JP2002514680A - 炭化水素成分または留分からの不純物の除去 - Google Patents

炭化水素成分または留分からの不純物の除去

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JP2002514680A JP2000548420A JP2000548420A JP2002514680A JP 2002514680 A JP2002514680 A JP 2002514680A JP 2000548420 A JP2000548420 A JP 2000548420A JP 2000548420 A JP2000548420 A JP 2000548420A JP 2002514680 A JP2002514680 A JP 2002514680A
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ビリアーズ、ワルド、ユージン ド
ウェット、ペトラ ド
− ランガンク、マグダレナ、キャサリーナ ハウフ
ナウド、ヒューバート
ペマ、アツール、ゴバン
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サソール テクノロジー(プロプライエタリー)リミテッド
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Abstract

(57)【要約】 炭化水素の成分または留分から不純物を除去するための方法は、不純物を含有する液体炭化水素の成分または留分を、純粋でない液体炭化水素フィードストックとして、液−液抽出工程でアセトニトリル系溶媒と混合することを含む。これによって、少なくとも1つの不純物が液体炭化水素の成分または留分から溶媒中に抽出される。抽出工程から精製された炭化水素の成分または留分がラフィネートとして抽出工程から抜き出される一方、不純物を含有する溶媒が抽出物として抽出工程から抜き出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は炭化水素の成分または留分から不純物を除去することに関する。特に
、本発明は液体の炭化水素の成分または留分から不純物を除去する方法に関する
【0002】 本発明によると、炭化水素の成分または留分から不純物を除去するための方法
が提供され、この方法は、 不純物を含有する液体炭化水素の成分または留分を、純粋でない液体炭化水素
フィードストックとして、液−液抽出工程でアセトニトリル系溶媒と混合し、そ
れにより、炭化水素の成分または留分から少なくとも1つの不純物を溶媒中に抽
出し、 精製された炭化水素の成分または留分をラフィネートとして抽出工程から抜き
出し、そして 不純物を含有する溶媒を抽出物として抽出工程から抜き出す ことを含む。
【0003】 炭化水素の成分または留分、つまり炭化水素フィードストックを処理してこれ
から特定の生成物を得るとき、炭化水素フィードストック中に存在する不純物が
、得られる生成物の品質および純度に悪影響を与える恐れがあり、この処理に炭
化水素フィードストックの接触処理が関与する場合、触媒の被毒を惹起しまた触
媒の消費を増加する恐れがあり、またこのような処理に際して好ましくない副反
応を惹起する恐れがある。本発明の方法は従って、炭化水素フィードストックの
このような処理に伴う問題を少なくとも減らすために、純粋でないこのような液
体の炭化水素フィードストックをさらなる処理に付する前に精製する手段を提供
する。
【0004】 炭化水素フィードストックは、オレフィン系および/またはナフテン系の炭化
水素フィードストックであってよく、これは少なくとも20%(重量)のオレフ
ィン類および/またはナフテン類を含有してよい。オレフィン類および/または
ナフテン類は典型的に8〜14個の炭素原子を含有してよく、つまりフィードス
トックはC8〜C14のオレフィン系および/またはナフテン系のフィードストッ
クであってよい。このかわりに、例えばフィードストックはオレフィン類および
/またはナフテン類のより狭いカットからなってよく、例えばこのカットはC8
〜C10、C10、C11/12またはC13/14のオレフィン系および/またはナフテン系
のフィードストックであってよい。
【0005】 炭化水素フィードストックは特にフィッシャー−トロプッシュ法から誘導され
たもの(Fischer-Tropsch derived)であってよい。『フィッシャー−トロプッ
シュ法から誘導されたもの』とは、鉄系のフィッシャー−トロプッシュ触媒、コ
バルト系のフィッシャー−トロプッシュ触媒、鉄/コバルト系のフィッシャー−
トロプッシュ触媒、またはこのようなフィッシャー−トロプッシュ触媒の2つま
たはそれ以上の混合物の存在下に、一酸化炭素と水素を含む合成ガスをフィッシ
ャー−トロプッシュ反応条件におくことにより得られる混合物、成分または留分
を意味し、生成するフィッシャー−トロプッシュ反応生成物は、当該の混合物、
成分または留分を得るように処理される。
【0006】 炭化水素フィードストック中に存在する1つ以上の不純物は、少なくとも1つ
のカルボン酸、オキシジェネート(Oxygenate)、フェノール、芳香族化合物お
よび/または環状化合物であってよい。これらの不純物の少なくとも1つはこの
ようにして液−液抽出工程内でフィードストックから除去されるであろう。
【0007】 典型的には、炭化水素フィードストックは、重量基準で40〜60%のオレフ
ィン類、10〜30%のパラフィン類、5〜30%のオキシジェネート例えばア
ルコール、ケトンおよび/またはエステル、0.5〜1%のフェノールおよび/
またはクレゾール、1〜6%のカルボン酸、そして5〜30%の芳香族化合物を
含んでよい。
【0008】 少なくとも原則的に、溶媒は炭化水素成分との混合性のない純粋なアセトニト
リルであってよいが、通常溶媒はアセトニトリルと水との混合物または溶液を含
むであろう。溶媒の水含有率は、溶媒に要求される選択性および/または能力、
抽出段階の操作の容易さ、後続する溶媒回収の費用、そして溶媒中での水収支(
water balance)を制御するのに用いる方法のような要因によって定まるであろ
う。従って、アセトニトリル系溶媒中の水の濃度が重量基準で、C8〜C10のオ
レフィン系および/またはナフテン系フィードストックについては10〜20%
、望ましくは約15%であり、C11/12のオレフィン系および/またはナフテン
系フィードストックについては15〜35%、望ましくは約20%であり、また
13/14のオレフィン系および/またはナフテン系フィードストックについては
20〜35%、望ましくは約25%であってもよい。
【0009】 溶媒と炭化水素成分またはフィードストックとの比は、必要とする不純物除去
の程度によって、また除去するのが好ましい不純物の化学種によって決まる。換
言すれば、溶媒とフィードストックとの比を適切に選定することにより、除去さ
れる不純物を選定できることが驚くべきことに分かっている。従って例えば、カ
ルボン酸不純物をほとんど完全に除去するには、溶媒と炭化水素フィードストッ
クとの重量比は0.3:1と2:1との間、典型的には約0.5:1であってよ
い。しかしながら、カルボン酸、オキシジェネートおよび芳香族化合物の不純物
を除去するには、溶媒と炭化水素フィードストックとの重量比は1:1と8:1
との間、典型的には約6:1であってよい。従って、溶媒とフィードストックと
の比が低いと事実上カルボン酸だけが除去され、この比が中程度であるとオキシ
ジェネートもまた除去され、またこの比が高いとカルボン酸、オキシジェネート
および芳香族類が除去されるであろう。
【0010】 液−液抽出工程は、炭化水素フィードストックの連続流が、溶媒の連続流に対
して向流的に通過する向流抽出を特に含んでもよい。液−液抽出工程は多段階液
−液抽出塔または抽出器内で特に実施されてもよく、その際炭化水素フィードス
トックは塔底近くで塔に流入し、溶媒は塔頂近くで塔に流入し、ラフィネートは
塔頂から抜き出されまた抽出物は塔底から抜き出される。抽出塔はおおよそ周囲
圧または、例えば最高10バール(a)までのより高い圧力、およびおおよそ周
囲温度または例えば30〜150℃の間のより高い温度で操作されてよい。
【0011】 ラフィネートは精製された炭化水素フィードストックに加えていくらかの溶媒
を通常含有するであろう。従って、本方法は、ラフィネートストリッピング工程
において、精製された炭化水素フィードストックから溶媒を分離することを包含
するであろう。ラフィネートのストリッピングは典型的に多段ストリッパー塔内
で実施されることができ、溶媒は塔頂から抜き出されそして抽出工程にリサイク
ルされ、また精製された炭化水素フィードストックは塔底から抜き出される。
【0012】 C8〜C10のオレフィン系および/またはナフテン系のフィードストックの場
合、ラフィネートストリッパー塔は大気圧を越えて、例えば約1.5バール(a
)で操作されてよいが、C10〜C14のオレフィン系および/またはナフテン系の
フィードストックの場合、圧力は大気圧未満から大気圧超まで変化してよく、そ
こで、操作圧力は例えば0.1〜1.5バール(a)の間にあってよい。精製さ
れた炭化水素フィードストックは通常感熱性であろうから、実際の操作圧力は塔
内の最大許容塔底温度によって決まるであろう。
【0013】 ラフィネートはストリッパー塔に流入する前に予熱されてよく、例えば約60
℃に予熱されることができる。
【0014】 所望ならば、好ましくは炭化水素フィードストックの流入点より下方で、水を
ラフィネートストリッパー塔に入れることができる。この場合、水は例えば約8
0℃に予熱されるのが好ましい。次に、本方法は、ラフィネートストリッパー塔
から塔底生成物を抜き出し、そして相分離工程において、塔底生成物を水性相と
精製された炭化水素フィードストックあるいはラフィネートとに分離することを
含み、水性相はラフィネートストリッパー塔に戻される。次いで、水収支のため
相分離工程に補給水を加えることができる。C11〜C14のオレフィン系および/
またはナフテン系のフィードストックの場合、低い塔頂凝縮温度に適応する冷却
器及びより大型の装置の使用を必要とする真空下で塔を操作しなければならない
ことを避けるために、水を添加する方式が通常用いられるであろう。
【0015】 液−液抽出工程からの抽出物は、溶媒に加えて、抽出された1つ以上の不純物
、および通常ともに抽出されたいくつかの炭化水素を含有するであろう。従って
、本方法は、抽出物ストリッピング工程にいおて、不純物および炭化水素から、
つまり不純物/炭化水素混合物から溶媒を分離することを含んでもよい。抽出物
ストリッピングは、多段ストリッパー塔内で実施されてもよく、溶媒は塔頂から
抜き出されそして抽出工程にリサイクルされ、また不純物/炭化水素混合物は塔
底から抜き出される。C8〜C11フィードストックの場合、ともに抽出された炭
化水素は通常溶媒とともに塔頂から回収される。
【0016】 抽出物は抽出物ストリッパー塔に流入する前に例えば約60℃に予熱されてよ
い。塔は大気圧を越えて、例えば約1.5気圧(a)までまたはそれ以上の圧力
で操作されるのが好ましい。所望ならば、ラフィネートストリッパー塔に関して
上記したのと同様に、抽出物ストリッパー塔に水を入れることができる。水を使
用する場合、水は通常例えば約80℃に予熱されるであろう。次に、本方法は、
抽出物ストリッパー塔から塔底生成物を抜き出し;そして相分離工程において塔
底生成物を水性相と不純物/炭化水素混合物とに分離することを含む。水性相は
次いで抽出物ストリッパー塔に部分的に戻されそして水収支をとるために部分的
にパージされてよい。
【0017】 両方のストリッパー塔からの塔頂生成物または回収された溶媒はこのように抽
出工程にリサイクルされてよい。第1の操作方式として膜分離法を用いるかある
いは第2の操作方式として過剰の水を抽出ストリッパー塔の塔底からパージする
ことにより、プロセスの水収支が確保される。最適な操作は供給物質の組成に依
存する。膜分離法を使用する場合、塔頂物またはストリッパー塔の一方または両
方のいずれかから回収された溶媒は、それから水を分離するのに好適な膜に通過
される。
【0018】 添付する図面を参照しつつ、実施例によって本発明を以下に説明する。
【0019】 図1を参照するとして、参照数字10は本発明の第1の態様に従って、炭化水
素成分から不純物を除去するための方法を一般に示す。
【0020】 このプロセス10には、典型的に4〜10段を含む抽出塔12が包含される。
炭化水素供給管14は塔12の底部またはその近くに入り、一方溶媒供給管16
は塔12の頂部またはその近くに入る。ラフィネート抜き出し管18は抽出塔1
2の頂部から出る一方、抽出物抜き出し管20は塔12の底部から出る。
【0021】 ラフィネート管18は、以下に単に『ラフィネートストリッパー』とも称する
ラフィネートストリッパー塔22に入る。溶媒抜き出し管24はストリッパー管
22の頂部から出、そして抽出器塔12への溶媒管16に戻る。精製された炭化
水素生成物の抜き出し管26はストリッパー塔22の底部から出る。所望ならば
、場合による水の供給管28が、ラフィネート管18の流入口の下方でストリッ
パー塔22に入ってよい。
【0022】 抽出物管20は、以下に単に『抽出物ストリッパー』とも称する抽出物ストリ
ッパー管30に入る。溶媒抜き出し管32はストリッパー管30の頂部から出、
そして抽出器塔12への溶媒供給管16に戻る。酸性の生成物の抜き出し管34
はストリッパー塔30の底部から出る。所望ならば、水供給管36が、抽出物供
給管20の流入口の下方でストリッパー塔30に入ってよい。
【0023】 使用の際に、C8〜C10、C11/12またはC12/13のオレフィン系および/また
はナフテン系のフィードストックが管14を経て抽出塔12に導入される。典型
的に、フィードストックは重量基準で約40〜60%のオレフィン類、10〜3
0%のパラフィン類、5〜30%のオキシジェネート、0.5〜1%のフェノー
ルおよびクレゾール、1〜6%のカルボン酸および5〜30%の芳香族類の組成
を有する。
【0024】 アセトニトリルと水との混合物または溶液を含む溶媒は管16を通じて抽出塔
12の頂部に同時に流入する。溶媒中の水の濃度は、炭化水素フィードストック
がC8〜C10のオレフィン類を含む場合、約15重量%であり、フィードストッ
クがC11/12のオレフィン類を含む場合、約20重量%であり、またフィードス
トックがC13/14のオレフィン類を含む場合、約25重量%であろう。
【0025】 このようにして、炭化水素フィードストックおよび溶媒は抽出塔または抽出器
12を通過して向流的に連続して流れる。溶媒とフィードストックとの重量比に
依存しつつ、不純物の種類の1つまたはそれ以上、例えばカルボン酸、またはカ
ルボン酸、オキシジェネートおよび芳香族類が、フィードストックから液−液抽
出によって除去される対象となるであろう。従って、溶媒とフィードストックと
の重量比が0.5:1である場合、主としてカルボン酸がフィードストックから
除去され、一方溶媒とフィードストックとの重量比が約6:1である場合、オキ
シジェネートと芳香族類も炭化水素フィードストックから除去されるであろう。
【0026】 抽出塔12は典型的に4〜10段を有し、また典型的には約1.5バール(a
)の圧力および40〜150℃の温度で操作される。
【0027】 溶媒と供給物との重量比を用いることにより、カルボン酸または芳香族類とは
別にフェノール類、他のオキシジェネート類または環状化合物のような他の汚染
物が炭化水素フィードストックから抽出される対象とすることができることが分
かるであろう。従って、精製された炭化水素フィードストックから最終生成物が
生成されることを念頭に置き、溶媒と供給物との重量比を用いることにより、好
ましくない特定の汚染物を炭化水素フィードストックから抽出する対象にできる
ことを確実にすることが可能である。
【0028】 精製された炭化水素フィードストックを主に含むが溶媒もまたいくらか含むラ
フィネートは管18を経てストリッパー塔22に流れる。ストリッパー塔22は
典型的に10〜30の理論段を有してもよい。この塔の第1の操作方式では水を
添加する管28は使用されないであろう。この場合、ストリッパー塔22は、炭
化水素フィードストックがC8〜C10のオレフィン類および/またはナフテン類
を含むとき、1.5バール(a)を越える圧力で、またC10〜C14のオレフィン
系および/またはナフテン系のフィードストックについては、0.15〜1.5
バール(a)の間の圧力で、操作することができる。上記に示したように、管2
6を経てストリッパー塔22から抜き出される最終的な炭化水素生成物は感熱性
であり得るので、ストリッパー塔の操作圧力は許容できる最高塔底温度によって
決まる。
【0029】 ラフィネートはストリッパー塔22にその上端近くで流入し、また約60℃に
予熱されるのが好ましい。ストリッパー塔22では約0.5〜3:1の還流比が
典型的に用いられる。還流比は使用する段数に主として依存するであろう。
【0030】 第2の操作方式では、管28を経て水が加えられる。この際、水の添加はラフ
ィネート管18の流入点の下方で行われる。水は約80℃に予熱され、またスト
リッパー塔22の段数に依存して0.5〜3:1の還流比が依然典型的に用いら
れるであろう。次いで、精製された炭化水素フィードストックと水とを含む塔底
生成物は管26を経て抜き出され、また分離段階38において相分離にかけられ
ねばならず、水性相は流通管40を経て流通管28にリサイクルされる。適切な
水収支を確保するために流通管42を経て相分離器38に補給水を添加すること
ができる。
【0031】 炭化水素フィードストックがC11〜C14のオレフィン類および/またはナフテ
ン類を含む場合、ストリッパー塔22を真空下(under vacuum)で操作せねばな
らないことを避けるために、水添加方式を用いることができる。真空下でストリ
ッパー塔22を操作するには、塔頂物の低い凝縮温度に適応するために冷却器を
追加することが必要であろう。
【0032】 抽出物は流通管20を経て抽出塔12から抽出物ストリッパー塔30に流れる
。ストリッパー塔30は典型的に10〜30の理論段を有し、また大気圧を越え
て操作されるのが好ましい。ストリッパー塔30への供給物は例えば約60℃に
予熱されるのが好ましい。ストリッパー塔22の場合のように、ストリッパー塔
30は2つの方式で、つまり管36を経て水を添加しまたは添加しないで操作さ
れることができる。水を添加する経路が使用される場合、水は典型的に約80℃
に予熱されるであろう。水を添加する方式を用いる場合、流通管34を経てスト
リッパー塔30から抜き出される炭化水素生成物もまた、ストリッパー塔22に
関して用いられるのと同様な相分離(図示せず)にやはりかけられるであろう。
分離段階から回収される水性相は次いで一部がストリッパー塔30にリサイクル
され、適切な水収支を達成するために他の部分はパージされよう。
【0033】 ストリッパー塔30の頂部から回収される溶媒は抽出器塔12への溶媒供給管
16に流通管32を経てリサイクルされる。
【0034】 図2を参照するとして、参照数字50は本発明の第2の態様に従って、炭化水
素成分またはフィードストックから不純物を除去するための方法を一般に示す。
【0035】 図2において、図1に示すのと同じのまたは似ている構成要素は同じ参照数字
で示す。
【0036】 このプロセス50はC8〜C10のフィードストックを処理するのに特に好適で
ある。
【0037】 プロセス50においては、ラフィネートストリッパー塔22の頂部からの溶媒
抜き出し管24はコンデンサー52に入り、そこで、ストリッパー塔22におい
て塔頂物流として回収されるガス状の溶媒および炭化水素が水との熱交換によっ
て凝縮される。液体生成物の抜き出し管54はコンデンサー52から出て相分離
ドラム56に入る。戻り管58はドラム56の頂部から出て、ストリッパー塔2
2の頂部に入る。このようにして、凝縮した軽質の(炭化水素に富む)相が、相
分離ドラム56において重質の(溶媒に富む)相から分離され、軽質相は管58
を経て還流としてストリッパー塔22に戻される。従って、ドラム56は還流ド
ラムとしても機能する。重質相の管60は、回収された溶媒を抽出塔12にリサ
イクルするためにドラム56の底部から出て抽出塔12に入る。しかしながら、
還流管62は管60から出て抽出ストリッパー塔の頂部に入り、従って重質相の
いくらかが塔30で還流としてやはり使用される。ストリッパー塔32からの塔
頂物または溶媒の抜き出し管32もまたコンデンサー52に入る。
【0038】 図3を参照するとして、参照数字100は本発明の第3の態様に従って、炭化
水素成分またはフィードストックから不純物を除去するための方法を一般に示す
【0039】 図3において、図1および2に示すのと同じのまたは似ている構成要素は同じ
参照数字で示す。
【0040】 このプロセス100はC11/12またはC13/14のフィードストックを処理するの
に特に好適である。
【0041】 このプロセス100においては、相分離器/還流ドラム56からの軽質相の管
58は、抽出塔12からのラフィネート管18に、つまりラフィネートストリッ
パー塔22への供給物に入る。
【0042】 水供給管102はラフィネートストリッパー塔30に入る。ドラム56からの
重質相は、(i)管60から出る管104によってラフィネートストリッパー塔
22への還流として部分的に使用され、(ii)管62によって抽出物ストリッ
パー塔30への還流として部分的に使用され、そして(iii)管60によって
抽出塔12に部分的にリサイクルされる。
【0043】 以下に論じるように、実験室でのそして他の実験を行った。
【0044】 実施例1 液−液平衡データ(プロセス10の工程12のシミュレーション) 1.1実験の手順 45℃で交差流(cross-current)抽出を行った。C11/12のオレフィン系フィ
ードストックについては重量比20/80の水/アセトニトリル混合物を用い、
またC13/14のオレフィン系フィードストックについては重量比25/75の水
/アセトニトリル混合物を用いた。
【0045】 溶媒とフィードストック(重量比0.1:1)を30分間混合しそして45℃
で5〜10分間にわたって相分離させた。溶媒、供給物、抽出物およびラフィネ
ートの重量を各段階について測定し、そして試料を酸に関して分析を行った。酸
の分析はASTM D3242−93の方法に基づいた。
【0046】 1.2 結果の処理 mgKOH/gとして報告される酸価を酸の重量%に変換した。C11/12のオ
レフィン系フィードストックについて仮定した酸のモル重量の平均は123であ
り、C13/14のフィードストックについては151であった。
【0047】 これらの結果を用いて2つの量、X(溶質の重量/溶質を含まない供給物溶液
の重量)およびY(溶質の重量/溶質を含まない抽出溶媒の重量)を算出した。
XとYとの1つの関係は、Y=mXとして定義される分配係数mである。これは
Xに対するYのプロットにおける平衡線の方程式である。抽出器にわたって分配
係数は一定でないので、平衡線は曲がっておりまた点(0,0)を通る。
【0048】 供給物と溶媒とが実質的に不溶性である系に関するXとYとの間の別な関係は
、F’が溶質非含有基準での供給物流量でありまたS’が溶質非含有基準での溶
媒流量であるとして、F’/S’=(YExtract)/(XFeed―XRaffinate)で
ある。これは点(XFeed,YExtract)と(XRaffinate,0)を通り、勾配F’
/S’を有し、操作線と称される直線の方程式である。
【0049】 平衡線と操作線とがプロットされると、必要とする抽出の理論段は、蒸留に一
般に関わる標準的なMcCabe−Thiele法を用いてXFeedからXRaffin ate まで階段作図で得る(stepped off)ことができる。
【0050】 C11/12およびC13/14のオレフィン系のフィードストックに関する結果をそれ
ぞれ図2および3に示す。
【0051】 図2および3は、C11/12のオレフィン系フィードストックおよびC13/14のオ
レフィン系フィードストックについての溶媒と供給物との比がそれぞれ0.5:
1および0.8:1のとき、酸の規定値0.1mgKOH/gに達するために5
理論段が必要であろうことを示す。
【0052】 実施例2 仮想的な操作(concept run)に関する証明 2.1装置 抽出塔12の操作を実証するために47mmのガラスの脈動充填抽出器を使用し
た。C11/12のオレフィン系フィードストックのための充填物として1/8イン
チのガラスのRaschigリング(商標)を1.5m使用した。C13/14のオ
レフィン系フィードストックに対しては、充填床の空の領域の割合を増加するた
めに、充填物を、自分たちで改良した(in-house modified)1.5mのステン
レス鋼の小型カスケードリングに交換した。
【0053】 1.5mのSulzer CY(商標)充填物を備えた80mmのガラスの充
填塔で、抽出物ストリッパー30の操作を実証した。
【0054】 水性の系のために改良した50mmのガラスのOldershaw(商標)塔
で、ラフィネートストリッパー22の操作を実証した。この塔は45段の実段を
有した。
【0055】 2.2 操作条件および物質収支−C11/12のオレフィン系フィードストック
抽出塔12: 溶媒の供給流量は3.2kg/時であったが、フィードストックの供給流量は
5.74kg/時であった。従って、溶媒と供給物との重量比約0.5:1を用
いた。塔は周囲圧力(85kPa(a))および周囲温度(27℃)で操作した
。5.4kg/時のラフィネートが生成し、また3.54kg/時の抽出物が生
成した。
【0056】ラフィネートストリッパー22 : ラフィネートストリッパーは2つの方式で操作した。最初の方式では、ストリ
ッパーを周囲圧力つまり87kPa(a)で操作した。炭化水素供給物は頂部か
ら20段に2.78kg/時の流量で流入させ、また60℃に予熱した。ストリ
ッパーの頂部温度は76℃であった。ストリッパー又は塔の底部温度は191℃
であった。2:1の還流比を使用し、リサイクルのために0.15kg/時の溶
媒を抜き出しまた0.3kg/時の溶媒を還流した。精製された炭化水素生成物
を2.63kg/時抜き出した。
【0057】 第2の操作方式では、ストリッパーを大気圧つまり87kPa(a)で操作し
つつ、炭化水素の供給点(20段)から5段下の箇所で塔に水を加えた。水は、
底部温度を低下するために塔に加えた。水の添加は、許容できる塔底温度で(温
度感受性の塔底生成物)商業プラントを大気圧またはそれ以上の圧力で操作する
ことを可能にするであろう。水の添加にたいする代替案は真空下の操作であり、
これは、低い塔頂凝縮温度に適応するための冷却器を追加することそしてより大
きな装置を意味する。
【0058】 この操作方式の場合、塔底温度は100℃であった。供給物の水を65℃に予
熱し、ラフィネートの供給流量1.03kg/時の場合、水を0.3kg/時の
流量で加えた。ラフィネートを60℃に予熱した。ストリッパーの塔頂温度は7
3℃であった。3:1の還流比を用い、リサイクルするために0.06kg/時
の溶媒を抜き出し、また還流は0.18kg/時であった。塔底生成物を相分離
し、水性相は塔に戻した。適切な水収支を確保するために相分離器に補給水を加
えた。
【0059】 水性相は0.345kg/時の流量で生成する一方、精製された生成物は0.
925kg/時の流量で生成した。
【0060】 抽出物ストリッパー30 : より低い塔底温度を実現するために抽出物ストリッパーに水を加えた。このこ
とは、許容できる塔底温度で商業プラントを大気圧またはそれ以上の圧力で操作
することをやはり確実にするであろう。塔底温度が高すぎると、腐食および、好
ましくない温度で接触される加水分解反応を生む恐れがある。
【0061】 塔は大気圧つまり87kPa(a)で操作した。炭化水素および水の供給物は
塔頂から0.5mのところで塔に流入した。炭化水素フィードストックは60℃
に、また水は80℃に予熱した。フィードストックの流量は1.43kg/時で
あったが、水の添加流量は0.26kg/時であった。1.67:1の還流比を
用い、1.3kg/時の溶媒をリサイクルし、溶媒の還流は2.2kg/時であ
った。底部生成物を相分離し、水性相(0.21kg/時)を部分的に塔にリサ
イクルしまた水収支を達成するために部分的にパージした。酸性の生成物の流量
は0.18kg/時であった。塔底温度は98℃である一方、塔頂温度は72℃
であった。
【0062】 2.3 操作条件および物質収支−C13/14のオレフィン系フィードストック
抽出塔12: 溶媒とフィードストックとの重量比1:1を用いた。塔は周囲圧力(85kP
a abs)で、そして周囲温度(27℃)(方式1)と高められた温度(43
℃)(方式2)の双方で操作した。
【0063】 抽出物ストリッパーおよびラフィネートストリッパーの操作はC11/12運転の
操作と似ていた。
【0064】 方式1:C13/14フィードストックの流量2.08kg/時;溶媒の流量2.
04kg/時;ラフィネートの流量2.06kg/時;抽出物の流量2.06k
g/時 方式2:C13/14フィードストックの流量1.89kg/時;溶媒の流量1.
97kg/時;ラフィネートの流量1.71kg/時;抽出物の流量2.16k
g/時
【0065】 2.4 分析結果 2.4.1 11/12のオレフィン系のフィードストック プロセスをモニターするために、選定した流れに対して、酸、フェノールおよ
び水の分析そして密度の測定を試験に際して実施した。これらの分析から得られ
た結果を表1にまとめる。
【0066】 2.4.2 13/14のオレフィン系のフィードストック プロセスをモニターするために、選定した流れに対して、酸、フェノールおよ
び水の分析そして密度の測定を試験に際して実施した。これらの分析から得られ
た結果を表2に示す。
【0067】
【表1】
【0068】
【表2】
【0069】実施例3 設計データの運転 3.1装置 3.1.1 8〜C10のフィードストックまたはカット 実質的に図2に従って、装置を組み立てた。
【0070】抽出 抽出塔12のための設計データを作るために、充填された直径40mmのガラ
スの抽出器を使用した。塔に4mのSulzer BX(商標)充填物を詰めた
【0071】溶媒回収 抽出物ストリッパー(30)およびラフィネートストリッパー(22)のため
の設計データを作るために、充填された直径78mmのステンレス鋼の蒸留塔を
2基使用した。両方の塔に4mのSulzer DX(商標)充填物を詰めた。
このようにして、これらの塔は図2に示すように塔頂コンデンサー52と還流ド
ラム56との組み合わせを有した。相分離は還流ドラム56で行い、軽質の(炭
化水素に富む)相をラフィネートストリッパー22に還流しまた重質の(溶媒に
富む)相を抽出物ストリッパー30のために部分的に還流として使用しそして部
分的に抽出器12に戻した。
【0072】 3.1.2 10フィードストックまたはカット 抽出 抽出塔12のための設計データを作るために、充填された直径50mmのガラ
スの脈動充填抽出器を使用した。塔に6mmのガラスのラッシヒリング(raschi
g ring)を全体の高さが1.5mとなるまで詰めた。
【0073】 3.1.3 11/12およびC13/14のフィードストックまたはカット 図3に実質的に従って装置を組み立てた。
【0074】 抽出 抽出塔12のための設計データを作るために、充填された直径168mmのス
テンレス鋼の抽出器を使用した。塔に4.7mのSulzer SMV(商標)
充填物を詰めた。
【0075】溶媒回収 抽出物ストリッパー(30)およびラフィネートストリッパー(22)のため
の設計データを作るために、充填された直径78mmのステンレス鋼の蒸留塔を
2基使用した。両方の塔に3mのSulzer DX(商標)充填物を詰めた。
このようにして、これらの塔は塔頂コンデンサー52と還流ドラム56との組み
合わせを有した。相分離は還流ドラム56で行い、軽質の(炭化水素に富む)相
をラフィネートストリッパー22の供給物に還流しまた重質の(溶媒に富む)相
を両方のストリッパー22、30のための還流として部分的に使用しそして部分
的に抽出器12に戻した。
【0076】 3.2 操作条件および物質収支 3.2.1 8〜C10オレフィン系フィードストック 抽出塔12 溶媒の供給流量は1.2kg/時であったが、一方フィードストックの供給流
量は2.2kg/時であった。従って、溶媒と供給物との重量比約0.55:1
を用いた。塔は150kPa(a)および45℃で操作した。1.75kg/時
のラフィネートが生成し、抽出物は1.65kg/時であった。
【0077】ラフィネートストリッパー22 ラフィネートストリッパーを150kPa(a)で操作した。炭化水素供給物
は頂部から20段に1.75kg/時の流量で流入させ、また55℃に予熱した
。ストリッパーの頂部温度は80℃であった。塔底温度は128℃であった。0
.7kg/時の還流流量を用いた。塔底生成物として1.95kg/時の精製さ
れた炭化水素生成物を抜き出した。
【0078】抽出物ストリッパー30 抽出物ストリッパーを150kPa(a)で操作した。供給物は頂部から20
段に1.65kg/時の流量で流入させ、また75℃に予熱した。ストリッパー
の塔頂温度は86℃であった。塔底温度は164℃であった。1.6kg/時の
還流流量を用いた。酸性の生成物の流量は0.25kg/時であった。
【0079】 3.2.2 10のオレフィン系のフィードストック 抽出塔12 溶媒の流量は2.2〜7.3kg/時で変化させ、一方フィードストックの供
給流量を0.6kg/時に一定に保った。塔を85kPa(a)および25℃で
操作した。
【0080】 3.2.3 11/12のオレフィン系のフィードストック 抽出塔12 溶媒の流量は175kg/時であったが、一方フィードストックの供給流量は
350kg/時であった。従って、溶媒と供給物との重量比約0.5:1を用い
た。塔は150kPa(a)および45℃で操作した。333kg/時のラフィ
ネートが生成し、抽出物は192kg/時であった。
【0081】 ラフィネートストリッパー22 ラフィネートストリッパーを150kPa(a)で操作した。炭化水素供給物
は頂部から10段に3.6kg/時の流量で流入させ、また66℃に予熱した。
ストリッパーの塔頂温度は87℃であった。塔底温度を低下するためにリボイラ
ーに水を加えた(0.8kg/時)。水の添加は、温度感受性の塔底生成物にと
って望ましい許容できる塔底温度で商業プラントを大気圧またはそれ以上の圧力
で操作することを可能にするであろう。塔底温度は127℃であった。0.23
kg/時の還流流量を用いた。精製された炭化水素生成物(相分離の後の)2.
97kg/時を塔底生成物として抜き出した。
【0082】 抽出ストリッパー30 抽出物ストリッパーを150kPa(a)で操作した。炭化水素供給物は頂
部から10段に1.8kg/時の流量で流入させ、また50℃に予熱した。スト
リッパーの塔頂温度は86℃であった。塔底温度を低下するためにリボイラーに
水を加えた(0.1kg/時)。水の添加は、温度感受性の塔底生成物にとって
望ましい許容できる塔底温度で商業プラントを大気圧またはそれ以上の圧力で操
作することを可能にするであろう。塔底温度は105℃であった。1.76kg
/時の還流流量を用いた。酸性の生成物の流量は0.3kg/時であった。
【0083】 3.2.4 13/14のオレフィン系のフィードストック 抽出塔12 溶媒の流量は215kg/時であったが、一方フィードストックの供給流量は
215kg/時であった。従って、溶媒と供給物との重量比約1:1を用いた。
塔は150kPa(a)および45℃で操作した。200kg/時のラフィネー
トが生成し、抽出物は230kg/時であった。
【0084】 ラフィネートストリッパー22 ラフィネートストリッパーを150kPa(a)で操作した。炭化水素供給物
は頂部から10段に2.4kg/時の流量で流入させ、また66℃に予熱した。
ストリッパーの塔頂温度は88℃であった。塔底温度を低下するためにリボイラ
ーに水を加えた(0.75g/時)。水の添加は、温度感受性の塔底生成物にと
って望ましい許容できる塔底温度で商業プラントを大気圧またはそれ以上の圧力
で操作することを可能にするであろう。塔底温度は117℃であった。1kg/
時の還流流量を用いた。精製された炭化水素生成物(相分離の後の)2.2kg
/時を塔底生成物として抜き出した。
【0085】 抽出ストリッパー30 抽出物ストリッパーを150kPa(a)で操作した。炭化水素供給物は頂部
から10段に2.7kg/時の流量で流入させ、また50℃に予熱した。ストリ
ッパーの塔頂温度は87℃であった。塔底温度を低下するためにリボイラーに水
を加えた(1kg/時)。水の添加は、温度感受性の塔底生成物にとって望まし
い許容できる塔底温度で商業プラントを大気圧またはそれ以上の圧力で操作する
ことを可能にするであろう。塔底温度は106℃であった。1.45kg/時の
還流流量を用いた。酸性の生成物の流量は0.13kg/時であった。
【0086】 3 分析結果 プロセスをモニターするために、選定した流れに対して、酸および他のものの
分析そして密度の測定を試験に際して実施した。これらの分析から得られた結果
を表3、4、5、および6にまとめる。
【0087】
【表3】
【0088】
【表4】
【0089】
【表5】
【0090】
【表6】
【0091】 アセトニトリル系溶媒を使用するプロセス10,50および100において、
オレフィン系およびナフテン系のフィードストックからの酸、オキシジェネート
、フェノール、芳香族類および環状化合物の除去を実施できることが驚くべきこ
とに分かった。さらに、溶媒とフィードストックとの重量比を変えることにより
、特定の不純物または一群の不純物をフィードストックから除去できることが分
かった。従って、この除去はフィードストックの下流での処理の要求に合わせる
ことができる。別な独特な特徴は、オレフィンの範囲がC8〜C11であり、溶媒
中のオレフィンの溶解度がかなり大きい場合、アセトニトリルはオレフィン系お
よびパラフィン系の物質と共沸混合物を形成することである。従って、ともに抽
出されるオレフィンはすべて後続する溶媒回収段階で回収され、そして抽出工程
にリサイクルされる。C12〜C14の範囲のオレフィンの損失は無視できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 炭化水素成分またはフィードストックから不純物を除去するための本発明の方
法の1態様の簡単なフローダイアグラムを示す。
【図2】 炭化水素成分またはフィードストックから不純物を除去するための本発明の方
法の別な態様の簡単なフローダイアグラムを示す。
【図3】 炭化水素成分またはフィードストックから不純物を除去するための本発明の方
法の別な態様の簡単なフローダイアグラムを示す。
【図4】 C11/12のオレフィン系炭化水素のフィードストックに関する平衡曲線を示す
【図5】 C13/14のオレフィン系炭化水素のフィードストックに関する平衡曲線を示す
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年7月7日(2000.7.7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0042
【補正方法】変更
【補正内容】
【0042】 水供給管102は抽出物ストリッパー塔30に入る。ドラム56からの重質相
は、(i)管60から出る管104によってラフィネートストリッパー塔22へ
の還流として部分的に使用され、(ii)管62によって抽出物ストリッパー塔
30への還流として部分的に使用され、そして(iii)管60によって抽出塔
12に部分的にリサイクルされる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,Z A,ZW (72)発明者 ハウフ − ランガンク、マグダレナ、キ ャサリーナ 南アフリカ国 パリス、ディストリクト パリス、ネル − ルース (72)発明者 ナウド、ヒューバート 南アフリカ国 プレトリア、ウォーターク ルーフ リッジ、 リッジビュー ストリ ート 441、モンサラート 63 (72)発明者 ペマ、アツール、ゴバン 南アフリカ国 ルナシア、ルナシア エク ステンション 1、 サンバード アベニ ュー 93

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不純物を含有する液体炭化水素の成分または留分を、純粋で
    ない液体炭化水素フィードストックとして、液−液抽出工程でアセトニトリル系
    溶媒と混合し、それにより、炭化水素の成分または留分から少なくとも1つの不
    純物を溶媒中に抽出し、 精製された炭化水素の成分または留分をラフィネートとして抽出工程から抜き
    出し、そして 不純物を含有する溶媒を抽出物として抽出工程から抜き出す ことを含む 炭化水素の成分または留分から不純物を除去するための方法。
  2. 【請求項2】 純粋でない液体炭化水素フィードストックが、少なくとも2
    0%(重量)のオレフィン類および/またはナフテン類を含有するオレフィン系
    および/またはナフテン系の炭化水素フィードストックである請求項1に記載の
    方法。
  3. 【請求項3】 純粋でない液体炭化水素フィードストックが、フィッシャー
    −トロプッシュ法から誘導されたものであり、その中に存在する不純物が少なく
    とも1つのカルボン酸、オキシジェネート、フェノール、芳香族化合物および/
    または環状化合物である請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 炭化水素フィードストックが、重量基準で40〜60%のオ
    レフィン類、10〜30%のパラフィン類、5〜30%のオキシジェネート、0
    .5〜1%のフェノールおよび/またはクレゾール、1〜6%のカルボン酸、そ
    して5〜30%の芳香族化合物を含む請求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 カルボン酸不純物を除去するために、溶媒と炭化水素フィー
    ドストックとの重量比が0.3:1と2:1との間にある請求項3または4に記
    載の方法。
  6. 【請求項6】 カルボン酸、オキシジェネートまたは芳香族化合物の不純物
    を除去するために、溶媒と炭化水素フィードストックとの重量比が1:1と8:
    1との間にある請求項3または4に記載の方法。
  7. 【請求項7】 溶媒がアセトニトリルと水との混合物または溶液を含み、ア
    セトニトリル系溶媒中の水の濃度が重量基準で、C8〜C10のオレフィン系およ
    び/またはナフテン系フィードストックについては10〜20%であり、C11/1 2 のオレフィン系および/またはナフテン系フィードストックについては15〜
    35%であり、またC13/14のオレフィン系および/またはナフテン系フィード
    ストックについては20〜35%である請求項2から6のいずれか1項に記載の
    方法。
  8. 【請求項8】 液−液抽出工程が多段階液−液抽出塔内で実施され、炭化水
    素フィードストックが塔底近くで塔に流入し、溶媒が塔頂近くで塔に流入し、ラ
    フィネートが塔頂から抜き出されまた抽出物が塔底から抜き出され、塔がおおよ
    そ周囲圧または最高10バール(a)までのより高い圧力、およびおおよそ周囲
    温度または30〜150℃の間のより高い温度で操作される、請求項2から7の
    いずれか1項に記載の方法。
  9. 【請求項9】 精製された炭化水素フィードストックに加えて、ラフィネー
    トがいくらかの溶媒を含有し、ラフィネートストリッピング工程において、多段
    ラフィネートストリッパー塔内で溶媒をラフィネートから分離する工程を含み、
    しかも、溶媒がラフィネートストリッパーの塔頂から抜き出されそして抽出工程
    にリサイクルされ、また精製された炭化水素フィードストックがラフィネートス
    トリッパーの塔底から抜き出され、またラフィネートストリッパー塔に流入する
    前にラフィネートが場合によっては予熱される、請求項2から8のいずれか1項
    に記載の方法。
  10. 【請求項10】 炭化水素フィードストックの流入点より低いところでラフ
    ィネートストリッパー塔に水を入れ;ラフィネートストリッパー塔から塔底生成
    物を抜き出し;相分離工程において、塔底生成物を水性相と精製された炭化水素
    フィードストックあるいはラフィネートとに分離し;そして水性相をラフィネー
    トストリッパー塔に戻すことを含む請求項9に記載の方法。
  11. 【請求項11】 抽出物が溶媒、抽出された不純物、およびともに抽出され
    た炭化水素を含有し、抽出物ストリッピング工程において、多段抽出物ストリッ
    パー塔内で不純物/炭化水素混合物から溶媒を分離する工程を含み、しかも、溶
    媒が抽出物ストリッパーの塔頂から抜き出されそして抽出工程にリサイクルされ
    、また不純物/炭化水素混合物が抽出物ストリッパーの塔底から抜き出され、ま
    た抽出物ストリッパー塔に流入する前に抽出物が場合によっては予熱される、請
    求項2から8のいずれか1項に記載の方法。
  12. 【請求項12】 抽出物の流入点より低いところで抽出物ストリッパー塔に
    水を入れ;抽出物ストリッパー塔から塔底生成物を抜き出し;相分離工程におい
    て塔底生成物を水性相と不純物/炭化水素混合物とに分離し;そして水性相の一
    部を塔に戻す一方、その残りをパージして水収支をとることを含む請求項11に
    記載の方法。
  13. 【請求項13】 ストリッパー塔(単数または複数)からの塔頂物または回
    収された溶媒を抽出工程にリサイクルすることを含む請求項9から12のいずれ
    か1項に記載の方法。
  14. 【請求項14】 実質的に、本明細書に記載しまた説明したようにして、炭
    化水素の成分または留分から不純物を除去する新規な方法。
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