石脑油萃取脱芳烃技术研究
王艳飞;唐晓东;周金波;李晶晶;李吉春
【摘 要】The dearomatization process for atmospheric naphtha by extraction was investigated.The results showed RAH-1 as extraction agent,extraction temperature was 40 ℃,extraction time was 4 min,the phase separation time was 10 min,single stage oil volume ratio was 0.2,under this condition,the atmospheric naphtha extraction
dearomatization for the best effect.%研究了石脑油萃取脱芳烃技术.结果表明,在RAH-1为萃取剂,萃取温度为40℃,萃取时间为4 min,分相时间为10 min,单级剂油体积比为0.2的条件下,石脑油萃取脱芳烃效果最佳. 【期刊名称】《应用化工》 【年(卷),期】2013(042)008 【总页数】3页(P1398-1400) 【关键词】石脑油;溶剂;萃取;脱芳烃
【作 者】王艳飞;唐晓东;周金波;李晶晶;李吉春
【作者单位】中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;西南石油大学化学化工学院,四川成都610500;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ028.3
石脑油是多碳氢化合物的混合物，包含C4～C11的正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳烃。不同来源的石脑油中的芳烃含量不同，一般在1% ～15%。在我国，石脑油的主要用途是作制备各种牌号溶剂油、裂解制乙烯、催化重整生产芳烃和调配高辛烷值汽油的原料。当作为制备溶剂油的原料时，如何有效地脱除石脑油中残余芳烃是生产低芳烃或无芳烃溶剂油及特种溶剂油技术的关键。石脑油同时也是乙烯裂解的主要原料，石脑油中的芳烃不易裂解，是造成乙烯裂解炉结焦的主要原因。降低芳烃含量，能够减少裂解炉结焦，延长乙烯装置运行周期，降低乙烯成本。目前，降低石脑油的芳烃含量的方法主要有3种，即吸附分离、芳烃抽提和加氢饱和［1-2］。
国外比较成熟的石脑油脱芳烃工艺有UOP公司开发的MaxEne工艺［3］、乙烯咨询公司的NAPEX工艺等［4］，这些技术虽然能在一定程度上降低石脑油的芳烃含量，实现石脑油乙烯裂解原料的优化，但都存在设备多、投资大、操作复杂等不足。国内何馄等［5］提出了优化裂解原料的前抽提乙烯联合装置工艺流程，降低乙烯联合装置的总能耗。中国石油化工股份有限公司开发了一种石脑油加氢脱芳烃生产优质乙烯裂解原料的方法，得到低芳烃含量的石脑油［6］。以上技术虽然能在一定程度上降低石脑油的芳烃含量，实现石脑油乙烯裂解原料的优化，但都存在设备多、投资大、操作复杂等不足。对于芳烃含量低于20%的芳烃/烷烃混合物，目前还没有经济有效的分离方法［7］。本文采用芳烃抽提方法从石脑油中将芳烃萃取取出。 1 实验部分 1.1 原料与仪器
调配石脑油 A(芳烃含量7.833 2%)，自制;DMSO、NMP、DMF、环丁砜、煤油
B(芳烃含量 24%)均为市售;复合溶剂RAH-1，自制。
Agilent60N气相色谱仪，色谱柱为PONA毛细管柱，检测器为FID，柱温采用程序升温控制。 1.2 实验方法
原料油A在萃取温度40℃，萃取时间4 min，相分离时间10 min，剂油体积比1.0，单级萃取的条件下进行萃取脱芳烃实验，用GC分析芳烃含量。 2 结果与讨论 2.1 萃取剂的评选
各萃取剂的脱芳烃效果，见表1。
表1 各种萃取剂的脱芳烃效果Table 1 Dearomatization effect of naphtha by various extractants萃余油芳烃含量/%萃取剂脱芳烃石脑油收率/%苯甲苯 二甲苯 总计1.279 5 1.423 1 2.432 5 5.135 1 90.15 NMP 0.935 2 0.973 0 1.680 6 3.588 8 42.59 DMF 0.971 9 1.063 8 1.860 7 3.6 4 74.08四甘醇 1.0 0 1.702 2 2.724 6 6.066 8 88.16环丁砜 1.250 9 1.414 7 2.441 5 5.107 1 91.02 N-甲酰基吗啉 1.206 3 1.305 2 2.246 0 4.757 5 90.87二甲亚砜RAH-1 1.005 2 1.056 4 1.825 4 3.887 0 81.75
由表1可知，脱芳烃效果最好的是NMP，其次是RAH-1，脱芳油收率则以环丁砜和N-甲酰基吗啉最高。在此实验数据基础上，进一步计算芳烃在两相中的分配系数和萃取剂对芳烃的选择性系数，并考察各萃取剂的理化性质，结果见表2。 表2 脱芳萃取剂的理化性质Table 2 Physico and chemical properties of various extractants萃取剂 分配系数 选择性系数 热稳定性 毒性 腐蚀性 沸点/℃二甲亚砜 0.365 8 7.324 差 低 微1 NMP 0.886 3 2.812 良 微 小 204 DMF 0.816 6 6.050 良 低 小 153四甘醇 0.190 4 6.693 良 微 无 327环丁砜 0.309 5 8.450 良 低 微 285 N-甲酰基吗啉 0.429 3 7.573 优
无 无 243 RAH-1 0.747 7 6.572 良 微 小 ～200
由表1和表2可知，溶剂对芳烃的溶解性与选择性往往是相互矛盾的，工业上常用的环丁砜对芳烃的选择性最好，但其溶解性较差。复合溶剂RAH-1对芳烃具有较好的溶解性和适中的选择性，可作石脑油脱芳烃的萃取剂。因此，以下采用RAH-1进行了考察研究。 2.2 萃取温度
煤油B在不同温度下萃取搅拌3 min，保温分相3 min，5级萃取，单级剂油体积比0.2，考察萃取温度对脱芳烃效果的影响，结果见表3。
表3 萃取温度对脱芳烃效果的影响Table 3 Dearomatization effect of extraction temperature萃取温度/℃ 萃余油芳烃含量/% 脱芳烃油收率/%20 13.94 90.29 30 13.81 88.71 40 12.50 88.43 50 12.38 88.75 60 13.00 91.58
由表3可知，随着萃取温度的增加，煤油芳烃含量和收率先减小后增加。这可能是由于温度较低时，芳烃在萃取剂中溶解度较小，萃取效果不明显，随着温度增加，芳烃在萃取剂中的溶解度逐渐增加，当温度为50℃时，萃取剂的溶解性和选择性最好。考虑到萃取剂在40℃的脱芳烃效果与50℃相差不大，且石脑油极易挥发，因此，选择40℃为最佳萃取温度。 2.3 萃取时间
煤油B在40℃下搅拌，保温分相3 min，5级萃取，单级剂油体积比0.2，考察萃取时间对脱芳烃效果的影响，结果见表4。
表4 萃取时间对脱芳烃效果的影响Table 4 Dearomatization effect of extraction time萃取时间/min 萃余油芳烃含量/% 脱芳烃油收率/%1 13.25 .03 2 13.12 88. 3 12.25 88.47 4 11.88 88.35 5 11.86 88.21 6 11.87 88.02 由表4可知，随着萃取时间的增加，煤油芳烃含量和收率均逐渐减小，当萃取时
间≥4 min时，萃取达到平衡，芳烃含量几乎不变化，但收率有所下降，这可能是由于煤油挥发所造成。因此，选择4 min为最佳萃取时间。 2.4 分相时间
煤油B在40℃下萃取搅拌4 min，保温分相，5级萃取，单级剂油体积比0.2，考察分相时间对脱芳烃效果的影响，结果见表5。
表5 分相时间对脱芳烃效果的影响Table 5 Dearomatization effect of the phase separation time分相时间/min 萃余油芳烃含量/% 脱芳烃油收率/%3 12.71 88.35 5 12.63 88.17 10 12.25 87.18 15 12.63 85.65 20 12.75 84.83 由表5可知，随着分相时间的增加，煤油芳烃含量先降低后增加，收率均逐渐减小，当分相时间为10 min时，两相分离达到平衡。因此，选择10 min为最佳萃取时间。 2.5 剂油比
煤油B在40℃下萃取搅拌4 min，保温分相10 min，进行6级萃取，考察剂油体积比对煤油脱芳烃效果的影响，结果见表6。
表6 剂油比对脱芳烃效果的影响Table 6 Dearomatization effect of extractants to naphtha ratio总剂油比/体积比 萃余油芳烃含量/% 脱芳烃油收率/%0.6 17.96 97.70 0.8 15.44 91.13 1.0 13.50 88.26 1.2 11.00 84.36 1.4 10.00 80.07 由表6可知，随着总剂油体积比的增加，芳烃含量和收率均降低。当总剂油体积比为1.4时，煤油芳烃含量下降到10%，但收率仅为80%。因此，应合理选择剂油比，以保证较好的脱芳烃效果和较高的收率，本实验选取单级剂油比0.2为最佳剂油比。 3 结论
采用RAH-1萃取剂对石脑油脱芳烃，当萃取温度40℃，萃取时间4 min，分相时间10 min，单级剂油体积比0.2时，效果最佳。
参考文献:
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