ITMI20112271A1 - Separazione di famiglie idrocarburiche o di singoli componenti via distillazioni estrattive consecutive realizzate in una sola colonna. - Google Patents
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Description
"SEPARAZIONE DI FAMIGLIE IDROCARBURICHE 0 DI SINGOLI COMPONENTI VIA DISTILLAZIONI ESTRATTIVE CONSECUTIVE REALIZZATE IN UNA SOLA COLONNA"
D E S C R I Z I O N E
La presente invenzione riguarda un procedimento ed un apparato per separare tra loro famiglie di idrocarburi polari da idrocarburi non-polari, quali Aromatici dai Non-Aromatici, Nafteni dalle n-Paraffine ed i-Paraffine.
Essa si estende dalla separazione di miscele di idrocarburi delle diverse famiglie sopracitate alla separazione fra singoli componenti delle singole famiglie quali, ad esempio, Benzene da non-Aromatici C6, Cicloesano e/o Metilciclopentano da n+iso-Paraffine C6, n-Esano da Ciclo alcani C6 con estensione anche alla frazione C5 per il CicloPentano .
Oggetto dell'invenzione à ̈ la separazione per Distillazioni Estrattive Consecutive realizzate in un'unica Colonna, di miscele di Aromatici e miscele di Non-Aromatici e in successione di miscele di Nafteni da miscele di n+iso-Paraffine .
In particolare le miscele di interesse possono comprendere aromatici BT (Benzene, Toluene) , BTX (Benzene, Toluene, Xileni) ,TX (Toluene, Xileni), TXC9 (Toluene, Xileni e C9 Aromatici), XC9 (Xileni e C9Aromatici) e le corrispondenti miscele di Non-Aromatici (C6C7, C6C7C8, C7C8, C7C8C9, C8C9) e le miscele di Nafteni (N6N7, N6N7N8, N7N8, N7N8N9, N8N9) dalle corrispondenti miscele di Paraffine (P6P7, P6P7P8, P7P8, P7P8P9, P8P9).
Più in particolare, i componenti di interesse sono il Benzene (famiglia Aromatici), il Cicloesano e/o Metilciclopentano e/o CicloPentano (famiglia Nafteni) e il n-Esano/le Paraffine C6 (famiglia Paraffine) .
L'invenzione riguarda inoltre l'uso integrato dei solventi per le separazioni consecutive di Aromatici da non-Aromatici e di Nafteni da Paraffine (n+iso)con le relative semplificazioni di processo e gestionali.
Le separazioni tra idrocarburi polari e idrocarburi non-polari sono industrialmente realizzate con l'utilizzo di Estrazioni Liquido Liquido e/o di Distillazioni Estrattive o talvolta di Distillazioni Azeotropiche.
La difficoltà di separazione di componenti, o famiglie idrocarburiche aventi volatilità relative vicine all'unità e temperature di ebollizione molto vicine, à ̈ superata attraverso l'ausilio di solventi o miscele di solventi che:
o presentano maggior affinità per alcuni componenti o famiglie di idrocarburi influenzandone la volatilità rispetto agli altri;
- o formano azeotropi con qualche componente, azeotropi con volatilità chiaramente diverse dagli altri costituenti le miscele da trattare.
L'uso della distillazione estrattiva per separare Aromatici, in particolare per separare Benzene, Toluene, e Xileni dai Non-Aromatici, dove i Non-Aromatici hanno punti di ebollizione vicini, Ã ̈ riportato in numerosi brevetti (U.S. Pat. N° 3,591,490 3,723,526, 4,503,369, 4,664,783 5,022,981 5,032,232 5,069,757 5,139,651 5,310,480 5, 399,244 5,401,365 5,563,315 6,616,831, 6, 660,899, 6,781,026, 7,078,580, 7,666,299, U.S.Pat. Application Publication N° 2001/0049462, 2009/0105514, 2009/0255853, 2010/0270213.
Le U.S. Pat. 2,771,494, 2,846,485, 2,849,396, 3,034,969, 4,921,581, 4,944,849, 4,948,470, 4,948,472, 4,954,224, 4,955,468, 5,055,162, 6,005,157 descrivono metodologie per separare Ciclo-Alcani nel campo C5-C10 da altri idrocarburi ed in particolare dalle Paraffine normali ed iso. Vengono presentati solventi alternativi e miscele di solventi atti allo scopo. Detti U.S. Pat. sono qui incorporati quali referenze.
La U.S. Pat. N°4,278,505 mostra un processo per il recupero di n-Esano con l'N-Metil-Pirrolidone : anche detta U.S. Pat. Ã ̈ qui incorporata come referenza .
La separazione di famiglie di idrocarburi quali gli Aromatici (C6-C9+), presenti in Benzine da Reforming, Benzine da Pirolisi, Nafte o Condensati/NGL di diversa provenienza, da Nafteni (C6-C9+) e Paraffine (C6-C9+) ovvero delle stesse famiglie di Idrocarburi da tagli più ristretti (esempio taglio C6) della stessa provenienza (Riformata o Benzina da Pirolisi o Nafte o Condensati/NGL) à ̈ attualmente realizzata attraverso una serie di fasi di processo quali:
a) Desolforazione delle cariche, con rimozione/ saturazione delle olefine/Di-olefine;
b) eventuale prefrazionamento dei tagli larghi in tagli ristretti;
c) separazione per Estrazione/Distillazione Estrattiva degli Aromatici dai Non-Aromatici;
d) separazione di Nafteni da Paraffine per la produzione di Cicloesano e/o Metilciclopentano e/o Solventi Paraffinici quali N-Esano,N-Eptano à ̈ ottenuta, eventualmente, per ulteriore Estrazione/Distillazione Estrattiva ed eventuale frazionamento/ ulteriore trattamento (idrogenazione Benzene residuo) per l'isolamento dell'idrocarburo di interesse.
La pratica industriale prevede oggi, molto spesso, che la Riformata alto ottanica sia "splittata" in un taglio C6-C7 ed in un taglio C8+ da cui recuperare successivamente gli Aromatici di interesse (Benzene e Toluene da taglio C6-C7 via Estrazione/Distillazione Estrattiva e successivo frazionamento e gli Xileni misti di interesse dal taglio C8+ via frazionamento, isomerizzazione, separazione per adsorbimento su setacci molecolari e/o cristallizzazione, etc). Lo splitting preventivo della Riformata à ̈ dettato dalla pratica assenza di Non-Aromatici nel taglio C8+ della Riformata (fig.
1,2,5) .
Anche la Benzina da Pirolisi viene frazionata in tagli ristretti prima di procedere alla separazione degli Aromatici di interesse dai Non-Aromatici .
La pratica industriale anche in questo caso prevede la separazione di un taglio C6-C7 ed un taglio C8+. In questo secondo caso, molto spesso, i C8+ sono destinati a pool benzine.
E' inoltre di interesse industriale produrre Cicloesano da Nafte e/o Condensati, NGL.
La produzione di Cicloesano attualmente per la quasi totalità à ̈ prodotta per idrogenazione del Benzene poiché la separazione del Cicloesano dagli altri idrocarburi che lo accompagnano nelle Nafte/NGL risulta attualmente complicata e costosa.
La produzione di n-Esano à ̈ destinata all'uso come solvente di polimerizzazione in soluzione (PE ed altri polimeri), costituente di colle, vernici, solvente nell'estrazione di oli vegetali. La tipologia d'impiego determina titolo in n-Esano e impurezze ammissibili nel prodotto (in particolare il contenuto di Benzene).
A puro titolo esemplificativo, nelle tabelle 1, 2, 3, 4, si evidenziano le concentrazioni di Nafteni e Paraffine (Non-Aromatici potenziali con le eventuali Olefine) riscontrabili in alcuni feedstock/prodotti di Raffineria/Petrolchimico.
Le Olefine presenti nelle Riformate (in particolare nelle Riformate da OCR) presentano affinità per i solventi paragonabili a quelle dei Nafteni pertanto, vengono rimosse a monte del trattamento di recupero Paraffine/Nafteni.
La destinazione "naturale" dei Raffinati Non-Aromatici da Estrazione/Distillazione Estrattiva à ̈ rispettivamente, quella di Materia Prima per gli Steam-Cracking, il Raffinato Paraffinico da Riformata o il Taglio C6 da Riformata e Carica Reforming, il Raffinato Naftenico da Benzina da Pirolisi o da Taglio C6-C7 ex Benzina da Pirolisi.
Dalle Nafte desolforate e dagli NGL, si osserva che la rimozione dalle/dagli stessi del Benzene e dei precursori del Benzene (Cicloesano in particolare) consentirebbe di ottenere poi, dal Reforming, Benzine già a norma come contenuto di Benzene per il mercato autotrazione.
I sopraccitati utilizzi dei Non Aromatici, con valorizzi non certo elevati, registrano comunque dei problemi tecnico-economici quali:
- presenza di elevate quantità di MCP (Metilciclopentano) nel Raffinato Naftenico che sono convertibili ad Aromatici al Reforming con rese scadenti e con importante degrado a coke;
- costi di movimentazione e stoccaggio se lo S/Cracking o il Reforming non sono nello stesso sito rispettivamente del Reforming/dello S/Cracking: detti costi possono annullare i vantaggi di una corretta allocazione della Materia Prima;
- la presenza di tracce del solvente di estrazione che possono essere fonte di fouling nei forni di S/Cracking (Raffinato Paraffinico) come pure nei reattori di Reforming (Raffinato Naftenico) ;
- l'elevata percentuale di iso-Paraffine rispetto alle n-Paraffine nei Raffinati Paraffinici che favorisce la conversione a Propilene piuttosto che ad Etilene negli S/Cracking con elevata sottoproduzione di metano.
In sintesi, il valorizzo di detti sottoprodotti difficilmente supera quello di una normale carica S/Cracking ovvero di una normale Nafta di mercato.
Per accrescere il valore di questi sottoprodotti, sarebbero oggi necessari investimenti importanti, ad esempio ulteriori Unità di Distillazione Estrattiva per:
a) Rimuovere i Nafteni dal Raffinato Paraffinico ottenendo Solventi Paraffinici a titolo in N-Paraffine superiore al 99% o, tramite frazionamento, N-Esano/N-Eptano utilizzabili come solventi, riciclare al locale Reforming i Nafteni separati senza aggravio di costi di logistica e lo stream di iso-Paraffine (ottanicamente arricchito) a Blending benzine.
b) Separare i Nafteni dal Raffinato Naftenico ottenendo un sottoprodotto Paraffinico convenientemente riciclabile al locale S/Cracking ed eventualmente separando il MetilCicloPentano dal Ciclo Esano con up-grading di entrambi (vendita al mercato solventi o eventuale isomerizzazione a Ciclo Esano per l'MCP; utilizzo come solvente o carica per acido Adipico per il Ciclo Esano).
Considerati i volumi dei sottoprodotti di estrazione disponibili, Ã ̈ altamente desiderabile trovare metodi per semplificare i processi di separazione di detti prodotti.
Si noti che i ragionamenti di cui sopra valgono anche nel caso di siti petrolchimici nei quali siano presenti entrambe le unità di Reforming e di S/Cracking o dove siti petrolchimici interessati alla valorizzazione di componenti puri Aromatici, Naftenici, Paraffinici, siano adiacenti a raffinerie interessate a rimuovere Benzene o suoi precursori Naftenici e/o nParaffine dai pool Benzine.
Nel caso in cui i tagli delle due provenienze (Riformata/Benzina da Pirolisi) siano miscelati, il corrispondente Raffinato avrà una composizione intermedia tra quelle del puro Raffinato Paraffinico e puro Raffinato Naftenico.
La distillazione Estrattiva del Raffinato conseguentemente, fornirà Nafteni e Paraffine riciclabili convenientemente rispettivamente alle unità dì Reforming e di S/Cracking ovvero permetterà l'eventuale separazione di singole NParaffine o singoli Nafteni con eventuali investimenti aggiuntivi (distillazioni) .
Tabella 1
Riformata Non-Aromatici PRODOTTO
C6+ (P+N) Potenziali COMPONENTI UNITA'
I-PENTANI % Voi. 0.31 1.04
N-PENTANO % Voi. 0.87 3.13
I-ESANI % Voi. 9.51 32.99 N-ESANO % Voi. 3.91 13.54 I-EPTANI % Voi. 7.51 26.04 N-EPTANO % Voi. 2.03 6.94
I-OTTANI % Voi. 2.03 6.94
N-OTTANO % Voi. 0.56 2.08
I-NONANI % Voi. 0.47 1.74
N-NONANO % Voi. 0.10 0.35 TOTALE
% Voi. 27.30 94.79 PARAFFINE OLEFINE % Voi. 0.89
TOTALE OLEFINE % Voi. 0.89
CICLOPENTANO % Voi. 0.21 0.73 METILCICLOPEN-% Voi. 0.31 1.08 TANO CICLOESANO % Voi. 0.01 0.03 NAETENI C7 % Voi. 0.44 1.53 NAFTENI C8 % Voi. 0.50 1.74 NAFTENI C9 % Voi. 0.03 0.10
TOTALE NAFTENI % Voi. 1.50 5.21 BENZENE % Voi. 4.67
TOLUENE % Voi. 16.18
AROMATICI C8 % Voi. 23.02
AROMATICI C9+ % Voi. 26.44
TOTALE
% Voi. 70.31
AROMATICI
Tabella 2
Non-Aromatici (P+N) Riformata
PRODOTTO Potenziali Taglio Taglio C6
C6
COMPONENTI UNITA'
T-BUTANO % Peso 0.03 0.05
N-BUTANO % Peso 0.09 0.15
I-PENTANI % Peso 0.99 1.68
N-PENTANO % Peso 0.97 1.65
I-ESANI % Peso 16.92 28.77
N-ESANO % Peso 11.76 19.99
I-EPTANI % Peso 19.99 33.99
N-EPTANO % Peso 3.17 5.39
I-OTTANI % Peso 0.67 1.14
N-OTTANO % Peso 0.02 0.03 TOTALE
% Peso 54.61 92.84 PARAFFINE OLEFINE % Peso 2.70
TOTALE
% Peso 2.70
OLEFINE CICLOPENTANO % Peso 0.32 0.54 METILCICLO-% Peso 1.84 3.13 PENTANO CICLOESANO % Peso 0.25 0.43 NAFTENI C7 % Peso 1.67 2.84 NAFTENI C8 % Peso 0.13 0.22 NAFTENI C9 % Peso 0.00 0.00 TOTALE
% Peso 4.21 7.16 NAFTENI BENZENE % Peso 26.35
TOLUENE % Peso 12.01
AROMATICI C8 % Peso 0.12
AROMATICI C9+ % Peso 0.00
TOTALE
% Peso 38.48
AROMATICI
Tabella 3
Benzina di Non-Pirolisi Aromatici(P+N) PRODOTTO Idrogenata Potenziali Taglio Taglio C6-C7 C6-C7 COMPONENTI UNITA'
I-PENTANI % Peso 0.01 0.07 N-PENTANO % Peso 0.02 0.13 2+3MetilPentano e % Peso 2.32 15.47 Altri I-Esani
N-ESANO % Peso 2.37 15.80
2+3MetilEsano e
% Peso 0.80 5.34 Altri-I-EPTANI
N-EPTANO % Peso 0.38 2.53 2+3Metil-Eptano/isoOttani % Peso 0.31 2.07
N-OTTANO % Peso 0.04 0.27 TOTALE PARAFFINE % Peso 6.25 41.67 OLEFINE % Peso 0.01
TOTALE OLEFINE % Peso 0.01
CICLOPENTANO % Peso 0.045 0.30 METILCICLOPENTANO % Peso 5.755 38.37 CICLOESANO % Peso 1.65 11.00 DimetilCicloPentano C7N e Metil- % Peso 1.30 8.66 Cicloesano C7N
TOTALE NAFTENI
% Peso 8.75 58.33 BENZENE % Peso 67.14
TOLUENE % Peso 17.85
AROMATICI C8 % Peso 0.00
TOTALE AROMATICI % Peso 84.99
Tabella 4
Nafta Non-PRODOTTO desolforata (P+N) full-range Potenziali COMPONENTI UNITA'
I-PENTANI % Voi. 0.13 0.15
N-PENTANO % Voi. 0.52 0.61
I-ESANI/N- % Voi. 7.84 9.16 ESANO
I-EPTANI/N-% Voi. 12.58 14.70 EPTANO
I-OTTANI/N-% Voi. 15.52 18.14 OTTANO
I-NONANI/N-NONANO,
I-DECANI /N-% Voi. 19.86 23.21 DECANI ,
I-UNDECANI/N-UNDECANI TOTALE
% Voi. 56.45 65.97 PARAFFINE OLEFINE % Voi. 0.8
TOTALE
% Voi. 0.8
OLEFINE CICLOPENTANO % Voi. 0.19 0.22 METILCICLO-% Voi. 2.21 2.58 PENTANO CICLOESANO % Voi. 2.26 2.64
NAFTENI C7 % Voi. 9.34 10.92
NAFTENI C8 % Voi. 5.06 5.91
NAFTENI C9 % Voi. 10.06 11.76 TOTALE
% Voi. 29.12 34.03 NAFTENI BENZENE % Voi. 1.23
TOLUENE % Voi. 3.32
AROMATICI C8 % Voi. 5.22
AROMATICI C9+ 3⁄4 Voi. 3.86
TOTALE
% Voi. 13.63
AROMATICI
È quindi scopo della presente invenzione fornire un apparecchiatura ed un procedimento per separare e recuperare famiglie di Aromatici, Nafteni e Paraffine e/o singoli idrocarburi Aromatici da Naftenici e Paraffinici con riduzione dei costi di investimento e di necessità di spazi per la realizzazione di dette opere.
E' uno scopo della presente invenzione quello di fornire un'apparecchiatura ed un procedimento che consenta di ridurre gli extra costi di investimento necessari per realizzare i sopra anticipati migliori valorizzi di detti Raffinati Paraffinici/Naftenici e/o di dette Nafte Desolforate o NGL migliorando la redditività del processo globale.
E' scopo particolare dell'invenzione fornire un siffatto procedimento che consenta di ridurre i fabbisogni energetici complessivi rispetto ai metodi di tipo noto.
E' un altro scopo particolare dell'invenzione fornire un siffatto procedimento che consenta l'uso integrato dei solventi per le separazioni consecutive di Aromatici da non-Aromatici e di Nafteni da Paraffine (n+iso) conseguendo semplificazioni di processo e gestionali.
Questi ed altri scopi sono raggiunti secondo la presente invenzione a mezzo di Distillazioni Estrattive Consecutive realizzate in un apparato, che à ̈ una colonna totalmente partizionata dotata, eventualmente, di un canale interno di comunicazione tra le parti in modo da realizzare le separazioni delle suddette famiglie di idrocarburi e/o di singoli idrocarburi di dette famiglie per via consecutiva sostanzialmente in un'unica apparecchiatura di distillazione estrattiva.
Un primo aspetto della presente invenzione fornisce una colonna per distillazioni estrattive consecutive, in particolare di una miscela idrocarburica grezza costituita essenzialmente da idrocarburi aromatici, naftenici e paraffinici, comprendente un contenitore allungato verticale provvisto di una testa, un fondo e una parete divisoria interna che si estende verticalmente dal fondo alla testa del detto contenitore e divide il suo volume interno definendo una prima camera longitudinale ed una seconda camera longitudinale, adiacenti, internamente a detta colonna, in cui ciascuna di dette camere comprende almeno guattro sezioni di cui una sezione mediana, una sezione di rigenerazione di solvente disposta sotto detta sezione mediana, una sezione di separazione di un componente affine disposta sopra detta sezione mediana ed una sezione di recupero di solvente trascinato da una frazione meno affine, detta sezione mediana essendo suddivisa in una sezione principale di strippaggio di componenti non affini al solvente, disposta convenientemente ma non necessariamente, verso l'interno della colonna, e una subsezione di rettifica laterale per la rimozione di solvente dai componenti affini, disposta convenientemente ma non necessariamente, verso l'esterno della colonna per mezzo di una parete divisoria verticale della sezione mediana disposta all'interno della sezione mediana, in cui detta sezione principale à ̈ aperta alla sommità e al fondo e detta subsezione à ̈ aperta al fondo e chiusa alla sommità in modo che detta sezione principale e detta subsezione sono comunicanti tra di loro solo attraverso una zona superiore di detta sezione di rigenerazione o strippaggio del solvente, un piatto camino essendo disposto sotto la sezione mediana; detta prima camera avendo un ingresso per la miscela idrocarburica grezza disposta tra detta sezione mediana e detta sezione di separazione della prima camera e un ingresso per solventi disposto tra detta sezione di separazione o rettifica non-aromatici e detta sezione di recupero di solvente della prima camera; detta seconda camera avendo un ingresso per una miscela idrocarburica comprendente idrocarburi naftenici e paraffinici in una zona tra detta sezione mediana e detta sezione di separazione della seconda camera e un secondo ingresso per solventi disposto tra detta sezione di separazione o rettifica paraffine e detta sezione di recupero di solvente della seconda camera; e opzionalmente un canale di collegamento tra lo spazio di testa della prima camera e detta zona tra detta sezione mediana e detta sezione di separazione della seconda camera per l'ingresso di vapori di testa della camera contenenti idrocarburi naftenici e paraffinici. 1/ espressione †̃costituita essenzialmente da idrocarburi aromatici, naftenici e paraffinici" riferita alla miscela idrocarburica grezza indica che tale miscela può contenere anche altri idrocarburi (olefinici, dienici, acetilenici , poliaromatici, e/o altri composti (eteroatomici, solforati, azotati, ossigenati) in concentrazioni comprese tra 0 e 500 ppm in peso, preferibilmente tra 0 e 100 ppm in peso.
In un secondo aspetto, la presente invenzione fornisce un procedimento per separare e recuperare le componenti di una miscela idrocarburica grezza comprendente idrocarburi aromatici, naftenici e paraffinici mediante distillazioni estrattive consecutive, detto procedimento comprendente le fasi di:
a) predisporre una colonna per distillazioni estrattive consecutive secondo la presente invenzione
b) alimentare detta miscela idrocarburica grezza in detta prima camera attraverso detto ingresso per la miscela idrocarburica grezza, detta prima camera essendo mantenuta in un primo intervallo predeterminato di temperature di esercizio e ad una prima pressione di esercizio predeterminata;
c) alimentare un primo solvente di estrazione nella prima camera attraverso detto primo ingresso per solvente;
d) estrarre dalla subsezione di rettifica laterale di detta prima camera un distillato essenzialmente aromatico;
e) inviare almeno una parte di frazione di testa della prima camera, oppure una seconda miscela di idrocarburi paraffinici e naftenici ottenuta mediante ulteriore separazione da almeno una parte di vapori di testa della prima camera, in una zona tra detta sezione mediana e detta sezione di separazione della seconda camera;
f) alimentare nella seconda camera un secondo solvente di estrazione attraverso detto secondo ingresso per solventi;
g) estrarre dalla seconda camera una frazione di testa comprendente essenzialmente idrocarburi paraffinici, preferibilmente con contenuto totale di non-paraffinici inferiore all'1% peso;
h) estrarre dalla subsezione di rettifica laterale di detta seconda camera un distillato essenzialmente naftenico, preferibilmente con contenuto totale di non-naftenici inferiore all'1% peso .
Una forma di realizzazione di tale procedimento prevede che detta colonna comprenda detto canale interno che collega lo spazio di testa della prima camera e detta zona tra detta sezione mediana e detta sezione di separazione della seconda camera definendo detto ingresso per una miscela idrocarburica comprendente idrocarburi naftenici e paraffinici nella seconda camera, ed in cui nella fase e) almeno una parte della frazione di testa della prima camera à ̈ inviata direttamente alla seconda camera tramite detto canale. Detto canale può essere realizzato nella parete divisoria.
La temperatura di esercizio nella prima camera à ̈ preferibilmente compresa tra 30°C e 300°C, più preferibilmente tra 45°C e 220°C, e la pressione di esercizio à ̈ preferibilmente atmosferica o subatmosferica .
Allo stesso modo à ̈ preferibile che nella seconda camera la temperatura di esercizio sia compresa tra 30°C e 300°C, più preferibilmente tra 45°C e 2,20°C, e la pressione di esercizio sia preferibilmente atmosferica o sub-atmosferica.
Ancora, Ã ̈ preferibile che detto primo solvente o/e detto secondo solvente comprenda Sulfolano o N-MetilPirrolidone o N-Formil-Morfolina o TetraEtilenglicole o una loro miscela in una percentuale compresa tra il 99,9% e l'80%, preferibilmente tra il 99,9% ed il 90%, e acqua in una percentuale compresa tra lo 0,1% ed il 20%, preferibilmente tra lo 0,1% ed il 10%.
Infine, à ̈ anche preferibile che il procedimento sopra descritto comprenda inoltre una fase di prefrazionamento della miscela idrocarburica grezza prima della fase b) per la separazione di frazioni idrocarburiche C5 e più leggere o ad esempio idrocarburi a punto di ebollizione inferiore al n-esano e/o frazioni con numero di atomi di carbonio o punto di ebollizione superiori a quello degli idrocarburi o delle miscele di interesse, ad esempio idrocarburi C7 e superiori o aventi punto di ebollizione superiore al Cicloesano allo scopo di ottenere miscele paraffiniche e/o nafteniche e/o singoli idrocarburi Paraffinici (N-esano)e/o Naftenici (Metilciclopentano, Cicloesano) a purezza commerciale .
L'invenzione verrà di seguito illustrata con la descrizione di alcune forme realizzative, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, in cui:
la figura 1 mostra uno schema di processo di un "Complesso Aromatici" secondo lo stato dell'arte; la figura 2 mostra uno schema di processo di una unità di base per l'estrazione aromatici secondo lo stato dell'arte;
la figura 3 mostra la selettività del solvente verso gli idrocarburi petrolchimici;
la figura 4 mostra l'effetto relativo di solventi polari sulle specie idrocarburìche;
la figura 5 mostra uno schema di processo di un sistema di distillazione estrattiva per il recupero degli aromatici secondo lo stato dell'arte;
la figura 6 mostra uno schema di processo per la produzione di benzene e cicloesano o di benzene, n-esano e metilciclopentano secondo lo stato dell'arte;
la figura 7 mostra uno schema di processo per la produzione contemporanea di aromatici, paraffinici e naftenici tagli C6-C7 o tagli C6-C8 secondo lo stato dell'arte;
la figura 8 mostra uno schema di processo per la produzione contemporanea di aromatici, paraffinici e naftenici tagli C6-C9 o tagli C6-C9+ secondo lo stato dell'arte;
la figura 9A mostra uno schema di processo, secondo la forma di realizzazione preferita dell'invenzione, per il recupero di Benzene, Cicloesano e corrente ricca in n-C6;
la figura 9B mostra uno schema di processo, secondo la forma di realizzazione preferita dell'invenzione, per il recupero di Benzene, Nafteni C6, iso-Paraffine C6 e corrente ricca in n-C6;
la figura 10A mostra uno schema di processo secondo l'invenzione, per la produzione di benzene, cicloesano e paraffine nC6 in cui la parete divisoria delle camere di distillazione estrattiva non prevede luci di passaggio al proprio interno per trasferire nella seconda camera di distillazione i vapori estratti dalla prima camera e in conseguenza di ciò il frazionamento del taglio Non-Aromatici per l'ottenimento di singoli Nafteni/NParaf fine ad alta purezza, deve essere realizzato a monte della seconda camera di distillazione estrattiva;
la figura 10B mostra uno schema di processo secondo l'invenzione, per la produzione di benzene, MCP e nC6 ad alto titolo in cui la parete divisoria delle camere di distillazione estrattiva non prevede luci di passaggio al proprio interno per trasferire nella seconda camera di distillazione i vapori estratti dalla prima camera e in conseguenza di ciò il frazionamento del taglio Non-Aromatici per l'ottenimento di singoli Nafteni/NParaffine ad alta purezza, deve essere realizzato a monte della seconda camera di distillazione estrattiva;
la figura 10C mostra uno schema di processo secondo l'invenzione, per la produzione di benzene e cicloesano o MCP, nC6 95% o nC6 99,5%, di cui agli schemi 10A e 10B di cui sopra, che prevede eventuali marce a campagne dell'unità : ciò può essere indicato qualora la quantità di Non-Aromatici nella carica sia esigua in modo da non consentire un adeguato sfruttamento della seconda camera di Distillazione Estrattiva;
la figura 11 mostra uno schema di processo secondo l'invenzione, per la produzione di miscele di Aromatici BT o BTX puri, miscele di Nafteni C6-C7 o C6-C8 e miscele di Paraffine tagli C6-C7 o C6-C8;
la figura 12 mostra a titolo esemplificativo ma non limitativo una tipologia costruttiva della colonna partizionata internamente con canale per l'alimentazione diretta dei vapori di testa della camera di sinistra alla camera di destra, utilizzabile per distillazioni estrattive consecutive, in cui si prevede che le varie fasi (I sinistra/destra, II sinistra/destra, III sinistra/destra, III sub sinistra e III sub destra, IV sinistra/destra) possano presentare difficoltà diverse tra loro e, quindi, necessitino di n° di piatti equivalenti (conseguibili con piatti a valvola o di altro tipo ovvero, con riempimenti e, preferibilmente, con riempimenti di tipo strutturato) diversi tra loro può inoltre essere diversa la sezione di passaggio richiesta per ogni fase di destra o di sinistra;
la figura 13 mostra una colonna partizionata internamente senza canale utilizzabile per distillazioni estrattive consecutive.
La colonna per distillazioni estrattive consecutive della presente invenzione à ̈ rappresentata nelle figure 12 e 13. In particolare, la colonna raffigurata negli schemi di processo secondo le figure 9A, 9B ed 11 corrisponde a quella rappresentata in dettaglio in figura 12. La colonna raffigurata negli schemi di processo secondo le figure 10A, 10B e 10C corrisponde a quella rappresentata in dettaglio in figura 13. La colonna comprende un contenitore (150) allungato verticale provvisto di una testa o sommità (160), un fondo (170) e una parete divisoria interna (180) che si estende verticalmente dal fondo alla testa al fondo del detto contenitore e divide il suo volume interno definendo una prima camera longitudinale (200) ed una seconda camera longitudinale (300), adiacenti, internamente a detta colonna.
Ciascuna di delle camere (200 e 300) comprende almeno quattro sezioni (I, II, III, IV), di cui una sezione mediana (III), una sezione di rigenerazione di solvente (IV) disposta sotto detta sezione mediana, una sezione di separazione di un componente affine (II) disposta sopra detta sezione mediana ed una sezione di recupero di solvente trascinato da una frazione meno affine (I).
La sezione mediana (III) essendo suddivisa in una sezione principale di strippaggio ( ) di componenti non affini al solvente, disposta convenientemente ma non necessariamente, verso interno della colonna, e una subsezione di rettifica laterale per la rimozione di solvente dai componenti affini (IIIs in camera 200 e IIId in camera 300) disposta convenientemente ma non necessariamente, verso l’esterno della colonna.
La divisione per mezzo di una parete divisoria verticale (190) della sezione mediana e disposta all'interno della sezione mediana (III), in cui detta sezione principale ( ) à ̈ aperta alla sommità e al fondo e detta subsezione (IIIs, IIId) à ̈ aperta al fondo e chiusa alla sommità in modo che detta sezione principale (IIIp) e detta subsezione (IIId, IIIs) sono comunicanti tra di loro solo attraverso una zona superiore di detta sezione dì rigenerazione o strippaggio del solvente (IV).
Un piatto camino (195, PCs, PCd)) Ã ̈ disposto sotto la sezione mediana ( , IIIp e IIIs/ ) La prima camera (200) ha un ingresso per la miscela idrocarburica grezza (210) disposto tra la sezione mediana (III) e la sezione di separazione (II) della prima camera (200), e un ingresso per solventi (220)disposto tra la sezione di separazione o rettifica non-aromatici (II) e la sezione di recupero di solvente (I) della prima camera (200).
La seconda camera (300) ha un ingresso (230) per una miscela idrocarburica comprendente idrocarburi naftenici e paraffinici, in una zona (260) tra la sezione mediana (III) e la sezione di separazione (II) della seconda camera (300), e un secondo ingresso per solventi (240) disposto tra detta sezione di separazione o rettifica paraffine (II) e la sezione di recupero di solvente (I) della seconda camera (300).
In una prima forma di realizzazione, rappresentata nella figura 12 e anche nelle figure 9A e 9B, à ̈ previsto un canale (270) di collegamento tra lo spazio di testa (250) della prima camera (200) e la zona (260) tra la sezione mediana (III) e la sezione di separazione (II) della seconda camera (300), per l'ingresso di vapori di testa della camera (200) contenenti idrocarburi naftenici e paraffinici. Il canale (270) può essere ad esempio realizzato all'interno della parete divisoria (180).
In una seconda forma di realizzazione della colonna per distillazioni estrattive consecutive della presente invenzione, rappresentata nella figura 13 e anche nelle figure 10A-10C, la prima camera (200) e la seconda camera (300) non sono collegate tra di loro. Ad esempio, la parete divisoria (180) Ã ̈ continua, senza aperture e consente una completa separazione tra la prima camera (200) e la seconda camera (300).
Il procedimento della presente invenzione, per separare e recuperare le componenti di una miscela idrocarburica grezza comprendente idrocarburi aromatici, naftenici e paraffinici mediante distillazioni estrattive consecutive, viene realizzato utilizzando la colonna per distillazioni estrattive consecutive della presente invenzione, in particolare secondo la prima o la seconda forma di realizzazione sopra descritte .
Il processo della presente invenzione comprendente le fasi di:
a) predisporre una colonna per distillazioni estrattive consecutive secondo la presente invenzione;
b) alimentare la miscela idrocarburica grezza nella prima camera (200) attraverso l'ingresso (210) per la miscela idrocarburica grezza, la prima camera (200) essendo mantenuta in un primo intervallo predeterminato di temperature di esercizio e ad una prima pressione di esercizio predeterminata;
c) alimentare un primo solvente di estrazione nella prima camera (200) attraverso il primo ingresso (220) per solventi;
d) estrarre dalla subsezione di rettifica laterale (IIIs)di detta prima camera (200) un distillato essenzialmente aromatico;
e) inviare almeno una parte di frazione di testa della prima camera (200), oppure una seconda miscela di idrocarburi paraffinici e naftenici ottenuta mediante ulteriore separazione da almeno una parte di vapori di testa della prima camera, in una zona (260) tra la sezione mediana (III) e la sezione di separazione (II) della seconda camera (300);
f) alimentare nella seconda camera (300) un secondo solvente di estrazione attraverso detto secondo ingresso (240) per solventi;
g) estrarre dalla seconda camera (300) una frazione di testa comprendente essenzialmente idrocarburi paraffinici, preferibilmente con con contenuto totale di non-paraf finici inferiore all '1% peso;
h) estrarre dalla subsezione di rettifica laterale (IIId) di detta seconda camera un distillato essenzialmente naftenico, preferibilmente con contenuto totale di non-naftenici inferiore all'1% peso.
In una prima forma di realizzazione, illustrata nelle figure 9A e 9B almeno una parte di frazione di testa della prima camera (200), attraverso il canale 170, entra dall'ingresso (230) nella zona (260) tra la sezione mediana (III) e la sezione di separazione (II) della seconda camera (300).
Con riferimento alla Figura 9A, il distillato naftenico della fase h, o parte di esso (corrente 53) può essere inviato ad una colonna di frazionamento (400f) dove vengono separate una corrente sostanzialmente di cicloesano (99,5% in peso cicloesano, 50-100 ppm benzene) e una corrente (60) ricca di metilciclopentano .
Con riferimento alla figura 9B, la frazione paraffinica della fase g) o parte di essa (corrente 45') può essere inviata ad una colonna di frazionamento (400f) dove vengono separate una corrente ricca di n-esano e una corrente ricca di iso-esani .
In una seconda forma di realizzazione, illustrata nelle figure 10A-10C, una seconda miscela di idrocarburi paraffinici e naftenici ottenuta mediante ulteriore separazione da almeno una parte di vapori di testa della prima camera, entra dall'ingresso (230) per una miscela idrocarburica comprendente idrocarburi naftenici e paraffinici.
In questo caso, il procedimento di cui sopra può prevedere che nella fase e) almeno una parte della frazione di testa della camera (200) sia inviata ad una colonna di separazione dove viene separata una seconda miscela di idrocarburi paraffinici e naftenici .
In una alternativa, come illustrato nella figura 10A, nella fase e) almeno una parte della frazione di testa della camera (200) (corrente 65) può essere inviata ad una colonna di rettifica (400r) in modo da separare una frazione di testa, contenente i nafteni più leggeri del cicloesano (corrente 66) ed in una frazione di fondo (corrente 67), comprendente essenzialmente normal-paraffine C6 e cicloesano, ed essendo la frazione di fondo inviata alla parte superiore della sezione principale di strippaggio ( ) della seconda camera (300), attraverso l'ingresso (230) per miscela idrocarburica comprendente idrocarburi naftenici e paraffinici, ed in cui dalla testa della seconda camera (300) viene estratta una corrente (68) sostanzialmente di n-esano (la purezza, che à ̈ >95% peso, essendo determinata dalla presenza di 2,2 Dimetilpentano nella carica) , e dalla subsezione di rettifica laterale ( ) di detta seconda camera (300) viene estratta una corrente (69) sostanzialmente di cicloesano (cioà ̈ purezza >99,5% peso, 50-100 ppm benzene).
In una seconda alternativa, illustrata nella figura 10B, nella fase e) almeno una parte della frazione di testa della camera (200) (corrente 70) può essere inviata ad una colonna di rettifica (400r) in modo da separare una frazione di testa praticamente esente da Cicloesano da Cicloesano grezzo che viene prodotto come prodotto di fondo (purezza 80-95%) , detta frazione di testa comprendente essenzialmente normal-paraf fine C6 e metilciclopentano ed essendo inviata (corrente 71) alla parte superiore della sezione principale di strippaggio (IIIp) della seconda camera (300) attraverso l'ingresso (230) per miscela idrocarburica comprendente idrocarburi naftenici e paraffinici, ed in cui dalla testa della seconda camera viene estratta una corrente (72) sostanzialmente di n-esano (purezza>99, 5%) e dalla subsezione di rettifica laterale (IIId) di detta seconda camera viene estratta una corrente (73) sostanzialmente di metilciclopentano (purezza > 99,5%) .
In un'ulteriore alternativa del procedimento di cui sopra, illustrate nella figura 10C almeno una parte della frazione di testa della colonna (200) (corrente 80) può essere inviata ad una colonna di rettifica (400r) in modo da separare una miscela comprendente prevalentemente n-esano e metilciclopentano, che viene in parte inviata alla parte superiore della sezione principale di strippaggio ( ) della seconda camera (300) e in parte (corrente 81) raccolta per stoccaggio. I tre prodotti ad alta purezza n-C6, MCP e CE possono essere ottenuti con marcia a campagne della colonna 400r e della camera 300 della colonna di distillazione estrattiva.
In un terzo aspetto, la presente invenzione riguarda un procedimento per separare e recuperare le componenti di una miscela idrocarburìca grezza comprendente idrocarburi aromatici, naftenici e paraffinici, detto procedimento comprendente le fasi di:
a) predisporre una colonna per distillazioni estrattive consecutive della presente invenzione secondo quanto descritto precedentemente;
b) alimentare detta miscela idrocarburica grezza nella prima camera (200) , detta camera mantenuta in un primo intervallo predeterminato di temperature di esercizio e ad una prima pressione di esercizio predeterminata;
c) alimentare una prima miscela di solventi di estrazione nella prima camera (200) in una zona sovrastante rispetto alla zona di alimentazione di detta miscela grezza, in cui detta miscela di solventi di estrazione comprende Sulfolano, o N-metil pirrolidone, o N-f ormilmorf olina, o Tetratileneglicole o loro miscele e, opzionalmente, acqua come cosolvente;
d) alimentare in testa alla prima camera (200) una miscela liquida di riflusso di composizione predeterminata e comprendente acqua e idrocarburi, dove detta miscela à ̈ essenzialmente priva di idrocarburi aromatici, detta miscela può essere ottenuta come prodotto di testa prima camera (200) dopo condensazione di vapori estratti e separazione fase acquosa da fase idrocarburica o provenire da stoccaggi/acquisti/trasferimenti esterni o provenire dalla testa della seconda camera ed essere essenzialmente acquosa o essenzialmente paraffinica o parte dalla testa della prima camera (200) e parte dalla testa della subsezione di rettifica laterale della seconda camera (IIId) di fase naftenica;
e) estrarre dalla testa della prima camera (200) una prima frazione di vapori di testa comprendente essenzialmente idrocarburi non aromatici e opzionalmente acqua;
f) estrarre dalla subsezione di rettifica laterale della prima camera (IIIs) un distillato essenzialmente aromatico in fase vapore che viene condensato e opzionalmente, almeno in parte, inviato ad ulteriori trattamenti, opzionalmente scelti tra frazionamento Benzene-Toluene-Xilene se l'estratto aromatico fosse una miscela BTX ovvero agli utilizzi del Benzene pro Etilbenzene, Cumene, LAB, Cicloesano via idrogenazione, altri);
g) alimentare in testa alla subsezione di rettifica laterale della prima camera (IIIs) una miscela liquida di riflusso comprendente essenzialmente idrocarburi aromatici;
h) estrarre dal piatto camino che divide le sezioni IIIp/IIIs dalla sezione IV, solvente ricco di Aromatici, ricircolarlo, preferibilmente con circolazione naturale, nel ribollitore E5 dal quale dopo parziale vaporizzazione viene reintrodotto nella camera 200 sotto le sezioni /IIIs;
i) estrarre dal fondo della prima camera (200) una miscela comprendente almeno un solvente, o essenzialmente solo il solvente principale nel caso in cui il secondo solvente sia acqua, laddove con essenzialmente si intende che il contenuto residuo di aromatici à ̈ <0,5%, preferibilmente <0,1%, almeno una prima parte di detta miscela essendo mandata per circolazione naturale ad un ribollitore a termosifone (E16) e che quindi ritorna sul fondo della sezione IV, ed una seconda parte di detta miscela essendo mandata a pompe (P4) di riciclo del solvente/i, detta miscela essendo estratta dal fondo della prima camera (200) in almeno due linee di estrazione diverse, oppure in un'unica linea che si divide in almeno due altre linee per detta prima e detta seconda parte della miscela, e quindi ritorna sul fondo della sezione IV, priva di idrocarburi aromatici; l) alimentare in testa alla sezione II della prima camera (200) la miscela ottenuta nell’ultima estrazione del fase h), opportunamente raffreddata con la cessione di calore nel ribollitore E5, nel preriscaldatore della carica E3 e nel refrigerante finale E2;
m) inviare alla seconda camera (300) almeno una parte della frazione di testa della fase e), opzionalmente dopo frazionamento;
n) alimentare nella camera 300, in testa alla sezione II, in zona sovrastante rispetto alla zona di alimentazione della miscela alla fase 1), una miscela di estrazione comprende gli stessi componenti della miscela nella fase c), con eventuale variazione del rapporto tra solvente principale ed acqua, se presente;
o) alimentare in testa alla camera 300 una miscela liquida di riflusso di composizione predeterminata e comprendente acqua e/o idrocarburi paraffinici, dove detta miscela à ̈ essenzialmente priva di idrocarburi naftenici (contenuto <0,5% preferibilmente <0,1%) che proviene dai vapori di testa della seconda camera (300) dopo condensazione e separazione delle fasi acquosa da quella paraffinica, opzionalmente in parte ricombinate per costituire il riflusso);
p) estrarre dalla seconda camera (300) una frazione di vapori di testa comprendente essenzialmente idrocarburi paraffinici, che viene condensata con la separazione di idrocarburi paraffinici e dell'eventuale acqua, ed opzionalmente inviata, almeno in parte, ad ulteriori eventuali trattamenti, opzionalmente la frazione Paraffinica essendo distillata per separare N-Esano da iso-Esani oppure separata per assorbimento-desorbimento su setacci molecolari da 5 “Angstrom; oppure utilizzata per produzione di Etilene via S/Cracking;
q) estrarre dalla subsezione di rettifica laterale della seconda camera (IIId) un distillato essenzialmente naftenico in fase vapore che viene condensato e opzionalmente, almeno in parte, inviato ad ulteriori trattamenti;
r) alimentare in testa alla subsezione di rettifica laterale della seconda camera (IIId) una miscela liquida comprendente essenzialmente idrocarburi naftenici;
s) estrarre dal fondo della seconda camera (300) una miscela comprendente almeno un solvente, o essenzialmente solo il solvente principale nel caso in cui il secondo solvente sia acqua, laddove con essenzialmente si intende che il contenuto residuo di naftenici à ̈ <0,5%, preferibilmente <0,1%, almeno una prima parte di detta miscela essendo mandata per circolazione naturale ad un ribollitore a termosifone (E16) e che quindi ritorna sul fondo della sezione IV, ed una seconda parte di detta miscela essendo mandata a pompe (P40) di riciclo del solvente/i, detta miscela essendo estratta dal fondo della seconda camera (300) in almeno due linee di estrazione diverse, oppure in un'unica linea che si divide in almeno due altre linee per detta prima e detta seconda parte della miscela, e quindi ritorna sul fondo della sezione IV, priva di idrocarburi naftenici; t) alimentare in testa alla sezione II della seconda camera (300) la miscela ottenuta nell'ultima estrazione della fase s), opportunamente raffreddata con la cessione di calore nel ribollitore E15, (in un eventuale preriscaldatore della carica da esterno non rappresentato) e nel refrigerante finale E12.
In una forma realizzativa di quest'ultimo aspetto descritto, nella fase m) la almeno una parte della frazione di testa della fase e) Ã ̈ inviata alla prima camera (300) tramite detto canale interno alla colonna per distillazioni estrattive consecutive che collega la testa della prima camera (200) alla parte superiore della sezione principale di strippaggio ( ) della seconda camera (300).
Preferibilmente, detta miscela idrocarburica grezza à ̈, ad esempio quella di cui in Tabella 9, e in cui vengono separati benzene, cicloesano e/o metilciclopentano e/o n-esano e il distillato liquido della fase p) à ̈ alimentato ad una colonna di frazionamento (400f) in cui à ̈ separato di testa e/o di fondo un componente naftenico, preferibilmente cicloesano.
È altresì preferibile che detta miscela idrocarburica grezza sia, ad esempio quella di cui in Tabella 6, in cui vengono separati benzene, una corrente di nafteni C6 costituita da cicloesano e/o metilciclopentano, una corrente di paraffine C6 e/o n-esano e nel quale il distillato liquido della fase o) à ̈ alimentato ad una colonna di frazionamento in cui à ̈ separato di testa e/o di fondo un componente paraffinico a purezza commerciale, preferibilmente n-esano.
In un'altra forma realizzativa dell'ultimo aspetto descritto per l'ottenimento di benzene e cicloesano, detta miscela idrocarburica grezza à ̈, ad esempio quella di cui in Tabella 9 nella fase m) la almeno una parte della frazione di testa del fase e) à ̈ inviata ad una colonna di rettifica (400r) da cui si ottiene una miscela comprendente prevalentemente paraffine e cicloesano che viene inviata alla seconda camera (300) sopra la sezione principale di strippaggio ( ) .
In un'altra forma realizzativa dell'ultimo aspetto descritto per l’ottenimento di benzene, una corrente ricca di n-esano e metilciclopentano, detta miscela idrocarburica grezza à ̈, ad esempio quella di cui in Tabella 5, e nella fase m) la almeno una parte della frazione di testa della fase e) à ̈ inviata ad una colonna di rettifica (400r) da cui si ottiene di testa una miscela comprendente prevalentemente n-esano e metilciclopentano che viene inviata alla seconda camera (300) sopra la sezione principale di strippaggio (IIIp).
Preferibilmente, la miscela liquida di riflusso della fase d) comprende la fase acquosa proveniente dalla separazione del condensato della fase p) o gli idrocarburi paraffinici provenienti dalla separazione della fase p) o comprende una parte degli idrocarburi paraffinici provenienti
dalla separazione del condensato della fase p) e
almeno una parte della miscela naftenica della
fase q).
Tabella 5
Componenti della Punto di
% in peso
miscela ebollizione (°F) 2,2-Dimetilbutano 0.1 136.4
3-Metilpentano 5.3 146 n-Esano 19.3 155.7 Metilciclopentano 51.6 161.3 Benzene 15.5 176.2 Cicloesano 8.2 177.3
Tabella 6
Percentuale in
Idrocarburo
volume
2-Metilpentano 7.1
3-Metilpentano 10.1
n-Esano 49.5 Metilciclopentano 14.1
Cicloesano 15.2
Benzene 3.5
2,4-Dimetilpentano 0.5
Tabella 7: Composizione tipica di una miscela di
nafta contenente il 10% in peso di aromatici
Componente % in peso Componente % in peso n-Butano 1.5 Toluene 3.0
i-Pentano 4.2 2-Metil- 2.4
eptano
1,3-
n-Pentano 10.3 Dimecicloe- 7.0
sano
Ciclopentano 1.5 n-octano 5.4 2,3- Etil- 2.0 Dimetilbutano<oc>cicloesano
2-Metil o 2,6-Dimetilpentano 6.0 1.9
eptano
3-Metilpentano 4.0 Etil benzene 2.0
n-Esano 8.6 p-xilene 1.9 Me- 3-Metil-4.1 2 .7 ciclopentano ottano
Benzene 1.8 o-xilene 1.0 Cicloesano 2.8 n-nonano 2.6 2-Metilesano 2.8 n-decano 3.0 3-Metilesano 3.8 i-decani 4.0 n-eptano 4.4
Metil- 4.8 TOTALE 100.3 cicloesano
Tabella 8
Punto di ebollizione Idrocarburo
a 760 mm, °C Normal-esano 68 .740 Metilciclopentano 71 .812 -dimetilpentano 79.197 Benzene 80.100 -Dimetilpentano 80.500 Cicloesano 80.738 2,2,3-trimetilpentano 80.882
3,3-dimetilpentano 86.064
1,1-dimetilciclopentano 87.846
2,3-dimetilpentano 89.784
2-metilesano 90.052
1,trans-3-90.773 dimetilciclopentano
1,cis-3-dimetilciclopentano 91.725
3-metilesano 91.850
1,trans-2-91.869 dimetilciclopentano
Tabella 9
Idrocarburo Percentuale in volume Componenti a basso punto di Tracce ebollizione
Normal esano 37.0 Metilciclopentano 30.1 2,2-dimetilpentano 2.2 Benzene 9.9 2,4-Dimetilpentano 1.3 Cicloesano 19.5 Componenti ad elevato punto di Tracce ebollizione
TOTALE 100 L'invenzione à ̈ applicabile a tagli C6 eventualmente estesi ai C5 per il recupero del CicloPentano, C6-C7, C6-C8, C6-C9, C6-C9+, di Nafte Desolforate, Condensati, NGL, Riformate exReforming Continuo (CCR) o Semi Rigenerativo o Ciclico, di Nafte di diversa provenienza ed intervallo di distillazione ovvero di Benzine da Pirolisi.
Nel caso di tagli idrocarburici molto ampi (C6— C9 o C6-C9+), l'invenzione consente di ottenere tagli Aromatici, Naftenici e Paraffinici di purezza limitata. In questi casi le Distillazioni Estrattive Consecutive andrebbero integrate con Estrazioni Liquido-Liquido preventive (fig.8)
L'invenzione non presenta interesse pratico per sole cariche con un elevatissimo contenuto di Aromatici (>90%), quali il coke oven light oil:in questo caso infatti la seconda metà della colonna partizionata potrebbe essere interessata solo da un flusso piccolissimo di Non-Aromatici.
In un'ottica di utilizzo economicamente interessante di detta seconda metà della colonna nel caso di cui sopra,detta seconda metà della colonna dovrebbe essere interessata anche da una carica di altra provenienza ( Non Aromatici da Riformata o da altri feedstocks).
Al fine di ottenere miscele di Nafteni o singoli Nafteni ad elevata purezza detti tagli potranno contenere solo piccole quantità di Olefine. Le quantità di Olefine eccedenti dovranno perciò essere state/essere rimosse con convenienti processi di idrogenazione/alchilazione od altro.
Il procedimento à ̈ particolarmente utile allorché si vogliano ottenere oltre agli idrocarburi Aromatici (B o ΒΤ,ο BTX Aromatici), Ciclo-Esano e/o Metilciclo-Pentano e/o CicloPentano ovvero N-Esano (puro o Tecnico) e/o N-Eptano (puro o Tecnico).
In una forma di realizzazione, illustrata nella figura 11, il procedimento della presente invenzione, per separare e recuperare Aromatici C6-C7 (Benzene-Toluene) o C6-C8 (Benzene-Toluene-Xileni) ad elevata purezza e tagli C6-C7 o C6-C8 Naftenici e, separatamente, C6-C7 o C6-C8 Paraffinici da una miscela grezza di idrocarburi C6-C7 o C6-C8, tale procedimento comprendendo le fasi di:
1. predisposizione di una colonna, ossia di un contenitore allungato verticale, provvisto di una parete divisoria interna, il contenitore e la parete divisoria definendo una prima e una seconda camera longitudinale internamente al contenitore allungato;
2. predisposizione all'interno di ciascuna camera longitudinale di una parete divisoria provvista solamente da un lato di un tetto di isolamento dalla sovrastante parte di camera creando una prima ed una seconda sub-camera longitudinale;
3. alimentazione della miscela grezza nella prima camera longitudinale mantenuta in un primo intervallo predeterminato di temperature di esercizio e a una prima pressione di esercizio predeterminata;
4 . alimentazione di una miscela di solventi di estrazione nella prima camera longitudinale in zona sovrastante rispetto alla alimentazione della miscela grezza: detta miscela di solventi potrà contenere acqua come co-solvente e, quali solventi primari, Sulfolano, N-MetilPirrolidone, N-FormilMorfolina, TetraEtilenglicole;
5. alimentazione in testa alla prima camera longitudinale di un riflusso liquido di composizione voluta, essenzialmente privo di Idrocarburi Aromatici :detto riflusso potrà essere costituito da fase prevalentemente acquosa o prevalentemente idrocarburica;
6. nella forma di realizzazione preferita (fig.
9A/B) il riflusso in testa alla prima camera longitudinale à ̈ costituito da fase acquosa proveniente dal separatore del condensato dell'estrazione di testa dalla seconda camera longitudinale;
7. in un'altra forma di realizzazione (fig. 9A/ B) detto riflusso à ̈ costituito da idrocarburi paraffinici provenienti dallo stesso separatore del condensato dell'estrazione di testa della seconda camera longitudinale;
8. in un'altra forma di realizzazione (fig. 9A/ B) detto riflusso à ̈ costituito da una combinazione di parte degli idrocarburi paraffinici prodotti di testa dalla seconda camera longitudinale e dall'estratto naftenico della seconda sub-camera longitudinale;
9. estrazione dalla testa della prima camera longitudinale di una prima frazione di vapori di testa, comprendente essenzialmente idrocarburi Non-Aromatici ed eventualmente acqua che, attraverso un canale interno ricavato tra le due camere longitudinali, va in toto ad alimentare la seconda camera longitudinale senza dissipare il calore di condensazione di detti vapori(fig. 9A/B).
10. in una forma di realizzazione alternativa, non rappresentata, una parte di una prima frazione di vapori di testa, comprendente essenzialmente idrocarburi non-Aromatici ed eventualmente acqua attraverso un canale interno ricavato tra le due camere longitudinali, va ad alimentare la seconda camera longitudinale mentre la restante parte può eventualmente costituire un prodotto Non-Aromatico previa separazione dall'eventuale acqua e/o il riflusso liquido alla suddetta prima camera longitudinale;
11. estrazione di un distillato essenzialmente Aromatico in fase vapore dalla prima sub-camera longitudinale che viene poi condensato ed in parte inviato a ulteriori eventuali trattamenti;
12. alimentazione di un riflusso liquido essenzialmente Aromatico in testa alla prima subcamera longitudinale;
13. l^estrazione di fondo dalla prima camera longitudinale della miscela solventi, o essenzialmente del solo solvente principale nel caso in cui il secondo solvente sia acqua, essenzialmente priva di soluto Aromatico;
14. 2^estrazione di fondo dalla prima camera longitudinale della miscela solventi, o del solo solvente principale nel caso in cui il secondo solvente sia acqua, essenzialmente priva di soluto Aromatico;
15. alimentazione in fondo alla prima camera longitudinale della miscela solventi o del solo solvente principale, di cui alla 2^ estrazione convenientemente riscaldata/vaporizzata;
16. alimentazione come sopra detto di almeno una quota della frazione Non-Aromatica (Nota:potrebbe esserci anche una integrazione da esterno non mostrata) di testa alla seconda camera longitudinale, la seconda camera longitudinale essendo mantenuta in un secondo intervallo predeterminato di temperature di esercizio e a una seconda pressione di esercizio predeterminata;
17. alimentazione di una miscela di solventi di estrazione nella seconda camera longitudinale in zona sovrastante rispetto alla alimentazione della miscela essenzialmente Non -Aromatica: detta miscela di solventi conterrà gli stessi componenti di cui alla miscela solventi alimentata nella prima camera longitudinale con eventuale variazione del rapporto tra solvente principale e co-solvente detto co solvente potendo essere acqua;
18. alimentazione in testa alla seconda camera longitudinale di un riflusso di composizione voluta, essenzialmente privo di idrocarburi Naftenici :detto riflusso potrà essere costituito da fase prevalentemente acquosa o essenzialmente idrocarburica, Paraffinica;
19. estrazione dalla seconda camera longitudinale di una seconda frazione di vapori di testa essenzialmente Paraffinica che viene poi condensata ed in parte inviata a ulteriori eventuali trattamenti;
20. estrazione di un distillato essenzialmente Naftenico in fase vapore dalla seconda sub-camera longitudinale che viene poi condensato ed in parte inviato a ulteriori eventuali trattamenti;
21. alimentazione di un riflusso liquido essenzialmente Naftenico in testa alla seconda sub camera longitudinale;
22. l estrazione di fondo dalla seconda camera longitudinale della miscela solventi, o essenzialmente del solo solvente principale nel caso in cui il secondo solvente sia acqua, essenzialmente priva di soluto Naftenico;
23. 2 estrazione di fondo dalla seconda camera longitudinale della miscela solventi, o del solo solvente principale nel caso in cui il secondo solvente sia acqua, essenzialmente priva di soluto Naftenico;
24. alimentazione in fondo alla seconda camera longitudinale della miscela solventi di cui alla 2 estrazione convenientemente riscaldata/vaporizzata.
Secondo un altro aspetto dell'invenzione, che prevede l'ottenimento di singoli idrocarburi ad elevata purezza, per separare Aromatici C6 (Benzene), CicloEsano e/o Metil-CicloPentano e/o CicloPentano e/o n-Esano (fig. 9A/B, 10A/B/C) da una miscela grezza di idrocarburi C6, o dì range di atomi di carbonio più ampio, contenente (esempi in Tabelle 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9), tale procedimento comprendendo, oltre alle fasi sopra descritte, le fasi di:
25. alimentazione del distillato liquido, di testa seconda sub-camera longitudinale, essenzialmente Naftenico ad una colonna di frazionamento nella quale separare di testa e/o di fondo il taglio/il componente Naftenico di maggior interesse (ad es. Cicloesano), fig. 9A;
26. in una forma di realizzazione alternativa, fig. 9B, alimentazione eventuale del condensato liquido essenzialmente Paraffinico, da testa seconda camera longitudinale, ad una colonna di frazionamento nella quale separare di testa e/o di fondo il taglio/il componente Paraffinico di maggior interesse (ad es.N-Esano);
Le colonne di frazionamento Nafteni/Paraffine potrebbero essere colonne a piatti ovvero colonne a riempimento random o strutturato ma preferibilmente a riempimento strutturato.
In una forma realizzativa, non mostrata, la colonna di post-frazionamento del Condensato essenzialmente Naftenico o essenzialmente Paraffinico può essere dotata di una partizione interna allo scopo di ottenere, anche in questo caso, singoli componenti Naftenici e/o Paraffinici ad elevato grado di purezza.
In particolare, il campo di temperature di esercizio della prima camera longitudinale à ̈ compreso tra 30°C e 300°C, preferibilmente tra 45°C e 220°C, e la pressione di esercizio à ̈ preferibilmente atmosferica o sub-atmosferica in funzione del solvente/miscela solventi prescelta, della sua tendenza alla degradazione termica e, se possibile, dei fluidi di riscaldamento disponibili sul sito.
In particolare, l'estrazione dalla prima camera longitudinale di una prima frazione di vapori di testa, comprendente essenzialmente idrocarburi Non-Aromatici, viene effettuata a una temperatura compresa tra 30°C e 180°C per tagli ampi (C6-C8), preferibilmente tra 45°C e 100°C per tagli stretti (C6). Detta temperatura dipende oltre che dalla pressione operativa della camera, dalla composizione dei Non-Aromatici da separare (taglio C6 con CicloPentano, taglio C6 senza CicloPentano, C6-C7, C6-C8, etc) arrivando alle temperature massime allorché si avrà a che fare con un taglio C6-C8.
In particolare, la frazione di testa essenzialmente Aromatica della prima sub-camera longitudinale viene estratta a una temperatura compresa tra 70°C e 160°C, preferibilmente tra 80°C e 110°C in presenza di tagli stretti C6.
In particolare, la concentrazione di Aromatici C6 o C6-C7 o C6-C8 o C6-C9 o C6-C9+ nella miscela grezza (ante frazionamento) à ̈ compresa tra il 2% e il 90% in volume, preferibilmente à ̈ compresa tra il 10% e l' 85% in volume. Tale concentrazione può variare notevolmente, in funzione della natura (NGL/ Nafta/Riformata/Benzina di Pirolisi) e del grezzo di provenienza della carica, del processo a cui à ̈ stata precedentemente sottoposta e dalle condizioni di severità a cui à ̈ stato condotto. Analogamente possono variare le concentrazioni negli stessi range di atomi di carbonio di Paraffine e Nafteni.
In particolare, il campo di temperature di esercizio della seconda camera longitudinale à ̈ compreso tra 30°C e 300°C, preferibilmente tra 45°C e 220°C, e la pressione di esercizio della seconda camera longitudinale à ̈ preferibilmente atmosferica o sub-atmosferica in funzione del solvente/miscela solventi prescelta, della sua tendenza alla degradazione termica e, se possibile, dei fluidi di riscaldamento disponibili sul sito.
In particolare, la frazione di testa essenzialmente Paraffinica viene estratta dalla seconda camera longitudinale a una temperatura compresa tra 30°C e 180°C in presenza di tagli ampi C6-C8, preferibilmente tra 40°C e 100°C in presenza di tagli ristretti C6. Detta temperatura dipende oltre che dalla pressione operativa della camera, dalla composizione delle Paraffine da separare (taglio C6 con presenza di C5, taglio C6-C7, taglio C6-C8) arrivando alle temperature massime allorché si avrà a che fare con un taglio C6-C8.
In particolare, la frazione di testa essenzialmente Naftenica della seconda sub-camera longitudinale viene estratta a una temperatura compresa tra 40°C e 160°C in presenza di tagli ampi C6-C8, preferibilmente tra 45°C e 110°C in presenza di tagli stretti C6.
Il procedimento prevede l'utilizzo di miscele di solventi sia nella prima camera longitudinale che nella seconda camera longitudinale, dette miscele di solventi possono in particolare essere costituite da - Sulfolano o N-MetilPirrolidone o N-Formil-Morfolina o TetraEtilenglicole come solvente primario della prima camera longitudinale in una frazione compresa tra il 99.9% e l'80%, preferibilmente tra il 99.9% ed il 90%: come solvente primario si possono in alternativa usare anche miscele di detti solventi con l'acqua che diviene il terzo solvente (si vedano Patents e letteratura citata);
- Acqua come solvente secondario della prima camera longitudinale in una frazione compresa tra lo 0.1% ed il 20%, preferibilmente tra lo 0.1% ed il 10%;
- Sulfolano o N-MetilPirrolidone o N-Formil-Morfolina o TetraEtilenglicole come solvente primario della seconda camera longitudinale in una frazione compresa tra il 99.9% e l'80%, preferibilmente tra il 99.9% e il 90%;
- Acqua come solvente secondario della seconda camera longitudinale in una frazione compresa tra lo 0.1% ed il 20%,preferibilmente tra lo 0.1% ed il 10%.
L'utilizzo dello stesso solvente primario e secondario (acqua) per le operazioni di distillazione estrattiva consente di dimezzare il numero di stoccaggi ad essi adibiti e di gestire in maniera integrata in particolare i ricicli dell'acqua e del solvente come un tecnico esperto nel settore può chiaramente intuire.
L' utilizzo dello stesso solvente primario e la disposizione adiacente delle due camere longitudinali inoltre facilitano l'integrazione termica rendendo esecutivamente più facile il recupero di eventuale calore di eccesso disponibile sul flusso del solvente alla seconda camera di distillazione estrattiva sui flussi ai quali risulta necessario cedere calore lato prima camera estrattiva o viceversa e/o alle eventuali colonne di frazionamento poste a monte, a valle o nel flusso tra le due colonne di distillazione estrattiva. La realizzazione di detti recuperi può essere agevolata attraverso l'ottimizzazione delle variabili pressione/temperatura e rapporto solvente primario/solvente secondario utilizzati per le due camere di distillazione estrattiva che vanno scelti caso per caso in funzione delle miscele di carica e dei prodotti desiderati.
Qualora oltre a N-Esano e ad altri idrocarburi paraffinici con 6 atomi di carbonio, Aromatici C6 (Benzene) e Naftenì C6 (MCP e Ciclo Esano)ed eventualmente C5 (CicloPentano), la miscela disponibile contenesse idrocarburi a minor e maggior n° di atomi di carbonio, la stessa dovrebbe essere preventivamente pre-f razionata con tecnica nota, qui non dettagliata.
Un ulteriore vantaggio inoltre à ̈ dato dalla possibilità di rigenerare solvente prelevato dal fondo della seconda camera longitudinale ed alimentarlo rigenerato alla 1 camera longitudinale. Il viceversa à ̈ anche possibile ma non à ̈ consigliato allorché il tenore di aromatici residui specificati per i nafteni da produrre debba essere molto basso (<100 ppm).
In figura 9A/9B sono rappresentati schematicamente processi secondo l'invenzione per l'ottenimento di (9A) Benzene e Cicloesano puri come prodotti principali; Paraffine C6 (o anche nC6 a seconda della carica utilizzata e di come avviene il primo prefrazionamento nella sezione 100) ed uno stream ricco in Metilciclopentano come sottoprodotti e di (9B) Benzene e Normal-Esano puri come prodotti principali; Nafteni C6 ed uno stream ricco in Isoesani (ad elevato numero di ottano) come sottoprodotti, facendo uso della colonna divisa internamente, longitudinalmente, in due camere di destra e di sinistra per l'esecuzione delle Distillazioni Estrattive Consecutive.
L'unita' di processo può includere:
1. una sezione 100 di prefrazionamento della carica, realizzata secondo tecnica nota ed alimentata, come esempi non limitativi con cariche idrocarburiche quali quelle descritte nelle Tabelle 1-9;
2. una colonna per le distillazioni estrattive consecutive comprendente le due camere longitudinali 200 e 300 comprensive delle sezioni I, II, III, IV e all'interno di ciascuna delle quali camere sono ricavate sub-camere per le sezioni IIIs e IIId di recupero Aromatici e Nafteni rispettivamente;
3. apparecchiature ausiliarie alla colonna sono, oltre agli interni delle varie sezioni costituiti da piatti di frazionamento o preferibilmente da riempimenti strutturati, distributori di liquido/vapori, piatti camino di separazione delle sezioni III e IV rispettivamente, pompe di riciclo del mix solventi rigenerato di fondo camere 200 e 300(P4 e P40), ribollitori E6 ed E16 di fondo, ribollitori laterali E5 ed E15 per il recupero di Aromatici e Nafteni, preriscaldatori della/delle cariche (E3 nell'esempio),refrigeranti finali dei solventi E2 ed E12 atti a controllare la temperatura di alimento solventi alle camere di distillazione estrattiva (tra sezione I e sezione II), condensatori dei vapori di Aromatici e Nafteni recuperati E4 ed E14, ricevitori/separatori V2 e V4 di detti idrocarburi recuperati dal co-solvente acqua di stripping trascinata, pompe P3 e P30 di invio a stoccaggio/riflusso Aromatici/Nafteni, pompe di recupero/riciclo co-solvente acqua da detti separatori (non rappresentate nella figura), condensatore dei vapori paraffinici E11 di testa camera 300, ricevitore/separatore V3 del condensato paraffinico e dei trascinamenti di acqua, pompe PIO di riflusso/invio a recupero dell'acqua di lavaggio/ riflusso degli idrocarburi paraffinici di testa camera 300, pompe P20 di invio a stoccaggio /invio a riflusso camera 200 degli idrocarburi paraffinici; le pompe P30 inviano l'intermedio Naftenico recuperato dalla camera di distillazione estrattiva 300 alla colonna di frazionamento (400f).
Nel caso dello schema di cui alla fig. 9A, colonna 400f di frazionamento Nafteni; detta colonna, provvista di interni (piatti o riempimenti) à ̈ altresì dotata di condensatore E50 dei vapori di testa, ricevitore V50 del condensato, pompe P50 di riflusso/invio a stoccaggio del taglio naftenico leggero ricco di Metilciclopentano, ribollitore di fondo colonna E51 alimentato con vapore a bassa pressione condensante di livello termico adeguato o in alternativa da correnti di risulta di solvente rigenerato da fondo camere 200 e/o 300 a seconda del bilancio termico delle varie unità /sezioni del processo, pompe P52 di invio a stoccaggio del Cicloesano puro ottenuto di fondo alla colonna 400.
Nel caso dello schema di cui alla fig. 9B, colonna 400f di frazionamento Paraffine; detta colonna, provvista di interni (piatti o riempimenti) à ̈ altresì dotata di condensatore E50 dei vapori di testa, ricevitore V50 del condensato, pompe P50 di riflusso/invio a stoccaggio delle iso-Paraffine C6, pompe di fondo colonna 400, P52 per l'invio a stoccaggio del Normal-Esano prodotto, ribollitore E51 di fondo colonna alimentato con vapore a bassa pressione condensante di livello termico adeguato o in alternativa da correnti di risulta di solvente rigenerato da fondo camere 200 e/o 300 a seconda del bilancio termico delle varie unità /sezioni del processo .
In dettaglio:
La carica idrocarburica FI, proveniente da uno stoccaggio dedicato, viene alimentata alla sezione 100 di prefrazionamento dove con tecnica nota vengono rimosse le frazioni leggere C6 e più leggeri non desiderati e le frazioni pesanti C7 e più pesanti non desiderate. Nel caso di fig. 9B, l'intervallo di distillazione del prodotto F2 di questa sezione sarà centrato su un taglio C6 con un intervallo di distillazione tale da escludere la presenza di Paraffine a punto di ebollizione superiore al N-Esano.
Detta sezione 100 di prefrazionamento può far parte o no dello stesso complesso industriale nel quale viene o si pensi di installare l'unità di distillazioni estrattive consecutive. Nel caso detta sezione fosse installata altrove il taglio idrocarburico di interesse da essa ottenuto dovrebbe essere stoccato in opportuno stoccaggio ed alimentato (F2) alla colonna di distillazioni Estrattive Consecutive. Nel caso la sezione fosse installata nel complesso industriale di cui alla Colonna di Distillazioni Estrattive Consecutive quest' ultima colonna potrebbe essere alimentata dal taglio prodotto dalla stessa (F2), come pure da taglio di provenienza esterna al sito (F3).
La carica idrocarburica pretrattata (F2+F3) viene preriscaldata negli scambiatori E3 a mezzo di calore di recupero reso disponibile dal mix solvente rigenerato di fondo camera 200 della Colonna di Distillazioni Estrattive Consecutive (CDEC). Detta carica viene quindi alimentata alla camera 200 della CDEC in zona intermedia tra le zone II e III di detta camera.
Nella camera 200,di sinistra della CDEC si realizzano le separazioni tra Aromatici e non-Aromatici con l'ausilio della miscela di solventi utilizzata .
Rispettivamente :
- la sezione I ha lo scopo di recuperare tracce del solvente (primario) dai non-aromatici;
- la sezione II Ã ̈ la sezione di rettifica nella quale i non-Aromatici sono ripuliti, con l'ausilio del mix-solventi, dagli Aromatici;
- la sezione III o III principale ( ) Ã ̈ la sezione di Strippaggio, nella quale in particolare gli Aromatici sono ripuliti dalla presenza di non-Aromatici nella miscela coi solventi;
- la sub-sezione IIIs, Ã ̈ la rettifica laterale per la rimozione del solvente (solvente primario) dagli Aromatici recuperati;
- la sezione IV, à ̈ la sezione di strippaggio del solvente, nella quale il solvente à ̈ ripulito dalla presenza di Aromatici prima di essere riciclato .
La sezione III à ̈ suddivisa dalla sub-sezione IIIs (sinistra) attraverso un muro che dà forma a due aree separate nelle quali come noto i vapori entranti hanno la stessa composizione ed il loro contenuto di non-Aromatici deve essere in linea con la qualità richiesta per gli Aromatici puri.
I vapori di testa della camera 200, costituiti da Non-Aromatici praticamente esenti da Aromatici, sono alimentati con opportuno distributore, attraverso un opportuno canale realizzato nella parete longitudinale (eventualmente doppia parete) di divisione tra le camere 200 e 300, alla camera 300 in una zona intermedia tra le sezioni II e III di detta camera longitudinale 300.
In testa alla colonna, sopra la sezione I, Ã ̈ praticata anche una apertura per l'introduzione, con opportuno distributore di liquido, del riflusso preferibilmente acquoso ovvero parzialmente acquoso e parzialmente costituito da Non-Aromatici di provenienza esterna (F5)e/o costituito da Idrocarburi Paraffinici di testa camera 300 e/o costituito da Idrocarburi Naftenici di testa subsezione IIId (destra).
La camera 200 riceve inoltre la miscela solventi MSI in zona compresa tra le sezioni I e II, attraverso una opportuna apertura per l'introduzione, con opportuno distributore per la miscela solventi liquida. La miscela solventi può essere costituita da un solvente primario, Sulfolano o N-MetilPirrolidone o N-Formil-Morfolina o TetraEtilenglicole (solvente primario della camera longitudinale 200) in una frazione compresa tra il 99.9% e l'80%, preferibilmente tra il 99.9% ed il 90 e da Acqua come solvente secondario della prima camera longitudinale in una frazione compresa tra lo 0.1% ed il 20%, preferibilmente tra lo 0.1% ed il 10%: come solvente primario si possono in alternativa usare anche miscele di detti solventi con l'acqua che diviene il terzo solvente.
Tipicamente la camera 200 di distillazione estrattiva può includere un numero qualsivoglia di piatti equivalenti; a titolo di esempio la stessa può prevedere un numero di piatti equivalenti pari a 100;la sezione I potrebbe prevedere un n° di piatti equivalenti pari a 20 (allo scopo di limitare i ppm di Aromatici presenti nei Non-Aromatici e quindi nel Cicloesano) .
In aggiunta deve essere limitato il contenuto di aromatici entranti con il riflusso 6 (possibilmente al di sotto dei 50 ppm).
La sezione II può a titolo di esempio prevedere 15 piatti equivalenti.
Il rapporto MSI/ (F2+F3),mix solventi/mix di carica può variare tra 1:1 e 20:1 in dipendenza del mix di solventi prescelto, delle condizioni operative della camera e della composizione del mix di carica.
La sezione III e la sub-sezione IIIs a titolo di esempio possono prevedere 40 piatti equivalenti.
La sezione III e la IV sono separate da un piatto camino che deve garantire il necessario battente di lìquido per la circolazione al ribolliture laterale E5.
La sezione IV può a titolo di esempio prevedere 25 piatti equivalenti.
I vapori di Aromatici vengono estratti attraverso un'apertura praticata sulla sommità della sub-camera IIIs, condensati nei condensatori E4 raggiungono poi il separatore V2 dotato di mammellone per la separazione idrocarburi Aromatici -solvente secondario (acqua).
Gli idrocarburi Aromatici separati dall'acqua nel separatore di cui sopra, vengono prelevati dalle pompe P3 ed inviati parte a riflusso sopra l'ultimo piatto della sezione IIIs attraverso opportuna apertura nella camera 200 ed opportuno distributore e, parte, a stoccaggio costituendo il prodotto Aromatico richiesto.
L'acqua separata nel mammellone del separatore V2 viene recuperata tramite pompe, non mostrate in figura, e rimessa in circolo.
Dal piatto camino PCs della camera 200, viene prelevato solvente ricco dal quale debbono essere recuperate le frazioni aromatiche strippate nella sezione III. A tale scopo detto solvente tramite opportuna apertura e tubazione alimenta il ribollitore laterale E5, alimentato con solvente rigenerato caldo; il solvente ricco parzialmente vaporizzato rientra in colonna con opportuna apertura e distributore vapore-liquido collocato in area sovrastante al piatto camino PCs di cui sopra.
Dal fondo della camera 200 à ̈ praticata una prima apertura per il prelievo del solvente praticamente esente da idrocarburi Aromatici, tramite opportuna tubazione e pompe P4, da riciclare in testa alla sezione II previi opportuni recuperi di calore e condizionamento termico; da una seconda apertura viene prelevato il solvente da ricircolare al ribollitore di fondo E6 nel quale viene fornito il complemento di calore necessario alla distillazione estrattiva: detto ribollitore può essere alimentato con vapore ad alta pressione ovvero da altra fonte di adeguato livello termico (Hot - oil, forno ribollitore, ...).
I vapori Non Aromatici di carica alla camera 300,come sopra citato, vengono alimentati alla camera suddetta tramite opportuno canale e distributore praticati all'interno della parete (eventualmente doppia) divisoria delle camere 200 e 300 e rispettivamente tra la sezione II e III della camera 300.
Come già detto, eventuale carica non-aromatica proveniente da stoccaggio potrebbe essere alimentata tramite linea 6 in testa alla sezione I della camera 200.
Nella camera 300, di destra della CDEC si realizzano le separazioni tra Nafteni e Paraffine con l'ausilio della miscela di solventi utilizzata.
Rispettivamente :
- la sezione I ha lo scopo di recuperare tracce del solvente (primario)dalle Paraffine;
- la sezione II Ã ̈ la sezione di rettifica nella quale le Paraffine sono ripulite, con l'ausilio del mix-solventi, dai Nafteni;
- la sezione III Ã ̈ la sezione di Strippaggio, nella quale in particolare i Nafteni sono ripuliti dalla presenza di Paraffine nella miscela coi solventi;
- la sub-sezione IIId à ̈ la rettifica laterale per la rimozione del solvente (solvente primario) dai Nafteni recuperati;
- la sezione IV à ̈ la sezione di Strippaggio del solvente, nella quale il solvente à ̈ ripulito dalla presenza di Nafteni prima di essere riciclato.
La sezione III à ̈ suddivìsa dalla sub-sezione IIId (destra) attraverso un muro che dà forma a due aree separate nelle quali come noto i vapori entranti hanno la stessa composizione ed il loro contenuto di Paraffine deve essere in linea con la qualità richiesta per i Nafteni (Cicloesano) puri.
I vapori di testa della camera 300, costituiti da Paraffine praticamente esenti da Nafteni, sono inviati tramite opportuna apertura e tubazione ai condensatori Eli e da qui al ricevitore V3 con opportuno mammellone per la separazione dell' acqua trascinata dalle Paraffine: da qui la fase acquosa separata nel mammellone viene ripresa tramite le pompe PIO ed inviata, almeno in parte, come riflusso attraverso opportuna tubazione, apertura e distributore relativo, in testa alla camera 300. Una seconda parte della fase acquosa viene invece inviata a recupero. La fase idrocarburica Paraffinica, ripresa dalle pompe P20 viene inviata, nell'alternativa di processo 9A a stoccaggio, nel caso di processo 9B alla colonna di frazionamento 400f ovvero,in parte, a fare da riflusso alla camera 200.
La camera 300 riceve inoltre la miscela solventi MS2 in zona compresa tra le sezioni I e II, attraverso una opportuna apertura per l'introduzione, con opportuno distributore per la miscela solventi liquida. La miscela solventi può essere costituita da un solvente primario, Sulfolano o N-MetilPirrolidone o N-Formil-Morfolina o TetraEtilenglicole (solvente primario della camera longitudinale 200) in una frazione compresa tra il 99.9% e l'80%, preferibilmente tra il 99.9% ed il 90 e da Acqua come solvente secondario della prima camera longitudinale in una frazione compresa tra lo 0.1% ed il 20%, preferibilmente tra lo 0.1% ed il 10%: come solvente primario si possono in alternativa usare anche miscele di detti solventi con l'acqua che diviene il terzo solvente.
Tipicamente la camera 300 di distillazione estrattiva può includere un numero qualsivoglia di piatti equivalenti; a titolo di esempio la stessa può prevedere un numero di piatti equivalenti pari a 100; la sezione I potrebbe prevedere un n" di piatti equivalenti pari a 20 (nel caso del processo di cui a fig. 9A può non essere economicamente giustificato limitare i ppm di Nafteni presenti nelle Paraffine e pertanto detto numero di piatti potrebbe essere dettato solamente dall'entità delle perdite di solvente primario mentre nel caso del processo di cui in fig. 9B a seconda che si voglia ottenere un N-Esano ad elevata purezza o meno può essere economicamente giustificato limitare i ppm di Nafteni presenti nelle Paraffine).
La sezione II può a titolo di esempio prevedere 15 piatti equivalenti.
Il rapporto MS2(mix solventi)/mix di carica da testa camera 200 può variare tra 1:1 e 20:1 in dipendenza del mix di solventi prescelto, delle condizioni operative della camera 300 e della composizione del mix di carica a detta camera.
La sezione III e la sub-sezione IIId a titolo di esempio possono prevedere 40 piatti equivalenti (in questo caso essendo la differenza di affinità per i solventi di Paraffine e Nafteni meno pronunciata di quella tra Non-Aromatici e Aromatici, il numero di piatti richiesto per un buono stripping delle Paraffine potrebbe essere superiore).
La sezione III e la IV sono separate da un piatto camino che deve garantire il necessario battente di liquido per la circolazione al ribollitore laterale E15.
La sezione IV può a titolo di esempio prevedere 25 piatti equivalenti.
I vapori di Nafteni vengono estratti attraverso un'apertura praticata sulla sommità della sub-camera IIId, condensati nei condensatori E14 raggiungono poi il separatore V4 dotato di mammellone per la separazione idrocarburi Naftenici-solvente secondario (acqua) .
Gli idrocarburi Naftenici, ricchi in Metìlciclopentano, separati dall'acqua nel separatore di cui sopra, vengono prelevati dalle pompe P30 ed inviati parte a riflusso sopra l'ultimo piatto della sezione IIId attraverso opportuna apertura nella camera 300 ed opportuno distributore e, parte, nel caso del processo di cui alla fig. 9A alla colonna di frazionamento 400f per la separazione di Cicloesano puro dai Nafteni più leggeri (stream ricco in Metilciclopentano), mentre nel caso del processo di cui alla fig. 9B, allo stoccaggio dedicato.
L'acqua separata nel mammellone del separatore V4 viene recuperata tramite pompe, non mostrate in figura, e rimessa in circolo.
Dal piatto camino PCd della camera 300, viene prelevato solvente ricco dal quale debbono essere recuperate le frazioni Nafteniche strippate nella sezione III. A tale scopo detto solvente tramite opportuna apertura e tubazione alimenta il ribollitore laterale E15, alimentato con solvente rigenerato caldo; il solvente ricco parzialmente vaporizzato rientra in colonna con opportuna apertura e distributore vapore-liquido collocato in area sovrastante al piatto camino PCd di cui sopra.
Dal fondo della camera 300 à ̈ praticata una prima apertura per il prelievo del solvente praticamente esente da idrocarburi Naftenici, tramite opportuna tubazione e pompe P40, da riciclare in testa alla sezione II previi opportuni recuperi di calore e condizionamento termico; da una seconda apertura viene prelevato il solvente da ricircolare al ribollitore di fondo E16 nel quale viene fornito il complemento di calore necessario alla distillazione estrattiva: detto ribollitore può essere alimentato con vapore ad alta pressione ovvero da altra fonte di adeguato livello termico (Hot - oil, forno ribollitore, ...).
Nel caso del processo di cui alla fig. 9A, la frazione Naftenica prodotta dalla camera 300 sub sezione IIId viene alimentata via pompe P30 e linea 53 alla colonna 400f.
Detta colonna realizza, con tecniche note, la separazione del Cicloesano puro, di fondo, dai nafteni più leggeri (stream ricco in Metilciclopentano con eventuale presenza oltre al Cicloesano di Ciclopentano).
Il calore per ribollire detta colonna potrebbe essere almeno in parte fornito dal/dai solventi di fondo camere 200/300.
Il Cicloesano puro di fondo colonna à ̈ inviato a stoccaggio tramite le pompe P52.
I vapori di testa della colonna 400, condensati nei condensatori E50 confluiscono nel ricevitore V50: da questo il liquido condensato, via pompe P50 viene in parte riflussato alla colonna 400 ed in parte inviato a stoccaggio.
Nel caso del processo di cui alla fig. 9B, la frazione Paraffinica netta prodotta in testa alla camera 300 e raccolta nel ricevitore V3, viene alimentata via pompe P20 e linee 45/45' alla colonna 400f .
Detta colonna realizza, con tecniche note, la separazione del Normal-Esano qualità solvente (per usi alimentari o industriali vari), di fondo, dalle Paraffine più leggere (essenzialmente iso-C6).
II calore per ribollire detta colonna à ̈ fornito dal ribollitore E51 alimentato con vapore a bassa pressione condensante di livello termico adeguato: una parte di detto calore potrebbe essere fornita dal/dai solventi di fondo camere 200/300.
Il Normal-Esano di qualità voluta, di fondo colonna, à ̈ inviato a stoccaggio tramite le pompe P52 .
I vapori di testa della colonna 400 (essenzialmente iso-esani) , condensati nei condensatori E50 confluiscono nel ricevitore V50: da questo il liquido condensato, via pompe P50 viene in parte riflussato alla colonna 400 ed in parte inviato a stoccaggio.
Nelle Fig. 10A/B e C sono illustrate varianti ai processi di cui alle fig. 9A e fig. 9B precedenti nelle quali la Colonna per le Distillazioni Estrattive Consecutive presenta due camere 200 e 400 totalmente separate e non comunicanti tra loro. La rettifica, nella colonna 300, dell'intermedio Non-Aromatico ottenuto dopo la prima Distillazione Estrattiva per l'ottenimento dei prodotti puri Naftenici (Ciclo-Esano o MetilCiclo-Pentano o Ciclo-Pentano)o Paraffinici (N-Esano) desiderati à ̈ condotta prima di eseguire la seconda Distillazione Estrattiva .
Lo svantaggio di questo processo à ̈ quello di dover prevedere un oneroso sistema di condensazione, accumulo, riflusso e trasferimento-alimentazione alla colonna 300 che nelle alternative 9A e 9B non erano necessari. In questo caso tuttavia, à ̈ possibile ridurre le dimensioni della camera 400 poiché i sottoprodotti Non-Aromatici indesiderati sono, almeno in parte, rimossi per distillazione.
L' alternativa 10C evidenzia la possibilità di far marciare a campagne la sezione 300 e 400 conseguendo alternativamente la produzione di Cicloesano puro o MetilCicloPentano puro mentre la camera 200 continuerà a produrre Benzene e Non-Aromatici che potranno essere alimentati alla sezione 300 ovvero essere stoccati nel serbatoio dei Non-aromatici per essere ripresi successivamente come feedstock F5.
Nell'alternativa di processo di cui alla fig.11 Ã ̈ rappresentato schematicamente un processo secondo l'invenzione per l'ottenimento di miscele Aromatiche BT o BTX (o TX, XC9 o TXC9) con intervallo di distillazione contenuto e contemporaneamente delle corrispondenti miscele Nafteniche (NC6-NC7, NC6-NC7-NC8 o NC7-NC8, NC8-NC9 o NC7-NC8-NC9)e Normal-Para (P6-P7, P6-P7-P8 o P7-P8, P8-P9 o P7P8-P9) pure, facendo uso della colonna divisa internamente, longitudinalmente, in due camere di destra e di sinistra per l'esecuzione delle Distillazioni Estrattive Consecutive.
L'unita' di processo in questo caso non prevede le fasi dì prefrazionamento e/o postfrazionamento (sezioni 100 e 400f) mentre include gli altri componenti propri delle soluzioni 9A/9B per la colonna di Distillazioni Estrattive Consecutive (CDEC) che tralasciamo di descrivere.
Le pompe P30, in questo caso, inviano i Nafteni recuperati dalla camera di distillazione estrattiva 300 allo stoccaggio dedicato.
In dettaglio, per gli schemi di processo che prevedono l'uso della canala di comunicazione tra una camera e l'altra della Colonna di Distillazioni Estrattive Consecutive (CDEC).
La carica idrocarburica FI, proveniente da uno stoccaggio dedicato, viene preriscaldata negli scambiatori E3 a mezzo di calore di recupero reso disponibile dal mix solvente rigenerato di fondo camera 200 della Colonna di Distillazioni Estrattive Consecutive (CDEC). Detta carica viene quindi alimentata alla camera 200 della CDEC in zona intermedia tra le zone II e III di detta camera.
Nella camera 200, di sinistra della CDEC si realizzano le separazioni tra Aromatici e non-Aromatici con l'ausilio della miscela di solventi utilizzata .
Rispettivamente :
- la sezione I ha lo scopo di recuperare tracce del solvente (primario)dai non-aromatici;
- la sezione II Ã ̈ la sezione di rettifica nella quale i non-Aromatici sono ripuliti,con l'ausilio del mix-solventi, dagli Aromatici;
- la sezione III Ã ̈ la sezione di Strippaggio, nella quale in particolare gli Aromatici sono ripuliti dalla presenza di non-Aromatici nella miscela coi solventi;
- la sub-sezione IIIs à ̈ la rettifica laterale per la rimozione del solvente (solvente primario) dagli Aromatici recuperati;
- la sezione IV à ̈ la sezione di Strippaggio del solvente, nella quale il solvente à ̈ ripulito dalla presenza di Aromatici prima di essere riciclato.
La sezione III à ̈ suddivisa dalla sub-sezione IIIs (sinistra) attraverso un muro che dà forma a due aree separate nelle quali come noto i vapori entranti hanno la stessa composizione ed il loro contenuto di non-Aromatici deve essere in linea con la qualità richiesta per gli Aromatici puri.
I vapori di testa della camera 200, costituiti da Non-Aromatici praticamente esenti da Aromatici, sono alimentati con opportuno distributore, attraverso un opportuno canale realizzato nella parete longitudinale (eventualmente doppia parete) di divisione tra le camere 200 e 300, alla camera 300 in una zona intermedia tra le sezioni II e III di detta camera longitudinale 300.
In testa alla colonna, sopra la sezione I, Ã ̈ praticata anche una apertura per l'introduzione, con opportuno distributore di liquido, del riflusso preferibilmente acquoso ovvero parzialmente acquoso e parzialmente costituito da Non-Aromatici di provenienza esterna (F2) e/o costituito da Idrocarburi Paraffinici di testa camera 300 e/o Idrocarburi Naftenici di testa sub-camera IIId.
La camera 200 riceve inoltre la miscela solventi MSI in zona compresa tra le sezioni I e II, attraverso una opportuna apertura per l'introduzione, con opportuno distributore per la miscela solventi liquida. La miscela solventi può essere costituita da un solvente primario, Sulfolano o N-MetilPirrolidone o N-Formil-Morfolina o TetraEtilenglicole (solvente primario della camera longitudinale 200) in una frazione compresa tra il 99.9% e l'80%, preferibilmente tra il 99.9% ed il 90 e da Acqua come solvente secondario della prima camera longitudinale in una frazione compresa tra lo 0.1% ed il 20%, preferibilmente tra lo 0.1% ed il 10%: come solvente primario si possono in alternativa usare anche miscele di detti solventi con l'acqua che diviene il terzo solvente.
Tipicamente la camera 200 di distillazione estrattiva può includere un numero qualsivoglia di piatti equivalenti; a titolo di esempio la stessa può prevedere un numero di piatti equivalenti pari a 100; la sezione I potrebbe prevedere un n° di piatti equivalenti pari a 20 (ciò può essere dettato dalla necessità o meno di limitare i ppm di Aromatici presenti nei Non-Aromatici).
In aggiunta può essere necessario limitare il contenuto di aromatici entranti con il riflusso 6 (ad esempio al di sotto dei 50 ppm).
La sezione II può a titolo di esempio prevedere 15 piatti equivalenti.
Il rapporto MSI/ (FI), mix solventi/mix di carica può variare tra 1:1 e 20:1 in dipendenza del mix di solventi prescelto, delle condizioni operative della camera e della composizione del mix di carica.
La sezione III e la sub-sezione IIIs a titolo di esempio possono prevedere 40 piatti equivalenti.
La sezione III e la IV sono separate da un piatto camino che deve garantire il necessario battente di liquido per la circolazione al ribolliture laterale E5.
La sezione IV può a titolo di esempio prevedere 25 piatti equivalenti.
I vapori di Aromatici vengono estratti attraverso un'apertura praticata sulla sommità della sub-camera IIIs, condensati nei condensatori E4 raggiungono poi il separatore V2 dotato di mammellone per la separazione idrocarburi Aromatici -solvente secondario (acqua).
Gli idrocarburi Aromatici separati dall'acqua nel separatore di cui sopra, vengono prelevati dalle pompe P3 ed inviati parte a riflusso sopra l'ultimo piatto della sezione IIIs attraverso opportuna apertura nella camera 200 ed opportuno distributore e, parte, a stoccaggio costituendo il prodotto Aromatico richiesto.
L'acqua separata nel mammellone del separatore V2 viene recuperata tramite pompe, non mostrate in figura, e rimessa in circolo.
Dal piatto camino PCs della camera 200, viene prelevato solvente ricco dal quale debbono essere recuperate le frazioni aromatiche strippate nella sezione III. A tale scopo detto solvente tramite opportuna apertura e tubazione alimenta il ribollitore laterale E5, alimentato con solvente rigenerato caldo; il solvente ricco parzialmente vaporizzato rientra in colonna con opportuna apertura e distributore vapore-liquido collocato in area sovrastante al piatto camino PCs di cui sopra.
Dal fondo della camera 200 à ̈ praticata una prima apertura per il prelievo del solvente praticamente esente da idrocarburi Aromatici, tramite opportuna tubazione e pompe P4, da riciclare in testa alla sezione II previi opportuni recuperi di calore e condizionamento termico; da una seconda apertura viene prelevato il solvente da ricircolare al ribollitore di fondo E6 nel quale viene fornito il complemento di calore necessario alla distillazione estrattiva: detto ribollitore può essere alimentato con vapore ad alta pressione ovvero da altra fonte di adeguato livello termico (Hot - oil, forno ribollitore, ...).
I vapori Non Aromatici di carica alla camera 300, come sopra citato, vengono alimentati alla camera suddetta tramite opportuno canale e distributore praticati all'interno della parete (eventualmente doppia) divisoria delle camere 200 e 300 e rispettivamente tra la sezione II e III della camera 300.
Come già detto eventuale carica Non-Aromatica proveniente da stoccaggio potrebbe essere alimentata tramite linea 6 in testa alla sezione I della camera 200.
Nella camera 300, di destra della CDEC si realizzano le separazioni tra Nafteni e Paraffine con l'ausilio della miscela di solventi utilizzata.
Rispettivamente :
- la sezione I ha lo scopo di recuperare tracce del solvente (primario) dalle Paraffine;
- la sezione II Ã ̈ la sezione di rettifica nella quale le Paraffine sono ripulite, con l'ausilio del mix-solventi, dai Nafteni;
- la sezione III Ã ̈ la sezione di Strippaggio, nella quale in particolare i Nafteni sono ripuliti dalla presenza di Paraffine nella miscela coi solventi;
- la sub-sezione IIId à ̈ la rettifica laterale per la rimozione del solvente (solvente primario) dai Nafteni recuperati;
- la sezione IV à ̈ la sezione di Strippaggio del solvente, nella quale il solvente à ̈ ripulito dalla presenza di Nafteni prima di essere riciclato.
La sezione III à ̈ suddivisa dalla sub-sezione IIId (destra) attraverso un muro che dà forma a due aree separate nelle quali come noto i vapori entranti hanno la stessa composizione ed il loro contenuto di Paraffine deve essere in linea con la qualità richiesta per i Nafteni puri.
I vapori di testa della camera 300, costituiti da Paraffine praticamente esenti da Nafteni, sono inviati tramite opportuna apertura e tubazione ai condensatori Eli e da qui al ricevitore V3 con opportuno mammellone per la separazione dell'acqua trascinata dalle Paraffine: da qui la fase acquosa separata nel mammellone viene ripresa tramite le pompe PIO ed inviata, almeno in parte, come riflusso attraverso opportuna tubazione, apertura e distributore relativo, in testa alla camera 300. Una seconda parte della fase acquosa viene invece inviata a recupero. La fase idrocarburica Paraffinica, ripresa dalle pompe P20 viene inviata alla stoccaggio dedicato e, se richiesto, in parte, a fare da riflusso alla camera 200.
La camera 300 riceve inoltre la miscela solventi MS2 in zona compresa tra le sezioni I e II, attraverso una opportuna apertura per 1'introduzione, con opportuno distributore per la miscela solventi liquida. La miscela solventi può essere costituita da un solvente primario, Sulfolano o N-MetilPirrolidone o N-Formil-Morfolina o TetraEtilenglicole (solvente primario della camera longitudinale 200) in una frazione compresa tra il 99.9% e l' 80%, preferibilmente tra il 99.9% ed il 90 e da Acqua come solvente secondario della prima camera longitudinale in una frazione compresa tra lo 0.1% ed il 20%, preferibilmente tra lo 0.1% ed il 10%: come solvente primario si possono in alternativa usare anche miscele di detti solventi con l'acqua che diviene il terzo solvente.
Tipicamente la camera 300 di distillazione estrattiva può includere un numero qualsivoglia di piatti equivalenti; a titolo di esempio la stessa può prevedere un numero di piatti equivalenti pari a 100; la sezione I potrebbe prevedere un numero di piatti equivalenti pari a 20 (in questo caso si deve valutare se per ottenere una miscela Paraffinica ad elevata purezza può o meno può essere economicamente giustificato limitare i ppm di Nafteni presenti nelle Paraffine aggiungendo piatti equivalenti alla sezione) .
La sezione II può a titolo di esempio prevedere 15 piatti equivalenti.
Il rapporto MS2 (mix solventi)/mix di carica da testa camera 200 può variare tra 1:1 e 20:1 in dipendenza del mix di solventi prescelto, delle condizioni operative della camera 300 e della composizione del mix di carica a detta camera.
La sezione III e la sub-sezione IIId a titolo di esempio possono prevedere 40 piatti equivalenti (in questo caso essendo la differenza di affinità per i solventi di Paraffine e Nafteni meno pronunciata di quella tra Non-Aromatici e Aromatici, il numero di piatti richiesto per un buono stripping delle Paraffine potrebbe essere superiore).
La sezione III e la IV sono separate da un piatto camino che deve garantire il necessario battente di liquido per la circolazione al ribollitore laterale E15.
La sezione IV può a titolo di esempio prevedere 25 piatti equivalenti.
I vapori di Nafteni vengono estratti attraverso un'apertura praticata sulla sommità della sub-camera Illd, condensati nei condensatori E14 raggiungono poi il separatore V4 dotato di mammellone per la separazione idrocarburi Naftenici-solvente secondario (acqua) .
Gli idrocarburi Naftenici, separati dall'acqua nel separatore di cui sopra, vengono prelevati dalle pompe P30 ed inviati parte a riflusso sopra l'ultimo piatto della sezione IIId attraverso opportuna apertura nella camera 300 ed opportuno distributore e, parte, allo stoccaggio dedicato.
L'acqua separata nel mammellone del separatore V4 viene recuperata tramite pompe, non mostrate in figura, e rimessa in circolo.
Dal piatto camino PCd della camera 300, viene prelevato solvente ricco dal quale debbono essere recuperate le frazioni Nafteniche strippate nella sezione III. A tale scopo detto solvente tramite opportuna apertura e tubazione alimenta il ribollitore laterale E15, alimentato con solvente rigenerato caldo; il solvente ricco parzialmente vaporizzato rientra in colonna con opportuna apertura e distributore vapore-liquido collocato in area sovrastante al piatto camino PCd di cui sopra.
Dal fondo della camera 300 à ̈ praticata una prima apertura per il prelievo del solvente praticamente esente da idrocarburi Naftenici, tramite opportuna tubazione e pompe P40, da riciclare in testa alla sezione II previi opportuni recuperi di calore e condizionamento termico; da una seconda apertura viene prelevato il solvente da ricircolare al ribollitore di fondo E16 nel quale viene fornito il complemento di calore necessario alla distillazione estrattiva: detto ribollitore può essere alimentato con vapore ad alta pressione ovvero da altra fonte di adeguato livello termico (Hot - oil, forno ribollitore, ...).
Claims (19)
1. Colonna per distillazioni estrattive consecutive, in particolare di una miscela idrocarburica grezza comprendente idrocarburi aromatici, naftenici e paraffinici, comprendente un contenitore allungato verticale provvisto di una testa, un fondo e una parete divisoria interna che si estende verticalmente dal fondo alla testa del detto contenitore e divide il suo volume interno definendo una prima camera longitudinale (200) ed una seconda camera longitudinale (300), adiacenti, internamente a detta colonna, in cui ciascuna di dette camere (200 e 300) comprende almeno quattro sezioni (I, II, III, IV), di cui una sezione mediana (III) , una sezione di rigenerazione di solvente (IV) disposta sotto detta sezione mediana, una sezione di separazione di un componente affine (II) disposta sopra detta sezione mediana ed una sezione di recupero di solvente trascinato da una frazione meno affine (I), detta sezione mediana (III) essendo suddivisa in una sezione principale di strippaggio ( ) componenti non affini al solvente, disposta convenientemente ma non necessariamente verso interno della colonna e una subsezione di rettifica laterale per la rimozione di solvente dai componenti affini (IIIs in camera 200 e Illd in camera 300), disposta convenientemente ma non necessariamente verso l’esterno della colonna, per mezzo di una parete divisoria verticale della sezione mediana disposta all'interno della sezione mediana (III), in cui detta sezione principale ( ) à ̈ aperta alla sommità e al fondo e detta subsezione (IIIs, IIId) à ̈ aperta al fondo e chiusa alla sommità in modo che detta sezione principale (IIIp) e detta subsezione (IIId, IIIs) sono comunicanti tra di loro solo attraverso una zona superiore di detta sezione di rigenerazione o strippaggio del solvente (IV), un piatto camino essendo disposto sotto la sezione mediana (III, e IIIs/IIId); detta prima camera (200) avendo un ingresso per la miscela idrocarburica grezza disposta tra detta sezione mediana (III) e detta sezione di separazione della prima camera (200) e un ingresso per solventi disposto tra detta sezione di separazione o rettifica non-aromatici (II) e detta sezione di recupero di solvente (I) della prima camera (200); detta seconda camera (300) avendo un ingresso per una miscela idrocarburica comprendente idrocarburi naftenici e paraffinici in una zona tra detta sezione mediana (III) e detta sezione di separazione (II) della seconda camera (300) e un secondo ingresso per solventi disposto tra detta sezione di separazione o rettifica paraffine (II) e detta sezione di recupero di solvente (I) della seconda camera (300); e opzionalmente un canale di collegamento tra lo spazio di testa della prima camera (200) e detta zona tra detta sezione mediana (III) e detta sezione di separazione (II) della seconda camera (300) per l'ingresso di vapori di testa della camera (200) contenente idrocarburi naftenici e paraffinici.
2. Procedimento per separare e recuperare le componenti di una miscela idrocarburica grezza comprendente idrocarburi aromatici, naftenici e paraffinici mediante distillazioni estrattive consecutive, detto procedimento comprendente le fasi di:
a) predisporre una colonna per distillazioni estrattive consecutive secondo la rivendicazione 1;
b) alimentare detta miscela idrocarburica grezza in detta prima camera (200) attraverso detto ingresso per la miscela idrocarburica grezza, detta prima camera (200) essendo mantenuta in un primo intervallo predeterminato di temperature di esercizio e ad una prima pressione di esercizio predeterminata;
c) alimentare un primo solvente di estrazione nella prima camera (200) attraverso detto primo ingresso per solvente;
d) estrarre dalla subsezione di rettifica laterale (IIIs) di detta prima camera (200) un distillato essenzialmente aromatico;
e) inviare almeno una parte di frazione di testa della prima camera (200), oppure una seconda miscela di idrocarburi paraffinici e naftenici ottenuta mediante ulteriore separazione da almeno una parte di vapori di testa della prima camera, in una zona tra detta sezione mediana (III) e detta sezione di separazione (II) della seconda camera (300);
f) alimentare nella seconda camera (300) un secondo solvente di estrazione attraverso detto secondo ingresso per solventi;
g) estrarre dalla seconda camera (300) una frazione di testa comprendente essenzialmente idrocarburi paraffinici, preferibilmente con contenuto totale di non-paraffinici inferiore all'1% peso;
h) estrarre dalla subsezione di rettifica laterale (IIId) di detta seconda camera un distillato essenzialmente naftenico, preferibilmente con contenuto totale di non-naftenici inferiore all'1% peso.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui detta colonna comprende detto canale interno che collega lo spazio di testa della prima camera (200) e detta zona tra detta sezione mediana (III) e detta sezione di separazione (II) della seconda camera (300) definendo detto ingresso per una miscela idrocarburica comprendente idrocarburi naftenici e paraffinici nella seconda camera (300), ed in cui nella fase e) almeno una parte della frazione di testa della prima camera (200) Ã ̈ inviata direttamente alla seconda camera (300) tramite detto canale .
4. Processo secondo la rivendicazione 3 in cui detto distillato naftenico della fase h) Ã ̈ inviato ad una colonna di frazionamento (400f, fig 9A) dove vengono separate una corrente sostanzialmente di cicloesano e una corrente ricca di metilciclopentano .
5. Processo secondo la rivendicazione 3 in cui detta frazione paraffinica della fase g) Ã ̈ inviata ad una colonna di frazionamento (400f, fig 9B) dove vengono separate una corrente ricca di n-esano e una corrente ricca di iso-esani.
6. Procedimento secondo la rivendicazione 2 in cui nella fase e) almeno una parte della frazione di testa della camera (200) Ã ̈ inviata ad una colonna di separazione dove viene separata una seconda miscela di idrocarburi paraffinici e naftenici.
7 . Procedimento secondo la rivendicazione 6 in cui nella fase e) almeno una parte della frazione di testa della camera (200) à ̈ inviata ad una colonna di rettifica (400r, fig. 10A) in modo da separare detta seconda miscela in una frazione di testa contenente i Nafteni più leggeri del Cicloesano ed in una frazione di fondo, comprendente essenzialmente normal-paraffine C6 e cicloesano ed essendo la frazione di fondo inviata alla parte superiore della sezione principale di strippaggio ( ) della seconda camera (300 attraverso detto ingresso per miscela idrocarburica comprendente idrocarburi naftenici e paraffinici, ed in cui dalla testa della seconda camera (300) viene estratta una corrente sostanzialmente di n-esano, preferibilmente con la purezza >95% in peso, e dalla subsezione di rettifica laterale (IIId) di detta seconda camera (300) viene estratta una corrente sostanzialmente)di cicloesano, preferibilmente con purezza >99,5%p.
8. Procedimento secondo la rivendicazione 6 in cui nella fase e) almeno una parte della frazione di testa della camera (200) Ã ̈ inviata ad una colonna di rettifica (400r, fig 10B) in modo da separare detta seconda miscela in una frazione di testa praticamente esente da Cicloesano e da Cicloesano grezzo che viene prodotto come prodotto di fondo, preferibilmente con purezza 80-95%, detta miscela di testa comprendente essenzialmente normal-paraf fine C6 e metilciclopentano ed essendo inviata alla parte superiore della sezione principale di strippaggio ( ) della seconda camera (300) attraverso il detto ingresso per miscela idrocarburica comprendente idrocarburi naftenici e paraffinici, ed in cui dalla testa della seconda camera viene estratta una corrente sostanzialmente di n-esano, preferibilmente con purezza >99,5% e dalla subsezione di rettifica laterale ( detta seconda camera viene estratta una corrente sostanzialmente di metilciclopentano, preferibilmente con purezza >99,5%.
9. Procedimento per separare e recuperare le componenti di una miscela idrocarburica grezza comprendente idrocarburi aromatici, naftenici e paraffinici, detto procedimento comprendente le fasi di :
a) predisporre una colonna per distillazioni estrattive consecutive secondo la rivendicazione 1; b) alimentare detta miscela idrocarburica grezza nella prima camera (200), detta camera mantenuta in un primo intervallo predeterminato di temperature di esercizio e ad una prima pressione di esercizio predeterminata;
c) alimentare una prima miscela di solventi di estrazione nella prima camera (200) in una zona sovrastante rispetto alla zona di alimentazione dì detta miscela grezza, in cui detta miscela di solventi di estrazione comprende Sulfolano, o N-metil pirrolidone, o N-formilmorfolina, o Tetratileneglicole o loro miscele e, opzionalmente, acqua come cosolvente;
d) alimentare in testa alla prima camera (200) una miscela liquida di riflusso di composizione predeterminata e comprendente acqua e idrocarburi, dove detta miscela à ̈ essenzialmente priva di idrocarburi aromatici, detta miscela può essere ottenuta come prodotto di testa prima camera (200) dopo condensazione di vapori estratti e separazione fase acquosa da fase idrocarburica o provenire da stoccaggi/acquisti/trasferimenti esterni o provenire dalla testa della seconda camera ed essere essenzialmente acquosa o essenzialmente paraffinica o parte dalla testa della prima camera (200) e parte dalla testa della subsezione di rettifica laterale della seconda camera (IIId) di fase naftenica;
e) estrarre dalla testa della prima camera (200) una prima frazione di vapori di testa comprendente essenzialmente idrocarburi non aromatici e opzionalmente acqua;
f) estrarre dalla subsezione di rettifica laterale della prima camera (IIIs) un distillato essenzialmente aromatico in fase vapore che viene condensato e optionalmente, almeno in parte, inviato ad ulteriori trattamenti, opzionalmente scelti tra frazionamento Benzene-Toluene-Xilene se l'estratto aromatico fosse una miscela BTX ovvero agli utilizzi del Benzene prò Etilbenzene, Cumene, LAB, Cicloesano via idrogenazione, altri;
g) alimentare in testa alla subsezione di rettifica laterale della prima camera (IIIs) una miscela liquida di riflusso comprendente essenzialmente idrocarburi aromatici;
h) estrarre dal piatto camino che divide le sezioni IIIp/IIIs dalla sezione IV,solvente ricco di Aromatici, ricircolarlo, preferibilmente con circolazione naturale, nel ribollitore E5 dal quale dopo parziale vaporizzazione viene reintrodotto nella camera 200 sotto le sezioni IIIp/IIIs;
i) estrarre dal fondo della prima camera (200) una miscela comprendente almeno un solvente, o essenzialmente solo il solvente principale nel caso in cui il secondo solvente sia acqua, laddove con essenzialmente si intende che il contenuto residuo di aromatici à ̈ <0,5%, preferibilmente <0,1%, almeno una prima parte di detta miscela essendo mandata per circolazione naturale ad un ribollitore a termosifone (E16) e che quindi ritorna sul fondo della sezione IV, ed una seconda parte di detta miscela essendo mandata a pompe (P4) di riciclo del solvente/i, detta miscela essendo estratta dal fondo della prima camera (200) in almeno due linee di estrazione diverse, oppure in un'unica linea che si divide in almeno due altre linee per detta prima e detta seconda parte della miscela, e quindi ritorna sul fondo della sezione IV, priva di idrocarburi aromatici;
l) alimentare in testa alla sezione II della prima camera (200) la miscela ottenuta nell'ultima estrazione del fase h), opportunamente raffreddata con la cessione di calore nel ribollitore E5, nel preriscaldatore della carica E3 e nel refrigerante finale E2;
m) inviare alla seconda camera (300) almeno una parte della frazione di testa del fase e), opzionalmente dopo frazionamento;
n) alimentare nella camera 300, in testa alla sezione II, in zona sovrastante rispetto alla zona di alimentazione della miscela al fase 1) , una miscela di estrazione comprende gli stessi componenti della miscela nella fase c), con eventuale variazione del rapporto tra solvente principale ed acqua, se presente;
o) alimentare in testa alla camera 300 una miscela liquida di riflusso di composizione predeterminata e comprendente acqua e/o idrocarburi paraffinici, dove detta miscela à ̈ essenzialmente priva di idrocarburi naftenici, preferibilmente con contenuto <0,5% preferibilmente <0,1% di idrocarburi naftenici, che proviene dai vapori di testa della seconda camera (300) dopo condensazione e separazione delle fasi acquosa da quella paraffinica, opzionalmente in parte ricombinate per costituire il riflusso;
p) estrarre dalla seconda camera (300) una frazione di vapori di testa comprendente essenzialmente idrocarburi paraffinici, che viene condensata con la separazione di idrocarburi paraffinici e dell'eventuale acqua, ed opzionalmente inviata, almeno in parte, ad ulteriori eventuali trattamenti, opzionalmente la frazione Paraffinica essendo distillata per separare N-Esano da iso-Esani oppure separata per assorbimento-desorbimento su setacci molecolari da 5 Angstrom; oppure utilizzata per produzione di Etilene via S/Cracking;
q) estrarre dalla subsezione di rettifica laterale della seconda camera (IIId) un distillato essenzialmente naftenico in fase vapore che viene condensato e opzionalmente, almeno in parte, inviato ad ulteriori trattamenti;
r) alimentare in testa alla subsezione di rettifica laterale della seconda camera (IIId) una miscela liquida comprendente essenzialmente idrocarburi naftenici;
s) estrarre dal fondo della seconda camera (300) una miscela comprendente almeno un solvente, o essenzialmente solo il solvente principale nel caso in cui il secondo solvente sia acqua, laddove con essenzialmente si intende che il contenuto residuo di naftenici à ̈ <0,5%, preferibilmente <0,1%, almeno una prima parte di detta miscela essendo mandata per circolazione naturale ad un ribollitore a termosifone (E16) e che quindi ritorna sul fondo della sezione IV, ed una seconda parte di detta miscela essendo mandata a pompe (P40) di riciclo del solvente/i, detta miscela essendo estratta dal fondo della seconda camera (300) in almeno due linee di estrazione diverse, oppure in un'unica linea che si divide in almeno due altre linee per detta prima e detta seconda parte della miscela, e quindi ritorna sul fondo della sezione IV, priva di idrocarburi naftenici;
t) alimentare in testa alla sezione II della seconda camera (300) la miscela ottenuta nell'ultima estrazione della fase s), opportunamente raffreddata con la cessione di calore nel ribollitore E15, opzionalmente in un preriscaldatore della carica da esterno non rappresentato, e nel refrigerante finale E12;
10. Procedimento secondo la rivendicazione 9 in cui nella fase m) la almeno una parte della frazione di testa della fase e) Ã ̈ inviata alla seconda camera (300) tramite detto canale interno alla colonna per distillazioni estrattive consecutive che collega la testa della prima camera (200) alla parte superiore della sezione principale di strippaggio ( ) della seconda camera (300).
11. Procedimento secondo la rivendicazione 10, in cui detta miscela idrocarburica grezza à ̈, ad esempio, quella di cui Table 9 e in cui vengono separati benzene, cicloesano e/o metilciclopentano e/o n-esano e il distillato liquido della fase p) à ̈ alimentato ad una colonna di frazionamento (400f) in cui à ̈ separato di testa e/o di fondo un componente naftenico, preferibilmente cicloesano.
12. Procedimento secondo la rivendicazione 10, in cui detta miscela idrocarburica grezza à ̈, ad esempio, quella di cui Table 6 in cui vengono separati benzene, una corrente di nafteni C6 costituita da cicloesano e/o metilciclopentano, una corrente di paraffine C6 e/o n-esano e nel quale il distillato liquido della fase o) à ̈ alimentato ad una colonna di frazionamento in cui à ̈ separato di testa e/o di fondo un componente paraffinico a purezza commerciale, preferibilmente n-esano.
13. Procedimento secondo la rivendicazione 9 per l'ottenimento di benzene e cicloesano in cui detta miscela idrocarburica grezza à ̈, ad esempio, quella di cui Table 9 e in cui nella fase m) la almeno una parte della frazione di testa del fase e) à ̈ inviata ad una colonna di rettifica (400r) da cui si ottiene una miscela comprendente prevalentemente paraffine e cicloesano che viene inviata alla seconda camera (300) sopra la sezione principale di strippaggio ( ).
14. Procedimento secondo la rivendicazione 9 per l'ottenimento di benzene, n-esano rich stream e metilciclopentano in cui detta miscela idrocarburica grezza à ̈, ad esempio, quella di cui Table 5 e in cui nella fase m) la almeno una parte della frazione di testa del fase e) à ̈ inviata ad una colonna di rettifica (400r) da cui si ottiene di testa una miscela comprendente prevalentemente n-esano e metilciclopentano che viene inviata alla seconda camera (300) sopra la sezione principale di strippaggio (IIIp).
15. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 9 a 14 in cui la miscela liquida di riflusso della fase d) comprende la fase acquosa proveniente dalla separazione del condensato della fase p) o gli idrocarburi paraffinici provenienti dalla separazione della fase p) o comprende una parte degli idrocarburi paraffinici provenienti dalla separazione del condensato della fase p) e almeno una parte della miscela naftenica della fase
16. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti in cui nella prima camera (200) la temperatura di esercizio à ̈ compresa tra 30°C e 300°C, preferibilmente tra 45°C e 220°C, e la pressione di esercizio à ̈ preferibilmente atmosferica o sub-atmosferica.
17. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti in cui nella seconda camera (300) la temperatura di esercizio à ̈ compresa tra 30°C e 300°C, preferibilmente tra 45°C e 220°C, e la pressione di esercizio à ̈ preferibilmente atmosferica o sub-atmosferica.
18. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti in cui detto primo solvente o/e detto secondo solvente comprende Sulfolano o N-MetilPirrolidone o N-Formil-Morfolina o TetraEtilenglicole o una loro miscela in una percentuale compresa tra il 99,9% e l'80%, preferibilmente tra il 99,9% ed il 90%, e acqua in una percentuale compresa tra lo 0.11% ed il 20%, preferibilmente tra lo 0,1% ed il 10%.
19. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti comprendente inoltre una fase di prefrazionamento della miscela idrocarburica grezza prima della fase b) per la separazione di frazioni idrocarburiche C5 e più leggere o idrocarburi a punto di ebollizione inferiore al nesano e/o frazioni con numero di atomi di carbonio o punto di ebollizione superiori a quello degli idrocarburi o delle miscele di interesse, ad esempio idrocarburi C7 e superiori o aventi punto di ebollizione superiore al Cicloesano allo scopo di ottenere miscele paraffiniche e/o nafteniche e/o singoli idrocarburi Paraffinici, (N-esano) e/o Naftenici (Metilciclopentano, Cicloesano) , a purezza commerciale .
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