способ очистки бензола и толуола от примесей неароматических углеводородов

Формула изобретения

Способ очистки бензола и толуола от примесей неароматических углеводородов путем ректификации ароматического экстракта с использованием азеотропобразующих растворителей, отличающихся тем, что в качестве азеотропобразующего растворителя используют киcлородсодержащую высокооктановую добавку к бензину, представляющую собой простой эфир, выбранный из группы, содержащей метил-трет-бутиловый эфир, этил-трет-бутиловый эфир, метил-трет-амиловый эфир, диизопропиловый эфир, или спирт, выбранный из группы, содержащей этанол, 2-пропанол, трет-бутанол, или смесь указанных спиртов или метанола с эфирами, взятую в массовом соотношении 8 - 28 : 1 к неароматическим углеводородам экстракта, причем отгоняемые азеотропные смеси направляют в бензин без регенерации растворителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано с целью повышения качества бензола и толуола, выделяемых в результате процесса экстракции из катализатов риформинга фракции 62-105^oC.

На промышленных установках экстракции ароматических углеводородов очистка экстракта от примесей неароматических углеводородов проводится методом простой ректификации в предбензольной колонне. При этом до 20% экстракта отгоняется и возвращается в экстракционную колонну. Таким образом, наиболее трудноудаляемые примеси к аренам не выводятся из системы, а рециркулируют, ухудшая результаты процесса экстракции. Другим недостатком простой ректификации является то, что примеси, не образующие азеотропов с бензолом, остаются в экстракте, снижая качество бензола и толуола.

С целью исключения рецикла, снижения энергозатрат и повышения качества бензола и толуола предлагается для их очистки вместо простой ректификации использовать азеотропную ректификацию.

Известны способы очистки бензола и толуола от примесей неароматических углеводородов азеотропной ректификацией с диметоксиметаном и метанолом (пат. США 5405505, 1995), смесью метанола и ацетона (пат. ЧССР 135677, 1970), ацетоном (пат. Франции 1510250, 1967).

Наиболее близок к предполагаемому изобретению способ выделения бензола из смесей с парафиновыми и нафтеновыми углеводородами сочетанием экстракции с последующей азеотропной ректификацией экстракта с ацетоном (пат. Франции 1510250, 1967), принятый за прототип.

Основной недостаток известных способов очистки бензола и толуола от примесей - необходимость регенерации азеотропобразующих компонентов из азеотропных смесей. В частности ацетон образует гомогенные азеотропы с примесями, из которых его необходимо реэкстрагировать водой с последующим ректификационным выделением из водных растворов. Необходимость регенерации селективных растворителей приводит к значительному усложнению технологической схемы и к повышению удельных энергозатрат при очистке ароматических углеводородов.

В качестве азеотропобразующих компонентов в предлагаемом изобретении предлагается применять высокооктановые кислородсодержащие добавки к бензину - смеси простых эфиров [метил-трет-бутиловый (МТБЭ), этил-трет-бутиловый (ЭТБЭ), трет-амилметиловый (ТАМЭ), диизопропиловый (ДИПЭ)] и спиртов (метанол, этанол, 2-пропанол, трет-бутанол) или индивидуальные высокооктановые добавки.

В таблице представлены результаты простой ректификации ароматического экстракта, азеотропной ректификации (АР) с высокооктановыми кислородсодержащими растворителями по предлагаемому способу и для сравнения - азеотропной ректификации с ацетоном (прототип).

Преимущество предлагаемого способа по сравнению с прототипом - возможность исключения блока регенерации азеотропобразующих компонентов, т.к. азеотропы насыщенных углеводородов с высокооктановыми кислородсодержащими соединениями можно без регенерации последних использовать в качестве компонентов автомобильных бензинов.

По сравнению с простой ректификацией преимущества предлагаемого способа - более селективное удаление неароматических углеводородов с предбензольной фракцией, в результате чего потери экстракта сокращаются с 23,59 мас.% до 3-5 мас.%, т.е. в 4,7 - 8 раз, при одновременном повышении качества выделяемых ароматических углеводородов.

Пример 1 (простая ректификация)

В кипятильник ректификационной колонки эффективностью 15 теоретических тарелок загружают 85,565 г экстракта, выделенного из катализата риформинга фракции 62-105^oC, состава, мас.%: неароматические углеводороды - 0,38, бензол - 50,43, толуол - 44,05, арены C₈₊ - 5,14. При флегмовом числе 12 и температуре паров в верхнем сечении колонки 55-79,5^oC отбирают 20,18 г предбензольной фракции, при температуре паров 79,5-80,5^oC -23,265 г бензольной фракции, при температуре 109-111^oC - 37,631 г толуольной фракции. В кипятильнике колонки остается 4,489 г кубового остатка. Состав отогнанных фракций и кубового остатка анализируют методом газожидкостной хроматографии (выход фракций в мас.% на сырье и их состав приведен в таблице).

Пример 2.

В кипятильник той же ректификационной колонки загружают 130,18 г экстракта (того же состава, что и в примере 1), а также 3,9 г смеси МТБЭ + тpeт-бутанол, состава 70 и 30 мас.% соответственно. При флегмовом числе 12 и температуре паров в верхнем сечении колонки 52-79,5^oC отбирают 8,61 г азеотропной смеси высокооктановых растворителей и предбензольной фракции, в том числе растворителей 45,3 мас.% и углеводородов - 54,7 мас.%; при температуре паров 79,5-80,5^oC отгоняют 61,4 г бензольной фракции; при температуре 109-111^oC отгоняют 57,24 г толуольной фракции. В кипятильнике колонки остается 6,825 г кубового остатка, состоящего в основном из смеси аренов C₈₊. Выход фракций в мас.% на сырье и их состав приведен в таблице.

Азеотропная смесь растворителей и предбензольной фракции направляется в бензин для повышения его октанового числа без регенерации МТБЭ и трет-бутанола.

Пример 3.

В кипятильник той же ректификационной колонки загружают 64,35г экстракта (того же состава, что и в примере 1), а также 4,39 г трет-бутанола. При флегмовом числе 12 и температуре паров 71-79,5^oC отбирают 11,16 г азеотропной смеси трет-бутанола (4,39 г) и предбензольной фракции (6,77 г). При температуре паров 79,5-80,5^oC отгоняют 25,884 г бензольной фракции; при температуре 109-111^oC отгоняют 28,329 г толуольной фракции. В кипятильнике колонки остается 3,367 г кубового остатка (арены C₈₊). Выход фракций в мас.% на сырье и их состав приведен в таблице.

Азеотропная смесь трет-бутанола и предбензольной фракции направляется в бензин для повышения его октанового числа без регенерации трет-бутанола.