JP6138938B2 - 有機ペルオキシドを含有する未処理の分解ガソリン留分から高純度ベンゼンを回収することにより低ベンゼンガソリンを製造する処理工程 - Google Patents
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Description
ベンゼン濃縮流を分離すること、
この流れを、エーテル化触媒上でアルコールを用いてエーテル化し、C6イソオレフィンをエーテルに変換すること、
C6イソオレフィンのエーテルをベンゼン濃縮物から分離すること、
C6イソオレフィンのエーテルを解離させ、アルコールとC6イソオレフィンを回収すること、
エーテルを除去されたベンゼン濃縮物を水素処理して、オレフィンと有機不純物を除去すること、
水素処理したベンゼン濃縮物留分からベンゼンを、溶媒抽出を使用して除去すること、が含まれる。重点が置かれているのは、イソオレフィンのエーテル化、およびそれらをベンゼンから分離することである。この処理工程は、ベンゼンを除去する複数の工程を伴っており、言及した処理工程に基づく市販設備は登場していない。さらには、水素処理したベンゼン濃縮物から溶媒抽出によりベンゼンを除去することからは、相当な量の不純物を含有するオレフィン原材料からベンゼンを回収することの困難さが明確に示されている。
分解ガソリンが酸素と反応しペルオキシドを形成するという傾向は、一部は共役ジオレフィンに、そして、一部はその他のオレフィン物質に帰すことができる。
ジオレフィンおよび共存するオレフィンは、個々に同一濃度で存在する場合よりも、さらに多くのペルオキシド化合物、およびさらに多くの粘性物質を形成する。
本発明の主目的は、未処理の分解ガソリン留分から、高純度ベンゼン(97重量%超の純度)を回収することにより、低ベンゼンガソリン(0.4%重量より少ないベンゼン含有量)を製造する処理工程を提供することである。
従って、本発明は、有機ペルオキシドを含有する、ベンゼンの濃縮した未処理の接触分解ガソリン留分から、高純度ベンゼン(97重量%よりも高純度)を回収することにより、低ベンゼンガソリン(0.4重量%より少ないベンゼン含有量)を製造する処理工程であって、10〜30重量%の範囲にあるベンゼンと、70〜90重量%の範囲にある沸点の近い非芳香族炭化水素とを、不純物、例えば有機ペルオキシドと共に含んでなる供給物留分を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N−ホルミル−モルホリン(NFM)、およびジ−メチル−ホルムアミド(DMF)からなる群から選択される芳香族選択的溶媒を共溶媒と組み合わせて使用する抽出蒸留(ED)操作において処理し、
a)共溶媒を伴う前記予熱した芳香族選択的溶媒と、ベンゼンの濃縮した未処理の接触分解ガソリン留分とを、1〜10、より好ましくは2.0〜6.0の範囲である、供給物重量に対する溶媒混合物の比で、抽出蒸留塔に加え、ベンゼンの濃縮した未処理の接触分解ガソリン留分は、ED塔に中間部から入り、共溶媒を伴う溶媒は前記塔に頂部から入る工程と、
b)ED再沸器温度を140℃〜185℃範囲に維持し、その後、低ベンゼンガソリン(抽残物相)流(0.4重量%より少ないベンゼン含有量)を塔頂生成物として、そしてベンゼン担持溶媒相(抽出相)を塔底生成物として回収する工程と、
c)溶媒回収塔(SRC)において、工程(b)において得られた抽出相から溶媒を分離し、ベンゼンを含まない溶媒を底部から、ベンゼン(97重量%超の純度)をSRC頂部から取得する工程と、
を含んでなる方法を提供する。
・供給物:ベンゼンの濃縮した未処理の接触分解ガソリン留分であり、表1に与えられた詳細な組成物のとおり
・溶媒システム:スルホランと水(99.2:0.8)重量%の混合物
・図1のとおりの実験設定
・対供給物重量に対する溶媒系の比 3.0
・還流物比 0.6体積/体積 (還流物比=還流物の割合/生成物の割合)
約120℃の再沸器温度で、再沸器における混合物は暗変し始め、約125℃で黒変することが観察された。頂部への炭化水素の流れは存在せず、それゆえ抜き出すことのできたオーバーヘッド試料はなかった。塔内の圧力降下(ΔΡ)が25mmから40mmHgに上昇した。この段階で、実験を中止しなければならなかった。設備を分解した後、塔のふるい板上、および再沸器蒸留器の内部表面上に、粘り気のある黒色の重合物質が観察された。
実施例1における観察に基づいて、同一供給物および溶媒系(スルホランと水(99.2:0.8.%))を使用するランを繰り返すことを決定した。図1に記載の完全な装置を徹底的に洗浄して、重合物質を除去し、上のランを再び繰り返した。実施例1で上述のような、同一の重合現象が再び観察された。
上の観察結果に従い、かなりな量のジオレフィンおよび有機ペルオキシドを含有する炭化水素原材料を処理する安定な溶媒系(共溶媒を伴う溶媒)を見い出すことが適切となった。よって、商業的に使用される極性溶媒、すなわちスルホラン、NMP、DMF、およびNFM系を、それらの熱的および酸化的安定性について、表1のベンゼンの濃縮した未処理の接触分解ガソリンの存在下で厳密に試験した。
・供給物:ベンゼンの濃縮した未処理の接触分解ガソリン留分であり、表1に与えられた詳細な組成物のとおり
・溶媒系:溶媒と水(97.9:2.1重量%)の混合物
・上の図2の実験設定
・試験した溶媒:NMP、NFM、DMF
・供給物重量に対する溶媒系の比 3.0
・供給物:ベンゼンの濃縮した未処理の接触分解ガソリン留分であり、表1に与えられた詳細な組成物のとおり
・溶媒系:NMPおよび水(99.2:0.8重量%)の混合物
・図1のとおりの実験設定
・供給物重量に対する溶媒系の比 3.58
・還流物比 0.6体積/体積
・塔頂部圧力 0.93atm、塔底部圧力 0.96atm
・塔再沸器の温度 180℃
使用した装置は図1に例示し、前節で詳述した。予熱後の、前記ベンゼンの濃縮した未処理の接触分解ガソリン留分を、頂部から40番目の板で蒸留塔に加え、予熱後の、上に定義した溶媒系を、塔頂部から導入した。溶媒系と炭化水素供給物の流量を調節して、供給物重量に対する溶媒系の所望の比3.58を維持した。塔を、抽出物比が0.6体積/体積で操作した。およそ3時間で定常状態に達した後、再沸器温度は180℃に達した。まさにランの開始から終了まで、塔内の許容できる圧力降下の限界で、正常運転が観察された。系にいかなる沈殿物も観察されなかったし、系のいかなる顕著な変色も観察されなかった。
・供給物:ベンゼンの濃縮した未処理の接触分解ガソリン留分であって、表1に与える詳細組成物のとおり
・溶媒系:NMPと水(97.8:2.2)重量%の混合物、図1のとおりの実験設定
・供給物重量に対する溶媒系の比 3.55
・還流物比 0.6重量/重量
・塔頂部圧力 0.93atm、塔底部圧力 0.96atm
・塔再沸器温度 160℃
使用した装置は図1に例示し、前節で詳述した。予熱後の、前記ベンゼンの濃縮した未処理の接触分解ガソリン留分を、頂部から40番目の板で蒸留塔に加え、予熱後の、上に定義した溶媒系を、塔頂部から導入した。溶媒系と炭化水素供給物の流量を調節して、供給物重量に対する溶媒系の所望の比3.55を維持した。塔を、0.6(体積/体積)の抽出物比で操作した。およそ3時間で定常状態に達した後、再沸器温度は160°に達した。まさにランの開始から終了まで、塔内の許容できる圧力降下の限界で、正常運転が観察された。系にいかなる沈殿物も観察されなかったし、系のいかなる顕著な変色も観察されなかった。
・供給物:ベンゼンの濃縮した未処理の接触分解ガソリン留分であって、表1に与える詳細組成物のとおり
・溶媒系:NMPと水(94.9:5.1)重量%の混合物、図1のとおりの実験設定
・供給物重量に対する溶媒系の比 3.01
・還流物比 0.6重量/重量
・塔頂部圧力 0.93atm、塔底部圧力 0.96atm
・塔再沸器温度 145℃
使用した装置は図1に例示し、前節に詳述した。予熱後の、前記ベンゼンの濃縮した未処理の接触分解ガソリン留分を、頂部から40番目の板で蒸留塔に加え、予熱の後の、上に定義した溶媒系を、塔の頂部に導入した。溶媒系と炭化水素供給物の流量を調節して、供給物重量に対する溶媒系の所望の比3.01を維持した。塔を、0.6(体積/体積)の抽出物比で操作した。およそ3時間で定常状態に達した後、再沸器温度は145℃に到達した。まさにランの開始から終了まで、塔内の許容できる圧力降下の限界で、正常操作が観察された。系にいかなる沈殿物も観察されなかったし、系にいかなる顕著な変色も観察されなかった。
炭化水素工業における既存の処理工程は、ベンゼンを、水素化を通じて飽和させることにより除去するが、この水素化は、オレフィンの飽和、および貴重なベンゼンの損失が原因となってオクタン価を低下させる結果となる。分解ガソリン中のベンゼンを削減するその他いくつかの代替法も開発されており、例えば以下に言及するようなものである。
Claims (11)
- 0.4重量%より少ないベンゼン含有量のガソリンを製造する方法であって、
a)再沸器を備えた抽出蒸留(ED)塔に、
(a)流動化接触分解設備からいかなる前処理もなしに得られたベンゼンの濃縮した未処理の接触分解ガソリン留分からなる、予熱した未処理の分解ガソリン留分(40〜90℃の範囲の沸点)であって、10〜30重量%の範囲にあるベンゼンと、70〜90重量%の範囲にある沸点の近い非芳香族炭化水素と、ppbのレベルを超えない範囲で1種または複数の金属、1〜400ppmの酸化物、0.1〜3ppmの塩化物、100〜700ppmの硫黄、0.6〜14ppmの窒素、およびペルオキシド値20〜50ミリモル/リットルの有機ペルオキシドを含んでなる不純物と、を含んでなる分解ガソリン留分、ならびに、
(b)N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N−ホルミル−モルホリン(NFM)、およびジ−メチル−ホルムアミド(DMF)からなる群から選択される芳香族選択的溶媒と、共溶媒である水と含んでなる予熱された溶媒混合物、
を、前記分解ガソリン留分はED塔に中間部から加え、前記溶媒混合物はED塔の塔頂から加えて、分解ガソリン留分に対する溶媒混合物の重量比が1〜10となるように混合する工程、
b)前記ED塔の底部の温度を140〜185℃の温度に維持する工程、
c)前記ED塔の塔頂から、ベンゼン含有量が0.4重量%より少ないガソリンを含む抽残物相を回収し、前記ED塔の底部からベンゼンおよび溶媒混合物を含む抽出相を回収する工程、
d)溶媒回収塔(SRC)において前記抽出相から前記溶媒混合物を分離して、ベンゼンを含まない溶媒を塔底から得て、97重量%超の純度を有するベンゼンを前記SRCの塔頂から得る工程、
を含んでなる、方法。 - 有機ペルオキシドの前記不純物が、前記ベンゼンの濃縮した未処理の接触分解ガソリン留分(上流工程設備または貯蔵容器内で生成される)と共に由来するものであるか、または抽出蒸留(ED)の過酷な操作条件下、系内でインサイチュに生成されたもののいずれかであってよい、請求項1に記載の方法。
- 前記非芳香族炭化水素が、少なくともオレフィン、一つのジオレフィン(共役ジオレフィンを含む)、一つのナフテン、一つのパラフィン、および一つのイソパラフィンを含有する、請求項1に記載の方法。
- d)の工程において、前記SRCを用いて分離された溶媒系を再利用することを更に含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 前記共溶媒が、前記溶媒混合物の0.5〜6重量%の量で存在する、請求項1に記載の方法。
- 前記供給物に対する前記溶媒混合物の重量比が2〜6である、請求項1に記載の方法。
- 前記SRCオーバーヘッドデカンター(overhead decanter)から得られた水に溶解したベンゼンを、抽出部ストリッパー(ESS)を用いて回収し、実質的にベンゼンを含まない水を生成し、続いて前記実質的にベンゼンを含まない水を用いて前記抽残物相を洗浄することを更に含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 水に溶解した非芳香族炭化水素を、抽残物部ストリッパー(RSS)を用いて前記EDオーバーヘッドデカンター(overhead decanter)から除去し、前記RSS底部から炭化水素を含まない水を蒸気発生器に送り、前記蒸気発生器により生成した上記をストリッピング蒸気として前記SRCに導入することを更に含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 前記EDからの抽残物相に対する還流物の重量比が、0.1:1〜2:1である、請求項1に記載の方法。
- 前記分解ガソリン留分が、30ミリモル/リットル超のレベルでペルオキシドを含有し、前記抽残物相が、実質的にペルオキシドを含有しない、請求項1に記載の方法。
- ベンゼンの濃縮した未処理の接触分解ガソリン留分のベンゼン含有量に基準にして、98重量%超のベンゼンが回収される、請求項1に記載の方法。
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