CN104031674A

CN104031674A - 一种萃取分离低芳烃石脑油中芳烃的复合溶剂

Info

Publication number: CN104031674A
Application number: CN201410276569.0A
Authority: CN
Inventors: 唐晓东; 李晶晶; 赵千舒; 卿大咏; 陈瑾; 袁娇阳; 张永汾; 陈露; 胡涛
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2014-09-10

Abstract

本发明涉及用于芳烃抽提的萃取分离低芳烃石脑油中芳烃的复合溶剂。它具有芳烃选择性高、非芳烃溶解度低、热稳定性好、回收方便的特点。其技术方案是：该复合溶剂所用的溶剂组分及质量百分比为：主溶剂55-95％，是用碳酸丙烯酯；助溶剂5-45％，是用N-甲基吡咯烷酮、环丁砜、二甲亚砜、丙三醇、二甘醇、三甘醇或聚乙二醇400中的一种溶剂或2-4种混合溶剂。其配制方法：先按用量的55-95％的量取主溶剂放入容器中，然后加入5-45％的助溶剂，搅拌混合均匀，即制得本复合溶剂。本复合溶剂显著增加了溶剂对芳烃的溶解能力和选择性；适合处理沸点范围宽、芳烃含量较低的原料；避免了溶剂含水造成的能耗增加以及水解反应的发生，用于萃取分离低芳烃油的芳烃。

Description

一种萃取分离低芳烃石脑油中芳烃的复合溶剂

技术领域

本发明涉及一种用于芳烃抽提的复合溶剂。更具体地说，是一种从低芳烃石脑油(芳烃的体积分数<20％)中萃取分离芳烃所用的复合溶剂。

背景技术

随着环境污染控制指标的日趋严格和清洁燃料需求的不断增加，低芳烃含量的燃料油、溶剂油等也需要进一步脱芳烃。目前，针对低芳烃的石脑油，工业上一般采用加氢精制和液-液萃取技术分离芳烃。以金属或非金属为催化剂对石脑油进行催化加氢脱芳可以将芳烃脱至0.001～0.01w％，但芳烃被转化，其经济价值无法体现。液-液萃取脱芳技术因具有操作条件缓和、萃取剂可循环利用、可得到芳烃副产品等优势被广泛应用。

液-液萃取分离芳烃需要同时关注萃取剂对芳烃的选择性与溶解度，同时希望对非芳烃的溶解性能越低越好，单一萃取剂往往不能完全满足上述条件。针对这种情况，可采取复配萃取剂的方式取长补短。已工业化的复合溶剂脱芳烃技术国外有美国GTC技术公司开发的GT-BTX芳烃抽提蒸馏技术，已建有4套工业化装置。国内中国石化石油化工科学研究院开发的环丁砜抽提蒸馏(SED)技术，采用环丁砜添加一种助溶剂的复合萃取剂，提高了苯的收率，有效降低溶剂回收温度，减少环丁砜的劣化。

US20100243533公开了一种液-液萃取复合溶剂，以N-甲基吡咯烷酮为主溶剂，N,N-二甲基甲酰胺为助溶剂，还可添加少量水，与N-甲基吡咯烷酮-水复合溶剂相比，助溶剂N,N-二甲基甲酰胺的加入提高了脱芳油收率。US4013549公开了一种以N-甲基吡咯烷酮和苯酚的混合物为复合溶剂，萃取分离润滑油料中芳烃类组分，以改善润滑油料质量。

CN1393507A公开了一种利用抽提蒸馏分离芳烃的复合溶剂，包括主溶剂、助溶剂和改性剂。主溶剂和改性剂分别选自环丁砜、N-甲酰基吗啉或N-甲基吡咯烷酮，但改性剂的酸碱性与主溶剂相反，助溶剂为C₈–C₁₁芳烃中的任意一种或两种具有不同碳数芳烃的混合物，该复合溶剂用于抽提蒸馏回收芳烃，可缓和溶剂回收操作条件，提高芳烃回收率，并使回收的芳烃呈中性。但加入的助溶剂选择性偏低，且沸点一般低于200℃，用于抽提蒸馏分离芳烃时的损耗量较大，不适于宽馏分的抽提蒸馏。

目前，已经工业化的液-液萃取溶剂普遍存在的问题是不适用于低芳烃原料油，使得产品油收率低，芳烃选择性差，剂用量大。因此研发一种适合低芳烃石脑油分离芳烃的萃取剂具有一定的实际意义和工业应用前景。

发明内容

本发明的目的在于为了从低芳烃石脑油(芳烃的体积分数<20％)中萃取分离芳烃，且具有芳烃选择性高、非芳烃溶解度低、热稳定性好、回收方便的特点，特提供一种萃取分离低芳烃石脑油中芳烃的复合溶剂。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种萃取分离低芳烃石脑油中芳烃的复合溶剂，是由主溶剂和助溶剂组成。该复合溶剂所用溶剂组分及质量百分比为，质量以克为单位，主溶剂是用碳酸丙烯酯，用量为55-95％；助溶剂是用N-甲基吡咯烷酮、环丁砜、二甲亚砜、丙三醇、二甘醇、三甘醇或聚乙二醇400中的一种或2-4种溶剂，用量为5-45％；其配制方法是：先按用量的55-95％的量取主溶剂放入容器中，然后加入5-45％的助溶剂，搅拌混合均匀，即制得本复合溶剂。

本发明提供的复合溶剂中主溶剂在复合溶剂中占多数，决定了整个溶剂的主要性质，助溶剂的加入，可增加主溶剂对芳烃的溶解能力，形成具有高芳烃选择性、低非芳烃溶解度的复合萃取剂。因此，本发明所述的复合溶剂可处理芳烃含量较低的石脑油。与用单一溶剂进行的液-液萃取相比，本发明提供的复合溶剂可减少溶剂的用量，提高芳烃的萃取量。

本发明利用原料中各组分在复合溶剂中的溶解度不同达到分离目的，芳烃组分在溶剂中溶解度和选择性最高。将要萃取分离的汽油或烃类混合物加入到复合溶剂中，搅拌使之充分的混合，静止，分出上层含芳烃量很少的汽油或烃类混合物。下层的富溶剂层经过减压蒸出芳烃，复合溶剂可循环利用。

使用本发明复合溶剂进行低芳烃石脑油中芳烃的萃取分离方法，包括如下步骤：

先将上述复合溶剂和低芳烃直馏石脑油(干点≤200℃，芳烃的含量为8wt％～25wt％)按剂油体积比2:1～4:1取量，在30～70℃的温度条件下进行8-14级错流萃取；再将萃取后石脑油经5～10v％的去离子水水洗和聚结过滤处理，即得到脱芳烃石脑油；将富含芳烃溶剂相输入减压蒸馏塔内进行减压蒸馏，塔内温度为110-115℃，压力为0.026-0.050Mpa，分离出混合芳烃，将混合芳烃用5～10v％的去离子水水洗后聚结过滤，即得到混合芳烃产品；蒸馏塔中剩下的为复合溶剂，返回到抽提装置中循环使用。

本发明与现有技术相比较，具有以下有益效果：(1)本复合溶剂由主溶剂和助溶剂组成，显著增加了溶剂对芳烃的溶解能力和选择性；(2)本复合溶剂适合处理沸点范围宽、芳烃含量较低的原料；(3)本复合溶剂不含水，溶剂再生也不需汽提蒸汽，避免了溶剂含水造成的能耗增加以及水解反应的发生，减少了溶剂用量，增加了非芳烃和芳烃回收率，节省了投资和能耗，还可避免水对操作设备造成的腐蚀。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明，但本发明并不限于此。

实施例1

以直馏石脑油A为原料，其组成列于表1，按上述萃取分离低芳烃石脑油中芳烃的方法和步骤进行液-液萃取。采用的复合溶剂组成为：70g碳酸丙烯酯、13g环丁砜和17gN-甲基吡咯烷酮，即为1#复合溶剂。液-液萃取的主要操作条件和芳烃分离结果见表2。

实施例2

以直馏石脑油A为原料，其组成列于表1，按上述萃取分离低芳烃石脑油中芳烃的方法和步骤进行液-液萃取。采用的复合溶剂组成为：55g碳酸丙烯酯、23gN-甲基吡咯烷酮、12g环丁砜和10g二甲亚砜，即为2#复合溶剂。液-液萃取的主要操作条件和芳烃分离结果见表2。

实施例3

以直馏石脑油A为原料，其组成列于表1，按上述萃取分离低芳烃石脑油中芳烃的方法和步骤进行液-液萃取。采用的复合溶剂组成为：85g碳酸丙烯酯和15g二甲亚砜，即为3#复合溶剂。液-液萃取的主要操作条件和芳烃分离结果见表2。

实施例4

以直馏石脑油A为原料，其组成列于表1，按上述萃取分离低芳烃石脑油中芳烃的方法和步骤进行液-液萃取。采用的复合溶剂组成为：63g碳酸丙烯酯、12g环丁砜、18g二甲亚砜和7g二甘醇，即为4#复合溶剂。液-液萃取的主要操作条件和芳烃分离结果见表2。

实施例5

以直馏石脑油A为原料，其组成列于表1，按上述萃取分离低芳烃石脑油中芳烃的方法和步骤进行液-液萃取。采用的复合溶剂组成为：75g碳酸丙烯酯、15g N-甲基吡咯烷酮、6g二甘醇和4g三甘醇，即为5#复合溶剂。液-液萃取的主要操作条件和芳烃分离结果见表2。

实施例6

以直馏石脑油A为原料，其组成列于表1，按上述萃取分离低芳烃石脑油中芳烃的方法和步骤进行液-液萃取。采用的复合溶剂组成为：85g碳酸丙烯酯、7g二甘醇和8g丙三醇，即为6#复合溶剂液-液萃取的主要操作条件和芳烃分离结果见表2。

实施例7

以直馏石脑油B为原料，其组成列于表1，按上述萃取分离低芳烃石脑油中芳烃的方法和步骤进行液-液萃取。采用的复合溶剂组成为：80g碳酸丙烯酯、7g二甘醇、9g三甘醇和4g聚乙二醇400，即为7#复合溶剂。液-液萃取的主要操作条件和芳烃分离结果见表2。

实施例8

以直馏石脑油B为原料，其组成列于表1，按上述萃取分离低芳烃石脑油中芳烃的方法和步骤进行液-液萃取。采用的复合溶剂组成为：95g碳酸丙烯酯和5g三甘醇，即为8#复合溶剂。液-液萃取的主要操作条件和芳烃分离结果见表2。

实施例9

以直馏石脑油B为原料，其组成列于表1，按上述萃取分离低芳烃石脑油中芳烃的方法和步骤进行液-液萃取。采用的复合溶剂组成为：81g碳酸丙烯酯、环丁砜6g、7g二甲亚砜和6g丙三醇，即为9#复合溶剂。液-液萃取的主要操作条件和芳烃分离结果见表2。

实施例10

以直馏石脑油B为原料，其组成列于表1，按上述萃取分离低芳烃石脑油中芳烃的方法和步骤进行液-液萃取。采用的复合溶剂组成为：64g碳酸丙烯酯、15gN-甲基吡咯烷酮、6g环丁砜、5g三甘醇和10g聚乙二醇400，即为10#复合溶剂。液-液萃取的主要操作条件和芳烃分离结果见表2。

由表1、2数据可知，在30～70℃温度、剂油体积比2:1～4:1的条件下，使用本复合溶剂对两种不同芳烃含量的低芳烃直馏石脑油A、B进行萃取分离芳烃，均能得到芳烃含量＜1.5wt％的脱芳烃石脑油，纯度＞80％的混合芳烃产品，说明该复合溶剂对低芳烃石脑油具有较好的芳烃分离效果，可用于石脑油深度脱芳烃。

表1

原料组成，wt％	实施例1～6，油A	实施例7～10，油B
			烷烃	58.91	48.87
环烷烃	31.84	28.70
			芳烃	9.25	22.43
总计	100.00	100.00

表2

Claims

1.一种萃取分离低芳烃石脑油中芳烃的复合溶剂，是由主溶剂和助溶剂组成，其特征在于：该复合溶剂所用的溶剂组分及质量百分比为，质量以克为单位：主溶剂是碳酸丙烯酯，用量为55-95％；助溶剂是用N-甲基吡咯烷酮、环丁砜、二甲亚砜、丙三醇、二甘醇、三甘醇或聚乙二醇400中的一种溶剂、或两种混合溶剂、或三种混合溶剂、或四种混合溶剂，用量为5-45％；其配制方法：先按用量的55-95％的量取主溶剂放入容器中，然后加入5-45％的助溶剂，搅拌混合均匀，即制得本复合溶剂。

2.根据权利要求1所述的萃取分离低芳烃石脑油中芳烃的复合溶剂，其特征是：使用该复合溶剂进行低芳烃石脑油中芳烃的萃取分离方法：先将上述复合溶剂与低芳烃直馏石脑油按剂油体积比2:1～4:1取量，低芳烃石脑油干点≤200℃，芳烃的含量为8wt％～25wt％；然后在抽提塔中在温度为30-70℃条件下进行8-14级错流萃取；再将萃取后石脑油经5-10v％的去离子水水洗、聚结过滤处理，即得到脱芳烃石脑油；将富含芳烃的溶剂相输入减压蒸馏塔内进行减压蒸馏，塔内温度为100-115℃，压力为0.026–0.05Mpa，分离出混合芳烃，将混合芳烃用5-10v％的去离子水水洗后聚结过滤，即得到混合芳烃产品；蒸馏塔中剩下的为复合溶剂，返回到抽提装置中循环使用。