CN112625732A - 萃取c5烃原料中含氧化合物的复合萃取剂和处理c5烃中含氧化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及精细化工领域，公开了萃取C5烃原料中含氧化合物的复合萃取剂和处理C5烃中含氧化合物的方法，该复合萃取剂含有：非醇类的极性萃取剂和有机醇，其中，所述非醇类的极性萃取剂和有机醇的重量比为0.5‑9：1。将该复合萃取剂用于处理C5烃原料含氧化合物，能够有效脱除C5烃原料中的含氧化合物，降低在C5烃原料萃取过程中烯烃的损失率，进而也减少复合萃取剂的流失。
Description
技术领域
本发明涉及精细化工领域，具体涉及萃取C5烃原料中含氧化合物的复合萃取剂和处理C5烃中含氧化合物的方法。
背景技术
石油、天然气等加工生产过程中会产生大量的轻质烃类副产物，如C5烃类。其本身是一种高附加值的石化产品，但由于C5烃类当中各组分之间沸点相差不大，如想获取高纯度的产品所需要的投资和能耗很大。而将C5烃类直接作为汽油调和组分，其不仅存在辛烷值低等特点，且需要缴纳消费税，经济性不强，若将其转化为其他高纯度产品，则可增加产品附加值。
将费托石脑油裂解制乙烯副产C5烃类用于与乙烯反应增产丙烯，可提高利用价值。由于C5烃类中含氧化合物高直接进入后续烯烃转化反应单元，会造成催化剂中毒失活，增大了催化剂的用量和生产成本，而采用全加氢后重新裂解，存在工艺复杂、能耗、物耗大等问题。因此，必须先对C5烃类中含氧化合物进行脱除。CN108822885A采用萃取剂脱除费托油中含氧化合物，所用萃取剂为复合萃取剂，其中，复合萃取剂包括有机溶剂、胺类溶剂和烃类有机物，所述的有机溶剂为二甲基亚砜、环丁砜、甘油或乙酸乙酯中的至少一种，所述的胺类溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基苯胺、甲酰胺或乙酰胺中的至少一种，所述的烃类有机物为环己烷或甲基环己烷中的至少一种，萃取完成后，烃类损失率最低为1％。由于费托石脑油裂解制乙烯副产C5烃类中富含碳五二烯，在脱除含氧化合物的过程中极易损失，目前的这些脱氧方式，对于烯烃损失过大，因此有必要开发一种针对C5烃类脱含氧化合物中降低烯烃损失的方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的在C5烃中含氧化合物脱除中，含氧化合物脱除率低和烯烃损失较大的技术问题，提供处理C5烃中含氧化合物的复合萃取剂和处理C5烃中含氧化合物的方法。
本发明的发明人在实验中意外发现，C5烃类极性极强，利用非醇类的极性萃取剂，损失率较高，萃取剂极性越强越容易造成混溶现象的发生，通过向极性溶剂中加入有机醇，并且，控制非醇类的极性萃取剂和有机醇的重量比为0.5-9：1，能够有效固定非醇类的极性萃取剂并降低C5烃中烯烃在非醇类的极性萃取剂中的溶解度，从而在有效降低烯烃的损失率同时增加了萃取效果。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种萃取C5烃原料中含氧化合物的复合萃取剂，该复合萃取剂含有：非醇类的极性萃取剂和有机醇，其中，所述非醇类的极性萃取剂和有机醇的重量比为0.5-9：1。
本发明第二方面提供一种处理C5烃原料含氧化合物的方法，该方法包括：
(1)将非醇类的极性萃取剂和有机醇混合制备复合萃取剂；
(2)将所述复合萃取剂与C5烃原料接触进行萃取，以得到脱除含氧化合物的萃余物和含有含氧化合物及复合萃取剂的萃取物；
其中，所述非醇类的极性萃取剂和有机醇的重量比为0.5-9：1。
本发明提供的萃取C5烃原料中含氧化合物的复合萃取剂，通过向极性溶剂中加入有机醇，并且，控制非醇类的极性萃取剂和有机醇的重量比为0.5-9：1，能够有效固定非醇类的极性萃取剂，避免出现混溶的情况，将该复合萃取剂用于处理C5烃原料含氧化合物，能够有效脱除C5烃原料中的含氧化合物，降低在C5烃原料萃取过程中烯烃的损失率，进而也减少复合萃取剂的流失。
本发明提供的处理C5烃原料含氧化合物的方法，该方法通过使用含有非醇类的极性萃取剂和有机醇的复合萃取剂进行C5烃原料中含氧化合物脱除，其中，非醇类的极性萃取剂和有机醇的重量比为0.5-9：1，通过非醇类的极性萃取剂和有机醇的协同作用能够有效降低在C5烃原料萃取过程中烯烃的损失率，并且使C5烃原料中的含氧化合物脱除效果更优异，从而避免后续的烯烃转化反应单元因含氧化合物造成的催化剂失活，该方法装置简单，成本低，适用于规模化生产使用。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供一种萃取C5烃原料中含氧化合物的复合萃取剂，该复合萃取剂含有：非醇类的极性萃取剂和有机醇，其中，所述非醇类的极性萃取剂和有机醇的重量比为0.5-9：1。
在本发明的一些实施方式中，所述非醇类的极性萃取剂和有机醇的重量比优选为1-4：1。
在本发明的一些实施方式中，为尽可能最大程度降低C5中含氧化合物的含量，所述非醇类的极性萃取剂优选选自极性大于等于糠醛的溶剂中的至少一种，更优选选自水、糠醛、乙醇胺、二甲基亚砜、乙腈、N,N-二甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，优选地，非醇类的极性萃取剂不包括甲醛。
在本发明的一些实施方式中，降低C5烃中含氧化合物的含量的同时为更大程度的减少烯烃损失，同时为更容易萃取剂回收，所述有机醇的碳原子数优选为1-6。更优选地，所述有机醇选自甲醇、乙醇、正丙醇、乙二醇、1,2-丙二醇、丙三醇和1,4-丁二醇中的至少一种。
本发明第二方面提供一种处理C5烃原料含氧化合物的方法，该方法包括：
(1)将非醇类的极性萃取剂和有机醇混合制备复合萃取剂；
(2)将所述复合萃取剂与C5烃原料接触进行萃取，以得到脱除含氧化合物的萃余物和含有含氧化合物及复合萃取剂的萃取物；
其中，所述非醇类的极性萃取剂和有机醇的重量比为0.5-9：1。
在本发明的一些实施方式中，所述非醇类的极性萃取剂和有机醇的重量比优选为1-4：1。
本发明中，关于非醇类的极性萃取剂和有机醇的描述如上所述，此处不再赘述。
在本发明的一些实施方式中，对所述C5烃原料的来源不做限定，可以通过费托石脑油裂解制乙烯副产得到，优选地，所述C5烃原料含有烯烃、烷烃和含氧化合物。更优选地，所述C5烃原料中烯烃的含量为40-60重量％，烷烃的含量为30-60重量％，含氧化合物的含量为0.5-10％重量％。
在本发明的一些实施方式中，所述复合萃取剂可以用来分离的含氧化合物选自醇、酮、酸和酯中的至少一种。所述复合萃取剂特别适合分离丙酮的含量为10-15重量％，异丙醇的含量为25-35重量％的含氧化合物。
在本发明的一些实施方式中，为减少在萃取过程中烯烃的损失，步骤(2)中，所述复合萃取剂与所述C5烃原料的体积比优选为1-5：1。
在本发明的一些实施方式中，优选地，所述萃取的条件包括：萃取的温度优选为10-30℃，萃取的压力优选为0.05-0.1MPa，萃取的时间优选为30-90min。
本发明中，所述萃取还可以在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速优选为400-600r/min。
本发明中，所述萃取完成后，静置10-20min，然后进行含氧化合物的萃余物和含有含氧化合物及复合萃取剂的萃取物的分离，本发明对该分离的方法不做限定，例如可以采用分液漏斗进行分离。
为提高含氧化合物的脱除率，可以进行多次所述萃取，例如可以进行2-5次。
在本发明的一些实施方式中，优选地，为达到原料的纯度，并使萃取剂回收再利用，所述方法还包括对所述萃余相进行水洗处理，以除去所述萃余相中残留的复合萃取剂；对所述萃取物进行精馏，以回收所述萃取物中的复合萃取剂。具体地，进行水洗处理时，萃余相洗涤水与萃余相的体积比优选为1：0.8-0.9。
本发明中，精馏的条件包括塔板数为20-40，回流比为0.5-1，在40-60℃下，压力为0.05-0.1MPa进行精馏回收萃取剂。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，C5烃原料的组成采用气相色谱进行测定，测定时，初始温度为30℃，升温速率为5℃/min，进料温度为250℃，所得测试结果如表1所示。
表1
其中，∑C5(重量％)是指原料中C5总的重量百分比。
实施例1
将非醇类极性萃取剂糠醛与有机醇1,4-丁二醇进行复配，其中糠醛重量百分比为50％，1,4-丁二醇重量百分比为50％。
将150mL费托石脑油裂解制乙烯副产的C5烃原料，在温度为10℃，压力为0.05MPa下和300mL复合萃取剂充分混合放入带机械搅拌的玻璃反应釜中，将反应釜密封完好，转速为400r/min，搅拌30分钟后，将混合物料加入梨型分液漏斗中静置10min后分离，取出油相，用与油相等体积的水进行水洗，将携带的萃取剂从水相带出，取上层油相进行分析，重复上述步骤萃取方式5次，同时通过精馏将萃取剂进行回收，精馏条件为在塔板数为23，回流比为0.6，在50℃温度下，压力为0.08MPa进行精馏回收萃取剂，以得到含氧化合物、脱除含氧化合物的C5烃原料和复合萃取剂。
实施例2
将非醇类极性萃取剂二甲基亚砜与有机醇乙二醇进行复配，其中二甲基亚砜重量百分比为80％，乙二醇重量百分比为20％。
将60mL费托石脑油裂解制乙烯副产的C5烃原料，在温度为20℃，压力为0.086MPa下和复合萃取剂300mL充分混合放入带机械搅拌的玻璃反应釜中，将反应釜密封完好，转速为600r/min，搅拌60分钟后，将混合物料加入梨型分液漏斗中静置15min后分离，取出油相，用与油相等体积的水进行水洗，将携带的萃取剂从水相带出，取上层油相进行分析，重复上述步骤萃取方式2次，同时通过精馏将萃取剂进行回收，精馏条件为在塔板数为23，回流比为0.6，在50℃温度下，压力为0.08MPa进行精馏回收萃取剂，以得到含氧化合物、脱除含氧化合物的C5烃原料和复合萃取剂。
实施例3
将非醇类极性萃取剂N-甲基吡咯烷酮与有机醇甲醇进行复配，其中，N-甲基吡咯烷酮重量百分比为60％，甲醇重量百分比为40％。
将300mL费托石脑油裂解制乙烯副产的C5烃原料，在温度为30℃，压力为0.1MPa下和复合萃取剂300mL充分混合放入带机械搅拌的玻璃反应釜中，将反应釜密封完好，转速为500r/min，搅拌90分钟后，将混合物料加入梨型分液漏斗中静置20min后分离，取出油相，用与油相等体积的水进行水洗，将携带的萃取剂从水相带出，取上层油相进行分析，重复上述步骤萃取方式4次，同时通过精馏将萃取剂进行回收，精馏条件为在塔板数为23，回流比为0.6，在50℃温度下，压力为0.08MPa进行精馏回收萃取剂，以得到含氧化合物、脱除含氧化合物的C5烃原料和复合萃取剂。
实施例4
按照实施例2的方法处理C5烃原料含氧化合物，所不同的是，二甲基亚砜重量百分比为33％，乙二醇重量百分比为67％。
实施例5
按照实施例2的方法处理C5烃原料含氧化合物，所不同的是，二甲基亚砜重量百分比为90％，乙二醇重量百分比为10％。
实施例6
按照实施例2的方法处理C5烃原料含氧化合物，所不同的是，非醇类极性萃取剂为甲醛，有机醇为甲醇。
实施例7
按照实施例1的方法处理C5烃原料含氧化合物，所不同的是，将1,4-丁二醇替换为重量相同的1,2-丁二醇。
对比例1
按照实施例2的方法处理C5烃原料含氧化合物，所不同的是，只含有非醇类极性萃取剂二甲基亚砜，没有非醇类极性萃取剂与有机醇的复配的步骤。
对比例2
按照实施例2的方法处理C5烃原料含氧化合物，所不同的是，二甲基亚砜重量百分比为92％，乙二醇重量百分比为8％。
对比例3
按照实施例2的方法处理C5烃原料含氧化合物，所不同的是，将二甲基亚砜替换为重量相同的甲醇。
测试例
对实施例和对比例所得的含氧化合物和脱除含氧化合物的C5烃原料进行测试，测试采用气相色谱进行测定，测定时，初始温度为30℃，升温速率为5℃/min，进料温度为250℃。其中，
含氧化合物的脱除率％＝(萃取前C5烃原料中含氧化合物的重量含量-萃取后C5烃原料中含氧化合物的重量含量)/萃取前C5烃原料中含氧化合物的重量含量×100％；
烯烃损失率％＝(萃取前C5烃原料中烯烃的重量含量-萃取后C5烃原料中烯烃的重量含量)/萃取前C5烃原料中烯烃的重量含量×100％。
测试结果如表2所示。
表2
由表2中结果可以看出，实施例1-7采用本发明的技术方案，采用非醇类的极性萃取剂和有机醇作为复合萃取剂，通过有机醇的加入，使得烯烃损失率低于0.5％，并且使物料中含氧化合物的脱除效果更明显，对比例1-3未采用本发明的技术方案，烃损失率较高，并且使物料中含氧化合物的脱除效果较差。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种萃取C5烃原料中含氧化合物的复合萃取剂，其特征在于，该复合萃取剂含有：非醇类的极性萃取剂和有机醇，其中，所述非醇类的极性萃取剂和有机醇的重量比为0.5-9：1。
2.根据权利要求1所述的复合萃取剂，其中，所述非醇类的极性萃取剂和有机醇的重量比为1-4：1。
3.根据权利要求1或2所述的复合萃取剂，其中，所述非醇类的极性萃取剂选自极性大于等于糠醛的溶剂中的至少一种，优选选自水、糠醛、乙醇胺、二甲基亚砜、乙腈、N,N-二甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种；
优选地，非醇类的极性萃取剂不包括甲醛；
和/或，所述有机醇的碳原子数为1-6；
优选地，所述有机醇选自甲醇、乙醇、正丙醇、乙二醇、1,2-丙二醇、丙三醇和1,4-丁二醇中的至少一种。
4.一种处理C5烃原料含氧化合物的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)将非醇类的极性萃取剂和有机醇混合制备复合萃取剂；
(2)将所述复合萃取剂与C5烃原料接触进行萃取，以得到脱除含氧化合物的萃余物和含有含氧化合物及复合萃取剂的萃取物；
其中，所述非醇类的极性萃取剂和有机醇的重量比为0.5-9：1。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述非醇类的极性萃取剂和有机醇的重量比为1-4：1。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述非醇类的极性萃取剂选自极性大于等于糠醛的溶剂中的至少一种，优选选自水、糠醛、乙醇胺、二甲基亚砜、乙腈、N,N-二甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种；
优选地，非醇类的极性萃取剂不包括甲醛；
和/或，所述有机醇的碳原子数为1-6；
优选地，所述有机醇选自甲醇、乙醇、正丙醇、乙二醇、1,2-丙二醇、丙三醇和1,4-丁二醇中的至少一种。
7.根据权利要求5-6中任意一项所述的方法，其中，所述C5烃原料含有烯烃、烷烃和含氧化合物；
优选地，所述C5烃原料中烯烃的含量为40-60重量％，烷烃的含量为30-60重量％，含氧化合物的含量为0.5-10重量％；
优选地，所述含氧化合物选自醇、酮、酸和酯中的至少一种；
优选地，所述含氧化合物中，丙酮的含量为10-15重量％，异丙醇的含量为25-35重量％。
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述复合萃取剂与所述C5烃原料的体积比为1-5：1。
9.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法，其中，所述萃取的条件包括：温度为10-30℃，压力为0.05-0.1MPa，时间为30-90min。
10.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括对所述萃余相进行水洗处理，以除去所述萃余相中残留的复合萃取剂；对所述萃取物进行精馏，以回收所述萃取物中的复合萃取剂。
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