способ выделения ароматических углеводородов c₈ из смесей с насыщенными углеводородами

Формула изобретения

Способ выделения ароматических углеводородов C₈ из смесей с насыщенными углеводородами путем азеотропной ректификации, отличающийся тем, что в качестве селективного азеотропобразующего компонента используется ацетонитрил, взятый в массовом соотношении к насыщенным углеводородам сырья от 85:15 до 93:7.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для выделения аренов C₈ из ксилольной фракции катализата риформинга.

В настоящее время арены C₈ выделяют из катализата риформинга в основном методом простой ректификации. По данным разработчиков этого процесса степень чистоты выделенных аренов Cg составляет 99,5% мас. при их выходе 90% мас. (Бадьина Н. С. и др. Нефтехимия, 1977, т. 17, N 3, c. 412-415). Изомеры ксилола образуют азеотропные смеси с парафиновыми и нафтеновыми углеводородами, нормальные температуры кипения которых находятся в пределах 132-152^oC. Поэтому фактические потери ксилолов на промышленной установке из-за попадания их в дистиллат в составе азеотропов, а также с кубовым остатком колонны выделения суммарных ксилолов достигают 38% мас. (Сулимов А.Д. Сб. научных трудов ВНИИ по переработке нефти, 1983, N 44, ч. 2, с. 184-218).

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 (Каркеев В.М. и др. Производство ксилолов. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1980, 60 с.).

Недостатками данного способа являются низкая селективность метанола по отношению к аренам и образование тангенциальных азеотропов метанола с аренами C₈, что приводит к существенным потерям ксилолов с дистиллатом.

Цель изобретения - повышение селективности процесса, степени извлечения ксилолов и их чистоты. Поставленная цель достигается при выделении аренов C₈ из ксилольной фракции катализата риформинга азеотропной ректификацией с использованием в качестве азеотропобразующего компонента ацетонитрила.

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

Азеотропная ректификация с ацетонитрилом или метанолом и простая ректификация проводились в одинаковых условиях на ректификационной колонке эффективностью 15 теоретических тарелок при флегмовом числе 9.

Как следует из представленных в таблице результатов, азеотропной ректификацией чистые арены C₈ без примесей насыщенных углеводородов могут быть выделены при незначительных потерях аренов C₈ с дистиллатом, составляющих всего 0.01-0.05% мас. от потенциального содержания их в сырье. При азеотропной ректификации с метанолом чистые арены C₈ выделены при их потерях с дистиллатом на порядок выше - 0.51% мас. При простой ректификации чистые арены C₈ получены в кубовом остатке лишь при их потерях с дистиллатом 11.21% мас. от потенциального содержания в сырье.

Таким образом, выделение аренов C₈ из ксилольной фракции катализата риформинга наиболее эффективно азеотропной ректификацией с ацетонитрилом. Соотношение ацетонитрила к сырью 30% мас. соответствует при указанном выше составе сырья соотношению ацетонитрил: насыщенные углеводороды 85 : 15 мас. Такое соотношение ацетонитрила к насыщенным углеводородам достаточно для полного удаления последних в виде азеотропных смесей. При соотношении ацетонитрила к сырью 70%, соответствующем соотношению ацетонитрил : насыщенные углеводороды 93 : 7 мас., результаты процесса улучшаются незначительно.

Регенерация ацетонитрила из дистиллата - гетерогенной азеотропной смеси с насыщенными углеводородами C₈-C₉ может быть осуществлена сепарацией после предварительного охлаждения дистиллата до 20-30^oC. Ацетонитрильный слой возвращается в колонну азеотропной ректификации, а из углеводородного слоя примеси ацетонитрила реэкстрагируются водой.

Пример 1.

В кипятильник ректификационной колонки эффективностью 15 теоретических тарелок загружают 67.35 г фракции 120-147^oC катализата риформинга, содержащей 94.7% мас. аренов C₈, и 20.2 г ацетонитрила. После выхода колонки на рабочий режим, при флегмовом числе 9 и температуре верха колонки 71-81^oC/760 мм рт. ст. отбирают 23.80 г дистиллата и 63.75 г кубового остатка. Кубовый остаток состоит из чистых аренов C₈. Из дистиллата выделено 3.60 г углеводородов, содержащих 0.8% мас. аренов C₈. Потери аренов C₈ с дистиллатом - около 0.05% мас. от потенциала в сырье.

Пример 2.

В кипятильник той же ректификационной колонки загружают 67.24 г того же сырья и 26.09 г метанола. При работе по той же методике при температуре верха колонки от 61 до 63.5^oC/760 мм рт.ст. отбирают 29.979 г дистиллата и 63.355 г кубового остатка. Кубовый остаток состоит из чистых аренов C₈. Потери аренов C₈ с дистиллатом 0.325 г, или 0.51% мас. от потенциала в сырье.

Пример 3.

В кипятильник той же ректификационной колонки загружают 60.51 г того же сырья без селективного растворителя. При работе по той же методике при температуре верха колонки от 120 до 131^oC/760 мм рт.ст. отбирают 3.89 г дистиллата и 56.62 г кубового остатка. Содержание аренов C₈ в дистиллате 24.1% мас. , в кубовом остатке - 99.95% мас. Степень извлечения аренов, содержащих в качестве примесей 0.45% мас. насыщенных углеводородов, составляет 98.36% мас. от потенциала в сырье.