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  • 8/10/2019 US3763037.pdf

    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

  • 8/10/2019 US3763037.pdf

    2/8

    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

  • 8/10/2019 US3763037.pdf

    3/8

    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

  • 8/10/2019 US3763037.pdf

    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 ) .