способ экстракции ароматических углеводородов из катализата риформинга фракции 62-105^oc

Формула изобретения

Способ извлечения ароматических углеводородов из катализата риформинга фр. 62-105^oС экстракцией полярным селективным растворителем с последующей отгонкой экстракта из экстрактной фазы, промывкой экстракта водой и ректификацией экстракта с выделением бензола и толуола, отличающийся тем, что удаление экстрагента, попадающего в экстракт, производится промывкой водой ксилольной фракции - кубового остатка колонны отгонки толуола из экстракта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано в процессе выделения ароматических углеводородов C₆ - C₈ из катализатов риформинга фр. 62 - 105^oC жидкостной экстракцией селективными растворителями.

Экономические показатели процесса экстракции бензола, толуола и ксилолов в значительной степени зависят от полноты регенерации селективного растворителя (экстрагента) из экстрактной и рафинатной фаз. Потери экстрагента значительно повышают себестоимость ароматических углеводородов, поскольку в качестве экстрагентов используют весьма дорогостоящие органические соединения, например, сульфолан, ди- и триэтиленгликоли, диметилсульфоксид, N-формилморфолин и др.

Известны способы экстракции ароматических углеводородов из катализатов риформинга триэтиленгликолем и сульфоланом, в которых регенерация растворителей из рафинатной и экстрактной фаз осуществляется промывкой водой рафинатной фазы и экстракта с последующей отгонкой воды и возвратом растворителя в экстракционную колонну [Сулимов А.Д. Производство ароматических углеводородов из нефтяного сырья. - М.: Химия, 1975. - 304 с.].

Известно также, что экстракция водой полярных органических растворителей из смеси ароматических углеводородов (экстракта) проходит значительно труднее, чем из смеси с насыщенными углеводородами (рафинатной фазы), причем коэффициенты распределения полярного органического соединения при экстракции его из ароматических углеводородов увеличиваются в ряду: бензол < толуол < ксилолы.

В связи с этим недостатком известных способов экстракции ароматических углеводородов из смесей с насыщенными углеводородами является необходимость поддержания относительно высокого объемного соотношения вода: экстракт (до 0.2: 1) при отмывке экстрагента водой, что приводит к значительным энергетическим затратам при последующей отгонке воды и выделении извлеченного из экстракта полярного растворителя.

С учетом высокого содержания ароматических углеводородов в катализате риформинга (до 40-45 мас. %), выход экстракта достигает 45 мас.% на сырье экстракции (катализат риформинга). Производительность типовых установок экстракции ароматических углеводородов 35-8/300 Б составляет 300 тыс. т/год по сырью, количество выработанного экстракта - до 135 тыс. т/год. Учитывая минимально необходимое объемное соотношение вода: экстракт 0.2:1 (массовое 0.23: 1), требуются значительные энергетические затраты на испарение и последующее охлаждение воды, используемой для промывки экстракта. С целью снижения расхода воды на удаление экстрагента из экстрактной фазы, а соответственно и снижения энергетических затрат на процесс экстракции, предлагается промывке водой подвергать не экстракт, а кубовый остаток ректификационных колонн, остающийся после отгона из экстракта бензола и толуола, то есть ксилольную фракцию, где экстрагент концентрируется. В товарные продукты - бензол и толуол - экстрагент при ректификации попасть не может вследствие значительного различия в температурах кипения бензола и толуола и применяемых полярных растворителей (отношение давлений насыщенного пара в системах бензол - сульфолан и толуол - сульфолан при 150^oC составляет 150 и 71 соответственно).

Учитывая, что содержание ксилольной фракции в экстракте 3-4 мас.%, количество поступающей на промывку фракции снижается в 25-33 раза. Соответственно, может быть значительно снижен суммарный расход воды на отмывку экстрагента. Кроме того, отмывка экстрагента водой из смеси ксилолов проходит значительно легче (с большим коэффициентом распределения), чем из смеси бензола с толуолом, вследствие снижения взаимной растворимости ксилолов и экстрагента, по сравнению с растворимостью бензола и толуола в экстрагенте.

В табл. 1 представлены сравнительные данные по одноступенчатой отмывке триэтиленгликоля и сульфолана, наиболее широко применяемых в настоящее время в промышленности экстрагентов аренов C₆-C₈, из смесей ароматических углеводородов, моделирующих состав экстракта и ксилольной фракции, водой.

Как следует из данных, представленных в табл. 1, при одинаковом содержании экстрагентов в исходной смеси степень извлечения триэтиленгликоля и сульфолана из м-ксилола соответственно на 2.4 и 3.7% выше, чем при их экстракции из смеси аренов C₆ - C₈, моделирующей состав экстракта.

В табл. 2 представлены данные по трехступенчатой экстракции триэтиленгликоля и сульфолана водой из экстракта и ксилольной фракции, полученных на установке 35-8/300Б ООО "Киришинефтеоргсинтез". Эффективность промышленных промывных колонн соответствует 3 теоретическим ступеням экстракции. Расход промывной воды на экстракт принимался равным 0,1:1 и 0.3:1 мас.

Как следует из данных, представленных в табл. 2, при одинаковом массовом соотношении вода: углеводородная фракция степень отмывки как триэтиленгликоля, так и сульфолана из ксилольной фракции выше, чем из экстракта (на 1.0 и 7.0 мас.% соответственно), несмотря на большее содержание экстрагентов в ксилольной фракции. При увеличении расхода промывной воды (до 0.3:1 мас.) триэтиленгликоль удаляется из ксилольной фракции полностью, а степень извлечения наиболее трудно отмываемого сульфолана достигает 99.2%.

Учитывая относительно низкий выход ксилольной фракции (нижнего продукта толуольной колонны на установках 35-8/300Б) на катализат риформинга (в среднем 5400 т/год), потери сульфолана составят лишь около 90 кг/год.

Поскольку выход промываемой ксилольной фракции в 25-33 раза ниже выхода экстракта, возможно резкое снижение расхода промывной воды (в 8 раз при массовом соотношении вода: ксилольная фракция 0.3:1).

Таким образом, промывка водой ксилольной фракции вместо экстракта в соответствии с предлагаемым изобретением позволит не только минимизировать потери экстрагентов, но и значительно (в 8 раз) снизить расход промывной воды, а следовательно, и пропорционально снизить энергетические затраты на ее испарение, последующее охлаждение и циркуляцию.

Пример.

Ксилольная фракция (200 г/ч), полученная с установки экстракции ароматических углеводородов 35-8/300Б ООО "ПО Киришинефтеоргсинтез" и содержащая 0.75 мас.% триэтиленгликоля и 2.0 мас.% сульфолана, противотоком промывалась водой при 45^oC и массовом соотношении вода:фракция 0.3:1 (60 г/ч) в насадочной колонне, моделирующей три теоретические ступени экстракции. После выхода экстракционной системы на режим отбирались и хроматографически анализировались экстрактная и рафинатная фазы. Выход рафинатной фазы (промытого продукта) составил 194.5 г/ч, экстрактной (водной) - 65.5 г/ч. Содержание сульфолана в рафинатной фазе составило 0.0016 мас.%, триэтиленгликоль в промытом продукте не обнаружен. Степень извлечения триэтиленгликоля 100%, сульфолана - 99.2%.