Способ одновременного получения чистого бензола и чистого толуола

ОБРЕТ К ПАТЕНТ ия. Сущность изобполучения чистого углеводородных смеароматические угле- Родную смесь подегонке с выделением пределах 75-85 С ределах 99-111 С и Комитет Российской Федераци по патентам и товарным знака ПИ САНИ(71) Крупп Копперс Гмбх (ОЕ)(73) Крупп Копперс ГМБХ (ОЕ)(54) СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННОГО ПОЛУЧЕНИЯ ЧИСТОГО БЕНЗОЛА И ЧИСТОГО ТОЛУО(57) Использование: нефтехим ретения: для одновременного бензола и чистого топуола из сей, содержащих указанные водороды, исходную углеводо вергают предварительной пер фракции бензола, кипящей в фракции толуола, кипящей в и(в) К 1 У (1 ц 2002724 С 1 5 Ц 5 с 07 с 7 08 с 07 с 15/04С 07 С 15 08 в качестве кубового продукта компонентов, кипящих при более высокой температуре, чем целевые ароматические углеводороды Выделенные фракции бензола и толуопа подвергают последующей экстракционной перегонке в колонне, которая разделена на верхнюю и нижнюю части, расположен - ной в средней части тарелкой, имеющей центральную трубу. Фракцию бензола ввозят в середину нижней части колонны экстракционной перегонки, фракцию толуопа - в середину верхней части и растворитель - И-форминморфолин и/или другие И-замещенные морфолины, содержащие в заместителе не более семи атомов углерода, вводят двумя потоками в верхнюю часть колонны и под разделяющую тарелку, Подвод тепла в колонну экстрак - ционной перегонки предпочтительно осуществлять в верхнюю и нижнюю части колонны. Массовое соотношение разделяемых фракций и растворителя в колонне экстракционной перегонки составляет 1: 3 -6. 2 з.п.ф-лы,2 табл 3 ил.Изобретение относится к способу одновременного получения чистого бензола и чистого толуола из содержащих эти ароматические углеводороды углеводородных смесей,Известен способ одновременного получения чистого бензола и чистого толуола из углеводородных смесей, содержащих указанные ароматические углеводороды, путем предварительной перегонки исходной смеси с отделением от нее в качестве кубового продукта компонентов, кипящих при более высокой температуре, чем целевые ароматические углеводороды, и последующей экстракционной перегонки в присутствии в качестве селективного растворителя К-формилморфолина и/или других Й-замещенных морфолинов, содержащих в заместителе не более семи атомов углерода.В основе изобретения лежит задача повысить чистоту полученного толуола, не увеличивая существенно затраты на установку и производство,Для этого экстракционную перегонку проводят в колонне, которая разделена на верхнюю и нижнюю части, расположенной в средней части, тарелкой, имеющей центральную трубу, предварительную перегонку ведут с выделением из исходной смеси фракции бензола, кипящей в пределах 75- 85 ОС, и фракции толуола, кипящей в пределах 99-111 С, фракцию бензола вводят в середину нижней части колонны экстракционной перегонки, фракцию толуола - в середину верхней части, и растворитель - двумя потоками в верхнюю часть колонны и под разделяющую тарелку.При осуществлении способа по изобретению, в противоположность обычному до сих пор принципу работы, при котором бензол и толуол вместе как продукт верхней части отводят из предварительной перегонки и направляют в колонну экстракционной перегонки, сначала осуществляют в предварительной перегонке разделение на фракцию бензола и фракцию толуола, которые затем отдельно одна от другой в различных местах направляют в колонну экстракционной перегонки. Последняя для этой цели разделена расположенным в средней части колонны основанием трубы на верхнюю и нижнюю части, обе снабжены на своем верхнем конце узлами для подачи растворителя. При этом выгодно иметь в верхней части колонны зкстракционной перегонки дополнительные устройства для подвода тепла, например, в форме расположенного на высоте основания трубы на колонне экстракционной перегонки циркуляционного варочного котла, через который подают и нагревают часть собирающейся на основании трубы жидкости.На фиг,1 представлена технологическаясхема принципа работы по известному спо 5 собу; на фиг,2 - технологическая схема способа по изобретению, на фиг,З - схемаразделительной перегородки.При этом приведенные технологические схемы показывают только абсолютно10 необходимые для пояснения способа устройства, в то время как остальные вспомогательные устройства, как, напримерциркуляционный варочный котел, теплообменник, клапаны и насосы, а также устрой 15 ства для регенерации растворителя, непоказаны,По технологической схеме на фиг,1 исходный продукт подают через трубопровод1 в колонну 2 предварительной перегонки.20 При этом исходным продуктом являются содержащие бензол, толуол и ксилолы углеводородные смеси, как; например,полученный под давлением рафинат коксохимического бензола, пиролизный бензинили риформинг-бензин. В колонне 2 предварительной перегонки, которая может бытьснабжена тарелками или другими насадочными элементами, бензол и толуол вместе ссоответственно кипящими неароматическиЗ 0 ми соединениями отгоняются через верхнюю часть колонны и поступают черезтрубопровод 3 в среднюю часть колонны иэкстракционной перегонки. Высококипящие углеводороды, напротив, отводятсяЗ 5 как продукт нижней части колонны черезтрубопровод 5 из колонны 2 предварительной перегонки. В колонне 4 экстракционнойперегонки, которая также может быть снабжена тарелками или другими насадочными40 элементами, происходит отделение неароматических соединений от ароматическихуглеводородов, причем необходимый растворитель (например, М-формилморфолин)через трубопровод б на верхней части ко 45 лонны подают на колонну 4 экстракционнойперегонки, При этом ароматические углеводороды вместе с растворителем как экстракт отводят из нижней части колонныэкстракционной перегонки и направляют50 через трубопровод 7 е отгонную колонну 8,в то время как одновременно неароматические соединения в парообразном состояниичерез верхнюю часть из колонны 4 экстракционной перегонки подаются через тру 55 бопровод 9 на дальнейшую обработку. Вотгонной колонне 8 происходит отделениеароматических соединений от растворителя, причем ароматические соединения отводят как продукт верхней части колоннычерез трубопровод 10 из отгонной колонны8 и затем разделяют перегонкой в не показанной на технологической схеме колонне, Освобожденный от ароматических углеводородов растворитель удаляют из нижней части отгонной колонны 8 и через трубопровод 6 с целью дальнейшего применения направляют обратно в колонну 4 экстракционной перегонки,Стрелки 11, 12 и 13 обозначают подвод тепла к отдельным колоннам. который можно осуществлять через соответственно расположенные циркуляционные варочные котлы,Соответствующий фиг.1 принцип работы, хотя и приводит к бензолу очень высокой чистоты, однако, чистота полученного толуола для определенных случаев применения недостаточна, Так как дополнительная очистка полученного таким путем толуола экономически невыгодна и представляет собой недостаток известного способа, он устраняется в предлагаемом способе, показанном на,фиг.2, Конструкция установки на фиг,2 при этом соответствует, в принципе, конструкции установки на фиг.1, причем, разумеется, совпадающие позиции на обоих фигурах имеют одинаковое значение,Однако колонна 2 предварительной перегонки работает здесь при таких условиях, что через верхнюю часть колонны через трубопровод 3 отводится только кипящая в области 75 и 87 С фракция бензола и через трубопровод 14 как боковой поток отводится кипящая между 99 и 111 С фракция толуола, в то время как высококипящие компоненты исходного продукта удаляют как обычно через трубопровод 5 из нижней части колонны предварительной перегонки 2, Колонна экстракционной перегонки 4 в этом случае разделена расположенной в средней области перегородкой 15 на верхнюю часть 4 а и на нижнюю часть 4 в, При колонне всего с 94 теоретическими тарелками перегородка 15 находится, например, на высоте 53 тарелки сверху. Отведенную через трубопровод 3 фракцию бензола направляют в середину нижней части 4 в и отведенную через трубопровод 14 фракцию толуола направляют в середину верхней части 4 а в колонну экстракционной перегонки 4. При вышеупомянутой колонне место ввода лежит, например, для фракции толуола на высоте 30 тарелки сверху и для фракции бензола на высоте 77 тарелки сверху. Для верхней части 4 а в этом случае предусмотрен дополнительный подвод тепла, что обозначает стрелкой 17. Для этого можно применять, например, расположенный на высоте перегородки 15 циркуляционный варочный котел, В принципе, процесс работыколонны экстракционной перегонки 4 и в этом случае соответствует обычной схеме,Это означает, что неароматическио ".,оединения отводят, как рафинат, через верхнюю часть колонны через трубопровод 9, в то время как ароматические углеводороды вместе с растворителем, как экстракт, отводят из нижней части колонны экстракционной перегонки 4 и направляют через трубопровод 7 в отгонную колон ну 8, в которой происходит обычное отделение ароматических углеводородов от растворителя. От 10 остальной растворитель направляют через трубопровод 6 в верхней части в колонну экстракционной перегонки 4. При вышеупомянутой колонне с 94 теоретическими тарелками место ввода для трубопровода 6 лежит, например, на высоте 1 тарелки сверху и для трубопровода 16 - на высоте 54 20 тарелки сверху.При этом разделение растворителя происходит таким образом, что отдельные потоки эквивалентны соответствующим количествам исходного продукта, поступающим на разделение в колонну экстракционной перегонки, При осуществлении способа 25 30 по изобретению работают с отношением исходного продукта и растворителя в области 1:3 до 1:6. Отделение отведенного через трубопровод 10 потока ароматических углево 35 дородов дает толуол, чистота которого значительно лучше, чем это было возможнопри применении относящегося к уровнютехники принципа работы.Это доказывается нижеследующим 40 сравнительным опытом, при котором предлагаемый способ (фиг.2) сравнивали с относящимся к уровню техники принципом работы (фиг.2). При этом, исходя из одинакового исходного продукта и одинакового количества исходного продукта, а также 45 одинакового отношения исходного продукта и растворителя (Й-формилморфолин) 1;4,3, были достигнуты обобщенные в нижеследующей таблице результаты опыта,Сравнительный опыт показывает, что при применении предлагаемого способа чи 50 стота полученного толуола может быть значительно улучшена.Хотя в сравнительном опыте чистота полученного бензола при применении способа по изобретению, по сравнению с изве 55 стным принципом работы, немного снизилась, зато выход бензола лежал выше, Но, если технологические условия при способе по изобретению устанавливаются та-,отведенного через трубопровод 6 растворителя отводят отдельный поток через трубоп ровод 16 и направляют в нижнюю часть 4 ввплотную под перегонкой 15, в то время как2002724 Таблица 1 кими, что выход бензола соответственноуменьшается, то при нем можно достигнутьтакой высокой чистоты бензола, как это возможно при известном способе, Так как расход энергии при обоих способах одинаков, 5можно считать полностью решенной лежащую в основе изобретения задачу.Кроме того, сравнение технологическихсхем на фиг.1 и 2 совершенно ясно показывает, что дпя осуществления способа по изобретению требуются только небольшиемодификации на установке по фиг,1.Поэтому способ по изобретению пригоден также для переоборудования уже существующих установок, без необходимости 15значительных капиталовложений,Перегородка 15 является глухой тарелкой для улавливания стекающей сверхужидкости, чтобы на этой тарелке добавитьтепловой энергии через расположенный 20снаружи теплообменник. В перегородкеимеется центральная труба с расположенной над ней покрь 1 вающей конструкцией, атакже переливной патрубок с определеннойвысотой перелива (см, прилагаемый эскиз 25на фиг.3), Сток жидкости сверху происходитчерез обычную сточную шахту находящихсявыше разделительных тарелок.Таким образом предотвращается нежелательное смешивание потоков пара и жидкости., Распределение подачи растворителяосуществляется регулированием соотношения каждый раз в соответствии с количествами исходных фракций бензопа (поток 3) и 35толуола (поток 14),В данном случае это следующие количества;Фракция бензола (поток 3) 35 т/ч (84 бензола) 40 Фракция толуола (поток 14) 35 т/ч (92%толуола)Растворитель наверху (поток 6) 150 т/чРастворитель в середине (поток 16) 150т/ч.Получение потоков 3 и 14 и соотношение их количества не относится к существупредлагаемого способа.Эти оба потока можно получать различным образом, например, в системе колонн,которая состоит только из одной колонны спобочной отгонкой или иэ двух колонн, Вовсяком случае потоки, можно подавать изтанкового хранилища.Материалы заявки не содержат примеров на разделение в присутствии других замещенных й-морфолинов.Однако нетрудно себе представить, чтопредложеннь 1 й метод разделения применим и при других замещенных Й-морфолинах как растворителях,Ниже представлен экспериментальныйматериал на получение высокочистого толуола без снижения качества получаемого одновременно бензола (см. табл,2).Соотношения в циркулирующем потокекаждый раз находятся в зависимости от количеств и вида ароматов и побочных неаро-матов, и их следует регулировать в исходныхвеществах,Соотношение в циркулирующем потоке1:5.В заключение следует еще указать нато, что предварительную перегонку исходного продукта вместо одной колонны можноосуществлять также в двух колоннах, еслиэто целесообразнее на основании существующих производственных данных.(56) Заявка ФРГ Ит 3135319, кл. С 07 С 15/02,1983,10 2002724 Продолжение табл. 1 Таблица 2 Пример П име 1 Ха акте истика 30,24. 6977015124014287749 142 866 5,24 6,07 386 7 62 2 70 Выход бензола,% 95,54 96.75 6 14%5 69% 22 64 716 15 Формула изобретения1. СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННОГО ПОЛУЧЕНИЯ ЧИСТОГО БЕНЗОЛА И ЧИСТОГО ,ТОЛУОЛА из углеводородных смесей, содержащих указанные ароматические углеводороды, путем предварительной перегонки исходной смеси с отделением от нее в качестве кубового продукта компонентов, кипящих при более высокой температуре,чем целевые ароматические углеводороды, и последующей экстракциракция бензола (поток 3), кг/ч акция толуола (поток 14), кг/чо/ Растворитель вверху(поток 6), кг Растворитель в середине (поток Головной продукт (поток 9), кг Бензол в головном продукте, кг Толуол в головном продукте Выход толуола,%Неароматы в бензоле, ррглНеароматы в толуоле, рргпКоличество тепла,МВТ онной перегонки в присутствии в качестве селективного растворителя М-формилмор-, фолина и/или других М-замещенных морфолинов, содержащих в заместителе не более семи атомов углерода, отличающийся тем, что зкстракционную перегонку проводят в колонне, которая разделена на верхнюю и нижнюю части расположенной в средней части тарелкой, имеющей центральную трубу, предварительную перегонку ведут с выделением из исходной смеси фракции бензола, кипящей в пределах 75 200272485 С, и фракции толуола, кипящей в пределах 99 - 111 С, фракцию бензола вводят в середину нижней части колонны экстракционной перегонки, фракцию толуола - в середину верхней части и растворитель - 5 двумя потоками в верхнюю часть колонны и под разделяющую тарелку. 2, Способ по п,1, отличающийся тем, что подвод тепла в колонну экстракционной перегонки осуществляют в верхнюю и нижнюю части колонны,3; Способ по пп, 1 и 2, отличающийся тем, что экстракционную перегонку осуществляют при массовом соотношении разделяемых фракций и растворителя 1: 3 - 6,2002724 лгпи оставитель В, Надинаехред М,Моргентал Редактор Т, Николь рректор С, Патрушев Подписно Тираж НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раущская наб.,Заказ 321 Производст здательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина, 101