BE513051A - - Google Patents

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BE513051A
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/04Solvent extraction of solutions which are liquid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G21/00Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents
    • C10G21/02Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents with two or more solvents, which are introduced or withdrawn separately
    • C10G21/04Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents with two or more solvents, which are introduced or withdrawn separately by introducing simultaneously at least two immiscible solvents counter-current to each other

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Description

       

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  PROCEDE POUR LA SEPARATION DE MELANGES DE COMPOSES ORGANIQUES. 



   La présente invention concerne un procédé pour la séparation d'un mélange de composés organiques avec l'aide d'un solvant sélectif dans le but de séparer et de récupérer un composé organique spécifique ou un mélan- ge de composés présentant la caractéristique d'avoir une polarité relativement plus grande ou une solubilité plus grande dans le solvant sélectif que les autres composés présents dans le mélange.

   Dans une de ses applications plus spécifiques, le procédé suivant la présente invention sert à effectuer la sé- paration d'une espèce particulière d'hydrocarbure aromatique, tel que le ben- zène et/ou le toluène, d'autres classes d'hydrocarbures tels que ceux conte- nus dans un distillat de pétrole, et le procédé fait usage d'un solvant pou- vant être indéfiniment remis en circuit, permettant d'obtenir le produit hy- drocarboné désiré à l'état très pur et en effectuant la séparation pratique- ment complète de la matière première introduite dans le procédé. 



   Un mélange de composés organiques est séparable par le présent procédé lorsqu'il renferme plusieurs composés, ou classes de composés, de so- lubilité différente dans un solvant sélectif qui peut être un liquide à un seul constituant d'un solvant primaire essentiellement pur ayant un point d'é- bullition plus élevé que l'extrait à produire par le procédé, ou qui peut être formé de deux constituants, notamment un mélange normalement liquide du sol- vant primaire et d'un solvant secondaire ayant un point d'ébullition inférieur à celui du solvant primaire et étant pratiquement insoluble dans le produit raffiné qui doit être produit par le présent procédé mais soluble dans le sol- vant primaire.

   Le composé, ou classe de composés, pour lequel le solvant sélec- tif a la plus grande solubilité sera mentionné ci-après sous la dénomination "constituant classe A" du mélange qui doit être séparé ; la partie restante du mélange sera mentionnée ci-après sous la dénomination "constituant classe B", 

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 c'est-à-dire le constituant pour lequel le solvant sélectif a une solubilité moindre que pour le constituant classe A. 



   La présente invention concerne un perfectionnement du type de procédé de séparation dans lequel un mélange de composés organiques est intro- duit dans une zone d'extraction en un point intermédiaire de celle-ci et y est mis en contact à contre courant avec le solvant sélectif, une phase de produit raffiné contenant pratiquement tout le constituant classe B est enle- vé de celle des extrémités de la zone d'extraction où le solvant est intro- duit dans ladite zône, une phase "extrait" comprenant le constituant classe A dissous dans le solvant sélectif est enlevé à l'autre extrémité de la zône d'extraction et le constituant classe A extrait est ensuite récupéré par dis- tillation fractionnée de la !hase "extrait". 



   Suivant   lalrésente   invention, la phase extrait est pratiquement débarrassée, avant son enlèvement de la zône d'extraction, du constituant clas- se B résiduaire du mélange alimenté dans la zône d'extraction en introduisant un composé classe B qui est plus volatil que le constituant classe B du mélan- ge dans la zone d'extraction en un point plus rapproché du point   où   on enlève la phase "extrait" que du point d'admission dudit mélange, et en déplaçant le constituant classe B résiduaire par le composé classe B plus volatil à l'inté- rieur de la zone d'extraction dans la phase produit raffiné, et en séparant le composé classe B plus volatil contenu dans la hase extrait résultante par dis- tillation fractionnée de celle-ci après qu'il a été enlevé de la zône d'extrac- tion.

   D'une manière générale, le composé classe B volatil ainsi employé suivant la présente invention a une solubilité moindre et une volatilité plus grande que le constituant classe A qui est soluble d'une manière préférentielle dans le solvant sélectif. 



   Suivant un mode de réalisation préféré du présent procédé, la phase extrait dans laquelle le constituant classe B résiduaire a été apprécia- blement déplacé par le composé classe B plus volatil, est introduite de la zô- ne d'extraction dans la partie supérieure d'une   zône   de distillation fraction- née, pratiquement tout le composé classe B volatil est évaporé de la phase ex- trait dans la zone de distillation et est enlevé sous forme de courant de va- peur de la partie supérieure de cette zône et est retourné à la zône d'ex- traction en un point à proximité du point où la phase extrait est enlevée de la zône,

   le constituant classe A pratiquement débarrassé aussi bien du con- stituant classe B et du constituant classe B plus volatil que du solvant sé- lectif est enlevé sous forme d'un courant latéral de la zone de distillation et le résidu de la distillation comprenant le solvant est enlevé de la partie inférieure de la zône de distillation et est retourné à la zône d'extraction pour y être utilisé à nouveau. 



   Quand l'extraction se fait avec un solvant sélectif constitué par un mélange à deux constituants de solvants primaire et secondaire du gen- re mentionné ci-dessus, et que le solvant secondaire a la propriété de distil- ler au moins en partie avec le composé classe B volatil mais est pratiquement immiscible avec celui-ci, un mode de réalisation plus spécifique et particuliè- rement avantageux de la présente invention comprend la condensation du courant de vapeur sortant de la partie supérieure de la zône de distillation fraction- née et sa séparation en un premier distillat liquide contenant le composé clas- se B volatil et en un second distillat liquide constitué essentiellement par le solvant secondaire,

   le retour du premier   distillât liquide   à la zone d'ex- traction en un point situé à proximité du point où on enlève la phase extrait de cette zone, le retour du résidu de distillation qui contient le solvant pri- maire à une concentration plus élevée que la concentration du solvant primaire dans le solvant sélectif employé dans la zone d'extraction, de la partie infé- rieure de la   zône   de distillation fractionnée à la zone d'extraction,

   et le retour du solvant primaire entraîné dans la phase de produit raffiné obtenue dans la zone d'extraction au traitement d'extraction en mettant d'abord en contact un courant dudit second distillat à contre-courant avec la phase de produit raffiné dans le circuit de celui-ci au-delà du point d'introduction du résidu de distillation dans la zone d'extraction et en mélangeant ensuite ce courant de second distillat avec le résidu de distillation à l'intérieur de la 

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 zone d'extraction pour former ainsi le solvant sélectif à deux constituants. 



  De plus, quand le solvant secondaire a la propriété de distiller au moins en partie avec le constituant classe A et est pratiquement non-miscible avec ce- lui-ci, il est désirable et avantageux qu'un courant latérale comprenant le constituant classe A extrait et une partie du solvant secondaire introduite dans la   zône   de distillation fractionnée soient enlevés de cette zone et en- suite séparés en un distillat liquide consistant essentiellement en consti- tuant classe A ou produit extrait du procédé et en un second   distillât liquide   consistant essentiellement en le solvant secondaire, un courant de ce second distillat étant alors introduit à la partie inférieure de la zone de distil- lation pour chasser le constituant classe A résiduaire du résidu de distilla- tion qui s'y trouve. 



   Dans son application à la séparation de mélanges d'hydrocarbu- res, l'invention convient particulièrement bien pour séparer et récupérer des hydrocarbures aromatiques d'un mélange d'hydrocarbures contenant des hydro- carbures aromatiques et non-aromatiques. Un mode de réalisation préféré d'une telle application de l'invention comprend l'extraction du mélange d'hydrocar- bures dans une zone d'extraction en phase liquide à contre-courant avec un sol- vant sélectif ayant une solubilité sélective particulièrement élevée pour le constituant aromatique et qui consiste en une solution aqueuse de glycol oxy- diéthylène contenant de 5 à 15 % environ en poids d'eau (solvant secondaire), le constituant glycol diéthylène (solvant primaire )

   de ce solvant sélectif étant introduit à la partie supérieure de la zone d'extraction pour former une phase solvant-extrait s'écoulant en direction descendante, le mélange d'hy- drocarbures étant introduit en une partie intermédiaire de la zone d'extrac- tion à une température de 100  à   1500C.   environ et à pression supra-atmosphéri- que suffisante pour maintenir une phase substantiellement liquide dans la zone d'extraction et pour former une phase de produit raffiné comprenant le consti- tuant hydrocarbure non-aromatique (constituant classe B), et une phase d'ex- trait liquide comprenant essentiellement du solvant et le constituant hydrocar- bure aromatique (constituant classe A), l'introduction d'une fraction d'hydro- carbure non-aromatique plus volatil que le constituant non-aromatique du mélan- ge d'hydrocarbures,

   à la partie inférieure de la colonne d'extraction en quan- tité suffisante pour déplacer les hydrocarbures non-aromatiques qui forment des azéotropes avec le constituant hydrocarbure aromatique du mélange, l'en- lèvement de la phase de produit raffiné de la partie supérieure de la colonne d'extraction et de la phase d'extrait de la partie inférieure de la colonne, l'introduction de la phase d'extrait à la température mentionnée ci-dessus et à la pression atmosphérique dans la partie supérieure d'une zône de distilla- tion fractionnée, la séparation d'une fraction de vapeur comprenant les hydro- carbures non-aromatiques volatils dissous dans la phase d'extrait, l'intro- duction de la fraction de vapeur résultante à la partie inférieure de la zône d'extraction pour s'y mélanger avec le courant solvant-extrait s'écoulant en direction descendante,

   la séparation d'une fraction à point d'ébullition plus élevé dans la zone de distillation fractionnée et consistant essentiellement en eau et en le dit constituant hydrocarbure aromatique, la récupération sé- parée de l'eau et du constituant hydrocarbure aromatique et l'introduction de l'eau dans la colonne d'extraction en contact avec la phase de produit raffi- né effluent au-dessus du point auquel le glycol diéthylène est introduit dans cette colonne pour former ainsi un courant de solvant sélectif s'écoulant en direction descendante en contact à contre-courant avec la phase de produit raf- finé. 



   Le procédé suivant la présente invention se caractérise plus par- ticulièrement par son économie et par la grande flexibilité d'opération pour donner soit un produit de grande pureté   à   un taux de travail continu relative- ment bas ou bien un taux de production plus élevé d'un produit séparé de moin- dre pureté. L'économie particulière d'opération réalisée par la méthode de sé- paration préférée de la présente invention est le résultat du travail aussi bien de la colonne d'extraction et de la distillation extractive que de la co- lonne d'enlèvement du solvant d'une manière isothermique.

   Excepté pour la pe- tite quantité de chaleur requise pour vaporiser les matériaux volatils rési- 

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 duaires dissous dans la phase d'extrait pendant l'enlèvement et la récupéra- tion du produit, le procédé peut être réalisé d'une manière pratiquement adiabatique, ce qui constitue un facteur particulièrement important pour l'application commerciale du procédé.

   La grosse demande industrielle pour ma- tières premières de grande pureté dans la synthèse des produits, tels que par exemple le toluène   "de   nitration" d'une pureté de 98 à 99+% ou du benzène pra- tiquement pur a été satisfaite par le présent procédé de séparation qui four- nit une technique spéciale de re-circulation suivant laquelle le procédé est rendu plus sélectif pour la récupération des espèces d'hydrocarbure préférées sous forme de produit. 



   Des mélanges de composés organiques convenant comme matières premières pour le présent procédé de séparation contiennent au moins un con- stituant qui est relativement plus polaire que d'autres constituants du mélan- ge. Ainsi, le phénol et/ou le thiophène contenant les groupements polaires -OH et -SH respectivement peuvent être séparés d'hydrocarbures tels que le benzène.Le benzène est relativement plus polaire qu'un hydrocarbure   paraffini-   que ou naphtenique et peut, être extrait lui-même de ses mélanges avec ces hy- drocarbures. D'une manière analogue, les mercaptans et les sulphures d'alkyle qui contiennent le sulfhydryle relativement polaire (-SH) peuvent être séparés des fractions hydrocarbonées.

   Les composés contenant les groupements nono-carbo- xyliques, mono-nitro, mono-amino, mono-sulfo, mono-hydroxyle, et autres groupe- ments électronégatifs peuvent être récupérés d'hydrocarbures ou de composés bi-substitués symétriques dans lesquels il n'y a aucun déplacement électromé- rique à cause d'un équilibre des forces électriques à l'intérieur de la molé- cule. La présence de liaisons non-saturées entre les atomes de carbone ou en- tre le carbone et l'oxygène ou autres éléments donne lieu à une polarisation, à moins que le déplacement électromérique ne soit équilibré par une tendance au déplacement dans la direction opposée.

   Ainsi, les mono-oléfines, et plus   particulièrement les cyclo-oléfines, sont séparables des paraffines ; hy-   drocarbures aromatiques sont séparables des oléfines; et les hydrocarbures aromatiques polycycliques sont séparables-des hydrocarbures aromatiques mono- nucléaires. Dans chaque cas spécifié dans la présente spécification, le con- stituant qui est séparable des constituants restants dans le mélange d'alimen- tation est désigné comme composé de miscibilitérelativement plus grande avec le solvant sélectif ou ayant une solubilité plus grande dans le solvant sé- lectif, tandis que le résidu non-extrait comprend des éléments de polarité moindre et par conséquent de solubilité moindre dans le solvant sélectif que le composé extrait.

   Dans le cas de mélanges d'hydrocarbures comprenant des constituants de différentes classes de structure, la solubilité des consti- tuants dans les solvants sélectifs présents décroît dans l'ordre général sui- vant : aromatique, cyclo-oléfinique, naphténique, composés oléfiniques de chaî- ne latérale contenant moins de 8 atomes de carbone par molécule, oléfiniques aliphatiques, y compris les oléfiniques de chaîne latérale contenant plus de 7 atomes de carbone par molécule, et les hydrocarbures paraffiniques aliphati- ques. Ainsi, tout élément ou classe individuelle à la partie antérieure des séries peut d'une manière générale être séparé de tout élément ou classe qui suit dans la série, en utilisant le solvant sélectif et le mode d'extraction suivant l'invention.

   Dans toute classe individuelle d'hydrocarbures, la solu- bilité dans le solvant décroit en général avec une augmentation du poids molé- culaire du composé, excepté que les aromatiques polycycliques sont en général plus solubles dans le solvant qu'un hydrocarbure de la série du benzène, la solubilité des aromatiques substitués mono- et poly-alkyle étant moindre que celle des analogues non substitués. La matière première dans le présent procé- dé de séparation peut consister également en un mélange d'une ou plusieurs classes de structures d'hydrocarbures, le constituant qui doit être séparé ayant une miscibilité préférentielle ou sélective dans le solvant par rapport aux autres constituants du mélange.

   Une caractéristique générale des présents solvants sélectifs est qu'ils sont en général plus miscibles avec les hydro- carbures dits "non saturés", y compris les types de non saturation aussi bien aromatiques qu'oléfiniques, quoique dans le cas des hydrocarbures oléfiniques, les chaînes droites à poids moléculaire relativement élevé de ce type conte- nant plus de 7 atomes de carbone environ par molécule soient d'une manière ca- 

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 ractéristique plus paraffiniques dans leur propriété concernant leur solubi- lité dans le solvant sélectif présent qu'oléfiniques.

   Les hydrocarbures olé- finiques de poids moléculaire plus bas contenant moins de 8 atomes de carbone environ par molécule, les chaînes latérales, et les cyco-oléfines sont d'autre part des hydrocarbures typiquement non saturés et sont extraits d'une manière sélective par le présent solvant des hydrocarbures aliphatiques contenus dans la matière première. 



   Des mélanges typiques d'hydrocarbures pouvant être utilisés com- me matière première dans le présent procédé comprennent des fractions de dis- tillat de naphtes craqués catalytiquement, des fractions de points d'ébulli- tion spécifiques de distillat de pétrole naturel ou "straight   run",   et plus particulièrement certaines naphtes reformés ou hydroformés relativement ri- ches en hydrocarbures aromatiques et conviennent particulièrement bien comme source de benzène et toluène extraits.

   On doit insister sur le fait que, quoi- que le procédé soit applicable à l'extraction simultanée de plus d'un type ou classe d'hydrocarbure de matières premières contenant plus d'une espèce d'hy- drocarbures qui sont extraits d'une manière relativement plus facile, par exem- ple les oléfines aromatiques et les cyclo-oléfines, le procédé s'adapte parti- culièrement bien à l'extraction individuelle d'un seul type d'hydrocarbure, tel que le constituant aromatique d'un mélange d'hydrocarbures, en réglant les conditions de l'opération pour qu'elles soient les plus avantageuses pour l'ex- traction de la classe particulière d'hydrocarbure désirée. 



   L'une des applications les plus importantes et utiles de la pré- sente méthode de séparation, offrant les moyens de traiter un mélange de con- stituants difficilement séparables en ses constituants individuels par les mé- thodes ordinaires de séparation, par exemple par distillation fractionnée, est la séparation d'un mélange azéotropique d'hydrocarbures tels qu'une fraction   C6 d'un distillat de pétrole contenant des isomères du benzène, de l'hexane et de l'heptane ou un mélange toluène-heptane-octane. Ces azéotropes bouent à des   températures comprises entre des limites très grandes et contiennent des pro- portions variables du constituant hydrocarbure aromatique.

   Au moyen de la pré- sente méthode de séparation, un concentré aromatique représentant pratiquement tous les constituants aromatiques du mélange initial d'hydrocarbures et d'une pureté dépassant 95 % pourra être récupéré comme produit primaire du présent procédé de séparation, quoiqu'on puisse séparer un produit d'une telle pureté par d'autres moyens tels qu'une distillation fractionnée mais seulement à des frais élevés ou par des procédés de séparation compliqués.

   Quoique une faible quantité d'hydrocarbures de produit raffiné en mélange avec l'hydrocarbure ex- trait désiré devant être récupéré de la matière première accompagne en général l'extrait, on peut contrôler sa proportion dans le produit final pour la main- tenir à une faible valeur, et lorsque le procédé est réalisé d'après un mode d'exécution préféré, on peut rendre la proportion de contaminant dans le pro- duit récupéré pratiquement négligeable et obtenir ainsi un produit d'une pu- reté très voisine de 100 % d'un hydrocarbure déterminé, par exemple d'un hy- drocarbure aromatique. 



   Le solvant sélectif utilisé dans le procédé de séparation sui- vant l'invention peut consister en un liquide ayant un seul constituant d'un solvant primaire essentiellement pur ou bien en un mélange normalement liquide de deux constituants, l'un des constituants, dénommé solvant primaire, ayant une miscibilité sélective avec un composé organique du mélange de matière pre- mière qui est soluble d'une manière préférentielle dans le solvant, et l'au- tre constituant, dénommé solvant secondaire, ayant un point d'ébullition infé- rieur à celui du solvant primaire et étant pratiquement non-miscible avec la phase de produit raffiné produite dans le procédé d'extraction mais miscible en toutes proportions avec le solvant primaire.

   Quoique la présence du sol- vant secondaire dans le mélange sélectif utilisé dans le présent procédé ait une tendance à réduire la capacité de dissolution du solvant sélectif pour les composés extraits qu'on désire récupérer de la matière première et ait par conséquent une tendance à réduire le volume de matière première pouvant être extrait dans une colonne de dimensions données, le solvant secondaire a pour effet d'augmenter la sélectivité du mélange de solvants en réduisant la solu- 

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 bilité des composés de produits raffiné dans la phase d'extrait pendant l'ex- traction, plus particulièrement quand on désire que le produit final soit un seul composé individuel aussi débarrassé d'une contamination de produit raf- finé que possible.

   En maintenant le rapport entre solvant et matière première alimentée dans la phase d'extraction du procédé à un niveau élevé suivant un mode préféré de travail, on peut obtenir un rendement relativement élevé et on peut réaliser l'objectif désiré de récupérer un produit qui soit très con- centré en un seul constituant et pratiquement débarrassé d'autres contaminants. 



   La présence du solvant secondaire à point d'ébullition inférieur à celui du solvant primaire dans le mélange de solvant sélectif permet d'ef- fectuer la distillation extractive ou phase d'enlèvement du solvant à une tem- pérature plus basse d'une manière correspondante en son absence et permet de récupérer tous, ou pratiquement tous les composés qui sont dissous dans la pha- se d'extrait par une opération d'évaporation. Ainsi, dans l'extraction d'un hydrocarbure aromatique à solvant formé d'un seul constituant il se forme une phase d'extrait contenant l'hydrocarbure aromatique dissous.

   Pendant la distil- lation extractive subséquente, quoique une proportion assez grande de l'hydro- carbure aromatique puisse être normalement évaporée dela phase d'extrait et enlevée de la colonne de distillation sous forme de fraction de distillat la- téral, le résidu de solvant qui s'accumule dans la section de   re-bouillonne-   ment de la colonne de distillation contient en général une quantité faible mais bien déterminée d'hydrocarbure aromatique retenu.

   L'incorporation du sol- vant secondaire à point d'ébullition inférieur dans le mélange de solvant que l'on préfère employer comme solvant sélectif dans le procédé suivant l'inven- tion augmente la pression de vapeur du constituant aromatique dans la phase d'extrait et permet le fonctionnement de la colonne de distillation extrac- tive ou du dispositif d'enlèvement du solvant à une température plus basse correspondant au point d'ébullition du solvant secondaire afin d'effectuer l'é- vaporation complète et l'enlèvement du constituant aromatique hors du résidu de solvant, en évitant ainsi les températures excessives normalement requises pour évaporer le constituant aromatique dissous du résidu d'extrait dans la section de re-ébullition du dispositif d'enlèvement de solvant. 



   Une disposition particulièrement désirable de l'unité d'enlè- vement du solvant suivant la présente invention consiste à enlever le solvant secondaire sous forme de dérivation de l'unité d'enlèvement du solvant et de le faire recirculer de manière continue sous forme de courant vers la section de re-ébullition où il réduira la pression partielle de l'hydrocarbure aromati- que dissous dans la phase d'extrait, en enlevant ainsi d'une manière continue et complète l'hydrocarbure aromatique de la phase d'extrait à une température en-dessous de la température de décomposition du solvant primaire. 



   Des composés pouvant être utilisés comme constituant primaire du solvant sélectif sont choisis du groupe général caractérisé d'une manière générale comme composés organiques contenant de l'oxygène miscibles d'une ma- nière sélective avec des composés ayant la plus grande polarité du mélange de matière première et avec les hydrocarbures à l'avant des séries décrites ci- dessus. Des solvants primaires particulièrement avantageux sont les alcools aliphatiques et cycliques, les glycols et les éthers de glycol (dénommés éga- lement glycols polyalcylènes) ainsi que les esters de glycol et les éther- esters de glycol.

   Les glycols d'alcylène et les glycols polyoxy-polyalcylènes qui sont une classe particulièrement efficace de solvants sélectifs compren- nent les glycols bi-, tri-, et tetra-oxy-éthylène, plus particulièrement le glycol oxy-diéthylène, les glycols mono-, di-, et tri-oxy-propylène et les glycols m ono-, di-, et tri-oxy-butylène;

   certains éthers de glycol, tels que les séries cellosolve de composés (définis comme formule de structure comme étant les éthers alcyle du glycol éthylène), y compris le méthyl-, éthyle-, propyle, et le   butylcellosolve;   les carbitols(définis comme formule de struc- ture comme étant les éthers alcyle du glycol diéthylène), tels que les méthyle-, éthyle-propyle-, et   butyle-carbitols;   les esters de glycol et de polyoxyalcy- lène glycol d'acides organiques à poids moléculaire bas tels que les acétates et les propionates; les alcools aliphatiques, tels que le propanol, l'isopro- panol, le n-butanol, le   tert-butanol,     etc. ;   certaines alcools cycliques, tels 

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 que le cyclopentanol, le cyclohexanol, le cycloheptanol, etc.;

   et d'autres composés organiques contenant de l'oxygène tels que le phénol, le résorcinol, le pyrocatechol, etc.; divers phénols alcylés, tels que les crésols ortho-, méta-, et para-, le thynol, etc.; les esters d'acides organiques, et plus particulièrement les esters d'acides gras d'alcools aliphatiques et plus par- ticulièrement les esters d'acides organiques à poids moléculaire relativement bas, tels que les acétates, propionates, butyrates, et valarates, et autres solvants de la classe générale décrite ci-dessus et qui sont généralement con- nus dans la technique.

   Les glycols polyoxyalcylènes préférés ont les formules empiriques suivantes: 
HO (CnH2nO)xH, où n a une valeur de 2 à 5 inclusivement et x a une valeur de 2 à 15 quand n est égal à 2, de 2 à 13 quand n est égal à 3, de 2 à 12 quand n est égal à   4   et de 2 à 10 quand n est égal à 5. Le constituant primaire du présent mélange de solvant sélectif est un composé qui nécessairement lorsqu'il est utilisé dans le présent procédé d'extraction par solvant doit avoir un point d'ébulli- tion relativement élevé, dépassant au moins le point d'ébullition du composé extrait, et de -)référence au-dessus de   150 C.   environ. 



   Le solvant secondaire qui peut être utilisé de manière faculta- tive en mélange avec le solvant primaire pour réduire la miscibilité de celui- ci avec les composés raffinés présents dans la matière première initiale en augmentant ainsi la sélectivité du mélange solvant pour le constituant extrait récupéré en premier lieu dans le présent procédé, est un composé qui de pré- férence est pratiquement non-miscible avec, ou insoluble dans les constituants de la matière première.

   Son insolubilité dans la matière première et sa solubi- lité dans le solvant primaire permettent la remise en circuit du solvant se- condaire à la partie supérieure de la colonne d'extraction et de l'y mélanger avec la phase de produit raffiné effluent pour enlever la quantité normale- ment faible de solvant primaire qui tend à se dissoudre dans le produit raffi- né à mesure que celui-ci s'écoule à contre-courant à travers le solvant dans la colonne d'extraction en phase liquide.

   En général, les solvants secondaires ont cette caractéristique commune d'avoir un nombre suffisant de groupements polaires par molécule et un rapport suffisamment élevé entre groupements po- laires et méthylène ou groupements méthylidène par molécule pour rendre le composé partiellement miscible seulement ou de préférence pratiquement non- miscible avec la partie raffinée de la matière première.

   Normalement les com- posés liquides ayant les propriétés ci-dessus et ayant de préférence un point d'ébullition substantiellement inférieur au point d'ébullition du solvant pri- maire sont des substances telles que l'eau, le furan, le furfural, l'alcool furfurylique, les cyanures et les nitriles alcylés de poids moléculaire bas, tels que l'isocyanure d'éthyle, les hydrocarbures perfluoro, tel que le per- fluoropentane, les hydrocarbures mixtes substitués perhalo-, les acides, les alcools, et analogues, tels que le   1,2-bi-chloro-1,2-tetrafluoroéthane,   l'aci- de perfluoroacétique et autres. L'un des solvants secondaires préférés utilisés en mélange avec les solvants primaires est l'eau, présente dans les'solvants sélectifs mixtes en quantités suffisantes pour donner des mélanges contenant de 5 à environ 75 % d'eau.

   En mélange avec le glycol   oxy-diéthylène,   la pro- portion d'eau est de 5 à 35 % environ et de préférence de 5 à 15 % environ en poids du mélange. Pour les glycols oxypolypropylène, la proportion d'eau dans le solvant sélectif mixte est de 8 à   50 %   environ, et de préférence de 10 à   40 %   environ en poids du mélange. A mesure que la longueur de chaîne du grou- pe alcylène dans les glycols oxy-polyalcylène augmente, leur sélectivité di- minue et les hydrocarbures ainsi que d'autres composés organiques deviennent plus solubles dans le solvant.

   Il devient ainsi essentiel d'augmenter la pro- portion de solvant secondaire tel que l'eau, dans le mélange solvant (jusque environ 75 % en poids du mélange) afin d'augmenter la sélectivité du solvant à mesure que le solvant primaire devient moins sélectif. 



   D'autres modes de réalisation de l'invention et une corrélation des principes sur lesquels est basée le présent procédé de séparation sont dé-   dans le   dessin schématique ci-joint qui représente le circuit typique 

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 suivant un mode de réalisation préféré de l'invention pour la séparation d'un mélange de composés organiques classe A et classe B, ce circuit étant pour des raisons de simplicité décrit en se reportant à une fraction de pétrole de concentration relativement élevée en hydrocarbures aromatiques, tels que le produit d'un procédé hydroformateur de naphte.

   Le diagramme est décrit sur la base de la récupération d'un produit comprenant un concentré de benzène conte- nant au moins 95 % de benzène, et dans ce but un solvant particulièrement ap- proprié est un mélange d'eau et de glycol oxy-diéthylène contenant de préfé- rence de 5 à 15 % environ en poids d'eau. Quand le produit qu'on désire obte- nir dans le procédé est un hydrocarbure aromatique spécifique devant être ré- cupéréà l'état pratiquement pur, on choisit une fraction appropriée du dis- tillat de pétrole initial qui bout entre des limites telles que les hydrocar- bures aromatiques à points d'ébullition supérieurs et inférieurs à celui du produit désiré, soient éliminés.

   Ainsi pour le benzène, le distillat de pé- trole, normalement liquide, est une fraction de point d'ébullition inférieur à 110 C.,   c'est-à-dire   une température un peu inférieure au point d'ébulli- tion du toluène, et de préférence à la limite supérieure de température d'é- bullition des azéotropes du benzène dans la fraction, ce qui dans le cas d'une fraction de pétrole hydroformée contenant des homologues de la paraffine en mélange avec le benzène, est d'environ 79 à 80 . Il est très avantageux d'u- tiliser une matière première débutanisée, et de préférence une dérivation de la fraction de gazoline ayant un point d'ébullition de 40) 80 C. environ. 



  Quand le procédé a pour but d'enlever tous les constituants aromatiques d'une fraction liquide donnée d'hydrocarbures, tel qu'un   distillat   de gazoline hydro- formé, ou d'enlever les constituants renfermant du soufre d'une fraction de pé- trole par exemple, on peut introduire toute la fraction dans le processus si on le désire. 



   En se reportant au diagramme de circuit ci-joint, une fraction de distillat de pétrole contenant du benzène à point d'ébullition de 40 à 80 C. environ est'introduite dans une colonne de fractionnement 1 par une con- duite 2, et la matière première est fractionnée grosso modo dans cette colonne en une vapeur qui quitte la partie supérieure de la colonne 1 sous forme de fraction légère consistant principalement en hydrocarbures C5, tels que les isomères du pentane et le cyclopentane. La vapeur est enlevée de la colonne par la conduite 3, est condensée, et est évacuée du procédé pour être stockée ou pour être utilisée d'une autre manière.

   Une fraction intermédiaire consis- tant en azéotropes du pentane avec des hexanes de chaîne latérale ainsi que des oléfines correspondantes C5 et C6, s'il y en a, et de naphtène est enle- vée de la colonne 1 par la conduite 4 qui peut être connectée à un réchauf- feur et à un appareil de fractionnement de dérivation, non montré, afin de sé-   parer une fraction de paraffine C6 et de naphtène plus choisie, si on le désire. La dérivation intermédiaire enlevée de la colonne 1 par la conduite 4   est dirigée de préférence dans les phases subséquentes du procédé comme dé- crit ci-après, mais elle peut également être retournée à la colonne sous forme de reflux ou bien retirée du circuit en partie ou entièrement.

   Une fraction de   "bottoms"   consistant en benzène, azéotropes du benzène et des hydrocarbures paraffiniques, naphténiques, et oléfiniques à point d'ébullition supérieur, s'il y en a, est enlevée de la colonne de fractionnement 1 par la conduite 5 et est introduite comme matière première (contenant du benzène) dans le pro- cédé d'extraction par solvant suivant l'invention. La matière première envo- yée dans le circuit par la conduite 5 passe dans un échangeur de chaleur 6 con- tenant un serpentin de chauffage d'une capacité suffisante pour augmenter la température de la matière première jusqu'à un niveau de 100  à   150 C.   environ, de préférence de 125  à   140 C   environ.

   La fraction est maintenue en phase li- quide à la température ci-dessus par compression à une pression   supra-atmosphé-   rique, la fraction étant pompée du réchauffeur 6 par la conduite 7, au moyen de la pompe 8 et étant comprimée à une pression de 5 à 25 atmosphères environ de préférence, mais des pressions plus élevées peuvent également être emplo- yées sans nuire au fonctionnement du procédé. 



   La matière première liquide à la pression indiquée ci-dessus est transférée par la conduite 9 dans la colonne d'extraction par solvant liquide 

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 10 et de préférence y est introduite en un point intermédiaire entre la par- tie supérieure et la partie inférieure de la colonne, en un point entre les lumières de sortie d'extrait et d'effluent¯de produits raffinés respective- ment afin de prévoir le contact entre le circuit à contre-courant de la pa- raffine volatile et de l'extrait, comme décrit ci-après.

   Le mélange de ben- zène èt autres hydrocarbures introduits comme matière première dans la co- lonne d'extraction par solvant 10 est mis en contact à contre-courant dans la colonne avec une solution aqueuse de glycol oxy-diéthylène contenant 5 à 15 % environ en poids d'eau, le glycol étant introduit dans la colonne par la ca- nalisation 11 approximativement à la--partie supérieure de la colonne.

   La co- lonne d'extraction 10 est un arrangement approprié d'installation d'extraction liquide-liquide de type usuel destiné à mettre en contact intime et à mélanger deux liquides qui sont non-miscibles entre eux au moins partiellement, par un écoulement à contre-courant dans la colonne et celle-ci peut être constituée par une tour à remplissages contenant un remplissage à grande surface de con- tact, par exemple des selles Berl ou analogues, ou bien elle pourra être une colonne d'extraction à plateaux barboteurs de construction et fabrication bien connues. 



   Les hydrocarbures de matière première ont à leur point d'admis- sion dans la colonne d'extraction 10 une densité beaucoup plus petite que cel- le de la solution aqueuse de glycol oxy-diéthylène admise à la partie supé- rieure de la colonne.10 et a par conséquent une tendance à percoler vers le haut à travers le courant de solvant-extrait de poids spécifique plus grand, s'écoulant en direction descendante quand les deux liquides pratiquement non- miscibles sont introduits aux points spécifiés de la colonne 10.

   A cause de la solubilité sélective du constituant benzène par rapport aux autres hydrocarbu- res de la matière première dans la solution aqueuse de glycol diéthylène, le benzène a une tendance à se dissoudre dans la phase solvant, en laissant une phase constituée pratiquement par de l'hydrocarbure, à teneur relativement fai- ble en benzène et consistant surtout en paraffines présentes dans la matière première.

   Quoique le constituant benzène soit soluble de préférence dans le solvant et que ce dernier renferme assez d'eau pour rejeter de manière sélec- tive les constituants paraffiniques, naphténiques et oléfiniques (s'il y en a) présents dans la matière première, une faible quantité de ces derniers hydro- carbures tend également à se dissoudre dans le solvant sélectif, et l'ex- trait résultant comprenant d'une manière prédominante du solvant, du benzène, et une petite quantité d'hydrocarbures paraffiniques, naphténiques, ou oléfini- ques dépendant de la composition initiale de la matière première, descend par la gravité dans la colonne 10 à l'encontre d'un courant d'hydrocarbure de type raffiné vers la partie inférieure de la colonne 10.

   A cause de la solu- bilité sélective du constituant benzène dans le solvant sélectif, le benzène restant dans la phase hydrocarbure qui circule vers le haut a une tendance à passer dans le solvant et à y déplacer les hydrocarbures paraffiniques et au- tres hydrocarbures raffinés dissous dans le solvant. Le produit raffiné par conséquent devient progressivement plus riche en paraffines aliphatiques et en oléfines et s'appauvrit relativement en benzène ainsi qu'en d'autres hy- drocarbures qui tendent à se dissoudre dans l'extrayant à mesure que le pro- duit raffiné s'élève dans la colonne en contact à contre-courant avec l'extra- yant aqueux de glycol. 



   Le produit hydrocarboné raffiné comprenant des hydrocarbures pra- tiquement insolubles dans le solvant contient également une plus petite quan- tité de solvant dissous, laquelle quoique faible dans le sens absolu, repré- sente une perte appréciable dans les opérations à grande échelle si elle est continuellement enlevée du circuit et si elle n'est pas récupérée du produit raffiné effluent.

   Afin d'effectuer cette récupération, l'eau requise dans le système pour hydrater le solvant primaire jusqu'à sa composition sélective, en quantité suffisante pour donner un solvant sélectif contenant de 5 à 35 % en poids d'eau, et de préférence de 5 à 15   %' en   poids d'eau, est introduite dans la colonne d'extraction en un point situé au-dessus du point d'entrée du sol- vant   déshydraté,'tel   que la phase de produit raffiné s'élevant dans la, colonne est lavée par l'eau juste avant l'enlèvement du produit raffiné du système et au-delà du point auquel le produit raffiné vient en contact en dernier lieu 

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 avec le solvant introduit dans le système.

   L'eau ainsi introduite dans le circuit dissout rapidement le glycol diéthylène présent dans les   hydrocarbu-   res raffinés et récupère ainsi le solvant primaire qui sera employé dans le traitement d'extraction. 



   L'eau introduite dans ce but dans le circuit est alimentée dans la colonne 10 par la canalisation 12 contenant une soupape 13, s'unit au sol- vant déshydraté glycol diéthylène introduit par la canalisation 11 et se mé- lange à lui pour former le solvant sélectif suivant le procédé, Des moyens préférentiels d'introduction de l'eau dans la colonne 10 consistent en une tête d'arrosage telle que   14   qui distribue le courant d'eau sous forme de gouttelettes finement divisées dans le produit raffiné auquel l'eau se mélange d'une manière intime. Le produit raffiné lavé à l'eau dont le solvant primaire a été enlevé d'une manièrepratiquement complète est enlevé de la colonne d'ex- traction 10 par la canalisation 15 et est enlevé du circuit pour être envoyé au stockage, ou vers d'autres utilisations. 



   Le solvant primaire (glycol oxy-diéthylène) entre dans la colon- ne d'extraction 10 sous une forme pratiquement anhydre comme résidu de "bot- toms" à haut point d'ébullition du dispositif d'enlèvement de solvant, qui se- ra décrit ci-après en détail, et dissout une quantité suffisante de l'eau in- troduite à la partie supérieure de la colonne d'extraction pour augmenter sa teneur en eau jusqu'à la teneur critique essentielle pour une extraction sé- lective efficiente du constituant benzène de la matière première de 5 à 35 % environ en poids, et de préférence de 5 à 15 % environ en poids, du solvant sélectif. La teneur en eau du solvant est maintenue à ce niveau en contrôlant le taux de re-circulation de l'eau introduite dans la partie supérieure de la colonne, la quantité étant pratiquement constante dans un système de sépara- tion donné. 



   Le taux d'écoulement du solvant sélectif dans la colonne d'ex- traction par rapport au taux d'alimentation de la matière première dépend d'un certain nombre d'autres facteurs existant dans le système et de la pureté dé- sirée du produit final. Ainsi, une matière première contenant une concentra- tion relativement basse du constituant à récupérer, tel que le benzène, per- mettra un taux de chargement de solvant plus bas, quoique ce taux puisse être maintenu à une valeur élevée même lorsque la matière première a une basse concentration du constituant désiré afin de récupérer pratiquement l'entière- té de ce constituant de la matière première ou de la récupérer dans un état de pureté très grand.

   Le taux de chargement de la matière première peut également être maintenu à une valeur plus basse lorsque la sélectivité du solvant est augmentée par l'incorporation d'une plus grande proportion de solvant secon- daire, comme dans le cas de l'eau dans une solution aqueuse de glycol oxy- diéthylène. En général, le rapport entre le solvant sélectif et la matière première alimentée dans la colonne d'extraction par solvant peut varier depuis environ 0,5 à 1 jusque environ 10 à 1 proportions en volume suivant les fac- teurs variables mmtionnésci-dessus. 



   A la partie inférieure de la colonne d'extraction, en-dessous du point où la matière première pénètre dans la colonne, le solvant ou phase ex- trait devient progressivement plus riche.en benzène dans son avancement en di- rection descendante et progressivement plus pauvre en constituants paraffini- ques et naphténiques de basse volatilité qui sont dissous en faibles quantités par le solvant des hydrocarbures   alimentés.   Quoique ces constituants d'hydro- carbures paraffiniques, naphténiques et oléfiniques soient dissous avec le benzène dans le solvant ou dans la phase extrait en petites quantités par rap- port au volume total d'extrait,

   leur quantité lorsqu'elle est basée sur le vo- lume du benzène dans l'extrait est suffisante pour contaminer le produit ben- zène récupéré et en former un produit moins désirable et moins précieux au point de vue économique. De plus, puisque ces contaminants ont des points d'é- bullition entre des limites correspondant aux limites des points d'ébullition des azéotropes du benzène pendant l'opération d'enlèvement du solvant, ils sont normalement inséparables du produit par une simple distillation fractionnelle. 



  Suivant l'un des traits caractéristiques de la présente méthode de travail, une fraction paraffinique plus volatile est mise en contact à contre-courant avec 

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 l'extrait qui descend présent dans la partie inférieure de la colonne d'ex- traction 10 et y est introduit de préférence en un point très rapproché de la lumière de sortie de l'extrait, en général à la partie la plus basse de la colonne.

   La fraction paraffinique volatile peut être dérivée du produit de pétrole initial soumis au fractionnement dans la colonne 1, sous la forme d'une fraction de distillat à point d'ébullition inférieur à celui des con- stituants hydrocarbonés capables de former des azéotropes avec le benzène, par exemple la fraction intermédiaire enlevée de la colonne 1 par la canali- sation   4.   Alternativement, la fraction paraffinique peut être constituée par des hydrocarbures paraffiniques volatils circulant d'une manière continue dans le système par le fait qu'ils sont dissous dans la phase extrait à la partie inférieure de la colonne d'extraction 10, sont distillés de la phase extrait dans la colonne d'enlèvement de solvant 21, et sont remis en circuit dans la colonne d'extraction 10, comme décrit ci-après.

   Une autre opération alterna- tive comprend la combinaison de la fraction de re-circulation de paraffine légère de la colonne d'enlèvement de solvant 21 avec la paraffine légère ex- traite latéralement de la colonne 1, les hydrocarbures combinés de paraffine légère étant introduits au fonds de la colonne d'extraction 10. Dans toutes ces alternatives, la fraction de paraffine volatile déplace de la phase   ex-   trait dans la colonne d'extraction 10 les paraffines, naphtènes et oléfines plus lourdes ou moins volatiles formatrices d'azéotropes.

   Cette réalisation de la présente invention constitue une amélioration appréciable par rapport aux méthodes connues de circulation; le contact de l'extrait circulant à con- tre-courant avec la fraction d'hydrocarbure paraffinique léger établit un transfert désirable en phase liquide des paraffines légères dans l'extrait ainsi qu'un déplacement simultané des paraffines moins volatiles, formatri- ces d'azéotropes de l'extrait dans la phase de produit raffiné.

   Ainsi, les hydrocarbures de paraffine lourde qui inévitablement se dissolvent dans le solvant en quantité limitée mais appréciable pendant l'opération d'extrac- tion par solvant et qui réapparaissent normalement comme contaminant (géné- ralement en quantités de 5 à 15 % environ en poids) du produit benzène comme résultat de leur tendance inhérente de former des azéotropes, sont déplacés de la phase extrait dans la zone d'extraction vers la phase de produit raf- finé ; les paraffines légères sont facilement séparables par distillation du produit benzène dans la phase d'enlèvement du solvant, puisque leurs points d'ébullition sont suffisamment en-dessous du point d'ébullition du benzène de sorte qu'ils ne forment pas des azéotropes avec le constituant benzène de l'extrait.

   Le produit benzène final récupéré du procédé peut par conséquent grâce à l'expédient très simple indiqué ci-dessus, être du benzène pratique- ment pur et peut contenir jusque 99+% de l'aromatique désiré suivant le taux de re-circulation du courant paraffinique volatil dans la colonne d'extrac- tion 10. Les constituants non-aromatiques, moins volatils, tels que les paraf- fines formatrices d'azéotropes, déplacés de la phase extrait sont enlevés du circuit par inclusion dans le produit raffiné effluent qui est retiré d'une manière permanente du circuit par la -canalisation 15. 



   Il est évident que plus le courant de paraffine volatile au fond de la colonne 10 sera grand, et plus la proportion des dites paraffines par rapport aux hydrocarbures paraffiniques moins volatils.sera grande, plus la pureté du produit benzène finalement récupéré par le procédé sera grande. 



  Ainsi par exemple, quand la phase extrait contient des hydrocarbures dans la proportion de 70 mole pour cent de benzène et 30 mole pour cent d'hydrocar- bures paraffiniques de basse volatilité au point d'entrée des hydrocarbures formant matière première dans la colonne d'extraction et quand on désire ob- tenir un produit benzène pur à 90 %, 14 plaques théoriques seront requises en- dessous du point d'entrée de.la matière première quand le volume des hydrocar- bures paraffiniques plus volatils introduits à la partie inférieure de la co- lonne d'extraction et mis en contact avec l'extrait est égal au volume d'hy- drocarbures dans la phase extrait.

   D'autre part, le nombre de plaques   théori-   ques requises pour produire un produit benzène final contenant 98 % de ben- zène est réduit à 4 quand on utilise deux proportions en volume d'hydrocar- bures paraffiniques plus volatils pour un volume d'hydrocarbures dissous dans la phase extrait. Le nombre.de plaques théoriques requises est réduit davanta- 

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 ge et la pureté du produit benzène récupéré est augmentée davantage si on augmente davantage le volume de parffine volatile mis en contact à contre- courant avec la phase extrait dans la partie de la colonne d'extraction qui se trouve en-dessous du point d'introduction des hydrocarbures formant ma- tière première. 



   En se reportant à nouveau au dessin schématique ci-joint du circuit, la fraction paraffinique plus volatile récupérée comme dérivation latérale de la colonne de fractionnement 1 et ayant un point d'ébullition en- dessous de 80 C. environ lorsque le procédé est utilisé pour récupérer du benzène comme produit final, peut contenir divers isomères de l'hexane, tels que le 2,2-diméthyle-butane, 2,3-diméthyle-butane, 2-méthylpentane, 3-méthyl- pentane, des naphtènes tels que le cyclopentane, le méthylcyclobutane, et peut de plus contenir divers isomères oléfiniques à points d'ébullition de 40  à 65 C. environ.

   La fraction de dérivation de produits paraffiniques plus vo- latils enlevés par la canalisation 4 passe dans le réchauffeur 16 et compres- seur 17 pour augmenter la température et la pression de cette fraction paraf-., finique jusqu'aux conditions d'extraction existant dans la colonne d'extrac- tion 10, soit en général à des températures de 90  à 250 C. environ (et de pré- férence de 100  à 150 C. environ) et à des pressions supra-atmosphériques de 5 à 35 atmosphères environ et est ensuite transférée par la canalisation 18 à la partie inférieure de la colonne d'extraction 10   où   les paraffines volatiles sont mises en contact à contre-courant avec l'extrait descendant avant que celui-ci ne soit enlevé de la colonne 10 par la canalisation 19.

   La phase ex- trait consistant en premier lieu en solvant aqueux oxy-diéthylène qui contient le benzène à l'état dissous et une petite quantité par rapport à la quantité de benzène contenue dans la phase extrait, d'hydrocarbures paraffiniques vo- latils qui sont présents parce qu'ils ont déplacé les paraffines moins vola- tiles, formatrices d'azéotropes et autres hydrocarbures non-aromatiques de la matière première, est transférée par la canalisation 19 contenant la soupape 20 à la partie supérieure de la colonne d'enlèvement de solvant 21.

   Cette co- lonne est construite de préférence pour travailler à la même température pra- tiquement que la colonne d'extraction par solvant 10, mais à une pression un peu plus basse, suffisante pour évaporer les constituants de l'extrait plus volatils que le solvant glycol diéthylène, et de préférence à une pression substantiellement égale à la pression atmosphérique. Les vapeurs légères sé- parées par flash-distillation de l'extrait liquide introduit   à   la partie su- périeure de la colonne d'enlèvement 21 sont enlevées par la canalisation de vapeur 22. Les vapeurs comprennent essentiellement les hydrocarbures paraffi- niques volatils introduits dans la colonne d'extraction 10 par la canalisa- tion 4 et dissoutes dans la phase extrait comme décrit ci-dessus.

   Dans la mé- thode préférée de fonctionnement de la colonne 21, le solvant est remis en circuit par la canalisation 23 et la soupape 24 à la partie supérieure de la colonne 21 au-dessus du point auquel la phase extrait est introduite dans la colonne, mais même en l'absence d'une telle recirculation du solvant, la pré- sence du solvant dans la phase extrait de la canalisation 19 diminue la vola- tilité du constituant aromatique dissous à celle du constituant paraffinique léger qui est également présent dans l'extrait et réduit ainsi   au minimum   la proportion d'hydrocarbure aromatique ayant une tendance à s'évaporer dans la fraction de vapeur soumise à flash-distillation du solvant et pénétrant dans la canalisation 22. 



   Le courant de vapeur enlevé de la colonne 21 par la canalisa- tion 22 peut être refroidi partiellement dans l'échangeur de chaleur 25 afin de condenser la vapeur d'eau présente dans ce courant. Le courant refroidi partiellement est introduit par la canalisation 26 dans l'appareil de frac- tionnement de dérivation latérale 27 dans lequel la fraction d'hydrocarbure paraffinique se sépare à l'état de vapeur d'un condensat liquide consistant surtout en eau. La vapeur est enlevée de l'appareil de fractionnement 27 par la canalisation 28. Le condensat aqueux est enlevé de l'appareil de fraction- nement 27 par la canalisation 29 qui s'unit à la canalisation 30.

   Suivant un arrangement alternatif, la vapeur séparée par flash-distillation de la co- lonne 21 par la canalisation 22 peut se condenser entièrement dans l'échan- geur de chaleur 25 et le condensat résultant peut s'écouler dans un récipient 

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 de sédimentation non montré, dans lequel la couche d'hydrocarbure liquéfié contenant la paraffine volatile est séparée par décantation du condensat aqueux et retirée du sédimentateur par la conduite 28.

   La vapeur enlevée de l'appareil de fractionnement 27 comprend l'hydrocarbure paraffinique plus vo- latil que le benzène dans l'extrait et est avantageusement retournée à la co- lonne d'extraction 10 par la canalisation 28, contenant un compresseur 31 qui liquéfie la fraction paraffinique volatile et augmente la pression des hydro- carbures   jusqu'à.la   pression de travail dans la colonne 10. La fraction sor- tant du compresseur 31 par la canalisation 32 dans la canalisation 4 est mé- langée avec la dérivation de paraffine volatile séparée par fractionnement de la matière première initiale reformée, comme dit ci-dessus.

   Les paraffines volatiles mélangées ainsi introduites dans l'échangeur de chaleur 16 et compri- mé au moyen de la pompe 17 sont introduites à la partie inférieure de la colon- ne 10 sous les conditions opératoires désirées mentionnées ci-dessus. Le volu- me de fraction paraffinique introduit dans la colonne 10 est de préférence aussi grand que possible pour obtenir le déplacement quantitatif le plus grand possible dans la colonne 10 des paraffines moins volatiles dissoutes dans l'ex- trait et produire ainsi un produit benzène final de plus grande pureté. Dans certains cas il est cependant préférable d'obtenir une alimentation plus gran- de de matière première et un taux de production du produit récupéré plus éle- vé sur la base volumétrique lorsque par exemple une plus grande tolérance est permise pour contaminants paraffiniques dans le produit benzène.

   La charge du volume liquide dans la colonne 10 peut être réduite dans de tels cas en rédui- sant le volume de paraffine volatile introduit pour déplacer de l'extrait les paraffines moins volatiles, formatrices d'azéotropes. Pendant le fonctionne- ment du procédé, l'alimentation du courant latéral paraffinique volatil de la colonne 1 par la canalisation 4 peut être supprimée et le circuit de paraf- fine légère récupérée de la colonne 21 peut être utilisé comme seule source de paraffines volatiles pour le déplacement dans la colonne 10.

   Alternativement, le circuit de paraffine volatile de la colonne 21 à la colonne 10 peut être supprimé et la seule source de ces paraffines introduite à la partie   inférieu=   re de la colonne 10 peut être la fraction latérale récupérée de la colonne de fractionnement 1 par la conduite 4, comme décrit ci-dessus. 



   L'introduction de l'extrait récupéré de la colonne 10 dans la colonne 21 à pression supra-atmosphérique et à température considérablement au- dessus des points d'ébullition des composants volatils présents dans la. phase extrait, permet de faire travailler la colonne 21 d'une manière isothermique et pratiquement adiabatique quand l'écartement entre les points d'ébullition des solvants primaire et secondaire est suffisant pour obtenir une "flash- distillation" des composants les plus volatils de l'extrait sans évaporation appréciable du constituant du solvant à point d'ébullition élevé pour les hy- drocarbures aromatiques dénommés ici "solvant primaire".

   La réduction de la pression de la phase extrait quand elle passe dans la colonne 21 par la cana- lisation 19 est de préférence suffisante pour obtenir seulement l'évaporation désirée des constituants légers et pour permettre leur séparation grosso modo en une vapeur paraffinique volatile pouvant contenir de faibles quantités d'eau, en une dérivation intermédiaire d'un point d'ébullition un peu plus élevé com- prenant du benzène et de l'eau,

   et en un résidu de distillation à point d'ébul- lition élevé pratiquement débarrassé de composant volatil et comprenant le sol- vant primaire déshydraté de glycol   oxy-diéthylène.   La fraction intermédiaire récupérée de la colonne 21 est enlevée comme dérivation liquide à travers la canalisation 33 qui comprend l'échangeur de chaleur 34 dans lequel la fraction liquide intermédiaire est convertie en vapeur et est renvoyée dans l'appareil de fractionnement latéral 35 pour la séparation d'une vapeur de benzène pra- tiquement pur enlevée de l'appareil de fractionnement 35 par la canalisation 36,

   d'un condensat liquide d'eau enlevé de l'appareil de fractionnement 35 par la canalisation   37.   La fraction de vapeur de benzène enlevée de l'appareil de fractionnement 35 par la canalisation 36 passe dans l'échangeur de chaleur 38 et y est condensée; le condensat liquide est transféré par la canalisation 39 dans le récipient 40 pour stockage ou pour d'autres utilisations. Le benzène ainsi récupéré consiste en benzène pratiquement pur débarrassé des impuretés paraffiniques et autres impuretés hydrocarbonées quand la colonne 10 travaille avec un taux d'alimentation de paraffine volatile suffisamment élevé. 

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   Puisque l'eau et le benzène sont pratiquement non-miscibles en phase liquide, la fraction liquide intermédiaire enlevée de la colonne 21 par la canalisation 33 peut être évacuée directement dans un récipient à liquide, dans lequel la phase résultante qui est surtout de l'eau, se sépare de la pha-   se constituée surtout par du benzène ; phases sont retirées séparément com-   me phases inférieure et supérieure respectivement, la phase eau inférieure étant saturée de benzène et la phase supérieure consistant en benzène humide. 



  Ce dernier produit peut ensuite être séché si on le désire, par exemple par fractionnement pour séparer un azéotrope eau-benzène d'un produit benzène sec. 



  La ou les phases aqueuses séparées peuvent ensuite être dirigées vers la cana- lisation 37 comme expliqué ci-dessus. 



   Lorsque la colonne 21 fonctionne suivant le mode de travail pré- féré et dans les conditions préférées de température et pression mentionnées ci-dessus, le résidu d'extrait qui s'accumule à la partie inférieure de la co- lonne 21 est en général pratiquement débarrassé des composants plus volatils, tels que l'eau et les paraffines légères, présentes dans la phase extrait en- levée de la colonne 10.

   Cependant, à cause de la tendance du solvant de rete- nir les hydrocarbures aromatiques qui y sont dissous plus particulièrement à mesure que le solvant glycol oxy-diéthylène se déshydrate dans la partie infé- rieure de la colonne et que la solubilité des hydrocarbures aromatiques dans le solvant tend à augmenter à mesure que l'extrait perd de l'eau par évapora- tion, il devient de plus en plus difficile d'enlever les dernières traces de benzène du solvant. Afin de récupérer le benzène dissous du résidu d'extrait, celui-ci est chauffé par exemple au moyen d'un serpentin de chauffage   41   logé au fond de la colonne 21.

   Le serpentin   41   peut contenir un fluide de chauffage circulant à haute température, chauffé dans   l'échangeur de   chaleur 42 à des tem- pératures supérieures au point d'ébullition du constituant le moins volatil de l'extrait qui bout en-dessous du solvant glycol oxy-diéthylène. Cependant, dans le cas de certains solvants tels que le présent glycol oxy-diéthylène, la dernière trace de benzène dissous résiduaire est enlevée par simple fraction- nement du résidu d'extrait dans la colonne 21 seulement lorsqu'on le chauffe à des températures extrêmement élevées au-dessus de la température de stabili- té thermique pour ce solvant.

   Afin de réduire la température requise dans le réchauffeur pour évaporer les dernières traces d'hydrocarbure extrait (ben- zène dissous) du solvant, on introduit un liquide volatil ou un liquide vapo- risé dans le réchauffeur de la colonne 21 où la vapeur ajoutée exerce sa pro- pre pression partielle pour réduire la pression de vapeur du constituant benzénique résiduaire présent dans les   "bottoms"   de l'extrait. Une vapeur pré- férée dans ce but pour cette opération est la vapeur d'eau, de préférence l'eau vaporisée récupérée sous forme d'un résidu liquide des appareils de fractionnement 27 et 35.

   Le distillat d'eau enlevé de l'appareil de fraction- nement 27 par la canalisation 29 qui rejoint la canalisation 30 peut être re- mis en circuit partiellement ou entièrement par transfert par la canalisa- tion 30, soupape 43 et canalisation 44 qui rejoint la canalisation 37, celle- ci à son tour rejoignant la canalisation 46 qui conduit au réchauffeur de la colonne 21.

   Le condensat d'eau de l'appareil de fractionnement 27 peut être réuni au condensat d'eau de l'appareil de fractionnement 35 et les deux cou- rants peuvent être combinés en joignant la canalisation 44 à la canalisation 37 et en réglant les soupapes 43 et 45 d'une manière appropriée; les courants aqueux combinés peuvent être pompés au moyen d'une pompe 47 reliant la canali- sation 46 avec l'échangeur 48, peuvent y être vaporisés et la vapeur résul- tante, de préférence à une température de 100  à 150 C. peut être envoyée par la canalisation 49 dans le réchauffeur de la colonne 21.

   La vapeur d'eau résultante mise en contact avec le résidu d'extrait dans le réchauffeur de la 'colonne 21 réduit la pression de la vapeur du résidu benzénique dissous pré- sent dans l'extrait et accompagne la fraction intermédiaire benzène-eau enle- vée de la colonne 21 par la canalisation 33 et séparée dans l'appareil de fractionnement 35.

   Alternativement la vapeur paraffinique volatile enlevée de l'appareil de fractionnement 27 par la canalisation 28 peut être utilisée comme vapeur de nettoyage de l'extrait en dirigeant les vapeurs paraffiniques de la canalisation 28 dans la canalisation 46 contenant la soupape 50 et après avoir été chauffées à une température de 100  à   150 C.   environ et comprimées 

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 dans la pompe 47 jusqu'à la pression de travail de la colonne 21 sont intro- duites au fond de cette colonne par son réchauffeur d'une manière similairé à l'introduction de ladite vapeur d'eau dans le réchauffeur. 



   Le résidu d'extrait comprenant le solvant primaire déshydraté de glycol   oxy-diétbylène   dont on a enlevé d'une manière pratiquement complète le constituant benzénique volatil est retiré de la colonne 21 par la canalisation 51 contenant la soupape 52 et est remis en circuit à la pression régnant dans la colonne d'extraction 10 au moyen de la pompe 53 vers la partie supérieure de la colonne 10 où la canalisation 51 rejoint la canalisation 11 d'alimenta- tion de solvant. Une partie déterminée du solvant glycol oxy-diéthylène remis en circuit peut être dirigée de la canalisation 51 dans la canalisation 23, à travers la soupape 24 et ensuite alimentée à la partie supérieure de la colon- ne 21 afin de fournir le solvant extrayant dans ladite colonne en plus grande quantité que celle fournie parla phase extrait de la canalisation 19. 



   Le solvant re-circulé dans la colonne 10 est hydraté à nouveau jusqu'à la concentration critique d'eau requise pour l'extraction sélective par solvant d'aromatiques d'une matière première mixte d'hydrocarbures aroma- tiques suivant le présent procédé au moyen de l'eau introduite par la canali- sation 12 à la partie supérieure de la colonne 10 et cette quantité d'eau re- quise pour augmenter la teneur en eau du solvant sélectif jusqu'au niveau cri- tique approprié endéans les limites de 5 à 35 % environ de concentration est obtenue en renvoyant de manière continue dans le circuit au moins la partie requise du condensat liquide d'eau enlevé de la colonne de nettoyage du sol- vant dans l'appareil de fractionnement 27 et 35 par la canalisation 30 conte- nant la soupape 54 et la pompe 55 dans la canalisation d'alimentation 12,

   la pompe 55 augmentant la pression de l'eau remise en circuit jusqu'au niveau au- quel travaille la colonne 10. Pour le cas où de l'eau se perd du système, on peut compenser la perte en introduisant de l'eau du stockage dans le système par la canalisation 12. Quoique la re-circulation de l'eau ne soit pas néces- sairement essentielle pour le fonctionnement du procédé, une re-circulation continue d'une quantité constante d'eau est particulièrement avantageuse quand tout le système est en équilibre et fournit un moyen approprié pour l'élimina- tion de variations dans la qualité du solvant sélectif. 



   Quoique l'opération du procédé tel que décrit ci-dessus en se re- portant au schéma ci-joint utilise une solution aqueuse de glycol diéthylène comme solvant sélectif, il est évident qu'un mode de séparation pratique,-quoi- que moins sélectif et moins efficace et producteur d'un produit benzène moins concentré, pourra être obtenu en utilisant un solvant ne consistant qu'en un seul constituant primaire, tel que le glycol oxy-diéthylène débarrassé du con- stituant secondaire, tel que l'eau mentionné ci-dessus.

   Pour une telle opéra- tion, on doit supprimer du schéma ci-joint la canalisation d'alimentation d'eau 12, les appareils de fractionnement de dérivation 2, 7 et 35, les canalisa- tions de remise en circuit de l'eau 37 et 30 et le dispositif de nettoyage de benzène comprenant des canalisations   46,   pompe 47, réchauffeur 48 et canali- sation 49, quoique cette dernière disposition d'appareil puisse être mainte- nue pour remettre en circuit la paraffine volatile dans le réchauffeur de la colonne 21, comme montré dans le circuit alternatif.

   L'enlèvement de l'eau du solvant sélectif entraînerait cependant le fonctionnement de la colonne 21 à une température plus élevée et/ou à une pression plus basse ou bien la re- circulation d'un résidu d'extrait de la partie inférieure de la colonne 21 par la canalisation 51 renfermant une plus grande proportion de benzène. 



   L'invention sera illustrée quand à divers. modes de réalisation dans les exemples ci-joints, lesquels cependant ne doivent pas être interprêtés comme restreignant la portée de l'invention. 



  EXEMPLE I. 



   On prévoit un système d'extraction par solvant sélectif compre- nant l'arrangement préféré d'appareil décrit en relation avec le dessin sché- matique ci-joint pour récupérer le benzène d'une fraction de gazoline   "straight   run" hydroformée. Le hydroformate est soumis à la distillation fractionnée pour 

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 séparer une fraction ayant des points d'ébullition depuis environ 40  jusque environ 81 C., et le dernier distillat est encore fractionné en une fraction paraffinique légère à point d'ébullition depuis 40  jusque environ 65 C., et une fraction de matière première d'alimentation à point d'ébullition depuis environ 65  jusque environ 81 C. cette dernière fraction contenant des paraf- fines isomériques à C6 et C7 et environ 36 % de benzène.

   Cette fraction de matière première d'alimentation est introduite en phase liquide à une pres- sion d'environ 13,3 atmosphères et à une température de   130 C.   au point mi- lieu d'une colonne d'extraction à solvant sélectif au taux de 113 litres par heureo La colonne est constituée par un tube vertical à remplissages de sel- les Berl, à travers lequel la fraction d'hydrocarbure en phase liquide intro- duite dans la colonne s'écoule au taux maximum indiqué ci-dessus.

   Le solvant primaire consistant en glycol oxy-diéthylène est introduit au taux de 682 li- tres par heure dans la colonne en un point situé en-dessous de la lumière d'ad-   mission d'eau à la partie supérieure de la colonne ; est alimentée dans   la colonne à un taux de 121 litres par heure à travers une tête d'arrosage et enlève le solvant glycol oxy-diéthylène qui tend à se dissoudre dans la pha- se de produit raffiné, de prédominance paraffinique, qui est enlevé de la par- tie supérieure de la colonne.

   L'eau s'écoule vers le bas à travers le remplis- sage et se dissout dans le solvant-primaire pour-former une solution aqueuse de glycol oxy-diéthylène contenant environ 15 % d'eauo La fraction paraffini- que volatile à point d'ébullition compris entre   40    et environ 65 C., séparée du produit initial reformé est introduite dans la colonne de fractionnement à une température de 130 C. et à une pression d'environ 13,3 atmosphères au fond de la colonne d'extraction en un point adjacent de la lumière d'échappement de la phase "extrait" formée dans la colonne et est percolée vers le haut à travers le remplissage en sens contraire du courant de phase "extrait" qui s'écoule vers le bas.

   La phase "extrait" qui quitte le colonne d'extraction consiste essentiellement en solvant sélectif renfermant du benzène dissous et une faible quantité (ne dépassant¯pas environ 10 % en poids du benzène conte- nu dans la phase extrait) de la fraction volatile d'hydrocarbure paraffini- que ; elle est enlevée du fond de la colonne d'extraction de solvant à une tem- pérature de   130 G.   et une pression de 13,3 atmosphère et est transférée à une colonne de fractionnement à plateaux barboteurs travaillant à la pression at- mosphérique, la phase "extrait" étant alimentée dans la colonne en un point situé environ deux plateaux depuis la partie supérieure de la colonne.

   Une sec- tion de re-ébullition est contenue à la partie inférieure de la colonne de fractionnement qui maintient les "bottoms" liquides à haut point d'ébullition s'accumulant à la partie inférieure de la colonne à une température d'environ 130  à 140  C. Une fraction de vapeurs légères est immédiatement distillée par "flash-distillation" de cette colonne de fractionnement et passe dans un échangeur de chaleur qui refroidit la vapeur jusqu'à environ 80 C.;

   la vapeur refroidie qui en résulte passe dans une colonne de fractionnement de dériva- tion contenant.un condenseur supérieur travaillant à environ 70 C., ce qui permet à la fraction paraffinée légère'de traverser le condenseur, mais liqué- .fie les constituants à point d'ébullition supérieur à celui de la fraction pa-   raffinique   légère, y compris l'eau qui est enlevée sous forme liquide au fond de la colonne de fractionnement de dérivation. 



   Une fraction à points d'ébullition intermédiaires enlevée de la colonne d'enlèvement de solvant sous forme liquide, est vaporisée dans un pe- tit réchauffeur et la vapeur résultante passe dans une colonne de fractionne- ment de dérivation dont on récupère sous forme de vapeur un azéotrope benzène- eau à point d'ébullition d'environ 69-70 C. et contenant environ 91 % benzène, qui est condensée sous forme liquide en une fraction qui se sépare en une cou- che d'eau contenant une petite quantité de benzène dissous et en une couche de benzène contenant environ 99 % de benzène. La récupération totale de ben- zène représente environ 93 % du benzène présent dans la matière première ini- tiale.

   Le courant aqueux récupéré de la colonne de dérivation se sépare en deux courants, dont l'un, à un taux de 121 litres par heure, est re-circulé vers la lumière d'admission d'eau de la colonne d'extraction de solvant et dont l'autre, à une pression supra-atmosphérique de 0,7 atmosphères et à une température de   140 C.   est re-introduit dans la section de re-ébullition de la 

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 colonne d'enlèvement de solvant à un taux de 37,9 litres par heure pour enle- ver le benzène dissous dans le solvant glycol oxy-éthylène qui s'accumule normalement à la section inférieure de la colonne.

   Le solvant glycol oxy- diéthylène déshydraté est enlevé du fond de la colonne d'enlèvement de solvant à un taux de 682 litres par heure et est re-introduit dans le circuit vers la lumière d'admission de solvant de la colonne d'extraction de solvant où il se combine avec l'eau re-introduite dans le circuit pour former le solvant sé-   lectif.   



   Dans une opération similaire au processus décrit ci-dessus pour la récupération de benzène d'une fraction de gazoline "straight   run"   hydrofor- mée, excepté que la fraction paraffinique volatile qui bout de   40    à 65 C. n'est pas introduite dans le fond de la colonne d'extraction de solvant, le procédé a un rendement en produit benzénique contenant environ 85 % en poids de benzène. La vapeur sortant de la colonne d'enlèvement de solvant est un azéotrope benzène-hexane-heptane qui est remis en circuit au fond de la colon- ne d'extraction de solvant mais qui est appréciablement moins efficace pour déplacer les hydrocarbures paraffiniques du mélange d'alimentation de la phase "extrait" que l'opération décrite ci-dessus.

   La fraction intermédiaire récupé- rée de la colonne d'enlèvement de solvant et consistant enpremier lieu en ben- zène est également contaminée avec les paraffines qui forment des mélanges à point d'ébullition constant lors de la distillation du produit benzénique pri- maire. 



  EXEMPLE II. 



   On réalise une opération similaire à celle de l'exemple I pour récupérer du toluène d'une matière première qui est constituée par la fraction qui bout depuis environ 103  jusque environ   110 C.,   séparée de la fraction de gazoline "straight rune' hydroformée indiquée dans l'exemple I. Une fraction ¯paraffinique volatile qui bout entre environ   81 -et   environ   100 C.   se sépare également de la matière première hydroformée et est utilisée comme fraction paraffinique volatile introduite dans la colonne d'extraction de solvant pour le déplacement des paraffines moins volatiles qui mènent à la formation d'a- zéotropes, de l'extrait de toluène dans la colonne d'extraction. 



   Le produit toluénique récupéré de l'extrait eau-glycol oxy- éthylène est constitué pratiquement par du toluène pur et le produit récupéré représente environ 90 % du toluène contenu'dans le produit initial de re-for- mation de gazoline "straight run". 



  EXEMPLE III 
L'installation d'extraction de solvant utilisée dans l'exemple I peut être utilisée dans le but spécifique de l'enlèvement de composés renfer- mant du soufre consistant en mercaptans, thiols, sulfides et bi-sulfides d'un mélange d'hydrocarbures de pétroles, tel qu'une fraction de gazoline qui peut contenir des hydrocarbures aromatiques en plus de constituants hydrocarbonés de polarité moindre.

   Les composés renfermant   du-.soufre   qui sont les consti- tuants de la plus haute polarité du mélange, peuvent être récupérés dans une concentration pratiquement dépourvue d'hydrocarbures, y compris les consti- tuants aromatiques, quoique ceux-ci soient également relativement polaires par rapport aux constituants paraffiniques, naphténiques et oléfiniques pré- sents dans la fraction de gazolineo Afin d'effectuer la séparation sélective indiquée des constituants renfermant dusoufre du mélange d'hydrocarbures, on utilise un solvant consistant en une solution aqueuse de glycol oxy-diéthy- lène contenant 30 % en poids d'eau comme le solvant sélectif, qui à cause de sa plus grande teneur en eau,

   exerce une plus grande sélectivité pour les con- stituants de plus grande polarité et rejette les constituants de polarité intermédiaire et inférieure, tels que les hydrocarbures aromatiques, ce qui demande un solvant contenant une plus grande proportion du premier consti- tuant de solvant pour effectuer une extraction sélective d'autres types d'hy- drocarbures. 



   Une fraction du produit de gazoline à point d'ébullition entre 

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 environ 80  et environ 225 C., séparée d'une matière première consistant en pétrole à haute teneur en soufre et contenant   0,95 %   de soufre, 35 % d'hydro- carbures paraffiniques, 15 % d'hydrocarbures naphténiques, 36 % d'hydrocarbu- res oléfiniques et   14 %   d'hydrocarbures aromatiques est introduite à un taux d'écoulement de 682 litres par heure dans la colonne d'extraction de solvant utilisée dans l'exemple I ci-dessus, à environ le point milieu de la colonne et à une température de   110 C.   et une pression   supra-atmosphérique   de 10,2 atmosphères.

   Cette fraction de gazoline est mise en contact dans la colonne avec un solvant s'écoulant en direction descendante et consistant en la solu- tion aqueuse de glycol   oxy-diéthylène   mentionnée ci-dessus. Le glycol oxy- diéthylène (anhydre) est introduit à raison de 113 litres par heure dans la lumière d'admission du solvant primaire environ 10 centimètres en-dessous de la lumière d'admission d'eau, tandis que de l'eau est introduite à raison de 37,9 litres par heure à travers une pomme d'arrosage dans la section supérieure de la colonne où elle entre en contact à contre-courant avec le courant de produit raffiné qui doit être enlevé de la partie supérieure de la colonne. 



   La phase "extrait" passant vers le fond de la colonne est com- posée en premier lieu de solvant, mais contient également une grande propor- tion des composés à soufre de la gazoline de départ, avec une petite propor- tion de composés aromatiques dont les points d'ébullition se trouvent au- dessus de ceux des azéotropes du benzène,   c'est-à-dire   au-dessus d'environ 80 C.

   Afin de libérer la phase "extrait" de constituants aromatiques à point d'ébullition supérieur à environ 80 C., ce qui normalement aurait comme ten- dance la formation d'aséotropes avec les composés de soufre contenus dans la fraction de gazoline et qui ont également des points d'ébullition supérieurs à environ 80 C., une fraction légère (point d'ébullition entre environ 65  et 80 C.) du produit gazoline initial, cette fraction légère consistant en azéotropes du benzène et contenant environ 36 % en poids de benzène, étant introduite à raison d'environ 208 litres par heure au fond de la colonne d'ex- traction du solvant et est mise en contact à contre-courant avec l'extrait présent au fond de la colonne.

   Le benzène contenu dans cette dernière frac- tion tend à déplacer sélectivement de l'extrait des hydrocarbures aromati- ques à poids moléculaire plus élevé, qui normalement(s'ils ne sont pas dépla- cés avec les aromatiques moléculaires) forment des azéotropes avec les compo- sés de soufre à points d'ébullition approximativement les mêmes que les aro- matiques à poids moléculaire plus grand dans la fraction de gazoline. 



   L'extrait résultant passe dans une colonne d'enlèvement du solvant travaillant à la pression atmosphérique où le benzène et autres hy- drocarbures légers dissous dans l'extrait, ainsi qu'une partie de l'eau con- tenue dans le solvant, sont distillés par "flash-distillation" de la phase ex- trait et sont ensuite condensés et séparés en fractions séparées   d'hydrocarbu-     res et eau ; phase d'hydrocarbues séparés est re-introduite dans le cir-   cuit au fond de la colonne d'extraction de solvant. Une fraction intermédiaire comprenant des composés de soufre et eau est enlevée de la colonne, distillée dans une colonne de dérivation et les composés de soufre résultants et l'eau sont séparés.

   Cette eau est remise en circuit à raison de 56,5 litres par heu- re dans le réchauffeur de la colonne d'enlèvement du solvant, pour effectuer une distillation par la vapeur d'eau des composés de soufre de   l'extrait.   Le solvant déshydraté enlevé au fond de la colonne d'enlèvement du solvant est remis dans le circuit vers la lumière d'admission de solvant primaire près de la tête de la colonne d'extraction de solvant. 



   Le courant d'hydrocarbure raffiné enlevé de la tête de la colon- ne d'extraction de solvant est pratiquement dépourvu de composés de soufre et satisfait aux conditions des spécifications pour gazoline "désulfurée". Ce produit raffiné représentant la fraction de gazoline à point d'ébullition re- lativement élevé traité dans le processus de désulfuration décrit ci-dessus peut être combiné avec les produits d'extrémité à point d'ébullition plus bas de la fraction de gazoline initiale pour former un produit de gazoline ayant la proportion désirée de constituants à bas point d'ébullition pour satisfai- re aux spécifications des pressions de vapeur pour gazoline.



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  PROCESS FOR THE SEPARATION OF MIXTURES OF ORGANIC COMPOUNDS.



   The present invention relates to a process for the separation of a mixture of organic compounds with the aid of a selective solvent in order to separate and recover a specific organic compound or a mixture of compounds having the characteristic of having relatively greater polarity or greater solubility in the selective solvent than the other compounds present in the mixture.

   In one of its more specific applications, the process according to the present invention serves to effect the separation of a particular species of aromatic hydrocarbon, such as benzene and / or toluene, from other classes of hydrocarbons. such as those contained in a petroleum distillate, and the process makes use of a solvent which can be recirculated indefinitely, allowing the desired hydrocarbon product to be obtained in a very pure state and carrying out the process. almost complete separation of the raw material introduced into the process.



   A mixture of organic compounds is separable by the present process when it contains several compounds, or classes of compounds, of different solubility in a selective solvent which may be a single component liquid of an essentially pure primary solvent having a. higher boiling point than the extract to be produced by the process, or which may consist of two components, notably a normally liquid mixture of the primary solvent and a secondary solvent having a lower boiling point than that of the primary solvent and being substantially insoluble in the refined product to be produced by the present process but soluble in the primary solvent.

   The compound, or class of compounds, for which the selective solvent has the greatest solubility will be mentioned below under the designation "class A constituent" of the mixture which is to be separated; the remaining part of the mixture will be mentioned below under the name "constituent class B",

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 that is to say the constituent for which the selective solvent has a lower solubility than for the constituent class A.



   The present invention relates to an improvement of the type of separation process in which a mixture of organic compounds is introduced into an extraction zone at an intermediate point thereof and is brought into contact therein countercurrently with the selective solvent. , a refined product phase containing substantially all of the class B component is removed from that of the ends of the extraction zone where the solvent is introduced into said zone, an "extract" phase comprising the class A component dissolved in it. the selective solvent is removed at the other end of the extraction zone and the extracted class A component is then recovered by fractional distillation of the "extracted" base.



   According to the present invention, the extracted phase is substantially freed, before its removal from the extraction zone, of the residual class B component of the mixture fed into the extraction zone by introducing a class B compound which is more volatile than the component. class B of the mixture in the extraction zone at a point closer to the point where the "extracted" phase is removed than to the point of admission of said mixture, and by displacing the residual class B constituent by the compound class B more volatile within the extraction zone in the refined product phase, and separating the more volatile class B compound contained in the resulting extracted base by fractional distillation thereof after it has been removed of the extraction zone.

   Generally, the volatile class B compound thus employed according to the present invention has a lower solubility and a greater volatility than the class A component which is soluble in a preferential manner in the selective solvent.



   According to a preferred embodiment of the present process, the extracted phase in which the residual class B component has been appreciably displaced by the more volatile class B compound, is introduced from the extraction zone in the upper part of the chamber. a fractional distillation zone, substantially all of the volatile class B compound is evaporated from the extracted phase in the distillation zone and is removed as a vapor stream from the upper part of this zone and returned to the extraction zone at a point near the point where the extracted phase is removed from the zone,

   the class A component substantially freed from both the class B component and the more volatile class B component and the selective solvent is removed as a side stream from the distillation zone and the residue of the distillation comprising the solvent is removed from the lower part of the distillation area and returned to the extraction area to be used again.



   When the extraction is carried out with a selective solvent consisting of a two-component mixture of primary and secondary solvents of the type mentioned above, and the secondary solvent has the property of distilling at least in part with the compound class B volatile but is practically immiscible therewith, a more specific and particularly advantageous embodiment of the present invention comprises the condensation of the vapor stream leaving the upper part of the fractional distillation zone and its separation in a first liquid distillate containing the volatile class B compound and in a second liquid distillate consisting essentially of the secondary solvent,

   the return of the first liquid distillate to the extraction zone at a point located close to the point where the phase extracted from this zone is removed, the return of the distillation residue which contains the primary solvent at a higher concentration that the concentration of the primary solvent in the selective solvent used in the extraction zone, from the lower part of the fractional distillation zone to the extraction zone,

   and returning the primary solvent entrained in the refined product phase obtained in the extraction zone to the extraction process by first contacting a stream of said second countercurrent distillate with the refined product phase in the circuit thereof beyond the point of introduction of the distillation residue into the extraction zone and then mixing this stream of second distillate with the distillation residue within the

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 extraction zone to thereby form the selective two-component solvent.



  In addition, when the secondary solvent has the property of distilling at least in part with the class A component and is substantially immiscible therewith, it is desirable and advantageous that a side stream comprising the class A component extracted. and a part of the secondary solvent introduced into the fractional distillation zone are removed from this zone and subsequently separated into a liquid distillate consisting essentially of constituting class A or product extracted from the process and a second liquid distillate consisting essentially of the secondary solvent, a stream of this second distillate then being introduced to the lower part of the distillation zone to remove the residual Class A component from the distillation residue therein.



   In its application to the separation of mixtures of hydrocarbons, the invention is particularly well suited for separating and recovering aromatic hydrocarbons from a mixture of hydrocarbons containing aromatic and non-aromatic hydrocarbons. A preferred embodiment of such an application of the invention comprises extracting the mixture of hydrocarbons in a countercurrent liquid phase extraction zone with a selective solvent having particularly high selective solubility. for the aromatic component and which consists of an aqueous solution of oxy-diethylene glycol containing from 5 to 15% by weight of water (secondary solvent), the component glycol diethylene (primary solvent)

   of this selective solvent being introduced at the upper part of the extraction zone to form a solvent-extract phase flowing in a downward direction, the mixture of hydrocarbons being introduced in an intermediate part of the extraction zone. tion at a temperature of 100 to 1500C. at about and at supra-atmospheric pressure sufficient to maintain a substantially liquid phase in the extraction zone and to form a refined product phase comprising the non-aromatic hydrocarbon component (class B component), and a phase of liquid extract comprising essentially solvent and the aromatic hydrocarbon component (class A component), the introduction of a non-aromatic hydrocarbon fraction more volatile than the non-aromatic component of the mixture of hydrocarbons,

   to the lower part of the extraction column in an amount sufficient to displace the non-aromatic hydrocarbons which form azeotropes with the aromatic hydrocarbon component of the mixture, removing the refined product phase from the upper part of the mixture. the extraction column and the extract phase from the lower part of the column, the introduction of the extract phase at the temperature mentioned above and at atmospheric pressure in the upper part of a zone of fractional distillation, the separation of a vapor fraction comprising the volatile non-aromatic hydrocarbons dissolved in the extract phase, the introduction of the resulting vapor fraction at the lower part of the zone of extraction to mix with the solvent-extract stream flowing in a downward direction,

   the separation of a higher boiling fraction in the fractional distillation zone and consisting essentially of water and said aromatic hydrocarbon component, the separate recovery of the water and the aromatic hydrocarbon component and the introduction water in the extraction column in contact with the refined product phase effluent above the point at which the diethylene glycol is introduced into this column to thereby form a selective solvent stream flowing in a downward direction. countercurrent contact with the phase of the refined product.



   The process according to the present invention is characterized more particularly by its economy and by the great flexibility of operation to give either a product of high purity at a relatively low continuous working rate or a higher production rate of a separate product of lower purity. The particular economy of operation achieved by the preferred separation method of the present invention is the result of the work of both the extraction column and the extractive distillation as well as the solvent removal column. 'an isothermal way.

   Except for the small amount of heat required to vaporize the residual volatile materials.

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 By dissolving in the extract phase during removal and recovery of the product, the process can be carried out in a substantially adiabatic manner, which is a particularly important factor for the commercial application of the process.

   The great industrial demand for high purity raw materials in the synthesis of products, such as, for example, "nitration" toluene with a purity of 98 to 99 +% or nearly pure benzene has been satisfied by the company. The present separation process which provides a special recirculation technique whereby the process is made more selective for the recovery of preferred hydrocarbon species as a product.



   Mixtures of organic compounds suitable as raw materials for the present separation process contain at least one component which is relatively more polar than other components of the mixture. Thus, phenol and / or thiophene containing the polar groups -OH and -SH respectively can be separated from hydrocarbons such as benzene. Benzene is relatively more polar than a paraffinic or naphthenic hydrocarbon and can be extracted. itself from its mixtures with these hydrocarbons. Similarly, the mercaptans and alkyl sulphides which contain the relatively polar sulfhydryl (-SH) can be separated from the hydrocarbon moieties.

   Compounds containing the non-carboxylic, mono-nitro, mono-amino, mono-sulfo, mono-hydroxyl, and other electronegative groups can be recovered from hydrocarbons or from symmetrical bi-substituted compounds in which there is no There is no electromeric displacement due to an equilibrium of electric forces within the molecule. The presence of unsaturated bonds between carbon atoms or between carbon and oxygen or other elements results in polarization, unless the electromeric displacement is balanced by a tendency to displacement in the opposite direction.

   Thus, mono-olefins, and more particularly cyclo-olefins, can be separated from paraffins; aromatic hydrocarbons are separable from olefins; and polycyclic aromatic hydrocarbons are separable from mononuclear aromatic hydrocarbons. In each case specified in this specification, the component which is separable from the remaining components in the feed mixture is referred to as a compound of relatively greater miscibility with the selective solvent or having greater solubility in the selected solvent. elective, while the unextracted residue comprises elements of less polarity and therefore less solubility in the selective solvent than the extracted compound.

   In the case of mixtures of hydrocarbons comprising constituents of different structural classes, the solubility of the constituents in the selective solvents present decreases in the following general order: aromatic, cyclo-olefinic, naphthenic, chain olefinic compounds. - side chain olefins containing less than 8 carbon atoms per molecule, aliphatic olefins, including side chain olefins containing more than 7 carbon atoms per molecule, and aliphatic paraffinic hydrocarbons. Thus, any element or individual class at the front part of the series can generally be separated from any element or class which follows in the series, using the selective solvent and the extraction method according to the invention.

   In any individual class of hydrocarbons, the solubility in the solvent generally decreases with an increase in the molecular weight of the compound, except that polycyclic aromatics are generally more soluble in the solvent than a hydrocarbon of the series. benzene, the solubility of the substituted mono- and polyalkyl aromatics being less than that of the unsubstituted analogs. The raw material in the present separation process may also consist of a mixture of one or more classes of hydrocarbon structures, the component to be separated having preferential or selective miscibility in the solvent over the other components of the solvent. mixed.

   A general characteristic of the present selective solvents is that they are generally more miscible with so-called "unsaturated" hydrocarbons, including both aromatic and olefinic unsaturated types, although in the case of olefinic hydrocarbons the relatively high molecular weight straight chains of such type containing more than about 7 carbon atoms per molecule are in a ca-

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 characteristic more paraffinic in their property concerning their solubility in the selective solvent present than olefinic.

   Lower molecular weight olefinic hydrocarbons containing less than about 8 carbon atoms per molecule, side chains, and cycoolefins on the other hand are typically unsaturated hydrocarbons and are selectively extracted by present solvent of aliphatic hydrocarbons contained in the raw material.



   Typical mixtures of hydrocarbons which may be used as a raw material in the present process include catalytically cracked naphtha distillate fractions, specific boiling point fractions of natural or "straight run" petroleum distillate. , and more particularly certain reformed or hydroformed naphtha which are relatively richer in aromatic hydrocarbons and are particularly suitable as a source of extracted benzene and toluene.

   It should be emphasized that whatever process is applicable to the simultaneous extraction of more than one type or class of hydrocarbon from raw materials containing more than one species of hydrocarbons which are extracted from it. In a relatively easier way, for example aromatic olefins and cycloolefins, the process is particularly suited to the individual extraction of a single type of hydrocarbon, such as the aromatic component of a hydrocarbon. mixture of hydrocarbons, adjusting the operating conditions to be most advantageous for the extraction of the particular class of hydrocarbon desired.



   One of the most important and useful applications of the present method of separation, providing the means of treating a mixture of constituents which are difficult to separate into its individual constituents by ordinary methods of separation, for example by fractional distillation. , is the separation of an azeotropic mixture of hydrocarbons such as a C6 fraction of a petroleum distillate containing isomers of benzene, hexane and heptane or a toluene-heptane-octane mixture. These azeotropes boil at temperatures between very large limits and contain varying proportions of the aromatic hydrocarbon component.

   By means of the present separation method, an aromatic concentrate representing substantially all of the aromatic constituents of the initial mixture of hydrocarbons and of a purity exceeding 95% can be recovered as the primary product of the present separation process, although one can. separating a product of such purity by other means such as fractional distillation but only at high cost or by complicated separation processes.

   Although a small amount of refined product hydrocarbons in admixture with the desired extracted hydrocarbon to be recovered from the raw material generally accompanies the extract, its proportion in the final product can be controlled to maintain it at a low level. low value, and when the process is carried out according to a preferred embodiment, the proportion of contaminant in the product recovered can be made practically negligible and thus obtain a product with a purity very close to 100%. of a specific hydrocarbon, for example an aromatic hydrocarbon.



   The selective solvent used in the separation process according to the invention may consist of a liquid having a single component of an essentially pure primary solvent or else of a normally liquid mixture of two components, one of the components, referred to as the solvent. primary, having selective miscibility with an organic compound of the raw material mixture which is soluble in a preferential manner in the solvent, and the other component, called secondary solvent, having a lower boiling point to that of the primary solvent and being substantially immiscible with the refined product phase produced in the extraction process but miscible in all proportions with the primary solvent.

   Although the presence of the secondary solvent in the selective mixture used in the present process has a tendency to reduce the dissolving capacity of the selective solvent for the extracted compounds which it is desired to recover from the raw material and therefore has a tendency to reduce since the volume of raw material can be extracted into a column of given dimensions, the secondary solvent has the effect of increasing the selectivity of the solvent mixture by reducing the solu-

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 The reliability of the refined product compounds in the extract phase during extraction, more particularly when it is desired that the end product be a single individual compound as free of refined product contamination as possible.

   By keeping the ratio of solvent to raw material fed into the extraction phase of the process at a high level according to a preferred mode of operation, a relatively high yield can be obtained and the desired objective of recovering a product which is highly concentrated in one component and virtually free of other contaminants.



   The presence of the secondary solvent with a lower boiling point than that of the primary solvent in the selective solvent mixture allows the extractive distillation or solvent removal phase to be carried out at a lower temperature in a corresponding manner. in its absence and makes it possible to recover all, or practically all of the compounds which are dissolved in the extract phase by an evaporation operation. Thus, in the extraction of an aromatic hydrocarbon solvent formed from a single component, an extract phase is formed containing the dissolved aromatic hydrocarbon.

   During the subsequent extractive distillation, although a fairly large proportion of the aromatic hydrocarbon can normally be evaporated from the extract phase and removed from the distillation column as a side distillate fraction, the solvent residue which accumulates in the re-bubbling section of the still column generally contains a small but definite amount of retained aromatic hydrocarbon.

   The incorporation of the lower boiling point secondary solvent into the solvent mixture which is preferred to be employed as a selective solvent in the process according to the invention increases the vapor pressure of the aromatic component in the aromatic phase. extracts and allows the operation of the extractive distillation column or solvent removal device at a lower temperature corresponding to the boiling point of the secondary solvent in order to effect complete evaporation and removal of the solvent. aromatic component out of the solvent residue, thereby avoiding the excessive temperatures normally required to evaporate the dissolved aromatic component from the extract residue in the re-boiling section of the solvent removal device.



   A particularly desirable arrangement of the solvent removal unit of the present invention is to remove the secondary solvent as a bypass from the solvent removal unit and to recirculate it continuously as a stream. to the re-boiling section where it will reduce the partial pressure of the aromatic hydrocarbon dissolved in the extract phase, thereby continuously and completely removing the aromatic hydrocarbon from the extract phase to a temperature below the decomposition temperature of the primary solvent.



   Compounds suitable for use as a primary constituent of the selective solvent are selected from the general group characterized generally as oxygen-containing organic compounds selectively miscible with compounds having the greatest polarity of the mixture of matter. first and with hydrocarbons at the front of the series described above. Particularly advantageous primary solvents are aliphatic and cyclic alcohols, glycols and glycol ethers (also referred to as polyalkylene glycols) as well as glycol esters and glycol ether esters.

   The alkylene glycols and polyoxy-polyalkylene glycols which are a particularly effective class of selective solvents include bi-, tri-, and tetra-oxy-ethylene glycols, more particularly oxy-diethylene glycol, mono-glycols. , di-, and tri-oxy-propylene and the glycols mono-, di-, and tri-oxy-butylene;

   certain glycol ethers, such as the cellosolve series of compounds (defined structurally as the alkyl ethers of ethylene glycol), including methyl-, ethyl-, propyl, and butylcellosolve; carbitols (defined as structural formula as being the alkyl ethers of diethylene glycol), such as methyl-, ethyl-propyl-, and butyl-carbitols; glycol and polyoxyalkylene glycol esters of low molecular weight organic acids such as acetates and propionates; aliphatic alcohols, such as propanol, isopropanol, n-butanol, tert-butanol, etc. ; certain cyclic alcohols, such

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 as cyclopentanol, cyclohexanol, cycloheptanol, etc .;

   and other organic oxygen-containing compounds such as phenol, resorcinol, pyrocatechol, etc .; various alkylated phenols, such as ortho-, meta-, and para- cresols, thynol, etc .; esters of organic acids, and more particularly fatty acid esters of aliphatic alcohols and more particularly esters of organic acids of relatively low molecular weight, such as acetates, propionates, butyrates and valarates, and other solvents of the general class described above and which are generally known in the art.

   Preferred polyoxyalkylene glycols have the following empirical formulas:
HO (CnH2nO) xH, where n has a value of 2 to 5 inclusive and x has a value of 2 to 15 when n is equal to 2, from 2 to 13 when n is equal to 3, from 2 to 12 when n is equal to 4 and from 2 to 10 when n is equal to 5. The primary constituent of the present selective solvent mixture is a compound which necessarily when used in the present solvent extraction process must have a boiling point. relatively high, exceeding at least the boiling point of the extracted compound, and -) reference above approximately 150 ° C..



   The secondary solvent which can optionally be used in admixture with the primary solvent to reduce the miscibility of the latter with the refined compounds present in the initial raw material thereby increasing the selectivity of the solvent mixture for the extracted component recovered in first in the present process, is a compound which is preferably substantially immiscible with, or insoluble in the constituents of the raw material.

   Its insolubility in the raw material and its solubility in the primary solvent allow the secondary solvent to be put back into the circuit at the top of the extraction column and to be mixed there with the phase of the refined product effluent to remove the normally small amount of primary solvent which tends to dissolve in the refined product as the latter flows countercurrently through the solvent in the liquid phase extraction column.

   In general, secondary solvents have this common characteristic of having a sufficient number of polar groups per molecule and a sufficiently high ratio of polar groups to methylene or methylidene groups per molecule to render the compound only partially miscible or preferably substantially non-miscible. - miscible with the refined part of the raw material.

   Normally the liquid compounds having the above properties and preferably having a boiling point substantially lower than the boiling point of the primary solvent are such substances as water, furan, furfuraldehyde. furfuryl alcohol, cyanides and low molecular weight alkylated nitriles, such as ethyl isocyanide, perfluoro hydrocarbons, such as perfluorohydrocarbons, such as perfluoropentane, perhalo- substituted mixed hydrocarbons, acids, alcohols, and the like, such as 1,2-bi-chloro-1,2-tetrafluoroethane, perfluoroacetic acid and the like. One of the preferred secondary solvents used in admixture with the primary solvents is water, present in the mixed selective solvents in amounts sufficient to provide mixtures containing from 5 to about 75% water.

   In admixture with the oxy-diethylene glycol, the proportion of water is from 5 to 35% approximately and preferably from 5 to 15% approximately by weight of the mixture. For the oxypolypropylene glycols, the proportion of water in the mixed selective solvent is from 8 to 50% approximately, and preferably from 10 to 40% approximately by weight of the mixture. As the chain length of the alkylene group in the oxy-polyalkylene glycols increases, their selectivity decreases and the hydrocarbons as well as other organic compounds become more soluble in the solvent.

   It thus becomes essential to increase the proportion of secondary solvent, such as water, in the solvent mixture (up to about 75% by weight of the mixture) in order to increase the selectivity of the solvent as the primary solvent becomes less. selective.



   Further embodiments of the invention and a correlation of the principles on which the present separation process is based are shown in the accompanying schematic drawing which shows the typical circuit.

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 according to a preferred embodiment of the invention for the separation of a mixture of class A and class B organic compounds, this circuit being for reasons of simplicity described with reference to an oil fraction of relatively high concentration of aromatic hydrocarbons , such as the product of a naphtha hydroforming process.

   The diagram is described on the basis of the recovery of a product comprising a benzene concentrate containing at least 95% benzene, and for this purpose a particularly suitable solvent is a mixture of water and oxygenated glycol. diethylene preferably containing from about 5 to 15% by weight of water. When the desired product in the process is a specific aromatic hydrocarbon to be recovered in substantially pure form, an appropriate fraction of the initial petroleum distillate which boils between limits such as hydrocarbons is selected. - aromatic bides with boiling points higher and lower than that of the desired product, are eliminated.

   Thus for benzene, the petroleum distillate, normally liquid, is a fraction with a boiling point below 110 ° C., that is to say a temperature a little lower than the boiling point of toluene. , and preferably at the upper limit of the boiling temperature of the azeotropes of benzene in the fraction, which in the case of a hydroformed petroleum fraction containing paraffin homologues in admixture with benzene, is about 79 to 80. It is very advantageous to use a debutanized raw material, and preferably a derivatization of the gasoline fraction having a boiling point of about 40 ° -80 ° C..



  When the object of the process is to remove all of the aromatic constituents from a given liquid fraction of hydrocarbons, such as a hydroformed gasoline distillate, or to remove the sulfur-containing constituents from a fraction of p- trole for example, we can introduce the whole fraction in the process if desired.



   Referring to the attached circuit diagram, a petroleum distillate fraction containing benzene with a boiling point of about 40-80 ° C. is introduced into a fractionation column 1 through line 2, and the Raw material is roughly fractionated in this column into a vapor which leaves the top of column 1 as a light fraction consisting mainly of C5 hydrocarbons, such as the isomers of pentane and cyclopentane. The vapor is removed from the column through line 3, is condensed, and is discharged from the process for storage or for other use.

   An intermediate fraction consisting of azeotropes of pentane with side chain hexanes as well as the corresponding C5 and C6 olefins, if any, and naphthene is removed from column 1 through line 4 which may be connected to a heater and bypass fractionator, not shown, in order to separate a more selected C6 paraffin and naphthene fraction, if desired. The intermediate bypass removed from column 1 through line 4 is preferably directed into the subsequent stages of the process as described below, but it can also be returned to the column as reflux or removed from the circuit in part. or entirely.

   A "bottoms" fraction consisting of benzene, benzene azeotropes, and higher boiling paraffinic, naphthenic, and olefinic hydrocarbons, if any, is removed from fractionation column 1 through line 5 and is introduced as a raw material (containing benzene) in the solvent extraction process according to the invention. The raw material sent into the circuit through line 5 passes through a heat exchanger 6 containing a heating coil of sufficient capacity to increase the temperature of the raw material to a level of 100 to 150 ° C. approximately, preferably from 125 to 140 C approximately.

   The fraction is maintained in the liquid phase at the above temperature by compression at a supra-atmospheric pressure, the fraction being pumped from the heater 6 through line 7, by means of the pump 8 and being compressed to a pressure. preferably about 5 to 25 atmospheres, but higher pressures can also be employed without affecting the operation of the process.



   The liquid raw material at the pressure indicated above is transferred through line 9 to the liquid solvent extraction column

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 10 and preferably is introduced therein at an intermediate point between the upper part and the lower part of the column, at a point between the extract and effluent outlet ports of refined products respectively in order to provide the contact between the countercurrent circuit of the volatile paraffin and the extract, as described below.

   The mixture of benzene and other hydrocarbons introduced as a raw material into the solvent extraction column 10 is contacted in countercurrently in the column with an aqueous solution of oxy-diethylene glycol containing about 5 to 15%. by weight of water, the glycol being introduced into the column through line 11 at approximately the top of the column.

   The extraction column 10 is a suitable arrangement of liquid-liquid extraction installation of the usual type intended to bring into intimate contact and to mix two liquids which are at least partially immiscible with each other, by a flow at counter-current in the column and the latter can be constituted by a filling tower containing a filling with a large contact surface, for example Berl saddles or the like, or it can be an extraction column with bubbling plates of well-known construction and manufacture.



   The raw material hydrocarbons have at their point of entry into the extraction column 10 a density much less than that of the aqueous solution of oxy-diethylene glycol admitted to the top of the column. 10 and therefore has a tendency to percolate upwardly through the higher specific gravity solvent-extract stream flowing in a downward direction when the two substantially immiscible liquids are introduced at the specified points of column 10.

   Because of the selective solubility of the benzene component relative to the other hydrocarbons of the raw material in the aqueous solution of glycol diethylene, benzene has a tendency to dissolve in the solvent phase, leaving a phase consisting substantially of water. a hydrocarbon, with a relatively low benzene content and consisting mainly of paraffins present in the raw material.

   Although the benzene component is preferably soluble in the solvent and the latter contains enough water to selectively reject the paraffinic, naphthenic and olefinic components (if any) present in the raw material, a low amount of the latter hydrocarbons also tends to dissolve in the selective solvent, and the resulting extract comprising predominantly solvent, benzene, and a small amount of paraffinic, naphthenic, or olefinic hydrocarbons. Depending on the initial composition of the raw material, descends by gravity in column 10 against a stream of refined type hydrocarbon towards the lower part of column 10.

   Because of the selective solubility of the benzene component in the selective solvent, the benzene remaining in the upward circulating hydrocarbon phase has a tendency to pass into the solvent and displace the dissolved paraffinic and other refined hydrocarbons therein. in the solvent. The refined product therefore becomes progressively richer in aliphatic paraffins and olefins and becomes relatively depleted of benzene and other hydrocarbons which tend to dissolve in the extractant as the refined product s Rises in the column in countercurrent contact with the aqueous glycol extract.



   The refined hydrocarbon product comprising hydrocarbons substantially insoluble in the solvent also contains a smaller amount of dissolved solvent, which although small in the absolute sense, represents an appreciable loss in large-scale operations if it is continually. removed from the circuit and if it is not recovered from the refined product effluent.

   In order to effect this recovery, the water required in the system to hydrate the primary solvent to its selective composition, in an amount sufficient to give a selective solvent containing from 5 to 35% by weight of water, and preferably of 5 to 15% by weight of water is introduced into the extraction column at a point above the entry point of the dehydrated solvent, such as the refined product phase rising in the , column is washed with water just before removal of the refined product from the system and beyond the point at which the refined product last comes into contact

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 with the solvent introduced into the system.

   The water thus introduced into the circuit rapidly dissolves the diethylene glycol present in the refined hydrocarbons and thus recovers the primary solvent which will be used in the extraction treatment.



   The water introduced for this purpose in the circuit is fed into the column 10 through the line 12 containing a valve 13, unites with the dehydrated solvent glycol diethylene introduced through the line 11 and mixes with it to form the selective solvent according to the process. Preferred means of introducing water into column 10 consist of a spray head such as 14 which distributes the stream of water in the form of finely divided droplets in the refined product to which the water mixes in an intimate way. The water-washed refined product from which the primary solvent has been removed substantially completely is removed from the extraction column 10 through line 15 and is removed from the circuit to be sent to storage, or to storage. other uses.



   The primary solvent (oxy-diethylene glycol) enters extraction column 10 in substantially anhydrous form as the residue of high boiling "botoms" from the solvent removal device, which will be removed. described in detail below, and dissolves a sufficient quantity of the water introduced to the upper part of the extraction column to increase its water content to the critical content essential for efficient selective extraction of the extraction column. benzene component of the raw material from about 5 to 35% by weight, and preferably from about 5 to 15% by weight, of the selective solvent. The water content of the solvent is maintained at this level by controlling the rate of recirculation of the water introduced into the upper part of the column, the amount being practically constant in a given separation system.



   The rate of flow of the selective solvent in the extraction column relative to the rate of feed of the raw material depends on a number of other factors existing in the system and on the desired purity of the product. final. Thus, a raw material containing a relatively low concentration of the component to be recovered, such as benzene, will allow a lower solvent loading rate, although this rate can be maintained at a high value even when the raw material has. a low concentration of the desired component in order to recover substantially all of this component from the raw material or to recover it in a very high state of purity.

   The loading rate of the raw material can also be maintained at a lower value when the selectivity of the solvent is increased by the incorporation of a greater proportion of secondary solvent, as in the case of water in a solvent. aqueous solution of oxy-diethylene glycol. In general, the ratio of the selective solvent to the raw material fed to the solvent extraction column can vary from about 0.5 to 1 up to about 10 to 1 proportions by volume depending on the variable factors mentioned above.



   At the bottom of the extraction column, below the point where the raw material enters the column, the solvent or phase extracted becomes progressively richer in benzene as it advances in a downward direction and progressively more poor in paraffinic and naphthenic constituents of low volatility which are dissolved in small quantities by the solvent of the hydrocarbons supplied. Although these constituents of paraffinic, naphthenic and olefinic hydrocarbons are dissolved with benzene in the solvent or in the phase extracted in small quantities relative to the total volume of extract,

   their amount when based on the volume of benzene in the extract is sufficient to contaminate the recovered benzene product and form a less desirable and less economically valuable product. In addition, since these contaminants have boiling points between limits corresponding to the limits of the boiling points of benzene azeotropes during the solvent removal operation, they are normally inseparable from the product by simple fractional distillation. .



  According to one of the characteristic features of the present working method, a more volatile paraffinic fraction is brought into contact against the current with

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 the extract which descends present in the lower part of the extraction column 10 and is introduced there preferably at a point very close to the exit lumen of the extract, generally at the lowest part of the extract. column.

   The volatile paraffinic fraction can be derived from the initial petroleum product subjected to fractionation in column 1, as a lower boiling point distillate fraction than that of the hydrocarbon constituents capable of forming azeotropes with benzene. , for example the intermediate fraction removed from column 1 by line 4. Alternatively, the paraffinic fraction can be constituted by volatile paraffinic hydrocarbons circulating continuously in the system by the fact that they are dissolved in the phase extracted in the lower part of the extraction column 10, are distilled off from the phase extracted in the solvent removal column 21, and are switched back on in the extraction column 10, as described below.

   Another alternative operation involves combining the light paraffin recirculation fraction from the solvent removal column 21 with the light paraffin laterally extracted from column 1, the combined light paraffin hydrocarbons being fed to the column 1. bottoms of extraction column 10. In all of these alternatives, the volatile paraffin fraction displaces from the phase extracted in extraction column 10 the heavier or less volatile paraffins, naphthenes and olefins which form azeotropes.

   This embodiment of the present invention constitutes an appreciable improvement over known methods of circulation; contact of the countercurrently flowing extract with the light paraffinic hydrocarbon fraction establishes a desirable liquid phase transfer of the light paraffins in the extract as well as a simultaneous displacement of the less volatile paraffins, formative of azeotropes from the extract in the refined product phase.

   Thus, the heavy paraffin hydrocarbons which inevitably dissolve in the solvent in a limited but appreciable amount during the solvent extraction operation and which normally reappear as a contaminant (generally in amounts of about 5 to 15% by weight). ) of the benzene product as a result of their inherent tendency to form azeotropes, are moved from the extracted phase in the extraction zone to the refined product phase; light paraffins are easily separable by distillation from the benzene product in the solvent removal phase, since their boiling points are sufficiently below the boiling point of benzene so that they do not form azeotropes with the benzene constituent of the extract.

   The final benzene product recovered from the process may therefore, by the very simple expedient given above, be substantially pure benzene and may contain up to 99 +% of the desired aromatic depending on the rate of recirculation of the stream. volatile paraffinic in the extraction column 10. The non-aromatic, less volatile constituents, such as azeotropic-forming paraffins, displaced from the extracted phase are removed from the circuit by inclusion in the refined product effluent which is permanently removed from the circuit through -channel 15.



   It is obvious that the greater the stream of volatile paraffin at the bottom of column 10, and the greater the proportion of said paraffins relative to the less volatile paraffinic hydrocarbons, the greater the purity of the benzene product finally recovered by the process. .



  Thus, for example, when the extracted phase contains hydrocarbons in the proportion of 70 mole percent of benzene and 30 mole percent of paraffinic hydrocarbons of low volatility at the point of entry of the hydrocarbons forming raw material into the column of extraction and when it is desired to obtain a 90% pure benzene product, 14 theoretical plates will be required below the entry point of the raw material when the volume of the more volatile paraffinic hydrocarbons introduced at the bottom of the extraction column and brought into contact with the extract is equal to the volume of hydrocarbons in the extracted phase.

   On the other hand, the number of theoretical plates required to produce a final benzene product containing 98% benzene is reduced to 4 when two volume proportions of more volatile paraffinic hydrocarbons are used per one volume of. hydrocarbons dissolved in the extracted phase. The number of theoretical plates required is further reduced

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 Ge and the purity of the recovered benzene product is further increased if the volume of volatile parffin is further increased in countercurrent contact with the phase extracted in the part of the extraction column which is below the point of. introduction of the hydrocarbons forming the raw material.



   Referring again to the attached schematic diagram of the circuit, the more volatile paraffinic fraction recovered as a side bypass of fractionation column 1 and having a boiling point below about 80 ° C. when the process is used for recovering benzene as the final product, may contain various isomers of hexane, such as 2,2-dimethyl-butane, 2,3-dimethyl-butane, 2-methylpentane, 3-methyl-pentane, naphthenes such as cyclopentane, methylcyclobutane, and can additionally contain various olefinic isomers with boiling points of 40 to 65 C. approximately.

   The by-pass fraction of more volatile paraffinic products removed through line 4 passes into heater 16 and compressor 17 to increase the temperature and pressure of this paraffinic fraction, final up to the extraction conditions existing in the extraction column 10, that is in general at temperatures of approximately 90 to 250 C. (and preferably of approximately 100 to 150 C.) and at supra-atmospheric pressures of approximately 5 to 35 atmospheres and is then transferred through line 18 to the lower part of extraction column 10 where the volatile paraffins are brought into countercurrent contact with the descending extract before it is removed from column 10 through line 19.

   The extracted phase consisting in the first place of aqueous oxy-diethylene solvent which contains the benzene in the dissolved state and a small amount, relative to the amount of benzene contained in the extracted phase, of volatile paraffinic hydrocarbons which are present because they have displaced the less volatile paraffins, azeotropic-forming paraffins and other non-aromatic hydrocarbons from the raw material, is transferred through line 19 containing valve 20 to the top of the removal column. solvent 21.

   This column is preferably constructed to operate at substantially the same temperature as the solvent extraction column 10, but at a somewhat lower pressure sufficient to evaporate the constituents of the extract which are more volatile than the solvent. glycol diethylene, and preferably at a pressure substantially equal to atmospheric pressure. The light vapors separated by flash-distillation from the liquid extract introduced at the upper part of the stripping column 21 are removed through the vapor line 22. The vapors essentially comprise the volatile paraffinic hydrocarbons introduced into the vapor line. the extraction column 10 via line 4 and dissolved in the extract phase as described above.

   In the preferred method of operating column 21, the solvent is recirculated through line 23 and valve 24 at the top of column 21 above the point at which the extracted phase is introduced into the column, but even in the absence of such recirculation of the solvent, the presence of the solvent in the phase withdrawn from line 19 decreases the volatility of the dissolved aromatic component to that of the light paraffinic component which is also present in the liquid. extracts and thus minimizes the proportion of aromatic hydrocarbon having a tendency to evaporate in the vapor fraction subjected to flash-distillation of the solvent and entering line 22.



   The vapor stream removed from column 21 through line 22 may be partially cooled in heat exchanger 25 in order to condense the water vapor present in this stream. The partially cooled stream is introduced through line 26 into side bypass fractionator 27 where the paraffinic hydrocarbon fraction vaporizes from a liquid condensate consisting primarily of water. Steam is removed from fractionator 27 through line 28. Aqueous condensate is removed from fractionator 27 through line 29 which unites with line 30.

   In an alternate arrangement, the vapor flash distilled off from column 21 through line 22 can condense entirely in heat exchanger 25 and the resulting condensate can flow into a vessel.

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 sedimentation not shown, in which the liquefied hydrocarbon layer containing the volatile paraffin is separated by decantation from the aqueous condensate and withdrawn from the sedimentator via line 28.

   The vapor removed from fractionator 27 comprises paraffinic hydrocarbon more volatile than benzene in the extract and is preferably returned to extraction column 10 through line 28, containing a compressor 31 which liquefies. the volatile paraffinic fraction and increases the pressure of the hydrocarbons up to the working pressure in column 10. The fraction leaving the compressor 31 via line 32 in line 4 is mixed with the paraffin bypass volatile separated by fractionation from the initial reformed raw material, as said above.

   The mixed volatile paraffins thus introduced into the heat exchanger 16 and compressed by means of the pump 17 are introduced to the lower part of the column 10 under the desired operating conditions mentioned above. The volume of paraffin fraction introduced into column 10 is preferably as large as possible to obtain the greatest possible quantitative displacement in column 10 of the less volatile paraffins dissolved in the extract and thus to produce a final benzene product. of greater purity. In some cases, however, it is preferable to obtain a larger feed of raw material and a higher production rate of the recovered product on a volumetric basis when, for example, greater tolerance is allowed for paraffinic contaminants in the product. benzene.

   The loading of the liquid volume in column 10 can be reduced in such cases by reducing the volume of volatile paraffin introduced to displace the less volatile, azeotropic-forming paraffins from the extract. During operation of the process, the supply of the volatile paraffinic sidestream from column 1 through line 4 can be eliminated and the light paraffin circuit recovered from column 21 can be used as the sole source of volatile paraffins for the process. moving in column 10.

   Alternatively, the volatile paraffin circuit from column 21 to column 10 can be eliminated and the only source of these paraffins introduced to the lower part of column 10 can be the side fraction recovered from fractionation column 1 by the line 4, as described above.



   Introduction of the extract recovered from column 10 into column 21 at superatmospheric pressure and at temperature considerably above the boiling points of the volatile components present in the. extracted phase, allows the column 21 to work in an isothermal and practically adiabatic manner when the separation between the boiling points of the primary and secondary solvents is sufficient to obtain a "flash-distillation" of the most volatile components of the extract without appreciable evaporation of the component of the high boiling solvent for aromatic hydrocarbons referred to herein as "primary solvent".

   The reduction in the pressure of the extracted phase as it passes through column 21 through line 19 is preferably sufficient to achieve only the desired evaporation of the light components and to allow their separation roughly into a volatile paraffinic vapor which may contain. small amounts of water, in an intermediate derivation with a slightly higher boiling point comprising benzene and water,

   and a high boiling point distillation residue substantially free of volatile component and comprising the dehydrated primary solvent of oxy-diethylene glycol. The intermediate fraction recovered from column 21 is removed as a liquid bypass through line 33 which includes heat exchanger 34 in which the intermediate liquid fraction is converted to vapor and is returned to the side fractionator 35 for separation. substantially pure benzene vapor removed from fractionator 35 through line 36,

   of a liquid water condensate removed from the fractionator 35 through line 37. The fraction of benzene vapor removed from the fractionator 35 through line 36 passes into heat exchanger 38 and is there condensed; the liquid condensate is transferred through line 39 into vessel 40 for storage or for other uses. The benzene thus recovered consists of substantially pure benzene freed from paraffin impurities and other hydrocarbon impurities when column 10 is operated with a sufficiently high volatile paraffin feed rate.

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   Since water and benzene are practically immiscible in the liquid phase, the intermediate liquid fraction removed from column 21 through line 33 can be discharged directly into a liquid container, in which the resulting phase which is mostly liquid. water, separates from the phase consisting mainly of benzene; phases are removed separately as lower and upper phases respectively, the lower water phase being saturated with benzene and the upper phase being wet benzene.



  The latter product can then be dried if desired, for example by fractionation to separate a water-benzene azeotrope from a dry benzene product.



  The separated aqueous phase (s) can then be directed to line 37 as explained above.



   When column 21 is operated in the preferred mode of operation and under the preferred temperature and pressure conditions mentioned above, the extract residue which accumulates at the bottom of column 21 is generally virtually freed from more volatile components, such as water and light paraffins, present in the extract phase removed from column 10.

   However, because of the tendency of the solvent to retain the aromatic hydrocarbons which are dissolved therein more particularly as the oxy-diethylene glycol solvent dehydrates in the lower part of the column and the solubility of the aromatic hydrocarbons in the column. the solvent tends to increase as the extract loses water by evaporation, it becomes more and more difficult to remove the last traces of benzene from the solvent. In order to recover the dissolved benzene from the extract residue, the latter is heated, for example, by means of a heating coil 41 housed at the bottom of column 21.

   Coil 41 may contain a high temperature circulating heating fluid heated in heat exchanger 42 to temperatures above the boiling point of the least volatile component of the extract which boils below the glycol solvent. oxy-diethylene. However, in the case of some solvents such as the present oxy-diethylene glycol, the last trace of residual dissolved benzene is removed by simple fractionation of the extract residue in column 21 only when heated to extremely high temperatures. high above the thermal stability temperature for this solvent.

   In order to reduce the temperature required in the heater to evaporate the last traces of hydrocarbon extracted (dissolved benzene) from the solvent, a volatile liquid or a vaporized liquid is introduced into the heater of column 21 where the added vapor exerts its own partial pressure to reduce the vapor pressure of the residual benzene component present in the "bottoms" of the extract. A preferred vapor for this purpose for this operation is water vapor, preferably vaporized water recovered as a liquid residue from fractionators 27 and 35.

   The water distillate removed from the fractionator 27 through line 29 which joins line 30 may be re-energized partially or entirely by transfer through line 30, valve 43 and line 44 which joins. the line 37, the latter in turn joining the line 46 which leads to the heater of the column 21.

   Water condensate from fractionator 27 can be combined with water condensate from fractionator 35 and the two streams can be combined by joining line 44 to line 37 and adjusting the valves. 43 and 45 in an appropriate manner; the combined aqueous streams can be pumped by means of a pump 47 connecting the pipe 46 with the exchanger 48, can be vaporized there and the resulting vapor, preferably at a temperature of 100 to 150 ° C. can be vaporized therein. sent through line 49 to the heater in column 21.

   The resulting water vapor contacted with the extract residue in the heater of column 21 reduces the vapor pressure of the dissolved benzene residue present in the extract and accompanies the benzene-water intermediate fraction removed. vee of column 21 through line 33 and separated in the fractionation apparatus 35.

   Alternatively the volatile paraffinic vapor removed from the fractionator 27 through line 28 can be used as extract cleaning vapor by directing the paraffinic vapors from line 28 into line 46 containing valve 50 and after being heated. at a temperature of approximately 100 to 150 C. and compressed

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 in the pump 47 up to the working pressure of the column 21 are introduced at the bottom of this column by its heater in a manner similar to the introduction of said water vapor into the heater.



   The extract residue comprising the dehydrated primary solvent of oxy-dietbylene glycol from which the volatile benzene component has been substantially removed is removed from column 21 through line 51 containing valve 52 and is re-connected to pressure prevailing in the extraction column 10 by means of the pump 53 towards the upper part of the column 10 where the line 51 joins the line 11 for the solvent supply. A determined part of the re-circuited oxy-diethylene glycol solvent can be directed from line 51 into line 23, through valve 24 and then fed to the top of column 21 in order to supply the extracting solvent into said line. column in greater quantity than that supplied by the phase extracted from pipe 19.



   The solvent recirculated in column 10 is hydrated again to the critical concentration of water required for the selective solvent extraction of aromatics from a mixed raw material of aromatic hydrocarbons according to the present process. means the water introduced through line 12 at the top of column 10 and that amount of water required to increase the water content of the selective solvent to the appropriate critical level within the limits of. About 5 to 35% concentration is achieved by continuously returning at least the required part of the liquid condensate of water removed from the solvent cleaning column to the fractionator 27 and 35 through the line into the circuit. 30 containing the valve 54 and the pump 55 in the supply line 12,

   the pump 55 increasing the pressure of the water put back into the circuit to the level at which the column 10 is working. In the event that water is lost from the system, the loss can be compensated by introducing water from the storage in the system through line 12. Although recirculation of water is not necessarily essential for the operation of the process, continuous recirculation of a constant quantity of water is particularly advantageous when all the The system is in equilibrium and provides a suitable means for the elimination of variations in the quality of the selective solvent.



   Although the operation of the process as described above with reference to the accompanying scheme uses an aqueous solution of diethylene glycol as the selective solvent, it is evident that a practical, albeit less selective, mode of separation and less efficient and producing a less concentrated benzene product, can be obtained by using a solvent consisting of only one primary constituent, such as oxy-diethylene glycol freed from the secondary constituent, such as the water mentioned. above.

   For such an operation, the water supply pipe 12, the bypass fractionation devices 2, 7 and 35, the water recirculation pipes 37 must be omitted from the attached diagram. and 30 and the benzene cleaner comprising lines 46, pump 47, heater 48 and line 49, although the latter arrangement of apparatus may be maintained to re-circuit the volatile paraffin in the column heater. 21, as shown in the AC circuit.

   Removing the water from the selective solvent, however, would cause column 21 to operate at a higher temperature and / or lower pressure or to recirculate an extract residue from the lower portion of the column. column 21 via line 51 containing a greater proportion of benzene.



   The invention will be illustrated when at various. embodiments in the accompanying examples, which, however, should not be construed as limiting the scope of the invention.



  EXAMPLE I.



   A selective solvent extraction system is provided comprising the preferred arrangement of apparatus described in connection with the accompanying schematic drawing for recovering benzene from a hydroformed straight run gasoline fraction. The hydroformate is subjected to fractional distillation to

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 separate a fraction having boiling points from about 40 to about 81 C., and the last distillate is further fractionated into a light paraffinic fraction with boiling point from 40 to about 65 C., and a raw material fraction of Feed at a boiling point from about 65 to about 81 ° C. the latter fraction containing isomeric C6 and C7 paraffins and about 36% benzene.

   This fraction of raw material feed is introduced in the liquid phase at a pressure of about 13.3 atmospheres and at a temperature of 130 ° C. at the midpoint of a selective solvent extraction column at the rate. of 113 liters per hour o The column consists of a vertical tube filled with Berl salts, through which the fraction of hydrocarbon in liquid phase introduced into the column flows at the maximum rate indicated above.

   The primary solvent consisting of oxy-diethylene glycol is introduced at the rate of 682 liters per hour into the column at a point below the water inlet lumen at the top of the column; is fed into the column at a rate of 121 liters per hour through a sprinkler head and removes the oxy-diethylene glycol solvent which tends to dissolve in the refined, predominantly paraffinic product phase which is removed from the upper part of the column.

   The water flows downwardly through the filling and dissolves in the primary solvent to form an aqueous solution of oxy-diethylene glycol containing about 15% water o The paraffinic fraction volatile at point d 'boiling between 40 and about 65 ° C., separated from the reformed initial product is introduced into the fractionation column at a temperature of 130 ° C. and at a pressure of about 13.3 atmospheres at the bottom of the extraction column in an adjacent point of the "extracted" phase exhaust lumen formed in the column and is percolated upwardly through the fill against the downwardly flowing "extracted" phase stream.

   The "extract" phase which leaves the extraction column consists essentially of a selective solvent containing dissolved benzene and a small amount (not exceeding about 10% by weight of the benzene contained in the extract phase) of the volatile fraction d. paraffinic hydrocarbon; it is removed from the bottom of the solvent extraction column at a temperature of 130 G. and a pressure of 13.3 atmospheres and is transferred to a bubbling plate fractionation column operating at atmospheric pressure, the "extract" phase being fed into the column at a point approximately two trays from the top of the column.

   A re-boiling section is contained at the bottom of the fractionating column which maintains the high boiling liquid "bottoms" accumulating at the bottom of the column at a temperature of about 130 to. 140 C. A fraction of light vapors is immediately distilled by "flash-distillation" of this fractionation column and passes through a heat exchanger which cools the vapor to about 80 C .;

   the resulting cooled vapor passes to a bypass fractionation column containing an upper condenser operating at about 70 ° C., which allows the light wax fraction to pass through the condenser, but liquefies the constituents to. higher boiling point than the light paraffin, including water which is removed in liquid form at the bottom of the bypass fractionation column.



   An intermediate boiling point fraction removed from the solvent removal column in liquid form is vaporized in a small heater and the resulting vapor passes to a bypass fractionation column which is recovered as vapor. a benzene-water azeotrope with a boiling point of about 69-70 C. and containing about 91% benzene, which is condensed in liquid form to a fraction which separates into a layer of water containing a small amount of dissolved benzene and in a layer of benzene containing about 99% benzene. The total benzene recovery represents about 93% of the benzene present in the initial raw material.

   The aqueous stream recovered from the bypass column separates into two streams, one of which, at a rate of 121 liters per hour, is recirculated to the water inlet port of the solvent extraction column. and the other of which, at a supra-atmospheric pressure of 0.7 atmospheres and at a temperature of 140 C. is re-introduced into the re-boiling section of the

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 Solvent removal column at a rate of 37.9 liters per hour to remove benzene dissolved in the oxy-ethylene glycol solvent which normally accumulates at the lower section of the column.

   The dehydrated oxy-diethylene glycol solvent is removed from the bottom of the solvent removal column at a rate of 682 liters per hour and is re-introduced into the circuit to the solvent inlet port of the stripping column. solvent where it combines with the water re-introduced into the circuit to form the selective solvent.



   In an operation similar to the process described above for the recovery of benzene from a hydroformed straight run gasoline fraction, except that the volatile paraffinic fraction which boils at 40 to 65 ° C. is not introduced into the gasoline. At the bottom of the solvent extraction column, the process has a yield of benzene product containing about 85% by weight of benzene. The vapor exiting the solvent removal column is a benzene-hexane-heptane azeotrope which is recirculated at the bottom of the solvent extraction column but which is appreciably less effective in displacing paraffinic hydrocarbons from the mixture. 'feed of the "extract" phase than the operation described above.

   The intermediate fraction recovered from the solvent removal column and consisting first of benzene is also contaminated with paraffins which form constant boiling point mixtures during the distillation of the primary benzene product.



  EXAMPLE II.



   An operation similar to that of Example I is carried out to recover toluene from a raw material which is constituted by the fraction which boils from about 103 to about 110 ° C., separated from the fraction of hydroformed "straight rune" gasoline indicated. in Example I. A volatile paraffin fraction which boils between about 81 and about 100 C. also separates from the hydroformed raw material and is used as the volatile paraffin fraction introduced into the solvent extraction column for the displacement of Less volatile paraffins which lead to the formation of a-zeotropic, toluene extract in the extraction column.



   The toluene product recovered from the water-glycol oxy-ethylene extract consists essentially of pure toluene and the product recovered represents about 90% of the toluene contained in the initial straight run gasoline reform product.



  EXAMPLE III
The solvent extraction plant used in Example I can be used for the specific purpose of removing sulfur-containing compounds consisting of mercaptans, thiols, sulfides and bi-sulfides from a mixture of hydrocarbons. oils, such as a gasoline fraction which may contain aromatic hydrocarbons in addition to hydrocarbon constituents of lower polarity.

   The sulfur-containing compounds, which are the components of the highest polarity of the mixture, can be recovered in a concentration practically free of hydrocarbons, including the aromatics, although these are also relatively polar by nature. relative to the paraffinic, naphthenic and olefinic constituents present in the gasoline fraction o In order to effect the indicated selective separation of the sulfur-containing constituents from the mixture of hydrocarbons, a solvent consisting of an aqueous solution of oxy-diethylene glycol is used. containing 30% by weight of water as the selective solvent, which because of its greater water content,

   exerts greater selectivity for constituents of higher polarity and rejects constituents of intermediate and lower polarity, such as aromatic hydrocarbons, requiring a solvent containing a greater proportion of the first solvent constituent to effect a selective extraction of other types of hydrocarbons.



   A fraction of the boiling point gasoline product between

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 about 80 and about 225 C., separated from a raw material consisting of high sulfur petroleum and containing 0.95% sulfur, 35% paraffinic hydrocarbons, 15% naphthenic hydrocarbons, 36% d The olefinic hydrocarbons and 14% aromatic hydrocarbons are introduced at a flow rate of 682 liters per hour into the solvent extraction column used in Example I above, at about the midpoint of the column and at a temperature of 110 ° C. and a superatmospheric pressure of 10.2 atmospheres.

   This gasoline fraction is contacted in the column with a downwardly flowing solvent consisting of the aqueous solution of oxy-diethylene glycol mentioned above. The oxy-diethylene glycol (anhydrous) is introduced at a rate of 113 liters per hour into the primary solvent inlet port about 10 centimeters below the water inlet port, while water is introduced. at a rate of 37.9 liters per hour through a spray head in the upper section of the column where it countercurrently contacts the refined product stream which is to be removed from the top of the column.



   The "extract" phase passing to the bottom of the column is composed primarily of solvent, but also contains a large proportion of the sulfur compounds of the starting gasoline, with a small proportion of aromatic compounds of which. the boiling points are above those of the azeotropes of benzene, i.e. above about 80 C.

   In order to liberate the "extracted" phase from aromatic constituents with a boiling point above about 80 ° C., which normally would tend to form aseotropes with the sulfur compounds contained in the gasoline fraction and which have also boiling points greater than about 80 C., a light fraction (boiling point between about 65 and 80 C.) of the initial gasoline product, this light fraction consisting of azeotropes of benzene and containing about 36% by weight of benzene, being introduced at a rate of about 208 liters per hour at the bottom of the solvent extraction column and brought into countercurrent contact with the extract present at the bottom of the column.

   The benzene contained in this latter fraction tends to selectively displace higher molecular weight aromatic hydrocarbons from the extract, which normally (if not displaced with molecular aromatics) form azeotropes with the aromatics. sulfur compounds with approximately the same boiling points as the higher molecular weight aromatics in the gasoline fraction.



   The resulting extract passes through a solvent removal column operating at atmospheric pressure where the benzene and other light hydrocarbons dissolved in the extract, as well as part of the water contained in the solvent, are distilled by "flash-distillation" of the extracted phase and are then condensed and separated into separate fractions of hydrocarbons and water; phase of separated hydrocarbons is re-introduced into the circuit at the bottom of the solvent extraction column. An intermediate fraction comprising sulfur compounds and water is removed from the column, distilled in a bypass column and the resulting sulfur compounds and water are separated.

   This water is recirculated at the rate of 56.5 liters per hour in the heater of the solvent removal column to effect steam distillation of the sulfur compounds in the extract. Dehydrated solvent removed at the bottom of the solvent removal column is returned to the circuit to the primary solvent inlet port near the head of the solvent removal column.



   The refined hydrocarbon stream removed from the head of the solvent extraction column is substantially free of sulfur compounds and meets the requirements of the specifications for "desulfurized" gasoline. This refined product representing the relatively high boiling gasoline fraction processed in the desulfurization process described above can be combined with the lower boiling end products of the initial gasoline fraction for forming a gasoline product having the desired ratio of low boiling point components to meet gasoline vapor pressure specifications.


    

Claims (1)

REVENDICATIONS ET RESUME. CLAIMS AND SUMMARY. 1. Procédé pour la séparation d'un mélange de composés 'organi- ques avec l'aide d'un solvant sélectif ayant une plus. grande solubilité pour l'une des classes de composés contenus dans le mélange et qui seront désignés ci-après sous le nom de "constituant classe A", que pour une autre classe de composés contenus dans le mélange et qui seront désignés ci-après sous le nom de "constituant classe B", dans lequel le mélange est introduit dans la zône d'extraction en un point intermédiaire de celle-ci, et est mis en contact à contre-courant avec ledit solvant sélectif, une phase de produit raffiné con- tenant pratiquement tout le constituant classe B est enlevée à l'extrémité de la zone d'extraction où ledit solvant est introduit dans ladite zône, 1. A process for the separation of a mixture of organic compounds with the aid of a selective solvent having a plus. high solubility for one of the classes of compounds contained in the mixture and which will be designated below under the name of "class A constituent", than for another class of compounds contained in the mixture and which will be designated below under the name of "class B constituent", in which the mixture is introduced into the extraction zone at an intermediate point thereof, and is brought into contact against the current with said selective solvent, a phase of refined product con - holding practically all of the class B constituent is removed at the end of the extraction zone where said solvent is introduced into said zone, une pha- se d'extrait comprenant le constituant classe A dissous dans ledit solvant sé- lectif est enlevée à l'autre extrémité de ladite zone d'extraction et le consti- tuant classe A extrait est ensuite séparé pour distillation fractionnée de la phase "extrait", le dit procédé étant caractérisé en ce que la phase extrait est pratiquement débarrassée avant son enlèvement de ladite zone d'extraction, du constituant classe B résiduaire dudit mélange en introduisant un composé classe B plus volatil que le constituant classe B dudit mélange dans ladite zone d'extraction en un point plus proche du point où on enlève ladite phase extrait que du point d'introduction dudit mélange, ledit constituant classe B résiduaire étant séparé par ledit constituant plus volatil dans la zone d'ex- traction de la phase du produit raffiné qui s'y trouve, an extract phase comprising the class A component dissolved in said selective solvent is removed at the other end of said extraction zone and the extracted class A component is then separated for fractional distillation from the "phase". extract ", said process being characterized in that the extracted phase is substantially freed, before its removal from said extraction zone, of the residual class B component of said mixture by introducing a class B compound more volatile than the class B component of said mixture into said extraction zone at a point closer to the point where said extracted phase is removed than to the point of introduction of said mixture, said residual class B component being separated by said more volatile component in the phase extraction zone the refined product therein, et le composé plus vo- latil contenu dans la phase d'extrait résultante est séparé par distillation fractionnée de cet extrait lorsqu'il est enlevé de la zône d'extractiono 2. Procédé selon 1 , caractérisé en ce que la phase "extrait" dont le constituant classe B résiduaire a été substantiellement séparé par ,le composé classe B plus volatil est introduit dans la zone d'extraction à la par- tie supérieure d'une zone de distillation fractionnée, pratiquement tout le composé volatil classe B est évaporé de la phase extrait dans la zone de dis- tillation et est enlevé sous forme de courant de vapeur à la partie supérieure 'de celle-ci et est retourné à la zone d'extraction en un point à proximité du point où la phase extrait est enlevée de cette zône, and the more volatile compound contained in the resulting extract phase is separated by fractional distillation from this extract when it is removed from the extraction zone. 2. Method according to 1, characterized in that the "extracted" phase from which the residual class B constituent has been substantially separated by the more volatile class B compound is introduced into the extraction zone at the upper part of a fractional distillation zone, substantially all of the class B volatile compound is evaporated from the phase extracted in the distillation zone and is removed as a vapor stream at the top thereof and returned to the zone of 'extraction at a point near the point where the extracted phase is removed from this zone, le constituant classe A pratiquement débarrassé aussi bien du constituant classe B que du constituant classe B plus volatil, ainsi que du solvant sélectif étant enlevé sous forme de courant de dérivation de la zône de distillation, et le résidu de distilla- tion comprenant le solvant étant enlevé à la partie inférieure de la zone de distillation et étant retourné à la zône d'extraction. the class A component being substantially free from both the class B component and the more volatile class B component, as well as the selective solvent being removed as a bypass stream from the distillation zone, and the still residue comprising the solvent being removed to the lower part of the distillation zone and being returned to the extraction zone. 3. Procédé selon 2 , caractérisé en ce que l'extraction est ef- fectuée avec un solvant sélectif 'qui est un mélange d'un solvant primaire et d'un solvant secondaire, ledit solvant primaire étant soluble dans ledit sol- vant secondaire et ayant une volatilité inférieure à celle dudit solvant secon- daire et du constituant classe A, et ledit solvant secondaire distillant au moins en partie avec le constituant volatil classe B mais étant pratiquement non-miscible avec celui-ci, le courant de vapeur sortant de la partie supé- rieure de la zone de distillation. 3. Method according to 2, characterized in that the extraction is carried out with a selective solvent which is a mixture of a primary solvent and a secondary solvent, said primary solvent being soluble in said secondary solvent and having a lower volatility than that of said secondary solvent and of the class A component, and said secondary solvent distilling at least in part with the volatile class B component but being substantially immiscible therewith, the vapor stream exiting the upper part of the distillation zone. fractionnée étant condensé et séparé en un premier distillat liquide contenant le constituant volatil classe B et en un second distillat liquide qui est constitué essentiellement par ledit solvant secondaire, ledit premier distillat liquide étant retourné à la zone d'extrac- tion en un point situé à proximité du point où la phase "extrait" est enlevée de cette zône, le résidu de distillation ayant une concentration plus élevée en solvant primaire que celle du solvant sélectif employé dans la zone d'ex- traction, étant retourné de la partie inférieure de la zone de distillation fractionnée à la zone d'extraction, fraction being condensed and separated into a first liquid distillate containing the volatile component class B and a second liquid distillate which consists essentially of said secondary solvent, said first liquid distillate being returned to the extraction zone at a point at proximity to the point where the "extracted" phase is removed from this zone, the distillation residue having a higher concentration of primary solvent than that of the selective solvent employed in the extraction zone, being returned from the lower part of the chamber. fractional distillation zone to the extraction zone, et le solvant primaire entraîné dans la phase produit raffiné dans la zone d'extraction étant retourné au traitement d'extraction en mettant d'abord en 'contact un courant dudit second distillat à contre-courant de la phase produit'raffiné dans le circuit d'écoulement de celui-ci au-delà du point d'introduction dudit résidu de distillation dans la zône d'extraction et en mélangeant ensuite ledit -courant de seconde distilla- <Desc/Clms Page number 20> tion avec ledit résidu de distillation à l'intérieur de ladite zone d'extrac- tion. and the primary solvent entrained in the product phase refined in the extraction zone being returned to the extraction process by first contacting a stream of said second distillate against the current of the product phase refined in the circuit d 'flow thereof past the point of introduction of said distillation residue into the extraction zone and then mixing said second distillate stream- <Desc / Clms Page number 20> tion with said distillation residue within said extraction zone. 4. Procédé selon 2 , caractérisé en ce que l'extraction est ef- fectuée avec un solvant sélectif qui est un mélange d'un solvant primaire et d'un solvant secondaire, ledit solvant primaire étant soluble dans ledit sol- vant secondaire et ayant une volatilité inférieure à celle dudit solvant secon- daire et du constituant classe A, et ledit solvant secondaire distillant au moins en partie avec ledit constituant classe A mais étant pratiquement non- miscible avec celui-ci, 4. Method according to 2, characterized in that the extraction is carried out with a selective solvent which is a mixture of a primary solvent and a secondary solvent, said primary solvent being soluble in said secondary solvent and having a lower volatility than that of said secondary solvent and of the class A component, and said secondary solvent distilling at least in part with said class A component but being substantially immiscible therewith, un courant de dérivation comprenant ledit constituant classe A et une partie du solvant secondaire introduite dans la zone de distil- lation fractionnée par l'alimentation de la phase extrait dans celle-ci étant enlevés de ladite zone de distillation et étant ensuite séparés en un distil- lat liquide consistant essentiellement en constituant classe A et en un second distillat liquide consistant essentiellement en solvant secondaire, et le con- stituant classe A résiduaire étant chassé du résidu de distillation en intro- duisant un courant du second distillat séparé dans la partie inférieure de la zone de distillation. a bypass stream comprising said class A component and a portion of the secondary solvent introduced into the fractional distillation zone by the feed of the phase extracted therein being removed from said distillation zone and then being separated into a distillation - liquid lat consisting essentially of constituent class A and of a second liquid distillate consisting essentially of secondary solvent, and the residual class A constituent being removed from the distillation residue by introducing a stream of the second distillate separated into the lower part of the the distillation zone. 5. Procédé selon 3 , caractérisé en ce que l'extraction est ef- fectuée dans une zône d'extraction allongée dans le sens vertical, la phase "produit raffiné" est enlevée à la partie supérieure de la zône d'extraction et la phase "extrait" à la partie inférieure de cette zône, un courant du se- cond distillat est introduit dans la zône d'extraction en un point à proximi- té du point où le produit raffiné est enlevé de cette zone, et le courant de solvant enlevé de la partie inférieure de la zône de distillation fractionnée est introduit dans la zone d'extraction en un point situé verticalement entre les points d'introduction dudit courant de second distillat et du mélange à séparer. 5. Method according to 3, characterized in that the extraction is carried out in an extraction zone elongated in the vertical direction, the "refined product" phase is removed at the upper part of the extraction zone and the phase "extracted" at the lower part of this zone, a stream of the second distillate is introduced into the extraction zone at a point near the point where the refined product is removed from this zone, and the solvent stream removed from the lower part of the fractional distillation zone is introduced into the extraction zone at a point situated vertically between the points of introduction of said stream of second distillate and of the mixture to be separated. 6. - Procédé selon 3 ou 4 , caractérisé en ce que le second distillat séparé du courant de vapeur enlevé de la partie supérieure de la zone de distillation fractionnée est mélangé avec le second distillat séparé dudit courant latéral de dérivation de la zone de distillation fractionnée et une partie du courant mélangé de second distillat est dirigée vers la zône d'extraction tandis que la partie restante est dirigée vers la partie infé- rieure de la zone de distillation fractionnée. 6. - Process according to 3 or 4, characterized in that the second distillate separated from the vapor stream removed from the upper part of the fractional distillation zone is mixed with the second distillate separated from said side stream bypassing the fractional distillation zone and part of the mixed stream of second distillate is directed to the extraction zone while the remaining part is directed to the lower part of the fractional distillation zone. 7. Procédé selon 1 , caractérisé en ce que le solvant sélectif est constitué essentiellement pendant qu'il est utilisé dans la zone d'extrac- tion, en un mélange de solvant primaire et de solvant secondaire, ledit sol- vant primaire étant un composé organique contenant de l'oxygène combiné, d'un point d'ébullition supérieur à celui du mélange d'alimentation traité, et ayant une solubilité préférentielle pour le constituant classe A dudit mélan- ge d'alimentation, et ledit solvant secondaire étant soluble dans ledit sol- vant primaire mais pratiquement insoluble dans le constituant classe A et dans le constituant classe B dudit mélange d'alimentation et ayant un point d'ébul- lition inférieur audit solvant-primaire. 7. Method according to 1, characterized in that the selective solvent consists essentially, while it is used in the extraction zone, of a mixture of primary solvent and secondary solvent, said primary solvent being a compound. organic containing combined oxygen, of a higher boiling point than that of the treated feed mixture, and having preferential solubility for the class A component of said feed mixture, and said secondary solvent being soluble in said primary solvent but substantially insoluble in the class A component and in the class B component of said feed mixture and having a boiling point lower than said primary solvent. 8. Procédé selon 7 , caractérisé en ce que le solvant primaire est un glycol oxycycloalcylène. 8. Method according to 7, characterized in that the primary solvent is an oxycycloalkylene glycol. 9. Procédé selon 8 , caractérisé en ce que le solvant primaire est un glycol oxy-diéthylène, le solvant secondaire est de l'eau, et celui-ci est employé dans le traitement d'extraction en quantité depuis 5 jusque 35 % en poids du solvant sélectif. 9. Process according to 8, characterized in that the primary solvent is an oxy-diethylene glycol, the secondary solvent is water, and the latter is used in the extraction treatment in an amount from 5 to 35% by weight. selective solvent. 10. Procédé selon 3 , caractérisé en ce que le solvant sélectif dans la zone d'extraction renferme de 5 à 15 % en poids d'eau comme solvant secondaire dissous dans du glycol oxy-diéthylène comme solvant primaire, et le solvant sélectif est employé comme extrayant pour les hydrocarbures aromatiques d'un mélange d'hydrocarbures à point d'ébullition inférieur au glycol oxy- diéthylène et contenant les hydrocarbures aromatiques comme constituant classe A tandis que les autres hydrocarbures du dit mélange d'hydrocarbures ont une solubilité inférieure à celle du constituant classe A dans le glycol oxy- diéthylène. <Desc/Clms Page number 21> 10. Method according to 3, characterized in that the selective solvent in the extraction zone contains from 5 to 15% by weight of water as secondary solvent dissolved in oxy-diethylene glycol as primary solvent, and the selective solvent is used. as an extractant for the aromatic hydrocarbons from a mixture of hydrocarbons having a lower boiling point than the oxy-diethylene glycol and containing the aromatic hydrocarbons as a class A constituent, while the other hydrocarbons of said mixture of hydrocarbons have a lower solubility than that of the class A component in oxy-diethylene glycol. <Desc / Clms Page number 21> 11. Procédé selon la , caractérisé en ce que le traitement d'extraction et le déplacement du constituant classe A résiduaire de la phase se font dans la zone d'extraction à une température comprise entre 1000 et 150 C. et à pression supra-atmosphérique comprise entre 5 et 20 atmosphères, et le composé volatil classe B utilisé pour déplacer ledit constituant rési- duaire classe B est distillé de la phase extrait dans la zone de distillation fractionnée à une pression appréciablement plus basse que celle maintenue dans la zone d'extraction. 11. Method according to the, characterized in that the extraction treatment and the displacement of the residual class A component of the phase are carried out in the extraction zone at a temperature between 1000 and 150 C. and at supra-atmospheric pressure. between 5 and 20 atmospheres, and the volatile class B compound used to displace said residual class B component is distilled from the extracted phase in the fractional distillation zone at a pressure appreciably lower than that maintained in the extraction zone . 12. Procédé selon 11 , caractérisé en ce que le mélange d'hy- drocarbures devant être séparé est une fraction de naphte contenant des hydro- carbures benzéniques comme constituant classe A, et le composé volatil classe B employé pour déplacer le constituant résiduaire classe B de la phase extrait est une fraction d'hydrocarbure paraffinique qui bout en-dessous des hydrocar- bures benzéniques dans la zone de distillation fractionnée et ne forme pas des azéotropes avec lesdits hydrocarbures benzéniques. 12. Method according to 11, characterized in that the mixture of hydrocarbons to be separated is a fraction of naphtha containing benzene hydrocarbons as a class A component, and the class B volatile compound used to displace the class B residual component. of the extracted phase is a paraffinic hydrocarbon fraction which boils below the benzene hydrocarbons in the fractional distillation zone and does not form azeotropes with said benzene hydrocarbons. 13. Procédé pour la séparation de composés organiques, substan- tiellement tel que décrit en se reportant aux dessins ci-joints. en annexe 1 dessin. 13. A process for the separation of organic compounds, substantially as described with reference to the accompanying drawings. in appendix 1 drawing.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2838582A (en) * 1954-12-31 1958-06-10 Universal Oil Prod Co Hydrocarbon conversion process
US2894047A (en) * 1955-07-01 1959-07-07 Universal Oil Prod Co Solvent extraction process for treatment of highly aromatic feed stocks

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