Переработка Нефти

ИЗВЛЕЧЕНИЕ АРОМАТИКИ РАСТВОРИТЕЛЯМИ

Только мы и остались Мэтью Арнольд « Часовня в Рагби»

В 1907 г. человек по фамилии Эделану разработал про­цесс для выделения большей части ароматических соеди­нений из углеводородной смеси. Этот процесс пригоден и в тех случаях, когда температуры кипения ароматики близки к температурам кипения прочих компонентов смеси. В этих условиях перегонка не приведет к успеху, поэтому процесс Эделану, использующий экстракцию (извлечение) растворителем, был значительным шагом вперед.

Применение

Выделение ароматических соединений из нефтепро­дуктов может понадобиться по двум причинам: если аро­матические углеводороды оказывают вредное действие на качество смеси, в которой находятся, либо если они мо­гут оказаться более полезными, будучи выделенными из смеси, чем оставаясь в ней. Можно привести целый ряд примеров, с некоторыми из них мы уже встречались.

Керосин с высоким содержанием ароматических со­единений характеризуется малой высотой некоптяще - го пламени.

Растворители типа керосина, в зависимости от содер­жания ароматики, имеют разные области применения в промышленности.

Бензол, толуол и ксилолы, выделенные в индивиду­альном виде, широко используются в химической про­мышленности.

4. При удалении ароматики из тяжелого газойля повы­шается качество получаемых из него смазочных масел.

Технологический процесс

Процесс экстракции основан на способности некото­рых соединений избирательно растворять некоторые дру­гие соединения. В данном случае определенные раствори­тели растворяют ароматические соединения, но не ра­створяют парафины, олефины и нафтены. Мы не будем разбираться, почему так происходит, поскольку это слишком сложный вопрос.

Рециркулирующий растворитель

Смеситель Разделители

Рис. 17.1. Экстракция ароматических углеводородов.

Принципиальное требование к растворителю — это то, чтобы растворитель, содержащий ароматические веще­ства, легко отделялся от остальных компонентов смеси. Рассмотрим для примера керосин и предположим, что он содержит много ароматических соединений. Нальем пол­стакана керосина и добавим постакана растворителя; в данном случае, это будет жидкий диоксид серы. После перемешивания жидкость легко разделится на два слоя: в нижнем слое будет керосин, а в верхнем — диоксид серы. Однако объем нижнего слоя окажется меньше половины стакана, а объем верхнего слоя больше, так как аромати­ческие соединения перешли из керосина в диоксид серы.

Если слить диоксид серы, то ароматические соедине­ния можно легко добыть из него обычной перегонкой. Этот двухстадийный процесс называется периодической экстракцией.

Зная, как осуществляется периодический процесс, не­трудно представить себе непрерывный вариант. На рисун­ке 17.1 изображено три системы колонн. Сырье подается снизу в сосуд (смеситель), содержащий лабиринт отбой­ных перегородок (иногда перегородки движутся, как, на­пример, в смесителе с вращающимся диском). Растворитель поступает в верхнюю часть колонны и затем продвигается по ней вниз, растворяя при этом ароматические соедине­ния {экстракт). Оставшаяся углеводородная смесь, кото­рая поднимается вверх, называется рафинат.

Продукты, выходящие из смесителя, поступают в две колонны, в одной из которых рафинат очищается от ра­створителя, который мог в него случайно попасть, после чего растворитель возвращается в смеситель. В другой ко­лонне экстракт отделяется от растворителя, отсюда ра­створитель также возвращается в процесс.

Ниже перечислены растворители, которые применя­ются в различных вариантах процесса.

Очистка керосина: жидкий S02, фурфурол.

Очистка смазочных масел: жидкий в смеси с бен­золом, фурфурол, фенол, жидкий пропан (отделение парафинов от асфальтенов).

Рис. 17.2. Извлечение бензола, толуола и ксилолов.

3. Бензин: сульфолан, фенол, ацетонитрил, жидкий

So2.[7]

Выделение бензола

Самым распространенным применением экстракции ароматики является выделение бензола, толуола и кси­лолов (в основном бензола) в индивидуальном виде. Что­бы этот процесс был эффективным, сырье для экстрак­ции предварительно превращают в концентрат аромати­ки, выделяя узкую фракцию из риформата или прямо - гонного бензина, как показано на рисунке 17.2. Содер­жание бензола в полученном концентрате повышено, что делает процесс экстракции более эффективным.

Одно наименование на этом рисунке сбивает с толку. Рафинат бензола не содержит бензола. Это остаток от концентрата после извлечения из него бензола (наряду с другими ценными соединениями). Поэтому рафинат яв­ляется гораздо менее ценным продуктом, чем концент­рат ароматики, особенно как компонент автомобильного бензина.