BE616961A - - Google Patents

Description

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  " PROCEDE POUR LA SEPARATION SELECTIVE DE   MELAN-  
GES D'HYDROCARBURES   ".-   

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Il est connu de séparer des mélanges d'hydrocar- bures constitués d'une partie paraffinique et d'une partie aromatique au moyen de solvants, en produits raffinés riches en paraffine et en extraits riches en produits aromatiques. 



  On a proposé à cet effet, comme solvants appropriés, par exem- ple, la   Y-butyrolactone   et des N-alcoyl-pyrrolidones. 



   Or, on a trouvé qu'on peut effectuer une sépara- tion sélective particulièrement avantageuse de substances aromatiques d'avec des paraffines en employant des N-hydroxy- alcoylpyrrolidones, des hydrocarbures hétérocycliques N- substitués à 5 chaînons qui partent au moira deux atomes d'a- zote dans le cycle, ou encore des a-  #-bis-(pyrrolidonyl)-1   alcanes. 



   Comme agents d'extraction à effet sélectif, on peut utiliser, conformément à la présente invention, les com-    # a posés suivants : des hydroxylcoylpyrrolidones dont le groupe   alcoyle porte 1 à 8, notamment 1 à 6 atomes de carbone, par exemple l'hydroxyéthylpyrrolidone, l'hydroxypropylpyrrolidone, et l'hydroxyisopropylpyrrolidone. Convient particulièrement bien l'hydroxyéthylpyrrolidone. Les hydroxyalcoylpyrrolidones possèdent une sélectivité plus prononcée que les N-alcoylpyr- rolidones.

   On peut en outre utiliser, conformément à la pré- sente invention, des hydrocarbures hétérocycliques à 5 chaî- nons, qui portent au moins deux atomes d'azote dans le cycle, notamment ceux qui sont substitués en position N1 par un radi- cal d'hydrocarbure portant jusqu'à 10, en particulier jusqu'à 7 atomes de carbone, par exemple par un radical alcoyle, oxal- coyle, alcényle, aryle ou par un radical cycloaliphatique. On utilisera, avantageusement, des imidazoles, imidazolones, py- razoles, pyrazolones, pyrazolines et triazoles substitués. 

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 On peut également employer des   Ó,#-bis-(pyrrolidonyl)-1   alcanes de formule : 
 EMI3.1 
 dans laquelle n est un nombre entier compris entre 1 et 10, de préférence entre 1 et 6.

   Ces composés peuvent être obtenus par réaction de   y-butyrolactone   avec de la mono-, di-, tri-, tétra- ou hexaméthylène diamine, 1 mole de ces amines étant dans ce cas mis à réagir, à température assez élevée, avec au moins 2 moles de y-butyrolactone ou des produits d'alcoylation de cette dernière, tels que la y-valérolactone. 



   Comme matières de départ pouvant être décomposées au moyen des agents d'extraction à utiliser d'après la présente invention, entrent en ligne de compte des mélanges d'hydrocarbures, tels que les essences par exemple les essences straight-run (ou de première distillation), les essences de reformage, les essences de cracking ou les essences de pyrolyse, ainsi que les benzènes, les huiles diesel, les huiles de graissage et leurs dérivés obtenus par raffinage sous pression ou en présence d'acides. L'extraction au moyen de tels solvants peut avoir lieu de façon connue en soi, par exemple dans des groupes d'appareils opérant en régime continu ou discontinu, de préférence dans des colonnes.

   La séparation des hydrocarbures paraffiniques d'avec les hydrocarbures aromatiques s'eefecte, en   général,.à   la température ordinaire; on peut toutefois aussi opérer à des températures plus élevées,   comprisespar   exemple entre 30 et 60 C et, le cas échéant, à des températures encore plus élevées, ou aussi bien plus basses, par exemple comprises entre 5 et 30 C. 



   Les matières de départ peuvent aussi être traitées avec le solvant sous forme de vapeur, en courant de même sens ou à contre-courant. Le solvant convient, en outre, pour la distillation extractive. 

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   On peut encore favoriser la séparation en utilisant un second solvant composé d'hydrocarbures paraffiniques, par exemple d'hydrocarbures portant 3 à 16 atomes de carbone dans la molécule, tels que le propane, le butane, l'hexane, le nonane. On peut aussi utiliser des mélanges des composés à utiliser d'après la présente invention et de pyrrolidone, d'alcoylpyrrolidones ou de glycols. 



     EXEMPLE   1
On utilise, pour l'extraction, une colonne d'une hauteur de 3,70 m et d'une largeur de 4cm, garnie d'anneaux de remplissage. On introduit, à l'extrémité supérieure de la colonne, le solvant sélectif, et dans la partie médiane, le mélange d'hydrocarbures à séparer. On évacue en continu, en tête de la colonne, le produit raffiné, en un point situé audessus de l'orifice d'introduction du solvant, tandis que l'extrait est soutiré du fond de la colonne. 



   Au début de l'extraction, on introduit dans la colonne 2700 cm3 de solvant, puis on fait arriver, par heure,   3535   cm3 de solvant et 214 cm' d'un mélange à volumes égaux de benzène et d'heptane. Après avoir débarrassé le produit raffiné et l'extrait du solvant, on détermine, par chromato-   graphoe   en phase gazeuse, la teneur en substances aromatiques des deux couches. 



   L'extraction est effectuée à 24 C, avec de la Nhydroxyéthylpyrrolidone, de la N-hydroxypropylpyrrolidone, de la N-hydroxyisopropylpyrrolidone et de la N-méthylpyrrolidone hydratées, en utilisant, chaque fois la même quantité de solvant. On obtient les valeurs suivantes : 

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 EMI5.1 
 
<tb> 
<tb> Solvant <SEP> sélectif <SEP> Teneur <SEP> du <SEP> produit <SEP> Teneur <SEP> de <SEP> l'extrait
<tb> raffiné <SEP> en <SEP> substan- <SEP> en <SEP> substances <SEP> arcces <SEP> aromatiques <SEP> matiques <SEP> (% <SEP> en
<tb> (% <SEP> en <SEP> poids) <SEP> poids)
<tb> N-hydroxyéthylpyrrolidone
<tb> + <SEP> 8% <SEP> H2O <SEP> 13,2 <SEP> 93,0
<tb> + <SEP> 20% <SEP> H20 <SEP> 37,2 <SEP> 98,4
<tb> N-hydroxyproplpyrrolidone
<tb> 
 
 EMI5.2 
 + 8% H 20 l2,l 93,8 
 EMI5.3 
 
<tb> 
<tb> + <SEP> 20% <SEP> H20 <SEP> 39,0 <SEP> 98,

  5
<tb> N-hydroxyisopropylpyrrolidone
<tb> + <SEP> 8% <SEP> H20 <SEP> 11,9 <SEP> 92,4
<tb> + <SEP> 20% <SEP> H2O <SEP> 38,1 <SEP> 97,6
<tb> N-méthylpyrrolidone
<tb> + <SEP> 8% <SEP> H2O <SEP> 3, <SEP> 2 <SEP> 69,0
<tb> + <SEP> 20% <SEP> H20 <SEP> 15,0 <SEP> 91,4
<tb> 
 
EXEMPLE 2
On mélange à 24 C dans un appareil à agitation, 388 g (500 cm3) d'un hydrocarbure constitué de volumes égaux de benzène et d'heptane, avec un même volume (500 cm3) de N- 
 EMI5.4 
 dv - snâthylpyrrolidone ou de N-   /hydroxyéthylpyrrolidone.   On sépare les couches qui se forment, on débarrasse chaque couche du solvant, puis on en détermine le poids. 

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 EMI6.1 
 
<tb> 
<tb> 



  Produit <SEP> Substances <SEP> Extrait <SEP> Substances
<tb> raffiné <SEP> aromatiques <SEP> g <SEP> aromatiques
<tb> 
 
 EMI6.2 
 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯g¯¯¯¯¯¯¯¯%¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯%¯¯¯¯¯¯¯¯ 
 EMI6.3 
 
<tb> 
<tb> N-hydroxyéthylpyrrolidone
<tb> + <SEP> 8% <SEP> H20 <SEP> 305 <SEP> 43,1 <SEP> 78 <SEP> 93, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> + <SEP> 20% <SEP> H20 <SEP> 351 <SEP> 51,9 <SEP> 33 <SEP> 97,3
<tb> N-méthylpyrrolidone
<tb> 
 
 EMI6.4 
 + 8% H2 0 182 32,$ 204 77,9 + 20; H2 0 300 46,0 84 93,g 
EXEMPLE 3
On utilise pour l'extraction une colonne de 3,7 m de hauteur et de 4 cm de largeur, garnie d'anneaux de remplissage. On introduit à l'extrémité supérieure de la colonne, le solvant sélectif et dans la partie médiane, le mélange d'hydrocarbures à séparer. On évacue en continu, en tête de la colonne, le produit raffiné, alors que l'extrait est soutiré du fond de la colonne. 



   Au début de l'extraction, on amène à la colonne
2700 cm3 du solvant. On débarrasse du solvant le produit raffiné et l'extrait, puis on détermine la teneur en substances aromatiques des deux couches. 



   L'extraction est effectuée à 24 C, avec du N-vinylimidazole hydraté, du N-éthylimidazole hydraté et, à titre de comparaison, avec de la N-méthylpyrrolidone, chaque fois avec les mêmes quantités de solvantd. 



   On obtient les résultats suivants : 

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 EMI7.1 
 
<tb> 
<tb> Teneur <SEP> du <SEP> produit <SEP> Teneur <SEP> de <SEP> l'extrait
<tb> raffiné <SEP> en <SEP> substan- <SEP> en <SEP> substances <SEP> aroces <SEP> aromatiques <SEP> matiques
<tb> (% <SEP> en <SEP> poids) <SEP> (% <SEP> en <SEP> poids)
<tb> N-vinylimidazole
<tb> + <SEP> 8% <SEP> H2O <SEP> 5,8 <SEP> 77,8
<tb> + <SEP> 20% <SEP> H20 <SEP> 19,0 <SEP> 94,6
<tb> N-éthylimidazole
<tb> + <SEP> 8% <SEP> H2O <SEP> 5,12 <SEP> 88,9
<tb> + <SEP> 20% <SEP> H20 <SEP> 13,6 <SEP> 95,9
<tb> N-méthylpyrrolidone
<tb> + <SEP> 8% <SEP> H20 <SEP> 3,2 <SEP> 69,0
<tb> + <SEP> 20% <SEP> H20 <SEP> 15,0 <SEP> 91,6
<tb> 
   EXEMPLE   4
On obtient, par condensation de 1 mole d'hexaméthylène diamine avec 2 moles de y-butyrolactone , la lactone étant utilisée en excès de   10%,

     avec chauffage pendant plusieurs heures à 210-230 C sous séparation de deux moles d'eau, le composé bis-(pyrrolidonyl)-l hexane-1-6 sous forme d'un liquide huileux, bien soluble dans l'eau et bouillant entre 208 et   212 C   sous 2 mm   Hg.   Ce composé, présente la formule : 
 EMI7.2 
 
On utilise, pour l'extraction, une colonne d'une hauteur de 3,70 m et d'une largeur de 4 cm, garnie d'anneaux de Raschig. On introduit, à l'extrémité supérieure de la colonne, le solvant sélectif, et dans la partie médiane, le mélange d'hydrocarbures à séparer. On évacue en continu, en tête de la colonne, le produit raffiné, en un point situé audessus de l'orifice d'introduction du solvant tandis que l'extrait est soutiré du fond de la colonne. 

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   Au début de l'extraction, on introduit dans la colonne 2700 cm3 de solvant, puis on fait arriver, par heure,   353,5  cm3 de solvant et 214 cm3 d'un mélange à volumes égaux de benzène et d'heptane. Après avoir débarrassé le produit raffiné et l'extrait du solvant, on détermine, par chromato- graphoe en phase gazeux, la teneur en substances aromatiques   @   des deux couches., 
L'extraction est effectuée, à 24 C, avec du bis- (pyrrolidonyl)-l hexane-1-6 hydraté ou avec de la N-méthyl-      pyrrolidone hydratée, chaque fois avec emploi de mêmes quanti- tés de solvant.

   On obtient les résultats suivants :   Teneur du produit Teneur de l'ex- ' raffiné en sub- trait en sub-   stances aromatiques stances aroma- (% en poids) tiques   (%   eh   @   poids) 
 EMI8.1 
 bis-(pyrrolidonyl)-1 
 EMI8.2 
 
<tb> 
<tb> hexane-1-6
<tb> + <SEP> 8% <SEP> H2O <SEP> 2,8 <SEP> 82,5
<tb> + <SEP> 20% <SEP> H2O <SEP> 11,1 <SEP> 93,7
<tb> N-méthylpyrrolidone <SEP> :
<tb> 
 
 EMI8.3 
 + 8% H 20 3,2 69,0 
 EMI8.4 
 
<tb> 
<tb> + <SEP> 20% <SEP> H2O <SEP> 15,0 <SEP> 91,6
<tb> 

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé pour l'extraction sélective de mélanges d'hydrocarbures renfermant une partie paraffinique et une partie aromatique, caractérisé en ce qu'on utilise, comme EMI8.5 agents d'extraction sélectifs, des N-hydroxyalcoylpjrrOlido- nes, des hydrocarbures hétérocycliques N-substitués à 5 chaînons, qui portent au moins deux atomes d'azote dans le cy- EMI8.6 cle, ou encore des a-.. -bis-(pyrrolidonyl)-1 alcanes.