DE10242349A1

DE10242349A1 - Verfahren zur Abtrennung von Aromaten durch extraktive Destillation und dabei verwendetes Verbundlösungsmittel

Info

Publication number: DE10242349A1
Application number: DE10242349A
Authority: DE
Inventors: Longsheng Tian; Wencheng Tang; Ming Zhao; Yunming Zhang; Zhifeng Bian; Huixia Sun; Shijin Wu
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2022-06-29
Also published as: DE10242349B4; US7078580B2; US20030080028A1; JP2003096470A; CN1393507A; FR2849447B1; CN1172886C; JP3842700B2; FR2849447A1

Abstract

Diese Anmeldung betrifft ein Verbundlösungsmittel zur Trennung von Aromaten durch extraktive Destillation, umfassend ein Hauptlösungsmittel, einen Lösungsbeschleuniger und ein Modifiziermittel. Dieser Lösungsbeschleuniger wird aus einem beliebigen oder Gemischen aus zwei beliebigen C¶8¶-C¶11¶-Aromaten mit einer unterschiedlichen Anzahl von Kohlenstoffatomen ausgewählt, und sein Gehalt beträgt 3 bis 39 Gew.-%. Die Anzahl der Kohlenstoffatome im niedrigsten Aromaten im Löslichkeitsbeschleuniger sollte größer sein als die des höchsten Aromaten in den Aromaten, die getrennt werden sollen. Wenn der Lösungsbeschleuniger aus einem beliebigen C¶8¶-C¶11¶-Aromaten ausgewählt wird, enthält das Verbundlösungsmittel 0,01 bis 10,0 Gew.-% Modifiziermittel; wenn der Lösungsbeschleuniger aus Gemischen aus zwei beliebigen C¶8¶-C¶11¶-Aromaten mit einer unterschiedlichen Anzahl von Kohlenstoffatomen ausgewählt wird, enthält das Verbundlösungsmittel 0 bis 10,0 Gew.-% Modifiziermittel. Das Hauptlösungsmittel und das Modifiziermittel werden unabhängig voneinander aus Sulfolanderivaten, N-Formylmorpholin und N-Methylpyrrolidon ausgewählt, vorausgesetzt, die Azidität und Basizität des Modifiziermittels sind denen des Hauptlösungsmittels entgegengesetzt. Wenn das Verbundlösungsmittel zur Rückgewinnung von Aromaten durch extraktive Destillation verwendet wird, ist es möglich, die Betriebsbedingungen zur Rückgewinnung des Lösungsmittels zu verändern, die Aromatenausbeute zu steigern und die ...

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verbundlösungsmittel zur Abtrennung von Aromaten aus Kohlenwasserstoffgemischen durch extraktive Destillation.

Hintergrundtechnik

Die üblichsten Verfahren zur Abtrennung von Aromaten von Kohlenwasserstoffgemischen wie katalytisch reformiertem Benzin oder hydriertem Pyrolysebenzin sind die Flüssig-Flüssig-Extraktion und die extraktive Destillation. Dabei sind die in der Flüssig-Flüssig-Extraktion am häufigsten verwendeten selektiven Lösungsmittel Glycerole oder Sulfolanderivate. Obwohl man durch das Flüssig-Flüssig- Extraktionsverfahren Benzol-, Toluol- und Xylol-Produkte (BTX-Produkte) mit hoher Reinheit und in großer Ausbeute erhalten kann, eignen sich die bisherigen Flüssig-Flüssig-Extraktionsverfahren nur zur Behandlung von Beschickungen, die 30 bis 70 Gew.-% Aromaten enthalten. Wenn man Beschickungen behandelt, die mehr als 70 Gew.-% Aromaten enthalten, muss Raffinatöl zugesetzt werden. Dadurch wird mehr Energie verbraucht und die Effizienz der Vorrichtung sinkt.
Die extraktive Destillation ist ein Verfahren zur Abtrennung von Aromaten von Kohlenwasserstoffgemischen, das sich die Tatsache zunutze macht, dass das Lösungsmittel unterschiedliche Wirkungen auf die relative Flüchtigkeit der verschiedenen Komponenten im Kohlenwasserstoffgemisch hat. Es ist nicht nötig, Kohlenwasserstoffgemischen Raffinatöl zuzusetzen, wenn man Beschickungen mit einem hohen Gehalt an Aromaten behandelt. Das verwendete Lösungsmittel ist im Allgemeinen reines N-Formylmorpholin, N-Methylpyrrolidon oder Sulfolan etc. Beispielsweise ist in US-A-5,310,480 ein Verfahren zur Abtrennung von Aromaten durch extraktive Destillation offenbart, das nur eine einen Reboiler enthaltende Säule und einen Zyklonenabscheider zur Abtrennung der Aromaten von den Nichtaromaten in der Beschickung verwendet. Der obere Teil der Säule wird für die extraktive Destillation und der untere Teil für die Rückgewinnung des Lösungsmittels verwendet. Um die Selektivität zu verbessern und die strengen Vorgaben der Lösungsmittelrückgewinnung zu lockern, gibt man 0,1 bis 20 Gew.-% Wasser zu den selektiven Lösungsmitteln wie Sulfolanderivaten, Glycerolen oder Glycerolethern, während das Verfahren der Lösungsmittelrückgewinnung mittels Dampfstrippens durchgeführt wird. Dieses Patent lehrt, dass das selektive Lösungsmittel für die Aromaten ein Verbundlösungsmittel sein kann, in dem eine Komponente ein Polyalkylenglycerol mit niedrigem Molekulargewicht und die andere Komponente ein Glycerolether ist und die wechselseitige Löslichkeit der beiden Komponenten 0,1 bis 99 Gew.-% beträgt. Die aus diesem extraktiven Destillationsverfahren erhaltenen Aromaten können aufgrund des wasserhaltigen Lösungsmittels und des dabei eingesetzten Dampfstrippens nicht direkt als wasserenthaltendes Produkt dienen; daher ist eine weitere Destillation erforderlich. Aufgrund der eingeschränkten Löslichkeit im wasserhaltigen Lösungsmittel bilden sich rasch zwei flüssige Phasen, wenn eine Beschickung mit einem niedrigen Gehalt an Aromaten einer extraktiven Destillation unterzogen wird, was den normalen Betrieb beeinträchtigt. Außerdem fördert das im System enthaltene Wasser die Korrosion der Vorrichtung.
CN-1 262 264 A offenbart ein kombiniertes Verfahren aus extraktiver Destillation und Flüssig-Flüssig-Extraktion, bei dem die Beschickung vordestilliert wird, um eine erste Benzol enthaltende Fraktion und eine zweite eine kleine Menge Benzol enthaltende Fraktion zu ergeben. Die erste Fraktion wird einer extraktiven Destillation unterzogen, um das Benzolprodukt zu ergeben, und die zweite Fraktion wird mit dem aus der extraktiven. Destillation erhaltenen Raffinat vermischt und dann einer Flüssig-Flüssig-Extraktion unterzogen, um Toluol und eine kleine Menge Benzol zu erhalten. Bei diesem Verfahren ist die Beschickung weniger eingeschränkt, es kann verbreiteter angewendet werden, verbraucht weniger Energie und ermöglicht die gleichzeitige Gewinnung von BTX. Daher ist es geeignet, um die bestehenden Flüssig-Flüssig-Extraktionsvorrichtungen in der Raffinerie auszuweiten und zu reformieren. In diesem Patent werden dem selektiven Lösungsmittel zur Abtrennung von Benzol durch extraktive Destillation 0,1 bis 15 Gew.-% C₈-C₁₀-Aromaten als Lösungsbeschleuniger zugesetzt, um die Löslichkeit des Lösungsmittels zu erhöhen. Dadurch wird die nachteilige Wirkung von Wasser auf die Rückgewinnung von Benzol vermieden, weil weder das Lösungsmittel noch das System Wasser enthalten. Jedoch setzt diese Erfindung lediglich die Situation, in der o-Xylol als Lösungsbeschleuniger dient, in die Praxis um und ist innerhalb der extraktiven Destillation eines kombinierten Verfahrens eingeschränkt.
In den bisherigen Verfahren, bei denen ein einziges Lösungsmittel für die extraktive Destillation verwendet wurde, kann die Temperatur der Rückgewinnungssäule aufgrund der Einschränkung der Zersetzungstemperatur des Lösungsmittels während seiner Rückgewinnung nicht zu hoch sein. Deshalb sollte das Vakuum erhöht werden, um eine gründliche Trennung des Lösungsmittels und der Aromaten im satten Lösungsmittel sicherzustellen. Deshalb ist der Betrieb der Rückgewinnungssäule relativ strikten Bedingungen unterworfen. Außerdem enthält das Lösungsmittel für die extraktive Destillation oft O-, N-, oder S-Atome, da eine bestimmte Polarität erforderlich ist, um die selektive Löslichkeit von Aromaten zu erhöhen; daher hat das Destillationslösungsmittel eine gewisse schwache Azidität oder Basizität, was auch dem aromatischen Produkt eine gewisse schwache Azidität oder Basizität verleiht. Deshalb muss das auf diese Weise erhaltene Produkt einer Nachbehandlung unterzogen werden, um die Azidität oder Basizität zu neutralisieren.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verbundlösungsmittel zur Verfügung zu stellen, das Aromaten gut durch extraktive Destillation trennen kann. Ein solches Verbundlösungsmittel hat eine höhere Löslichkeit und einen relativ weiten Siedebereich, so dass die Betriebsbedingungen bei der Lösungsmittelrückgewinnung weniger strikt sind und der Energieverbrauch gesenkt werden kann.

Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist ein schematisches Strömungsdiagramm eines Verfahrens durch extraktive Destillation bei dem das erfindungsgemäße Verbundlösungsmittel verwendet wird.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verbundlösungsmittel umfasst ein Hauptlösungsmittel, einen Lösungsbeschleuniger und ein Modifiziermittel. Dieser Lösungsbeschleuniger wird aus einem beliebigen oder Gemischen aus zwei beliebigen C₈-C₁₁-Aromaten mit einer unterschiedlichen Anzahl von Kohlenstoffatomen ausgewählt, und sein Gehalt beträgt 3 bis 39 Gew.-%. Die Anzahl der Kohlenstoffatome im niedrigsten Aromaten im Lösungsbeschleuniger sollte größer sein als die des höchsten Aromaten in den Aromaten, die getrennt werden sollen. Wenn der Lösungsbeschleuniger aus einem beliebigen C₈-C₁₁-Aromaten ausgewählt wird, enthält das Verbundlösungsmittel 0,01 bis 10,0 Gew.-% Modifiziermittel, und wenn der Lösungsbeschleuniger aus Gemischen aus zwei beliebigen C₈-C₁₁-Aromaten mit einer unterschiedlichen Anzahl von Kohlenstoffatomen ausgewählt wird, enthält das Verbundlösungsmittel 0 bis 10,0 Gew.-% Modifiziermittel. Das Hauptlösungsmittel und das Modifiziermittel werden unabhängig voneinander aus Sulfolanderivaten, N-Formylmorpholin und N-Methylpyrrolidon ausgewählt, vorausgesetzt, die Azidität und Basizität des Modifiziermittels sind denen des Hauptlösungsmittels entgegengesetzt.
Das Hauptlösungsmittel und das Modifiziermittel können unabhängig voneinander aus Sulfolanderivaten, N-Formylmorpholin bzw. N-Methylpyrrolidon ausgewählt werden, wobei die Sulfolanderivate die folgende Formel haben

in der jedes R₁, R₂, R₃ und R₄ unabhängig voneinander aus H, C₁-C₁₀-Alkyl, C₇-C₁₂-Arylalkyl und C₁-C₈-Alkoxy ausgewählt wird. Das bevorzugte Lösungsmittel ist Sulfolan, 2-Methylsulfolan oder 2,4-Dimethylsulfolan.
Der Lösungsbeschleuniger im erfindungsgemäßen Verbundlösungsmittel kann die Löslichkeit erhöhen. Seine Wahl hängt von der Zusammensetzung der Aromaten ab, die getrennt werden sollen, das heißt, der Lösungsbeschleuniger sollte eine ähnliche Struktur haben, wie die Aromaten, die getrennt werden sollen, um deren Löslichkeit zu steigern. Jedoch sollte sich der Lösungsbeschleuniger auch von den zu trennenden Aromaten unterscheiden, um die Rückgewinnung des Lösungsmittels zu erleichtern. Im Allgemeinen enthalten alle aromatenhaltigen Beschickungen Benzol und Toluol. Daher kann der Lösungsbeschleuniger aus jedem beliebigen oder Gemischen aus zwei beliebigen C₈-C₁₁-Aromaten ausgewählt werden. Wenn die Beschickung jedoch Xylol enthält, sollte der Lösungsbeschleuniger aus Aromaten mit mehr als C₉, vorzugsweise C₉-Aromaten oder Gemischen aus C₉- und C₁₀-Aromaten ausgewählt werden.
Die Zugabe des Modifiziermittels zum Verbundlösungsmittel kann das Problem der durch das Hauptlösungsmittel verursachten Abweichung der abgetrennten Aromaten von der Neutralität lösen. Wenn man beispielsweise Sulfolan als Hauptlösungsmittel verwendet, ist das abgetrennte aromatische Produkt ebenso schwach sauer wie Sulfolan an sich schwach sauer ist. Daher muss das Produkt nachbehandelt werden, um seine Azidität zu neutralisieren. Aus dem gleichen Grund ist bei Verwendung von schwach basischem N-Formylmorpholin und N-Methylpyrrolidon als Hauptlösungsmittel das abgetrennte Produkt ebenfalls schwach basisch. Daher ist eine Säurebehandlung des Produkts erforderlich, um seine Basizität zu neutralisieren. Wenn man dem Verbundlösungsmittel als Modifiziermittel ein Extraktionslösungsmittel mit einer dem Hauptlösungsmittel entgegengesetzten Azidität-Basizität zusetzt, kann das abgetrennte aromatische Produkt neutral bleiben und so eine Nachbehandlung vermieden werden. Genauer gesprochen wird dann, wenn Sulfolan als Hauptlösungsmittel dient, das Modifiziermittel aus N-Formylmorpholin und N-Methylpyrrolidon ausgewählt. Dient N-Formylmorpholin oder N-Methylpyrrolidon als Hauptlösungsmittel, ist das Modifiziermittel Sulfolan.
Wenn der Lösungsbeschleuniger aus beliebigen C₈-C₁₁-Aromaten ausgewählt wird, beziehen sich die Aromaten auf einen der Aromaten mit der gleichen Anzahl von Kohlenstoffatomen oder ein Isomergemisch wie C₈-Aromaten einschließlich o-Xylol, m-Xylol, p-Xylol, Ethylbenzol oder gemischtes Xylol, C₉-Aromaten einschließlich Isopropylbenzol und Trimethylbenzol. Der Gehalt des Lösungsbeschleunigers im Verbundlösungsmittel beträgt vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-% und der Gehalt des Modifiziermittels vorzugsweise 0,1 bis 5,0 Gew.-%.
Wenn der Lösungsbeschleuniger aus Gemischen aus zwei beliebigen C₈-C₁₁ -Aromaten mit einer unterschiedlichen Anzahl an Kohlenstoffatomen ausgewählt wird, beträgt der Gehalt des Lösungsbeschleunigers im Verbundlösungsmittel vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%, und der Gehalt des Modifiziermittels vorzugsweise 0 bis 5,0 Gew.-%, stärker bevorzugt 0,1 bis 5,0 Gew.-%. Die Gemische aus zwei beliebigen C₈-C₁₁-Aromaten mit einer unterschiedlichen Anzahl an Kohlenstoffatomen im Lösungsbeschleuniger sind vorzugsweise die Gemische aus C_8+n- und C_9+n-Aromaten, wobei n 0, 1 oder 2 ist. Das Gewichtsverhältnis von C_8+n/C_9+n- Aromaten beträgt 1 bis 50 : 1, vorzugsweise 1 bis 20 : 1, stärker bevorzugt 1,5 bis 15,0 : 1.
Das erfindungsgemäße Verbundlösungsmittel eignet sich für extraktive Destillationsverfahren. Geeignete Beschickungen für die extraktive Destillation sind die hydrierte Pyrolysebenzinfraktion, reformiertes Öl oder Kohlenteeröl mit einem Gehalt an Aromaten von 15 bis 99 Gew.-%. Die Beschickungen sind vorzugsweise Kohlenwasserstoffgemische, die ein oder zwei Aromaten enthalten, wie z. B. Beschickungen, die Benzol, Benzol und Toluol oder Toluol und Xylol aufweisen.
Das Verfahren zur Abtrennung von Aromaten durch extraktive Destillation unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verbundlösungsmittel umfasst:
das Einführen des Verbundlösungsmittels in den oberen Teil einer Extraktivdestillationssäule;
das Einführen des Kohlenwasserstoffgemischs in die Mitte der Säule;
das Abziehen der Nicht-Aromaten vom oberen Ende der Extraktivdestillationssäule;
das Einführen des die Aromaten enthaltenden satten Lösungsmittels vom Boden der Extraktivdestillationssäule in die Mitte einer Säule zur Lösungsmittelrückgewinnung, um die Aromaten und das Verbundlösungsmittel zu trennen,
das Abziehen der erhaltenen Aromaten vom oberen Ende der Rückgewinnungssäule; und
das Einführen des vom Boden der Säule zur Lösungsmittelrückgewinnung abgezogenen Verbundlösungsmittels in das obere Ende der Extraktivdestillationssäule, um es zurückzuführen.
Die Betriebsbedingungen der Extraktivdestillationssäule im vorstehenden extraktiven Destillationsverfahren sind folgende: Druck am oberen Ende 0,10 bis 0,30 MPa, Einführungstemperatur des mageren Lösungsmittels 80 bis 130°C, Bodentemperatur 130 bis 180°C, Gewichtsverhältnis Lösungsmittel/Beschickung, d. h. Lösungsmittelanteil 3,0 bis 7,0, Rückflussverhältnis 0,1 bis 3,0 und theoretische Bodenzahl 10 bis 40; Druck am oberen Ende der Rückgewinnungssäule 0,04 bis 0,10 MPa, Einführungstemperatur des satten Lösungsmittels 125 bis 175°C, Bodentemperatur 160 bis 190°C, Rückflussverhältnis 0,5 bis 2,5 und theoretische Bodenzahl 10 bis 25.
Als Beispiel wird der Verfahrensstrom bei der Abtrennung von Benzol durch extraktive Destillation im folgenden anhand von Fig. 1 beschrieben. Die Beschickung für die extraktive Destillation tritt über die Leitung 1 in den Wärmeaustauscher 3 ein und wird nach dem Wärmeaustausch auf eine bestimmte Temperatur in die Mitte der Extraktivdestillationssäule 4 eingeführt. Das Verbundlösungsmittel tritt aus dem oberen Teil über die Leitung 2 in die Extraktivdestillationssäule ein. Durch extraktive Destillation werden die Nichtaromaten vom oberen Ende über die Leitung 5 abgezogen und treten in den Kondensator 6 ein. Nach dem Kondensieren und Abkühlen treten die Nichtaromaten in den Rückflusstank 7 ein. Ein Teil von ihnen wird durch Rückfluss über die Leitung 9 wieder in die Extraktivdestillationssäule 4 geleitet, der andere tritt als Raffinatöl über die Leitung 8 aus der Vorrichtung aus. Das satte Lösungsmittel vom Boden der Extraktivdestillationssäule 4 tritt über die Leitung 11 in die Säule 12 zur Lösungsmittelrückgewinnung ein. Der Gasstrom am oberen Ende der Säule 12 zur Lösungsmittelrückgewinnung tritt über die Leitung 13 zur Kondensation in den Kondensator 14 ein und fließt nach dem Abkühlen in den Kondensattank 16. Ein Teil des Kondensats wird im Rückfluss über die Leitung 18 zur Säule für die Lösungsmittelrückgewinnung geleitet; der andere Teil tritt als Benzolprodukt über die Leitung 17 aus der Vorrichtung aus. Das obere Ende des Kondensattanks 16 ist an das Vakuumsystem 15 angeschlossen. Das vom Boden der Säule 12 zur Lösungsmittelrückgewinnung erhaltene magere Lösungsmittel tritt über die Leitung 20 in den Wärmeaustauscher 3 ein und wird nach dem Wärmeaustausch zur Extraktivdestillationssäule 4 zurückgeführt. Sowohl die Extraktivdestillationssäule 4 als auch die Säule 12 zur Lösungsmittelrückgewinnung sind am Boden mit Reboilern 10 und 19 ausgestattet.
Bei der gleichzeitigen Rückgewinnung von Benzol/Toluol durch extraktive Destillation ist die Beschickung eine C₆-C₇-Fraktion. Das Fließschema ist wie vorstehend mit dem Unterschied, dass man am oberen Ende der Rückgewinnungssäule ein Gemisch aus Benzol/Toluol erhält. Reines Benzol und reines Toluol kann man durch weitere Rektifikationstrennung des Gemischs erhalten. Wenn man Xylol von der C₈-Fraktion abtrennt, ist der Vorgang der gleiche wie bei der Rückgewinnung von Benzol mit dem Unterschied, dass man als Lösungsbeschleuniger höhere Aromaten als C₉ verwendet. Bei der gleichzeitigen Rückgewinnung von Toluol/Xylol ist der Vorgang der gleiche wie bei der gleichzeitigen Rückgewinnung von Benzol/Toluol mit dem Unterschied, dass man als Lösungsbeschleuniger höhere Aromaten als C₉ verwendet.
Das erfindungsgemäße Verbundlösungsmittel verbessert die Löslichkeit des Verbundlösungsmittels aufgrund der Zugabe des Lösungsbeschleunigers signifikant, so dass das Verbundlösungsmittel über eine ausreichend hohe Rückgewinnungsrate verfügt, wenn es zur Rückgewinnung von Aromaten aus der Beschickung mit geringem Aromatengehalt verwendet wird. Dadurch wird der Anwendungsbereich der Vorrichtung ausgeweitet. Die Zugabe des Lösungsbeschleunigers kann außerdem die Betriebsbedingungen der Säule für die Lösungsmittelrückgewinnung erheblich lockern, wodurch die Beeinträchtigung der Produktqualität aufgrund der durch die Zersetzung des Lösungsmittels erzeugten Verunreinigungen wie Schwefel, Stickstoff und Sauerstoff gemildert wird. Außerdem kann die Zugabe des Modifiziermittels für die Neutralität des aromatischen Produkts sorgen, so dass keine Nachbehandlung mehr erforderlich ist.
Das erfindungsgemäße Verbundlösungsmittel enthält kein Wasser, und in der Säule für die Lösungsmittelrückgewinnung wird zum Strippen ebenfalls kein Wasser verwendet wird, sodass man das aromatische Produkt direkt ohne Wasserabtrennungsvorrichtung erhalten kann. Daher kann man nicht nur Kosten und Energie sparen, sondern man vermeidet auch die Korrosion der Vorrichtung durch Wasser.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung näher.

Beispiel 1

Benzol wurde in hydriertem Pyrolysebenzin aus der Benzolfraktion zurückgewonnen. Die Zusammensetzung der Beschickung ist in Tabelle 2 zu sehen. Das verwendete Verbundlösungsmittel bestand aus Sulfolan als Hauptlösungsmittel, o-Xylol und Isopropylbenzol als Lösungsbeschleuniger sowie N-Formylmorpholin als Modifiziermittel. Der Gehalt der verschiedenen Komponenten im Verbundlösungsmittel ist in Tabelle 1 aufgeführt. Man bediente sich des Fließschemas von Fig. 1. Die Betriebsbedingungen der Extraktivdestillationssäule und der Säule zur Rückgewinnung des Lösungsmittels sind in Tabelle 3 aufgeführt. Die Ergebnisse der Aromatentrennung sind in Tabelle 4 zu sehen.

Beispiel 2

Ein Benzolprodukt wurde durch das in Fig. 1 gezeigte Fließschema aus der C₆-Fraktion von reformiertem Öl zurückgewonnen. Das Hauptlösungsmittel im Verbundlösungsmittel war Sulfolan, o-Xylol und Isopropylbenzol waren die Lösungsbeschleuniger, und das Modifiziermittel war N-Methylpyrrolidon. Die Zusammensetzung des Verbundlösungsmittels ist in Tabelle 1 und die Zusammensetzung der Beschickung in Tabelle 2 aufgeführt. Die Betriebsbedingungen der Extraktivsäule und der Säule für die Lösungsmittelrückgewinnung sind in Tabelle 3 aufgeführt. Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse der Aromatentrennung.
Die Tabellen 3 und 4 zeigen, dass die extraktive Destillation des reformierten Öls mit einem niedrigeren Aromatengehalt unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verbundlösungsmittels nicht nur gleichmäßig und unter gelockerten Bedingungen durchgeführt werden kann, sondern auch das Benzolprodukt mit einer Reinheit von 99, 99% und einem Schwefelgehalt von 0,2 ppm mit einer hohen Rückgewinnungsrate von 99,6% erzeugt. Der Aromatengehalt im Raffinat betrug nur 0,32%.

Beispiel 3

Benzol wurde aus der Benzolfraktion im hydrierten Pyrolysebenzin zurückgewonnen. Die angewandten Beschickungs- und Betriebsbedingungen waren ähnlich wie in Beispiel 1 mit dem Unterschied, dass das Hauptlösungsmittel in Verbundlösungsmittel Sulfolan war, die Lösungsbeschleuniger o-Xylol und Isopropylbenzol waren und kein Modifiziermittel zugesetzt wurde. Die Zusammensetzung des Verbundlösungsmittels ist in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse der Aromatentrennung.

Beispiel 4

Benzol wurde aus der Benzolfraktion im hydrierten Pyrolysebenzin zurückgewonnen. Die angewandten Beschickungs- und Betriebsbedingungen waren ähnlich wie in Beispiel 1 mit dem Unterschied, dass das Hauptlösungsmittel im Verbundlösungsmittel Sulfolan, der Lösungsbeschleuniger o-Xylol und das Modifiziermittel N-Formylmorpholin war. Die Zusammensetzung des Verbundlösungsmittels ist in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse der Aromatentrennung.

Vergleichsbeispiel

Benzol wurde aus der Benzolfraktion im hydrierten Pyrolysebenzin zurückgewonnen. Die angewandten Beschickungs- und Betriebsbedingungen waren ähnlich wie in Beispiel 1 mit dem Unterschied, dass das in CN 1 262 264 A beschriebene Verbundlösungsmittel als Hauptlösungsmittel und o-Xylol als Lösungsbeschleuniger verwendet wurde. Die Zusammensetzung des Verbundlösungsmittels ist in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 3 zeigt die Betriebsbedingungen der Extraktivdestillationssäule und der Säule zur Lösungsmittelrückgewinnung. Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse der Aromatentrennung.
Aus den in Tabelle 4 aufgeführten Daten von Beispiel 3 und dem Vergleichsbeispiel, in dem das nur eine Lösungsbeschleunigerkomponente gemäß CN 1 262 264 A enthaltende Verbundlösungsmittel zum Vergleich herangezogen wurde, ist ersichtlich, dass das erfindungsgemäße, zwei Lösungsbeschleunigerkomponenten enthaltende Verbundlösungsmittel die Rückgewinnungsrate des Benzolprodukts unter den gleichen Betriebsparametern verbessern konnte. Die Daten von Beispiel 4 zeigen, dass die Zugabe des Modifiziermittels in das Verbundlösungsmittel den Schwefelgehalt im Benzolprodukt senken und die Neutralitätsanforderungen erfüllen konnte. Die Daten der Beispiele 1 und 2 zeigen, dass das zwei Lösungsbeschleuniger und ein Modifiziermittel enthaltende Verbundlösungsmittel insofern besser wirkt, als nicht nur die Rückgewinnungsrate der Aromaten erhöht, sondern auch der Schwefelgehalt gesenkt wurde, so dass das Benzolprodukt neutral sein konnte. Die Spurenmengen an sauren Substanzen im neutralen Benzolprodukt brauchen nicht durch Nachbehandlung daraus entfernt werden, so dass man sich diesen Vorgang sparen kann.

Beispiel 5

Benzol und Toluol wurden gleichzeitig aus der C₆-C-₇-Fraktion des hydrierten Pyrolysebenzins zurückgewonnen. Das in Fig. 1 gezeigte Fließschema wurde für die extraktive Destillation verwendet. Das erhaltene Gemisch aus Benzol/Toluol trat in die Rektifiziersäule ein und wurde durch Rektifikation in die Benzol- und Toluolprodukte umgewandelt. Das Hauptlösungsmittel in dem in der Extraktivdestillationssäule verwendeten Verbundlösungsmittel war N-Formylmorpholin, die Lösungsbeschleuniger waren o-Xylol und Isopropylbenzol, und das Modifiziermittel war Sulfolan. Die Zusammensetzung des Verbundlösungsmittels ist in Tabelle 1 und die Zusammensetzung der Beschickung in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 3 zeigt die Betriebsbedingungen der Extraktivdestillationssäule und der Säule zur Lösungsmittelrückgewinnung. Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse der Aromatentrennung.
Aus den Daten von Tabelle 3 und 5 geht hervor, dass gemischte Aromaten aus Benzol/Toluol mit einer Reinheit von 99,9% unter relativ gelockerten Bedingungen von 0,045 MPa Restdruck am oberen Ende, 72°C Temperatur am oberen Ende und 186°C Temperatur am Boden in der Säule zur Lösungsmittelrückgewinnung erhalten werden konnten; das auf diese Weise erhaltene Produkt war neutral. Das Benzolprodukt und Toluolprodukt erfüllen die hohen Anforderungen an den Qualitätsstandard von GB 3405-89 bzw. GB 3406-90. Wenn reines N-Formylmorpholin als Lösungsmittel für die extraktive Destillation verwendet wird, sollte der Restdruck der Rückgewinnungssäule 0,038 MPa und die Bodentemperatur 201°C betragen, um die gleiche Reinheit der Aromaten und die gleiche Rückgewinnungsrate zu erzielen; der Stickstoffgehalt in den gemischten Aromaten beträgt bis zu 2 bis 3 ppm, was zu einem wesentlich höheren Stickstoffgehalt im Toluolprodukt führt, das dann auch eine relativ hohe Basizität aufweist. Daher muss man das Produkt nachbehandeln, z. B. durch adsorptive Reinigung mit Ton, um ein neutrales Produkt herzustellen. Tabelle 1 Zusammensetzung des Verbundlösungsmittels

Tabelle 2 Zusammensetzung der Beschickung (Gew.-%)

Tabelle 3

Tabelle 4 Eigenschaften

Tabelle 5 Eigenschaften

Claims

1. Verbundlösungsmittel zur Abtrennung von Aromaten aus Kohlenwasserstoffgemischen durch extraktive Destillation, umfassend ein Hauptlösungsmittel, einen Lösungsbeschleuniger und ein Modifiziermittel, wobei der Lösungsbeschleuniger aus einem beliebigen oder Gemischen aus zwei beliebigen C₈-C₁₁-Aromaten mit einer unterschiedlichen Anzahl von Kohlenstoffatomen ausgewählt wird und sein Gehalt 3 bis 39 Gew.-% beträgt, wobei die Anzahl der Kohlenstoffatome im niedrigsten Aromaten im Lösungsbeschleuniger größer als die des höchsten Aromaten in den Aromaten, die getrennt werden sollen, sein sollte, und wenn der Lösungsbeschleuniger aus einem beliebigen C₈-C₁₁-Aromaten ausgewählt wird, das Verbundlösungsmittel 0,01 bis 10,0 Gew.-% Modifiziermittel enthält; wenn der Lösungsbeschleuniger aus Gemischen aus zwei beliebigen C₈-C₁₁-Aromaten mit einer unterschiedlichen Anzahl von Kohlenstoffatomen ausgewählt wird, das Verbundlösungsmittel 0 bis 10,0 Gew.-% Modifiziermittel enthält, wobei das Hauptlösungsmittel und das Modifiziermittel unabhängig voneinander aus Sulfolanderivaten, N-Formylmorpholin und N-Methylpyrrolidon ausgewählt werden, vorausgesetzt, die Azidität und Basizität des Modifiziermittels sind denen des Hauptlösungsmittels entgegengesetzt, und wobei die Sulfolanderivate die folgende Formel haben

in der jedes R₁, R₂, R₃ und R₄ unabhängig voneinander aus H, C₁-C₁₀-Alkyl, C₇-C₁₂-Arylalkyl und C₁-C₈-Alkoxy ausgewählt wird.

2. Verbundlösungsmittel nach Anspruch 1, in dem der Gehalt des Lösungsbeschleunigers 5 bis 30 Gew.-% und der Gehalt des Modifiziermittels 0,1 bis 5,0 Gew.-% beträgt, wenn der Lösungsbeschleuniger aus einem beliebigen C₈-C₁₁-Aromaten ausgewählt wird.

3. Verbundlösungsmittel nach Anspruch 1, in dem der Gehalt des Lösungsbeschleunigers 5 bis 30 Gew.-% und der Gehalt des Modifiziermittels 0,01 bis 5,0 Gew.-% beträgt, wenn der Lösungsbeschleuniger aus Gemischen aus zwei beliebigen C₈-C₁₁-Aromaten mit einer unterschiedlichen Anzahl von Kohlenstoffatomen ausgewählt ist.

4. Verbundlösungsmittel nach Anspruch 1 oder 3, in dem der Lösungsbeschleuniger ein Gemisch aus C_8+n- und C_9+n-Aromaten ist und das Gewichtsverhältnis der C_8+n/C_9+n-Aromaten 1 bis 20 zu 1 beträgt, wobei n 0, 1 oder 2 ist.

5. Verbundlösungsmittel nach Anspruch 4, in dem das Gewichtsverhältnis der C_8+n/C_9+n-Aromaten 1, 5 bis 15,0 zu 1 beträgt.

6. Verbundlösungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in dem das Hauptlösungsmittel Sulfolan ist und das Modifiziermittel aus N-Formylmorpholin und N-Methylpyrrolidon ausgewählt wird.

7. Verbundlösungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in dem das Hauptlösungsmittel aus N-Formylmorpholin und N-Methylpyrrolidon ausgewählt wird und das Modifiziermittel Sulfolan ist.

8. Verfahren zur Abtrennung von Aromaten aus Kohlenwasserstoffgemischen, umfassend
das Einführen von Verbundlösungsmitteln nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in den oberen Teil einer Extraktivdestillationssäule;
das Einführen des Kohlenwasserstoffgemischs in die Mitte der Säule;
das Abziehen der Nicht-Aromaten vom oberen Ende der Extraktivdestillationssäule;
das Einführen des die Aromaten enthaltenden satten Lösungsmittels vom Boden der Extraktivdestillationssäule in die Mitte einer Säule zur Lösungsmittelrückgewinnung, um die Aromaten und das Verbundlösungsmittel zu trennen,
das Abziehen der erhaltenen Aromaten vom oberen Ende der Rückgewinnungssäule; und
das Einführen des vom Boden der Säule zur Lösungsmittelrückgewinnung abgezogenen Verbundlösungsmittels in das obere Ende der Extraktivdestillationssäule, um es zurückzuführen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Druck am oberen Ende der Extraktivdestillationssäule 0,10 bis 0,30 MPa, die Einführungstemperatur des Verbundlösungsmittels 80 bis 130°C, die Bodentemperatur 130 bis 180°C und der Lösungsmittelanteil 3,0 bis 7,0 betragen; der Druck am oberen Ende der Rückgewinnungssäule 0,04 bis 0,10 MPa, die Einführungstemperatur des satten Lösungsmittels 125 bis 175°C und die Bodentemperatur 160 bis 190°C betragen.

10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Aromaten Benzol, ein Gemisch aus Benzol und Toluol oder ein Gemisch aus Toluol und Xylol sind.