Екстрактивна ректифікація суміші бензол-циклогексан - Екстрактивна ректифікація як спосіб
Екстрактивна ректифікація суміші бензол-циклогексан
Особливе місце у вуглеводневій промисловості займає процес поділу суміші бензол-циклогексан.
Циклогексан в основному отримують шляхом каталітичного гідрування бензолу і видалення бензолу, що не прореагував. Тим не менш, ці два компоненти мають близькі температури кипіння і утворюють азеотропну суміш, яка потребує спеціальних процесів сепарації, таких як екстрактивна дистиляція. Однак існуючі звичайні розчинники, що використовуються для екстрактивної дистиляції, має різноманітні обмеження. Поділ сумішей бензолу і циклогексану було показано [10] як одне з найскладніших завдань у нафтохімічній промисловості через їх близькі точки кипіння (тільки 0,6 °C).
Добавка розчинника використовується для зменшення летючості одного компонента. Інший компонент відганяється зверху в чистому вигляді, а внизу суміш подають у відпарну колону для поділу. Загальними розчинниками можна назвати сульфолан, N-формілморфолін (NFM), диметилсульфоксид, етиловий ефір ацетооцтової кислоти, азотовмісні компоненти сполуки, фурфурол, циклодекстрин.
Для збільшення продуктивності та селективності розчинника додають співрозчинник, такий як вода з диметилсульфоксидом, етиленгліколем, N,N-диметилформамідом, метилпіролідоном і як співрозчинник з NFM. Тим не менш, ці розчинники не особливо застосовні, тому що вимагають додаткової перегонки відновлення розчинника [25].
Згідно з рекомендаціями, що наводяться в літературі [19], для ефективного поділу бінарні розчини базових компонентів з агентом, що розділяє, повинні бути «антиподами», тобто. характеризуватись протилежними знаками всіх надмірних термодинамічних функцій. Цьому критерію відповідає1,1,2,2-тетрахлоретан. Протилежний характер відхилень від ідеальної поведінки спостерігається, наприклад, у сумішах циклогексану та бензолу з н-додеканом та етилбензолом.
Формування безлічі потенційних агентів, що розділяють, для екстрактивної ректифікації можна здійснювати за результатами аналізу концентраційних залежностей надлишкової енергії Гіббса розчинів вихідний компонент - РА. В результаті такого аналізу для поділу суміші циклогексан - бензол запропоновані [26] 1,1,2,2-тетрахлоретан, анілін та нітробензол, а також диметилсульфоксид та диметилформамід, які традиційно використовуються в промисловості як розділяючі агенти. При використанні аніліну, нітробензолу або 1,1,2,2-тетрахлоретану можливе отримання в колоні екстрактивної ректифікації циклогексану першого сорту (ГОСТ 14198-78). Диметилсульфоксид починає розкладатися при атмосферному тиску нижче за температуру кипіння, тому ректифікацію доцільно проводити при зниженому тиску. Це сприятливо позначається і відносної летючості базових компонентів. При цьому можливе одержання технічного циклогексану першого ґатунку (ГОСТ 14198-78). Диметилформамід також розкладається при атмосферному тиску нижче за температуру кипіння, тому ректифікацію слід проводити при зниженому тиску. ДМФА є ефективним агентом, що розділяє. Однак у бінарній системі циклогексан - ДМФА у широкому діапазоні тиску існує тангенціальний азеотроп, тому одержання циклогексану товарної якості неможливе.