RU2164907C1 - Method of purifying benzene - Google Patents
Method of purifying benzene Download PDFInfo
- Publication number
- RU2164907C1 RU2164907C1 RU99124429A RU99124429A RU2164907C1 RU 2164907 C1 RU2164907 C1 RU 2164907C1 RU 99124429 A RU99124429 A RU 99124429A RU 99124429 A RU99124429 A RU 99124429A RU 2164907 C1 RU2164907 C1 RU 2164907C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- benzene
- thiophene
- toluene
- purification
- column
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтехимической промышленности, к очистке бензола, полученного при коксовании из угля, и бензола, полученного из жидких фракций пиролиза нефтепродуктов. The invention relates to the petrochemical industry, to the purification of benzene obtained by coking from coal, and benzene obtained from liquid fractions of the pyrolysis of petroleum products.
В ряде нефтехимических производств, использующих бензол в качестве сырья для синтеза, требования к чистоте его очень высоки. Например, в производстве циклогексана, исходного сырья для получения капролактама, адипиновой кислоты и гексаметилендиамина, все примеси насыщенных, ненасыщенных и серосодержащих соединений являются вредными, так как загрязняют получаемый циклогексан. In a number of petrochemical plants using benzene as a raw material for synthesis, its purity requirements are very high. For example, in the production of cyclohexane, the starting material for the production of caprolactam, adipic acid and hexamethylene diamine, all impurities of saturated, unsaturated and sulfur-containing compounds are harmful, since they pollute the resulting cyclohexane.
Используемые при гидрировании бензола в циклогексан никелевые катализаторы очень чувствительны к примесям серосодержащих и непредельных углеводородов, так как первые ими адсорбируются, вторые полимеризуются, закрывая активные каталитические центры. Nickel catalysts used in the hydrogenation of benzene to cyclohexane are very sensitive to impurities of sulfur-containing and unsaturated hydrocarbons, since the former are adsorbed, the latter polymerize, closing the active catalytic centers.
При получении бензолсульфокислоты сульфированием бензола в паровой фазе все серосодержащие примеси, предельные и непредельные углеводороды отрицательно влияют на процесс, так как вызывают раскисление серной кислоты и осмоление сульфомассы. Upon receipt of benzenesulfonic acid by sulfonation of benzene in the vapor phase, all sulfur-containing impurities, saturated and unsaturated hydrocarbons adversely affect the process, as they cause deoxidation of sulfuric acid and resinous sulfomass.
Подобные обстоятельства в перечисленных и других нефтехимических синтезах, использующих бензол, заставляют ограничивать содержание в нем предельных, непредельных углеводородов, тиофена и сероуглерода. Similar circumstances in the above and other petrochemical syntheses using benzene make it necessary to limit the content of saturated, unsaturated hydrocarbons, thiophene, and carbon disulfide in it.
Несмотря на то что бензол коксохимический проходит двойную стадию ректификационной очистки от примесей углеводородов и сероуглерода, получаемый продукт, бензол марки "для нитрации", содержит до 0,30% мас. примесей неароматических углеводородов (предельных и непредельных), тиофена - до 0,04% мас. , сероуглерода - до 0,005% мас. , температура его кристаллизации - 5,20oC, показатель окраски серной кислотой - до 0,15 (ГОСТ 8448-78), что свидетельствует о присутствии в нем непредельных соединений.Despite the fact that benzene coke undergoes a double stage of distillation purification from impurities of hydrocarbons and carbon disulfide, the resulting product, benzene brand "for nitration", contains up to 0.30% wt. impurities of non-aromatic hydrocarbons (marginal and unsaturated), thiophene - up to 0.04% wt. carbon disulfide - up to 0.005% wt. , its crystallization temperature is 5.20 o C, the sulfuric acid stain is up to 0.15 (GOST 8448-78), which indicates the presence of unsaturated compounds in it.
Другой источник бензола для нефтехимических синтезов - бензол, получаемый из жидких фракций пиролиза нефтепродуктов выделением двухступенчатой ректификацией от основной массы предельных, непредельных и части серосодержащих примесей, содержит не менее 94,0% мас. основного вещества, из серосодержащих примесей - лишь тиофен до 0,01% мас., до 0,1-0,12% мас. толуола, остальное - примеси неароматических предельных и непредельных углеводородов. Another source of benzene for petrochemical syntheses is benzene, obtained from the liquid fractions of the pyrolysis of petroleum products by isolating two-stage distillation from the bulk of the limiting, unsaturated and part of sulfur-containing impurities, contains at least 94.0% wt. the main substance, from sulfur-containing impurities - only thiophene up to 0.01% wt., up to 0.1-0.12% wt. toluene, the rest are impurities of non-aromatic saturated and unsaturated hydrocarbons.
Чтобы из вышеуказанного сырья получить бензол марки "для синтеза", соответствующий ГОСТ 8448-78 и ГОСТ 9572-77 на бензол коксохимического и нефтяного производства, требуются дополнительные приемы очистки, так как чем меньше примесей в бензоле, тем проблематичнее их отделение. In order to obtain benzene of the brand “for synthesis” from the above-mentioned raw materials, corresponding to GOST 8448-78 and GOST 9572-77 for benzene of coke and oil production, additional cleaning methods are required, since the less impurities in benzene, the more problematic their separation.
Сложный состав и образование азеотропных смесей примесей неароматических углеводородов с бензолом делают процессы выделения бензола высокой степени чистоты с использованием четкой и азеотропной ректификации очень энергоемкими, требующими высокоэффективного технологического оборудования. The complex composition and formation of azeotropic mixtures of non-aromatic hydrocarbon impurities with benzene make high purity benzene separation processes using clear and azeotropic distillation very energy-intensive, requiring highly efficient technological equipment.
Известен способ очистки бензола, полученного из пироконденсата, от примесей неароматических непредельных углеводородов и тиофена на природных адсорбентах при температуре 150-250oC, давлении 2-2,8 ата с последующим выделением бензола ректификацией [А.Д.Беренц и др. Переработка жидких продуктов пиролиза. - М.: Химия, 1985, с. 216]. Очищенный бензол содержит 99,90% мас. и выше основного вещества
Недостатками способа являются сравнительно небольшой срок службы адсорбентов (до 6 месяцев), высокий их расход на единицу сырья, необходимость периодического захоронения отработанных адсорбентов на полигонах.A known method of purification of benzene obtained from pyrocondensate from impurities of non-aromatic unsaturated hydrocarbons and thiophene on natural adsorbents at a temperature of 150-250 o C, a pressure of 2-2.8 atm, followed by the isolation of benzene by distillation [A.D. Berents and other liquid Processing pyrolysis products. - M .: Chemistry, 1985, p. 216]. Purified benzene contains 99.90% wt. and above the main substance
The disadvantages of the method are the relatively short service life of adsorbents (up to 6 months), their high consumption per unit of raw material, the need for periodic disposal of spent adsorbents at landfills.
Известен способ доочистки бензола, полученного из нефтяного сырья или при коксовании угля, содержащего до 98% мас. основного вещества на природных адсорбентах от непредельных неароматических соединений и затем от сернистых соединений на катализаторах на основе металлов VI и VIII групп Периодической системы [патент США N 3642927, C 07 C 7/00, 15/04, заявл. 07.02.68, опубл. 15.02.72). Способ не лишен недостатков ранее описанного и дополнительно включает энергоемкую стадию гидроочистки. A known method of purification of benzene obtained from petroleum feedstock or by coking coal containing up to 98% wt. the main substance on natural adsorbents from unsaturated non-aromatic compounds and then from sulfur compounds on catalysts based on metals of groups VI and VIII of the Periodic system [US patent N 3642927, C 07
Известно сочетание адсорбционной и каталитической очистки бензола пиролизного происхождения, содержащего до 0,0072% мас. неароматических предельных и непредельных углеводородов и 0,002% мас. тиофена, в одностадийном процессе на гидрогенизационных установках с использованием специально разработанных катализаторов [В.А.Двинин и др. Тонкая очистка бензольной фракции пироконденсата от олефинов и тиофена. Нефтепереработка и нефтехимия. 1988, N 9, с. 19-21]. A combination of adsorption and catalytic purification of benzene of pyrolysis origin is known, containing up to 0.0072% by weight. non-aromatic saturated and unsaturated hydrocarbons and 0.002% wt. thiophene, in a one-step process in hydrogenation plants using specially designed catalysts [V.A.Dvinin et al. Fine purification of the benzene fraction of pyrocondensate from olefins and thiophene. Oil refining and petrochemicals. 1988,
Способ позволяет из продуктов очистки последующей ректификацией выделить бензол, отвечающий требованиям ГОСТ 9572-77 на бензол марки "высшей очистки" - содержание основного вещества - 99,90% мас., общей серы - 0,00005% мас. The method allows one to isolate benzene from the purification products by subsequent distillation that meets the requirements of GOST 9572-77 for “higher purity” brand benzene — the content of the main substance is 99.90% wt., Total sulfur — 0.00005% wt.
Недостатками способа являются ограничения по содержанию тиофена в исходном бензоле на уровне 0,002% мас., неароматических углеводородов - 0,01% мас. и проблемы, связанные с использованием адсорбентов, кроме того степень превращения непредельных составляет 84,3-93,7% мас. The disadvantages of the method are restrictions on the content of thiophene in the starting benzene at the level of 0.002% wt., Non-aromatic hydrocarbons - 0.01% wt. and problems associated with the use of adsorbents, in addition, the degree of conversion of unsaturated is 84.3-93.7% wt.
Использование приемов химического связывания примесей, присутствующих в бензоле, например сероуглерода, щелочью в метиловом спирте [В.Е.Привалов. Кокс и химия. 1961, N 3, с. 361], тиофена, непредельных соединений - серной кислотой [А.П.Колесов, В.З.Соколов. Кокс и химия. 1962, N 5, с. 41], тиофена - хлором, формальдегидом, гипохлоритом - связано с использованием больших количеств реагентов, с проблемами утилизации продуктов конденсации примесей с реагентом, потерями целевого продукта [Л.Я.Коляндр. Получение чистого бензола. - М.: Металлургия, 1966, с. 64-69]. The use of chemical bonding techniques for impurities present in benzene, for example carbon disulfide, with alkali in methyl alcohol [V.E. Privalov. Coke and chemistry. 1961,
Для отделения бензола от примесей углеводородов используют жидкостную экстракцию, бензол из растворителя извлекается затем ректификацией. Liquid extraction is used to separate benzene from hydrocarbon impurities, then benzene is then removed from the solvent by distillation.
В качестве экстрагентов используют гликоли, диметилсульфоксид, сульфолан [А. А. Мирошниченко и др. Кокс и химия. 1974, N 8, с. 35-37], N-метилпирролидон в смеси с этиленгликолем и водой [А.А.Мирошниченко и др. Кокс и химия. 1958, N 3, с. 61]. Получают бензол с содержанием основного вещества 99,90% мас. и выше, с температурой кристаллизации 5,40oC и выше.As extractants use glycols, dimethyl sulfoxide, sulfolane [A. A. Miroshnichenko et al. Coke and chemistry. 1974,
Недостатками метода являются необходимость переработки большого количества продукта, повышенные потери бензола. Поэтому экстрактивную очистку используют для удаления основной массы примесей из бензола с последующей доочисткой от них другими методами - экстрактивной ректификацией, адсорбцией, кристаллизацией, химическим связыванием. The disadvantages of the method are the need to process a large amount of product, increased losses of benzene. Therefore, extractive purification is used to remove the bulk of impurities from benzene, followed by purification from them by other methods — extractive distillation, adsorption, crystallization, and chemical bonding.
Метод экстрактивной ректификации используют для достижения глубокой очистки бензола, для этого метод требует предварительного отделения большей части примесей. The method of extractive distillation is used to achieve deep purification of benzene, for this the method requires the preliminary separation of most of the impurities.
Известен способ очистки бензола от примесей неароматических углеводородов экстрактивной ректификацией с использованием бинарного растворителя - смеси N-метилпирролидона и воды при их массовом соотношении 3 : 1 [В.З.Соколов, Г.Д.Харлампович. Производство и использование ароматических углеводородов. - М.: Химия, 1980, с. 240- 241]. A known method of purification of benzene from impurities of non-aromatic hydrocarbons by extractive distillation using a binary solvent - a mixture of N-methylpyrrolidone and water with a mass ratio of 3: 1 [V.Z. Sokolov, GD Kharlampovich. Production and use of aromatic hydrocarbons. - M.: Chemistry, 1980, p. 240-241].
Соотношение экстрагент/сырье составляет 4,5 : 1 (мас.). В качестве сырья используют бензольную фракцию рафината среднетемпературной гидроочистки, содержащую 0,73% мас. неароматических предельных углеводородов. После ректификационного разделения кубового продукта выделяют бензол, содержащий 99,97% основного вещества. The ratio of extractant / raw material is 4.5: 1 (wt.). As a raw material, a benzene fraction of a medium-temperature hydrotreating raffinate containing 0.73% wt. non-aromatic saturated hydrocarbons. After distillation separation of the bottoms product, benzene containing 99.97% of the basic substance is isolated.
Однако способ направлен лишь на очистку предельных углеводородов, так как сырье предварительно подвергают гидроочистке. However, the method is aimed only at the purification of saturated hydrocarbons, since the raw materials are previously subjected to hydrotreatment.
Известно, что наряду с насыщенными углеводородами при экстрактивной ректификации бензола с использованием в качестве растворителя N-пирролидона удаляются тиофен и сероуглерод [А.А.Мирошниченко и др. Кокс и химия. 1975, N 8, с. 21-25. А.А.Мирошниченко и др. Кокс и химия. 1975, N 10, с. 35-40]. It is known that along with saturated hydrocarbons during the extractive distillation of benzene using N-pyrrolidone as a solvent, thiophene and carbon disulfide are removed [A.A. Miroshnichenko et al. Coke and chemistry. 1975,
Сероуглерод из коксохимического бензола марки "для нитрации" выводится полностью за счет образования продуктов конденсации с аминами, образующимися при частичном гидролизе N-метилпирролидона. Остаточное содержание тиофена, однако, значительно, не достигающее уровня, требуемого для бензола марки "для синтеза". Carbon disulfide from coke-benzene brand "for nitration" is completely eliminated due to the formation of condensation products with amines formed during partial hydrolysis of N-methylpyrrolidone. The residual thiophene content, however, is significant, not reaching the level required for benzene brand "for synthesis".
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ очистки бензола путем экстрактивной ректификации с использованием в качестве экстрагента диметилформамида [патент Франции 2224425, кл. C 07 C 7/02, заявл. 06.04.73 г., опубл. 31.10.74]. Closest to the technical nature of the claimed is a method for purifying benzene by extractive distillation using dimethylformamide as an extractant [French patent 2224425, cl. C 07
В качестве сырья используют бензол каталитического рифирминга бензиновых фракций, содержащий 70% основного вещества и 30% предельных неароматических углеводородов C6-C8 с пределами выкипания 65-102oC. Очистку проводят в колонне диаметром 5 см с 60 практическими тарелками Олдершоу, температура верха колонны - 80oC, куба - 160oC. Hа 25-ю тарелку снизу подают смесь сырья с диметилформамидом, на 55-ю тарелку подают диметилформамид. Соотношение поступающего в колонну диметилформамида (ДМФА) и сырья составляет 4,5-5,5 : 1 (массовое). Дистиллат, содержащий до 98% мас. предельных углеводородов и 2% мас. ДМФА, вместе с конденсирующимися на выходе из колонны парами поступает на орошение.As raw materials, benzene of catalytic rifming of gasoline fractions containing 70% of the basic substance and 30% of non-aromatic hydrocarbons C 6 -C 8 with boiling limits of 65-102 o C is used. Purification is carried out in a 5 cm diameter column with 60 practical Aldershaw plates, top temperature columns - 80 o C, cubic - 160 o C. On the 25th plate from the bottom serves a mixture of raw materials with dimethylformamide, on the 55th plate serves dimethylformamide. The ratio of dimethylformamide (DMF) entering the column and the feed is 4.5-5.5: 1 (mass). Distillate containing up to 98% wt. saturated hydrocarbons and 2% wt. DMF, together with vapors condensing at the outlet of the column, is supplied for irrigation.
Кубовый продукт, содержащий 78,1% мас. ДМФА и 21,0% мас. бензола, направляют на выделение очищенного бензола и регенерацию ДМФА в 2-х колоннах со смолой ХЕ 284 типа К. VAT product containing 78.1% wt. DMF and 21.0% wt. benzene, sent to the allocation of purified benzene and the regeneration of DMF in 2 columns with resin XE 284 type K.
Очищенный бензол содержит 99,99% мас. и выше основного вещества и менее 0,01% мас. неароматических предельных углеводородов. Purified benzene contains 99.99% wt. and above the basic substance and less than 0.01% wt. non-aromatic saturated hydrocarbons.
Способ касается очистки бензола от предельных неароматических углеводородов. Исходный бензол, очевидно, в процессе каталитического риформинга прошел стадии доочистки (адсорбцией или каталитическим гидрированием) от тиофена и непредельных углеводородов, в противном случае, их присутствие в исходном сырье неизбежно. The method relates to the purification of benzene from saturated non-aromatic hydrocarbons. The initial benzene, obviously, in the process of catalytic reforming passed the stage of purification (adsorption or catalytic hydrogenation) from thiophene and unsaturated hydrocarbons, otherwise, their presence in the feedstock is inevitable.
Так как селективность диметилформамида по отношению к смеси тиофен - бензол достаточно велика - 1,93-1,50 при концентрации растворителя 98-80 мол.% [а. с. СССР 245134, кл. C 07 D 63/18, опубл. 04.06.1969], то при соответствующих режимах экстрактивной ректификацией с диметилформамидом можно отделить тиофен от бензола, что подтверждается практическим опытом авторов данной заявки. Однако остаточное содержание его превышает требуемое для бензола марки "для синтеза" по ГОСТ 9572-77 и ГОСТ 8448-78 для бензола нефтяного и коксохимического соответственно. Что касается очистки бензола от непредельных соединений путем экстрактивной ректификации с диметилформамидом в качестве растворителя, то на практике достигают полного их отделения от бензола, выводя головной фракцией с предельными углеводородами. При этом содержание бензола в головной фракции увеличивается. Если при отделении предельных неароматических углеводородов при экстрактивной ректификации с ДМФА соотношение бензол/предельные углеводороды составляет 0,40-0,45 : 1, то в случае выделения непредельных углеводородов это соотношение возрастает до 3,5-3,8 : 1. Since the selectivity of dimethylformamide with respect to the thiophene-benzene mixture is quite high - 1.93-1.50 at a solvent concentration of 98-80 mol.% [A. from. USSR 245134, cl. C 07 D 63/18, publ. 06/04/1969], then with appropriate extractive distillation modes with dimethylformamide, thiophene can be separated from benzene, which is confirmed by the practical experience of the authors of this application. However, its residual content exceeds that required for “for synthesis” grade benzene according to GOST 9572-77 and GOST 8448-78 for petroleum and coke chemical benzene, respectively. As for the purification of benzene from unsaturated compounds by extractive distillation with dimethylformamide as a solvent, in practice their complete separation from benzene is achieved by removing the head fraction with saturated hydrocarbons. The content of benzene in the head fraction increases. If in the separation of saturated non-aromatic hydrocarbons during extractive distillation with DMF, the benzene / saturated hydrocarbons ratio is 0.40-0.45: 1, then in the case of the allocation of unsaturated hydrocarbons this ratio increases to 3.5-3.8: 1.
Сероуглерод при экстрактивной очистке бензола с диметилформамидом в качестве растворителя удаляется достаточно легко, его остаточное содержание не превышает 0,00005% мас., что соответствует требованиям к бензолу марок "для синтеза". Удаление сероуглерода происходит за счет химического взаимодействия его с диметиламином, неизменно сопутствующим ДМФА в качестве примеси и дополнительно образующимся из ДМФА за счет влаги, присутствующей в ДМФА и сырье. During the extractive purification of benzene with dimethylformamide as a solvent, carbon disulphide is removed quite easily, its residual content does not exceed 0.00005% by weight, which meets the requirements for benzene grades "for synthesis". The removal of carbon disulfide occurs due to its chemical interaction with dimethylamine, which is invariably associated with DMF as an impurity and additionally formed from DMF due to moisture present in DMF and raw materials.
Таким образом, недостатками способа очистки бензола от примесей предельных и непредельных углеводородов, тиофена и сероуглерода путем экстрактивной ректификации с использованием ДМФА в качестве растворителя является недостаточная степень очистки бензола от тиофена и повышенные потери бензола в головной фракции при выделении предельных и непредельных углеводородов. Thus, the disadvantages of the method for purifying benzene from impurities of saturated and unsaturated hydrocarbons, thiophene and carbon disulfide by extractive distillation using DMF as a solvent are the insufficient degree of purification of benzene from thiophene and the increased loss of benzene in the head fraction during the evolution of saturated and unsaturated hydrocarbons.
Целью предлагаемого изобретения является повышение качества очистки бензола, снижение потерь бензола при очистке. The aim of the invention is to improve the quality of benzene purification, to reduce benzene losses during purification.
Указанная цель достигается тем, что очистку бензола от примесей неароматических предельных и непредельных углеводородов, тиофена и сероуглерода проводят экстрактивной ректификацией, используя в качестве экстрагента бинарный растворитель - смесь толуола и диметилформамида (ДМФА) при соотношении компонентов (% мас.):
толуол - 5-10
ДМФА - 90-95
Соотношение (мас.) экстрагент/сырье составляет 4,5-6 : 1.This goal is achieved by the fact that the purification of benzene from impurities of non-aromatic saturated and unsaturated hydrocarbons, thiophene and carbon disulfide is carried out by extractive distillation using a binary solvent as a extractant - a mixture of toluene and dimethylformamide (DMF) with a ratio of components (% wt.):
toluene - 5-10
DMF - 90-95
The ratio (wt.) Extractant / raw material is 4.5-6: 1.
В качестве сырья используют бензол коксохимический марки "для нитрации" и бензол, выделенный ректификационной отгонкой "тяжелых" и "легких" углеводородов из жидких углеводородных C6-C7 пиролизных фракций этиленпропиленового производства, соответствующих ТУ 33.402-62-144-93.As raw materials, benzene coke-chemical brands “for nitration” and benzene isolated by distillation distillation of “heavy” and “light” hydrocarbons from liquid hydrocarbon C 6 -C 7 pyrolysis fractions of ethylene-propylene production corresponding to TU 33.402-62-144-93 are used.
Примеси неароматических предельных и непредельных углеводородов при проведении экстрактивной ректификации с диметилформамидом выводятся из бензола верхним продуктом в смеси с бензолом. Головная фракция при этом составляет 9,80-10,00% мас. от исходного сырья, содержание бензола в ней 51-53% мас. Тиофен выводится в кубовом продукте с ДМФА и толуолом. При непрерывном процессе очистки кубовый продукт от него периодически очищают отгонкой. Выводимый из колонны очищенный бензол содержит 0,00005% мас. сероуглерода, продукты разложения которого удаляются фильтрацией на линии вывода кубового продукта. Impurities of non-aromatic saturated and unsaturated hydrocarbons during extractive rectification with dimethylformamide are removed from benzene by the upper product in a mixture with benzene. The head fraction is 9.80-10.00% wt. from the feedstock, the benzene content in it is 51-53% wt. Thiophene is excreted in a cubic product with DMF and toluene. With a continuous cleaning process, the bottoms product is periodically cleaned from it by distillation. The purified benzene removed from the column contains 0.00005% wt. carbon disulfide, the decomposition products of which are removed by filtration on the output line of the bottom product.
Часть толуола, содержащегося в исходном бензоле, также выводится кубовым продуктом, поэтому по мере его накопления в ДМФА в количестве более 10% мас. экстрагент подвергают "регенерации" - ректификационной отгонке от избыточного толуола. Part of the toluene contained in the starting benzene is also excreted by the bottoms product, therefore, as it accumulates in DMF in an amount of more than 10% wt. the extractant is subjected to "regeneration" - distillation distillation from excess toluene.
Очищенный от примесей неароматических предельных и непредельных углеводородов, тиофена и сероуглерода бензол содержит 99,99% мас. основного вещества и по показателям соответствует марке "очищенный" по ГОСТ 9572-77 "Бензол нефтяной", а бензол коксохимический - марке "для синтеза" высшего сорта по ГОСТ 8448-78. Purified from impurities of non-aromatic saturated and unsaturated hydrocarbons, thiophene and carbon disulfide, benzene contains 99.99% wt. the main substance and according to indicators corresponds to the brand "purified" in accordance with GOST 9572-77 "Petroleum benzene", and coke chemical benzene - to the brand "for synthesis" of the highest grade according to GOST 8448-78.
Способ осуществляется по следующей схеме (см. чертеж). The method is carried out according to the following scheme (see drawing).
В колонну экстрактивной ректификации эффективностью 140-160 практических тарелок (клапанных) на 70-ю тарелку (считая с низа колонны) подают сырье, в верхнюю часть колонны при температуре 90oC подают экстрагент - смесь диметилформамида (ДМФА) и толуола, содержание толуола 5-10% мас.Raw materials are fed into the extractive rectification column with an efficiency of 140-160 practical plates (valve) to the 70th plate (counting from the bottom of the column), an extractant is fed to the top of the column at a temperature of 90 o C - a mixture of dimethylformamide (DMF) and toluene, toluene content 5 -10% wt.
Соотношение экстрагент/сырье (мас.) составляет 4,5-6 : 1. The ratio of extractant / raw material (wt.) Is 4.5-6: 1.
Режим работы колонны: флегмовое число (фл. ч.) 2, температура верха (to верха) 80oC при 1 ата, температура куба (to куба) 125-130oC.The operation mode of the column: reflux number (fl.h.) 2, top temperature (t o top ) 80 o C at 1 ata, cube temperature (t o cube ) 125-130 o C.
С 40-й тарелки выводят очищенный бензол в паровой фазе. From the 40th plate, purified benzene is removed in the vapor phase.
Головная фракция содержит неароматические предельные и непредельные углеводороды, бензол. The head fraction contains non-aromatic saturated and unsaturated hydrocarbons, benzene.
Экстрагент рециклом с низа колонны 1 или через десорбер 2 направляют в верхнюю часть колонны экстрактивной ректификации. The extractant is recycled from the bottom of
Головную фракцию десорбера используют как компонент топлива или разделяют ее на тиофен и бензол в ректификационной колонне 3, направляя выделенный бензол рециклом в колонну 1. The head fraction of the stripper is used as a fuel component or it is separated into thiophene and benzene in
При непрерывном процессе очистку экстрагента от тиофена в адсорбере проводят или непрерывно, или периодически, по мере накопления тиофена до 25-30 кг на тонну экстрагента (примерно через 200 или более оборотов экстрагента). In a continuous process, the extractant is purified from thiophene in an adsorber either continuously or periodically, as thiophene accumulates up to 25-30 kg per ton of extractant (after about 200 or more revolutions of the extractant).
По мере накопления в экстрагенте толуола (свыше 10% мас.) проводят выделение избытка толуола в ректификационной колонне 4. As accumulation of toluene in the extractant (over 10% by weight), an excess of toluene is isolated in
Ниже приведены примеры очистки бензола по заявляемому способу и с использованием экстрагента по известному способу. The following are examples of benzene purification by the present method and using an extractant by a known method.
Пример 1 (с использованием известного экстрагента). Example 1 (using a known extractant).
1000 г бензола, выделенного из жидких фракций пиролиза нефтепродуктов, соответствующих ТУ 38.402-62-144-93, двухступенчатой четкой ректификацией для удаления основного количества примесей предельных и непредельных углеводородов, направляют на 70-ю тарелку колонны экстрактивной ректификации 1 (чертеж) эффективностью 150 практических тарелок (пр.т.). Содержание основного вещества в бензоле 95,15% мас., предельных углеводородов 2,55% мас., непредельных 2,23% мас., толуола 0,06% мас., тиофена 0,01% мас. (таблица 1). 1000 g of benzene isolated from the liquid pyrolysis fractions of petroleum products corresponding to TU 38.402-62-144-93, with two-stage clear distillation to remove the main amount of impurities of saturated and unsaturated hydrocarbons, are sent to the 70th plate of extractive distillation column 1 (drawing) with an efficiency of 150 practical plates (etc.). The content of the main substance in benzene is 95.15% wt., Saturated hydrocarbons 2.55% wt., Unsaturated 2.23% wt., Toluene 0.06% wt., Thiophene 0.01% wt. (Table 1).
Колонна работает в режиме: фл. ч. 2, to верха 80oC при 1 ата, to куба 130oC.The column works in the mode: fl. h. 2, t o top 80 o C at 1 ata, t o cube 130 o C.
В верхнюю часть колонны на 140-ю тарелку подают нагретый до 90oC диметилформамид. Массовое соотношение экстрагент/сырье составляет 5 : 1.In the upper part of the column, dimethylformamide heated to 90 ° C is fed to the 140th plate. The mass ratio of extractant / raw material is 5: 1.
Выводимый с 40-й тарелки очищенный бензол имеет состав (% мас.):
бензол - 98,630
предельные неароматические углеводороды - 0,006
толуол - 0,046
тиофен - 0,002
Выход бензола 86,80% мас.The purified benzene removed from the 40th plate has the composition (% wt.):
benzene - 98.630
saturated non-aromatic hydrocarbons - 0,006
toluene - 0.046
thiophene - 0.002
The yield of benzene 86.80% wt.
Головная фракция составляет 14,10% мас. , содержание бензола в ней - 66,18% мас. The head fraction is 14.10% wt. the content of benzene in it is 66.18% wt.
Составы исходного бензола и фракций при экстрактивной ректификации приведены в таблице 1. The compositions of the starting benzene and fractions during extractive distillation are shown in table 1.
Пример 2. Example 2
1000 г бензола состава по примеру 1 подают в колонну экстрактивной ректификации 1 (чертеж), работающую в режиме примера 1. 1000 g of benzene composition according to example 1 is fed into the extractive distillation column 1 (drawing), operating in the mode of example 1.
В верхнюю часть колонны 1 (на 140-ю тарелку) при 90oC подают экстрагент состава (% мас.):
ДМФА - 95,0
толуол - 5,0
Соотношение экстрагент/сырье составляет 5,0 : 1 (мас.).In the upper part of the column 1 (on the 140th plate) at 90 o C serves extractant composition (% wt.):
DMF - 95.0
toluene - 5.0
The ratio of extractant / raw material is 5.0: 1 (wt.).
С 40-й тарелки колонны в паровой фазе выводят очищенный бензол состава (% мас.):
бензол - 99,990
толуол - 0,002
н-гептан - 0,002
метилциклогексан - 0,003
тиофен - 0,0001
Температура кристаллизации 5,52oC.From the 40th plate of the column in the vapor phase, purified benzene of the composition (% wt.) Is removed:
benzene - 99,990
toluene - 0.002
n-heptane - 0.002
methylcyclohexane - 0.003
thiophene - 0.0001
The crystallization temperature of 5.52 o C.
Окраска серной кислотой менее 0,05 (ГОСТ 2706-74). Staining with sulfuric acid less than 0.05 (GOST 2706-74).
Выход бензола 90,07% мас. The yield of benzene 90.07% wt.
Головная фракция составляет 9,81% мас. от исходного сырья, содержание бензола в ней - 51,37% мас. The head fraction is 9.81% wt. from the feedstock, the benzene content in it is 51.37% wt.
Кубовый продукт, содержащий экстрагент, 0,002% мас. тиофена, 0,009% мас. бензола, рециклом через десорбер 2 направляют в колонну экстрактивной ректификации 1. VAT product containing extractant, 0.002% wt. thiophene, 0.009% wt. benzene recycle through
Десорбер работает в режиме: пр.т. 40; фл.ч. 1,0; to верха 80,2oC, давление 0,7-1 ата, температура на 5-й тарелке (с низа) 140oC.The desorber works in the following mode: pr. 40; fl.h. 1.0; t o top 80.2 o C, pressure 0.7-1 atm, temperature on the 5th plate (from the bottom) 140 o C.
Головную фракцию десорбера направляют в ректификационную колонну 3, с верха которой выделенный бензол возвращают рециклом в колонну 1 с потоком сырья. The head fraction of the stripper is sent to
Составы исходного бензола и фракций при экстрактивной ректификации приведены в таблице 2. The compositions of the initial benzene and fractions during extractive distillation are shown in table 2.
Пример 3. Example 3
1000 г бензола коксохимического производства марки "для нитрации", содержащего 99,69% мас. основного вещества, 0,015% мас. тиофена, 0,003% мас. сероуглерода, остальное - неароматические предельные и непредельные углеводороды, направляют в колонну экстрактивной ректификации 1 (чертеж) на 70-ю тарелку. 1000 g of benzene by-product coke production brand "for nitration" containing 99.69% wt. basic substance, 0.015% wt. thiophene, 0.003% wt. carbon disulfide, the rest is non-aromatic saturated and unsaturated hydrocarbons, sent to the extractive distillation column 1 (drawing) on the 70th plate.
Эффективность колонны 140 пр.т., режим работы: фл.ч. 2,0; to верха 80oC при 1 ата, to куба 125oC.The effectiveness of the column 140 pr. T., the operating mode: fl.ch. 2.0; t o top 80 o C at 1 ata, t o cubic 125 o C.
В верхнюю часть колонны на 130-ю тарелку при 90oC подают растворитель - смесь ДМФА и толуола состава (% мас.):
ДМФА - 90,0
толуол - 10,0
Соотношение экстрагент/сырье (массовое) составляет 6 : 1.In the upper part of the column on the 130th plate at 90 o C serves a solvent - a mixture of DMF and toluene composition (% wt.):
DMF - 90.0
toluene - 10.0
The ratio of extractant / raw material (mass) is 6: 1.
С 40-й тарелки колонны выводят в паровой фазе очищенный бензол состава (% мас.):
бензол - 99,990
толуол - 0,003
н-гептан - 0,002
циклогексан - 0,062
метилциклогексадиен - 0,002
сероуглерод - 0,00005
тиофен
0,00018
Температура кристаллизации 5,50oC.From the 40th plate of the column, the purified benzene composition (% wt.) Is removed in the vapor phase:
benzene - 99,990
toluene - 0.003
n-heptane - 0.002
cyclohexane - 0,062
methylcyclohexadiene - 0.002
carbon disulphide - 0.00005
thiophene
0.00018
The crystallization temperature of 5.50 o C.
Окраска серной кислотой менее 0,1. Staining with sulfuric acid less than 0.1.
Выход бензола 99,44% мас. The yield of benzene 99.44% wt.
Выход головной фракции составляет 4,21% мас., содержание бензола в ней - 50,95% мас. The yield of the head fraction is 4.21% wt., The benzene content in it is 50.95% wt.
Составы исходного бензола и фракций при очистке приведены в таблице 3. The compositions of the starting benzene and fractions during purification are shown in table 3.
Кубовый продукт колонны 1 направляют на регенерационную очистку в колонну 4 для отгонки избыточного толуола, из которой кубовый продукт поступает в линию подачи экстрагента, содержание толуола в экстрагенте при подаче его в колонну 1 составляет не менее 5,0% мас. The bottoms product of
Пример 4. Example 4
1000 г бензола коксохимического производства марки "для нитрации", содержащего 99,78% мас. бензола, направляют на 70-ю тарелку колонны экстрактивной ректификации 1 эффективностью 160 пр.т. Колонна работает в режиме примера 1. 1000 g of benzene by-product coke production brand "for nitration" containing 99.78% wt. benzene, sent to the 70th plate of the column of
В верхнюю часть колонны на 150-ю тарелку подают при 90oC экстрагент состава (% мас.):
ДМФА - 92,50
толуол - 7,50
Соотношение экстрагента и сырья составляет 4,5 : 1 (мас.).In the upper part of the column on the 150th plate serves at 90 o C extractant composition (% wt.):
DMF - 92.50
toluene - 7.50
The ratio of extractant to raw material is 4.5: 1 (wt.).
С 40-й тарелки колонны выводят очищенный бензол в паровой фазе состава (% мас.):
бензол - 99,993
толуол - 0,002
н-гептан - 0,002
циклогексан - 0,002
метилциклогексен - следы
сероуглерод - 0,00005
тиофен - 0,0001
Температура кристаллизации 5,52oC.From the 40th plate of the column, purified benzene is removed in the vapor phase of the composition (% wt.):
benzene - 99,993
toluene - 0.002
n-heptane - 0.002
cyclohexane - 0.002
methylcyclohexene - traces
carbon disulphide - 0.00005
thiophene - 0.0001
The crystallization temperature of 5.52 o C.
Выход бензола 99,54% мас. The yield of benzene 99.54% wt.
Головная фракция составляет 3,92% мас. , содержание бензола в ней - 52,67% мас. The head fraction is 3.92% wt. the content of benzene in it is 52.67% wt.
Экстрагент направляют рециклом в верхнюю часть колонны 1. The extractant is recycled to the top of
Результаты очистки приведены в таблице 4. The cleaning results are shown in table 4.
Анализ результатов очистки бензола с использованием заявляемого экстрагента и известного показывает преимущество первого в отношении лучшей степени очистки от тиофена (остаточное содержание его в очищенном бензоле 0,00010-0,00018% мас. , по сравнению с 0,002% мас. при использовании известного экстрагента). Analysis of the results of benzene purification using the inventive extractant and the known one shows the advantage of the former with respect to the best degree of purification from thiophene (its residual content in purified benzene is 0.00010-0.00018% by weight, compared with 0.002% by weight using the known extractant) .
По заявляемому способу очистки на 4,52% мас. (в расчете на исходный бензол) сокращаются потери бензола в головной фракции при достаточно полном выделении всех неароматических углеводородов. Содержание бензола в кубовом продукте примерно в 4 раза меньше, чем при использовании известного экстрагента. Остаточное содержание сероуглерода в коксохимическом бензоле составляет 0,00005% мас. По-видимому, очистка от сероуглерода проходит за счет его реакций с диметиламином, образующимся под действием влаги и присутствующим в ДМФА. According to the claimed method of purification of 4.52% wt. (based on the starting benzene) benzene losses in the head fraction are reduced with a sufficiently complete release of all non-aromatic hydrocarbons. The benzene content in the bottoms product is approximately 4 times less than when using the known extractant. The residual content of carbon disulfide in coke benzene is 0.00005% wt. Apparently, the removal of carbon disulfide occurs due to its reactions with dimethylamine, which is formed under the action of moisture and is present in DMF.
Так, ТУ 6-09-3720-74 на диметилформамид предусматривает содержание в нем влаги до 0,07% мас., диметиламина - до 0,02% мас. So, TU 6-09-3720-74 on dimethylformamide provides a moisture content of up to 0.07% wt., Dimethylamine - up to 0.02% wt.
При испытании заявляемого способа очистке на полупромышленной установке экстрагент периодически (через 200-250 оборотов) подвергается регенерации - ректификационной очистке от тиофена и толуола, при этом коррозионно-активных продуктов распада ДМФА в нем не обнаружено. When testing the proposed method for cleaning in a semi-industrial installation, the extractant is periodically (after 200-250 revolutions) subjected to regeneration - distillation purification from thiophene and toluene, while no corrosive products of DMF decay were detected in it.
Толуол, содержащийся в экстрагенте и в исходном сырье, не снижает коэффициентов относительной летучести систем бензол -н-гептан, бензол-метилциклогексан, как это происходит при использовании известных экстрагентов, например N- метилпирролидона [Л.Я.Коляндр. Новые способы переработки сырого бензола. - М.: Металлургия, 1976, с. 104]. The toluene contained in the extractant and in the feed does not reduce the relative volatility coefficients of the benzene-n-heptane, benzene-methylcyclohexane systems, as is the case when using known extractants, for example N-methylpyrrolidone [L. Ya. Kolyandr. New ways to process crude benzene. - M.: Metallurgy, 1976, p. 104].
При содержании толуола в экстрагенте в количестве, меньшем 5,0% мас., увеличиваются потери бензола в головной фракции и кубовом продукте и содержание тиофена в очищенном бензоле. При содержании толуола в экстрагенте в количестве более 10% мас. качество очистки от неароматических предельных и непредельных углеводородов ухудшается. When the content of toluene in the extractant in an amount of less than 5.0 wt.%, The loss of benzene in the head fraction and still product and the thiophene content in purified benzene increase. When the content of toluene in the extractant in an amount of more than 10% wt. the quality of purification from non-aromatic saturated and unsaturated hydrocarbons is deteriorating.
При подаче экстрагента при массовом соотношении и сырья менее 4,5 : 1 не достигается требуемого качества очистки бензола от примесей, при соотношении, большем 6 : 1, увеличиваются потери бензола в кубовом продукте и увеличиваются неоправданно с точки зрения достигаемого улучшения качества очистки, энергозатраты. When the extractant is supplied with a mass ratio of less than 4.5: 1 raw materials, the required quality of benzene purification from impurities is not achieved, with a ratio greater than 6: 1, benzene losses in the bottoms product increase and energy consumption increases unjustifiably from the point of view of the achieved improvement.
Режимы работы колонны обеспечивают требуемую полноту отделения примесей в верхнем потоке и минимальные потери бензола в кубовом продукте и в головной фракции. Modes of operation of the column provide the required completeness of separation of impurities in the overhead stream and minimal losses of benzene in the bottoms product and in the head fraction.
Таким образом, преимущество заявляемого способа очистки бензола осуществляется в возможности осуществления одновременной его очистки от неароматических и серосодержащих примесей при меньших потерях бензола в головной фракции и кубовом продукте с использованием технологически простого и менее энергоемкого процесса по сравнению, например, с каталитической гидроочисткой. Thus, the advantage of the proposed method for purification of benzene is carried out in the possibility of simultaneous purification from non-aromatic and sulfur-containing impurities with lower losses of benzene in the head fraction and bottoms product using a technologically simple and less energy-intensive process compared, for example, with catalytic hydrotreating.
Используемые в примерах 1-4 диметилформамид соответствует ТУ 6-09-3720-74, толуол - ГОСТ 14710-78. Used in examples 1-4, dimethylformamide corresponds to TU 6-09-3720-74, toluene - GOST 14710-78.
Claims (1)
Диметилформамид - 90,0 - 95,0
Толуол - 5,0 - 10,0The method of purification of benzene from impurities of non-aromatic saturated and unsaturated hydrocarbons, thiophene and carbon disulfide by extractive distillation using dimethylformamide as a solvent, characterized in that a solvent additionally containing toluene is used in the following ratio, wt.%:
Dimethylformamide - 90.0 - 95.0
Toluene - 5.0 - 10.0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99124429A RU2164907C1 (en) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | Method of purifying benzene |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99124429A RU2164907C1 (en) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | Method of purifying benzene |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2164907C1 true RU2164907C1 (en) | 2001-04-10 |
Family
ID=20227169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99124429A RU2164907C1 (en) | 1999-11-16 | 1999-11-16 | Method of purifying benzene |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2164907C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1319918C (en) * | 2005-05-09 | 2007-06-06 | 天津大学 | Method for refining environmental protection type carbonized benzene |
RU2473529C1 (en) * | 2011-07-26 | 2013-01-27 | Учреждение Российской академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН | Method of purifying coking benzene from nitrogen-containing impurities |
RU2619593C1 (en) * | 2016-07-28 | 2017-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет" | Method of cleaning benzene from thiophene with extractive decomposition with dimethylformamide in a single complex column with a side strengthening section |
RU2773400C1 (en) * | 2021-04-23 | 2022-06-03 | Акционерное общество "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (АО "ГНИИХТЭОС") | Method for deep purification of benzene from thiophene |
-
1999
- 1999-11-16 RU RU99124429A patent/RU2164907C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1319918C (en) * | 2005-05-09 | 2007-06-06 | 天津大学 | Method for refining environmental protection type carbonized benzene |
RU2473529C1 (en) * | 2011-07-26 | 2013-01-27 | Учреждение Российской академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН | Method of purifying coking benzene from nitrogen-containing impurities |
RU2619593C1 (en) * | 2016-07-28 | 2017-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет" | Method of cleaning benzene from thiophene with extractive decomposition with dimethylformamide in a single complex column with a side strengthening section |
RU2773400C1 (en) * | 2021-04-23 | 2022-06-03 | Акционерное общество "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (АО "ГНИИХТЭОС") | Method for deep purification of benzene from thiophene |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11731922B2 (en) | Method for separating aromatic hydrocarbon using extractive distillation | |
US4302298A (en) | Process for isolating methyl tert-butyl ether from the reaction products of methanol with a C4 hydrocarbon cut containing isobutene | |
CN103073383B (en) | Method and device for separating isohexane, n-hexane and benzene | |
CN1232491C (en) | Process and apparatus for work-up by distillation of cleavage product mixtures produced in cleavage of alkylaryl hydroperoxides | |
CN103086823A (en) | Method and device for separating n-hexane, isohexane and benzene | |
US3642614A (en) | Reduction of soluble contaminants in lean solvent | |
RU2164907C1 (en) | Method of purifying benzene | |
US2727854A (en) | Recovery of naphthalene | |
CA1110666A (en) | Process for producing high purity benzene | |
US3200165A (en) | Recovery of aromatic and olefinic hydrocarbons | |
US5030737A (en) | Use of a solvent for hydrogenation of sulfolene to sulfolane | |
RU2157360C1 (en) | Method of removing unsaturated hydrocarbons from benzene | |
US3282966A (en) | Recovery of purified propylene oxide by plural stage distillation | |
RU2773400C1 (en) | Method for deep purification of benzene from thiophene | |
SU753059A1 (en) | Method for isolating aromatic hydrocarbons | |
RU2167145C1 (en) | Method of removing industrial nitrobenzene from sulfur-, nitrogen- and oxygen-containing by- products | |
SU1643525A1 (en) | Method of purification of primary aliphatic amines | |
RU2785840C2 (en) | Method for separation of aromatic hydrocarbons, using extraction distillation | |
RU2176648C2 (en) | Method of regeneration of return solvent in process for preparing synthetic rubbers | |
SU211426A1 (en) | METHOD OF ISOLATION OF AROMATIC HYDROCARBONS FROM MIXTURES WITH NONAROMATIC | |
RU2091362C1 (en) | Isoprene production method | |
RU2155176C1 (en) | Method of purification of benzene from impurities | |
RU2255957C1 (en) | Method of removing o-xylene concentrate, benzene, toluene, and high-octane gasoline component with improved environmental characteristics from gasoline and benzene-toluene reforming catalysate | |
US2791615A (en) | Ether purification | |
RU2067571C1 (en) | Method for separation of aromatic hydrocarbons from their mixtures with nonaromatic hydrocarbons |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081117 |