CA1118706A - Procede de purification de benzene et de toluene par distillation azetropique extractive - Google Patents

Procede de purification de benzene et de toluene par distillation azetropique extractive

Info

Publication number
CA1118706A
CA1118706A CA000298511A CA298511A CA1118706A CA 1118706 A CA1118706 A CA 1118706A CA 000298511 A CA000298511 A CA 000298511A CA 298511 A CA298511 A CA 298511A CA 1118706 A CA1118706 A CA 1118706A
Authority
CA
Canada
Prior art keywords
water
solvent
column
distillation
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
CA000298511A
Other languages
English (en)
Inventor
Paul Mikitenko
Lionel Asselineau
Original Assignee
IFP Energies nouvelles
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR7707242A external-priority patent/FR2383148A2/fr
Priority claimed from FR7720242A external-priority patent/FR2395974A1/fr
Application filed by IFP Energies nouvelles filed Critical IFP Energies nouvelles
Application granted granted Critical
Publication of CA1118706A publication Critical patent/CA1118706A/fr
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/04—Purification; Separation; Use of additives by distillation
    • C07C7/05—Purification; Separation; Use of additives by distillation with the aid of auxiliary compounds
    • C07C7/08—Purification; Separation; Use of additives by distillation with the aid of auxiliary compounds by extractive distillation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

PRECIS DE LA DIVULGATION: La présente invention a pour objet un procédé pour la séparation de benzène et/ou toluène de mélanges les contenant avec au moins un hydrocarbure saturé paraffinique ou cyclanique par la distillation extractive dans une zone de distillation, en présence d'un solvant d'extraction consistant essentiellement en N-alkylamide aliphatique. Dans le but de réduire les pertes de solvant entrainé dans le distillat, on introduit de l'eau liquide dans la partie de la zone de distillation située entre le point d'injection du solvant d'extraction et la tête de la zone de dis- tillation, en quantité et dans des conditions telles que cette eau puisse se trouver entiérement vaporisée dans ladite partie de la zone de distillation sans diluer substantiellement le solvant, on condense les vapeurs déchargées en tête et on sépare le condensat en deux phases liquides, une première phase liquide contenant es- sentiellement les hydrocarbures saturés et une seconde phase liquide contenant essentiellement la vapeur d'eau condensée.

Description

'7~6 ~ La présente invention concerne un procédé de purification de benzène et ~ - de toluène par distilletion extractive. ~;; . . La distillation extractive des hydrocarbures aromatiques est une opration anciennement connue. De nombreux solvants ont été proposés à cette fin. L'emploi d'alkylamides est notamment proposé dans les brevets US 3 114 7B3 et 3 884 769. Ce dernier brevet fait cependant état des difficultés résultant de l'emploi des alkylamidss : ces solvants forment des azéotropes avec les hydrocarbures saturés à 6, 7 et 8 atomes de carbone, de sorte qu'une quantité non négligeable de solvant est entra~Lnée dans l'effluent de tete de la colonne ~ ;~ de distillation extractive, ce qui oblige à recourrir à des lavages du con- densat d'hydrocarbures. Le brevet U5 3 B84 769 propose de remédier à cet incon- vénient par injsction de vapeur d'eau dans l'effluent ds tête de la colonne de distillation. L'amélioration obtenue est importante : l'entrairlement de solvantdans la fraction hydrocarbonée de tête est for-tement réduit. L'eau rondensée peut être vaporisée et réinjectée dans la colonne. ~ I1 est également connu d'injecter de l'eau dan~ une colonne de distil- ; lation extractive afin qu'el~e se mélange au solvant d'extraction (brevPt bri- tannique n~ 1 428 228~. Une telle technique n'est pas applicable aux alkylamidesqui tendent à s'hydrolyser au contect de l'eau dans les parties chaudes de l'unité de distillation extractive. I1 a maintenant été trouvé que le procédé du brevet US 3 8b4 769 pou- vait encore être amelioré par injection d'eau sous forme liquida, au lieu d'eau sou~ forme de vapeur. Non seulement on peut ainsi éviter l'emploi d'un vapori- seur et faire des économies d'énergie, mais on constate que, de manière surpre- nsnte, à quantité égale d'eau, les hydrocarbures aromatiques sont plus purs que dans le cas d'inJection de vapeur d'eau ; en d'autres termes, à pureté égale des hydrocarbures aroma-tiques obtenus, on peut opérer à plus faible taux d'injection d'eau et/~ plus faible taux de recyclage d'hydrocarbures saturés dans la colonne, d'où une économie significative d'énergie et la possibilité de réduire les dimension~ de l'installation. ' ' ~ - 2 - ~ 37~3~ C'est seulement par une injection d'eau liquide avec emploi d'un solvant ne formant pas d'azéotrope avec l'eau, et à la condition d'éviter le ;~ mélanrJe de l'eau avec le solvant que l'on peut obtenir les avantages du pré~ sent procédé. En effet, en eas d'injection d'eau dans une colonne fonctionnant avec: un solvant formant un tel a~éotrope, par exemple le furfural, selon une technique connue(U5 2 742 411), on ne parvient à récupérer le solvant entra~né dans le distillat qu'au prix de traitements complémentaires de lavage, strip- - ping et distillation compliqués et co~teux en énerr~ie. De même si l'eau se mélange en quantité appréciable au solvant c'extraction dan~ la colonne, on 1U observe une décomposition notable des alkylamides par hydrolyse dans les psrties les plus chaudes de la colonne. L'invention roncerne un procédé pour la séparation de benzène et/ou toluène de mélznges les rontenant avec au moins un hydrocarbure saturé paraf- finique ou cyclanique par distillation extrsctive dans une zone de distillation,en présence d'un solvant d'extraction consistant essentiellement en N-alkylamide aliphatique, caractérisé en ce que dans le but de r~duire les pertes de solvant entraine dans le distillat, on introduit de l'Eau liquide dans la partie de la zone de distillation située entre le point-d'injection du solvant d'extraction et la t@te de la zone de distillation, en quantité et dans des conditions~telles que cette eau puisse se trouver entièrement vaporisée dans ladite partie de la zone de distillation sans diluer substan- tiellement le solvant, en ce que l'on condense les vapeurs déchargées en tête et en ce qu'on sépare le condensat en deux phases liquides, une première phase liquide contenant essentiellement les hydrocarbures saturés et une seconde phase liquide contenant essentiellement la vapeur d'eau condensée. Dans une forme de réalisation préférée on renvoie au moins une partie de la seconde. phase liquide directement vers la zone de distillation pour constituer au moins une partie de l'eau liquide introduite dans la zone de distillation. CoMme amide alcoylé, on utilise de préférence le N,N diméthylforma- mide et/ou le N,N-diméthylacétamide. L'eau est introduite SOU5 forme liquide en quantité et dans des conditions telles qu'elle se trouve entièrement vaporisée dans la colonne de distillation de manière à etre entrainée par les vapeurs d'hydrocarbures quittant la tête de colonne, sans descendre en quantité substantielle jusqu'au poin-t d'injection de solvant extractif. 37~)6 On a constaté que lo~squ'o~ fou~it a l'unité de distillation un apport supplémeptaire de caloxies~par exemple par l'intermédiaire du'rebouilleur et que l'on introduit l~eau sous forme liquide, celle-ci se trouve vaporisée par échange thermique sur quelques plateaux de la colonne au contact des vapeurs ascendantes. La quantité de chaleur supplémentaire a fournir dépend essentiellement de la quantité d'eau injectee qui - est appropriée à chaque mélange d'hydrocarbures a traiter et ;~ des spécifications a atteindre pour les produits. l0~ Selon une~forme de realisa~ion, on introduit le mé- lange d'hydrocarbures a séparer dans une zone de distillation, en un point intermediaire de celle-ci, on introduit le solvant d'extraction en un point de la zone de distillation situé au~dessus du point d'introduction du mélange d'hydrocarbures et on introduit l'eau, sous forme liquide, en un point de la zone de distillation situé au-dPssus du point d'introduction du solvant d~extraction, dans des conditions telles que cette eau ne puisse venir diluer le solvant, on condense le produit de tête de la zone de distillation, on sépare le co~densat obtenu en deux phases liquides, une premiere phase contenant les hydrocarbures non aromatiques et une seconde phas~ contenant lleau, on soutire séparement la premi~re phase et la seconde phase, on évacue le produit de fond de ladite zone de distilla- tion, contenant des hydroca~;bures aromatiques et le sol~ant d'extraction et l'on sépare, de manière connue, le solvant des hydrocarbures aromatiques pour obtenir, d'une part, le solvant d'extraction récupére et, d'autre partl les hydrocarbures aromatiques. On utilise a~antageusement 5 ~ 50%, de préférence 10 a 35~ en yoids d'eau par rapport aux hydrocarbures non aromatiques de la charge. Le rapport en volume solvent/charge hydrocarbonée est, par exemple, de 0,4 ~ 15, de preférence de . . 1 à 6. Bien ~ue cel~ pe soit pas indispe~sable pour l'in- ~ vention, on préfère disposer quelques plateaux, c'est-à-dire par - exemple de 1 à 5 plateaux, ou un remplissage, pa~ e~emple d'anneaux Raschig, a la partie supérieure de la colonne de ~ distillation, en~re les points d'injection d'eau liquide et : d'arrivée du solvant diextraction, afin de permettre l'échange thermique qui assure la vaporisation de l'eau. Les conditions de la distillation sont, pour le restep classiques; en particuIier on a avantaye pour accro~tre l'efficacité du fractionnement àrenvoyer dans la colonne, a titre de reflux, une partie de la prPmiere phase condensée, l'autre partie etant simplement soutiree. Le solvant d'extraction recuperé, après avoir éte séparé des aromatiques, est avantageusement recyclé dans la colonne. Pour séparer les hydrocarbures aromatiques du solvant ; d'extraction, on peut operer par distillation ou par reextrac- tion li~uide-liquide des aromatiques au moyen d'un tiers solvant tel qu'in hydrocarbure paraffinique liquide separable`ulterieure- ment par distillation desdits hydrocarbures aromatiques, ce qu~ est le cas, par exemple, du butane liquide, du pentane ou de coupes lourdes telles que le gas-oil ou le petrole lampant. Les hydrocarbures aromat.iques ainsi obtenus presen-tent un degre de pureté élevé. La Xigure 1 illustre une ~anière p~eEérée de xealiser l'invention. Le mélang0 d'hydrocarbures conte~ant le benz~e etlou le toluene a extraire est e~voyé~ de préference, a une tempé- rature voisine de son point de bulle, par la conduite 1, dansla colonne CI. Le solvant organique est introduit dans cette colonne par la canalisation 6, dont le niveau d'arrivée dans ~, . . . .. . - ~ 7~ ; ~. la colo~ne est plus éle~é que ~e~Ui d~ ~élan~e d'hydrocarbures initial, a un.e températu~e ~oisi~e de celle ~ui s'établit dans la colonne au me~e niveau pour des conditio~s de marche fixées. Le rapport en volume solvant/char~e d'hydrocarbures est avanta- geusement compris entre 0,4 et 15 et, de préférence, entre 1 et 6. Le solvant organi~ue, qui est le composé ie moins volatil, se dirige principalement sous forme liqulde, vers le fond de la colonne CI, en entrainant avec lui les aromatiques dont il modifie la volatilité par rapport aux impu~etés paraffiniques ou naphteniques qui les accompagnaient initlalement~ Le melange solvant-aromatiques est évacue de la colonne CI par la conduite 7 et dirigé vers la colonne.CII où, par distillation convention- nelle, on sort les aromatiques en tête, par la conduite 8, le condenseur 11 et la li.gne 13.et, en fond, le solvant regénére qui est recyclé a la colonne CI par la condllite 6. Une partie des aromatiques peut être ren.~oyée dans la colonne CII par la con- duite 12. Selon une vaxiante du procede e-t, dans le cas de la purification simultanee du benzane et du toluene, on dirige l'effluent du fond de la colonne CI comprenant le solvant orga- 2Q nlque et les aromatiques vers une colonne CII d'o~ l'on sort en tete le henzene puri.fié et en fond le solvant organique conte- nant le toluene. Ce dernier mélange est envoye dans une colonne CIII, non représentee, qui fournit en tete le toluene purifie et en ~ond le solvant organique ~ui est recycle ~ la colonne CI par la conduite 6. - Au-dessus de l'introduction du solvant o~:ganique, on lnjecte (lign~ 5) ~e l'eau liquide, a une temperature generalement comprise entre l'ambiante et la temperature d'ebullition de l'eau dans les conditions de pression de la colonne. On uti~ise 30 avantageusement 5 à 50~, de preference 10 ~ 35~ en poids d'eau pa.r rapport aux nydrocarbures non aromatiques de la char~e traitee. ~'eau constitue avec ies hydrocarbures presents, `:L " ~ ~ . . . t706 c'est-à-di~e principalement 3.es no~ aXomatiques, un systeme ~zéotropique p~us ~olatil par rapPort au Solvant o~ganique que les hydrocarbures seuls, qul distille en tête de colonne et est évacué par la canalisation 2. Cet effluent est condensé dans l'unité 10 et décanté en deux phases liquides dans le décanteur 9. Une partie de la phase supérieure, constituée par les hydrocarbures, est revoyée par la conduite 3 dans la colonne CI en tant que refluxv tandis que l'autre partie est évacuée de llunité par la conduite 4. La phase in~érieure, essentiellement constituée par l'eau, peut soit être soutirée de l!unité, soit de préférence être recyclée dans la colonne CI par la conduite 5, dans les conditions précédemment définies. L'invention propose un mode de réglage de l'injection d'eau, capable de fonctionner de manière automatique. Ce mode de réglage consiste fondamentalement a régler le debit d'eau en fonction de la température régnant en un point situé au- dessous du point d'injection d'eau et au-dessus du point d'in- jection de solvant. La température est mesurée, par exemple, sur le ~0 quatrieme plateau (ou sur un plateau encore plus élevé) situé au-dessus du plateau recevant le solvant (ou du plateau le plus élevé recevant du solvant, lorsque celui-ci est introduit en plusieurs points); dans ces conditions dans un but de sécurite, il reste au moins trois plateaux entre l'injection de solvant et le poi.nt de mesure de la températureO -- Quand la température s'abaisse au point de mesure, on réduit ou stoppe le débit d'eau; quand elle s'él~ve on augmente de débit. Il a été constaté que ce règlage est rela- tivement facile car les variations de température peuvent etre importantes; elles peuvent atteindre ou depasser 10C, selon la nature des hydrocarbures. Ces variations de température semblent liées à la présence ou l'absence de mélan~e azéotropique v eau - hydrocarbure au ni~eau'du poi~.t de~mesure. E~ effet, quand l'eau de~cend jusqu'au'point de mesure, elle forme avec les hydrocarbures un syst~me hétéroaz.eotropique dont le point d'ebullition est sensiblement plus bas que celul du ou des hydrocarbures seuls présents a ce niveau. La reduction de l'injection d'eau fait remonter dans la colonne le poink de . foxmation du mélange hetéroazeotropique et la temperature s'e- lève au point de mesure. On peut ainsi c~oisir à volonte le niveau de formation du.melange azeotropique. Selon un perfectionnement a ce procéde, on. mesure la temperature en deux points distincts.situes a des niveaux differents, dans la zone déinie ci.-dessus, c'est-à~dire entre les points respectifs d'injection d'eau et de solvant: une baisse de temperature au point inferieur de mesure commande la reduction ou la fermeture de l'arrivee d'eau; la réouverture de l~eau ou l'accroissement de son debit sont commandes par une elevation de temperature au point supérieur de mesure. L'es- pacement entre les deux points de mesure peut varier assez largement; il est au minimum d'un plateau, mais on prefère un espacement de 2 à 10 plateaux. ' Le procede est de préérence mis en oeuvre comme suit: on introduit le mélanye d'hydrocarbures a separer, contenant au . moins un hydrocarbure aromatique et au moins un hydrocarbure saturé, dans une zone de'distillation, en un point intermé- diaire de celle-ci, on introduit le solvant d'extraction en un . point de la zone de distillation situe au-dessus du point d'introduction du melange d'hydrocarbures, on introduit de l'eau en un point de la zone de distillation situe au-dessus du point d'introduction du solvant d'extraction, on condense le produit de tête de la zone de distillation ou distill~t, on separe le condensat obtenu en deux phases iiquides, une premi~re phase formee essentiellement par l'hydrocarbure sature et une seconde -- 8 -- phase formee essentiellament par ~'eau. On e~acue le produit de fond de ladite zone de dis~illation, contenant ~hydrocarbure aromatique et le solvant d'extraction et on separe de maniere connue, le solyant de i'hydrocarbure aromatique pour obtenir, d'une part, le solvant d'extraction récupere et, dlautre part, llhydrocarbure aromatique. Il est entendu que cette de~inition couvre le traite- ment de plusieurs hydrocarbures principalement satures et/ou aromatiques en melange; ledit melange pouvant contenir de faibles quantités de mono-oléfines (de préférence moins de 5% en volume). - Selon une forme de realisation preferee, on accroit l'efficacite du fractionnement en renvoyant dans la colonne de distillation, a titre de reflux, une partie de la première phase condensee. Le point d'introduction de ce reflux est de pre- ference situe au-dessus du point d'introduction de l'eau. Il est egalement avantageux de renvoyer la phase aqueuse condensee dans la colonne soit telle quelle, soit après rechauffage soit même après vaporisation, de manière à fournir l'eau necessaire. Enfin, le solvant d'extraction recuperé est avantageusement recycle dans la colonne. Pour séparer les hydrocarbures aromatiques du solvant d'extraction, on peut operer par distillation ou par réextrac~ tion liquide-liquide des aromatiques au moyen d'un tiers solvant tel qu'un hydrocarbure paraffinique liquide séparable ulterieure- ~`~ ment par distillation desdits hydrocarbures aromatiques, ce qui est le cas~ par exemple, du butane liquide, du pentane ou de coupes lourdes telles que le gas-oil ou le pétrole lampant. I1 est essentie~, selo~ vention d'injecter l'eau dans la colonne de distillation, comme indiqué plus haut. En effet, si l'on se contentait d'injecter i'eau sur le trajet des vapeurs issues de la colonne de distillation extractive, a . ~ . l'entree du condenseur, on n'e~iterait pas llentrainement de vapeurs de solvant dlextractio~: apras passage dans le con~ denseNr, on ohtiendrait deu~ phases, l'une aqueuse, l'autre hydrocarbonee ~ui contiendraient des quantités importantes de ce solvant. La ~igure 2 illustre une manière pxeferee de realiser l'invention. Le melange d'hydrocarbures contenant le ~enzene et/ou le toluene ~ extraire est envoye r de preference, à une tempe- rature voisine de son point de bulle, par la conduite 21, dans - la colonne CI. ~e solvant organique est introduit dans cette colonne par la canalisation 26, dont le niveau d'arrivée dans la colonne est obligatoirement plus elevé que celui du melange d'hydrocarbures initial, a une temperature voisine de celle qui s'etablit dans la colonne au meme niveau. Le rapport en volume solvant/charge d'hydrocarbures est avantageusement compris entre 0,4 et 15, et de preference, entre 1 et 6. Le solvant organique, qui est le composé le moins volatil, se dirige principalement sous orme liquide, vers le fond de la colonne CI, en entra~nant avec lui les aromatiques. Le mélange solvant-aromatiques est ëvacué de la colonne CI par la conduite 27 et dirige vers la colonne CII o~, par distillation conventionnelle, on sort les aromatiques en - tête, par la conduite 28, le condenseur 31 et la ligne 33 et, en fond le solvant regenere qui est recycle a la colonne CI par la conduite 26. Une partie des aromatiques est renvoyee dans la colonne CII par la conduite 32. Selon une variante du procédé, et dans le cas de la purificatio~ simultanee du benzène et du toluène, on dirige'leeffluent du fond de la colonne CI '30 comprenant le solva~t organique et les aromatiques vers une colonne CII d'où l'on sort en tête le ~enzène purifie et en fond le solvant oxganique contenant le tolueneO Ce dernie~ - 10 melange est envoyé dans Une colo~e CIII, ~on représentée, ~ui ~ournit en tête le to~ue~.e puxifié et en ~ond ~e solvant orga- nique qui est recyclé a.la colonne CI par la conduite 26. Par la ligne 25, on injecte de l'eau qui passe facultativement dans l'échangeur 29 si on désire la réchaufer ou meme la vaporiser. On utilise avantageusement 5 a 50%, de préférence, 10 à 35~ en poids d'eau par rappor-t aux hyd~ocar- bures non aromatiques de la charge traitéeO La quantité d'eau dépend de la plus ou moins grande ou~erture de ~.a vanne 34 commandée soit par le seul enregistreur de température 36 soit a la fois par les enregistreurs de température 35 et 36. L'eau constitue avec les hydrocarbures présents, c'est-à-dire principalement les non aromatiques, un système azéotropique plus volatil par rapport au solvant organique que les hvdrocarbures seuls, qui distille en tête de colonne et est évacué par la canalisation 22. Cet effluent est condensé dans l'unité 30 et decante en deux phases liquides dans le décanteur D~ Une partie de la phase supérieure, constituée par les hydrocarbures, est revoyée par la conduite 23 dans la colonne CI en tant que reflux, tandis que l'autre partie est évacuée de llunité par la conduite 24. La phase inférieure, essentielle- ment constituée par l'eau, peut soit être soutirée de l'unité, soit être recyclée dans ia colonne CI par la conduite 25, dans les conditions précédemmènt definies. Le fonctionnement est comme décrit plus haut. Quand . l'enregistreur 36 est seul présent, une baisse de température commande une fermeture relative ou totale de la vanne 34; une hausse de température commande au contraire la réouverture de la vanne. Quand les deux enregistreurs sont prése~ts, l'enre- :30 gistreur 36 (en cas de baisse de température) commande la fer- meture relative ou totale de la vanne 34 et l'enregistreur 35 (en cas de hausse de température) commande l'ou~erture de la -- 11 -- ~ . vanne.34. Des modifi.cati.ons peuYe~t etre.~pportees.au dispositif sans sortir du cadre de l'invention. On peut en particulier prevoir des asservissements secondaires, par exemple le debit d'eau peut dependre a titre.secondaire de la composition et/ou du debit de la charge d'hydrocarbure, ou encore on peut asser~ir le chauffage en fond de colonne a la temperature prise en un point quelconque de la colonne. Tous ces controles sont bien connus et ne seront pas décrits ici. En procedant selon l'invention, il est apparu que la quasi totalitee du solvant organique se retrouve en fond de colonne avec les aromatiques et que les hydrocarbures non. aromatiques evacues en te~te de colonne sont pratiquement exempts de solvant organique, ce qui n'est pas le cas lorsqu'on realise une distillation extractive conventionnelle en utilisant le même solvant organique sans injection dleau. Il.est apparu egalement que seul le solvant organique se retrouve en fond de colonne avec les hydrocarbures aromati- ques purifies, sans contenir l'eau injectee~ qui sort essentiel- lement en tete de colonne~ Ces caractéristiques essentielles con~èrent au procedeselon l'invention plusieurs a~antages par rapport a ~a distilla- tion extractive conventionnelle au moyen de solvants ayant une temperature d'ébullition relativement proche de celle des hydrocarbures qu'ils permettent de separer. Un premier avan.tage, déj~ signalé, est ~u'il permet d'éviter toute perte de solvant d'extractio~ en tete de colonne de distillation. Un second avantage est que le débit optimal d'eau à :30 injecter pour éviter ies pertes en solvan.t est delivre automa- tiquement par l'intermediaire du reyulateur pour des conditions de marche (composition de la charge, taux de solyan.t, rendement - 12 - ~8~ en aromatique) déi~ies. Un autre avantdge est que le debit optimal d'eau est ajustable au ~oyen du réguIateur lorsque les co~ditions de marche ~arient~ Un autre avantage résulte du fait que le solv~nt d'extraction ne se partage pas entre la tête et le fond de la colonne de séparation: tout le solvant est utilisé a la purifi~ cation des aromatiques et par conséquent, à pureté d'aromatiques égale, la quantité de solvant à introduire dans la colonne est ~lQ moins élevée. Un autre avantage`est que l'eau et le sol~ant dlextraction ne sont jamais en contact direct l'un a~ec l'autre en phase liquide, dans les parties les plus chaudes de l'appa- reillage. On evite ainsi les reactions chimiques possibles entre ces deux solvants. Il est connu, par exemple, que les amides dialcoyles peuvent s'hydrolyser légèrement en presence d'eau, en phase liquide,à une temperature superieure à 120C. Cette reaction est evitee ici. Les exemples 1 et 2 permetten-t de faire une compa- raison chifree entre deux mises en oeuvxe du procede ne variant que par l'etat physique (vapeur: exemple 1, ou liquide: exemple 2) de l'eau injectée. On remarquera que, dans ces deux cas, l'eau ne descend pas jusqu`'au point d'introduction du solvant et que ce dernier a une teneur en eau toujours inferieure 0,1% (en poids). -- La quantite d'eau liquide a injecter et son point d'injection, de meme que la quantite de reflux orga~ique sont, pour une charge donnee, fonction des specifications a obtenir pour les produits. L'exemple 3 presente un cas de marche ou le degre de puri~ication des hy~rocarbures non aromatiques en dimethyl- formamide et du benæè~e en non aromatiques est ~oi~s pousse. - 13 - .; Dans ce cas, on introduit l'eau liquide au même point que le reflux organique, dont le débit ne.represente qu'environ 4% de celui utlLise dans les marches faisant l~objet des exemples 1 et 2; consequement, le debit d'eau liquide a ete reduit et ne represente plus qu'environ le tiers de celui util.ise dans les cas précédents. L'exemple 4 montre que si l'on conserve tous les paramètres de marche de l'exemple 3, mais en injectant l'eau sous forme de vapeur comme dans lgexemple 1, on obtient un degré de purification moindre tant en ce qui concerne le diméthylformamide dans le distillat non aromatique, qu'en ce qui concerne le benzène produit. L'exemple 5 illustre la mise en oeuvre du dispositif de régulation automatique de l'injection d'eau. EXEMPLE 1 (exemple comparatif) Dans une colonne de distillation du type Oldersha~ de : 2,5 cm de diametre intérieur, munie de 65 plateaux perfores a deversoir, on injecte respectivement sur les 25e, 50e, et 60e plateaux a partir du fond de la colonne: - Une coupe benzénique dont la compositio~ es~ donnee dans le tableau I, à raison de 204 glh et portee à une tempé- xature de 70C. - Du dimethylformamide a raison de 646 g/h et porte à une temperature de 60C. - De l'eau vaposiree à raison de 15,5 g/h et portee à une temperature de 120C. ~a colonne est ~ain-te~ue en marche stabi.lisee, en regulant la chaufe du bouilleur~ La totalite de l'eau s'echappe en tête, sans venir diluer le dimethylforma~ide~ Le distillat recueilli en tete à une temperature de 59C est condense et decante en deu~ phases: une phase infe- rieure aqueuse qui est recyclee dans la colon~.er ~pr~s ~apori- 14 - 3rl~ sation, au ni~eau précédemment déini et une phase supérieure organique dont la composition est indiquée dans le tableau I, constituée essentiellement par les impuretés ~on aromatiques de la coupe benzénique, dont une par~ie, soit 72,5 cm3/h est soutiree et evacuée du syst~me et dont l'autre partie, soit 174 cm3/h est renvoyée en tête de colonne en tant que reflux. En fond de colonne, o~ la température s'établit 120C, on soutire un melange constitué essentiellement de diméthylformamide et de benzene, que l'on renvoie ~ raison de 799 g/h au milieu d'une seconde colonne, de type Oldershaw, de 2,5 cm de diametre intérieur et munie de 40 plateaux perforés a deversoir. Au sommet de cette colonne on soutire le benzene purifié (tableau I, colonne 5), dont les 2/3 sont renvoyés en reflux; en fond de cette même colonne on prélève le diméthyl- ; formamide débarrassé de benzène qui est recyclé, ~ ~aison de 646 g/h, dans la premiere colonne apr~s avoir été ramené a une température de 60C. TABLEAU I (~ en poids~ Benzene roduit Constituant Solvant Charge Distillat EX 1 EX 2 Hexane _ 8,4133,5<0,0010 ~0,001 Cyclohexane _ ]2,9 51,60,0064 0,002 Heptane _ 3,4513,70,0127 0,005 Méthylcyclohexane _ 0,13 0,45 0,00g8 0,007 _ ~ Benzene <0,1 75,1 0,66 >99,9 >99,9 Eau <0,1 <0,05~0,05 <0,05 <0,05 Dimethylformamide >99/8 _ 0,0015 <0,001 <0,001 .. . . . , _ E~PLE 2 30On met en oeuvxe la distillation dans des conditions identiques à celles décrites dans l'exemple 1, avec les memes taux de recycla~e, la même charge, le meme solvant, mais l'eau - 15 - ~' ' . t~ n'est plus vaposirée ho~s de la colonpe; elle y est introduite liquide, ~ une températu~e fixée à 60C. I,a totalité de cette eau est vaporisée sans venir diluer le solvant. Aucune diEférence notable n'apparait dans les tem- peratures qui s'établissent dans chacune des deux colonnes, par rapport a celles mentionnées dans l'exemple 1. La~composition du'distillat non aromatique est, a la précision de l'analyse près, également semblable ~ celle obtenue précédemment et cons,ignée dans le tableau I, colonne 4 Le benzène produit (tableau I, colonne 6~ est par contre sensiblement plus pur que celui obtenu dans les condi tions de l'exemple 1. EXEMPLE 3 On met en oeuvre la distillation dans des conditions identiques à celles décrites dans l'exemple 1, mais: 1) en injectant de l'eau liquide au 65e plateau (au lieu de vapeur!, à une température de 25C et à un débit de 4,9 g/h, 2) en in~ectant un reflux de phase organique non aromatique égal à un dixième, soit 7~25 cm3/h de la quantité de distil- lat soutire. Les températures qui s'établissent aux extrémités des deux colonnes sont pratiquement identiques a celles mention- nées dans les exemples précédents. Le distillat noh aromatique soutiré en tête de la colonne extractive et le be`~zene soutiré en tête de la colonne de régénération de solvant ont les compositions indiquées dans le tableau II, respectivement colonnes 4 et 5. 7~; TAB~E~U II (% e~ poid$) ! ____ Conskituant Sol~ant Charge Distillat Benz~ne Benzene . . . . exemple exe3mple exemple ¦ Hexane ' ~ a, 41 33,5 ~0,0010 <0,0010 Cyclohexane ~ 12,9 51,5 0,0426 0,0482 . Heptane _ 3~45 13,6 0,0563 0,0625 : Méthylcyclohexane ~ 0,13 0,44 0,0213 0,0231 Benæene <0,1 75,1 0~89 ~99,8 ~99,3 Eau ~0Sl ~0,05 <0,05 ~0,05 ~0,05 Diméthylformamide ~9~,8 _ 0,009 <0,0010 <0,0010 , _ . . _ ~ . L'eau est entièrement vaporisée sans ye~ir au contact du solvant. EXEMPLE 4 (exemple comparatif) On met en oeuvxe la distillation da~s des conditions .'. de d-bit identiques a celles décrites dans llexemple:3, ma.is en injectant lleau comme dans l'exemple 1, c'est-a-dire sur le 60e plateaul vaporisée et portée ~ une température de 120C. L'eau sort en totalité en tête. Le distillat non aromatique obtenu est, a la précision des mesures pres, identique en quantité et composition au dis- tillat de l'exemple 3 ~tableau II, colonne 5), sauf en ce qui concerne la teneur en diméthylformamide, qui se monte a 0~026% en poids, c'est-a~dire envi~.on 3 fois plus ~ue dans le cas de l'injection d'eau liquide~ Le benzène sortant en tête de colonne de rege~eratio~ de solvant (tableau II, colonne 6?, est sensiblement moins pur que celui obtenu dans le cas de l'exe~ple 3 correspondant ':30 une injection d'eau llquide~ EXEMPLE 5 Dans une col.onne d~ distillation de type Oldersha~ de - ~7 .. . - Y ;~ 7~6 70 plateaux de.type perforés, de.5.cm de diam~txe~u~ie d'un ~ouilleur et d'une tête, on.i.njecte respectiveme~t.~ur les 30e, 50e, et 70e plateaux ~.partir du.ond: l - Une coupe benzénique dont la composition est donnée dans la 2e colonne du.tableau, a raison de 310 g~h et portée a une temperature de 55C. - 2 - Du diméthyl~ormamide a raison de llO5 g!h et porté a une temperature de 55C. : 3 - De l'eau préchauffée a 70C, a~ec un débit qui est fonction des températures mesurées sur ~es 55e et.60e plateaux. Si la température du 60e plateau est supérieure a 80C, le débit d~eau maximal est de 27 g/h. Si la température du 55e plateau est inférieure à 87C, ce débit est ramené a 20 g/h. Le distillat recueilli en. tête de colon.ne a une te~pérature de 68C es~ condense et décanté en deux phases: une phase inférieure constituée essentiellement par l'eau qui est recyclee clans la colonne au niveau precedemment defini et une phase supérieure, dont la composition est indiquée dans la 3e colonne du tableau, constituee essentiellement par les impuretes non aromatiques de la coupe benzénique dont une partie, .soit 115 g/h est soutiree et évacuée du systeme et dont l'autre pa~ti.e est renvoyée en tête de colonne en tant que reflux, a raison de 185 g/h. En fond de colonne o~ la temperature s'etablit a 129C, on soutire un melange constitue essentiellement de ben- zène et de diméthylformamldet que l'on envoie dans une seconde colonne de 40 plateaux fonctionnant en distillatio~ classique avec un taux de reflux de 1,5. ~u sommet de cette $econde colonne o~ souti~e le benzene purifie don~ on presente les resultats d'analyse dans la 4e colonne du tableau tandis qu'au fond on préleve le ~ 18 - 7~6i diméthylfoxmamide qui est xec~clé, ~ ~aison de 1105 ~/h dans la premiere colonne. _ _ Constituants benzenlque Diztillat Bfein Hexane..................... 11,2 32,6 ~0,001 Heptane.................... 5,0 14,6 ~0,001 Cyclohexane...... ~. 15,7 45,8 <0,001 Méthylcyclohexane.......... a, 4 1,1 0,010 Benzène.......... .~ 67,7 5,9 >gg,98 D1méthylfor~amide.......... _ <0,002 ~0,002 . , 1 g ,

Claims (18)

  1. Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de provilége est revendiqué, sont définies comme il suit: 1. Procédé pour la séparation de benzène et/ou toluène de mélanges les contenant avec au moins un hydrocarbure saturé paraffinique ou cyclanique par distillation extractive dans une zone de distillation, en présence d'un solvant d'extraction consistant essentiellement en N-alkylamide aliphatique, caractérisé en ce que, dans le but de réduire les pertes de solvant entrainé dans le distillat, on introduit de l'eau liquide dans la partie de la zone de distillation située entre le point d'injection du solvant d'extraction et la tête de la zone de distillation, en quantité et dans des conditions telles que cette eau puisse se trouver entièrement vaporisée dans ladite partie de la zone de distillation sans diluer substantiellement le solvant, en ce que l'on condense les vapeurs déchargées en tête et en ce qu'on sépare le condensat en deux phases liquides, une première phase liquide contenant essentiellement les hydrocarbures saturés et une seconde phase liquide contenant essentielles la vapeur d'eau condensée.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le solvant est le diméthylformamide.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le solvant est le diméthylacétamide.
  4. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la quantité de chaleur nécessaire à la vaporisation de l'eau liquide injectée est fournie par un apport supplémentaire de chaleur au rebouilleur.
  5. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise l'eau en quantité au moins égale à 5 % en poids et au plus égale à 50 % en poids de la quantité d'hydrocar- bures non aromatiques contenus dans la charge à traiter.
  6. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise l'eau en quantité au moins égale à 10 % en poids et au plus égale à 35 % en poids de la quantité d'hydro- carbures non aromatiques contenus dans la charge à traiter.
  7. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on renvoie au moins une partie de la seconde phase liquide vers la zone de distillation pour constituer au moins une partie de l'eau liquide introduite dans ladite zone.
  8. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les hydrocarbures en mélange avec au moins un hydrocarbure aromatique sont des hydrocarbures saturés ayant de 5 à 8 atomes de carbone.
  9. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport en volume des quantités de solvant d'extraction et de charge hydrocarbonée est compris entre 0,4 et 15.
  10. 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport en volume des quantités de solvant d'extraction et de charge hydrocarbonée est compris entre 1 et 6.
  11. 11. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on sépare les hydrocarbures aromatiques du solvant d'extraction par distillation. 21
  12. 12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on contrôle l'admission d'eau en réponse aux indications d'un dispositif de mesure de température situé entre le niveau d'introduction du solvant et le niveau d'introduction de l'eau.
  13. 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel le débit d'eau est réduit ou annulé lorsque la température descend et accru lorsque la température monte.
  14. 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel on met en oeuvre deux dispositifs de mesure de la température à deux niveaux différents situés entre les niveaux respectifs d'intro- duction du solvant et de l'eau et l'on contrôle l'admission d'eau en réponse aux indications desdits dispositifs de mesure de la température.
  15. 15. Procédé selon la rèvendication 14, dans lequel le débit d'eau est réduit ou annulé lorsque la température descend au niveau du dispositif inférieur de mesure de la température et ce débit est déclenché ou accru lorsque la température monte au niveau du dispositif supérieur de mesure de la température.
  16. 16. Procédé selon la revendication 12, dans lequel on opère dans une colonne de distillation à plateaux, comportant un certain nombre de plateaux entre les points respectifs d'ad- mission de l'eau et du solvant et l'on place le dispositif de mesure de la température à un niveau au moins égal au niveau du quatrième plateau sis au-dessus du point d'admission du solvant.
  17. 17. Procédé selon la revendication 12 ou 16, dans lequel on opère dans une colonne à plateaux et l'on dispose de 5 à 30 plateaux entre le point d'injection de l'eau et le point 22 d'injection du solvant.
  18. 18. Procédé selon la revendication 12 ou 14, dans lequel l'eau est introduite sous forme de vapeur. 23
CA000298511A 1977-03-08 1978-03-08 Procede de purification de benzene et de toluene par distillation azetropique extractive Expired CA1118706A (fr)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR77/07.242 1977-03-08
FR7707242A FR2383148A2 (fr) 1977-03-08 1977-03-08 Procede de purification de benzene et de toluene par distillation azeotropique-extractive
FR77/20.242 1977-06-28
FR7720242A FR2395974A1 (fr) 1977-06-28 1977-06-28 Procede de separation d'hydrocarbures aromatiques par distillation extractive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CA1118706A true CA1118706A (fr) 1982-02-23

Family

ID=26219898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CA000298511A Expired CA1118706A (fr) 1977-03-08 1978-03-08 Procede de purification de benzene et de toluene par distillation azetropique extractive

Country Status (7)

Country Link
JP (1) JPS53112820A (fr)
CA (1) CA1118706A (fr)
DD (1) DD133937A1 (fr)
DE (1) DE2809985A1 (fr)
GB (1) GB1556003A (fr)
IT (1) IT1094190B (fr)
NL (1) NL7802444A (fr)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2289475B (en) * 1994-05-20 1998-05-27 Exxon Research Engineering Co Separation of aromatics from mixtures of hydrocarbons
DE10238370A1 (de) * 2002-08-22 2004-03-04 Oxeno Olefinchemie Gmbh Verfahren zur Herstellung von Isobuten aus technischen Methyl-tert.-butylether
RU2291849C1 (ru) * 2005-11-03 2007-01-20 Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" Способ выделения бензола

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2022809A (en) * 1931-08-18 1935-12-03 Method fob fractionation control
US2684326A (en) * 1949-05-11 1954-07-20 Universal Oil Prod Co Fractionation control
US2742411A (en) * 1951-09-13 1956-04-17 Exxon Research Engineering Co Recovery of furfural in extractive distillation purification of cyclic hydrocarbons
FR2176488B1 (fr) * 1972-03-20 1975-03-21 Inst Francais Du Petrole

Also Published As

Publication number Publication date
JPS627174B2 (fr) 1987-02-16
IT7820931A0 (it) 1978-03-07
GB1556003A (en) 1979-11-14
IT1094190B (it) 1985-07-26
NL7802444A (nl) 1978-09-12
JPS53112820A (en) 1978-10-02
DD133937A1 (de) 1979-01-31
DE2809985A1 (de) 1978-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2135127C (fr) Procede de separation des composes oxygenes d&#39;hydrocarbures, combinant une distillation et une permeation et son utilisation en etherification
CA1142475A (fr) Procede d&#39;isolement du methyltertiobutylether a partir des produits de la reaction du methanol avec une coupe d&#39;hydrocarbures c.sub.4 renfermant de l&#39;isobutene
EP0783031A1 (fr) Procédé de déshydratation, de désacidification et de dégazolinage d&#39;un gaz naturel, utilisant un mélange de solvants
FR2849447A1 (fr) Procede de separation des aromatiques par distillation extractive et utilisation d&#39;un solvant composite
US3114783A (en) Separation of aromatics from hydrocarbon streams
KR100835323B1 (ko) 프로필렌 산화물 분리방법
EP0529722B1 (fr) Procédé pour l&#39;obtention de solutions aqueuses épurées de peroxyde d&#39;hydrogène
FR2735989A1 (fr) Procede et installation de purification d&#39;un flux gazeux contenant de l&#39;acroleine
CA2378677C (fr) Procede ameliore de deshydratation et de degazolinage d&#39;un gaz naturel humide
FR2674245A1 (fr) Procede de separation de butenes et de butanes par distillation extractive.
FR2474024A1 (fr) Procede de production de butene-1 a partir d&#39;une coupe c4 d&#39;hydrocarbures
EP0946486B1 (fr) Purification de l&#39;acide acrylique obtenu par oxydation catalytique du propylene
FR2829758A1 (fr) Procede de coproduction de paraxylene de metaxylene et/ou d&#39;orthoxylene
FR2753701A1 (fr) Procede pour reduire la teneur en benzene d&#39;une coupe d&#39;hydrocarbures
EP3643394A1 (fr) Procede de deshydratation d&#39;un gaz hydrocarbone
EP0576346B1 (fr) Procédé de déshydratation du solvant provenant d&#39;une opération de déparaffinage d&#39;hydrocarbures
EP3012311B1 (fr) Procede d&#39;isomerisation de coupes hydrocarbones c5/c6 avec recyclage des composes chlores
FR2683523A1 (fr) Procede de separation d&#39;ethyl tertiobutyl ether et d&#39;ethanol.
CA2366031A1 (fr) Procede de recuperation du methanol contenu dans une charge d&#39;hydrocarbures liquides
US2096871A (en) Recovery of phenol from a constant boiling mixture of phenol and water
US4168209A (en) Process for purifying benzene and toluene by extractive azeotropic distillation
FR2613358A1 (fr) Procede de deshydratation d&#39;un melange de methanol et d&#39;alcools superieurs
FR2698017A1 (fr) Procédé de régénération d&#39;un dessicant liquide.
FR2549043A1 (fr) Procede de fractionnement d&#39;une solution aqueuse de butanol et d&#39;acetone
FR2569687A1 (fr) Procede de raffinage de tertio-butylstyrene

Legal Events

Date Code Title Description
MKEX Expiry