PL180611B1

PL180611B1 - Method of dearomatising naphtha and kerosene

Info

Publication number: PL180611B1
Application number: PL31375796A
Authority: PL
Inventors: Ryszard Dettloff; Alfred Bednarski; Bozena Wroblewska; Boguslaw Polanski; Andrzej Kieltyka; Andrzej Siwiec; Tomasz Wos
Original assignee: Inst Technologii Nafty
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 2001-03-30
Also published as: PL313757A3

Abstract

Sposób odaromatyzowania ciężkiej benzyny i nafty na Ł drodze ekstrakcji zawodnionymacetonem pod ciśnieniem normalnym lub zwiększonym przy stosunku masowym rozpuszczalnikado surowcajak2:1 do6:1,korzystme3:1 do4:1 używają: rozpuszczalnikazawierającego 95 - 85% masowych acetonu i 5 - 15% wody, korzystnie 9 - 13%wody, znamienny tym, że proces ekstrakcji prowadzi się przy wykorzystaniu dwóch kolumn rozdzielczej połączonych szeregowo, przy czym surowiec którymjest ciężka benzyna o zakresie destylacji 150° - 210°C lub nafta o przedziale destylacji 180 - 350°C gęstości w 20°C od 0,77 do 0,83, zawartości siarki do 0,4% i zawartości węglowodorów aromatycznych 15 - 27%, wprowadza się do dolnej części kolumny I, gdzie utrzymuje się temperaturę 20 - 60°C, korzystnie 20 - 25°C, a świeży podgrzany rozpuszczalnik do górnej części kolumny II, gdzie panuje temperatura 25 - 70°C, korzystnie 30- 35°C, utrzymując międzytymi dwomamiejscami gradient temperatury 5 - 20°C, korzystnie 10°C i odbierając ze szczytu kolumny II roztwór rafinatu a ze spodu kolumny I roztwór ekstraktu kierowane następnie do regeneracji oraz odbierając ze szczytu kolumny I roztwór rafinatu z pierwszego stopnia zawracany do dolnej części kolumny II, ze spodu której w temperaturze pośredniej między temperaturami szczytu kolumny II i spodu kolumny I, a więc korzystniemiędzy 30 - 35°C a 20- 25°C odbiera się roztwór ekstraktu z drugiego stopnia, zawracany z kolei do górnej części kolumny I.A way to de-aromatize naphtha and kerosene on By extraction with saturated acetone under normal pressure or increased with the weight ratio of solvent to raw materials like 2: 1 to 6: 1, preferably 3: 1 to 4: 1 use: a solvent containing 95 - 85% by mass of acetone and 5 - 15% water, preferably 9-13% water, characterized in that the process the extraction is carried out using two columns switchgear connected in series, the raw material being naphtha with a distillation range of 150 ° - 210 ° C or kerosene with a distillation range of 180 - 350 ° C density at 20 ° C from 0.77 to 0.83, sulfur content up to 0.4% and hydrocarbon content aromatic 15 - 27%, are introduced into the lower part column I, where the temperature is kept at 20 - 60 ° C, preferably 20-25 ° C and fresh heated solvent to the upper part of column II, where the temperature is 25 - 70 ° C, preferably 30-35 ° C, maintaining between the two places temperature gradient 5-20 ° C, preferably 10 ° C and take off from the top of column II the raffinate solution and from the bottom of column I the extract solution is then directed to regeneration and collection from the top of the column and the raffinate solution from the first stage is returned to the bottom of column II, from the bottom of which at a temperature between the top temperatures of the column II and the bottom of column I, therefore preferably between 30 - 35 ° C a 20-25 ° C extract solution is collected from the second stage, back in turn to the top of column I.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odaromatyzowania ciężkiej benzyny oraz nafty na drodze ekstrakcji zawodnionym roztworem acetonu, celem uzyskania niskoaromatycznych rozpuszczalników naftowych.The subject of the invention is a method of de-aromatizing naphtha and kerosene by extraction with a water-soluble acetone solution to obtain low-aromatic petroleum solvents.

Znany sposób odaromatyzowania ciężkiej benzyny oraz nafty według opisu patentowego nr 153 738 polega na tym, że frakcję naftowąo gęstości w 20°C od 0,77 do 0,83 zawierającą 15 - 25% węglowodorów aromatycznych i do 0,4% siarki wprowadza się do dolnej części kolumny ekstrakcyjnej pracującej pod ciśnieniem normalnym lub zwiększonym a podgrzany rozpuszczalnik zawierający 95 - 85% acetonu i 5 -15% wody, korzystnie 9 -13% wody do górnej części kolumny utrzymując na szczycie kolumny temperaturę 25 - 95°C, korzystnie 30 - 35°C, a na dole kolumny 20 - 85°C, korzystnie 20 - 25°C. Utrzymując stosunek masowy rozpuszczalnika 2:1 do 6:1 i gradient temperatury między szczytem a dołem kolumny ekstrakcyjnej 5 - 20°C, korzystnie 10°C uzyskuje się bardzo efektywne obniżenie zawartości węglowodorów aromatycznych (do 1,:5- 4,0%) i siarki (do 0,1%) w produkcie stanowiącym zależnie od parametrów 50 - 70% ilości wprowadzanego surowca.The known method of de-aromatization of naphtha and kerosene according to the patent description No. 153 738 consists in the fact that the kerosene fraction with a density at 20 ° C from 0.77 to 0.83 containing 15 - 25% aromatic hydrocarbons and up to 0.4% sulfur is introduced into the bottom of the extraction column operating at normal or increased pressure and a heated solvent containing 95 - 85% acetone and 5 - 15% water, preferably 9 - 13% water, to the top of the column maintaining the temperature at the top of the column at 25 - 95 ° C, preferably 30 - 35 ° C, and at the bottom of the column 20-85 ° C, preferably 20-25 ° C. Maintaining the solvent mass ratio of 2: 1 to 6: 1 and the temperature gradient between the top and bottom of the extraction column at 5 - 20 ° C, preferably 10 ° C, a very effective reduction of the aromatic hydrocarbon content (up to 1: 5 - 4.0%) is obtained. and sulfur (up to 0.1%) in the product, which, depending on the parameters, constitutes 50 - 70% of the amount of the introduced raw material.

Stwierdzono, że alternatywnym rozwiązaniem do wynalazku 153 738 dla osiągnięcia założonej jakości produktów jest przeprowadzenie procesu ekstrakcji acetonem przy wykorzystaniu dwóch kolumn połączonych szeregowo co pozwala również przerabiać cięższy surowiec. Proces prowadzi się przy stosunku rozpuszczalnika do surowca (2:1 do 6:1) i temperaturach procesu zapewniających wymagany gradient temperaturowy 5 - 20°C, korzystnie 10°C i założoną głębokość procesu odaromatyzowania określoną wydajnością i jakością produktów.It has been found that an alternative solution to the invention 153,738 to achieve the assumed product quality is to carry out the acetone extraction process using two columns connected in series, which also allows the processing of heavier raw materials. The process is carried out at a solvent to raw material ratio (2: 1 to 6: 1) and process temperatures ensuring the required temperature gradient of 5-20 ° C, preferably 10 ° C and the assumed depth of the de-aromatization process, determined by the yield and quality of the products.

Sposób według wynalazku polega na poddaniu surowca, którym może być ciężka benzyna o przedziale destylacji 150 - 210°C lub nafta o przedziale destylacji 180 - 350°C gęstości w 20°C 0,77 - 0,83, zawartości węglowodorów aromatycznych 15 - 27% i siarki do 0,4%, procesowi ekstrakcji zawodnionym acetonem zawierającym 5 -15% wody, korzystnie 9 -13% wody przy wykorzystaniu dwóch kolumn połączonych szeregowo jak podano na rysunku. W spółdziałanie obu kolumn ekstrakcyjnych przedstawia się następująco: surowiec wprowadza się do dolnej części kolumny I, gdzie utrzymuje się temperaturę 20 - 60°C, korzystnie 20 - 25°C, a świeży pod180 611 grzany rozpuszczalnik do górnej części kolumny II, gdzie utrzymuje się temperaturę 25 - 70°C, korzystnie 30 - 35°C, utrzymując między tymi dwoma najistotniejszymi punktami instalacji gradient temperatury 5 - 20°C, korzystnie 10°C. Ze szczytu kolumny II odbiera się roztwór rafinatu, a ze spodu kolumny I roztwór, ekstraktu które poddaje się procesowi regeneracji. Strumienie pośrednie zawraca się w obrębie instalacji a mianowicie roztwór rafinatu z pierwszego stopnia, odbierany ze szczytu kolumny I recyrkuluje się do dolnej części kolumny II a roztwór ekstraktu z drugiego stopnia, odbierany ze spodu kolumny II, gdzie utrzymuje się temperaturę pośrednią między temperaturami szczytu kolumny II i spodu kolumny I a więc korzystnie między 30 - 35°C a 20 - 25°C, zawraca się do górnej części kolumny I.The process according to the invention consists in subjecting the raw material, which can be heavy gasoline with a distillation range of 150 - 210 ° C or kerosene with a distillation range of 180 - 350 ° C, density at 20 ° C 0.77 - 0.83, with an aromatic hydrocarbon content of 15 - 27 % and sulfur to 0.4%, by an extraction process saturated with acetone containing 5 - 15% water, preferably 9 - 13% water using two columns connected in series as shown in the figure. The cooperation of the two extraction columns is as follows: the raw material is fed to the lower part of column I, where the temperature is kept at 20-60 ° C, preferably 20-25 ° C, and fresh heated solvent is kept in the upper part of column II, where the temperature is kept. a temperature of 25-70 ° C, preferably 30-35 ° C, maintaining a temperature gradient of 5-20 ° C, preferably 10 ° C between these two most essential points of the installation. The raffinate solution is collected from the top of column II, and the extract solution from the bottom of column I, which is subjected to the regeneration process. The intermediate streams are recycled within the plant, namely the raffinate solution from the first stage, taken from the top of column I, is recirculated to the bottom of column II, and the extract solution from the second stage, taken from the bottom of column II, where an intermediate temperature is maintained between the top temperatures of column II. and the bottom of column I, i.e. preferably between 30-35 ° C and 20-25 ° C, are recycled to the top of column I.

Dzięki stosowaniu odpowiedniego doboru temperatur procesu i gradientu temperaturowego w poszczególnych kolumnach oraz zawodnieniu i stosunku rozpuszczalnika do surowca uzyskuje się bardzo efektywne obniżenie zawartości węglowodorów aromatycznych w produkcie rafinacie - z poziomu 15 -27% do 1,5 - 6% przy równoczesnym obniżeniu zawartości siarki (np. z wartości 0,4% do 0,1%).Thanks to the use of an appropriate selection of process temperatures and the temperature gradient in individual columns, as well as water failure and the solvent-to-feed ratio, a very effective reduction of the aromatic hydrocarbons content in the raffinate product is achieved - from 15-27% to 1.5-6% with a simultaneous reduction in sulfur content ( e.g. from 0.4% to 0.1%).

Przykład I. Ciężkąbenzynę o zakresie destylacji: początek 163°C, 5% = 165°C, 50% = 180°C, 90% = 200°C, koniec destylacji 210°C, o zawartości węglowodorów aromatycznych 17,2% (w tym dwupierścieniowych 0,3%), gęstości d 2 = 0,780 i nj0 = 1,4380 poddano w zestawie dwóch kolumn połączonych szeregowo ciągłemu procesowi rafinacji acetonem zawierającym 9,7% wody, o gęstości d 2° = 0,8175 wprowadzając surowiec o temperaturze 20°C u dołu kolumny ekstrakcyjnej I, gdzie temperatura po ustabilizowaniu parametrów całego układu dwóch kolumn wynosiła 20 - 21°C. Rozpuszczalnik w stosunku masowym do surowca wynoszącym 3,0:1 podawano z temperaturą30°C poniżej szczytu kolumny II, z którego w temperaturze 30°C odbierano roztwór rafinatu kierowany następnie do regeneracji. Roztwór ekstraktu z drugiego stopnia ekstrakcji odbierano przy temperaturze 27 - 28°C ze spodu kolumny II i wprowadzano do górnej części kolumny I, skąd ze szczytu przy temperaturze 26 - 27°C odbierany roztwór rafinatu z pierwszego stopnia wprowadzano do dolnej części kolumny II powyżej odbioru ekstraktu. Ze spodu kolumny I odbierano roztwór ekstraktu poddawany potem regeneracji. Po ustabilizowaniu się przepływów i parametrów, wychodząc z 40 kg surowca i 120 kg rozpuszczalnika otrzymano 26,5 kg roztworu rafinatu o d^ = 0,770, z którego po oddestylowaniu acetonu uzyskano 19,5 kg rafinatu o własnościach: zawartość węglowodorów aromatycznych 2,3%, df = 0,760, n²⁰ = 1,425, temperatura zapłonu=49°C. Równocześnie otrzymano 133 kg roztworu ekstraktu o d4 = 0,815 z którego po oddestylowaniu acetonu i oddzieleniu warstwy wody uzyskano 20 kg ekstraktu o zawartości węglowodorów aromatycznych 36,6% (w tym dwupierścieniowych 0,9%) gęstości d2'^J = 0,832 i temperaturze zapłonu 57°C.Example I. Heavy gasoline with distillation range: start 163 ° C, 5% = 165 ° C, 50% = 180 ° C, 90% = 200 ° C, end distillation 210 ° C, with an aromatic content of 17.2% (in including two-ring 0.3%), density d 2 = 0.780 and nj0 = 1.4380, in a set of two columns connected in series, was subjected to a continuous acetone refining process containing 9.7% water, with a density d 2 ° = 0.8175, introducing the raw material at the temperature 20 ° C at the bottom of extraction column I, where the temperature after stabilization of the parameters of the entire system of two columns was 20 - 21 ° C. The solvent to feed ratio of 3.0: 1 was fed with a temperature of 30 ° C below the top of column II, from which the raffinate solution was collected at 30 ° C and then directed to regeneration. The extract solution from the second stage of extraction was collected at the temperature of 27-28 ° C from the bottom of column II and fed to the upper part of column I, from where from the top at the temperature of 26-27 ° C the received raffinate solution from the first stage was fed to the lower part of column II above the reception extract. The extract solution was collected from the bottom of column I and was then regenerated. After stabilization of the flows and parameters, starting from 40 kg of raw material and 120 kg of solvent, 26.5 kg of raffinate solution was obtained from ^ = 0.770, from which, after distilling off the acetone, 19.5 kg of raffinate was obtained with the following properties: aromatic hydrocarbons content 2.3%, df = 0.760, n ²⁰ = 1.425, flash point = 49 ° C. At the same time, 133 kg of extract solution with d4 = 0.815 were obtained, of which, after distilling the acetone and separating the water layer, 20 kg of extract was obtained with the content of aromatic hydrocarbons 36.6% (including 0.9% two-ring hydrocarbons), d2 ' ^J = 0.832 and flash point 57 ° C.

Przykład II. Naftę o zakresie destylacji: początek 197°C, 5% = 202°C, 50% = 220°C, 90% = 242°C, koniec destylacji 255°C, gęstościd^ = 0,803, zawartości węglowodorów aromatycznych 21,5% (w tym dwupierścieniowych 2,2%), zawartości siarki 0,18% poddano ciągłemu procesowi rafinacji w zestawie dwóch kolumn połączonych szeregowo stosując jako rozpuszczalnik aceton zawierający 10% wody, o gęstości 0,820, wprowadzając surowiec o temperaturze 19 - 20°C u dołu kolumny ekstrakcyjnej I, gdzie temperatura po ustabilizowaniu się parametrów całego układu dwóch kolumn wynosiła 20 - 21°C. Rozpuszczalnik w stosunku masowym do surowca jak 4:1 podawano z temperaturą 30°C poniżej szczytu kolumny II, skąd w temperaturze 30°C odbierano roztwór rafinatu kierowany następnie do regeneracji. Roztwór ekstraktu z drugiego stopnia ekstrakcji odbierano przy temperaturze 27 - 28°C ze spodu kolumny II i wprowadzano do górnej części kolumny I, skąd ze szczytu, w temperaturze 26 - 27°C odbierano roztwór rafinatu z pierwszego stopnia i wprowadzano go do dolnej części kolumny II, powyżej odbioru ekstraktu, zawracanego do kolumny I. Ze spodu kolumny I odbierano roztwór ekstraktu, poddawany potem regeneracji. Po ustabilizowaniu się przepływów i parametrów, wychodząc z 40 kg surowca i 160 kg rozpuszczalnika otrzymano 33 kg roztworu rafinatu o gęstości d2 = 0,776, z którego po oddestylowaniu acetonu uzyskano 25,5 kg rafinatu, charakteryzującego się zawartością węglowodorów aromatycznych 5,8% (w tym dwupierścieniowych 0,1%), gęstością d 2° = 0,783 i zawartością siarki 0,07%. Z otrzymanych 165 kg roztworu ekstraktu o d^p = 0,828Example II. Kerosene with distillation range: start 197 ° C, 5% = 202 ° C, 50% = 220 ° C, 90% = 242 ° C, end distillation 255 ° C, density d ^ = 0.803, aromatic content 21.5% ( including two-ring 2.2%), sulfur content 0.18% was subjected to a continuous refining process in a set of two columns connected in series using acetone containing 10% water as solvent, with a density of 0.820, introducing the raw material at a temperature of 19 - 20 ° C at the bottom of the column extraction I, where the temperature after stabilization of the parameters of the entire system of two columns was 20 - 21 ° C. Solvent in a weight ratio to the raw material of 4: 1 was fed with the temperature of 30 ° C below the top of column II, from where at the temperature of 30 ° C the raffinate solution was collected and then directed to the regeneration. The extract solution from the second extraction stage was collected at the temperature of 27-28 ° C from the bottom of column II and introduced to the top of column I, from where the raffinate solution from the first stage was collected from the top, at a temperature of 26-27 ° C and fed to the bottom of the column II, above the extraction of the extract, returned to column I. The extract solution was collected from the bottom of column I, which was then regenerated. After stabilization of the flows and parameters, starting from 40 kg of raw material and 160 kg of solvent, 33 kg of raffinate solution with the density d2 = 0.776 was obtained, from which, after distilling off the acetone, 25.5 kg of raffinate was obtained, with the content of aromatic hydrocarbons 5.8% (in including bicycles 0.1%), density d 2 ° = 0.783 and sulfur content 0.07%. From the obtained 165 kg of the extract solution with d ^ p = 0.828

180 611 po oddestylowaniu acetonu i oddzieleniu wody uzyskano 14,3 kg ekstraktu o zawartości aromatów 57,2% (w tym dwupierścieniowych 8,1%), gęstości dj⁰ = 0,847 i temperaturze zapłonu 92°C.180,611, after acetone distillation and water separation, 14.3 kg of extract were obtained with an aromatics content of 57.2% (including 8.1% of two-ring ones), density dj ⁰ = 0.847 and flash point 92 ° C.

Przykład III. Naftę o zakresie destylacji: początek 199°C, 5% = 208°C, 50% = 260°C, 90% = 325°C, koniec destylacji 330°C, gęstości d 2 = 0,819, zawartości węglowodorów aromatycznych 26,5% (w tym dwupierścieniowych 5,3%), zawartości siarki 0,4% poddano ciągłemu procesowi rafinacji w zestawie dwóch kolumn połączonych szeregowo stosując jako rozpuszczalnik aceton zawierający 10% wody, o gęstości 0,820, wprowadzając surowiec o temperaturze 19 - 20°C u dołu kolumny ekstrakcyjnej I, gdzie temperatura po ustabilizowaniu się parametrów całego układu dwóch kolumn wynosiła 20 - 21°C. Rozpuszczalnik w stosunku masowym do surowca jak 4:1 podawano z temperaturą 30°C w miejscu poniżej szczytu kolumny II, z którego to szczytu w temperaturze 30°C odbierano roztwór rafinatu kierowany następnie do regeneracji. Roztwór ekstraktu z drugiego stopnia ekstrakcji odbierano przy temperaturze 27 - 28°C ze spodu kolumny II i wprowadzano do górnej części kolumny I, skąd ze szczytu, w temperaturze 26 - 27°C odbierano roztwór rafinatu z pierwszego stopnia i wprowadzano go do dolnej części kolumny II, powyżej odbioru ekstraktu, zawracanego następnie do kolumny I. Ze spodu kolumny I odbierano roztwór ekstraktu, poddawany potem regeneracji. Po ustabilizowaniu się przepływów i parametrów, wychodząc z 30 kg surowca i 120 kg rozpuszczalnika otrzymano 17,6 kg roztworu rafinatu o gęstości d 2’ = 0,789, z którego po oddestylowaniu acetonu uzyskano 14,2 kg rafinatu charakteryzującego się zawartością węglowodorów aromatycznych 6,0% (w tym dwupierścieniowych 0,4%), gęstości ad 2' =0,801, temperaturązapłonu 89°C i zawartością siarki 0,12%. Z otrzymanych 132 kg roztworu ekstraktu o d 2’ = 0,822 po oddestylowaniu acetonu i oddzieleniu wody uzyskano 15,6 kg ekstraktu o zawartości aromatów 61% (w tym dwupierścieniowych 12,1%), gęstości d 2’ = 0,872 i temperaturze zapłonu 98°C.Example III. Kerosene with distillation range: start 199 ° C, 5% = 208 ° C, 50% = 260 ° C, 90% = 325 ° C, end distillation 330 ° C, density d 2 = 0.819, aromatic hydrocarbon content 26.5% (including two-ring 5.3%), 0.4% sulfur content was continuously refined in a set of two columns connected in series, using acetone containing 10% water as solvent, with a density of 0.820, introducing the raw material at a temperature of 19 - 20 ° C at the bottom extraction column I, where the temperature after stabilization of the parameters of the entire system of two columns was 20 - 21 ° C. Solvent in a weight ratio to the raw material of 4: 1 was fed at a temperature of 30 ° C in a place below the top of column II, from which top at a temperature of 30 ° C the raffinate solution was collected and sent for regeneration. The extract solution from the second extraction stage was collected at the temperature of 27-28 ° C from the bottom of column II and introduced to the top of column I, from where the raffinate solution from the first stage was collected from the top, at a temperature of 26-27 ° C and fed to the bottom of the column II, above the extraction of the extract, then recycled to column I. The extract solution was collected from the bottom of column I, which was then subjected to regeneration. After stabilization of the flows and parameters, starting from 30 kg of raw material and 120 kg of solvent, 17.6 kg of raffinate solution with the density d 2 '= 0.789 was obtained, from which, after distilling off the acetone, 14.2 kg of raffinate with 6.0 aromatic hydrocarbons was obtained. % (including double rings 0.4%), density ad 2 '= 0.801, flash point 89 ° C and sulfur content 0.12%. From the 132 kg of extract solution obtained from 2 '= 0.822, after distilling the acetone and separating off the water, 15.6 kg of the extract was obtained with the content of 61% aromas (including 12.1% of two-ring aromas), density d 2' = 0.872 and flash point 98 ° C .

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 60 copies

Cena 2,00 zł.Price PLN 2.00.

Claims

Patent claim

A method of de-aromatization of naphtha and kerosene by extraction with saturated acetone at normal or increased pressure at a solvent to feed mass ratio of 2: 1 to 6: 1, preferably 3: 1 to 4: 1 using a solvent containing 95 - 85% by mass of acetone and 5 -15% water, preferably 9 -13% water, characterized in that the extraction process is carried out with the use of two separating columns connected in series, the raw material being naphtha with a distillation range of 150 ° - 210 ° C or kerosene with a distillation range of 180 - 350 ° C density at 20 ° C from 0.77 to 0.83, sulfur content up to 0.4% and aromatic hydrocarbons content 15 - 27%, are introduced to the lower part of column I, where the temperature is kept at 20 - 60 ° C, preferably 20-25 ° C, and fresh warmed up solvent to the top of column II where the temperature is 25-70 ° C, preferably 30-35 ° C, maintaining a temperature gradient of 5-20 ° C, preferably 10 ° C between the two places. ° C and pick up From the top of column II, the raffinate solution and from the bottom of column I, the extract solution is then directed to the regeneration, and from the top of column I, the raffinate solution from the first stage is returned to the bottom of column II, from the bottom of which at an intermediate temperature between the temperatures of the top of column II and the bottom of column I, i.e. preferably between 30-35 ° C and 20-25 ° C, the extract solution from the second stage is withdrawn and in turn recycled to the top of column I.