь на экстракцию.. Ниже приведены примеры, иллюстрирующие предлагаемый способ.П р и м е р 1. Катализат платФорминга (фр. 62-120 С), содержащий 32,5 ароматических углеводоро"дов (бензол, толуол ) подвергают многоступенчатой экстракции в условияхпсевдопротивотока в 7 ступеней. Температура экстракции 53 фС, кратность 35растворителя к сырью 2,5:1. Впроцессе экстракции подают ароматизированный рисайкл с содержанием араматических углеводородов 86.Материальный баланс экстракции: 4 ОПриход",Сырье 100 гРастворитель - 250 гРисайкл, - 70 гВсего: 420 г45Получено:Экстрактного раствора - 342,5 гв т.ч. экстракта - 32,4рисайкла - 60,0 гРафинатного раствора - 77,5 г .,в т.ч. рисайкла - 10,0 грастворителя - следыВыделенный экстрактный растворподвергают раэгонке в .соответствин со схемой, приведенной на фиг,1В результате получают 32,4 г (32,5)экстракта, содержащего 100 ароматических углеводородов, 248 г раство"рителя и 60 г. рисайкла. Потери приразгонке составляют 2,0 г.Из ароматического экстракта наколонке четкой ректификации в 20теоретических ступеней выделяютбензол и толуол, соответствующиетребованиям на товарные продукты.При этом извлечение бензола составляет свыше 99, суммарной ароматики около 98.При разгонке рафинатного раство- .ра получают 67,0 г (65,51 рафината,содержащего менее 1 ароматическихуглеводородов и 10,0 г рисайкла,Потери прн этом составляют 0,5 г.П р и м е р 2. На фиг, 2 кривой1 приведена треугольная диаграммадля системы гексан-бензол- й - р-циан.этил-метилимидазолин при 25 ОС.Для сравнения приведены диаграммыфазового равновесия для системын-гексан-толуол- й -метилпирролидонпри температуре 25 С кривая 2 и О,О-бис-(2-цианэтил )этиленгликоль (кривая 3), Максимальная концентрацияароматического углеводорода, выделенного из экстрактной Фазы, полученной-М -метилпирролидоном, не превышает 45, а 0,0-бис-(2-цианэтил)этиленгликолем 95,5, в то времякак для й "р.-цианэтил"2-метилимид"азолина эта величина составляет 96,5.Парафиновые углеводороды практически не растворимы в й - р -цианэтил-имидазолине, в то время как вИ -метилпирролидоне растворяется15 об. парафиновых углеводородов.П р и м е р 3. Проведена одноступенчатая экстракция прн 25 С сме"си 42,5 об, гексана и 67,5 об.бензопа И --цианэтил-метклимидазолином (кратность 0;.42 об. насырье), т.е. исходная смесь состоитнэ 40 об, бензола, 30 об. гексанаи 30 об. И - В -цианзтил-метили-:мидаэолнна. Результаты экстракцииприведены в таблице.В этой же таблице с целью сопоставления приведены данные по экстракционному разделению этих же компонентов И -метилпирролидоном сдобавкой 25 воды.при 20 С,йЙ оо аа х 3.г Составитель Г. ГуляеваТехред,в,далекорейКорректор А, Зимо Гора ат Редакт ов Заказ 9958/24 . Т ВНИИПИ Госуда по делам иэо 113035, Иосква, Подписноемитета СССРкрытийя наб., д. 4/5 . краж 418 рственного ко бретений и о Ж, Раущск иал,ППП фПатентф, г. ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно.из таблицы, селектив" ность й - р -цианэтил-метнлимидазолина. составляет 25,8, а К0,519 н К 2 = 0,02; а для М.-метилпйрролиДона, несмотря на такое большое количество добавок воды (251, селективность составляет.= 19,4 или . ф = 13,7, а К,.= 0,324 или К=0,320 в зависимости от состава фаз,Также.в таблице приведены данные по экстракции растворителями того же класса:,высокоселективным цианпраиэводным растворителем 0,0-биа-( 2-цианэтил )этиленгликолем и аналогом по структуре этилимидазолином.Как видно М - р -цианэтил-метилимидазолин не уступает по селективности 0,0-бис-цианэтил)этиленгли. колю и превосходит имидазолин, не под.вергнутый цианэтилированию.Таким образом, вследствие использования более селективного раствори теля, предлагаеьнй способ позволяетповысить селективность процесса выделения ароматических углеводородов.