СПОСОБ ЭКСТРАКЦИИ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ КАТАЛИЗАТА РИФОРМИНГА
METHOD TO EXTRACT AROMATIC HYDROCARBONS FROM REFORMING CATALYSATE

Изобретение относится к нефтеперабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности к способу экстракции ароматических углеводородов из катализата риформинга.
Известен способ экстракции ароматических углеводородов из катализата риформинга с использованием триэтиленгликоля [см. кн. Г.И. Битрих, А.А. Гайле, Д. Лемпе и др. «Разделение углеводородов с использованием селективных растворителей». - Л.: Химия, 1987. - с.153], недостатками которого являются низкие селективность и растворяющая способность, приводящие к увеличению кратности растворителя к сырью (7-15:1 масс.) и повышению температуры экстракции (свыше 150°С), низкая термическая стабильность.
Наиболее близким по сути техническим решением к предлагаемому изобретению является способ извлечения ароматических углеводородов из смесей с неароматическими углеводородами, в котором используют смесь триэтиленгликоля с сульфоланом [см. патент РФ N 2127718, 1999 г.].
Недостатком известного способа экстракции является использование сульфолана в качестве второго компонента смеси, а именно трудности, связанные с необходимостью вакуумной отгонки ароматических углеводородов из экстрактной фазы, для чего требуется вакуумная колонна повышенного диаметра по сравнению с атмосферной отпарной колонной и вакуумсоздающая система с генератором водяного пара высокого давления, что приводит к увеличению капитальных затрат, а также к необходимости поддерживать высокую температуру (около 200°С) в кубе вакуумной колонны, что может приводить к термическому разложению сульфолана.
Техническая задача - получение экстракта с высоким содержанием ароматических углеводородов.
Технический результат - увеличение степени извлечения ароматических углеводородов из катализата риформинга.
Он достигается тем, что в качестве селективного растворителя используют смесь, содержащую 15-30% масс. N-метилпирролидона, 65-80% масс. триэтиленгликоля, 3-7% масс. воды.
Исследования экстракции ароматических углеводородов из катализата риформинга фракции 62-180°С астраханского газового конденсата N-метилпирролидоном (NMП), триэтиленгликолем (ТЭГ) и смесями с различным соотношением этих растворителей (концентрацию ТЭГ в смеси изменяли от 0 до 100% масс.) показали эффективность предлагаемой смеси.
За счет смешения NMП, обладающего высокой растворяющей способностью, и ТЭГ, проявляющего высокую селективность по отношению к ароматическим углеводородом, возможно получение экстракта с высоким содержанием ароматических углеводородов и высокой степенью извлечения.
Предлагаемый способ осуществляли следующим образом: в герметичную емкость, оснащенную мешалкой, загружали 50-100 г катализата риформинга, содержащего 37% масс. ароматических углеводородов, и 50-100 г растворителя, содержащего 15-30% масс. NMП, 65-80% масс. ТЭГ, 3-7% масс. воды, при кратности растворителя к сырью от 1:1 до 2:1. Содержимое емкости термостатировали при 30-40°С при интенсивном перемешивании в течение 10-15 мин, затем отстаивали в течение 30-40 мин. После отстаивания разделяли рафинатную (верхний слой) и экстрактную (нижний слой) фазы. В герметичную емкость, оснащенную мешалкой, загружали экстрактную фазу, которую многократно промывали дистиллированной водой при температуре 70°С. После чего удаляли обводненный растворитель, экстракт высушивали над хлористым кальцием, отфильтровывали и взвешивали. Содержание ароматических углеводородов в экстракте определяли методом газожидкостной хроматографии.
Пример 1.
В герметичную емкость с мешалкой загружали 50 г катализата риформинга, содержащего 37% масс. ароматических углеводородов, и 50 г растворителя, содержащего 19% масс. NMП, 77% масс. ТЭГ и 4% масс. воды. При 40°С смесь в течение 15 мин интенсивно перемешивали и 30 мин отстаивали. После отстаивания разделяли рафинатную и экстрактную фазы. В герметичную емкость, оснащенную мешалкой, загружали экстрактную фазу, которую многократно промывали дистиллированной водой при температуре 70°С. После чего удаляли обводненный растворитель, экстракт высушивали над хлористым кальцием, отфильтровывали и взвешивали. Получили 14,8 г экстракта, содержащего 83% масс. ароматических углеводородов. Степень извлечения ароматических углеводородов составила 66,7% масс. от содержания в катализате риформинга.
Пример 2.
В герметичную емкость с мешалкой загружали 50 г катализата риформинга, содержащего 37% ароматических углеводородов, и 50 г растворителя, содержащего 28,5% масс. NМП, 66,5% масс. ТЭГ и 5% масс. воды. При 40°С смесь в течение 15 мин интенсивно перемешивали и 30 мин отстаивали. После отстаивания разделяли рафинатную и экстрактную фазы. В герметичную емкость, оснащенную мешалкой, загружали экстрактную фазу, которую многократно промывали дистиллированной водой при температуре 70°С. После чего удаляли обводненный растворитель, экстракт высушивали над хлористым кальцием, отфильтровывали и взвешивали. Получили 15,3 г экстракта, содержащего 83,7% масс. ароматических углеводородов. Степень извлечения ароматических углеводородов составила 69,1% масс. от содержания в катализате риформинга.
Пример 3.
Процесс проводили в пяти термостатируемых герметичных емкостях, снабженных мешалкой. В первую емкость загружали 50 г катализата риформинга, содержащего 37% масс. ароматических углеводородов, и 100 г растворителя, содержащего 17,5% масс. NMП, 76,5% масс. ТЭГ и 6% масс. воды. При 40°С смесь в течение 15 мин интенсивно перемешивали и 30 мин отстаивали. После отстаивания разделяли рафинатную и экстрактную фазы. Полученную экстрактную фазу обрабатывали свежей порцией сырья, а рафинатную фазу во второй емкости - свежей порцией растворителя. Процесс продолжали до получения конечной экстрактной фазы в первой емкости и конечной рафинатной фазы в пятой емкости. В герметичную емкость, оснащенную мешалкой, загружали экстрактную фазу, которую многократно промывали дистиллированной водой при температуре 70°С. После чего удаляли обводненный растворитель, экстракт высушивали над хлористым кальцием, отфильтровывали. Получили экстракт пятой ступени, содержащий 97,5% ароматических углеводородов. Степень извлечения ароматических углеводородов составила 85,8% масс. от содержания в катализате риформинга.
Пример 4.
Процесс проводили в пяти термостатируемых герметичных емкостях, снабженных мешалкой. В первую емкость загружали 50 г катализата риформинга, содержащий 37% масс. ароматических углеводородов, и 100 г растворителя, содержащего 30% масс. NMП, 65% масс. ТЭГ и 5% масс. воды. При 40°С смесь в течение 15 мин интенсивно перемешивали и 30 мин отстаивают. После отстаивания разделяли рафинатную и экстрактную фазы. Полученную экстрактную фазу обрабатывали свежей порцией сырья, а рафинатную фазу во второй емкости - свежей порцией растворителя. Процесс продолжали до получения конечной экстрактной фазы в первой емкости и конечной рафинатной фазы в пятой емкости. В герметичную емкость, оснащенную мешалкой, загружали экстрактную фазу, которую многократно промывали дистиллированной водой при температуре 70°С. После чего удаляли обводненный растворитель, экстракт высушивали над хлористым кальцием, отфильтровывали и взвешивали. Получили экстракт пятой ступени, содержащий 98,9% ароматических углеводородов. Степень извлечения ароматических углеводородов составила 89% масс. от содержания в катализате риформинга.
В табл.1 представлены результаты одноступенчатой и многоступенчатой экстракции. Как видно из таблицы, при одноступенчатой экстракции максимальное содержание ароматических углеводородов в экстракте составило 83,7% масс, а степень извлечения - 69,3% масс. Увеличение числа ступеней экстракции до пяти позволило увеличить степень извлечения до 89% масс, а содержание ароматических углеводородов в экстракте - до 98,9% масс.
За счет высокой экстракционной способности смеси, содержащей 15-30%) масс. NMП, 65-80%) масс. ТЭГ, 3-7% масс. воды, удалось снизить температуру процесса до 30-40°С, кратность растворителя к сырью до 1-2:1, получить экстракт с высоким содержанием ароматических углеводородов даже при проведении одноступенчатой экстракции.
Положительный эффект. Способ позволяет расширить ассортимент производимой продукции: получать экстракт с высоким содержанием ароматических углеводородов, которые могут быть использованы как сырье для нефтехимических производств, и рафинат, который может быть использован как компонент моторного топлива, удовлетворяющий экологическим стандартам по содержанию ароматических углеводородов. При этом использование предлагаемой смеси растворителей не требует внесения изменений в общеизвестную схему процесса экстракции ароматических углеводородов из бензиновых фракций.
Источники информации, принятые во внимание
1. Г.И. Битрих, А.А. Гайле, Д. Лемпе и др. «Разделение углеводородов с использованием селективных растворителей». - Л.: Химия, 1987. - 192 с.
2. Патент РФ N2127718, МПК С07С 7/10, С07С 15/02. Сомов В.Е., Гайле А.А., Варшавский О.М. и др. / Способ извлечения ароматических углеводородов из смесей с неароматическими углеводородами, опубл. 20.03.1999 г. (прототип).