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-
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1/8
United S t a t e s
Patent 1 1 9 1
[ 1 1 1 3 , 7 6 3 , 0 3 7
Thompson [ 4 5 1 O c t . 2 , 1 9 7 3
[541 AROMATIC HYDROCARBON 3 , 5 3 7 , 9 8 4 11/1970 T h o m p s o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208/325
1 4
P
l . . . . . . . . . . 2
1 7 5 1
mmMM
-
T h o m s o n ,
P a r k
R i d g e ,
3 3 3 3 3 3 3
3 / 1 3 2 1 6 1 5 1 ? ? ? ? f f f i ? f f ?
. . . . . . . .
. .
2 3 3 / 3 1 3
I l l . 3 , 5 6 0 , 3 7 4 2 / 1 9 7 1
Assignee: Universal Producs
Cornpanys
C l . a l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .es
Plaines,
[ I L
-
Primary
ExaminerDelbert E.
Gantz
l
.
[ 2 2 ] F e d
May
6 1 9 7 1 A s s i s t a n t Examiner-C. E . S p r e s s e r
[ 2 ] ] A p p ] . N o . : 1 4 0 , 7 7 6 A t t o r n e y . l a m e s R . H o a t s o n , J r . a n d E d w a r d
W.
. emus
[52] US. l . . . . . . . . . . . . . . .
. .
2 0 8 / 3 1 3 , 2 0 8 / 3 2 1 , 2 0 8 / 3 2 5 ,
2 0 8 / 3 26, 2 6 0 / 6 7 4
sE
[51] I n t . C l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
C 0 7 c 7 / 0 8
[57]
ABSTRACT
[58]
F i e l d o f
Search . . . . . . . . . . . . . .
260 /674
SE;
208/313, Loss
of
aromatics
i n t h e raf?nate removed
from
an ex
2 0 8 / 3 2 1 ,
3 2 5 , 326
t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n
z o n e v
i s d i m i n i s h e d
by r e b o i l i n g a d i
,
l u t e
water-solvent mixture with
the e x t r a c t i v e
d i s t i l l a
[ 5 6 ]
R e i e r e n c e s
C i t e d t i o n l e a n s o l v e n t f e e d .
UNITED STATES
PATENTS
_
.
.
3,642,614 2 / 1 9 7 2 V a n T a s s e l l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260/674 11 C a ms 1 Draw
gure
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P A T E N T E D U B T 2 1 9 1 s ~ 3,763,037
v 3 5
> /
N
VE/V
0
5 .
Herbert
L . T h o m p s o n
. 4
TTORNEYS
-
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3 , 7 6 3 , 0 3 7
1
AROMATIC
IIYDROCARBON
BACKGROUND OF THE INVENTION
The
p r e s e n t i n v e n t i o n r e l a t e s t o t h e e x tr a c t i v e
d i s t i l
l a t i o n
a n d
r e c o v e r y
o f
a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n s from a
m i x t u r e o f a r o m a t i c
a n d
n o n - a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s .
More
s p e c i f i c a l l y ,
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n r e l a t e s t o a
method f o r c o n t r o l l i n g t h e amount o f
a r o m a t i c s
l o s t
i n
t h e
n o n - a r o m a t i c
r a f f i n a t e
p r o d u c t
removed from an
a r o m a t i c
s e l e c t i v e , e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n ,
p a r t i c u l a r l y
w h e n
s u l f o l a n e
i s u t i l i z e d a s t h e
aromatic
s e l e c t i v e s o l
vent
C o n v e n t i o n a l
p r o c e s s e s
f o r
t h e r e c o v e r y o f
h i g h
pu
r i t y
a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n s
s u c h
a s b e n z e n e , t o l u e n e
a n d x y l e n e s (BTX) f r o m v a r i o u s h y d r o c a r b o n f e e d
s t o c k s i n c l u d i n g c a t a l y t i c r e f o r m a t e s , h y d r o g e n a t e d p y
r o l y s i s
g a s o l i n e s
and v a r i o u s
s e l e c t i v e c u t s o f t h e s e
a r o ~
matic
s o u r c e s ,
u t i l i z e an
aromatic s e l e c t i v e s o l v e n t t o
f a c i l i t a t e
t h e
removal
o f
t h e
aromatics
from
non
a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s . I n
c e r t a i n
o f
t h e s e p r i o r a r t
p r o c e s s e s ,
a h y d r o c a r b o n f e e d s t o c k
i s
? r s t c o n t a c t e d i n
a s o l v e n t e x t r a c t i o n zone w i t h a s o l v e n t composition,
p r e f e r a b l y c o n t a i n i n g
w a t e r t o ,
e n h a n c e t h e
s o l v e n t s
s e l e c t i v i t y , w h i c h
s e l e c t i v e l y d i s s o l v e s
t h e a r o m a t i c
components
o f t h e
f e e d s t o c k ,
t h e r e b y
f o r m i n g a r a f ?
n a t e p h a s e
c o m p r i s i n g
one
o r more n o n - a r o m a t i c
hy
d r o c a r b o n s a n d ' a minor a mount o f a r o m a t i c
h y d r o c a r
bons and a n e x t r a c t
p h a s e
c o m p r i s i n g s o l v e n t h a v i n g a n
a r o m a t i c h y d r o c a r b o n d i s s o l v e d t h e r e i n . The a r o m a t i c
hydrocarbons
c o n t a i n e d i n
t h e e x t r a c t m a y be
r e c o v
e r e d by d i s t i l l a t i o n
t o
y i e l d an
overhead
d i s t i l l a t e con
t a i n i n g
a p o r t i o n
of
t h e e xt r a c t e d a r o m a t i c s ,
an
a r o
matic s i d e - c u t
f r a c t i o n a n d a s o l v e n t
bottoms
f r a c t i o n
which i s r e c y c l e d
f o r
r e u s e n
t h e
s o l v e n t
e x t r a c t i o n
z o n e . F r e q u e n t l y , t h e s o l v e n t e x t r a c t i o n zone
e x t r a c t
p h a s e
i s s u b j e c t e d
t o a n
e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n ( i . e . , e x
t r a c t i v e
s t r i p p i n g ) t o remove c o n t a m i n a t i n g amounts o f
n o n - a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n s
which may
b e c o n t a i n e d
i n
t h e e x t r a c t i n o r d e r t o m ak e p o s s i b l e t h e r e c o v e r y o f
n i t r a t i o n g r a d e a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s .
A l s o
n o t
i n f r e q u e n t l y , p a r t i c u l a r l y when p r o c e s s i n g a
narrow
b o i l i n g
range o r carbon
n u m b e r
range mixture
o f a r o m a t i c
a n d n o n - a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n s , t h e
a r o
m a t i c h y d r o c a r b o n s
a r e
r e c o v e r e d b y
p a s s i n g
t h e a r o
m a t i c
f e e d s t o c k d i r e c t l y
t o
a n e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n
0
2 0
2 5
35
40
45
z o n e
r a t h e r
t h a n
g o i n g t h r o u g h
t h e p r e l i m i n a r y l i q u i d
p h a s e
s o l v e n t
e x t r a c t i o n . I n t h i s m o d e
o f
o p e r a t i o n , a
h y d r o c a r b o n f e e d s t o c k a n d a
s o l v e n t
c o m p o s i t i o n
w h i c h
s e l e c t i v e l y
d i s s o l v e s
t h e
a r o m a t i c
c o m p o n e n t s ,
a r e c o n t a c t e d , t h e r e b y f o r m i n g
a n
a r o m a t i c ~ r i c h e x
t r a c t s t r e a m and a n o n - a r o m a t i c
c o n t a i n i n g
r a f f i n a t e
o v e r h e a d . T o m a x i m i z e t h e
amount
o f
a r o m a t i c h y d r o
carbons
recovered from
a given f eedstock, i t i s
neces
s a r y
t o s u b s t a n t i a l l y
e l i m i n a t e t h e p a s s a g e o f
any
a r o
m a t i c
h y d r o c a r b o n s o v e r h e a d i n a d m i x t u r e
w i t h
t h e
n o n - a r o m a t i c
r a f f i n a t e .
F u r t h e r ,
w h e n
u t i l i z i n g an
a r o
m a t i c s e l e c t i v e
s o l v e n t c o n t a i n i n g w a t e r , a r o m a t i c s e
l e c t i v e solvent i s often rem ov ed overhead
i n
admixture
w i t h
t h e
non-aromatic
r a f f i n a t e .
These
l o s s e s
o f
aro
m a t i c
s e l e c t i v e s o l v e n t a r e
c o n t r o l l e d b y w a t e r - w a s h i n g
t h e n o n - a r o m a t i c
r a f f i n a t e t h e r e b y r e m o v i n g . t h e s o l
v e n t which can be l a t e r recovered i n a
w a t e r s t r i p p i n g
zone b y s t r i p p i n g t h e water from
t h e
s o l v e n t .
S o l v e n t
c o n t a i n e d
i n t h e e x t r a c t
s t r e a m i s r e c o v e r e d b y
p a s s i n g
t h e
a r o m a t i c ~ s o l v e n t
m i x t u r e t o a s o l v e n t
r e c o v e r y
f r a c t i o n a t i o n
column
wherein
t h e l e a n s o l v e n t i s recov
50
55
60
65
2 ,
e r e d
and
r e c y c l e d b a c k
t o
t h e e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n
zone.
A c c o r d i n g l y , i t i s s e e n t h a t
t h e
a r t
h a s m e t h o d s d e v e l
oped f o r
r e c o v e r i n g
s o l v e n t removed o v e r h e a d i n
t h e
n o n - a r o m a t i c
r a f f i n a t e s t r e a m produced i n t h e e x t r a c
t i v e d i s t i l l a t i o n
z o n e .
However,
s i n c e
a r o m a t i c and
n o n - a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s a r e
m i s c i b l e
a n d
c a n n o t
b e
r e m o v e d
b y w a t e r - w a s h , t h o s e a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s
w h i c h a r e i n a d v e r t e n t l y removed
o v e r h e a d
i n a d m i x
t u r e with t h e r a f f i n a t e
streams
a r e o f t e n l o s t i n t h e pro
c e s s
and
u l t i m a t e l y
l o w e r t h e o v e r a l l e f f i c i e n c y
o f
a
g i v e n e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n p r o c e s s .
SUMMARY
OF THE INVENTION
I t i s
a n
o b j e c t o f t h i s i n v e n t i o n t o p r o v i d e a ' p r o c e s s
f o r t h e r e c o v e r y
o f a r o m a t i c
hydrocarbons
from a mix
t u r e o f
a r o m a t i c
and
n o n ~ a r o m a t i c
hydrocarbons by a n
improved, m ore f a c i l e and economical u t i l i z a t i o n o f
e x
tractive distillation.
I t i s a more l i m i t e d o b j e c t o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n t o
p r o v i d e
a
method
f o r c o n t r o l l i n g t h e amounts
o f a r o
m a t i c h y d r o c a r b o n
w h i c h a r e
u n d e s i r a b l y removed i n
t h e
n o n - a r o m a t i c r a f ? n a t e p r o d u c t r e c o v e r e d f r o m
t h e
e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n z o n e ,
p a r t i c u l a r l y
when
s u l f o l a n e
s o l v e n t i s
u t i l i z e d
t h e r e i n a s t h e a r o m a t i c s e l e c t i v e s o l
v e n t .
I n a broad
embodiment,
t h e r e f o r e , t h e p r e s e n t i n v e n
t i o n
r e l a t e s t o an improvement i n a
process
f o r
t h e sep
a r a t i o n o f aromatic h y d r o c a r b o n s :
from
a mixture o f
a r
o m a t i c and n o n - a r o m a t i c , h y d r o c a r b o n s
w h e r e i n
a
l e a n ,
aromatic
s e l e c t i v e s o l v e n t ,
r e c o v e r e d
from
a s o l v e n t
r e c o v e r y
f r a c t i o n a t i o n
c o l u m n , i s c o n t a c t e d w i t h
t h e
hydrocarbon
mixture
i n
an
e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n
zone
t o produce a n aromatic-rich e x t r a c t stream a n d a n o n
a r o m a t i c r a f ? n a t e o v e r h e a d and w a t e r i s s e p a r a t e d
from a
r e l a t i v e l y
d i l u t e
s o l v e n t
c o n t a i n i n g
w a t e r
s t r e a m
i n a
w a t e r
s t r i p p i n g z o n e .
T h e p a r t i c u l a r improvement
i n v o l v e s c o n t r o ll i n g t h e
amount
o f a r o m a t i c
h y d r o c a r
bons removed
i n
t h e n o n - a r o m a t i c r a f f i n a t e b y r e b o i l
i n g t h e
water
s t r i p p i n g
z o n e , maintained a t a
p r e s s u r e
s u f ? c i e n t t o
v a p o r i z e
a t l e a s t
a
p o r t i o n o f t h e water
. passed t h e r e t o , w i t h
a t
l e a s t a p o r t i o n o f t h e l e a n
s o l
v e n t r e c o v e r e d from
t h e s o l v e n t
r e c o v e r y z o n e ,
t h e r e b y
c o o l i n g
t h e l e a n s o l v e n t .
At
l e a s t a p o r t i o n o f t h e t h u s
cooled s o l v e n t i s p a s s e d t o a n
upper
p o r t i o n o f t h e ex
t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n
z o n e .
I n
a m o r e l i m i t e d e m b o d i
m e n t ,
a r o m a t i c l o s s e s
i n
t h e
r a f ? l n a t e overhead
may
b e
f u r t h e r c o n t r o l l e d b y l o w e r i n g t h e p r e s s u r e
m a i n t a i n e d
o n the
water
s t r i p p i n g zo ne when the a m o u n t
of aro
m a t i c
hydrocarbons removed overhead i n
t h e
non
a r o m a t i c r a f f i n a t e e x c e e d s a p r e d e t e r m i n e d l e v e l ,
t h e r e b y f u r t h e r c o o l i n g t h e l e a n s o l v e n t w h i c h l o w e r s
t h e a mount o f a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s removed i n t h e
o v e r h e a d
r a f f i n a t e . T h i s c o n t r o l method ?nds
p a r t i c u
l a r a p p l i c a b i l i t y when u t i l i z e d
i n
a s u l f o l a n e
t y p e s o l
v e n t p r o c e s s o r a p r o c e s s u t i l i z i n g N-methyl-Z
p y rr ol i d o n e as solvent.
I n a
f u r t h e r ,
m ore l i m i t e d
e m b o d i m e n t ,
t h e n o n
a r o m a t i c r a f f i n a t e c o m p r i s i n g h y d r o c a r b o n s ,
s o l v e n t
and
water
i s removed
i n
a
vapor phase
and
condensed,
with a t
l e a s t
a
portion
of
t h e co n d e n s e d
water
being
p a s s e d a s r e ? u x i n t o a n upper
p o r t i o n
o f t h e
e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n z o n e . P r e f e r a b l y ,
t h i s
w a t e r re?ux
i s
u t i l i z e d
o n l y when
t h e
a mount
o f a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s
r e ~
moved
n
the
r a f f i n a t e
exceeds
a pre-determined l e v e l .
I n a more l i m i t e d embodiment,
t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n
r e l a t e s
t o
a m e t h o d f o r c o n t r o l l i n g a r o m a t i c l o s s e s from
-
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4/8
3 , 7 6 3 , 0 3 7
3
a
p r o c e s s
f o r
s e p a r a t i n g
n o n - a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s
f r o m a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s
b y e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n .
T h i s n o v e l method
i n v o l v e s
i n t r o d u c i n g
a
hydrocarbon
f e e ds t o c k c o n t a i n i n g a r o m a t i c a n d n o n - a r o m a t i c h y
drocarbons
i n t o
a
s u l f o l a n e
t y p e
e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n
zone maintained
under
e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n condi
t i o n s i n c l u d i n g
t h e
p a s s i n g o f a h e r e i n a f t e r
s p e c i ? e d
l e a n
s o l v e n t stream
c o n t a i n i n g water
i n t o an upper por
t i o n o f t h e e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n zone
t o provide
an
a r
o m a t i c ,
r i c h l i q u i d e x t r a c t s t r e a m r e l a t i v e l y f r e e
o f non
a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s
a n d
c o m p r i s i n g s u l f o l a n e , a r o
m a t i c hydrocarbons
and
w a t e r ,
and
a vaporous r a f f l
n a t e s t r e a m c o m p r i s i n g n o n - a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s ,
w a t e r ,
a minor
a m o u n t
of
s u l f o l a n e
a n d a
predeter
mined a m o u n t
of
aromatic hydrocarbons. T h e
over
head r a f f i n a t e
stream
i s condensed
t o
p r o v i d e a f i r s t
aqueous stream
containing a minor
a m o u n t
of
s u l f o l a n e
and
a
hydrocarbon
r a f ? n a t e c o n t a i n i n g a
minor
a m o u n t o f
s u l f o l a n e .
T h e hydrocarbon r a f ? n a t e
stream
i s
w as h e d
w i t h water
t o
p r o v i d e
a r e l a t i v e l y
s u l f o l a n e
f r e e , n o n - a r o m a t i c r a f ? n a t e p r o d u c t
and a second
aqueous
stream
containing
a
minor
a m o u n t of
s u l f o
l a n e .
A o r t i o n
o f t h e f i r s t aqueous
s t r e a m
i s
p a s s e d a s
r e ? u x i n t o t h e upper p o r t i o n o f t h e
e x t r a c t i v e
d i s t i l l a
t i o n z o n e , p r e f e r a b l y o n l y w h e n t h e
a r o m a t i c s
con
t a i n e d
i n
t h e r a f f m a t e overhead
exceeds
a
p r e
d e t e r m i n e d v a l u e . T h e l i q u i d e x t r a c t
i s
p a s s e d i n t o a
s o l v e n t r e c o v e r y zone
maintained
under s o l v e n t s t r i p
p i n g c o n d i t i o n s i n c l u d i n g t h e i n t r o d u c t i o n of steam
i n t o a lower section of the
recovery
zo ne t o
provide
a
r e l a t i v e l y n o n - a r o m a t i c a n d
s u l f o l a n e
f r e e
e x t r a c t
p r o d
uct
a n d
a lean
solvent stream containing water a t a n
e l
e v a t e d t e m p e r a t u r e , t y p i c a l l y o f about 250F t o about
4 0 0 F . The
r e m a i n i n g
p o r t i o n o f t h e ? r s t
a q u e o u s
stream
a n d
t h e
second
aqueous
stream a r e passed
t o
a
water s t r i p p i n g
zone maintained a t
a temperature a n d
p r e s s u r e
s u f f i c i e n t
t o provide a water
vapor
stream
c o m p r i s i n g w a t e r . T h i s vapor s t r e a m i s t h e n condensed
i n
a d m i x t u r e
w i t h v t h e p r e v i o u s l y m e n t i o n e d v a p o r o u s
r a f ? n a t e s t r e a m . T h e
water
s t r i p p i n g zone i s r e b o i l e d
w i t h a t l e a s t a p o r t i o n of
t h e
l e a n
s o l v e n t
stream w i t h
dr a wn
from
t h e s o l v e n t
recovery zone a t
an elevated
temperature t o
p r o v i d e a cooled
l e a n s o l v e n t
stream
which
i s t h e n p a s s e d
t o
t h e
e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n zone
a s
t h e
p r e v i o u s l y
s p e c i f i e d s u lf o l a n e
s t r e a m .
i n
a
m o re
l i m i t e d embodiment, a r o m a t i c l o s s e s i n
t h e
r a f t i n a t e
overhead
a r e f u r t h e r
c o n t r o l l e d
by
l o w e r i n g
t h e
p r e s
s u r e
maintained
i n t h e
water
s t r i p p i n g
zone w h e n t h e
amount
o f
a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s c o n t a i n e d i n t h e r a f
f i n a t e e x c e e d s
t h e
p r e d e t e r m i n e d
l e v e l .
L o w e r i n g
t h e
p r e s s u r e c a u s e s f u r t h e r
c o o l i n g
o f t h e l e a n s o l v e n t
p a s s e d t o
t h e
e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n zone
t h e r e b y
i n d u c
i n g
g r e a t e r
amounts o f
i n t e r n a l
re?ux
w i t h i n t h e e x t r a c
t i v e
d i s t i l l a t i o n
z o n e t h e r e b y l o w e r i n g t h e a m o un t o f
a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s
r e m o v e d
o v e r h e a d .
i n
a
m o r e
l i m i t e d
e m b o d i m e n t the extract rem ov ed
overhead
from
t h e solvent
recovery zone
i s a vapor
s t r e a m c o m p r i s i n g
a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s
and
w a t e r
r e l a t i v e l y f r e e
o f
s u l f o l a n e . T h i s vapor overhead i s con
dcnsed and t h e water recovered i s u t i l i z e d a s t h e water
w i t h which t h e s u l f o l a n e c o n t a i n i n g r a f ? n a t e i s
washed.
Other
o b j e c t s ,
e m bo d i m e n t s and a more d e t a i l e d de
s c r i p t i o n o f t h e
f o r e g o i n g
embodiments w i l l b e f o u n d
i n
t h e f o l l o w i n g , more d e t a i l e d
d e s c r i p t i o n
o f t h e
p r e s
ent i n v e n t i o n .
2 0
25
3 0
4 0
4
DETAILED DESCRlPTlON OF
THE
INVENTION
F e e d s t o c k s
s u i t a b l e
f o r
u s e i n t h e p r a c t i c e o f
t h i s
i n
v e n t i o n
i n c l u d e hydrocarbon
f l u i d m i x t u r e s h a v i n g a
s u f f i c i e n t l y
h i g h
c o n c e n t r a t i o n
o f a r o m a t i c
h y d r o c a r
bons
t o
e c o n o m i c a l l y
j u s t i f y
r e c o v e r y o f
t h e s e
a r o m a t i c
hydrocarbons a s a p r o d u c t s t r e a m . T h e
p r e s e n t i n v e n
t i o n i s p a r t i c u l a r l y a p p l i c a b l e t o h y d r o c a r b o n f e e d m i x
t u r e s which c o n t a i n
a t l e a s t 2 5 p e r c e n t by w e i g h t
a r o
m a t i c
h y d r o c a r b o n s ,
a l t h o u g h
h y d r o c a r b o n f e e d m i x
t u r e s
c o n t a i n i n g a s
l i t t l e
a s l 5
p e r c e n t by w e i g h t
a r o
m a t i c s a n d
a s h i g h a s 9 5 p e r c e n t b y w e i g h t a r o m a t i c h y
drocarbons
a r e
s u i t a b l e . A s u i t a b l e carbon
num ber
range
f o r t h e
feedstock
i s
from s i x carbon
a t o m s per
molecule
t o
about
20 carbon ato ms per molecule, and
p r e f e r a b l y
from
about s i x t o 1 0 carbon ato ms per mole
c u l e . A r e f e r r e d f e e d st o c k s o u r c e i s t h e d e b u t a n i z e d
o r d e p e n t a n i z e d e f ? u e n t from a c o n v e n t i o n a l c a t a l y t i c
r e f o r m i n g
u n i t .
Another
s a t i s f a c t o r y
f e e d s t o c k
i s
t h e
l i q u i d b y - p r o d u c t f r o m a p y r o l y s i s g a s o l i n e
u n i t
w h i c h
h a s
been
h y d r o t r e a t e d t o s a t u r a t e o l e ? n s
and
d i o l e ? n s ,
t h e r e b y p r o d u c i n g a n a r o m a t i c h y d r o c a r b o n concen
t r a t e
s u i t a b l e
f o r p r o c e s s i n g b y e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n
t e c h n i q u e s . A
y p i c a l f e e d s t o c k from
a
c a t a l y t i c r e
f o r m i n g
p r o c e s s
u n i t
c o n t a i n s s i n g l e
r i n g
a r o m a t i c h y
drocarbons o f a wide b o i l i n g m i x t u r e
i n c l u d i n g
ben
z e n e , t o l u e n e and x y l e n e s i n
admixture
w i t h t h e
c o r r e
s p o n d i n g
b o i l i n g r a n g e p a r a f f m s
a n d
n a p h t h e n e s .
T h u s , ~
i t i s
t h e s e
s i n g l e
r i n g
a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n s
w h i c h a r e
t o be r e c o v e r e d from t h e p r e f e r r e d c a t a l y t i c
r e f o r m i n g
reactor
e f f l u e n t .
I t
i s
t o ' b e
pointed o u t , however,
while
t h e p r e s e n t
i n v e n t i o n i s d i r e c t e d
s p e c i ? c a l l y t o t h e e x
t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n
o f a
hydrocarbon
m i x t u r e , i n c l u d e d
w i t h i n t h e broad
scope
o f t h i s i n v e n t i o n a r e
hydrocar
b o n m i x t u r e s i n admixture w i t h aromatic s e l e c t i v e s o l
v e n t s
such
a s a solvent-aromatic
mixture
containing
non-aromatic hydrocarbons which i s produced, a s
ex
t r a c t , i n
a
l i q u i d p h a s e
s o l v e n t e x t r a c t i o n
z o n e .
S o l v e n t s i n c l u d e d w i t h i n t h e
s c o p e
o f t h e p r e s e n t
i n
vention a r e those s o l v e n t s
which
e x h i b i t a
tendency
t o
s e l e c t i v e l y
d i s s o l v e
a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n s
when
t h e
aromatic hydrocarbons a r e contained i n a
n o n
aromatic
m i x t u r e . T h e p r e f e r r e d so l v e n t i s
a
s o l v e n t
o f
the sulfolane t y p e .
This
solvent
i s a
known
r t i c l e of
4 5
50
55
60
commerce,
p a r t i c u l a r l y
w e l l
kn o w n t o t h o s e s k i l l e d
i n
t h e
a r t o f a r o m a t i c r e c o v e r y b y s e l e c t i v e s o l v e n t
e x t r a c
t i o n and
t y p i c a l l y
p o s s e s s e s a
?ve-member r i n g
con
t a i n i n g
o n e
a tom o f
s u l f u r a n d f o u r atoms o f
carbon
with two oxygen atoms
b o n d e d
t o
t h e
s u l f u r
a t o m
of
t h e
r i n g .
Other s o l v e n t s which
have
a h i g h
s e l e c t i v i t y
f o r
s e p a
r a t i n g
a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s
f r o m
n o n - a r o m a t i c
h y
d r o c a r b o n s
i n c l u d e d
i n
t h e p r a c t i c e
o f
t h i s i n v e n t i o n
a r e t h e
s u l f o l e n e s
such
a s 2 - s u l f o l e n e
and
3 - s u l f o l e n e ,
2 - m e t h y l s u l f o l a n e , 2 - 4 - d i m e t h y l - s u l f o l a n e , m e t h y l - 2
s u l f o n y l e t h e r , n - a r y l - 3 - s u l f o n y l a m i n e , 2 - s u l f o n y l a c e
t a t e ,
d i e t h y l e n e g l y c o l ,
v a r i o u s p o l y e t h y l e n e g l y c o l s , d i
p r o p y l e n e g l y c o l ,
v a r i o u s
p o l y p r o p y l e n e g l y c o l s ,
d i
m e t h y l s u l f o x i d e ,
N - m e t h y l p y r r o l i d o n e , g l y c o l - a m i n e s ,
N - m e t h y l - 2 - p y r r o l i d o n e ,
a
N - m e t h y l - 2 - p y r r o l i d o n e - _
e t h y l e n e
g l y c o l m i x t u r e , a n d
v a r i o u s m i x t u r e s
o f
t h e
a b o v e .
As
i n d i c a t e d ,
t h e s p e c i ? c a l l y
p r e f e r r e d
s o l v e n t
f o r
u s e
i n
t h e
p r a c t i c e o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n i s s u l f o
l a n e . A l s o
p r e f e r r e d i s
a N - m e t h y l - Z - p y r r o l i d o n e
mix
ture.
Since the
aromatic s e l e c t i v i t y
of a solvent
can
b e
en
hanced b y t h e a d d i t i o n o f w a t e r
t o
t h e s o l v e n t , t h e
p r e
-
8/10/2019 US3763037.pdf
5/8
3 , 7 6 3 , 0 3 7
5
t c r r c d
s o l v e n t
u t i l i z e d i n t h e
p r a c t i c e
o f t h i s i n v e n t i o n
c o n t a i n s s m a l l q u a n t i t i e s
o f
w a t e r
i n
o r d e r
t o
i n c r e a s e
t h e
s e l e c t i v i t y o f
t h e o v e r a l l s o l v e n t p h a s e f o r a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n s
o v e r n o n ~ a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n s
w i t h
o u t s u b s t a n t i a l l y
r e d u c i n g
t h e s o l u b i l i t y o f t h e
s o l v e n t
p h a s e
f o r
a r o m a t i c s .
The
p r e s e n c e o f
w a t e r
i n
t h e
s o l
v e n t c o m p o s i t i o n a l s o p r o v i d e s a
r e l a t i v e l y
v o l a t i l e ma
t e r i a l
which i s d i s t i l l e d from
t h e s o l v e n t i n t h e e x t r a c
t i v e d i s t i l l a t i o n zone which s
m ore
f u l l y d i s c u s s e d
here
i n a f t e r ,
t o
h e l p v a p o r i z e
t h e l a s t
t r a c e s o f n o n - a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n s f r o m t h e h y d r o c a r b o n
s t r e a m
b y s t e a m
d i s t i l l a t i o n .
The c o m p o s i t i o n o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n
p r e f e r a b l y c o n t a i n s from a b o u t
0 . 5 p e r c e n t
t o a b o u t 20
p e r c e n t b y w e i g h t
w a t e r ,
i n p a r t i c u l a r
f r o m l a b o u t 2
p e r c e n t t o a b o u t
1 0 p e r c e n t b y w e i g h t
d e p e n d i n g u p o n
t h e
p a r t i c u l a r
s o l v e n t u t i l i z e d a n d t h e p r o c e s s
c o n d i
t i o n s
a t which t h e
e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n
zone
i s oper
a t e d .
E x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n
c o n d i t i o n s and t e c h n i q u e s a r e
g e n e r a l l y w e l l
kn o w n t o
t h o s e t r a i n e d i n t h e
a r t
and
v a r y
d e p e n d i n g upon t h e
p a r t i c u l a r
a r o m a t i c
s e l e c t i v e
s o l v e n t
u t i l i z e d .
T h e r e f o r e , f o r b r e v i t y ,
t h e
d i s c u s s i o n
w i l l
b e
g e n e r a l l y l i m i t e d t o a
s u l f o l a n e
t y p e
s o l v e n t ,
p a r t i c u l a r l y s u l f o l a n e, and no i n t e n t i s
m a d e
t h e r e b y
t o
unduly
l i m i t
t h e
scope
of t h i s
i n v e n t i o n t o t h i s
s o l v e n t
s p e c i e s .
B r o a d l y
s p e a k i n g , e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n
c o n d i t i o n s
f o r e x t r a c t i n g
a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n s
from
non
a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s
i n c l u d e
l o w p r e s s u r e s a n d s u f f i
c i e n t l y
h i g h t e m p e r a t u r e s i n o r d e r t o v a p o r i z e
a l l
t h e
n o n - a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s , t h e r e b y p r o v i d i n g a p r e
d o m i n a n t l y n o n - a r o m a t i c f r a c t i o n
c o n t a i n i n g
n o n
a r o m a t i c s ,
a
minor
amount
o f
a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n s
s o l v e n t , and w a t e r . I t
i s
t h e s p e c i ? c i n t e n t o f t h i s i n v e n
t i o n t o l i m i t
t h e
a m o u n t o f aromatic hydrocarbons r e
moved
i n t h e non-aromatic
f r a c t i o n
r e c o v e r e d i n t h e
e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n s t e p . A l s o , p r o v i d e d i s a r e l a t i v e l y
n o n ~ a r o m a t i c - f r e e
bottoms
f r a c t i o n c o n t a i n i n g a r o
m a t i c h y d r o c a r b o n s a n d s o l v e n t . T y p i c a l l y , t h i s b o t
t o m s f r a c t i o n
c o n t a i n s
l e s s t h a n 1 , 0 0 0 p p m a n d
p r e f e r
a b l y l e s s t h a n
5 0 0
p p m b y w e i g h t n o n - a r o m a t i c
h y d r o
c a r b o n s .
T y p i c a l o p e r a t i n g c o n d i t i o n s i n
t h e e x t r a c t i v e d i s t i l l a
t i o n
zone w h e n
u t i l i z i n g
a s u l f o l a n e s o l v e n t , i n c l u d e s a
p r e s s u r e from
about
90 mm Hg a b s o l u t e t o 40
p s i g , an
o v e r h e a d t e m p e r a t u r e o f a b o u t l 3 0 F t o a b o u t 3 3 0 F ,
and a bottoms temperature of about
I70F
t o about
3 5 5 F .
S u l f o l a n e
s o l v e n t
t o
f e e d r a t i o s
may
v a r y
from
about
1 : 1 t o
about
2 0 : l depending on t h e p r e s s u r e
and
t e m p e r a t u r e
a n d
f e e d c o m p o s i t i o n .
The
p r e f e r r e d s o l
v e n t
t o
f e e d
r a t i o
w h e n
p r o c e s s i n g a
C6-C8 r a n g e naph
t h a i s i n t h e range of
about
2 : 1
t o about
6 : 1 . A ore
de
t a i l e d
d e ? n i t i v e d e sc r i p t i o n o f t h e c o n d i t i o n s , a p p a r a
t u s
and
process ? o w s f o r
an
e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n
pro
c e s s u t i l i z i n g a s u l f o l a n e t y p e
s o l v e n t m a y
be found
i n
P e t r o l e um R e ? n e r , S e p t e m b e r 1 9 5 9 ,
v o l .
38 ,
N o . 9 ,
p a g e s
1 8 5
t h r o u g h
1 9 2 ,
t h e t e a c h i n g s o f
which
a r e
s p e
10
I S
2 0
25
3 0
35
45
c i ? c a l l y i n c o r p o r a t e d h e r e i n by r e f e r e n c e .
As
i n d i -
c a t e d , t h e e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n zone
p r o v i d e s
a r i c h ,
l i q u i d
e x t r a c t
s t r e a m
r e l a ti v e l y f r e e
o f
n o n - a r o m a t i c
h y
d r o c a r b o n s
c o m p r i s i n g s u l f o l a n e s o l v e n t h a v i n g
d i s
s o l v e d
t h e r e i n t h e
d e s i r e d
a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s . A l s o
p r o v i d e d i s a
vaporous
r a f f i n a t e s t r e a m c o m p r i s i n g
non~aromatic hydrocarbons, water
( s t e a m )
and a
minor
a mou nt o f
s u l f o l a n e .
T h e water i s p r e s e n t b e ~
cause t h e l e a n s u l f o l a n e s o l v e n t
u t i l i z e d
i n t h e pre
f e r r e d e m b o d i m e n t s
contains
water
t o
enhance i t s s e
60
6
l e c t i v i t y .
T h e vaporous overhead a l s o c o n t a i n s a minor
am o unt o f a r o m a t i c
hydrocarbons which
a r e removed
overhead
and
which
r e p r e s e n t a l o s s
o f a r o m a t i c
h y d r o
carbons from t h e
p r o c e s s .
T h e essence o f t h i s i n v e n t i o n
l i e s i n c o n t r o l l i n g t h e
a mou nt
o f
a r o m a t i c s ,
which a r e
l o s t i n t h i s
overhead
s t r e a m ,
a t
a
predetermined
l e v e l .
T h i s l e v e l i s
d i c t a t e d b y t h e e c o n o m i c s a s s o c i a t e d w i t h
a g i v e n
u n i t and f e e d s t o c k and can
v a r y
a c c o r d i n g l y . I n
g e n e r a l ,
i t i s . d e s i r e d
t o r e c o v e r more t h a n 9 5
p e r c e n t
o f t h e a r o m a t i c s c o n t a i n e d
i n
a g i v e n f e ed s t o c k . S i m u l '
t a n e o u s l y a s s o c i a t e d w i t h r e d uc i n g a r o m a t i c l o s s e s w i l l
b e t h e r e d u c t i o n i n t h e a mou nt o f s u l f o l a n e which i s
p r e s e n t
i n
t h e r a f ? n a t e o v e r h e a d .
I n
any
e v e n t ,
t h i s v a
p o r o u s
r a f ? n a t e
s t r e a m i s c o o l e d
and c o n d e n s e d . U p o n
c o n d e n s a t i o n , two l i q u i d p h a s e s
a r e
f o r m e d ,
a
h y d r o
c a r b o n
p h a s e
c o n t a i n i n g
m i n o r
amounts
o f
s u l f o l a n e
and a ? r s t aqueous
p h a s e ,
a l s o c o n t a i n i n g
a
minor
am o unt
o f
s u l f o l a n e . The s u l f o l a n e c o n t a i n e d
i n t h e
hy
d r o c a r b o n
p h a s e i s r e m o v e d b y
s c r u b b i n g
t h e h y d r o
carbon r a f ? n a t e w i t h water by
m e a n s
w e l l
k n o w n
t o
t h o s e
t r a i n e d
i n t h e
a r t ,
i n c l u d i n g
t h e
u t i l i z a t i o n o f a
packed column o r a r o t a t i n g d i s c c o n t a c t o r . P r e f e r a b l y
t h e water u t i l i z e d
i s
p r o v i d e d b y a
s u l f o l a n e f r e e
water
s t r e a m r e c o v e r e d
from a h e r e i n a f t e r d e s c r i b e d s o l v e n t
r e c o v e r y column. T h i s w a t e r
w a s h i n g p r o v i d e s a
s u l f o
l a n e - f r e e
( i . e . ,
l e s s t h a n 1 0 p p m s o l v e n t ) r a f f i n a t e p r o d
u c t and a second aqueous s t r e a m comprising water and
s u l f o l a n e .
T h e
s u l f o l a n e
c o n t a i n e d
i n t h e d e s c r i b e d f i r s t
and
second
aqueous stream i s
recovered i n a
water
s t r i p p i n g zone t o be d e s c r i b e d l a t e r .
T h e aromatics contained i n t h e e x t r a c t from t h e ex
t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n
column
a r e recovered i n
a
s o l v e n t
r e c o v e r y
column
o f
t h e
v a r i e t y
w e l l
known
t o
t h o s e
t r a i n e d i n t h e s o l v e n t e x t r a c t i o n a r t .
T h i s column u t i
l i z e s
steam a s
a bottoms i n p u t
s t r i p p i n g m e d i u m t o a i d
i n
t h e
s e p a r a t i o n o f t h e
a r o m a t i c s and
s o l v e n t . L o w
p r e s s u r e s
a n d s u f f i c i e n t l y
h i g h t e m p e r a t u r e s
s u f f i c i e n t
t o d i s t i l l
t h e a r o m a t i c hydrocarbons overhead
a r e u t i ~
l i z e d
w i t h t h e
e x a c t c o n d i t i o n s
b e i n g a
f u n c t i o n o f
f e e d
s t o c k c o m p o s i t i o n a n d s o l v e n t . H o w e v e r ,
o v e r h e a d
p r e s s u r e s o f about
100
t o
about
4 0 0
mm g a b s o l u t e
and bottoms
t e m p e r a t u r e s o f
about 250F t o about
500F a r e
u t i l i z e d w h e n
s u l f o l a n e i s t h e s o l v e n t .
Pro
duced
i s an overhead
f r a c t i o n
o f water and a r o m a t i c s ,
f r e e o f s o l v e n t ,
which upon c o n d e n s a t i o n y i e l d a
? n a l
e x t r a c t p r o d u c t .
The w a t e r
i s
r e c o v e r e d and
i s
t y p i c a l l y
u t i l i z e d
a s t h e
water
i n p u t
t o t h e
r a f ? n a t e
w a s h
column.
T h e
described l o s s o f aromatics from
an e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n
z o n e i s a p r o b l e m l o n g
r e c o g n i z e d b y
t h e
a r t .
T h e exact
a m o u n t of t h i s
l o s s i s
determined by
a
compromise d i c t a t e d b y e c o n o m i c s ;
t h a t
i s , t h e
s i z e
o f
e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n zone and
p r o c e s s i n g
c o n d i t i o n s
u t i l i z e d which
a r e r e q u i r e d t o p r o d u c e a g i v e n p u r i t y
a r o m a t i c s p r o d u c t b a l a n c e d a g a i n s t t h e am o unt o f a r o
m a t i c s t o be
r e c o v e r e d . I n
o t h e r w o r d s ,
y i e l d i s b a l
a n c e d a g a i n s t
p u r i t y . S e e , f o r e x a m p l e , US. P a t s . N o s .
3 , 1 4 6 , 1 9 0 and 3 , 3 3 8 , 8 2 4 f o r a d e t a i l e d d i s c u s s i o n o f
t h e s e p a r t i c u l a r
problems.
Overhead
a r o m a t i c l o s s e s
i n
s u l f o l a n e t y p e
u n i t s
i s ,
p a r t i c u l a r l y
v e x a t i o u s
t o
s o l v e ,
p a r t i c u l a r l y
when p r o
c e s s i n g
h y d r o c a r b o n f e e d s t o c k s c o n t a i n i n g l a r g e
amounts
o f
a r o m a t i c s ,
i . e . , 8 0 p e r c e n t b y w e i g h t
o r
more. Aromatic
l o s s e s
s te m from t r y i n g t o a t t a i n com
p l e t e s o l v e n t
m i s c i b i l i t y
on a l l t r a y s o f t h e e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n z o n e .
I n c o n v e n t i o n a l
d i s t i l l a t i o n p r o c e s s e s ,
l o s s e s o f h i g h e r
b o i l i n g
components
a s
a
vapor
over
head a r e r e a d i l y c o n t r o l l e d
b y r e ? u x i n g
a p o r t i o n o f t h e
-
8/10/2019 US3763037.pdf
6/8
3 , 7 6 3 , 0 3 7
7
o v e r h e a d a f t e r c o o l i n g
and
c o n d e n s a t i o n . However,
i n
e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n such
a s
t h e s u l f o l a n e t y p e , re?ux
i n g
o f t h e hydrocarbon r a f ? n a t e h a s
a tendency
t o
c a u s e
p h a s e f o r m a t i o n ( t w o l i q u i d p h a s e s )
w i t h i n
t h e
e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n c o l u m n , t h e r e b y u p s e t t i n g t h e
h e a t b a l a n c e
and
o p e r a t i o n o f
t h e
column.
T h i s
i s
a
p a r
t i c u l a r p r o b l e m when p r o c e s s i n g h i g h l y
a r o m a t i c
f e e d
s t o c k s .
One
m e t h o d which
can
be
u t i l i z e d
i s c o n t r o l l i n g
t h e
t e m p e r a t u r e
o f t h e
l e a n s o l v e n t p a s s e d t o
t h e
upper
s e c t i o n o f t h e e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n
z o n e .
By c h o o s i n g
a proper temperature, t h e l e a n s o l v e n t e n t e r i n g a c t s
a l s o a s a heat s i n k thereb y causing an i n t e r n a l
re?ux
t o
f o r m .
However,
t h i s temperature must be c o n t r o l l e d
w i t h i n a r e l a t i v e l y narrow range
i n order
t o
prevent
e i
ther
a n arom a tic
carryover,
c o n t a m i n a t i o n
o f the ex -
t r a c t
w i t h n o n - a r o m a t i c s , o r t h e formation of
d i f f e r e n t
l i q u i d p h a s e s w i t h i n
t h e
e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n z o n e .
I n
a c t u a l p r a c t i c e , t h e l e a n s o l v e n t u t i l i z e d i n t h e e x
t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n zone h a s b e e n recovered from t h e
b o t t o m s portion of a
s o l v e n t
recovery
column
a t an
e l e
v a t e d
t e m p e r a t u r e ,
t y p i c a l l y
o f about
250F t o
about
400F.
T h e
s o l v e n t must
then be
cooled
b e f o r e i t can
be used
i n
t h e e x tr a c t i v e d i s t i l l a t i o n z o n e . T h e u t i l i z a
t i o n
o f
a i r
c o o l i n g o r c o o l i n g
w a t e r
s t r e a m s ,
however,
because
o f v a r i a t i o n s i n atmospheric c o n d i t i o n s , c a u s e
a wide
?uctuation
i n t h e degree o f c o o l i n g a t t a i n e d
o n
t h e s o l v e n t a n d a s a
consequence, does
not e f f e c t i v e l y
c o n t r o l
t h e
a r o m a t i c l o s s e s
from t h e
c o l u m n .
I n t h e p r e s e n t i n v e n t i o n , th e t e m p e r a t u r e o f
t h e
l e a n
s o l v e n t passed t o t h e e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n
column i s
more
r e a d i l y c o n t r o l l e d
b y
r e b o i l i n g t h e
column
u t i
l i z e d w i t h i n t h e process t o recover s u l f o l a n e s o l v e n t
from
a
d i l u t e
aqueous
s t r e a m .
I n
p a r t i c u l a r ,
a t l e a s t
a
p o r t i o n o f t h e h o t l e a n s o l v e n t emanating from t h e
s o l
vent
recovery
column i s
u t i l i z e d
t o r e b o i l a water
s t r i p
p i n g column
wherein
a t
l e a s t
a p o r t i o n of t h e water
contained i n
t h e
s p e n t water stream
from
t h e r a f ? n a t e
w a s h
column
a n d a t l e a s t a portion of t h e wat er recov
e r e d from t h e
condensed r a f ? n a t e
overhead
stream
from
t h e
e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n column i s v a p o r i z e d t o
recover
t h e s u l f o l a n e s o l v e n t contained t h e r e i n . More
p a r t i c u l a r l y , t h e water
s
converted
t o steam
and
s
used
a s t h e
steam
s t r i p p i n g medium i t h i n t h e s o l v e n t recov
ery column.
Broad c o n d i t i o n s t o be u t i l i z e d
w i t h i n t h e
water s t r i p
p i n g
column a r e w e l l
k n o w n
t o
t h o s e
t r a i n e d
i n
t h e
a r t
and
i n c l u d e
a
temperature
and
p r e s s u r e
s u f f i c i e n t t o
v a p o r i z e
a t l e a s t a
p o r t i o n o f t h e w a t e r . P r e f e r a b l y ,
s u b
atmospheric
p r e s s u r e s
such
a s a
p r e s s u r e o f
about 3 0 0
mm
Hg
b s o l u t e up t o about 7 6 0
mmHg
b s o l u t e , a n d
a
temperature of about 180F t o about 25 0 F
a r e m a i n
t a i n e d i n
t h e bottom s e c t i o n o f
t h e s t r i p p i n g
z o n e .
T o
a l s o a s s i s t i n c o n t r o l l i n g
a r o m a t i c l o s s e s
i n t h e
r a f
?nate overhead,
a
portion of t h e wat er recovered when
t h e vaporous r a f ? n a t e w as condensed m a y be re?uxed
i n t o t h e upper p o r t i o n o f t h e e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n c o l
u m n . While the exact amount f water
can vary
accord
i n g t o f e e d s t o c k
a n d
r e c o v e r y
s o u g h t , i t i s p r e f e r r e d
t h a t about 25 p ercent t o about 75 percent of t h e
con
d e n s e d w a t e r b e r e ? u x e d . I n
p a r t i c u l a r ,
i t
i s
p r e f e r r e d
t h a t t h i s re?ux b e
i n i t i a t e d
o n l y
w h e n t h e a r o m a t i c
l o s s e s
exceed a predetermined l e v e l .
A
i l u t e
aqueous
s o l u t i o n o f s u l f o l a n e p r o v i d e s
a
r e l
a t i v e l y c o n s t a n t b o i l i n g m i x t u r e w h i c h , w h e n h e a t e x
c h a n g e d
a g a i n s t . h o t ,
l e a n
s o l v e n t ,
p r o v i d e s
s m o o t h
t e m p e r a t u r e c o n t r o l on t h e l e a n s o l v e n t p a s s e d from
t h e
s o l v e n t recovery
column t o
t h e
e x t r a c t i v e d i s t i l l a
2 0
2 5
35
45
50
55
8
t i o n column. Afforded
i s a
temperature c o n t r o l t e c h
n i q u e
i n d e p e n d e n t
o f
a m b i e n t t e m p e r a t u r e ? u c t u a t i o n s
s i n c e t h e
temperature
w i t h i n t h e
w a t e r
s t r i p p i n g
c o l
umn
s r e a d i l y maintained w i t h i n a
v e r y narrow
range
b y
s i m p l y c o n t r o l l i n g t h e p r e s s u r e on t h e
c o l u m n .
F u r
t h e r , d i l u t e s o l v e n t s o l u t i o n s a r e not very
s e n s i t i v e t o
c o m p o s i t i o n c h a n g e s . A c c o r d i n g l y ,
t h e
t e m p e r a t u r e
o n
t h e
l e a n
s o l v e n t s t r e a m i s c o n t r o l l e d
by
c o o l i n g
a t l e a s t
a p o r t i o n of
t h e s o l v e n t
recovery bottoms
i n t h e
water
s t r i p p e r
r e b o i l e r .
The
e x a c t
d e g r e e
o f c o o l i n g
i s r e a d i l y
m a i n t a i n e d
by e i t h e r
o v e r
c o o l i n g
a p o r t i o n
o f
t h e
l e a n
s o l v e n t
w i t h e x a c t
c o n t r o l
p r o v i d e d
b y a d m i x i n g
h o t
l e a n s o l v e n t
w i t h
t h e
c o o l e d
s o l v e n t ,
b y v a r y i n g
t h e
pressure of t h e
water s t r i p p i n g
zone, or a
combination
t h e r e o f whenever t h e a r o m a t i c l o s s e s i n
t h e r a f f i n a t e
o v e r h e a d
e x c e e d a p r e d e t e r m i n e d l e v e l .
DESCRIPTION OF THE DRAWING
T h e p r e s e n t i n v e n t i o n c a n b e most c l e a r l y i l l u s t r a t e d
and
d e s c r i b e d b y
r e f e r e n c e
t o
t h e
a t t a c h e d s c h e m a t i c
d i a g r a m i l l u s t r a t i n g t h e r e c o v e r y o f a r o m a t i c h y d r o c a r
bons from a c a t a l y t i c r e f o r m a t e . Of
n e c e s s i t y ,
c e r t a i n
l i m i t a t i o n s must be
p r e s e n t
i n a s c h e m a t i c diagram
o f
t h e t y p e p r e s e n t e d and no
i n t e n t i o n
i s m a d e t h e r e b y t o
l i m i t t h e
scope
o f t h i s i n v e n t i o n a s t o f e e d s t o c k s ,
r a t e s ,
o p e r a t i n g c o n d i t i o n s , s o l v e n t s ,
e t c .
C e r t a i n m i s c e l l a
neous appurtenances i n c l u d i n g some
v a l v e s ,
c o n t r o l s ,
pumps,
c o m p r e s s o r s ,
s e p a r a t o r s , r e b o i l e r s and t h e l i k e
have be en e l i m i n a t e d . Only
t h o s e
v e s s e l s and
l i n e s nec
e s s a r y f o r a complete
and
c l e a r understanding
of
t h e
various
e m b o d i m e n t s
of
t h i s
invention
a r e i l l u s t r a t e d .
R e f e r r i n g n o w t o t h e a t t a c h e d d r a w i n g ,
a
C8
hydrocarbon
f e e d
s t r e a m
d e r i v e d from
a c a t a l y ti c r e
f o r m a t e
c o n t a i n i n g
a b o u t
1 0 p e r c e n t
n o n - a r o m a t i c s
( p a r a f ? n s
and n a p h t h e n e s ) a n d
a b o u t 90 p e r c e n t a r o
m a t i c h y d r o c a r b o n s , o f w h i c h
g r e a t e r t h a n 90 p e r c e n t
a r e
C 8 , e n t e r s
v i a l i n e
1 , i s commingled w i t h make-up
o r wet s o l v e n t
e n t e r i n g v i a
l i n e 2
and p a s s e d v i a
l i n e 3
t o e xt r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n column 4 .
E x t r a c t i v e d i s t i l l a
t i o n column 4 s o f a
conventional
d e s i g n f o r t h e e x t r a c
t i o n
o f aromatic hydrocarbons from an aromatic
n o n
a r o m a t i c hydrocarbon m i x t u r e w h e r e i n
s u l f o l a n e
i s u t i
l i z e d a s
t h e
s e l e c t i v e s o l v e n t . More
p a r t i c u l a r l y , s u l f o
lane derived a t a s p e c i f i e d temperature i n a m a n n e r t o
be d e s c r i b e d l a t e r , e n t e r s t h e upper
p o r t i o n o f
e x t r a c
t i v e d i s t i l l a t i o n column 4 v i a l i n e 5 and c o n t a c t s t h e r e i n
t h e
h y d r o c a r b o n
f e e d s t o c k
e n t e r i n g
t h r o u g h
l i n e 3 .
Re
moved overhead from e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n column 4
v i a l i n e 6
i s
a vaporous ra?inate stream containing
e s
s e n t i a l l y . a l l
o f t h e
n o n - a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s w h i c h
a r e passed
t o
t h e e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n column, a nd
a
minor
a mount
o f a r o m a t i c hydrocarbons and s u l f o l a n e .
T h e a r o m a t i c s
removed
overhead from e x t r a c t i v e d i s
t i l l a t i o n column 4 l o w e r
t h e e x p e c t e d
a r o m a t i c
h y d r o
carbon recovery d e s i r e d a n d
t h i s a m o u n t
i s t o b e mini
m i z e d . More
s p e c i f i c a l l y , t h e
p r e s e n t i n v e n t i o n
con
t r o l s
t h e
a mount
o f
a r o m a t i c l o s s e s by
c a r e f u l l y con
t r o l l i n g t h e temperature o f
t h e l e a n s o l v e n t
f e e d , con
t a i n i n g
3
mole p e r c e n t w a t e r , e n t e r i n g
l i n e
5 i n
r e
sponse
t o t h e a m o u n t o f aromatics
removed
overhead.
R e f e r r i n g
back
t o
t h e r a f ? n a t e
removed o v e r h e a d
v i a
l i n e
6 , t h i s vaporous
f r a c t i o n i s condensed
i n heat ex
change
mea ns
7 and
p a s s e d
t o
s e p a r a t i o n
r e c e i v e r 8
wherein a hydrocarbon s t r e a m
c o n t a i n i n g
s u l f o l a n e
i s
separated
a n d removed v i a l i n e 9 and
a
water
s t r e a m ,
a l s o c o n t a i n i n g s u l f o l a n e ,
i s
removed
v i a l i n e 1 1 .
I l l u s
t r a t e d i s
a
r e f l u x stream 10 which t h e a r t has u t i l i z e d t o
-
8/10/2019 US3763037.pdf
7/8
3 , 7 6 3 , 0 3 7
9
c o n t r o l
a r o m a t i c
l o s s e s w i t h i n e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n
column
4 . According
t o
t h e
p r o c e s s o f t h i s i n v e n t i o n ,
n o n - a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s removed
f r o m s e p a r a t o r
r e c e i v e r 8 a r e seldom,
i f
e v e r , re?uxed
t o t h e upper
p o r t i o n o f
e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n
column 4
s i n c e
t h e i r
p a s s a g e t h e r e t o
may
l e a d
t o
s e p a r a t e
l i q u i d p h a s e s
f o r m i n g
w i t h i n t h e c o l u m n . However,
a
p o r t i o n o f
aqueous stream
1 1
m a y b e withdrawn v i a
l i n e 12
a n d
p a s s e d
v i a
l i n e 1 0
t o t h e upper p o r t i o n
o f
e x t r a c t i v e
d i s
t i l l a t i o n column 4
t o
a s s i s t
i n c o n t r o l l i n g a r o m a t i c o v e r
head
l o s s e s . P r e f e r a b l y ,
t h i s r e ? u x
i s p a s s e d t o column
4 o n l y
w h e n t h e a r o m a t i c s c o n t a i n e d i n t h e v a p o r o u s
r a f t i n a t e
exceeds a predetermined
l e v e l w h i c h , a s
i n d i ~
c a t e d , i s a
f u n c t i o n o f
t h e
a r o m a t i c r e c o v e r y d e s i r e d i n
t h e e n t i r e
p r o c e s s .
N o n - a r o m a t i c h y d r o c a r b o n r a f ? n a t e
i s p a s s e d v i a
l i n e
9 t o
t h e l o w e r p o r t i o n o f w a t e r wash column 24
w h e r e i n t h e
hydrocarbon i s
s c r u b b e d
w i t h
w a t e r
e n t e r
i n g
v i a l i n e
2 3 , t h e
s o u r c e
o f
which
i s
t o
be
d e s c r i b e d
l a t e r . W i t h i n wash column 24 t h e incoming w a t e r and
h y d r o c a r b o n c o u n t e r c u r r e n t l y c o n t a c t
e a c h o t h e r .
a n d
t h e
s u l f o l a n e
s o l v e n t c o n t a i n e d w i t h i n t h e a r o m a t i c h y
drocarbon
i s removed
a s a d i l u t e
aqueous
m e d i u m
( i . e . ,
a b o u t 1
p e r c e n t
s u l f o l a n e mole b a s i s ) v i a l i n e 2 6 . An
e s s e n t i a l l y s u l f o l a n e f r e e r a f f i n a t e i s removed
v i a
l i n e
2 5 . T h e s u l f o l a n e c o n t a i n e d w i t h i n l i n e s 26 and 1 1 , a s
a d i l u t e a q u e o u s s o l u t i o n , a r e
commingled
and
p a s s e d
v i a
l i n e
2 7 t o
water s t r i p p i n g
zone 2 8
t o
recover
t h e s u l
f o l a n e
t h e r e i n , i n a m a n n e r
t o
b e
described l a t e r .
Removed
f r o m
t h e bottom p o r t i o n
o f
e x t r a c t i v e d i s
t i l l a t i o n column 4
i s
a r i c h
s u l f o l a n e
s t r e a m
r e l a t i v e l y
f r e e
o f
n o n - a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n s . T h i s
r i c h
a r o m a t i c
e x t r a c t
i s
p a s s e d t o
r e c o v e r y column
1 4
f o r
s e p a r a t i o n
t h e r e i n
o f
t h e a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s from
t h e
s u l f o
l a n e s o l v e n t . More s p e c i ? c a l l y , r e c o v e r y column 1 4 i s
r e b o i l e d
by
a
hot o i l r e b o i l i n g mea ns 1 5 contained
w i t h i n
l i q u i d t r a p o u t t r a y 1 6 w i t h s t r i p p i n g s t ea m d e
r i v e d from a
source
t o
b e
d e s c r i b e d l a t e r , e n t e r i n g v i a
l i n e
3 7 . Rem oved overhead
from
r e c o v e r y column 14
i s
a n a r o m a t i c
e x t r a c t
r e l a t i v e l y f r e e o f s u l f o l a n e
s o l
v e n t
w h i c h
i s p a s s e d v i a l i n e
1 7 ,
commingled w i t h con
d e n s a t e
make-up
e n t e r i n g
v i a
l i n e 1 8 , a n d c o n d e n s e d
i n
h e a t
exchange
m e an s
1 9 .
T h e r e s u l t a n t condensate
i s p a s s e d
t o
s e p a r a t o r r e c e i v e r 20 wherein a s u l f o l a n e
f r e e aqueous s t r e a m i s
r e c o v e r e d
and removed v i a l i n e
23 and
p a s s e d
t o
r a f ? n a t e
wash
column
24
a s
t h e
d e
s c r i b e d wa sh w a t e r
medium.
A ydrocarbon s t r e a m i s
removed v i a l i n e 2 1
w i t h a p o r t i o n t h e r e o f
p a s s e d
v i a
l i n e
2 2
a s
re?ux t o t h e upper p o r t i o n o f r e c o v e r y c o l
u m n 1 4 .
More
s p e c i f i c a l l y , t h e h y d r o c a r b o n s
r e c o v e r e d
and removed from t h e p r o c e s s v i a
l i n e 2 1 r e p r e s e n t a t
l e a s t 9 8 . 5
p e r c e n t o f
t h e C8
a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n s
o r i g i n a l l y p a s s e d t o
e x t r a c t
d i s t i l l a t i o n column 4 v i a
l i n e
1 .
I n a t y p i c a l r e c o v e r y column
o p e r a t i o n ,
r e c o v e r y
c o l
u m n 1 4 i s m a i n t a i n e d under s u b - a t m o s p h e r i c p r e s s u r e s
such a s
an overhead
p r e s s u r e of 100
mm
Hg b s o l u t e
and a bottoms p r e s s u r e of about
4 4 0
mm
g
a b s o l u t e .
F u r t h e r ,
h o t
o i l
r e b o i l e r i s p r e f e r a b l y m a i n t a i n e d
a t
a
s u f f i c i e n t
temperature s o t h a t t h e f i l m temperature
o f
t h e s u l f o l a n e never
exceeds
450F t o a v o i d s u l f o l a n e
d e c o m p o s i t i o n w i t h i n
t h e
r e c o v e r y
c o l u m n .
Lean s u l f o
l a n e
s o l v e n t
i s
removed from r e c o v e r y column 14
v i a
l i n e 29 w i t h a
s m a l l
p o r t i o n t h e r e o f removed v i a
l i n e
30,
p a s s e d t h r o u g h
v a l v e 3 1 ,
a n d
c o m m i n g l e d
w i t h
cooled s u l f o l a n e
s o l v e n t
5
f o r r e a s o n s t o
be d e s c r i b e d
l a t e r .
The m a j o r i t y o f
t h e s u l f o l a n e
s o l v e n t ,
t y p i c a l l y
9 0
1 5
2 0
1 0
p e r c e n t o f
t h a t s o l v e n t removed
f r o m r e c o v e r y
column
1 4 ,
i s p a s s e d
v i a
l i n e
29 t o r e b o i l e r
means
3 2 . More
s p e c i f i c a l l y , t h e
d i l u t e
aqueous
s t r e a m
i n l i n e 27 i s
p a s s e d
t o w a t e r s t r i p p e r 28 f o r
r e c o v e r y
t h e r e i n o f t h e
s u l f o l a n e s o l v e n t removed
overhead i n
t h e
vaporous
r a f f i n a t e .
Water s t r i p p e r 2 8
i s
t y p i c a l l y m a i n t a i n e d
a t
an
overhead
temperature o f about 2 0 5 F , an overhead
p r e s s u r e o f
670
mm Hg b s o l u t e , a bottoms
tempera
t u r e
of
about 21 2F and
a
bottoms p r e s s u r e
of
a t m o
s p h e r i c p r e s s u r e . D i l u t e ,
s u l f o l a n e : c o n t a i n i n g w a t e r , i s
removed
from a l o w e r p o r t i o n
o f
column 28 v i a
l i n e
34
and passed t o r e b o i l e r m e an s 3 2 f o r i n d i r e c t h e a t ex
change w i t h
t h e h o t
l e a n s u l f o l a n e s o l v e n t .
Another
p o r t i o n o f
t h e
d i l u t e w a t e r s t r e a m i s
p a s s e d
v i a
l i n e
3 5
t o v a p o r i z e r
3 3 .
Water s t r i p p i n g column 2 8 and v a p o r
i z e r 3 3 a r e maintained
a t
a r e l a t i v e l y constant
tempera
t u r e because o f
t h e
d i l u t e
n a t u r e
o f
t h e s u l f o l a n e
s o l u
t i o n p a s s e d
t h e r e t o a n d p r o v i d e s a
c o n s t a n t
t e m p e r a
t u r e
s o u r c e
f o r
c o o l i n g
t h e l e a n s u l f o l a n e s o l v e n t
r e
m ov e d
from r e c o v e r y column 1 4 .
I n
a s p e c i ? c s i t u a ~
t i o n , 90 p e r c e n t o f t h e l e a n s o l v e n t i s removed v i a l i n e
2 9 a t
a temperature o f
about 350F and
i s
cooled n r e
b o i l i n g m e a n s 3 2
t o
a
temperature
o f about 3l8F b e
f o r e p a s s a g e t o
v a p o r i z e r
3 3 . W i t h i n
v a p o r i z e r
3 3 t h e
l e a n s o l v e n t
i s
f u r t h e r
cooled
t o
a temperature
o f
about
2 5 0 F
t h e r e b y
v a p o r i z i n g
t h e
g r e a t m a j o r i t y o f
t h e
w a t e r and s u l f o l a n e
p a s s e d
t o t h e w a t e r
s t r i p p e r 2 8 .
The
l e a n
s u l f o l a n e
s o l v e n t
i s t h e n p a s s e d v i a l i n e
29
a n d
commingled w i t h t h e r e m a i n i n g 1 0 p e r c e n t o f t h e l e a n
30
35
40
55
60
65
s o l v e n t
t o
p r o v i d e a f i n a l s u l f o l a n e f e e d s t r e a m which
i s
maintained
a t a
temperature o f
2 6 0 F . When pro
c e s s i n g
a n
a r o m a t i c f e e d s t o c k o f
t h e
c o m p o s i t i o n d e ~
s c r i b e d ,
b y m a i n t a i n i n g t h e l e a n s o l v e n t a t a tempera
t u r e
o f
2 6 0 F , a r o m a t i c r e c o v e r i e s
o f 9 8 . 5
p e r c e n t a r e
e c o n o m i c a l l y f e a s i b l e . Water
a n d s u l f o l a n e h e a t e d a n d
/ o r v a p o r i z e d i n
w a t e r
s t r i p p e r 2 8 ,
a r e removed v i a
l i n e
36 and
commingled
w i t h v a p o r i z e r 33 e f f l u e n t ,
r e
moved
v i a l i n e
35 and commingled n
l i n e
37
t o
p r o v i d e
t h e s t e a m s t r i p p i n g s t r e a m
n e c e s s a r y
f o r
e f f i c i e n t
o p e r
a t i o n
o f r e c o v e r y
column 1 4 . Removed overhead from
water s t r i p p e r 28 i s an
aqueous
vapor f r a c t i o n
which
i s
p a s s e d v i a l i n e 38 a n d commingled w i t h t h e v a p o r o u s
r a f f i n a t e
i n l i n e 6 .
T h e
am o unt o f a r o m a t i c
hydrocarbon removed
o v e r
h e a d from e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n column 4 can be
mea
s u r e d
b y i n s t a l l i n g
a n a l y z i n g
m e a n s ,
n o t
s h o w n ,
i n
l i n e
6 ,
9
o r 2 5 . When h e
aromatic
l o s s e s exceed a p r e d e t e r
m i n e d l e v e l
n e c e s s a r y
f o r 9 8 . 5 p e r c e n t a r o m a t i c r e c o v
e r y , a p o r t i o n o f
t h e
aqueous stream recovered
from
t h e
condensed r a f ? n a t e
overhead
can be
re?uxed
t 0
t h e upper p o r t i o n o f t h e e x t r ac t i v e d i s t i l l a t i o n column
4 . I n
a d d i t i o n , t h e l e a n s o l v e n t
stream can be
f u r t h e r
cooled
t o
a
temperature
below t h e 260F i n d i c a t e d .
T h i s
a d d i t i o n a l c o o l i n g
when a r o m a t i c l o s s e s e x c e e d
t h e p r e d e t e r m i n e d v a l u e , c a n b e a c c o m p l i s h e d b y e i
t h e r
c o o l i n g a g r e a t e r p o r t i o n o f t h e l e a n s o l v e n t
r e
moved from r e c o v e r y column 14 o r by l o w e r i n g t h e
p r e s s u r e
o n
water
r e c e i v e r
2 8 and/or
t h e
p r e s s u r e
i n
va
p o r i z e r
3 3
t h e r e b y i n d u c i n g
a
g r e a te r p o r t i o n
o f
t h e
w a t e r
t o
be
v a p o r i z e d
which
i n d u c e s
f u r t h e r
c o o l i n g o f
t h e l e a n s u l f o l an e
s o l v e n t .
S i n c e t h e
d i l u t e
s u l f o l a n e
m i x t u r e p r o c e s s e d i n w a t e r
s t r i p p e r
2 8 a n d v a p o r i z e r
3 3 i s a
r e l a t i v e l y
c o n s t a n t
b o i l i n g ' m i x t u r e , t h i s method
o f c o n t r o l l i n g t h e t e m p e r a t u r e o f t h e l e a n
s o l v e n t
s t r e a m p a s s e d
t o t h e
e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n column i s
much more r e l i a b l e t h a n b y
c o o l i n g
t h e h o t l e a n s o l v e n t
w i t h
c o n v e n t i o n a l a i r
c o o l i n g o r
c o o l i n g w a t e r
means,
-
8/10/2019 US3763037.pdf
8/8
1 1
which a r e s u b j e c t t o
? u c t u a t i o n s
i n ambient tempera
t u r e
c o n d i t i o n s .
I claim
a s
my n v e n t i o n :
1 .
I n
a p r o c e s s
f o r
t h e
s e p a r a t i o n
o f
a r o m a t i c
hydro
carbons from a mixture
of
aromatic
a n d
non-aromatic
hydrocarbons w h e r e i n
a
l e a n ,
a r o m a t i c
s e l e c t i v e
s o l
vent
recovered from a
s o l v e n t
recovery
f r a c t i o n a t i o n
column i s contacted w i t h s a i d mixture
i n
an e x t r a c t i v e
d i s t i l l a t i o n zone t o produce an aromatic r i c h e x t r a c t
stream a n d
a
non-aromatic
raf?nate
overhead, a n d
water
i s separated from a
r e l a t i v e l y
d i l u t e
water
stream
c o n t a i n i n g s o l v e n t i n a water s t r i p p i n g z o n e , t h e im
proved method o f c o n t r o l l i n g t h e a mount o f a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n s removed i n t h e n o n - a r o m a t i c r a f ? n a t e
w h i c h
c o m p r i s e s
t h e s t e p s o f :
i .
r e b o i l i n g t h e
water
s t r i p p i n g zone
maintained a t
a
p r e s s u r e s u f f i c i e n t t o
v a p o r i z e a t
l e a s t a p o r t i o n
o f
t h e water
p a s s e d
t h e r e t o w i t h a t l e a s t
a
p o r t i o n o f
t h e l e a n s o l v e n t recovered from t h e s o l v e n t recov
e r y z o n e
t h e r e b y
c o o l i n g
s a i d
l e a n s o l v e n t ;
i i . p a s s i n g a t l e a s t a p o r t i o n o f t h e cooled s o l v e n t
t o
an
upper
p o r t i o n o f t h e e xt r a c t i v e d i s t i l l a t i o n
z o n e ;
and
i i i . l o w e r i n g
t h e p r e s s u r e i n t h e w a t e r s t r i p p i n g
z o n e
w h e n t h e a m o u n t o f
aromatic
hydrocarbons r e
m o ve d overhead i n t h e non~aromatic r a f ? n a t e ex
c e e d s
a p r e d e t e r m i n e d l e v e l t h e r e b y
f u r t h e r c o o l
i n g t h e l e a n s o l v e n t and l o w e r i n g t h e a mount o f a r
o m a t i c hydrocarbons removed overhead i n t h e r a f
? n a t e .
2 . T h e
m e t h o d
o f c l a i m 1
wherein
s a i d s e l e c t i v e s o l
v e n t
comprises a s u l f o l a n e t y p e
s o l v e n t .
3 .
The
method
o f c l a i m
1
w h e r e i n
s a i d s e l e c t i v e
s o l
v e n t c o m p r i s e s s u l f o l a n e .
4 . T h e
m e t h o d
o f
c l a i m 1 wherein s a i d
s e l e c t i v e s o l
v e n t c o m p r i s e s
N - m e t h y l - 2 - p y r r o l i d o n e .
5 . T h e
m e t h o d
o f
c l a i m
1 wherein s a i d non-aromatic
r a f ? n a t e
c o m p r i s e s h y d r o c a r b o n s , s o l v e n t and w a t e r
i n
a vapor phase and
i s
condensed, a
condensed
water
phase recovered and a t l e a s t a p o r t i o n
o f
t h e water
p h a s e i s p a s s e d , a s r e ? u x ,
i n t o a n
upper p o r t i o n o f t h e
e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n zone.
6 .
T h e
m e t h o d o f
c l a i m
5
wherein s a i d re?ux i s u t i
l i z e d
o n l y w h e n t h e am ount o f a r o m a t i c hydrocarbons
removed i n t h e
r a f ? n a t e
exceeds a
predetermined
l e v e l .
7 .
A
m e t h o d
f o r c o n t r o l l i n g
aromatic
l o s s e s
from
a
p r o c e s s f o r s e p a r a t i n g n o n - a r o m a t i c
a n d
a r o m a t i c h y
d r o c a r b o n s b y
e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n
w h i c h c o m p r i s e s
t h e s t e p s o f :
i . i n t r o d u c i n g a h y d r o c a r b o n f e e ds t o c k c o n t a i n i n g
aromatic and non-aromatic hydrocarbons i n t o a
s u l f o l a n e t y p e e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n zone m ai n
t a i n e d under e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n c o n d i t i o n s
i n
c l u d i n g t h e
p a s s i n g
o f a h e r e i n a f t e r s p e c i ? e d l e a n
s u l f o l a n e
stream containing water i n t o
an upper
3,763,037
1 5
2 0
25
3 0 v
35
4 0
45
55
65
1 2
p o r t i o n
o f
t h e e x t r a c t i v e d i s t i l l a t i o n zone t o pro
v i d e a r i c h l i q u i d
e x t r a c t
stream r e l a t i v e l y f r e e
o f
n o n - a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n s c o m p r i s i n g
s u l f o l a n e
and
a r o m a t i c hydrocarbons
and
a
vaporous r a f t i
n a t e s t r e a m c o m p r i s i n g n o n - a r o m a t i c h y d r o c a r
bons, water, a
minor
a m o u n t
of s u l f o l a n e
a n d
a pre
determined a mount o f a r o m a t i c h y d r o c a r b o n s ;
i i . condensing t h e r a f ? n a t e s t r e a m t o
p r o v i d e
a
f i r s t
aqueous
stream
containg a minor a m o u n t of
s u l f o
l a n e
and
a hydrocarbon r a f ? n a t e s t r e a m c o n t a i n i n g
a
minor
a m o u n t of
s u l f o l a n e ;
i i i . w a s h i n g
s a i d
hydrocarbon r a f ? n a t e s t r e a m w i t h
water t o
provide a
r e l a t i v e l y s u l f o l a n e f r e e r a f ? m a t e
product and
a
second aqueous stream contain
a
minor am o unt
o f
s u l f o l a n e ;
i v . p a s s i n g a
p o r t i o n o f
t h e ? r s t aqueous
stream
a s r e
?ux i n t o t h e upper p o r t i o n o f t h e e xt r a c t i v e d i s t i l l a
t i o n
zone;
v .
p a s s i n g
t h e l i q u i d
e x t r a c t
i n t o
a
s o l v e n t recovery
zone
maintained
under
s o l v e n t
s t r i p p i n g
c o n d i t i o n s
i n c l u d i n g t h e i n t r o d u c t i o n o f
steam i n t o
a
lower
s e c t i o n
of
t h e
recovery zone t o
provide
a r e l a t i v e l y
n o n - a r o m a t i c
and s u l f o l a n e f r e e e x t r a c t
p r o d u c t
a n d a l e a n s u l f o l a n e stream containing water a t an
e l e v a t e d t e m p e r a t u r e ;
v i . _ p a s s i n g t h e
second
aqueous
stream
and t h e
r e
maining
p o r t i o n
o f t h e
f i r s t aqueous s t r e a m i n t o a
water
s t r i p p i n g zone
maintained under
a
tempera
t u r e
a n d
pressure
s u f f i c i e n t t o
provide
a water
vapor s t r e a m c o m p r i s i n g w a t e r ;
v i i . condensing t h e water vapor
s t r e a m i n
admixture
with t h e raf?nate stream
i n
s t e p
( i i ) .
v i i i .
r e b o i l i n g
t h e
water
s t r i p p i n g
zone
w i t h
a t l e a s t
a
p o r t i o n of
t h e l e a n s o l v e n t
stream
t o provide
a
cooled
l e a n s o l v e n t s t r e a m ;
and
i x .
p a s s i n g a t l e a s t a p o r t i o n
o f
t h e
cooled
s o l v e n t
stream t o the
extractive
d i s t i l l a t i o n z o n e a s s a i d
s p e c i ? e d s u l f o l a n e s t r e a m .
8 . T h e m e t h o d o f
c l a i m
7 wherein
t h e
p r e s s u r e main
t a i n e d o n t h e water s t r i p p i n g zone
i s
lowered
w h e n t h e
am o unt o f a r o m a t i c hydrocarbons c o n t a i n e d
i n t h e
r a t
f i n a t e
e x c e e d s t h e p r e d e t e r m i n e d l e v e l .
9 . T h e
m e t h o d
o f
c l a i m 7
wherein
t h e
re?ux o f s t e p
( i v )
i s e f f e c t e d
o n l y w h e n t h e a r o m a t i c
c o n t e n t
i n t h e
r a f ? n a t e
exceeds
a
predetermined
l e v e l .
1 0 .
T h e m e t h o d o f
Claim
7 wherein
t h e
l e a n
s u l f o
l a n e stream of
s t e p ( v ) i s
a t a
temperature
of about
2 5 0 F
t o about 4 0 0 F .
1 1 .
T h e m e t h o d o f c l a i m
7
wherein t h e s u l f o l a n e
f r e e
e x t r a c t o f s t e p ( v ) i s a vapor
overhead r e l a t i v e l y f r e e
o f
n o n - a r o m a t i c
h y d r o c a r b o n s
a n d s u l f o l a n e c o m p r i s i n g
aromatics a n d
water
s condensed and
s e p a r a t e d
t o
pro
v i d e
t h e
water u t i l i z e d
i n v
washing t h e
r a f f i n a t e
stream
i n s t e p i i i ) .