ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Экстракция аренов из среднедистиллятных нефтяных фракций из "Ароматические углеводороды" В последние годы ужесточаются экологические требования к реактивным и дизельным топливам по максимально допустимому содержанию не только гетероатомных соединений, но и аренов. Так, для самого популярного за рубежом реактивного топлива Jet А-1 введены ограничения по содержанию нафталиновых углеводородов - не более 3 % (мае.) и минимальной высоте некоптящего пламени - 26 мм [128]. [c.27] В реактивном топливе Т-6, применяющемся для сверхзвуковой авиации, в соответствии с ГОСТ 12308-89 содержание аренов не должно превышать 10 % (мае.) [129]. Для снижения нагаро-образования в двигателях и увеличения ресурса работы летательных аппаратов оптимальное содержание аренов и в обычных реактивных топливах составляет 10-12 % (мае.) [20]. [c.27] В соответствии с требованиями к экологически чистому летнему дизельному топливу ДЛЭЧ-В содержание аренов ограничивается не более 20 % (мае.), а за рубежом 5-10 % (мае.) [130, 131]. В то же время содержание аренов в среднедистиллятных гидроочищенных фракциях составляет, как правило, 20-30 % (мае.), а в денормализатах (керосино-газойлевых фракциях, полз енных после выделения н-парафинов адсорбцией на цеолитах), служащих компонентом дизельных топлив, 35 % (мае.) и более [132]. [c.27] Производство топлив, содержащих до 10 % (мае.) аренов, требует строительства новых установок каталитического гидрокрекинга, рассчитанных на давление до 25-30 МПа [134]. [c.27] Для деароматизации керосиновых фракций предложено использовать сульфолан, ди- и триэтиленгликоль, пропиленкарбонат [136], для экстракции аренов из дизельных фракций - диметилформамид, ди- и триэтиленгликоль, полипропиленгликоль [137]. Однако регенерация этих экстрагентов из экстрактной фазы ректификацией практически невозможна из-за близости температур кипения экстрагентов и углеводородов сырья и образования азеотропных смесей. [c.28] Избежать отмеченных недостатков можно при использовании второго растворителя. Так, в работах М. М. Прокопца с сотрудниками установлено, что добавление цетана к полярному экстрагенту, например к смеси М-метилпирролидон - диэтиленгликоль, приводит к повышению селективности экстракционной системы по отношению к бензолу и его ближайшим гомологам [147]. Добавление антирастворителя, например смеси толуола и октана, к диметилформамиду повышает эффективность селективной очистки масляных фракций, в частности повышается выход рафината [148]. [c.30] Использование экстракции двумя растворителями различной полярности предложено и для разделения различных смесей коксохимических продуктов, например индол - дифенил [149]. [c.30] При экстракции аренов из среднедистиллятных фракций в качестве неполярного растворителя был выбран пентан, выделяемый на газофракционирующих установках. [c.30] Аналогичное увеличение коэффициентов разделения в тех же модельных системах при добавлении пентана в 1.6-1.9 раза и повышение содержания аренов в экстракте на 10-13 % (мае.) отмечается при экстракции ацетонитрилом [151]. Исследованием фазовых равновесий жидкость - жидкость в системе декан -втор-бутилбензол - ацетонитрил и в той же системе в присутствии пентана установлено, что бинодальная кривая в последнем случае смещается таким образом, что максимально достигаемая концентрация втор-бутилбензола в экстракте при 25 С повышается с 71.5 до 83 % (мае.) [151]. [c.30] Роль пентана аналогична роли рециркулята на установках экстракции аренов Се-С из катализата риформинга пентан лучше растворяется в полярном растворителе, чем насыщенные углеводороды средних дистиллятов, и вытесняет их из экстрактной фазы. [c.30] Как установлено при исследовании фазового равновесия жидкость - жидкость в модельных системах декан - в/пор-бутил-бензол - полярный растворитель (ацетонитрил или 2-метоксиэтанол), в присутствии пентана наклон под изменяется и бинодальная кривая смещается к вершине треугольной диаграммы, соответствующей полярному растворителю [150, 151]. Это приводит к повышению коэффициентов разделения, коэффициентов распределения и концентрации аренов в экстракте, остающемся после удаления растворителей из экстрактной фазы ректификацией. [c.31] Кроме того, пентан снижает плотность рафинатной фазы, что позволяет использовать экстрагенты низкой плотности - ацетон и ацетонитрил. В этом случае разность плотностей фаз становится достаточной (100 кг/м ) для быстрого расслаивания системы. Пентан, имеющий по сравнению с полярным экстрагентом и сырьем меньшую вязкость, снижает также вязкость системы, что способствует повышению КПД тарелок экстракционной колонны и числа теоретических ступеней экстракции. [c.31] С использованием пентана в качестве промывного растворителя исследована экстракция аренов из фракции реактивного топлива водным ацетоном [152], из дизельной фракции - ацетонитрилом и 2-метоксиэтанолом [153], из депарафинированной фракции 200-320 °С (денормализата) - 2-метоксиэтанолом [146,154], из атмосферного газойля - ацетонитрилом и диметилацетамидом [155]. [c.31] Условием выбора селективных растворителей для каждого вида сырья явилось исключение образования азеотропов с компонентами сырья. Этому условию для фракции реактивного топлива, содержащей углеводороды g, из отмеченных выше растворителей соответствует лишь ацетон, для дизельной фракции и денормализата с углеводородами С о - ацетонитрил и 2-метокси-этанол. Для атмосферного газойля, включающего насыщенные углеводороды С з, можно использовать более высококипящий растворитель - диметилацетамид. [c.31] Характеристика исследованных средних дистиллятов, полученных в ПО Киришинефтеоргеинтез , представлена в табл. 7. Фактор ароматичности f , характеризующий долю ароматических атомов углерода в средней молекуле фракции, рассчитан по данным спектров ЯМР С, снятым на ЯМР-спектрометре Bruker АМ-500 . [c.31] По содержанию аренов фракции реактивного и дизельного топлив, а также денормализат и атмосферный газойль, близкие по фракционному составу к дизельной фракции, не соответствуют экологическим зарубежным и перспективным российским требованиям. [c.31] Высота некоптящего пламени фракции реактивного топлива составляет 19 мм, что также существенно уступает требуемым значениям (25-26 мм). [c.32] Параметры экстракции аренов из различных фракций и результаты процесса приведены в табл. 8. При экстракции из денормализата с установки Парекс введение промывного растворителя - пентана способствует значительному повышению содержания аренов в экстракте и степени их извлечения, увеличению выхода рафината и снижению в нем концентрации аренов до уровня, отвечающего самым жестким экологическим требованиям к дизельным топливам. Однако для повышения степени извлечения аренов пришлось повысить отношение 2-метоксиэтанола к денормализату с 3 1 до 5 1 (об.), или с 3.46 до 5.77 1 (мае.). [c.32] При массовом отношении растворитель сырье, равном 5 1. [c.34] Денормализат с установки Парекс - более высококипящая фракция по сравнению с фракцией реактивного топлива с повышенным содержанием аренов вследствие удаления из него жидких к-парафинов адсорбцией на цеолитах. Насыщенные углеводороды денормализата представлены нафтенами и изопарафинами, лучше растворимыми в полярных экстрагентах, чем -пара-фины. Поэтому экстрагировать арены из денормализатов сложнее, чем из смесей с к-парафинами или из прямогонных фракций с высоким их содержанием. В связи с этим экстракцию проводили более селективным растворителем - 2-метоксиэтанолом при повышенном соотношении с сырьем как полярного экстрагента, так и пентана. [c.34] Вернуться к основной статье