Дипломная работа: Разработка энергосберегающей схемы разделения трехкомпонентной азеотропной смеси бензолциклогексан-гексан

1 – экстрактивно-ректификационная колонна; 2 – отгонная колонна

2.2. Экстракционное выделение аренов из катализатов риформинга бензиновых фракций.

В качестве экстрагентов аренов в промышленности применяются сульфолан, диэтиленгликоль (ДЭГ), триэтиленгликоль (ТЭГ), тетраэтиленгликоль, N-формилморфолин, диметилсульфооксид, смеси N-метилпирролидона или N-метилкапролактама с этиленгликолем. Важнейшие требования к экстрагентам, от которых зависят степень извлечения и качество выделенных аренов, следующие:

· высокая групповая селективность, которую можно характеризовать отношением коэффициентов активности разделяемых групп углеводородов при бесконечном разбавлении в экстрагенте (предельных коэффициентов активности), например отношением предельных коэффициентов активности циклогексана и бензола (γ ⁰ _цг /γ ⁰ _б );

· высокая растворяющая способность по отношению к аренам, от которой зависит степень их извлечения и требующееся соотношение экстрагента к сырью; растворяющая способность, или «емкость», экстрагента тем выше, чем ниже предельные коэффициенты активности аренов, поэтому ее можно характеризовать величиной, обратной предельному коэффициенту активности бензола в экстрагенте (1/γ ⁰ _б );

· низкая селективность по молекулярным массам, которая зависит от отношения предельных коэффициентов активности углеведородов – гомологов, напрмер, октана и гептана (lg(γ ⁰ _окт /γ ⁰ _гп )); только при этом условии экстрагенты высокой групповой селективностью могут обеспечить высокую степень извлечения и качество не только бензола, но и его гомологов – толуола, ксилолов.

Характеристика промышленных экстрагентов по всем этим важнейшим критериям представлена в табл.1. Некоторые селективные растворители с повышенной растворяющей способностью – N-метилпирролидон, N-формилморфолин, а также диметилформамид – применяются не только в качестве экстрагентов, но и как растворители для выделения аренов С₆ -С₈ из более узкокипящих фракций в процессах экстрактивой ректификации.

Зависимость групповой селективности экстрагентов от температуры представлена на рис.4. С повышением температуры селективность сильно ассоциированных растворителей, в частности этиленгликоля, снижается более резко, чем слабо ассоциированных экстрагентов с повышенной растворяющей способностью, к которым относятся N-метилкапролактам, N-метилпирролидон, диметилформамид, N-формилморфолин.

Табл.1

Предельγные коэффициенты активности углеводородов, селективность экстрагентов по отношению к системе циклогексан-бензол (γ⁰ _цг /γ⁰ _б ), селективность по молекулярным массам ( lg (γ⁰ _окт /γ⁰ _гп )) и растворяющая способность экстрагентов (1/γ⁰ _б )