способ получения бензола и дебензолированной высокооктановой смеси

Классы МПК:C07C7/08 экстрактивной 
C07C15/04 бензол 
C10G7/08 азеотропная или экстрактивная перегонка
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью "Нефтехимстарт"
Приоритеты:
подача заявки:
1998-07-01
публикация патента:

Описывается способ получения бензола и дебензолированной высокооктановой смеси из углеводородных смесей, содержащих как минимум ароматические и неароматические углеводороды, имеющих шесть и более углеродных атомов, отличающийся тем, что исходную смесь разделяют ректификацией на кубовый продукт, содержащий не более 3 мас.%, предпочтительно не более 1 мас.% бензола, и дистиллят, содержащий преимущественно углеводороды C6, в котором не более 5 мас. %, предпочтительно не более 0,5 мас.%, толуола и не более 36,6 мас.%, предпочтительно не более 10 мас.%, неароматических углеводородов С7, который подвергают экстрактивной ректификации в присутствии полярного органического, апротонного, растворителя, имеющего отношения дипольного момента к корню квадратному из мольного объема более способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485 предпочтительно более способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485 и температуру кипения 150 - 250°С, в качестве дистиллята выводят поток, содержащий преимущественно неароматические углеводороды С6-C8, который возможно объединяют с кубовым продуктом ректификации, а в качестве кубового продукта - смесь указанного растворителя с углеводородами, от которой далее отгоняют поток, содержащий преимущественно бензол, который возможно далее подвергают дополнительной отгонке от углеводородов с более высокими температурами кипения. Технический результат - снижение энерго- и капиталоемкости процесса. 2 з. п.ф-лы, 2 ил., 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

Формула изобретения

1. Способ получения бензола и дебензолированной высокооктановой смеси из углеводородных смесей, содержащих как минимум ароматические и неароматические углеводороды, имеющих шесть и более углеродных атомов, отличающийся тем, что исходную смесь разделяют ректификацией на кубовый продукт, содержащий не более 3 мас.%, предпочтительно не более 1 мас.%, бензола, и дистиллят, содержащий преимущественно углеводороды C6, в котором не более 5 мас.%, предпочтительно не более 0,5 мас.%, толуола и не более 36,6 мас.%, предпочтительно не более 10 мас.%, неароматических углеводородов C7, который подвергают экстрактивной ректификации в присутствии полярного органического, апротонного, растворителя, имеющего отношение дипольного момента к корню квадратному из мольного объема более способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485 предпочтительно более способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485 и температуру кипения 150 - 250oC, в качестве дистиллята выводят поток, содержащий преимущественно неароматические углеводороды C6-C8, который возможно объединяют с кубовым продуктом ректификации, а в качестве кубового продукта - смесь указанного растворителя с углеводородами, от которой далее отгоняют поток, содержащий преимущественно бензол, который возможно далее подвергают дополнительной отгонке от углеводородов с более высокими температурами кипения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полярного органического апротонного растворителя используют вещества, выбираемые из N-метилпирролидона, N,N-диметилацетамида, N,N-диметилформамида, алк(C1-C2)оксипропионитрила, N-формилморфолина, включая их смеси с водой.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что поток, содержащий преимущественно неароматические углеводороды C6-C7, и возможно поток, содержащий преимущественно бензол, подвергают отмывке в паровой или жидкой фазе с водой, после чего от растворителя отгоняют как минимум большую часть воды и его направляют в зону экстрактивной ректификации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения бензола и высокооктановых смесей.

Более конкретно изобретение относится к области получения бензола и дебензолированной высокооктановой углеводородной смеси из углеводородных смесей, содержащих ароматические и неароматические углеводороды.

Известен способ [Справочник нефтехимика, Л., Химия, 1986, с. 120-136] получения высокооктановых углеводородных смесей, содержащих ароматические и неароматические углеводороды, в том числе бензол и его гомологи с углеводородными заместителями, путем термокаталитического превращения нефтяных фракций, в частности процесс каталитического риформинга, осуществляемого обычно под давлением водорода при температуре 400-650oC. Продукты термокаталитического превращения (после отделения легких компонентов) представляют собой смеси ароматических и неароматических углеводородов, в том числе содержат значительное количество бензола, толуола, ксилолов и неароматических углеводородов С68+.

Известен способ [Справочник нефтехимика, Л., Химия, 1986, c. 257 - 265] выделения бензола и других ароматических соединений из указанных смесей путем жидкостно-жидкостной экстракции (возможно совмещенного с ректификацией) селективными полярными растворителями моно-, ди-, три- и тетраэтиленгликолями, сульфоланом и т.п.

При этом в качестве рафината получают продукт, содержащий преимущественно неароматические углеводороды, а в качестве экстракта - смесь, содержащую полярный растворитель и преимущественно ароматические углеводороды. Из указанной смеси затем отгоняют поток, содержащий преимущественно смесь ароматических углеводородов, и полярный растворитель возвращают в зону (аппарат) жидкость-жидкостной экстракции.

Смесь указанных углеводородов далее разделяют ректификацией на потоки, содержащие соответственно преимущественно бензол, толуол и ксилолы.

Недостатком указанного известного способа является высокая энергоемкость и капиталоемкость. Это связано с необходимостью циркулировать весьма большую массу полярного растворителя (что влечет также его большие потери), а также низкими коэффициентами полезного действия массообменных устройств (тарелок и т. п. ) в жидкость-жидкостной экстракции (по сравнению с ректификацией оно обычно ниже в 5-10 раз). Способ не может быть эффективно использован для решения задачи выделения бензола из реакционной смеси, содержащей ароматические и неароматические углеводороды C6-C8+, при содержании в ее составе других ароматических соединений (толуола, ксилолов и т.п.).

В то же время, именно такие задачи приобретают высокую промышленную значимость, т.к. согласно принятым в мире требованиям не допускается содержание бензола в бензиновых смесях выше 1% (и он должен быть удален), в то время как целесообразно сохранение в составе бензина, толуола, ксилола и других ароматических соединений, т.к. они обладают весьма высокими октановыми числами (соответственно 114 и 120).

Известен способ [Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, 1988, N 10, с. 105-107] разделения углеводородных смесей C6-C10 на ароматический и неароматический потоки экстрактивной ректификацией с полярными разделяющими агентами, например N-формилморфолином. При этом неароматический поток выводится в качестве дистиллята колонны экстрактивной ректификации, а ароматические соединения бензол, толуол, ксилолы и другие, выводятся в составе кубового потоки с разделяющим агентом и затем отделяются от него ректификацией. Затем возможно отделение в нескольких ректификационных колоннах бензола, толуола, ксилолов.

Указанный способ может рассматриваться в качестве прототипа по отношению к предлагаемому нами.

Недостатком способа [3] является необходимость отгонять в качестве верхнего продукта экстрактивной ректификации тяжелокипящие компоненты, температура кипения которых существенно превосходит температуру кипения бензола (Ткип. 80,1o). Например, большинство неароматических углеводородов C7 имеет температуру кипения 90-100o (например, н-гептан 98,4o), углеводороды C8 100-125o, углеводороды C9 130-150o (например, н-нонан 150,8o) и т.п. Поэтому способ требует значительной конверсии относительных летучестей разделяемых веществ и, как следствие, циркуляции весьма больших количеств разделяющего агента и больших флегмовых чисел, т.е. является весьма энерго- и капиталоемким.

Нами предлагается способ получения бензола и дебензолированной высокооктановой смеси из углеводородных смесей, содержащих как минимум ароматические и неароматические углеводороды, имеющие шесть и более углеродных атомов, заключающийся в том, что исходную смесь разделяют ректификацией на кубовый продукт, содержащий не более 3 мас.%, предпочтительно не более 1 мас.% бензола, и дистиллят, содержащий преимущественно углеводороды C6, в котором не более 5 мас. %, предпочтительно не более 0,5 мас.%, толуола и не более 36,6 мас.%, предпочтительно не более 10 мас.%, неароматических углеводородов С7, который подвергают экстрактивной ректификации в присутствии полярного органического, апротонного, растворителя, имеющего отношение дипольного момента к корню квадратному из мольного объема более способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485 предпочтительно более способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485 и температуру кипения 150 - 250oC, в качестве дистиллята выводят поток, содержащий преимущественно неароматические углеводороды C6-C8, который возможно объединяют с кубовым продуктом ректификации, а в качестве кубового продукта - смесь указанного растворителя с углеводородами, от которой далее отгоняют поток, содержащий преимущественно бензол, который возможно далее подвергают дополнительной отгонке от углеводородов с более высокими температурами кипения.

Как один из вариантов предлагается способ, заключающийся в том, что в качестве полярного органического апротонного растворителя используют вещества, выбираемые из N-метилпирролидона, N,N- диметилацетамида, N,N-диметилформамида, алк(C1-C2)оксипропионитрила, N-формилморфолина, включая их смеси с водой.

Как вариант предлагается способ, заключающийся в том, что поток, содержащий преимущественно неароматические углеводороды C6-C7, и возможно поток, содержащий преимущественно бензол, подвергают отмывке в паровой или жидкой фазе с водой, после чего от растворителя отгоняют как минимум большую часть воды и его направляют в зону экстрактивной ректификации.

Термин "дебензолирование" в формуле изобретения и описании не обязательно понимается как полное удаление бензола из высокооктановой смеси, но и как исчерпывание большей части бензола, так что остающееся в высокооктановой смеси количество бензола не превышает допустимой нормы (обычно не более 1%).

В качестве полярного органического апротонного растворителя предпочтительно использовать вещества, не образующие азеотропов с неароматическими углеводородами C6. В случае частичного уноса растворителей в составе дистиллята они могут быть рекуперированы любым подходящим способом, например путем экстракции водой с последующей отгонкой воды.

Возможно использование смесей указанных в формуле изобретения растворителей, а также их смесей с другими полярными веществами, например кетонами, спиртами, моноалкил-N-замещенными амидами и т.п., в частности для снижения температуры кипения. В состав растворителя могут входить ингибиторы коррозии.

Экстрактивная ректификация (равно как и обычная ректификация) может осуществляться в одном колонном аппарате, либо в двух или нескольких колонных аппаратах, связанных функционально по противоточным потокам жидкости и пара как одна ректификационная (экстрактивно-ректификационная) колонна. В последнем случае и далее термин "выше" понимается как "дальше" по направлению парового потока, а термин "ниже" - как "дальше" по направлению жидкого потока.

Использование способа иллюстрируется нижеследующими чертежами и примерами. Приведенные чертежи и примеры не исчерпывают всех вариантов осуществления способа, и возможны любые иные технологические решения при соблюдении сути изобретения, изложенного в формуле изобретения.

Согласно фиг. 1 углеводородную смесь F подают в ректификационную зону (колонну) 1. Снизу колонны 1 выводят поток "дебензолированной" высокооктановой смеси (ВОС) W1, а сверху - после конденсации и возврата флегмы - поток дистиллята D1, содержащий преимущественно углеводороды C6.

Поток D1 направляют в зону (колонну) экстрактивной ректификации 2. Выше ("дальше" по направлению движения парового потоки) в нее подают поток P, содержащий преимущественно растворитель. Сверху (после конденсации и возврата флегмы) выводят поток дистиллята D2, содержащего преимущественно неароматические углеводороды C6-C7. Снизу выводят поток W2, содержащий преимущественно растворитель и бензол.

Поток W2 подают в ректификационную (десорбционную) зону (колонну) 3, сверху которой выводят поток D3, содержащий преимущественно бензол. Снизу выводят поток W3, содержащий преимущественно растворитель, который направляют в зону (колонну) 2.

Поток D3 возможно подвергают дополнительной отгонке (ректификации) от углеводородов с более высокими температурами кипения (на фиг. не показана).

Потоки W1 и D2 могут быть соединены с получением общего потока высокооктановой смеси.

Схема, приведенная на фиг. 2, отличается от фиг. 1 тем, что паровой поток сверху колонны 2 (в зоне 2A) подвергают контактированию с водой "В", после чего воду отгоняют от растворителя в узле 4, и предпочтительно возвращают на верх зоны 2A, а растворитель направляют вместе с основным потоком P в зону экстрактивной ректификации.

Примеры, иллюстрирующие использование изобретения, даны в табл. 1 и 2. В примерах 1-3 (табл. 1) в качестве полярных апротонных растворителей использованы: в примере 1 - N,N-диметилацетамид (дипольный момент способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485 = 3,80 дебая, молекулярная масса М = 87 г/моль, мольный объем при 25oC V = 92,8 см3способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485моль, параметр способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485 Ткип.(норм.) = 165,5oC; в примере 2 -N-метилпирролидон (способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485 = 4,08 дб, М = 99 г/моль, V = 95,6, параметр способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485) Ткип. = 202oC; в примере 3 - N,N-диметилформамид (способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485 = 3,82 дб, М = 73 г/моль, V = 77,3, способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485) Ткип. = 157,5oC.

В примерах 4-5 (табл. 2) в качестве полярных апротонных растворителей использованы N-формилморфолин (способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485 = 4,1, М = 115, V = 99,8, способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485 Ткип. = 217oC), способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485- метоксипропионитрил (способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485 = 4,0, М = 85,1, V = 90,7, способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485 Ткип. = 165,5oC), способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485- этоксипропионитрил (способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485 = 4,0, M = 99,1, V = 104,6, способ получения бензола и дебензолированной   высокооктановой смеси, патент № 2153485 Ткип.=172oC).

Класс C07C7/08 экстрактивной 

способ выделения и очистки 1,3-бутадиена из смесей c4-углеводородов -  патент 2442768 (20.02.2012)

способ получения чистого 1-бутена из c4-фракций -  патент 2436758 (20.12.2011)
способ разделения смесей углеводородов изопентан-изоамилен-изопренсодержащей фракции или бутан-бутилен-дивинильной фракции -  патент 2406717 (20.12.2010)
иммунореактивный пептид и способ диагностики ревматоидного артрита с его использованием -  патент 2386609 (20.04.2010)
способ выделения бензола из смесей с неароматическими углеводородами -  патент 2381208 (10.02.2010)
способ разделения алкан-алкеновых фракций -  патент 2379277 (20.01.2010)
способ разделения системы бензол-перфторбензол-третичный амиловый спирт -  патент 2340586 (10.12.2008)
способ получения неочищенного 1,3-бутадиена -  патент 2330005 (27.07.2008)
способ и устройство экстрактивной дистилляции -  патент 2326712 (20.06.2008)
способ непрерывного разделения c4-фракции -  патент 2319684 (20.03.2008)

Класс C07C15/04 бензол 

способ получения ароматических углеводородов -  патент 2523801 (27.07.2014)
способ приготовления катализатора для получения бензола из метана, катализатор, приготовленный по этому способу, и способ получения бензола из метана с использованием полученного катализатора -  патент 2508164 (27.02.2014)
способ улучшения катализатора ароматизации -  патент 2476412 (27.02.2013)
непрерывный способ бескислородной конверсии метана -  патент 2467993 (27.11.2012)
способ получения катализатора гидродехлорирования -  патент 2462311 (27.09.2012)
получение ароматических соединений из алифатических -  патент 2461537 (20.09.2012)
получение ароматических соединений из метана -  патент 2459789 (27.08.2012)
получение ароматических углеводородов и синтез-газа из метана -  патент 2458899 (20.08.2012)
получение ароматических соединений из метана -  патент 2454390 (27.06.2012)
способ превращения метана -  патент 2454389 (27.06.2012)

Класс C10G7/08 азеотропная или экстрактивная перегонка

способ очистки и осушки пропановой фракции от метанола -  патент 2470002 (20.12.2012)
установка осушки и очистки углеводородной фракции от метанола -  патент 2470001 (20.12.2012)
способ выделения и очистки 1,3-бутадиена из смесей c4-углеводородов -  патент 2442768 (20.02.2012)

способ получения бензола и дебензолированной высокооктановой смеси -  патент 2287514 (20.11.2006)
способ выделения о-ксилольного концентрата, бензола, толуола и высокооктанового компонента бензина с улучшенными экологическими характеристиками из катализатов бензинового и бензольно-толуольного риформинга -  патент 2255957 (10.07.2005)
способ выделения ароматического сольвента, бензола, толуола и высокооктанового компонента бензина с улучшенными экологическими характеристиками из катализатов бензинового и бензольно-толуольного риформинга -  патент 2254356 (20.06.2005)
способ выделения ароматических углеводородов с8 из смесей с насыщенными углеводородами -  патент 2154047 (10.08.2000)
способ очистки газа и кубовых отходов от хлорорганических соединений -  патент 2129906 (10.05.1999)
способ выделения концентрата бензол- и толуолобразующих компонентов и сырьевой фракции для производства экологически чистого компонента моторного топлива -  патент 2092521 (10.10.1997)
способ выделения экологически чистого высокооктанового компонента моторного топлива и низкооктановой бензолсодержащей фракции из катализаторов риформинга широких бензиновых фракций -  патент 2092519 (10.10.1997)
Наверх