CN117343758A - 一种从汽油c6+馏分中分离芳烃的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从汽油C6+馏分中分离芳烃的方法。具体而言是将汽油C6+馏分与选择性溶剂在萃取塔内逆流接触,塔顶物流进入萃取精馏塔回收其中的C9+芳烃,萃取塔底所得富溶剂进入汽提塔,后经溶剂回收得到混合C6+芳烃产品。通过进一步精馏可得到优级品C6~C8芳烃,收率不低于99%;C9+芳烃产品纯度不低于99wt%,收率不低于95%;且原料无需预分馏,能耗低。采用该方法可在生产C6~C8芳烃的同时回收C9+芳烃,降低汽油中C9+芳烃含量。本发明所述的方法工艺可通过对现有BTX液液抽提装置的改造来实现。
Description
技术领域
本发明涉及一种从汽油馏分中分离芳烃的方法,具体地说,是一种通过液液萃取和萃取精馏组合工艺,以较低能耗分离出终馏点小于205℃的汽油馏分中全部芳烃(即C6~C11芳烃)的方法。
背景技术
随着环境保护力度的不断加大,一方面车用汽油产品标准持续升级,汽油的芳烃含量和50%蒸发温度不断降低,可调入汽油中的C9+重芳烃比例逐渐减小;另一方面,在化工行业,芳烃作为社会发展的重要基本有机化工原料广泛应用于聚酯、化纤、橡胶、医药以及精细化工等诸多领域,市场需求强劲。
传统分离工艺中,只将汽油C6~C8馏分中的苯、甲苯、二甲苯(BTX)进行分离,而C9+芳烃直接进入汽油池,然而,这种方法已明显不能满足新的环保要求。因此,采用适当的分离手段,低能耗、高收率地回收汽油馏分中的C9+芳烃,既可以满足汽油新标准,又能够拓展芳烃资源,具有十分重要的意义。
专利申请CN108690658A公开了一种从宽馏分原料中回收低芳烃含量油中芳烃的方法,原料油经预分馏、萃取、反萃取、蒸馏、水洗、水分馏等操作后,得到混合芳烃产品。该方法流程较长,操作复杂,所述原料中芳烃含量为5wt%~25wt%,最终得到C6~C11混合芳烃,原料脱芳率为85wt%~99wt%。
专利申请CN1258717A公开了一种芳烃萃取工艺,可实现C9芳烃的回收,溶剂可选环丁砜或四乙二醇醚。该方法不设脱重组分塔,将芳烃含量为20wt%~90wt%的C5~C11烃类混合物直接进行芳烃萃取,分离出非芳烃和混合芳烃,混合芳烃进一步精馏即可得到芳烃产品。该发明仅可回收30~70%的C9芳烃。
专利CN1408689A公开了一种利用萃取和萃取精馏回收芳烃的方法,包括如下步骤:(1)将烃类混合物进行预分馏,得到苯馏分、甲苯馏分和混合二甲苯馏分;(2)将预分馏得到的甲苯馏分从中下部送入液液抽提塔,与从抽提塔顶部进入的选择性溶剂接触进行液液萃取,富含芳烃的萃取相由塔底排出,非芳烃从塔顶排除;(3)将预分馏得到的苯馏分引入萃取精馏塔中部,将(2)步所述的萃取相引入萃取精馏塔中部,与从萃取精馏塔顶部进入的选择性溶剂接触进行萃取精馏,富含芳烃的富溶剂由塔底排除,塔顶非芳烃组分回流入液液抽提塔底;(4)将(3)步所述的富溶剂由中部引入溶剂回收塔,减压蒸馏分离溶剂和芳烃,混合芳烃由回收塔顶排除,塔底得到的贫溶剂循环回液液抽提塔和萃取精馏塔。该方法主要用于回收苯、甲苯、二甲苯,并且通过精馏(预分馏)的方式实现原料中轻重芳烃组分的分离,但能耗较高。
专利CN110628459A公开了一种芳烃抽提组合装置及工艺。该方法首先通过预分馏将原料分为轻重两股物流,针对轻馏分,采用抽提蒸馏方式,轻芳烃抽提后送入下游分馏系统、分馏出高纯度的轻芳烃产品;对重馏分采用液液抽提的方式,抽提后的重芳烃直接送入重芳烃分馏系统,分馏出高纯度的重芳烃产品。该方法所述汽油馏分原料中不含C8+非芳烃,C9~C10芳烃质量分数不超过5%,并非常规全馏分汽油原料;并且通过精馏实现轻重芳烃分离的能耗较高。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明目的在于提供一种以较低能耗、高收率地回收汽油C6+馏分中分离全部芳烃的方法。具体而言,利用抽提溶剂对全馏分汽油不同碳数芳烃的溶解特性和选择性,通过液液萃取和萃取精馏组合工艺获得优级品的C6~C8芳烃产品和收率高于95%、纯度高于99wt%的C9+芳烃的方法。
为实现本发明的目的,本发明提供一种从汽油C6+馏分中分离芳烃的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(a)汽油C6+馏分进入液液萃取塔中下部,溶剂进入液液萃取塔上部与汽油C6+馏分逆流接触,液液萃取塔底得到的第一富溶剂进入汽提塔;
(b)液液萃取塔顶物流进入C9+萃取精馏塔中部,溶剂进入C9+萃取精馏塔上部,C9+萃取精馏塔底得到的第二富溶剂进入溶剂回收塔;
(c)汽提塔底得到的第三富溶剂与第二富溶剂一起进入溶剂回收塔,溶剂回收塔顶得到C6+混合芳烃产品。
本发明提供的芳烃分离方法与现有技术相比具有如下优点:
(1)原料汽油C6+馏分无需预分馏,能耗低;
(2)芳烃产品纯度高且多样化,C6+混合芳烃产品包括C6~C11全部芳烃,可通过进一步精馏得到C6~C8芳烃和C9+芳烃;C9+芳烃可用作溶剂油,或用于歧化、轻质化生产C6~C8芳烃,或经进一步分离得到某单一芳烃产品(如均三甲苯、均四甲苯等)作为精细化工原料;
(3)主要塔设备仅需4台,流程简单,可通过对现有C6~C8芳烃液液抽提装置的改造来实现。
附图说明
图1为本发明提供的从汽油C6+馏分中分离芳烃的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明,本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在本发明中,术语“C6+”是指含6个或以上的碳,术语“C6+芳烃”是指含6个碳或以上的芳烃。
在本发明中,术语“C9+”是指含9个或以上的碳,术语“C9+芳烃”是指含9个碳或以上的芳烃。
本发明提供的是一种从汽油C6+馏分中分离芳烃的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(a)汽油C6+馏分进入液液萃取塔中下部,溶剂进入液液萃取塔上部与汽油C6+馏分逆流接触,液液萃取塔底得到的第一富溶剂进入汽提塔;
(b)液液萃取塔顶物流进入C9+萃取精馏塔中部,溶剂进入C9+萃取精馏塔上部,C9+萃取精馏塔顶得到的抽余油产品进入汽油池,C9+萃取精馏塔底得到的第二富溶剂进入溶剂回收塔;
(c)汽提塔顶物流作为反洗液返回至液液萃取塔下部,汽提塔底得到的第三富溶剂与第二富溶剂一起进入溶剂回收塔,溶剂回收塔顶得到C6+混合芳烃产品,溶剂回收塔底得到的贫溶剂分为两股,分别返回至液液萃取塔上部和C9+萃取精馏塔上部循环使用。
常规的芳烃抽提溶剂对C6~C8芳烃有较高的溶解性,而对C9+芳烃(即C9~C11芳烃)的溶解性显著降低,因此对于C6~C8芳烃的分离可采用液液萃取的方法,从而有效避免了采用精馏(即预分馏)分离轻重组分而导致的高能耗。对于C9+芳烃和非芳烃的分离可采用萃取精馏的方法,在C9+萃取精馏塔内,由于C6~C8非芳烃沸点较低,很容易被蒸发至萃取精馏塔顶,而C9+非芳烃在高真空度、高温和较大溶剂比条件下也可以被蒸发至萃取精馏塔顶,从而实现C9+芳烃与非芳烃的分离。此外,由液液萃取塔顶物流夹带的少量溶剂也可在C9+萃取精馏塔中回收,从而可以彻底取消常规液液抽提工艺中抽余油水洗-水汽提等复杂流程。
根据本发明的一种实施方式,进入液液萃取塔和C9+萃取精馏塔的溶剂相同,为沸点高于230℃的极性化合物或其混合物,优选环丁砜、环丁砜-四甘醇单甲醚复合溶剂、环丁砜-3-甲基环丁砜复合溶剂,当溶剂为复合溶剂时,环丁砜含量大于80wt%。可选地,溶剂中可以含有0.5wt%~2.0wt%的水和/或0.01wt%~1.0wt%的烃类化合物。
根据本发明的一种实施方式,液液萃取塔的溶剂比为2:1~4:1,所述的溶剂比为进入液液萃取塔的溶剂与汽油C6+馏分的质量比,溶剂入塔温度为40℃~90℃,原料入塔温度为30℃~50℃,优选50℃~80℃;液液萃取塔顶绝对压力为0.2MPa~0.7MPa,理论板数为8~20。
根据本发明的一种实施方式,C9+萃取精馏塔的溶剂比为5:1~10:1,所述的溶剂比为进入C9+萃取精馏塔的溶剂与液液萃取塔顶物流的质量比,优选6:1~9:1;溶剂入塔温度为70℃~100℃,C9+萃取精馏塔顶绝对压力为0.02MPa~0.06MPa,塔底温度为140℃~180℃,优选150℃~170℃,回流比为0~0.5,理论板数为20~50。
根据本发明的一种实施方式,汽提塔顶绝对压力为0.2MPa~0.7MPa,塔底温度为140℃~180℃,理论板数为8~30,汽提塔反洗比为0.2~2.0,所述反洗比为汽提塔顶排出的反洗液与进入汽提塔的第一富溶剂的质量比。
根据本发明的一种实施方式,溶剂回收塔顶绝对压力为0.02MPa~0.06MPa,塔底温度为180℃~200℃,回流比为0.2~1.0,优选0.3~1.0,理论板数为15~40。
根据本发明的一种实施方式,本发明的汽油C6+馏分沸程不超过205℃,其中芳烃质量分数为30%~80%。所述汽油可以为催化裂化汽油、催化裂解汽油、加氢裂化汽油、能够多产芳烃的催化裂化-加氢裂化组合工艺所得汽油(LTA汽油)等;所述C6+馏分包括C6~C8馏分、C6~C9馏分、C6~C10馏分等沸程不超过205℃的所有馏分段;在处理C6~C8馏分时,C9+萃取精馏塔可用于回收未能完全进入液液萃取塔底富溶剂中的C8芳烃,提高其收率。
根据本发明的一种实施方式,第二富溶剂和第三富溶剂共用一个溶剂回收塔实现溶剂和芳烃的分离,具体实施时也可设置两个溶剂回收塔,分别用于回收C9+芳烃和以C6~C8芳烃为主的混合芳烃,在后续精馏单元除设置苯塔、甲苯塔以外,还需设置二甲苯塔,二甲苯塔底得到少量的C9+芳烃可与C9+芳烃回收塔顶所得产品混合后送出装置,苯塔、甲苯塔和二甲苯塔在本领域常规操作条件下操作。
下面结合附图进一步说明本发明。
图1中,汽油C6+馏分由管线1进入液液萃取塔101的中下部,贫溶剂自管线2进入101塔上部,二者逆流接触后,塔顶物流经管线3进入C9+萃取精馏塔102中部,塔底得到第一富溶剂经管线13进入汽提塔106。贫溶剂经管线4进入102塔上部,102塔顶得到非芳烃经管线5冷却后进入回流罐103,一部分经管线6回流,另一部分经管线7作为抽余油产品采出;102塔底得到的第二富溶剂经管线8进入溶剂回收塔104。106塔顶蒸出气相经管线14冷凝后进入101塔底,106塔底得到第三富溶剂经管线15与管线8汇合后进入溶剂回收塔104。104塔顶蒸汽经管线9冷凝后进入回流罐105,一部分经管线10返回至104塔顶,其余作为C6+混合芳烃产品经管线11采出;104塔底得到的贫溶剂经管线12采出后分为两股,分别经管线2、4返回至101塔和102塔循环使用。
下面通过实例进一步详细说明本发明,但本发明并不局限于此。
实施例1
按照图1的流程分离汽油C6+馏分中的芳烃,原料烃组成见表1,总芳烃含量为48.51wt%,溶剂为环丁砜,各塔主要操作条件见表2。分离出的抽余油中的芳烃含量见表3,C6+混合芳烃组成见表4,C6~C8芳烃收率为99%,C9+芳烃收率为95%;进一步精馏可得优级品苯、甲苯、二甲苯产品和纯度为99.2wt%的C9+芳烃。
实施例2
按照图1的流程分离汽油C6+馏分中的芳烃,原料烃组成见表1,总芳烃含量为56.73wt%,溶剂为环丁砜-四甘醇单甲醚复合溶剂,环丁砜质量分数为97%,各塔主要操作条件见表2。分离出的抽余油中的芳烃含量见表3,C6+混合芳烃组成见表4,C6~C8芳烃收率为99%,C9+芳烃收率为96%;进一步精馏可得优级品苯、甲苯、二甲苯产品和纯度为99.0wt%的C9+芳烃。
实施例3
按照图1的流程分离汽油C6+馏分中的芳烃,原料烃组成见表1,总芳烃含量为78.60wt%,溶剂为环丁砜-3-甲基环丁砜复合溶剂,其中环丁砜质量分数为90%,各塔主要操作条件见表2。分离出的抽余油中的芳烃含量见表3,C6+混合芳烃组成见表4,C6~C8芳烃收率为99%,C9+芳烃收率为96%;进一步精馏可得优级品苯、甲苯、二甲苯产品和纯度为99.3wt%的C9+芳烃。
对比例1
采用BTX液液抽提工艺分离汽油C6+馏分中的芳烃,原料经抽提塔和抽余油水洗塔得到脱除芳烃后的抽余油产品,抽提塔底富溶剂进入汽提塔,汽提塔顶得到轻组分返回抽提塔作为反洗液,汽提塔底物流进入溶剂回收塔分离得到溶剂和混合芳烃。原料同实施例1,溶剂为环丁砜,各塔主要操作条件见表5。分离出的抽余油中的芳烃含量见表3,混合芳烃组成见表4,所得C6~C8芳烃收率为99%,纯度为99.9wt%,经进一步精馏可得到优级品苯、甲苯、二甲苯产品,然而抽余油中含有质量分数为12.82%的C9+重芳烃无法回收。
对比例2
采用与专利CN110628459A类似的方法分离汽油C6+馏分中的芳烃,原料同实施例1,所用溶剂为环丁砜。通过预分馏得到C6~C8馏分(轻馏分)和C9+馏分(重馏分),其中重馏分中C8芳烃质量分数不超过0.5%,轻馏分中C9芳烃质量分数不超过0.1%。轻馏分通过C6~C8馏分抽提蒸馏塔和C6~C8馏分回收塔分离其中的BTX,溶剂比为7.5;重馏分通过常规液液抽提分离C9+芳烃,溶剂比为3.5,各塔操作参数见表6。分离出的C6~C8芳烃产品纯度为99.0wt%,收率为97.0%;C9+芳烃的产品纯度99.0wt%,收率为92.0%,产品组成见表5。
表1原料组成
表2主要操作条件
表3抽余油组成
表4C6+混合芳烃组成
表5对比例2产品组成
表6主要操作条件
由表3、表4和表5的数据对比可知,采用本发明的方法,可以高纯度、高收率地将汽油C6+馏分中的芳烃与非芳烃加以分离。与对比例1所述的常规液液萃取方法相比,不仅芳烃的收率更高,而且省去了抽余油水洗步骤;与对比例2的专利方法相比,芳烃收率更高。由此可充分体现出本发明的技术先进性。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明,不过这些实施方式仅是范例性的,仅起到说明性的作用。在此基础上,可以对本发明进行多种替换和改进,这些均落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种从汽油C6+馏分中分离芳烃的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(a)汽油C6+馏分进入液液萃取塔中下部,溶剂进入液液萃取塔上部与汽油C6+馏分逆流接触,液液萃取塔底得到的第一富溶剂进入汽提塔;
(b)液液萃取塔顶物流进入C9+萃取精馏塔中部,溶剂进入C9+萃取精馏塔上部,C9+萃取精馏塔底得到的第二富溶剂进入溶剂回收塔;
(c)汽提塔底得到的第三富溶剂与第二富溶剂一起进入溶剂回收塔,溶剂回收塔顶得到C6+混合芳烃产品。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进入液液萃取塔和C9+萃取精馏塔的溶剂相同,为沸点高于230℃的极性化合物或其混合物,优选环丁砜、环丁砜-四甘醇单甲醚复合溶剂、环丁砜-3-甲基环丁砜复合溶剂。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,溶剂中含有0.5wt%~2.0wt%的水和/或0.01wt%~1.0wt%的烃类化合物。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法,其特征在于,C9+萃取精馏塔顶得到的抽余油产品进入汽油池。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,汽提塔顶物流作为反洗液返回至液液萃取塔下部,溶剂回收塔底得到的贫溶剂分为两股,分别返回至液液萃取塔上部和C9+萃取精馏塔上部循环使用。
6.如权利要求1至5任一项所述的方法,其特征在于,液液萃取塔的溶剂比为2:1~4:1,溶剂入塔温度为40℃~90℃,液液萃取塔顶绝对压力为0.2MPa~0.7MPa,理论板数为8~20。
7.如权利要求1至6任一项所述的方法,其特征在于,C9+萃取精馏塔的溶剂比为5:1~10:1,溶剂入塔温度为70℃~100℃,C9+萃取精馏塔顶绝对压力为0.02MPa~0.06MPa,塔底温度为140℃~180℃,回流比为0~0.5,理论板数为20~50。
8.如权利要求5所述的方法,其特征在于,汽提塔顶绝对压力为0.2MPa~0.7MPa,塔底温度为140℃~180℃,理论板数为8~30,反洗比为0.2~2.0,所述反洗比为汽提塔顶排出的反洗液与进入汽提塔的第一富溶剂的质量比。
9.如权利要求1至8任一项所述的方法,其特征在于,溶剂回收塔顶绝对压力为0.02MPa~0.06MPa,塔底温度为180℃~200℃,回流比为0.2~1.0,理论板数为15~40。
10.如权利要求1至9任一项所述的方法,其特征在于,汽油C6+馏分沸程不超过205℃,其中芳烃质量分数为30%~80%。
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