[发明专利]一种抽提蒸馏分离芳烃的方法及使用的复合溶剂

说明书

本发明为一种利用抽提蒸馏方法从烃类混合物中分离芳烃所用的复合溶剂。

从催化重整汽油或裂解加氢汽油等烃类混合物中分离芳烃的方法主要有液液抽提法和抽提蒸馏法。液液抽提法应用最广的选择性溶剂为甘醇类或环丁砜。液液抽提虽能以较高收率获得高纯度苯、甲苯及二甲苯(BTX)产品，但现有的液液抽提工艺适用于处理芳烃含量为30～70wt％的原料，对于芳含大于70wt％的原料，则需与抽余油混兑，使能耗增高，装置效率降低。

抽提蒸馏是利用溶剂对烃类各组分相对挥发度影响的不同而从烃类混合物中分离芳烃的方法。在处理高芳烃原料时，无须进行抽余油混兑，所用溶剂一般为单纯的N-甲酰基吗啉、N-甲基吡咯烷酮、环丁砜等。如US5,310,480提出了一种抽提蒸馏分离芳烃的工艺，仅使用一个含有再沸器的塔及旋风分离器将原料中的芳烃和非芳烃分离，所述塔的上段用于抽提蒸馏，下段用于回收溶剂。为提高选择性、降低溶剂回收的苛刻度，在砜类、甘醇、甘醇醚等选择性溶剂中加入0.1～20wt％的水，且溶剂回收过程借助于水蒸汽汽提。该专利提到芳烃选择性溶剂可以是复合溶剂，其中一种组分为低分子量的聚亚烷基甘醇，另一种组分为甘醇醚，两种组分的互溶量为0.1～99重％。该法由于在溶剂中加水和使用汽提回收溶剂，使抽提蒸馏得到的芳烃因含水而不能直接作为产品，尚需进一步精馏。由于受含水溶剂溶解性的限制，抽提蒸馏芳烃含量较低的原料时，容易在抽提蒸馏塔内形成两个液相，影响操作控制。另外，系统含有的水易造成设备腐蚀。

CN1262264A公开了一种抽提蒸馏和液液抽提组合工艺，该工艺将原料预分馏得到含苯的第一馏份以及含少量苯的第二馏份，第一馏份进行抽提蒸馏得到苯产品；第二馏份和抽提蒸馏操作得到的抽余油混合后进行液液抽提得到甲苯和少量的苯。该工艺对原料限制较小，适用范围宽，操作能耗低，并能同时回收BTX，适合于炼厂原有液液抽提装置的扩建改造。该专利在抽提蒸馏分离苯的选择性溶剂中加入0.1～15重％的C₈～C₁₀芳烃作为助溶剂来增加溶剂的溶解性，由于溶剂和系统中均不含水，从而避免了水对回收苯造成的不利影响。但该专利仅对邻二甲苯作为助溶剂的情况进行了具体实施应用，并且局限在组合工艺的抽提蒸馏操作中。

现有使用单一抽提蒸馏溶剂的工艺，在溶剂回收过程中，由于受到溶剂热分解温度的限制，回收塔温度不能太高，因此需要提高真空度以保证将富溶剂中的溶剂与芳烃彻底分离，回收塔操作苛刻度因而较高。此外，由于要求抽提蒸馏溶剂有一定的极性，以增强对芳烃的选择溶解性，其结构中往往含有O、N、S等原子，因而带有一定的弱酸性或弱碱性，这使得抽提蒸馏后的芳烃产品也带有相应的弱酸性或弱碱性，产品不得不进行后处理，脱除酸性或碱性。

本发明的目的在于提出一种性能更好的用于抽提蒸馏分离芳烃工艺的复合溶剂，该复合溶剂具有较大的溶解性和相对较宽的沸点范围，可缓和溶剂回收操作的条件，减少能耗。

本发明所述的复合溶剂，包括主溶剂和助溶剂，还有改性剂，所述的助溶剂选自C₈～C₁₁芳烃中的任意一种或两种具有不同碳数芳烃的混合物，其含量为3～39重％，且助溶剂中最小芳烃的碳数应大于欲分离芳烃中最大芳烃的碳数；当助溶剂选自C₈～C₁₁芳烃中的任意一种时，复合溶剂中含有0.01～10.0重％的改性剂，当助溶剂选自C₈～C₁₁芳烃中任意两种具有不同碳数芳烃的混合物时，复合溶剂中含有0～10.0重％的改性剂，所述的主溶剂和改性剂分别选自环丁砜、N-甲酰基吗啉或N-甲基吡咯烷酮，条件是改性剂酸碱性与主溶剂相反。

本发明复合溶剂中的助溶剂具有增溶作用，其选用应根据欲分离芳烃的组成进行，也就是说，助溶剂要有与欲分离芳烃相似的结构，以增强对芳烃的溶解性，但助溶剂又要区别于所分离的芳烃，以便于溶剂回收。一般含芳烃的原料中都含有苯和甲苯，所以，助溶剂可选用C₈～C₁₁芳烃中的任意一种或两种的混合物，但当分离原料中含有二甲苯时，助溶剂应选C₉以上的芳烃，优选C₉芳烃或C₉与C₁₀芳烃的混合物。