NO167084B - Fremgangsmaate for separering av rene aromater. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for separering av rene aromatiske hydrokarboner fra hydrokarbonblandlnger som Inneholder slike ved ekstrahering i nærvær av reaktivstoffer, idet det samtidig fås sterkt aromatfrie raffinater.

Utgangsmaterlalene for separeringen ifølge oppfinnelsen av renaromater er blandinger av aromatiske og ikke aromatiske hydrokarboner, hvorfra de rene aromater ikke kan separeres ved hjelp enkel termisk destillering, på grunn av nære eller overlappende kokeområder. Blandingene kan inneholde aromatene, for eksempel benzen, toluen og xylen, såvel sammen som også enkeltvis. Blandinger av ovennevnte type fremkommer eksempelvis i raffinerier og petrokjemiske anlegg.

Det er kjent at ikke-aromater kan separeres fra aromatene ved ekstrahering med selektive oppløsningsmidler. Som ekstrahering skal det forstås både den klassiske væskefaseekstrahering og ekstraktiv destillering. I begge fremgangsmåter utløses aromatene selektivt fra hydrokarbonene ved hjelp av et oppløsnlngsmlddel. Ved væskefaseekstraheringen foregår separeringen av det aromatfattige raffinat fra det aromatrlke oppløsnlngsmlddel ved mekanisk separering 1 en ekstraktor, ved ekstraktivdestillerlngen foregår separeringen ved destillering i en kolonne. Isoleringen av renaromatet henholdsvis -aromatene foregår i begge tilfeller 1 en etter-koblet kolonne (stripper) ved destillasjonen av renaromater henholdsvis renaromatene fra oppløsningsmldlet. Det aromatfattige oppløsnlngsmlddel tilbakeføres fra strlpperens sump til væskefaseekstraktoren henholdsvis til ekstraktiv-desti11erlngskolonnen.

Ved begge fremgangsmåtetekniske varianter av utvinning av renaromater fra aromatholdige hydrokarbonblandlnger bestemmes det speslflke separeringsarbeide ved følgende faktorer:

a) ved aromatkonsentrasjonen i den anvendte blanding,

b) ved aromatutbytte og

c) ved kvalitetskravene til renaromatene henholdsvis renaromatet henholdsvis til raffinatet.

Hvis for eksempel aromatkonsentrasjonen av den anvendte strøm er konstant og kvalitetskravene til renaromatet henholdsvis aromatene med hensyn til ikke-aromater og oppløsningsmiddel-spor samt kvalitetskravene til raffinatet med hensyn til oppløsningsmiddelspqr og aromatinnhold likeledes bibeholdes, øker energiarbeidet med det ønskede utbytte av aromater. Det optimale fremgangsmåtetekniske punkt bestemmes således ved energiomkostningene på den ene side og den av salget henholdsvis videreforarbeidelsen av aromatene og raffinatopp-nådde fortjeneste på den annen side.

Oppfinnelsen muliggjør nå, ved samme aromatutbytte, å redusere det speslflke separeringsarbeide henholdsvis å øke aromatutbyttet ved samme spesifikke separeringsarbeide, idet det også kan innstilles driftstilstander mellom de nevnte ekstremverdier hvis dette er ønskelig.

Da lovrestriksJoner er å vente med hensyn til aromatinnholdet i for forgasserdrivstoff, er det nødvendig å senke aromatinnholdet i aromatfattig raffinat så vidt som mulig, hvorav det samtidig i foretrukket måte fremkommer en prioritet til et forhøyet aromatutbytte ved samme speslflke separeringsarbeide.

Det er nå funnet en fremgangsmåte til separering av aromater fra hydrokarbonblandlnger ved ekstrahering (væskefaseekstra-herlng henholdsvis ekstraktiv destillering) med et selektivt oppløsnlngsmlddel, Idet fremgangsmåten karakteriseres ved at ekstraheringen gjennomføres i nærvær av et reaktivt fast stoff i form av grunnharpikser for ionebytte uten ionebytte-grupper, som innføres i form av reaktive fyll-legemer i en ekstraktiv destilleringskolonne henholdsvis i en ekstraktors beroligelseskammere.

Som reaktive faststoffer for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skal det forstås slike som bare inngår en vekselvirkning med bestemte komponenter av en blanding som skal separeres, mens de med de resterende komponenter av blandingen ikke har eller bare har liten vekselvirkning. Som vekselvirkninger skal det i denne forbindelse for eksempel nevne svelleforholdet av et faststoff med de i blandingen inneholdte bestemte komponenter, samt elueringsforholdet av det med de egnede bestemte komponenter svellede faste stoff. Også elektroniske vekselvirkninger kan yte et bidrag til forbedret ekstrahering i nærvær av de reaktive faste stoffer. Innbringes for eksempel reaktive faste stoffer på et egnet sted i en ekstraheringskolonne er det mulig med en forbedring av opptellingen når det anvendte ekstraheringsmiddel er i stand til å eluere de anrikede bestemte komponenter fra disse reaktive faste stoffer. Det reaktive faste stoff kan også inngå vekselvirkninger med oppløsningsmidlet og i tillegg danne en stasjonær fase.

De ifølge oppfinnelsen anvendte reaktive faste stoffer lar seg for eksempel lett fremstille ved en klassisk perlepolymerisasjon, slik den er omtalt i "Houben-Weyl" bind 14/1, side 133 ff. Således får man de ifølge oppfinnelsen anvendte stoffer, når man for eksempel omsetter styren i nærvær av 2-85 vekt-# divinylbenzen (DVB), eventuelt i form av teknisk DVB og vekslende mengder av et porogen eller teknisk DVB alene med vekslende mengder av et porogen. De egnede porogener er kjent for fagfolk. Man for for frem-bringelse av makroporøse reaktive faste stoffer anvendte såkalte utfellings- eller svellemidler henholdsvis deres blandinger.

Også anvendelsen av andre monomerer er tenkelig, når derved vekselvirkningene, som for eksempel svelleforholdet av den således oppnådde polymer med aromatene bibeholdes. Foretrukket er imidlertid grunnharpikser for ionebyttere på basis av styren/DVB, ikke minst fordi de står til disposisjon i tilsvarende mengder. De reaktive faste stoffer kan komme til anvendelse i gelform eller i makroporøs form. For det meste medfører imidlertid anvendelsen av makroporøse grunnlegemer bedre separeringsresultater. Kryssbindingsgraden av grunn-legemene kan utgjøre mellom 2 og 85%. Som kjent øker overflaten av de makroporøse grunnlegemer med høyere kryss-binding, således er det mulig med en intensivere kontakt mellom aromater og reaktivt faststoff. Av denne grunn er det spesielt foretrukket grunnlegemer som inneholder 40-85 vekt-# teknisk DVB.

Som eksempel skal ekstraheringen i den foretrukkede form av en ekstraktiv destillasjon beskrives som følger: I en dampstrøm bestående av alifatiske hydrokarboner og aromater inngår de aromatiske komponenter med reaktive faste stoffer på basis av et styren-divinylbenzenpolymerisat sterke vekselvirkninger, mens de alifatiske hydrokarboner praktisk talt ikke utfolder noen vekselvirkninger med de nevnte reaktive faste stoffer. De også her i motstrøm anvendte selektive oppløsnlngsmlddel eluerer i tillegg til den allerede kjente effekt av ekstraktivdestillasjonen, mengden av aromatene fra reaktivstoffene. Dermed økes tydelig separeringsytelsen ved samme energiforbruk.

For tilfelle av den klassiske væskefaseekstrahering innfører slike reaktive faste stoffer i en ekstraktors beroligelses-kammer.

Det har vist seg fordelaktig å fiksere de reaktive faste stoffer for eksempel inne i tetraedrisk formede metallnett og å innføre disse metallnett som fyllegemer i ekstraktivdestillasjonskolonnen henholdsvis beroligelseskammet av ekstraktorer. Fordelaktig fylles de tetraedrisk formede metallnett bare delvis med det reaktive faste stoff, for å muliggjøre celleprosessen.

I et ytterligere eksempel lar også metallnett seg belegge med dé reaktive .faste stoffer og deretter sammenrulle, slik at det herved igjen oppstår egende fyllegemer. Isteden for metallnettene kan slike reaktive faste stoffer også innrulles i porøse kunststoffmatter, som deretter kan tjene som fyllegemer. Det er videre tenkelig å belegge handelsvanlige fyllegemer, som Raschig-ringer eller Berl-sadler, med reaktive faste stoffer-, slik at disse reaktive faste stoffer er fiksert på fyllegemene, hvorefter slike belagte fyllegemer anvendes på den omtalte måte.

Som selektive oppløsningsmidler kan det anvendes: N-metyl-pyrrolidon, N-formyl-morfolin, sulfolan, acetonitril.

De ved ekstraheringen (klassisk væskefaseekstrahering henholdsvis ekstraktivdestillering) øvrige fremgangsmåtepara-metere som er å innstille som temperatur, trykk, gjennom-strømningshastighet og lignende kjent for fagfolk.

Likeledes er koblingen av det egentlige ekstraheringsapparat (ekstraktor henholdsvis ekstraktivdestillasjonskolonne) med en stripper, kjent for fagfolk. En ekstraktivdestillering skal det eksempelvis beskrives ved hjelp den vedlagte figur: Til en ekstraktivdestilleringskolonne (1) med sumpomløsopp-varming (2) tilføres i den øvre del en benzenb land ing over ledning (3). Ekstraktivoppløsningsmidlet tilføres (1) over ledning (4) over (3). En sumpstrøm tilføres over ledning (5) til strippekolonnen (6) med sumpomløpsoppvarming (7) og oppdeles der i renbenzen og regenerert ekstraktivoppløsnings-middel. Renbenzenen uttas som toppstrøm over ledning (8), kondensatoren (9), oppfangingskaret (10) og ledning (11). Ledning (12) tjener til innstilling av tilbakeløpsforholdet. Det regenererte ekstraktivoppløsningsmiddel tilføres som sumpstrøm over ledning (13) til en forsterkningskolonne for ekstraktivdestillering. (13) beskikkes ved den nedre ende med toppstrømmen fra (1) over ledning (15). Det aromatfrie raffinat uttas (14) som toppstrøm over ledning (16), kondensator (17), oppfangingskaret (18) og ledning (19). Ledningen (20) tjener til Innstilling av tilbakeløpsforhol-det. (14) og eventuelt også (1) er ifølge oppfinnelsen utrustet med reaktive faste stoffer.

Eksempel

I laboratoriet ble i et kontinuerlig forsøk 580 g pr. liter av en benzenblanding (ca. 80 vekt-# benzen og ca. 20 vekt-# ikke-aromater) ved hjelp av et oppløsnlngsmlddel N-metyl-pyrrolidon (NMP) i en ekstraktivdestillasjonskolonne og en efterfulgt stripperkolonne separert i renbenzen og et benzenfattig raffinat (B-raffinat). Ekstraktivdestillerings-kolonnen hadde et teoretisk bunntall på 48. Produktføringen foregikk på den på figuren viste måte.

Ekstraktivdestillasjonskolonnen var pakket med tetraedriske nettfyllegemer, idet nettfyllegemene inneholdt makroporøst styren-divinylbenzen-perlepolymerisat. Nettfyllegemene ble innbragt i området av ekstraheringssonen, altså under NMP-ifylling, slik tegningen viser.

I et sammenligningsforsøk ble det likeledes innført nettfyllegemer som imidlertid inneholdt en svak sur, porøs ione-bytter på basis av Lewatit CNP 80.

Det ble oppnådd følgende forsøk:

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til separering av aromater fra hydrokarbonblandlnger ved ekstrahering (væskefaseekstrahering henholdsvis ekstraktivdestillering) med et selektivt opp-løsnlngsmlddel, karakterisert ved at ekstraheringen gjennomføres i nærvær av et reaktivt fast stoff i form av grunnharplkser for ionebyttere uten ione-byttegrupper, som innføres som reaktive fyll-legemer i en ekstraktiv destilleringskolonne henholdsvis i en ekstraktors berollgelseskammere.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som reaktive fyllegemer tjener lukkede metallnett eller sammenrullede porøse kunstoffmatter, hvori det reaktive faststoff er blitt innbragt.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som reaktive faste stoffer anvendes styren-divinylbenzen-perlepolymerlsat.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at det anvendes styren-divinylbenzen-perlepolymerisa-ter i makroporøs form.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at det anvendes styre-divinylbenzen-polymerisater med 2-85 vekt-# divinylbenzen, spesielt foretrukket på 40 til 85 vekt-* DVB.