专利名称：从混合烃中回收苯的方法
技术领域：
本发明涉及一种从烃类的混合流体，典型地为一类欲加为成品汽油的流体中除去及回收苯和/或其它芳烃的方法。本发明方法中所采用的混合烃类流体的来源可以是例如热解汽油、催化重整产品、或煤焦油液体之类的原料来源。许多类似的含有苯和其它芳烃的相对较烃的烃类流体用于生产成品汽油。在一段时间内，并不认为苯和其它芳烃是汽油的有害组分，甚至由于其辛烷值高而认为是有益的。然而现在情形发生变化，因为政府对在汽油成品中所含的认为可接受的苯的含量作出了限制。更进一步的是，苯和其它芳烃在做为重要的石油化学产品的起始材料上更有价值，这类用途比用作燃料更有价值。由于上述原因，所以更加需要从混合烃流体中分离苯的有效而经济的方法。本发明的目的正是提供一种这样的方法。
根据本发明，提供了一种从含有苯和其它芳烃及非芳烃的混合流体中回收苯和其它芳烃的方法，本发明涉及在萃取蒸馏溶剂体系，该溶剂体系为二甲亚砜(DMSO)和非必需的一种或多种共溶剂，优选为水，存在下对含苯的混合烃原料进行萃取蒸馏。在萃取蒸馏步骤，非芳烃形成塔顶馏出流体。含有由溶解苯和/或其它芳烃富集的溶剂体系的底部产物流体作为与塔顶馏出物流体分离的底部产物流体流出蒸馏塔，由此促进芳烃与其它烃分离。随后底部产物流体进行汽提操作处理，其中芳烃与少量的DMSO和水(若使用)一起作为塔顶产物被除去，汽提步骤的底部产物为缺少苯或其它芳族化合物的溶剂体系。
汽提步骤中的塔顶流体可以被冷凝并经相分离使二甲亚砜和水溶剂系与芳族化合物分离，以便芳族化合物进行进一步的加工处理，而溶剂则循环回到汽提塔。
DMSO对苯和其它芳族化合物具有很高的选择性而对非外族化合物则具很高的排斥性，以致于在某些情况下在萃取蒸馏步骤中可以看到形成两个液相，然而这两相的存在并不会影响本方法的效果。
还可选择性地使用DMSO的共溶剂，若使用，则优选为水。正如下文所要讨论的，水可用来调节DMSO的溶解性及选择性，水也可以促进汽提操作并允许两个塔的底部产物温度有所降低。
本发明方法的主要方面是成功地从含有苯和/或其它芳烃并与非芳烃混在一起的混合流体中除去及回收苯和/或其它芳烃。在气-液接触塔中所述混合烃流体由DMSO及优选为水的共溶剂(选择性的)萃取蒸馏。以这种方式，从所述的混合烃流体和萃取蒸馏溶剂体系中产生一塔顶馏出流体，其主要由混合的非芳烃组成，以及一底部产物流体，其主要由溶于萃取蒸馏溶剂体系的二甲亚砜和水(优选)中的苯和/或其它芳烃组成。
所述塔顶馏出流体为已除去苯的产物流体，底部产物流体为既含有已分离的苯和/或其它芳烃又含有通常为二甲亚砜(和水)的萃取蒸馏溶剂体系组分的中间产物流体。这种底部的混合产物流体在汽提塔中进一步处理，其被蒸馏而获得含有苯和/或其它芳烃及部分二甲亚砜(和水)的汽提塔顶部流体。汽提塔的底部产物流体主要含有二甲亚砜(和水)，这些材料优选是循环回到萃取蒸馏塔再利用并与供入的混合烃原料流体进行萃取蒸馏。
汽提塔顶部流体优选被冷凝并按比重分成多个馏分，轻馏分为含有苯和/或芳烃的芳香产物流，重馏分含有二甲亚砜(和水)。
所述的二甲亚砜(和水)可循环回到汽提塔。
在循环过程中由汽提塔的塔顶馏出物中蒸馏出的溶剂流可与汽提塔底部产物流进行热交换(也可不进行热交换)并作为汽提蒸汽回到汽提塔。
附图
的简要说明附图为示出本发明方法及所用设备的简化的示意图。
由附图可以看出本发明方法可以通过采用两个主塔来实施，塔10为萃取蒸馏塔，塔12为汽提塔。含有苯和/或其它芳烃和非芳烃的混合流体通过位于塔的中下部的管线14送入萃取蒸馏塔10。附图中通过管线14的原料标为“轻重整产品进料”，因为这是一种典型的含有芳族化合物和非芳族化合物的原料。管线16将含有主要为二甲亚砜(和水)的两相萃取蒸馏溶剂体系送入萃取蒸馏塔10的中上部位。所述溶剂体系向下流经塔，与通过管线14进入的原料中的较轻组分呈逆流。流经管线16的萃取蒸馏溶剂体系可在热交换器18、与流经管线14的轻重整产品进料进行热交换以从溶剂体系除去热量并给进料加热。
塔10中的萃取蒸馏过程产生一通过顶部管线20离开塔的塔顶流体，这一塔顶流体在冷凝器22中冷却并通过管线26流入转鼓24。回流流体通过管线28在靠近顶部的地方回到塔10，而主要由非芳香混合烃残余流体组成的液体产物经管线30离开本单元。
在塔10的底部富溶剂(rich solvent)通过管线32离开，塔底的一部分液体进入再沸器回路34与低压蒸气进行热交换。本发明的一个特别的优点是其操作条件为低压蒸气能作为合适的及方便的热源来进行萃取蒸馏塔再沸器，这便不需使用昂贵的高压蒸气或其它昂贵的热源。
图中塔10被示为在11a，11b，11c放置有三段结构性的或随机的填充物的塔，但若需要也可采用其它液-气接触装置，例如塔盘。
如上所述，含有苯和/或芳烃的富溶剂由管线32进入汽提塔12，保持汽提塔的各种操作条件从而产生一个由管线36离开汽提塔12顶部的塔顶流体，该流体在热交换器38中冷凝并流进转鼓式分离器40，在此处轻的芳族化合物相通过密度差与较重的溶剂分离。管线42载着分离的芳族化合物，即转鼓40中较轻的流体通过管线44去进行进一步加工或由管线46回流。由管线48使转鼓40抽真空。转鼓40中分离出的较重的材料由管线50回到汽提塔12的较低部位，正如所示出的一样，其可在热交换器52中与由管线16离开汽提塔12底部的疏两相溶剂(lean twophase solvent)进行热交换。流经管线50的流体还可通过装有阀76的管线78旁通到管线16。通过再沸器回路54可以很方便地向汽提塔12供热。同样地，本发明的优点是其操作条件为可使用低压蒸汽操作再沸器回路54。
汽提塔12被示为填充有两段结构性的或随机的填充物13a和13b，当然若需要还可采用其它液-气接触装置，例如塔盘。
已知所述的两相萃取蒸馏溶剂体系的一个组分二甲亚砜也在其它各种萃取蒸馏中用作萃取蒸馏溶剂，已发现其对增加非芳烃对芳烃的相对挥发度特别有效，因此它能增进选择性。DMSO对苯和其它芳族化合物的选择性以及非芳族化合物的排斥性已经由上述在萃取蒸馏步骤中观察到的两个液相而显示出。虽然由于相混合困难而一般避免设计运行具有两个液相的蒸馏塔，但我们发现在一设计合理的体系中较高的DMSO(和水)的选择性足以补偿在萃取蒸馏操作中出现的任何效率损失。表1为DMSO和其它对苯的萃取蒸馏溶剂的比较。
表1 萃取蒸馏法回收苯的溶剂的比较
试验在大气压下于Othmer型气液平衡(VLE)蒸馏釜中进行。
所有相对挥发度均在溶剂与进料比为1∶1下测定。
＊表观相对挥发度，形成两个液相＃苯和环己烷形成最低共沸混合物，不能被传统蒸馏分开，因此无介质的相对挥发度是1。
可采用共溶剂从下述三个方面来改变主溶剂的特性
1)改善主溶剂的选择性;
2)促进从主溶剂中汽提芳族化合物;以及3)在给定操作压力下降低两个蒸馏塔底部的操作温度。
为达到上述第2)和3)项目的，共溶剂的标准沸点(nbp)一般应低于DMSO的标准沸点(189℃)，但也不应低到使从共溶剂中分离萃取出的芳族化合物发生困难。可能为共溶剂的合适的(非限制性的)例子是二甲基甲酰胺(DMF)、甲氧基苯、1，2-亚乙基二醇、混合二甲苯、吗啉、乙二醇丁醚、二甲基乙酰胺、正乙基吗啉，以及水。
为达到最佳的溶剂体系操作要求或希望两种或多种共溶剂结合应用。
水的使用(作为共溶剂)是选择性的。根据本发明已发现水作为优选的共溶剂具有三项重要功能或效力。首先，它可以用于溶剂中作为一项重要的可控变量来提供对芳族化合物的回收百分数及回收纯度的最佳控制，因为它影响DMSO的选择性。总的说来，水能增加DMSO对溶解芳族化合物选择性以及增加DMSO对非芳族化合的排斥性，同时降低溶剂中所有烃类的溶解度。
第二，水使从汽提塔的溶剂中汽提芳族化合物变得更容易。
第三、水使得在萃取蒸馏塔和汽提塔中均可采用较低的底部产物温度。
应该注意的是水的操作是在密闭的环路中进行，不存在废水流。
二甲亚砜还具有其它特性使之成为萃取蒸馏体系中特别希望的组分，在本发明方法的操作条件下其表现为化学稳定和热稳定。它成本低、相对无毒、可容易地进行生物降解、以及对碳钢无腐蚀性，最后这一点使得塔的建造可以相对便宜。
表2列出本发明方法优选的操作条件表2 优选操作条件<
>＊psia-磅/平方英寸应注意的是真空管线48包括已知型号的溶剂涤气器56(scrubber)以除去痕量芳族化合物，否则该芳族化合物将逸出到环境中。
例如，由管线16流向塔10的部分贫溶剂(lean solvent)可由管线58吸出送至涤气器56并向下与从转鼓40由管线48引入到涤气器较低部位的芳烃蒸气呈逆流而流经涤气器。芳烃蒸气溶于溶剂并由管线60离开涤气器。管线60将富溶剂送入管线50以便达到汽提塔12进行再循环。
根据本发明，流经管线44的根据本发明方法回收的混合芳族化合物流可被送入分馏柱62进行分馏，在此处其可分成由侧流管线64离开的苯和由底部管线66离开的重于苯的芳族化合物。柱62的顶部流体由管线68离开柱62并在交换器70冷凝然后进入转鼓72。冷凝物中烃的部分作为回流经管线74流入柱62，水的部分由管线78进入循环管线50。
操作实施例本发明的操作可通过下述实施例进一步理解实施例1催化重整烃馏分的萃取蒸馏将来自催化重整的流体进行预分馏以使其具备下列组成组分馏分重量苯19.9%甲苯20.0%C8芳族化合物 16.4%C9+芳族化合物 1.0%C5非芳族化合物 7.3%C6非芳族化合物 19.9%C7非芳族化合物 14.3%C8+非芳族化合物 1.2%
预加热上述组合物至87℃，然后送入在大气压下操作的萃取蒸馏塔。在61℃下将由DMSO及2.1%(重量)水组成的溶剂混合物送至上部区域。以与塔顶产物为1∶1的比例回流返回塔中。这种操作产生的塔顶馏出流体含有0.44%(重量)的苯、0.02%(重量)的甲苯，余量为非芳族化合物。底部产物含有大部分溶剂、水、芳族化合物以及0.3%的含有极少量较低沸点非芳族化合物的正庚烷。这意味着通过接下去的传统蒸馏即可获得基本上不含非芳族化合物的苯。
实施例2溶剂汽提将来自萃取蒸馏的萃出材料送入在100mmHg绝对压力下操作的溶剂汽提塔的中间部位。将塔重新煮沸，直接将蒸气以与芳族化合物产物之比为0.17∶1.0的重量比在塔底供入。塔顶馏出物分为两相，上层相主要为芳烃及重的非芳烃，下层相主要为DMSO和水。上层相的一部分返回塔中，回流与输出产物之比为1∶1。下层相含15%的DMSO，余量为水。已被汽提掉几乎全部烃的底部产物由DMSO、0.6%的水以及小于10ppm的C6-C8芳族化合物组成。
权利要求
1.一种从含有苯和/或其它芳烃并与非芳烃混在一起的混合流体中除去及回收苯和/或其它芳烃的方法，包括在一萃取蒸馏塔中将所述混合流体与主要由二甲亚砜组成的萃取蒸馏溶剂体系逆流接触，从而萃取蒸馏所述混合流体及萃取蒸馏溶剂体系以获得一个塔顶馏出流体，其主要由所述混合的非芳烃组成；以及一个底部产物流体，其主要由溶于和/或分散于所述蒸馏溶剂体系中的所述苯和/或其它芳烃组成；在一汽提塔中蒸馏所述底部产物流体以获得一个汽提塔顶部流体，其含有所述苯和/或其它芳烃及部分所述蒸馏溶剂体系；以及一个汽提塔底部产物流体，其主要由所述蒸馏溶剂体系的组分组成；将所述汽提塔底部产物流体循环回到所述的萃取蒸馏塔与所述混合流体进行萃取蒸馏；冷凝法及相分离法将汽提塔顶部流体分为含有苯和/或其它芳烃的芳族产物流体和含有所述的蒸馏溶剂体系组分的溶剂流。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括循环所述的溶剂流回到所述的汽提塔。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包括将循环回到所述汽提塔的所述溶剂流与所述蒸馏塔底部产物流体进行热交换。
4.如权利要求1所述的方法，进一步包括分馏已分离掉所述溶剂流的所述汽提塔顶部流体以获得一个苯流体及一个比苯重的芳族化合物流体。
5.一种从含有苯和/或其它芳烃并与非芳烃混在一起的混合流体中除去及回收苯和/或其它芳烃的方法，包括在一萃取蒸馏塔中将所述混合流体与主要由二甲亚砜和水组成的萃取蒸馏溶剂体系逆流接触，从而萃取蒸馏所述的混合流体及萃取蒸馏溶剂体系以获得一个塔顶馏出流体，其主要由所述混合的非芳烃组成;以及一个底部产物流体，其主要由溶于和/或分散于所述蒸馏溶剂体系中的所述苯和/或其它芳烃组成;在一汽提塔中蒸馏所述底部产物流体以获得一个汽提塔顶部流体，其含有所述苯和/或其它芳烃及部分所述蒸馏溶剂体系;以及一个汽提塔底部产物流体，其主要由所述蒸馏溶剂体系的组分组成;将所述汽提塔底部产物流体循环回到所述的萃取蒸馏塔与所述混合流体进行萃取蒸馏;冷凝法及相分离法将汽提塔顶部流体分为含有苯和/或其它芳烃的芳族产物流体和含有所述的蒸馏溶剂体系组分的溶剂流。
6.如权利要求5所述的方法，进一步包括循环所述的溶剂流回到所述汽提塔。
7.如权利要求6所述的方法，进一步包括将循环回到所述汽提塔的所述溶剂流与所述的蒸馏塔底部产物流体进行热交换。
8.如权利要求5所述的方法，进一步包括分馏已分离掉所述的溶剂流的所述汽提塔顶部流体以获得一个苯流体和一个比苯重的芳族化合物流体。
9.一种从含有苯和/或其它芳烃并与非芳烃混在一起的混合流体中除去及回收苯和/或其它芳烃的方法，包括在一萃取蒸馏塔中将所述混合流体与主要由二甲亚砜和至少一种共溶剂组成的萃取蒸馏溶剂体系逆流接触，所述共溶剂选自二甲基甲酰胺、甲氧基苯、1，2-亚乙基二醇，混合二甲苯、吗啉、乙二醇丁醚、二甲基乙酰胺、正乙基吗啉、水及上述的混合物;从而萃取蒸馏所述混合流体和萃取蒸馏溶剂体系以获得一个塔顶馏出流体，其主要由所述混合的非芳烃组成;以及一个底部产物流体，其主要由溶于和/或分散于所述蒸馏溶剂体系中的所述苯和/或其它芳烃组成;在一汽提塔中蒸馏所述底部产物流体以获得一个汽提塔顶部流体，其含有所述苯和/或其它芳烃及部分所述蒸馏溶剂体系;以及一个汽提塔底部产物流体，其主要由所述蒸馏溶剂体系的组分组成;将所述汽提塔底部产物流体循环回到所述的萃取蒸馏塔与所述混合流体进行萃取蒸馏;冷凝法及相分离法将汽提塔顶部流体分为含有苯和/或其它芳烃的芳族产物流体和含有所述的蒸馏溶剂体系组分的溶剂流。
10.如权利要求9所述的方法，进一步包括循环所述的溶剂流回到所述的汽提塔。
全文摘要
采用含有二甲亚砜和选择性的共溶剂，优选为水的溶剂体系，通过萃取蒸馏法将苯和其它芳族化合物从含有芳族化合物和非芳族化合物的混合烃流体中分离出，接着从富溶剂体系中蒸馏汽提出芳族化合物，并将贫溶剂体系循环回到萃取蒸馏步骤。
文档编号C10G7/08GK1108232SQ9411948
公开日1995年9月13日 申请日期1994年12月6日 优先权日1993年12月6日
发明者约瑟夫·查尔斯·金特里, 约翰·卡尔·麦金太尔, 劳埃德·博格, 朗达·W·威彻利 申请人:戈里特斯奇公司