ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Экстракция из "Производство ароматических углеводородов из нефтяного сырья" Для выделения ароматических углеводородов наиболее широко используется экстракция с помош ью специальных растворителей. Процесс проводят в жидкой фазе растворитель образует с разделяемой смесью две фазы — рафинатную и экстрактную, из которой и выделяют ароматические углеводороды. [c.47] Растворители, используемые для выделения ароматических углеводородов из смесей с парафинами и нафтенами, должны образовывать две фазы с разделяемой смесью, обладать высокой селективностью, большой растворяющей способностью по отношению к ароматическим углеводородам (высокой емкостью), малой растворяющей способностью по отношению к неароматическим углеводородам кроме того, разность температур кипения и плотностей растворителя и экстрагируемой фракции должна быть достаточно большой. [c.47] Концентрации углеводородов в экстрактной и рафинатной фазе равновесной смеси могут быть выражены в мольных, весовых или объемных долях. Наиболее часто эти величины выражаются в весовых долях. [c.47] Ароматические и неароматические углеводороды разделяются тем лучше, чем больше коэффициент селективности. При повышении температуры и концентрации ароматического углеводорода в экстракте этот коэффициент снижается. Селективность известных растворителей при экстракции ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими снижается в ряду бензол толуол ксилолы. По отношению к извлечению ароматического углеводорода селективность растворителей обычно повышается в следующем порядке циклические непредельные алифатические непредельные нафтеновые изопарафиновые нормальные парафиновые углеводороды. [c.47] Коэффициент распределения ароматических углеводородов зависит от температуры и от их содержания в экстрактной и рафинатной фазе. [c.48] Большое значение имеет растворимость неароматических углеводородов в экстракте Нэ, так как она определяет чистоту выделяемого ароматического углеводорода. Поскольку растворителей с бесконечно большой величиной селективностп не существует, в экстрактной фазе всегда будут содержаться неароматическпе углеводороды. [c.48] Существует несколько методов повышения чистоты экстрагируемых ароматических углеводородов. Можно повысить чистоту экстракта путем возврата ароматических углеводородов в экстрактор или применением антирастворителя (например, воды), который повышает селективность растворителя и снижает растворимость в экстракте неароматических углеводородов. [c.48] На рис. 2.10 приведена фазовая диаграмма равновесия, показывающая систему с малой растворимостью ароматических углеводородов к-гептан — толуол — Н-метилпирролидон с 10% Н2О [15]. Такая система называется открытой. При возврате ароматического углеводорода в экстрактор из экстрактной фазы можно выделить ароматический углеводород требуемой чистоты. [c.48] На рис. 2.11 показана фазовая диаграмма системы с высокой растворяющей способностью растворителя к-гептан — толуол — К-метилпирролидон [15]. При такой системе, называемой закрытой, ароматический углеводород высокой степени чистоты получить нельзя. Максимальная концентрация ароматического углеводорода, выделенного из экстрактной фазы такой системы, не превышает 45%. При еще большей растворимости получается однофазная система, и эстракция становится невозможной. [c.48] НаО) при 25 °С. лидон. [c.49] В процессе экстракции необходимо учитывать следующие факторы влияние температуры на селективность и емкость растворителя зависимость селективности растворителя от концентрации ароматических углеводородов в исходной смеси зависимость селективности растворителя от молекулярного веса углеводородов одного гомологического ряда соотношение количеств растворителя и сырья, а также рециркулята. На работу экстракционной установки влияет также вязкость, поверхностное натяжение, плотность, температуры кипения и плавления, химическая и термическая стабильность растворителя. [c.50] В обычных рабочих условиях вязкости растворителей близки к2мПа-с (2 сП). Чем выше температура кипения растворителя, тем меньше флегмовое число, необходимое при ректификации для отделения от растворителя ароматического углеводорода. Разница между температурами кипения растворителя и наиболее высоко-кипящего ароматического углеводорода, равная 30 -40 °С, считается достаточной. В промышленных масштабах может быть использован только растворитель, обладающий термической стабильностью и не взаимодействующий с разделяемыми углеводородами. [c.50] Было изучено большое число экстрагирующих агентов, однако только небольшая часть их нашла практическое применение. На рис. 2.13 сопоставлена селективность системы н-гексан — бензол в присутствии различных растворителей и емкость по бензолу этих же растворителей при 100 °С [401. Все испытанные растворители находятся в определенной области по емкости и селективности. Чем выше емкость, тем ниже селективность. Область наиболее благоприятных свойств растворителя заштрихована. Предпочитаемые растворители находятся вверху этой области. [c.50] По результатам исследований Н. Ф. Грищенко с авторами [41, с. 319—328], при разделении смеси н-гептан — толуол наиболее селективными растворителями оказались сульфолан, этилпирроли-дон и пропиленкарбонат, а при разделении н-нонапа и о-ксилола — сульфолан и пропиленкарбонат [42]. Высокой емкостью и селективностью обладают также диметилформамид, фурфурол и нитрометан [43], однако практическое применение их для выделения ароматических углеводородов g — g затруднено, так как температуры кипения этих растворителей находятся в пределах кипения бензиновых фракций. [c.51] Характеристика различных растворителей приведена в табл. [c.51] Физико-химический анализ равновесий в многокомпонентных системах и расчеты процессов жидкостной экстракции приведены в монографиях [45, 46]. Поэтому ниже будут рассм отрены лишь основы технологии процессов экстракции с целью получения ароматических углеводородов. [c.51] Диаграмма равновесия системы н-гептан — бензол — диэтилен-гликоль при 120 °С показана на рис.,2.14 [56]. Зависимость селективности системы н-гептан — о-ксилол от концентрации ароматического углеводорода в экстракте при использовании диэтиленгликоля в качестве растворителя приведена на рис. 2.15 [55]. При повышении концентрации ароматического углеводорода селективность растворителя значительно снижается. Послб добавления к диэтиленгликолю 5 вес. % воды селективность его в процессе экстракции указанной смеси при 150 °С повышается приблизительно на 25%, но растворимость смеси уменьшается, по сравнению с растворимостью в безводном диэтиленгликоле, почти вдвое [55]. [c.51] Диэтиленгликоль обладает достаточно высокой термической стойкостью. В среде инертного газа при 200 и 220 °С диэтиленгликоль разлагается со скоростью соответственно, 60 10 и 30-10 мольных долей в 1 ч. Разложение диэтиленгликоля можно замедлить добавлением нейтрализующих веществ [55]. [c.53] Дистиллят риформинга подвергают глубокой стабилизации в колонне 1 с целью удаления парафиновых углеводородов и подают в колонну экстракции 2. Сырье, из которого выделены ароматические углеводороды (после экстракции их диэтиленгликолем), выходит из верхней части колонны 2 в виде рафинатной фазы и после отстоя поступает в колонну 5 для промывки водой, а зател выводится с установки. [c.54] Вернуться к основной статье