способ выделения ароматических углеводородов c₈ с введением в бензин высокооктановых кислородсодержащих добавок

Формула изобретения

Способ выделения ароматических углеводородов C₈ из смесей с насыщенными углеводородами путем азеотропной ректификации, отличающийся тем, что в качестве селективного азеотропобразующего компонента используют высокооктановые спирты - этанол, пропанол-2, третбутанол или их смеси, взятые в массовом соотношении к насыщенным углеводородам сырья от 10 : 1 до 13 : 1, а также тем, что полученный дистиллат - азеотропные смеси насыщенных углеводородов с высокооктановыми спиртами без регенерации последних используют в качестве компонента автомобильного бензина.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для выделения ароматических углеводородов C₈ из ксилольной фракции катализата риформинга с одновременным введением в получаемый бензин высокооктановых кислородсодержащих добавок.

В настоящее время арены C₈ выделяют из катализата риформинга в основном методом простой ректификации. По данным разработчиков этого процесса степень чистоты выделенных аренов C₈ составляет 99,5% мас. при их выходе 90% мас. (Бадьина Н. С. и др. Нефтехимия, 1977, т. 17, N 3, с. 412-415). Однако фактические потери ксилолов на промышленной установке из-за попадания их в дистиллат в составе азеотропных смесей с парафиновыми и нафтеновыми углеводородами с температурой кипения 132-152^oC, а также с кубовым остатком колонны выделения суммарных ксилолов достигает 38% мас.

Повышение степени извлечения и чистоты ксилолов возможно при использовании вместо простой ректификации процесса азеотропной ректификации.

Наиболее близок по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению способ выделения аренов C₈ азеотропной ректификацией с метанолом (патент Канады 451985 A, 1948). Этот способ нашел промышленное применение и на российских нефтеперерабатывающих предприятиях. Недостатками данного способа являются существенные потери ксилолов с дистиллатом, вследствие того, что метанол образует с ними тангенциальные азеотропы, а также сложность и энергоемкость регенерации метанола из дистиллата и кубового остатка колонны азеотропной ректификации (Карпеев В.М. и др. Производство ксилолов. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1980, 60 с.).

Цель изобретения - повышение степени извлечения ксилолов и их чистоты при азеотропной ректификации, а также упрощение технологической схемы процесса и снижение удельных энергозатрат в результате исключения блока регенерации азеотропобразующих компонентов.

Поставленная цель достигается при выделении аренов C₈ из ксилольной фракции катализата риформинга азеотропной ректификацией с использованием в качестве азеотропобразующих компонентов этанола, пропанола-2, трет-бутанола или их смесей. Эти спирты используются в качестве высокооктановых кислородсодержащих добавок к бензину, поэтому полученный дистиллат предлагается смешивать с другими компонентами автомобильных бензинов без предварительной регенерации спиртов.

В качестве сырья использовалась промышленная ксилольная фракция 120-147^oC катализата риформинга, содержащая 94.8% мас. ароматических углеводородов C₈ и 5.3% мас. насыщенных углеводородов. Азеотропная ректификация с высокооктановыми спиртами и простая ректификация проводились в одинаковых условиях на ректификационной колонке эффективностью 15 теоретических тарелок при флегмовом числе 9.

Результаты опытов азеотропной ректификации со спиртами и для сравнения простой ректификации и азеотропной ректификации с метанолом представлены в таблице.

Азеотропной ректификацией с этанолом и пропанолом-2 чистые арены C₈ без примесей насыщенных углеводородов могут быть выделены при незначительных потерях аренов C₈ с дистиллатом - 0,2-0,3% мас. от потенциального содержания их в сырье. Трет-бутанол образует азеотропы не со всеми насыщенными углеводородами, входящими в состав ксилольной фракции катализата риформинга, поэтому полученные в кубовом остатке арены C₈ содержат в качестве примесей 4,5% мас. насыщенных углеводородов. Однако при использовании смеси этанола, пропанола-2 и трет-бутанола, взятых в соотношении 33,4 : 33,3 : 33,3% мас., возможно выделение чистых аренов C₈ с высоким выходом.

Соотношение азеотропобразующих компонентов к сырью находилось в пределах 55,8 - 70% мас. или в пересчете к насыщенным углеводородам сырья - от 10 : 1 до 13 : 1.

Пример 1.

В кипятильник ректификационной колонны эффективностью 15 теоретических тарелок загружают 60 г фракции 120 - 147^oC катализата риформинга, содержащей 94,7% мас. аренов C₈, и 42 г этанола. После выхода колонны на рабочий режим, при флегмовом числе 9 и температуре верха колонны 72 - 78^oC/760 мм рт.ст. отбирают 45,29 г дистиллата и 56,7 г кубового остатка. Кубовый остаток состоит из чистых аренов C₈. Дистиллат имеет следующий состав, % мас.: арены C₈ - 0,24; насыщенные углеводороды - 7,02; этанол - 92,74. Состав углеводородной части дистиллата, % мас.: арены C₈ - 3,34; насыщенные углеводороды - 96,66. Потери аренов C₈ с дистиллатом - около 0,2% мас. от потенциала в сырье. Дистиллат без регенерации этанола может быть использован в качестве высокооктанового компонента автомобильного бензина.

Пример 2.

В кипятильнике той же ректификационной колонны загружают 67,476 г фракции 120 - 148^oC катализата риформинга и 36,65 г пропанола-2. После выхода колонки на рабочий режим, при флегмовом числе 9 и температуре верха колонки 77 - 81,5^oC/760 мм рт.ст. отбирают 41, 022 г дистиллата и 61,104 г кубового остатка. Состав кубового остатка, % мас.: арены C₈ - 99,62; насыщенные углеводороды - 0,38. Состав дистиллата, % мас.: пропанол-2 - 91,78; арены C₈ - 0,097; насыщенные углеводороды - 8,123. Состав углеводородной части дистиллата, % мас.: арены C₈ - 1,19; насыщенные углеводороды - 98,81. Потери аренов C₈ с дистиллатом - около 0,3% мас. от потенциала в сырье. Дистиллат без регенерации пропанола-2 может быть использован в качестве высокооктанового компонента автомобильного бензина.

Пример 3.

В кипятильнике той же ректификационной колонки загружают 64,8 г сырья того же состава и 45,36 г смеси этанола, пропанола-2 и трет-бутанола при массовом соотношении спиртов в смеси 33,4 : 33,3 : 33,3%. При работе по той же методике отбирают 48,94 г дистиллата и 61,22 г кубового остатка. Кубовый остаток состоит из чистых аренов C₈. Состав дистиллата, % мас.: арены C₈ - 0,3; насыщенные углеводороды - 7,0; смесь спиртов - 92,7. Состав углеводородной части дистиллата, % мас.: арены C₈ - 4,2; насыщенные углеводороды - 95,8. Дистиллат без регенерации спиртов используется в качестве высокооктанового компонента автомобильного бензина.