JPS63301293A - 混合供給原料からの炭化水素の分離方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は混合供給原料から炭化水素を回収するスチーム
蒸留方法に関する。

従来の技術 ベンゼン−トルエン−〇、芳ｆＦ族留分（ＢＴＸ、！：
して知られておシ及び本明細書中そう呼ぶ）Ｆｉ。

現在、石油化学製品の製造における首位の原料として及
びガンリン中のオクタンレーティングを上昇させる際の
望ましい成分として十分に確立されている。ＢＴＸを分
離する多くのプロセスが提案されてきており、例えば本
明細書中に援用するプロセスが米国特許４７１４．０３
３号に提案されている。

広範囲の炭化水素供給原料、例えは改質ガソリン、コー
クス炉軽質油、分解ガンリン中高い割合、例えば３０重
量％よシ多い割合で入手することができるＢＴＸが工業
的に必要である。これらの供給原料は脂肪族及び脂環式
の両方の炭化水素も含有する。これらの供給原料を構成
する個々の炭化水素化合物はよく知られているので、広
範囲に検討しないが、本発明において用いる供給原料の
主成分は沸点２５°〜１７５℃の範囲の炭化水素であり
、直鎖及び枝分れ鎖のパラフィン及びす７テン、例えば
ｎ−へブタン、インオクタン、メチルシクロヘキサン、
芳香族、例えばＢＴＸを含むことを指摘することができ
る。

Ｂ　Ｔ　Ｘ留分Ｈベンゼン、トルエン、オルトキシレン
、メタキシレン、パラキシレン、エチルベンゼンを含む
Ｃ８芳香族　及び少しでも存在するとすれば、他の成分
に比し最も小さい割合で現われるＣ９芳香族を含むこと
ができる。

ＢＴＸ’を回収する溶媒抽出／スチーム蒸留（ストリッ
ピング）プロセスに用いられる溶媒は少なくとも約２０
０℃の沸点及び少なくとも約２２５℃の分解温度を有す
る水混和性有機液体（プロセス温度ｒおいて）である。

「水混和性」なる用語は、広範囲の温度にわたって完全
に混和性のそれらの溶媒及び室温において高い部分混和
性を有するそれらの溶媒を含む。というのは後者は通常
プロセス温度において完全に混和性であるからである。

溶媒はまた極性でもおり、炭素及び酸素で構成されるの
が普通であるが、いくつかの例外がある。本発明のプロ
セスにおいて用いることができる溶媒の例はジエチレン
グリコール、トリプロピレングリコール、ジエチレング
リコール、トリブチレングリコール、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、エチレングリコールモノメ
チルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル
、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレ
ングリコールモノエチルエーテル、スルホラン、Ｎ−メ
チルピロリドン、トリエチレングリコール、テトラエチ
レングリコール、エチレングリコールジエチルエーテル
、フロピレンゲリコールモノエチルエーテル、ペンタエ
チレンｆリー２−ル、ヘキサメチレングリコール及びこ
れらの混合物である。好ましい溶媒群はポリアルキレン
グリコールであシ、好ましい溶媒はテトラエチレングリ
コールである。

単独で或は共に、或は前述の溶媒と共に用いることので
きる追加の溶媒は、アミド、例えばホルムアミド、アセ
トアミド、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミ
ド、ジメデルアセトアミド、アミン、例えばジエチレン
トリアミン、トリエチレンテトラアミン；アルカノール
アミン、例えばモノエタノールアミン、ジェタノールア
ミン、トリエタノールアミン；ニトリル、例えばベータ
、ベータ′−オキシジプロビオニトリル、ベータ、ベー
タ′−チオジプロビオニトリル；フェノール、クレゾー
ル：メチルスルホラン；スルホキシド、例えＩｄジメチ
ルスルホキシド、ジエチルスルホキシド；ラクトン、例
えばガンマ−プロピオラクトン、ガンマ−ブチロラクト
ンである。

抽出及び蒸留の両方のプロセスに用いる装置は慣用のも
のであり、例えばモーターで振動方式で駆動する垂直シ
ャフトに複数の多孔板を中央に装着させて収容する多段
往復動タイプの抽出塔、並びに沈降域、アップカマ−を
有するシーブトレー或は中空管を有するポンプを収容す
る塔上便用することができ、他方、蒸留は充填、バブル
プレート或はシープトレー精留塔で行なうことができる
。

抽出及び蒸留の両方の塔において向流流れを用いる０ また、熱交換器、デカンタ−１受槽、溶媒再生装置、凝
縮器、圧縮機、ポンプ並びに主抽出装置の他に種々の抽
出装Ｒを用いて糸を完全なものにすることができる。他
の抽出装置ｗｈ単一段ミキサ−セットジーが好ましいが
、よく知られたタイプのいずれにすることができる。再
び、この装置は全て通常抽出／蒸留プロセスに用いられ
る慣用のオフーザーシエルフ装置でアろう 溶媒は、水を溶媒の重量を基準にして約１〜約１０重量
−の景で含有し、好ましくは水を約２〜約６重量％の檜
で含有する水溶液として用いる。

抽出を行なうための抽出装置における溶媒（水を除く）
対供給原料の比は溶媒約４〜約８重量部対供給原料１重
量部の範囲であるのが普通である。

この広い範囲は、非好適溶媒を用いる場合に広げること
ができる。選定溶媒及びその他同様の溶媒について、溶
媒約３〜約１２重景部対供給原料１ｉｔ部の広い範囲及
び供給原料１部当り溶媒約５〜約７部の好ましい範囲を
用いて好結果金得ることができる。しかし、最終分析に
おける比は、専門家が特定の供給原料について経験に基
づいて選択し、及び一部において高い回収率或は高純度
が強調されているかどうかによる。

プロセスの１髪な部分である抽出域への還流は、還流の
全重量に基づいて、通常、５〜７の炭素原子を有する脂
肪族約２０〜約５０重景チ及び芳香族約５０〜約８０重
蕾チで構成される。抽出域における還流対供給原料の比
は、通常、還流約ｑ、５〜約１．５重量部対供給原料１
重量部、好ましくは還流約（１５〜約１，０重量部対供
給原料１重量部の範囲に保つが、再び頂度溶媒対供給原
料の比のように専門家が選ぶ。還流脂肪族はラフィネー
トによシ塔頂に導かれるよシはむしろエキストラクトの
中に通り、及び還流デカンタ−から抽出装置に循環させ
る。

抽出域における温度は約１００°〜約２００℃の範囲に
保ち、特に選択溶媒について好ましくは約１２５°〜１
５０℃の範囲である。

抽出域における圧力は約７５〜約２００　ｐｍｉｇ（５
３〜１４１ｇ７ｃｍ”　Ｇ　）の範囲に保つ。しかし、
当分野においてよく知られている通シに、選択した１つ
の圧力を抽出域全体にわたって維持せず、むしろ、上述
した範囲内の高い圧力が域の底部に存在し、再び上述し
た範囲内の低い圧力が域の頂部に存在し、中間圧が域の
中間に存在する。域内の圧力は装置のデザイン及び温度
に依存し、これらの両方を調節して圧力を上述した範囲
内に保つ。

蒸留域（使用する装置により、蒸留塔或はストリッパー
と呼ぶかもしれない）の頂部の温度は域内に存在する芳
香族の混合物の沸点にあり、他方、ス）　ＩＪツバ−の
底部の温度は通常約１３５°〜約２００℃の岬、囲であ
る。

ストリッパーの頂部、この場合上部フラッシュ域の圧力
は約２０〜約４５　ｐａｌｇ　（１，４〜Ａ　２　ＪＣ
ｐ／ｃｍ”Ｇ）の範囲であるっ上部フラッシュ域のすぐ
下で核酸に接続した下方のフラッシュ域における圧力は
約０〜約２５　ｐｓｉｇ　（０〜１．８　Ｋ１７ｃｍ２
Ｇ　）の範囲であシ、上部フラッシュ域の圧力よシ約１
０〜２０ｐｓｉｇ低い。蒸留域の残りの圧力を約５〜約
２５　ｐｓｌｇ（α３５〜１．８〜／３”　Ｇ　）の範
囲に保ち、域全体にわたっていくらか変わる。

蒸留域の底部にもたらすスチーム或はスチーム／水混合
物は温度約１００°〜約１５０℃において圧力約５〜約
２５　ｐｓｉｇ下で入る。蒸留塔に注入する余水及び／
又はスチームは、域において水約α１〜約α５重景部対
芳香族１重量部の範囲であシ、好ましくは水約α１〜約
Ｑ、３重景部対芳香族１重量部の範囲である。ストリッ
ピングスチーム用に用いる水は通常ストリッピング水と
呼ばれる。

ストリッピング水は蒸留塔に循環させる前にプロセス全
体にわたって再循環させても或はさせなくてもよい。蒸
留域に少量の水が溶媒に溶解された液体状で存在する。

代表的には、溶媒抽出／スチーム蒸留プロセスでは、供
給原料を予熱し、次いで主抽出装置のほぼ中段トレーに
導入する。溶媒水溶１ｆ！Ｌ　（ＩＪ−ンソルベントと
して知られる）は抽出装置の頂部トレーに入シ、塔を下
方にパーコレートして供給原料から芳香族を除去する。

本質的に芳香族の存在しないラフィネートが塔の頂部を
出る。ラフィネート並びにそれを洗浄するのに用いる水
から溶媒及び残留芳香族を回収することに備える。抽出
装置の下方半分において、芳香族の溶媒溶液は抽出装置
の塔底トレーの下に入る還流液体と向流接触する。還流
は抽出装置の下方半分を上方にパーコレートレて新進的
に芳香族の溶媒溶液中に溶解し及び該溶媒溶液を精製す
る。エキストラクト（リーンソベントとして知られる）
Ｆ′ｉ抽出装置の底部を出、熱交換器で加熱して約１０
０°〜約１５０℃の範囲の温度にし、ストリッパーの頂
部（或は蒸留域）の上方或は第一フラッシュ室に入る。

第一７　ラツシｚ’Ｍｆｔ圧力約１ｏ　ｌｂ”／ｍ”　
Ｇ　（ｐａｉｇ）　〜約６０　ｐｍｉｇ　（０，７〜４
．２　Ｋｇ／ｃｍ”　Ｇ　）の範囲に保つ。

エキストラクトの一部はフラッシュ室に入ると同時にフ
ラッシュして蒸気状で温度約９０°〜約１４０℃の範囲
及び圧力約１５〜約５５　ｐａｉｇ（１，１〜五９　Ｋ
ｇ／ｃｍ”　Ｇ　）の範囲で塔頂から取り出され、エキ
ストラクトの他の部分は液体として下方或は第二フラッ
シュ室に入る。再び、エキストラクトの一部はフラッシ
ュして塔頂に進み、エキストラクトの残り（少なくとも
約８０重量％）は塔を下方にパーコレートして精留域に
入り、そこでストリッピング蒸気、すなわち、スチーム
と向流接触し、蒸気を一属発生する。蒸気の一部は上昇
して塔の頂部に進み、そこで第−及び第ニアラッシュ室
からのフラッシュ蒸気と混合して塔頂留出物を形成する
。塔頂留出蒸気を還流凝縮器に導入し、そこで蒸気を凝
縮させてデカンタ−に通す。

そこで、炭化水素還流用ケ第１水相と分離する。

還流を抽出装置に循環させ、第１水相をサイドカット留
出物からの第２水相と一緒にしてストリッピング水とし
て用いる。リーンソベントは、塔をほぼ半分程下降べす
るにつれて、本質的に脂肪族が無くなるようになる。こ
の点で、蒸気サイドカット留出物（或はエキストラクト
）を取り出す。

サイドカット留出物全テカンターにおいて凝縮させて分
離して芳香族及び溶媒／水成分にし、芳香族（或はエキ
ストラクト相）を回収して更に分配及び分離させ、溶媒
及び水（第２水相）を系に循環させる。上述した通りに
、サイドカット留出物からのストリッピング水及び系か
らの他の水をスチーム或はスチーム／水混合物としてス
トリッパーの底部に戻す。大体の溶媒及び水はス）　＋
Ｊツバーの底部を出る。この溶液の一部をリボイラーに
向け、そこで気化させ、次いでストリッパーの底部トレ
ーの下の点に戻して代りに熱を与える。溶媒／水溶液の
残シヲ主抽出装置の頂部トレーに循環させる。

上記プロセスの特定の変更は多く有シ、それらの各々は
装置の要件、すなわち資本的支出或はエネルギー消費を
低減させるか、戒は純度の規格を満足させながら、プロ
セス成分を一層有効に用いることを追求する。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、資本的支出がごくわずかの増大でエネ
ルギー消費を減小させることである。

その他の目的及び利点は本明細書中以降で明らかになる
ものと思う。

発明に従って、芳香族炭化水素を回収する溶媒抽出／ス
チーム蒸留プロセスの改良を見出した。

問題点を解決するための手段 改良は。

（ａ）　　高圧スチームをスチームエジェクターに導入
し； （ｂｌ　　工程（ａ）からのスチームを第１熱交換器に
辿し、そこでスチームＶｉ蒸留塔の底部から来る一層温
度の低いリーンソルベントと熱交換し及び凝縮され； （ｃ）　　工程（ｂ）からのリーンソルベントを蒸留塔
の底部に戻し； （ｄ）　　工程（ｂ）からのコンデンセートの一部を第
２熱交換器に通し、そこで、コンデンセー＋Ｖｉ蒸留塔
の底部から来る一層温度の高いリーンソルベントと熱交
換し、リーンソルベントヲ冷却し、コンデンセートを気
化させ； （ｅ）　　工程（ｄ）からの蒸気を工程（ａ）における
スチームエジェクターに通す ことを含む。

詳細な説明 主抽出装置、供給原料、溶媒、温度、圧力は注記する他
は上述し念通りである。

水を温度約２００°〜約２５０℃の範囲及び圧力約２０
０〜約６００　ｐａｉｇ（１４〜４２に９／ｃｒｎ”Ｇ
）の範囲の高圧スチームに転化する。このスチームを用
いてスチームエジェクター２及び熱交換器（或はリボイ
ラー）６を駆動する。下の管路９に導入する水は、初め
にプロセス内の再循環から得る０ 図面全参照すれば、高圧スチームは管路１よυスチーム
エジェクター２に通って駆動力を与える。

温度約１１５°〜約１７０℃及び圧力約１０〜約１０３
　ｐｓｉｇ　（０，７〜７　Ｋ４／ｃｔｎ”　Ｇ　）の
スチームが熱交換器４から管路３によりスチームエジェ
クター２に入る。スチームエジェクター２Ｆｉ管路３か
ら管路５により温度約１５０°〜約２００℃及び圧力約
５０〜約２００　ｐｓｉｇ　（１５〜１４　Ｋｇ／ｙｎ
”　Ｇ　）のスチームを熱交換器６に吐出し、そこでス
チームは凝縮される。コンデンセー　トラ次いで分ける
。

コンデンセートの一部は管路７によりスチーム発生器に
通υ、管路１で高圧スチームとして戻る。

コンデンセートの別の部分は管路８よシ熱交換器４に通
り、そこでコンデンセートを一層低い圧力で気化させて
温度約１１５°〜約１７０℃の範囲及び圧力約１０〜約
１００　ｐｓｉｇ（α７〜７　Ｋ４／ｃｒｙ”　Ｇ　）
の範囲にする。次いで、低圧蒸気を上述した通シに管路
３よりスチームエジェクター２に導き、そこで管路３の
スチームと一緒にして圧縮する。

好ましい方式では、水を管路９よυリーンソルベント／
水熱交換器１０に導く。ここで、水は気化されて温度約
１００°〜約１２５℃の範囲及び圧力約θ〜約２０　ｐ
ｓｌｇ　（′Ｏ〜１．４　Ｋ１７ｃｍ”　Ｇ　）の範囲
に達する。この蒸気は管路１１よ！ｌｌ蒸留塔１２の底
部に入り、そこでストリッピングスチームとして利用す
る。蒸留（ストリッピング）塔１２の底部の温度は約り
３０℃〜約１６０℃の範囲であシ、圧力は約２〜約１５
　ｐｓｉｇ（α１〜ｔ　Ｉ　Ｋ４／ｅｒｒ”　Ｇ　）の
範囲である。別法として、リッチソルベント熱交換器を
慣用の方法で用いてス）　ＩＪツビングスチームを与え
ることができる。

リーンソルベントは蒸留塔１２の底部を出、その一部は
管路１３を通過し、残シは管路１４を通過する。管ｊ８
１３のリーンソルベントは熱交換器６に入り、そこで温
度にもたらし及び蒸留塔１２の底部に戻す。蒸留塔１２
の底部において、リボイラー蒸気は管路１１のストリッ
ピング蒸気が蒸留を行なうのを助ける。

残りのリーンソルベントは温度約１３０°〜約１６０℃
の範囲で管路１４よシ熱交換器４に導き、そこでコンデ
ンセートを気化させる。次いで、リーンソルベントは温
度約１３０℃〜約１５０℃の範囲で管路１５より熱交換
換器１０に続き、そこで管路９からの水を気化させ、次
いで温度約１１０゜〜約１４０℃の範囲で抽出装置の底
部に循環させる。

本場合では、リーンソルベントは熱交換器４におけるコ
ンデンセートの気化、好ましくは熱交換器１０における
ストリッピング水を誘起する。これは、連続の熱交換器
４及び１０でリーンソルベントから熱を２回抜き取って
達成する。そうする際に、リーンソルベントから多量の
熱を抜き取って温度を下げる。立ち代って、一層温度の
低いリーンノルベントは芳香族留分についてずつと選択
性であυ、もち論非芳香族留分について選択性が低い。

これは還流対原料比の減少を引き起こし、その結果とし
てヒートデユーティの低下を引き起こす。還流対原料の
比が低くなれば芳香族の回収率が増大することになるが
、これが目的でなければ、溶媒対原料の比の減少を達成
することができるり 主題の方法の利点は下記の通りに要約される：１、　高
いエネルギーの節約。これは、還流対原料比が低くなる
こと及び／又は溶媒杓循環速度が小さくなることによる
。

２　スチームエジェクターは通常の圧縮機と比べて安価
である。

五　単に１つの熱交換器を追加することを要するだけで
あるので、資本投下はリッチソルベント／ストリッピン
グ水熱交換器を用いる系に比べてあまり高くならない。

発明を下記の例によって例示する（パーセンテージ及び
比は重量による）： 上で及び図面で説明した方法を好ましい方式で行なう。

供給原料＃′１ＢＴＸ約１ＢＴＸ３パーセントを含有す
るリホーメートである。

原料の組成は下記の通りである： ベンゼン　　　　　　　　１１．１７ トルエン　　　　　　　　２９．４５ キシレン　　　　　　　　　　１．９１ｎ−ペンタン　
　　　　　　　ａ５４ ｎ−ヘキサン　　　　　　１７．２０ ヘプタン　　　　　　　　１ａ２９ オクタン　　　　　　　　１０．１３ シクロヘキサン　　　　　　１７８ メチルシクロペンタン　　　　　１．２８メチルシクロ
ヘキサン　　　　　１．２５１０α００％ リーンソルベント溶液はテトラエチレングリコール約９
４％及び本釣６％を含有する。

操作条件及び結果は下記の通りである：第−フラッシュ
蒸気の温度　　　　４，６℃ス）　ＩＪツバ−１２（塔
底）内の温度　　１５４℃ストリッパー１２（塔底）内
の圧力　　９　ｐａｉｇ（ｉｌ　６　ＫＱ／１−ｎＰＧ
　） 管路１における原動スチームの圧力　　４００　ｐｓｔ
ｇ（２８Ｋｇ／ｃｙｒＰ　Ｇ　） 供給原石童、ボンド／時間　　　　　　　２６５．９１
７（Ｋｆ／時間）　　　　　　　（１２ａ、６１８）溶
媒溶液体供給原料比　　　　　　＆４２還流対供給原料
比　　　　　　　　［１５９ストリツピング水量、ボン
ド／時間　　３５，３９８（Ｋｆ／時間）　　（１べ０
５６） リーンソルベント溶液量（重ｔ％）　　　　５．２ベン
ゼア　　　　　　　　　　　１Ｇ（ＬＯＯトルエン　　
　　　　　　　　　９９．９０キシレン　　　　　　　
　　　　９ａ３９推定の節約エネルギー　　　　　　１
４．８１０’　ＢＴＵ／時間（１０６Ｋｃａｌ／時間）
　　　　（ｘ７ｓ）推定のエネルギー減小（％）　　　
　１４．４ＢＴＸ１ボンド当りのＢＴＵによる　　　　
　　７８１ヒートデユーテイ（Ｋｃａｌ／ＢＴＸｌｋｐ
）　　　　　（４５４）注：エネルギーの節約及びパー
センテージ低下は、スチームエジェクター２及び熱交換
器４を使用しない他は同じ工程及び条件を用いるプロセ
ス実験との比較に基づいている。代りに、リーンソルベ
ント熱交換器１０の代シにリッチソルベント／ストリッ
ピング水熱交換器を用いて熱を与えてストリッピング水
を気化させる。

代理人の氏名　倉　内　基　弘、ｊｌ ・、−−−−−ｉ 手続袖正書 昭和６２年５月２０日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、芳香族炭化水素を回収する溶媒抽出／スチーム蒸留
   方法において、 （ａ）高圧スチームをスチームエジェクターに導入し； （ｂ）工程（ａ）からのスチームを第１熱交換器に通し
   、そこでスチームは蒸留塔の底部から来る一層温度の低
   いリーンソルベントと熱交換し及び凝縮され； （ｃ）工程（ｂ）からのリーンソルベントを蒸留塔の底
   部に戻し； （ｄ）工程（ｂ）からのコンデンセートの一部を第２熱
   交換器に通し、そこで、コンデンセートは蒸留塔の底部
   から来る一層温度の高いリーンソルベントと熱交換し、
   リーンソルベントを冷却し、コンデンセントを気化させ
   ； （ｅ）工程（ｄ）からの蒸気を工程（ａ）におけるスチ
   ームエジェクターに通す ことを特徴とする方法。 ２、下記の追加工程； （ｆ）水流を第３熱交換器に通し、そこで水流は工程（
   ｄ）からの一層温度の高いリーンソルベントと熱交換し
   及び気化され； （ｇ）工程（ｆ）からの蒸気を蒸留塔の底部に通し；（
   ｈ）工程（ｆ）からのリーンソルベントを抽出装置の頂
   部に通す を行なう特許請求の範囲第１項記載の方法。