CN1041628C - 从含有低浓度砜的烃流中分离砜的方法 - Google Patents
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Abstract
本文所述的是通过用水作为提取溶剂，从含低浓度砜的烃中分离出该砜的方法。
Description
本发明涉及从含有低浓度砜的烃流中分离砜的方法。
最近已发现，砜添加剂可以与传统的氟化氢烷基化催化剂混合用来减小所得催化剂混合物的挥发性。砜添加剂与氟氢酸烷基化催化剂合用的一个副作用是低浓度的砜溶解在烷基化产物中。烷基化产物中低浓度的砜可能在烷基化物作为汽油掺合成分时起负效应。因此，尽管砜的浓度很低，但要求从烷基化产物中除去这种低浓度的砜，以阻止它对使用烷基化物为汽油掺合成分的精制者产生不良的经济后果。
因此，本发明的一个目的是提供除去包含在烷基化反应产物中的砜的方法。
本发明的另一个目的是提供分离出包含在烷基化反应产物中的低浓度砜的方法，该烷基化反应产物中含有一定浓度的此类砜。
因此，本发明的方法包括从含有一定浓度砜的烃流中分离出砜。该方法包括通过将这种烃流与水接触来从烃流中提取出砜。水作为提取溶剂并因此至少提取出包含在烃流中的部分砜，并且提供富含砜和含水的提取物流。产生的残液流中含有的砜的浓度低于与提取溶剂接触的原始烃流中的砜的浓度。
本发明一个附加实例方案涉及从含有低于1％(重量)浓度砜的烃流中除去砜的方法。将烃流与水溶剂接触并回收富含砜和含水的提取物流。并回收含烃残液流，该烃中含有的砜浓度低于烃流中的砜浓度。
在附图中：
图1图解本发明的一个实施方案；和
图2是以水为提取剂，从烷基化物中除去砜的提取数据图。
本发明的方法期待解决与含低浓度砜化合物的汽油掺合成分有关的问题。当砜化合物包含在汽油掺合成分(如烯烃和异链烷烃催化烷基化产生的烷基化产物)中时，在充足浓度下，它污染汽油最终产物。尤其，最近已发现一种新的利用砜与氟化氢合用的催化剂能提供适宜的烷基化产物。然而，遇到的一个问题是当利用氟化氢和砜的混合物作为烷基化催化剂时，由于砜在烃中的微溶性，低浓度的砜随烷基化最终产物一起通过烷基化反应系统。因此，在用作汽油掺合成分之前，除去烷基化最终产物中包含的显著量的砜是关键性的。尽管砜只微溶于烷基化的烃中并且典型地，其浓度值不超过烷基化产物的2或3％(重量)，但除去砜是重要的。
因此，除去含砜烃流中显著量的砜是重要的。通常，必需至少除去烃流中的部分砜，它至少为砜浓度的70％(重量)。优选地，要求至少除去烃流所含砜的80％(重量)，并且最优选，要求至少除去烃流中所含砜的90％(重量)。事实上，本文所述的新的方法具有特殊的能力，在适宜方法条件下，当砜浓度低于1％(重量)时，它能至少除去烃流中所含砜的99％(重量)。
本发明的烃流通常包括具有3-12个碳原子的烃并且最普通的烃是链烷烃。尤其，烃流为烯烃和异链烷烃催化烷基化反应产生的含链烷烃的烷基化烃产物。烷基化方法中使用的烷基化催化剂包含砜和氟化氢。烯烃和异链烷烃烷基化中使用的烷基化催化剂通常含有的氟化氢与砜的重量比范围约为1∶1至40∶1。优选地氟化氢与砜的重量比范围约为2．3∶1至19∶1并且最优选的范围为3∶1至9∶1。
本发明期待的烷基化方法是这样的液相方法，其中单烯烃如丙烯，丁烯，戊烯，己烯，庚烯，辛烯等等被异链烷烃如异丁烷，异戊烷，异己烷，异庚烷，异辛烷等等烷基化来产生沸点在汽油范围并适宜用作汽油动力燃料的高辛烷值烷基化的烃。优选地，选异丁烷作为异链烷烃反应物，并且烯烃反应剂选自丙烯，丁烯，戊烯及其混合物来生产含大量高度分支，至少具有七个碳原子并少于十个碳原子的高辛烷值的脂族烃。
适于本发明使用的砜的通式为
R……SO2……R’，其中R和R’为一价烃烷基或芳基取代基，每种都含1-8个碳原子。其实例包括二甲砜，二正丙砜，二苯砜，乙基甲基砜和脂环砜，其中SO2基连接到烃环上。在这种情况下，R和R’一起形成分支或非分支烃的二价残基，优选地含3-12个碳原子。在后者中，四氢噻吩砜(四氢噻吩-1，1-二氧化物)或环丁砜，3-甲基环丁砜和2，4-二甲基环丁砜特别适宜，因为它们是在本文涉及的处理操作条件下液体。这些砜也可以有取代基，特别是一种或多种卤素原子，如，氯化甲基乙基砜。这些砜可以混合物的形式被有利地使用。
因为砜在烷基化烃产物中的微溶性，所以其中将含有低浓度的砜。通常，砜浓度少于烷基化烃产物总重量的1％，并且根据处理条件、其范围约为0．01-1．0％(重量)。通常，烷基化烃产物中砜的浓度约为0．1-0．9％(重量)并且最可能地，其范围为0．15-0．5％(重量)。
因为烷基化烃产物中过量的砜引起污染，所以要求至少除去烷基化烃产物中的部分砜以便得到汽油掺合成分，它能适于与其它汽油成分掺混产生需要的汽油最终产物。因此按本发明方法，除去烷基化烃产物中的大部分砜，它至少约为烷基化烃产物中所含砜的70％(重量)。优选地，要求至少除去烷基化烃产物中所含砜的约80％(重量)并且最优选，要求至少除去约90％(重量)的砜。由于本发明方法的效率，甚至在适宜条件下，可能除去烷基化烃产物中所含砜的99％(重量)或更多。
将烷基化烃产物与含有水或由水组成的或基本上由水组成的提取溶剂接触。可以使用任何适于提取溶剂与烷基化烃产物接触的接触设备来将提取溶剂与烷基化烃产物充分混合或接触。这种接触设备如板式塔、填料塔或单级接触设备(包括静态的混合器和机械性搅拌的容器)都可使用。因此，任何可提供使提取溶剂与烷基化烃产物充分接触或混合的设备都可用作本发明的一个部分。
在本方法中，只要与烷基化烃产物接触的提取溶剂的量可有效地至少除去烷基化烃产物中所含的部分砜，那么可以使用相对烷基化烃产物的任何量的提取溶剂。通常，接触效率要求一定量的提取溶剂和烷基化烃产物，使得与烷基化烃产物接触的水与烃的容积比至少约0．01∶1。优选地，与烷基化烃产物接触的水与烃的容积比至少约为0．05∶1并且，最优选地，容重比超过0．1∶1。通常，经济状况将确定水与烷基化烃产物容积比的上限。
从接触设备中可回收富含砜并含水的提取物流。提取物流中将至少包含烷基化烃产物中所包含的部分砜并且如上文所述，可能至少包含该烷基化烃产物中所包含的70％(重量)的砜。从接触设备中也可回收残液流，它含有烷基化烃产物并且砜浓度低于原烷基化烃产物中的砜浓度。
图1显示的是方法10的示意图，它描述的是用于从烷基化烃产物中提取砜溶解物的液-液提取方法系统。含一定浓度砜的烷基化烃产物流，经过管道12进入提取器14。提取器14限定了接触区并提供使烷基化烃产物与含水提取溶剂接触的接触设备。提取溶剂经过管道16引入提取器14，其中管道16可流体流动连通分馏器18和提取器14。通过管道20，从提取器14回收提取物，其中管道20可流体流动连通提取器14和分馏器18。回收的提取物中含有水和至少一部分包含在烷基化烃产物中的砜并进入分馏器18。分馏器18限定分馏区并使水和砜分离。
残液流是具有大大减低浓度的砜的烷基化烃产物流，它经过管道22从提取器14中流出。如果需要，可将分馏器18回收的水通过管道16返回到提取器14。通过管道23将补充的水输送到提取器14中。从提取溶剂中回收的砜通过管道24，从分馏器18进入真空塔26。管道24有效地连接并使分馏器18和真空塔26之间流体流动连通。真空塔26限定分馏区并提供从分馏器18中的砜流中的水中分离砜的设备。来自真空塔26的塔顶馏分经过管道28流出并主要含有从分馏器18底流回收的水。纯化的砜成分将经过管道30流出真空塔26。经过管道30流出真空塔26回收的砜组分可以再循环或作为烷基化反应方法中的砜组分再被使用。经过管道28回收的水可进行处理或作为提取溶剂再使用。
下列给出的实施例进一步说明本发明。所给的实施例仅用于说明。它们不意味着对后附权利要求所定义的发明的限定。
实施例Ⅰ
下列计算后实施例将说明从图1所说明的新方法中获得的好处。表Ⅰ显示与图1编号的液流对应的质量流量。如表Ⅰ物料衡算所见，通过管道12的烷基化烃产物含超过0．1％(重量)的环丁砜，而残液流中含少于0．001％(重量)的环丁砜。通过该新方法，除去了烷基化烃产物中所含环丁砜的99％(重量)以上。
表Ⅰ
图1方法的物料衡算
| 液流 | 12 | 16 | 20 | 22 | 23 | 24 | 28 | 30 |
| 质量流量 | ||||||||
| 戊烷 | 118828．2 | 0．3 | 0．3 | 118828．2 | 0．0 | 0．0 | 0．0 | 0．0 |
| 己烷 | 118828．2 | 0．0 | 0．0 | 118828．2 | 0．0 | 0．0 | 0．0 | 0．0 |
| 庚烷 | 962097．5 | 0．9 | 0．9 | 962097．5 | 0．0 | 0．0 | 0．0 | 0．0 |
| 辛烷 | 1950013．0 | 0．1 | 0．1 | 1950013．0 | 0．0 | 0．0 | 0．0 | 0．0 |
| 壬烷 | 124974．5 | 0．0 | 0．0 | 124974．5 | 0．0 | 0．0 | 0．0 | 0．0 |
| C10+ | 821143．8 | 0．0 | 0．0 | 821143．8 | 0．0 | 0．0 | 0．0 | 0．0 |
| 水 | 0．0 | 377520．2 | 381335．5 | 3837．4 | 7652．7 | 3815．3 | 3800．7 | 14．6 |
| 砜 | 4889．2 | 4．0 | 4856．5 | 36．7 | 0．0 | 4852．5 | 0．5 | 4852．0 |
| 总量 | 4100774．2 | 377525．5 | 386193．3 | 4099759．2 | 7652．7 | 8667．8 | 3801．2 | 4866．6 |
实施例Ⅱ
实施例Ⅱ显示从用水作提取溶剂除去烷基化物中环丁砜的提取实验中得到的数据。将平均含1082wppm环丁砜的烷基化物原料装到可购得的1英寸带搅拌的、理论塔板数约为8的York-Scheibel提取器中。所得数据见表Ⅱ并在图2中绘图表示。如数据所示，水是提取烃溶液中所含环丁砜的有效溶剂。水溶剂可有效地除去烷基化物中所含环丁砜的99％(重量)以上。除去的环丁砜重量百分数随水与烷基化物之比的增加而增加。
表Ⅱ
| 水／烷基化物(v／v) | 除去的环丁砜(重量百分数) | 烷基化物／水(v／v) |
| 0．050 | 98．8 | 20 |
| 0．083 | 98．8 | 12 |
| 0．167 | 99．0 | 6 |
| 0．250 | 99．3 | 4 |
| 0．250 | 99．4 | 4 |
| 0．330 | 99．7 | 3 |
尽管根据优选实施方案描述了本发明，但本专业技术人员也可进行适当的变化和改进。这种变化和改进在本发明和权利要求所述的范围之内。
Claims (7)
1．一种从含一定浓度砜的烃流中分离砜的方法，该方法包括：
通过将上述烃流与水接触，从该烃流中提取出上述砜，因此至少从该烃流中提取出部分砜，并提供富含砜和含水的提取物流及砜浓度降低了的残液流。
2．权利要求1的方法，其中烃流中砜的浓度约低于1％重量。
3．权利要求2的方法，其中所述的至少部分砜占至少约为烃流中所含砜重量的70％。
4．权利要求3的方法，其中烃流含链烷烃化合物。
5．权利要求4的方法，其中链烷烃化合物包括烯烃和异链烷烃催化反应产生的链烷烃。
6．权利要求5的方法，其中砜为环丁砜。
7．权利要求6的方法，其中与烃流接触的水与烃的重量比至少约为0．01∶1。
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