Ионные жидкости для ароматических Добыча: готовы ли они?
Ионные жидкости уже переехали в коммерческих арене в качестве реакции растворителей. В этой статье сравнивает их с обычными растворителями и рассматривает их потенциал для извлечения бензола, толуола и ксилола из риформинга.
Сокращения
Анионы
BF4 - тетрафторборат
PF6 - гексафторофосфата
RSO4 = Alkylsulfate
Tf2N = Bis (trifluoromethylsulfonyl) имид
DEGSulfate - Diethyleneglycolmonomethylethersulfate
MEGSulfate = Monoethyleneglycolmonomethylethersulfate
X = галоидных (choride, бромид, иодид)
Катионы
ТАМ = тетраалкиламмониевых
TAP - Tetraalkylphosphonium
R ^ 1 ^ к югу R ^ ^ 7 югу PY = 4-R ^ 1 ^ к югу-NR ^ 2 ^ к югу пиридиния
RMIM = 1-алкил-3-метил imidazolium
EPY = Ethyl пиридиния
Алкильных групп
(Где аниона или катиона содержит алкильной группы, R)
M - метил
H = Hexyl
E - Ethyl
O = Octyl
B - Butyl
(ProQuest информации и обучения: ... означает формулы опускается.)
Усилия, направленные на существующих методов разделения более эффективной и ecofriendly может получить толчок от сравнительно новый класс растворителей известен как ионных жидкостей (ILS). Они существуют как жидкостей в широком диапазоне температур и обладают многими привлекательными свойствами, в том числе низкой температурой плавления, незначительное давление паров, хороший тепловой стабильности, высокой теплоемкостью, высокой теплопроводностью, а также негорючесть.
Их привлекательность привело к разработке ряда новых коммерческих процессов. "БАСФ" (<a target="_blank" href="http://www.basf.com" rel="nofollow"> www.basf.com </ A>) Василий (двухфазного кислота Scavenging использованием ионных жидкостей) процесс использует ионной жидкости для удаления кислоты из реакционной смеси. Французский нефтяной институт (IFP; <a target="_blank" href="http://www.ifp.fr" rel="nofollow"> www.ifp.fr </ A>) Difasol процесс использует ионных жидкостей в качестве реакции растворители для dimerizing бутена в octenes. Многие новые области применения в нефтяной, химической промышленности и смежных отраслей, таких, как кислоты газоочистки, десульфурации транспортного топлива, гальваническое, реакция растворители и другие, возникают для ионных жидкостей (1).
В отличие от обычных растворителях, основной структурной единицей которого является молекула, ионные жидкости, состоящие из солей ионов диссоциированных форме. Катионов и ионов влиять на химические и физические свойства частности ионной жидкости, а свойства могут быть адаптированы путем изменения длины и разветвленности алкильных групп на ионы. Цифры 1 и 2 показывают, анионов и катионов в данной статье.
В принципе, ионные жидкости аналогичны нормальным соли NaCl, в том, что доминирующей силы между ионами coloumbic в природе. Тем не менее, в ионных жидкостях, громоздкие, асимметричные органических ионов делокализованных сборов с меньшим coloumbic притяжения между ними. Это уменьшение электростатического притяжения приводит к низкой температурой плавления для ионных жидкостей по сравнению с неорганическими солями.
Экстракции растворителем является важным процессом разделения, особенно, когда отделения дистилляцией сложно - например, восстановление ароматических веществ из риформинга, бутадиен удаления от п пара взломщик C ^ 4 югу ^ потока, и выделение бензола из циклогексана. Ионные жидкости могут выполнять эти разделения легче, чем обычных молекулярных растворителях.
Извлечения из риформинга, пожалуй, наиболее важным источником промышленного бензола ароматических веществ, толуола и ксилола (BTX). Таким образом, эта статья фокусируется на использовании ионных жидкостей для такого разделения. Он сравнивает производительность добычи и свойства ионных жидкостей с эталоном сульфолане растворителей (terrahydrothiophene 1,1-диоксида: C ^ к югу 4 ^ H ^ подпункта 8 ^ O ^ к югу 2 ^ S) и N-метил-2-пирролидон (C ^ подпункт 5 ^ H ^ ^ 9 югу NO; NMP).
Почему ионных жидкостей?
На рисунке 3 показана обычная добыча / добывающей перегонки схема с использованием молекулярных растворителях. Суть этого процесса является извлечение столбца, в который входит риформат корма вблизи нижней и течет вверх. Растворитель, тяжелой фазы, подается на верхний лоток и стекает колонке. Хотя растворителя преимущественно экстракты ароматических веществ, без ароматических есть небольшая, но конечная растворимость в растворителе. Таким образом, остаточный объем не ароматических почти всегда присутствует в экстракте и должны быть удалены согласно спецификациям ароматических чистоты.
Добывающей подвиги зачистки усовершенствованных волатильность ароматических / неароматических системы в присутствии избирательным растворителем, и таким образом помогает удалить остаточную без ароматических из экстракта. Зачистки над головой, он содержит ароматических и равновесное количество ароматических веществ. подается на нижний лоток добычи колонке рефлюкс для повышения эффективности.
Нижней продукт добывающих зачистки подается растворитель колонке восстановления, где она разделяется на поток воздушных ароматических растворителей поток, который перерабатывается (после восстановления, в случае необходимости) для извлечения колонны.
Растворителей, что увлекается в колонке raffinale добычи удаляется через колонку мыть Уолер.
Эта традиционная система имеет ряд недостатков:
* Обычные растворители с высокой scleclivities как правило, имеют низкий потенциал, а наоборот, делает компромисс между избирательности и потенциала, необходимого.
* В большинстве случаев добыча растворители не в состоянии обработать кормов с высоким содержанием ароматических соединений, поскольку такие каналы образуют единую фазы с растворителем, независимо от того, сколько растворителя добавил.
* Бензол восстановления добычи растений высоко, выше 99%, а восстановление высших ароматических веществ значительно ниже - в средне-низкий-90% диапазона.
* Остаточные Этан почти всегда присутствует в экстракте, требующие добывающей зачистки согласно спецификациям ароматических чистоты, и это добавляет к стоимости разделения системы.
* Высокая температура плавления и вязкость требует извлечения при высоких температурах, что приводит к уменьшению селективности.
* Потребность в вакууме около 300 мм ртутного столба в растворителе колонке восстановления, в целях предотвращения растворителя температура не превышала деградации температуры. добавляет к стоимости (2).
* Вакуума в растворителе колонке восстановления приводит к дополнительным проблемам, а также - в случае утечки воздуха, растворитель будет деградировать и продуктов распада вызывает коррозии аппаратуры. Таким образом, специальных коррозионно-стойких материалов должны быть использованы для восстановления растворителей разделе блок ароматических восстановления (2).
* Высокая температура на дне растворителей восстановления колонке требует высокого давления или среднего давления пара, оба из которых являются дорогостоящими.
Избирательность и потенциала характеристики ИЛ
Избирательность означает легкость извлечения растворенного вещества (ароматические соединения) с растворителем (без ароматических). Создание указывает вещества грузоподъемностью растворителя. Высший избирательный соответствует меньше теоретического этапов, необходимых для данного разделения и меньше остаточной алифатических в экстракте. Высшее вещества потенциала соответствует нижней расход растворителя для данного разделения, smallerdiameter колонке, и более низкие эксплуатационные расходы.
Избирательность (S) и мощности (C) растворителя может быть выражено в терминах бесконечного разбавления коэффициенты активности ( H). Избирательность и возможностей при бесконечном разведении по следующим формулам:
S ^ югу BH =
C ^ югу B = 1 /
C ^ H ^ югу = 1 /
Многие ионные жидкости имеют более высокую селективность и растворенного вещества возможностей, чем обычные растворители. Ароматические соединения более растворимые в ионных жидкостях, чем алифатических соединений из-за электростатического поля вокруг ароматические молекулы и ее поляризуемости. Например, облако электронов р выше и ниже молекулы бензола создает отрицательный заряд регионах выше и ниже молекулы, а положительный заряд регионе существует вокруг экватора. Катионы взаимодействовать с электронно-богатых пи системы, а анионы ориентироваться вдоль экватора.
Степень взаимодействия между катионом и ароматические молекулы изменяется. Больше взаимодействий Есть. нижней ароматических активность коэффициент будет (3). Эти взаимодействия могут быть увеличены путем увеличения поляризуемости ионные жидкости или за счет увеличения числа ионных молекул жидкости в непосредственной близости от ароматические молекулы. Таким образом, эффективное IL растворитель должны иметь высокий и низкий polarizabilitv молярный объем (4).
Как показано на рисунке 4, ионные жидкости имеют высокую селективность и емкость по сравнению с обычными молекулярных растворителях. Давайте теперь посмотрим на селективность и возможности некоторых тоник жидкостей.
По той же аниона и длины алкильной цепи, пиридиниевые ионных жидкостей имеют слегка повышенной селективностью и бензола мощностью, чем imidazolium. Это, вероятно, потому пиридиния анионы ароматических характер.
Как алкил увеличением длины цепи, гексан (которая не была затронута ранее), начинает взаимодействовать с алкильной цепи. Коэффициент активности гексана уменьшается значительно быстрее, с увеличением длины алкильной цепи, чем активность бензола Коэффициент. В результате, избирательность, значительно уменьшится с ростом алкильных Tor длины цепи бензол-гексан системы. Гексан-гексена система не испытывает такого резкого падения избирательности при больших длинах алкильной цепи, а гексена в равной степени способны взаимодействовать с алкильной цепи в ионной жидкости.
Влияние анионов не объясняется молярного объема в одиночку. В целом, влияние профсоюзов на избирательность следующим трендом;
R-SO 4> BF4> PF6> Tf2N> X
Малый анионов, как галогениды производят продукцию с низкой молярного объема ионных жидкостей в связи с растворителем в низкой молекулярной массой. Тем не менее, из-за их локализованных отрицательный заряд, они конкурируют с бензолом сильно поделиться положительным зарядом катиона и привести к большому деятельности benzone коэффициент. В результате, как бензол способность и селективность низком уровне.
Анионы с делокализованными заряда, таких, как Tf2N, взаимодействуют с катионами меньше, чем галогениды, так бензола взаимодействия с катионами больше. Об этом свидетельствует очень низкая бензола коэффициентов активности в этих ионных жидкостей по сравнению с ИЛ, содержащие другие союзы. Взаимодействия гексана также значительное, о чем свидетельствует значительно ниже, гексан коэффициенты активности в этих типов ионных жидкостей.
Тем не менее, молярный объем ионных жидкостей, содержащих Tf2N союзы очень велика из-за высокой молекулярной массой Tf2N, так что число молекул в окрестности молекулы бензола меньше. Таким образом, селективность несколько выше, чем для галогенидов, но все же не очень высоки. Союз Tf2N также дает ионной жидкости высокой селективности гексан-гексена системе, потому что легче катионов в интернет с гексена (5).
Отрицательный заряд на союзы, такие как BF4 и сульфатов не локализован, поэтому взаимодействие henzene с катионом является значительным. Кроме того, число ионных молекул жидкости в vicnity молекулы бензола высока из-за его низкой молярный объем. В результате повышается избирательность бензола с этими ионных жидкостей.
На рисунках 5 и 6 показывают, что логарифмы бензола и гексана коэффициентов активности линейно уменьшаться с увеличением длины алкильной цепи. Это свидетельствует о группе аддитивности (основа для многих популярных методов групповой contributon) в ионных жидкостях. Таким образом, коэффициенты активности растворителя с различной длиной цепи алкильных можно предсказать, если известны значения для любых двух алкильных длины цепи. Почти параллельные линии на рисунке 5 также показывают, что хрипы снижения активности henzene коэффициента длины алкильной цепи такой же, Tor все союзы.
Тем не менее, на рисунке 6 показано, как различные союзы оказывают различное влияние на коэффициент активности гексана. Для брома анион, гексан коэффициент активности существенно не изменяется с увеличением длины алкильной цепи. Вероятно, это связано с локализованными отрицательный заряд брома союз - катионы предпочитают взаимодействовать с профсоюзом, Br, независимо от длины алкильной цепи. Союз TGN имеет существенного взаимодействия с гексаном даже при небольших алкильных цепей, а также взаимодействие лишь слегка возрастает при больших алкильных цепей. Для промежуточных союзов, как BF4, сульфатные и PF6, катионов, вероятно, предпочитает взаимодействовать исключительно с анионом и бензола на короткий алкильных цепей, но взаимодействует с гексаном, а также в сети больше, следовательно, происходит внезапное падение гексана коэффициент активности и селективности.
Влияние подач углерода
Корма для ароматических единицу добычи, риформинга бензина с каталитического риформинга, состоит из широкого спектра углеводородов (С5 на C9). Таким образом, добыча растворителя должен он смог обработать этот широкий канал.
Молекулярный вес чувствительность (B ^ р к югу), нами определены сделки и Дерр (6), используется для характеристики производительности ионных жидкостей:
... (4)
Этот параметр представляет собой наклон линии получены путем построения вещества (I) коэффициент активности ( Растворителя оказывает различное влияние на высших гомологов алифатических и ароматических рядов. Способность ионной жидкости для обработки широкого спектра каналов (с учетом этого дифференциального эффекта) представлено:
... (15)
Это эквивалентно угол, под которым алифатических и ароматических линий в поддержке Нулевое значение этого параметра означает, что алифатические и ароматические линии параллельны, а значит, толуола и ксилола гептан-октан разделения так же трудно, как бензол-гексан разделения. Отрицательное значение указывает, что коэффициент активности uromatics растет гораздо более быстрыми темпами с увеличением carbun количестве, чем коэффициент активности Этан: это означает, что ксилол октановым числом разделения он будет более сложным, чем толуол-гептан разделения, которые, в свою очередь, он будет больше труднее, чем бензол-гексан. Растворитель с большой положительный параметр молекулярного веса чувствительность бы достичь более высоких ароматических восстановления.
Обычные растворители иметь отрицательные значения АД, достичь восстановления толуола в диапазоне от 95% и ксилолы восстановления 90-93%. Многие ионных жидкостей, имеют положительные значения АД и, следовательно, даст высшего толуол и ксилол возмещения. Например, [MMIM] [Tf2N] имеет молекулярный вес чувствительность (S ^ югу диапазоне ф) 5,6, по сравнению с -4,3 на сульфолане. Хотя бензол-гексан селективность [MMIM] [Tf2N] (S ^ югу диапазоне = 29,8) лишь ненамного выше, чем у сульфолане (26,6), толуол-гептан избирательности по бывшей (33) значительно выше, чем для Последняя (23).
катиона ионной жидкости как представляется, не влияют на платежеспособный в молекулярной чувствительности веса. Увеличение длины алкильной цепи катиона или союз уменьшается чувствительность молекулярного веса. Это означает, что долгое длины алкильной цепи работает против восстановления высоких тяжелых aromaties. На небольшой длины цепи, BF4 союз дает более высоким молекулярным весом, чем чувствительность TON. Многие избирательным сульфат и alkoxysulfate анионы дают большие отрицательные чувства молекулярным весом.
Влияние содержание ароматических веществ корма
Возможность извлечения растворителя для обработки кормов с различным содержанием ароматических углеводородов определяется его способностью к образованию двух фаз питания. Чем больше площадь iminiscibility на тройной жидкостей равновесия (ЛПЭ) диаграмма, тем лучше растворителя может образовать две фазы с кормом. В большинстве случаев добыча растворители не в состоянии обрабатывать большие-aromalic содержания кормов, так как aromalies действовать в качестве агентов для solubilizing без ароматических веществ. формирования единого этапа. Если по прямой линии от канала состав с растворителем вершине проходит через две фазы часть кривой равновесия экстракции возможно.
Рисунок 7 сравнивает тройных данных равновесия ионных жидкостях и обычных растворителей. Области несмешиваемости гораздо больше для ионных жидкостей (7, 8). Таким образом, 2-фазы возможно, даже тогда, когда аномалии содержания очень высок. Таким образом, ионные жидкости могут лучше обрабатывать изменения в aromaties содержание канала. Более того, предварительное моделирование с ионной жидкости [MBPY] [BF4] показывает, что он может работать с каналами с aromalics содержание достигает 85%, а обычного растворителя. Milfokine. способна обрабатывать каналы с максимальным содержанием aromaties лишь 60%.
Среди ионных жидкостей, растворителей с высокой hcxane коэффициент (C ^ H ^ к югу) при бесконечном разбавлении будет иметь значительные растворимости не-ароматические (меньшей площадью imniiscibility). Таким образом, если ароматических богатых каналы должны быть обработаны, ионной жидкости не должны иметь высокое гексан коэффициент.
Растворитель потери рафинате
Хотя ионных жидкостей, не смешивается с Этан в значительной мере, небольшое количество ионной жидкости растворит и стал увлекаться в рафинате поток. Чем больше растворителя растворяется в рафинат. Чем выше стоимость растворителя рафинате разделения системы.
Растворитель растворимости в гептане может дать указание растворителя потери рафинат. В общем, растворимость ионных жидкостей в гептане является очень низким. На 40 ° C, сульфолане растворимость в гептане 0,6 моль%, а в [MBPY] [BF4] растворимости в гептане практически не заметно. Даже при 75 ° C, [MBPY] [BF4] растворимость в гептан, на 0,49 моль%, меньше, чем сульфолане (6).
Таким образом, потери растворителя рафинате по молярной основе будет намного ниже, чем ионных жидкостей для сульфолане. Тем не менее, потери растворителя в массовом порядке, может быть выше из-за более высокой молекулярной веса ионных жидкостей.
Остаточная Этан в экстракте
Остаточная без ароматических соединений, и, следовательно, извлечь чистоты, может быть определена по растворимости гептана в растворителе. Гептан растворимости в сульфолане составляет около 1,15 моль%. Предварительный анализ ЛПЭ диаграмма 50:50 толуол-гептан кормить сульфолане показывает, что извлечь меня будет содержать 87% чистого толуола на растворителя на безвозмездной основе. Типичные ароматические вытяжной попытка достичь примерно 98% ароматических чистоты. Таким образом, добывающие колонке зачистки для удаления остатков без ароматических почти всегда необходима для сульфолане.
Как показано на рисунке 7, добыча кривой ионных жидкостей очень близко к толуол-IL бинарной оси (7, 8). Это свидетельствует о том, что экстракт бы он гораздо чище для ионных жидкостей, чем для обычных растворителях. Это действительно так. Предварительный анализ ЛПЭ диаграммы тем же составом корма с ионной жидкости [MBPY] [BF4] показывает, что ароматические продукта с чистотой 99% от растворителя на безвозмездной основе возможно. Таким образом, добывающие зачистки не могут быть необходимы для ионных жидкостей в связи с тем чище экстракта. Если это необходимо, было бы очень мало.
Физические свойства
Ионные жидкости являются жидкими при комнатной температуре. При охлаждении, многие из них не кристаллизуются, но вместо формы стеклянные тел. Ионные жидкости являются плотный, как сульфолане. так что разница достаточной плотности между углеводородного сырья и растворитель для извлечения произойти.
вязкости Ионные жидкости ', как правило, выше, чем в обычных растворителях и определяются анион. Среди популярных союзов, dicyanamide Tf2N и имеют самый низкий вязкости.
Хотя краткосрочные тепловых испытаний свидетельствуют о стабильности стабильность вплоть до 400 ° C, долгосрочные термостабильность при 200 ° C является более практичным указанием термическая стабильность ионных жидкостей (9).
Вода смесимости определяется анион. Сульфат, галогениды и BF4 являются водорастворимый союзов, а PF6 и Tf2N основе ионных жидкостей смешивающихся с водой.
Номера-галоидных ионных жидкостей, не агрессивный, но их продукты деградации. Например, в [BMIM] [Tf2N] при 25 ° C. углеродистой стали скорость коррозии только 0,44 млн. / год (1 млн. = 0,001 дюйма), с указанием хорошей коррозионной стойкостью (10). Однако, как продукты разложения фторида водорода и фосфорной кислоты, отсутствие механических повреждений. Таким образом, ионные жидкости следует выбирать с осторожностью, чтобы свести к минимуму деградации.
ПРОЦЕСС РАЗВИТИЯ
Добыча колонные
Ионные жидкости высокой вязкости и умеренно-поверхностного натяжения растворителей. Их высокая вязкость исключает использование спрея, упакованы и сито столбцов. Вращающийся диск контакторы (РРК), из-за их способности справляться высоковязких жидкостей, справиться с этой задачей разделения более эффективно.
Из-за высокой Расходы, приведенные, высокой вязкостью и умеренной поверхностного натяжения, ионной жидкости он должен фазы разошлись. Meindersma установлено, что ионные жидкости выполнить лучше, когда рассеивается в углеводородной фазы (7).
Колонка высота определяется фактическое число этапов, которые могут быть рассчитаны из числа теоретических ступеней и высоты эквивалентной теоретической стадии (ВЭТС) следующим образом:
Колонка Высота = теоретической Этапы
Ряд теоретических этапах требуется извлечение столбца зависит от селективности растворителя. Высокая селективность ионных жидкостей, означает, что меньше теоретического этапов в экстрактор необходимы, чем в обычных растворителях. ВЭТС в столб жидкости добычи связано с коэффициентов массопередачи (обычная высота блока переноса, HTU) и осевой смешивания (высота дисперсии единицы, HDU) (11).
Увеличение добычи температуры снижает избирательность и, следовательно, увеличивает число теоретических этапах требуется. Но это также снижает вязкость и, следовательно, улучшает ВЭТС.
Высокая вязкость увеличивается ВЭТС, но ВЭТС может быть уменьшено за счет увеличения RDC вращения ротора. В одном из исследований, увеличение частоты вращения ротора 400 об / мин от 573 об / мин, чтобы включить такое же количество этапов в фиксированную высоту для достижения разделения для обоих [MBPY] [BF4] и сульфолане (7). Однако увеличение увеличивает скорость ротора эксплуатационные расходы - RDC энергопотребление увеличивается пропорционально кубу скорости вращения ротора, так что потребление энергии для [MBPY] [BF4], было бы почти в три раза, что требуется для сульфолане.
Снятие Этан из экстракта
Ионные жидкости, такие как [MBPY] [BF4] может производить 99% чистого толуола без применения добывающих стриптизершей. Повышенная производительность может он достигается за счет использования moreselective ионных жидкостей и / или отлив. Даже если Этан необходимо сняли, ионные жидкости, из-за их высокой селективности, улучшит относительной неустойчивости в системе, что облегчает отделение.
В ионных жидкостей, пара с помощью снятия не рекомендуется, потому что ИЛ может гидролизовать в присутствии воды при высоких температурах. Вместо этого восстали зачистки следует практиковать, потому что пара reboiled он будет богат hydrocarhons из-за отсутствия ионной жидкости от давления пара.
Разделение ароматических и растворителя
Ионные жидкости состоят только из ионов и не оказывают существенного давления vapur ниже их температуры разложения. (Большинство ионных жидкостей, как сообщается, разлагается, не достигнув точки кипения.) Например, Бреннеке и др.., Отчет давление паров [OMIM] [PF6] при 75 ° C для 1,0 (12), в то время как давление паров сульфолане является 0,42 мб при той же температуре. Таким образом, оно не может быть возможным выделить ионных жидкостей с помощью ароматических фракционирования.
Экономические альтернативы просто испаряются ароматические от ионной жидкости. Моделирование показывает, что испарение ароматических поток будет содержать лишь незначительное количество ионной жидкости растворителя. Некоторые экземпляры испарения продукта от ионной жидкости были зарегистрированы в литературе, в том числе использование ИЛ как entrainers для разделения азеотропной воды из тетрагидрофурана (13), и испарение высококипящих продуктов алкоголя стороны липазы -catulyzed трансэтерификации реакции при 85 ° С и 0,06 inhar (14). Meindersma и др.. Рекомендовать испарение ароматических соединений с ионной жидкости и не нашел деградации ионной жидкости даже после многократного утилизации (7).
Самые кипения компонента reformale кормов можно считать C ^ 10 ^ к югу ароматических соединений, как правило н-бутиловый бензола, который в нормальной точке кипения 183 ° C. Таким образом, если испарение ароматических веществ с ионной жидкости при атмосферном давлении, что желательно, ионной жидкости должно быть устойчивым при этой температуре.
Как отмечалось ранее, хотя исследования показали, ионных жидкостей для стабильной до 400 ° C, долгосрочные эксперименты показывают, что стабильность типичной ионной жидкости. [Эмимов] [Tf2N], является стабильным только до 234 ° C (9). Для других, менее термически стабильные ионные жидкости, предельная температура гораздо ниже. Более практичный верхний предел температуры разложения составляет 200 ° C. Потому что это выше, чем температура кипения тяжелой aroinatics, вакуумного испарения не может ему нужен, хотя со средним или высоким давлением пара не потребуется. Если испарение осуществляется под вакуумом за опасений по поводу стабильности ионной жидкости, пар низкого давления может быть использован вместо более дорогостоящих среднего давления пара.
Вода может быть использована для растворения ионных жидкостей и производить чистую aroinatics, но это возможно только для водорастворимый ионных жидкостей. Однако это его опасность в том, что ионные жидкости могут гидролизовать при высоких температурах, при выделении воды и ионной жидкости. Re-экстракции ароматических веществ с puraffinic растворителя (например, додекана) и ее последующее отделение от ароматических путем дистилляции это практикуется в некоторых коммерческих структур, чтобы избежать подчинения извлечения растворителя к высоким температурам. Это также возможно для ионных жидкостей, а особенно выгодно с низким уровнем устойчивости ионных жидкостей.
Удаление захваченных ионной жидкости из рафинате
Обычные процессы, которые используют воду мыть столбец удалить растворителя из рафинате поток. Вода стиральная возможно только при водорастворимый союзов, хижины и тогда проблема ионной жидкости гидролиза при высокой temperalure остается.
Для смешивающихся с водой союзы (например, Tf2N), другие методы, такие как испарение вещества с ионной жидкости, добычи ионной жидкости из рафинате с Ил-miscihle растворителя и т.д., должны быть разработаны.
Оценка
Отсутствие данных затрудняет детальной экономической оценки ионных жидкостей в качестве добычи растворителей. Качественный анализ общих ионных жидкостей приведены в таблицах 1 и 2. Ионные жидкости, в связи с их незначительным давлением пара и достаточной термической стабильностью, обеспечить новые возможности для процесса развития. Рисунок 8 показывает, что ароматические восстановления устройства с помощью ионных жидкостей будет гибким и компактным из-за отсутствия добывающей зачистки, растворитель колонке восстановления вакуумной системы и связанные с ними услуги.
Высокая избирательность приводит к уменьшению теоретического этапа для ионных жидкостей, но из-за высокой ВЭТС высокой вязкости более чем компенсирует это. Высокая вязкость увеличивается насоса размера и тепла. Высокая пропускная способность бензола ионных жидкостей в результатах нижнего коренного зуба Расходы, приведенные. но не является гарантией низкой массой flowrules за ионных жидкостей с высоким молекулярным весом. Таким образом, высокой вязкостью и молекулярной массой уменьшить привлекательность ИЛ, так как более оборудования не требуется.
Однако, несмотря на большой вязкостью не увеличивается, требуется насос и размер теплообменника, чистая отопления и насосных пошлины ниже из-за ликвидации этапов обработки. Кроме того, больше, но меньше единицы оборудования не требуется. Таким образом, подробное экономическое обоснование необходимости проведения оценки реальных экономических последствий использования ионных жидкостей, как добыча растворителей.
К сожалению, ионной жидкости производительность не является равномерным во всех катионов и объединение семей. Например. Tf2N умеренной вязкостью и хорошей термической стабильностью, но ее избирательность почти такой же, как и сульфолане. BF4 обладает высокой избирательностью, но ее высокая вязкость, низкую термическую стабильность в присутствии влаги, а также низким объемом бензола проблем. Сульфат проявляет высокую избирательность, но его чувствительность молекулярной вес большого отрицательного числа, сульфат также обладает высокой вязкостью и низким объемом бензола.
Высокая вязкость и большим молекулярным весом две реальности ионных жидкостей. Уменьшение размера иона снижение молекулярного веса ионной жидкости увеличивается coloumbic притяжения между ионами - в результате соль, возможно, больше не будет легкоплавкими и было бы очень вязкой (15). Большой ионов производят ионных жидкостей с высоким молекулярным весом. Больших и малых союзов имеют низкую избирательность. Таким образом, трудно разработать низкой вязкостью, низким молекулярным весом ионных жидкостей, которые в то же время весьма избирательно.
Ни один из имеющихся в настоящее время ионных жидкостей обеспечивают идеальной производительности, поэтому они не могут заменить сульфолане в качестве предпочтительного растворитель для ароматических добычу в краткосрочной перспективе. Тем не менее, свою нишу области для ионных жидкостей может быть высокой тяжести реформатор с высоким содержанием ароматических веществ и широкий спектр углеродного питания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Паркинсона Г., Ионные жидкости Сделать экологической Splash ", Chem. Eng. Прогресс, 100 (9), с. 7-9 (сентябрь 2004).
2. Шнайдер, DF, "Не сульфолане Проблемы Регенерация". Химреагент Eng. Прогресс, 100 (7), с. 34-39 (сентябрь 2004).
3. Hardacare, К., и др.., "Структура-ионной жидкости смеси бензола". J. Phys. Химреагент B, 109 (4). с. 1593-1598 (2005).
4. Prausnitz, JM, Р. Андерсон, "Термодинамика растворителей Избирательность в добывающей перегонки углеводородов", Айше Journal, 7, с. 96-101 (1961).
5. Арлт, В. и др. /., "Разделение 1-гексан и н-гексан с Ионные жидкости", жидкостей фазовых равновесий, 241, с. 2900 -299 (2006).
6. Сделка, CH, Е. Л. Дерр ", селективность и платежеспособности в ароматики восстановления", штат Индиана
7. Meindersma, GW, "Выделение ароматических веществ из нафты с Ионные жидкости". Диссертация, Университет Твенте, Нидерланды (2005).
8. Rwat, BS, и JM Nagpal ", Жидкостная равновесия для толуол-гептан-N-пирролидон Melhyl и бензол-гептан Растворители". J. Chem. Технология. Biothecnol, 31, с. 146-150 (1981).
9. Скотт, JL, "Ионные жидкости: Забытые проблемы," Ост, J. Chem., 58. с. 155-169 (2005).
10. Glatzmeir, Г. и др. /., "Расширенное теплообмена и тепловой хранения жидкостей", доступные на странице <A HREF = "http://www.erere.energy.gov/troughnet" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW" > www.erere.energy.gov / <troughnet / A>.
11. Костерсу, WCG, "Вращающийся диск Контактор", в "Справочнике экстракционного", М., Хобокен, штат Нью-Джерси (1983).
12. Бреннеке, JF, "Эль Аль". ", Фазы высокого давления Поведение ионных Liquid/CO2 систем". J. Phys. Химреагент Б., 105, с. 2437-2444 (2001) ".
13. Arit, В. и др. /., "Влияние ионных жидкостей на п Поведение фазы водных азеотропной систем". J. Chem. Eng. Данные, 49 (4), с. 852-857 (2004) ".
14. Шелдон, К. А. и др. /. ", Biocalalytic преобразований в ионных жидкостях". Тенденции в области биотехнологии, 21 (3), с. 131-138 (2003).
15. Belieres, JP и др.., "Ионные жидкости: неорганическая и обычный, Протич против апротонных. Кулоновских и контролю против ван-дер-контроля". представлены на Ионные жидкости (Международный симпозиум в честь Марсель Gaune-Escard), Carry Le РУЭ, Франции (июнь 2003).
Sachin Т. Anjan
AKER KVAERNER POWERGAS PVT. LTD.
Sachin Тукарама Anjan является инженер-технолог с Aker Kvaerner Powergas FM. ООО (Сантакрус (E), Мумбаи. Индии, телефон: 91-22-5506 6481, факс: 91-22-6691 5934, E-почта: <a href="mailto:sachm.anjan@akerkvaerner.com"> sachm.anjan @ <akerkvaerner.com />), где он участвует в процессе моделирования и инженерных нефтеперегонных и нефтехимических подразделений. Он 3-летний опыт проектирования нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов получив степень бакалавра Университета химико-технологический институт, Мумбай, Индия и магистра наук в университете Твенте, Нидерланды, и в химическом машиностроении.
