СПОСОБ ДЕАРОМАТИЗАЦИИ БЕНЗИНОВОЙ ФРАКЦИИ - СЫРЬЯ ПИРОЛИЗА
METHOD FOR DEAROMATISATION OF GASOLINE FRACTION - PYROLYSIS MATERIAL

Изобретение относится к нефтеперабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности к способу экстракционной деароматизации сырья пиролиза.
Известен способ экстракции ароматических углеводородов из смесей с неароматическими углеводородами 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 мас.) и повышению температуры экстракции (свыше 150°С), низкая термическая стабильность, высокая токсичность растворителя.
Наиболее близким по сути техническим решением к предлагаемому изобретению является способ экстракции ароматических углеводородов, в котором используют смесь триэтиленгликоля с низкомолекулярными спиртами, содержащими от 2 до 4 атомов углерода [см. патент РФ N 2202529, 2003 г.].
кип
кип
кип
Недостатком известного способа экстракции является недостаточная селективность триэтиленгликоля в смеси с низкомолекулярными спиртами, значительные различия в температурах кипения триэтиленгликоля (Т=285°С) и низкомолекулярных спиртов (например, для метанола Т=64,7°С, для этанола Т=78,3°С), требуется поддержание постоянства состава растворителя при его регенерации, кроме того, низкомолекулярные спирты могут образовывать азеотропные смеси с алканами, циклоалканами, бензолом, толуолом, что также затрудняет процесс регенерации растворителя.
Техническая задача - получение бензиновой фракции с низким содержанием ароматических углеводородов, используемой в процессе пиролиза.
Технический результат - снижение содержания ароматических углеводородов в бензиновой фракции - сырье пиролиза.
Он достигается тем, что в качестве селективного растворителя используют смесь, содержащую 50-65 мас.% N-метилпирролидона, 30-45 мас.% триэтиленгликоля, 3-7 мас.% воды.
Исследования процесса экстракционной деароматизации ароматических углеводородов из бензиновой фракции 62-180°С астраханского газового конденсата N-метилпирролидоном (NMП), триэтиленгликолем (ТЭГ) и смесями с различным соотношением этих растворителей (концентрацию NМП в смеси изменяли от 0 до 100 мас.%) показали эффективность предлагаемой смеси.
За счет смешения NMП, обладающего высокой растворяющей способностью, и ТЭГ, проявляющего высокую селективность по отношению к ароматическим углеводородом, возможно получение бензиновой фракции с низким содержанием ароматических углеводородов.
Предлагаемый способ осуществляли следующим образом: в герметичную емкость, оснащенную мешалкой, загружали 50-100 г бензиновой фракции 62-180°С, содержащей 28,3 мас.% ароматических углеводородов, и 50-100 г растворителя, содержащего 50-65 мас.% NMП, 30-45 мас.% ТЭГ, 3-7 мас.% 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 рафинатную фазу, которую многократно промывали дистиллированной водой при температуре 70°С. После чего удаляли обводненный растворитель, рафинат высушивали над хлористым кальцием, отфильтровывали и взвешивали. Содержание ароматических углеводородов в рафинате определяли методом газожидкостной хроматографии.
Пример 1.
В герметичную емкость с мешалкой загружали 50 г бензиновой фракции 62-180°С, содержащей 28,3 мас.% ароматических углеводородов, и 50 г растворителя, содержащего 57 мас.% NMП, 38 мас.% ТЭГ и 5 мас.% воды. При 40°С смесь в течение 15 мин интенсивно перемешивали и 30 мин. В герметичную емкость, оснащенную мешалкой, загружали рафинатную фазу, которую многократно промывали дистиллированной водой при температуре 70°С. После чего удаляли обводненный растворитель, рафинат высушивали над хлористым кальцием, отфильтровывали и взвешивали. Получили 38,8 г рафината, содержащего 5,9 мас.% ароматических углеводородов. Степень извлечения ароматических углеводородов составила 79 мас.% от содержания в исходной бензиновой фракции.
Пример 2.
Процесс проводили в пяти термостатируемых герметичных емкостях, снабженных мешалкой. В первую емкость загружали 50 г бензиновой фракции 62-180°С, содержащей 28,3 мас.% ароматических углеводородов, и 100 г растворителя, содержащего 60 мас.% NMП, 35 мас.% ТЭГ и 5 мас.% 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 обрабатывают 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 рафинатную фазу, которую многократно промывали дистиллированной водой при температуре 70°С. После чего удаляли обводненный растворитель, рафинат высушивали над хлористым кальцием, отфильтровывали. Получили рафинат пятой ступени, содержащий 2,6 мас.% ароматических углеводородов. Степень извлечения ароматических углеводородов составила 90,8 мас.% от содержания в исходной бензиновой фракции.
В табл.1 представлены результаты одноступенчатой и многоступенчатой экстракции. Как видно из таблицы, при одноступенчатой экстракции максимальная степень извлечения составила 79,2 мас.%, минимальное содержание ароматических углеводородов в экстракте - 5,9 мас.%. Увеличение числа ступеней экстракции до пяти позволило увеличить степень извлечения до 90,8 мас.%, а содержание ароматических углеводородов в рафинате снизить до 2,6 мас.%.
За счет высокой экстракционной способности смеси, содержащей, 50-65 мас.% NMП, 30-45 мас.% ТЭГ, 3-7 мас.% воды, удалось снизить температуру процесса до 30-40°С, кратность растворителя к сырью до 1-2:1, получить рафинат с низким содержанием ароматических углеводородов даже при проведении одноступенчатой экстракции.
Положительный эффект. Снижение содержания ароматических углеводородов в сырье пиролиза способствует увеличению выхода этилена в процессе пиролиза бензиновых фракций. Предлагаемый способ также позволяет получить концентрат ароматических углеводородов, которые могут быть использованы как сырье для нефтехимических производств. При этом использование предлагаемой смеси растворителей не требует внесения изменений в общеизвестную схему процесса экстракции ароматических углеводородов из бензиновых фракций.
Таблица 1.
Состав растворителя,  мас.%
Кратность растворитель:сырье
Температура, °С
Степень извлечения Ар. УВ<sup>3</sup>,  мас.%
Содержание Ар. УВ<sup>3</sup> в сырье пиролиза,  мас.%
NМП<sup>1</sup>
ТЭГ<sup>2</sup>
вода
До экстракции
После экстракции
Одноступенчатая экстракция
-
100
-
1:1
40
48,4
28,3
14,6
50
45
5
1:1
40
76,0
28,3
6,8
55
40
5
1:1
40
79,2
28,3
5,9
60
35
5
1:1
40
78,8
28,3
6,0
65
30
5
1:1
40
79,2
28,3
5,9
100
-
-
1:1
40
52,7
28,3
13,4
Пятиступенчатая экстракция
-
100
-
2:1
40
58,3
28,3
11,8
50
45
5
2:1
40
88,3
28,3
3,3
55
40
5
2:1
40
90,8
28,3
2,6
60
35
5
2:1
40
90,8
28,3
2,6
65
30
5
2:1
40
90,1
28,3
2,8
100
-
-
2:1
40
63,6
28,3
10,3
1 - N-метилпирролидон
2 - триэтиленгликоль
3 - ароматические углеводороды
Источники информации
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 N 2202529, МПК С07С 7/10. Грушова. Е.И., Кучук. А.В. / Способ экстракции ароматических углеводородов, опубл. 20.04.2003 г. (прототип).