Экстракция аренов из жидких H-парафинов и депарафинированной фракции 200 - 320°С тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.04, кандидат технических наук Кайфаджян, Елена Александровна

• Кайфаджян, Елена Александровна
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кайфаджян, Елена Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Современные и перспективные требования к дизельным топливам.

1.2. Применение жидких н-парафинов Сю - Сго и требования к ним.

1.3. Состав и структура аренов среднедистиллятных нефтяных фракций.

1.4. Методы деароматизации жидких н-парафинов среднедистиллятных фракций нефти.

1.5. Экстракция аренов из среднедистиллятных фракций нефти и жидких н-парафинов.

1.6. Сочетание двух несмешивающихся растворителей при экстракции аренов из среднедистиллятных фракций нефти.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Физико-химические свойства углеводородов и растворителей.

2.2 Методика проведения одноступенчатых и многоступенчатых экстракций.

2.3. Методика проведения ректификации.

2.4. Методика обработки спектров ядерного магнитного резонанса.

2.5. Методика обработки хроматомасс-спектров.

2.5. Определение теплот смешения.

3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

3.1. Исследование электроноакцепторной способности и селективности 2-метоксиэтанола по отношению к аренам.

3.2. Экстракция ароматических углеводородов из модельных углеводородных систем 2-метоксиэтанолом и его смесями с пентаном.

3.3. Характеристика денормализата установки «Парекс» и распределение аренов в узкокипящих фракциях денормализата.

3.4. Экстракция ароматических углеводородов из депарафинированной фракции 200 - 320°С ацетоном и ацетонитрилом.

3.5 Экстракция ароматических углеводородов из депарафинированной фракции 200 - 320°С N-метилпирролидоном.

3.6. Экстракция ароматических углеводородов из депарафини-рованной фракции 200 - 320°С двумя ограниченно смешивающимися растворителями - 2-метоксиэтанолом и н-пентаном.

3.7. Экстракционная очистка жидких н-парафинов от примесей ароматических углеводородов с использованием

2-метоксиэтанола и пентана.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экстракция аренов из жидких H-парафинов и депарафинированной фракции 200 - 320°С»

Актуальность темы.

Жидкие н-алканы Сю - С20, выделяемые адсорбцией на цеолитах из гидроочшценной фракции 200 - 320°С на установках «Парекс», использовавшиеся ранее для производства белково-витаминных концентратов (БВК), в настоящее время применяются в основном для получения линейных алкилбензолсульфонатов (ЛАБС), а депарафинированная фракция (денормализат) - как компонент дизельного топлива.

В результате удаления н-алканов содержание аренов в денормализате повышается до 25 - 30 мае %, что не отвечает экологическим требованиям к дизельному топливу ДЛЭЧ-В и зарубежным дизельным то пли вам, максимальная концентрация аренов в которых ограничена 20 и 5 - 10 мае % соответственно. Гидродеароматизация дизельных фракций и денормализатов требует специального оборудования, рассчитанного на высокое давление (до 30 МПа), что сопряжено с высокими удельными капиталовложениями и энергозатратами.

Для очистки н-алканов, выделенных на установках «Парекс», от примесей аренов, составляющих 0.5 - 1.2 мае %, в настоящее время на российских нефтеперерабатывающих заводах по-прежнему применяется сульфирование олеумом. Процесс олеумной очистки жидких н-парафинов не соответствует современным экологическим требованиям, и если ранее его применение было обусловлено жесткими ограничениями по содержанию аренов в сырье для производства БВК (не более 0.01 мае %), то при использовании н-алканов Сю - С13 для получения ЛАБС, а н-алканов С(4+ для производства спиртов, флотоагентов достаточно снижение концентрации аренов в них до 0.2 -0.4 мае %.

Требующееся снижение содержания аренов в жидких н-парафинах и денормализатах в 3 - 5 раз может быть обеспечено с использованием экстракционного метода. Однако проводившиеся ранее исследования процессов экстракции касались бензола и его низших гомологов из катализатов риформинга или аренов прямогонных средне дистиллятных фракций. Экстракция аренов из денормализатов, то есть из смесей с циклоалканами и изопарафинами, ранее не исследовавшаяся и более сложная проблема, чем экстракция аренов из смесей с н-парафинами. Проводившиеся же ранее исследования очистки н-парафинов были направлены на снижение концентрации аренов в них на два порядка, в соответствии с требованиями к сырью для БВК, а более легкая и актуальная проблема экстракционного снижения содержания аренов в 3 - 5 раз также изучена недостаточно.

Цели работы .

1. Разработка высокоселективного процесса экстракции аренов из денормализатов фракции 200 - 320°С с использованием низкокипящих селективных растворителей, легко регенерируемых ректификацией, с получением рафинатов, удовлетворяющих перспективным экологическим требованиям к дизельным топливам, и высокоароматизированных экстрактов, которые могут найти квалифицированное применение в качестве ароматических нефтяных растворителей, сырья для производства технических моющих средств, синтетических смазочных масел и т.п.

2. Разработка экстракционного процесса очистки жидких н-парафинов Сю - Сю, выделенных адсорбцией на цеолитах, низкокипящими селективными растворителями с получением рафинатов, удовлетворяющих требованиям к сырью для производства ЛАБС.

Научная новизна.

Установлен ряд повышения эффективности растворителей при экстракции аренов из депарафинированной фракции 200 - 320°С, включающий смеси ацетона с этиленгликолем < смеси ацетона с водой < смеси 2-метоксиэтанола с водой < ацетонитрил < смеси N-метилпирролидона с водой < систему 2-метоксиэтанол - вода - н-пентан.

Выявлено влияние пентана на результаты экстракции моно- и бициклоа-ренов и на характер диаграммы фазового равновесия жидкость - жидкость, проявляющееся в смещении гетерогенной области к вершине треугольника, соответствующей 2-метоксиэтанолу, и в изменении наклона нод, что приводит к повышению концентрации арена в экстракте, коэффициентов распределения и разделения.

Установлена электроноакцепторная способность 2-метоксиэтанола и удельная энтальпия образования полости, позволяющие рассчитывать энтальпии общей и специфической сольватации и селективность по отношению к различным углеводородным системам.

Практическая значимость.

Разработаны основы экстракционной технологии снижения содержания аренов в денормализатах установок «Парекс» с 25 - 30 до 3-5 мае % в соответствии с экологическими требованиями к дизельному топливу с одновременным получением экстрактов, содержащих около 90 мае % аренов.

Установлена возможность селективной очистки жидких н-парафинов C¡3 - С20 экстракцией 2-метоксиэтанолом с 5 мае % воды и пентаном, которая позволяет снизить содержание аренов с 0.8 до 0.2 мае % при выходе рафината 96.5 мае % и отказаться от олеумной очистки н-парафинов.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР