Способ выделения бензола из высокоароматизированного сырья

 

1. СПОСОБ ВВДЕЛЕНИЯ БЕНЗОЛА ИЗ ВЫСОКОАРОМАТИЗИРОВАННОГО СЫРЬЯ, содержащего неароматические углеводороды , путем многоступенчатой ректификации , включающий азеотропную ректификацию в присутствии азеотропного агента, с последующей регенерацией азеотропного агента, о т л ич а ю щ и-и с я тем, что, с целью увеличения выхода бензола и снижения расхода азеотропного агента, исходное сьфье подвергают ректификации с выделением бензольной фракции, содержащей неароматические углеводоро-, ды, образующие азеотропные смеси с бензолом, с последуницей подачей бен-зольной фракции на вьщеление бензола азеотропной ректификацией в присутствии в качестве азеотропного агента метилацетата или метилнитрата .в массовом соотношении неаромати (Л ческие углеводороды: азеотропный агент, равном 1:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 07 С 7/06; 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3459933/23-04 (22) 25.06,82 (46) 23.12.87. Бюл. М- 47 (72) Н.С.Бадьина.и Б.Л.Воробьев (53) 66.074.382(088.8) (56) Сулимов А.Д. Производство ароматических углеводородов из нефтяного сырья, М., "Химия", 1975, с.42-70.

Коляндр Л.Я. Новые способы переработки сырого бензола. M., "Металлургия", 1976, с.73-75.

Патент США Ф 258 1344,кл.203-62, опублик, 1952.

Патент Великобритании 9 963451, кл. С 5 Е,опублик. 1964.

Фроловнин Ю,В. и др. Азеотропная . ректификация бензола с ацетонитрилом. "Кокс и химия", В 10, 1975. (54)(57) 1. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БЕНЗОЛА

ИЗ ВЫСОКОАРОИАТИЗИРОВАННОГО СЫРЬЯ, содержащего неароматические углеводороды, путем многоступенчатой ректиФикации, включающий азеотропную ректификацию в присутствии азеотропного агента, с последующей регенерацией азеотропного агента, о т л ич а ю щ и- и с я тем, что, с целью увеличения выхода бензола и снижения расхода азеотропного агента, исходное сырье подвергают ректификации с выделением бензольной фракции, содержащей неароматические углеводоро-, ды; образующие азеотропные смеси с бенэолом, с последующей подачей бензольной фракции на выделение бензола азеотропной ректификацией в при- . ,сутствии в качестве азеотропного агента метилацетата или метилнитрата,в массовом соотношении неароматические углеводороды: азеотропный агент, равном i:(7-10).

2. Способ по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, на стадии регенерации, выделяют азеотропный агент, содержащий 5-30 мас.Ж воды, который возвращают на стадию азеотропной ректификации.

8837

1

107

Изобретение относится к области химической переработки нефтепродуктов, точнее к процессам выделения бенэола высокой степени частоты из высокоароматизированного сырья.

Проблема усовершенствования процессов выделения бензола из высокоароматиэированного сырья (отдельных фракций катализатор риформинга,; катализатов деалкилирования, продуктов пиролиза и т.п.) представляется весьма актуальной.

В настоящее время, согласно современным требованиям к бензолу, используемому в производствах волокон и ряда других химических синтезов, он должен отвечать техническим требованиям ГОСТ 9572-77 (высшей очистки) с содержанием основного вещества не менее 99,9, Содержание неароматических примесей в нем не должно превышать О, 1Х в том числе н-гептана не более 0 01Х метилциклогексана (ИЦГ) не более

0,05Х.

В настоящее время бензол высокой степени чистоты получают.преимущественно каталитическим риформингом бензиновых фракций с последующим вьщелением бенэола и продуктов риформинга экстракцией селективными растворителями: полигликолями, сульфоланом, N-метил-пирролидоном и другими или экстрактивной ректификацией с использованием указанных растворителей или других соединений как агентов экстрактивной ректификации.

Способы, основанные на экстракции и экстрактивной ректификации селек.тивными растворителями, при содержании ароматических углеводородов более

80Х уступают способам азеотропной ректификации в основном, за счет снижения расхода разделяющих агентов более чем в 5 pas.

Высокоароматизированные фракции помимо основного компонента — бензола содержат примеси насыщенных.предельных и нафтеновых углеводородов

С вЂ” С1, содержание которых может колебаться от 0,3-0,5 до 5-20Х в зависимости от способа получения этих фракций.

Неароматические углеводороды можно разделить по степени их отделения от бензола на два класса.

В этом случае к I классу относят.ся неароматические углеводороды, ки4 пящие ниже бензола, например, н-гексан, метилциклопентан (ИЦП) и др., а также циклогексан и изогептаны, кипящие выше бензола. Все эти неароматические углеводороды образуют азеотропные смеси с бензолом, температура кипения которых в ряде случаев только очень немногим отличается от температуры кипения чистого бензола, Поэтому при применении обычной ректификации вьщелить бензол требуемой чистоты не представляется возможным, Помимо методов экстракции и экстрактивной ректификации эти углеводороды могут быть отделены от бензола методом азеотропной ректификации с полярными агентами, например ацетоном и метанолом.

К II классу относятся неароматические углеводороды С, кипящие выше бензола (н-гептан, ИЦГ), которые не образуют азеотропных смесей с бензо25 лом. В отличие от примесей I класса они также не образуют азеотропных смесей и с ацетоном.

Известен спесоб выделения бенэола из бензольных фракций, содержащих

З0 примеси неароматических углеводородов

I u II класса,.методом двухстадийной ректификации, согласно которому исходная фракция поступает в первую колонну азеотропной ректификации, куда в качестве азеотропного агента

35 вводят циклогексан. В первой колонне происходит выделение бензольной фракции.с неароматическими углеводородами I . класса.

Неароматические углеводороды II красса (н-гептан, ИЦГ) выводят в виде кубового продукта первой колонны.

Далее бензольная фракция с циклогексаном поступает на разделение во вторую колонну, куда постоянно вводят

45 полярный азеотропный агент, в частности, ацетон или метанол. Целевой бенэол, вместе с частью полярного азеотропного агента поступает в сепара50 тор для отмывки бензола от азеотропного агента.

Недостатком указанного способа является сложность в технологическом оформлении схемы, использование двух азеотропны агентов, а также большие

55, расходы этих агентов.

Необходимо отметить, что для отгонки 1 части бензола íà I стадии требуется введение не менее 1 части з 10 циклогексана. Отгонка циклогексана на II стадии требует дополнительных затрат полярного азеотропного агента — ацетона. Кроме того, не решена проблема регенерации циклогексана и возврата его обратно íà I стадию процесса. Поэтому выделение целевого бензола по описанному выше способу становится нецелесообразным по сравнению с экстракцией или экстрактивной ректификацией, так как требует больших капитальных и энергетических затрат.

Известен также способ выделения бензола из бензольной фракции, содержащей примеси обоих классов, путем двухстадийной азеотропной ректификации.

Согласно этому способу исходная. бензольная фракция поступает на pasделение в сложную ректификационную колонну (К вЂ” 1), снабженную глухой тарелкой. На I стадии процесса в колонне К вЂ” 1 методом четкой ректификации отделяют бензольную фракцию с неароматическими углеводородами I класса и гептаном от МЦГ. В эту же колонну несколько выше глу..хой тарелки вводят полярный азеотропный агент - ацетон, содержащий воду.

Бензольная фракция,отбираемая с глухой тарелки колонны К-1, далее поступает на II стадию разделения в колонну К-2, куда постоянно вводится избыточное количество полярного агента, необходимого для получения товарного бензола. Однако ис пользование ацетона в качестве полярного агента не позволяет полностью удалить н-гептан, Поэтому бенэол, полученный по данному способу, пригоден лишь для нитрации. Чистота бензола не выше 99,5Х, температура кристаллизации не выше 5,1 С.

Недостатком указанного способа является громоздкость технологической схемы, использующей пять аппаратов, что однако не позволяет получать бензол, удовлетворяющий техническим требованиям ГОСТ 9572-77 .с маркой высшей очистки и концентрацией не менее 99,9Х.

Кроме того, использование данной технологической схемы приводит к увеличению технико-экономических показателей по процессу, за счет увеличения энергозатрат, расхода грею78837 4 щего пара и капитальных затрат на оборудование.

Наиболее близким к описываемому

5 способу по достигаемому результату является способ выделения бензола из высокоароматизированного сырья, содержащего неароматические углеводороды, путем многоступенчатой ректификации,включающий аэеотропную ректификацию в присутствии в качестве азеотропного агента ацетонитрила с последующей регенерацией азеотропного агента.

Согласно этому способу бензольную фракцию, содержащую до 1,0Х насыщенных углеводородов, в том числе

О,ЗХ н-гептана и 0,4Х ИЦГ, подают в колонну аэеотропной ректификации эффективностью 50 теоретических тарелок, куда постоянно вводят азеотропный агент — ацетонитрил в соот.— ношении неаромаюические углеводороды : агент, равном 1:9. В дистилля2б те колонны азеотропной ректификации отбирают азеотропную смесь ацетонитрила с неароматическими примесями.

В кубовом продукте азеотрон бензола с разделяющим агентом.

Поскольку ацетонитрил образует азеотропную смесь с бензолом, то его расход будет зависеть не только от содержания примесей в очищаемом сырье, но и от необходимости отбора в головную фракцию некоторого количе-. .ства бензола.

Для разделения полученной азеотропной смеси разделяющего агента с бензолом в данном спосрбе применяют

4 двухколонную схему с отбором в первой колонне в дистилляте промежуточной фракции, возвращаемой на разделение в колонну азеотропной ректификации. Из кубового продукта первой

45 колонны путем четкой ректификации выделяют целевой бензол.

В соответствии с указанным cnocof бом около 20Х ацетонитрила переходит в головную фракцию колонны азеотропной ректификации, а остальное количество отбирается в составе промежуточной фракции и находится в цикле.

Для регенерации растворителя roaqaную фракцию колонны азеотропной ректификации подвергают водной отмывке и полученный водный ацетонитрил в смеси со свежим. используют в процессе выделения.

5 107

В данном способе вьщеляют бенэол чистотой более 99,9 ., удовлетворяющий техническим требованиям ГОСТ

9572-77 с маркой высшей очистки. Однако выход целевого продукта составляет не более 95Х от содержания его . в сырье, поступающем на разделение, в случае использования исходного сырья с невысоким содержанием неароматических примесей вышеприведенного состава. .Следует отметить, что в промышленности, как правило, смеси выше-. приведенного состава используются очень редко. В основном содержание неароматических углеводородов в различных катализатах более 1 . и колеблется от 5 до 20Х. В таких катализатах, как правило, повышается содержание примесей н-гептана и МЦГ от

1,0 до 1,5 каждого.

Количество ацетонитрила, необходимое для получения целевого бензола, зависит от содержания неароматических углеводородов в сырье.

Так, увеличение в сырье неароматических углеводородов с 1 до 20 увеличивает их весовое. соотношение: ацетонитрил до 1:(20-40). Особую сложность при разделении такой смеси бу- . дет оказывать повышенное содержание примесей н-гептана (до 1Х) и МЦГ (до 1X), которые образуют азеотропные смеси с ацетонитрилом. Температура кипения этих азеотропных смесей на 2-4 С отличается от температуры кипения азеотропной смеси бензола с ацетонитрилом. Поэтому, помимо увеличения количества разделяющего агента при .увеличении примесей в сырье, поступающем на разделение, от 5 до 20, выход целевого бензола снизится от 90 до .85Х соответственно.

Цель изобретения — увеличение вы.хода бензола и снижение расхода азеотропного агента.

Поставленная цель достигается способом выделения бензола из высокоароматизированного сырья, содержащего неароматические углеводороды, заключающимся в .том, что исходное сырье подвергают ректификации с выделением бензольной фракции, содержащей неароматические углеводороды, образующие азеотропные смеси с бензолом, с последующей подачей бензольной фракции на вьщеление бензола

8837

45 50

55 азеотропной ректификацией в присутствии в качестве азеотропного агента — метилацетата или метилнитрата в массовом соотношении неароматические углеводороды : азеотропный агент, равном 1:(7-10), и регенерацией азеотропного агента.

Предпочтительно с целью упрощения технологии процесса на стадии регенерации выделять азеотропный агент, содержащий 5-30Х воды, который возвращают на стадию азеотропной ректификации, Отличие предлагаемого способа состоит в том, что исходное сырье подвергают ректификации с выделением вышеописанной бензольной фракции с последующей подачей этой фракции на выделение бензола азеотропной ректификацией в присутствии вышеназванных азеотропных агентов в указанном выше соотношении.

В соответствии с предлагаемым способом в качестве исходного сырья могут быть использованы высокоароматнзированные фракции, полученные в процессе деалкилирования алкилбензолов водяным паром, например фракций бензинов пиролиза или риформинга, содержащих 5-20Х неароматических углеводородов обоих классов, которые обычной ректификацией трудно разделить. Особые затруднения возникают при разделении. GMecH бензол-н-гептан, так как данная смесь не подчиняется закону Рауля и коэффициент .относительной летучести бензола увеличивается по мере его увеличения в смеси.

Низкое значение коэффициента относительной летучести препятствует четкому разделению смеси бензол-н-гептан даже при весьма эффективной ректификации.

На I стадии в колонне ректификации К-1 происходит вьщеление бензольной фракции, содержащей неароматические углеводороды I класса и незначительное (до 0,3 ) количество н-гептана. При этом в сырье, поступающем на разделение в К-1,как правило, присутствует толуол, который в данном случае играет роль экстрактивного агента, увеличивающего коэффициент относительной летучести трудноделимой пары бензол-гептан.

При этом, как показывают исследования, на колонне эффективностью 407 1078

60 теоретических тарелок и при флег.мовом.числе R 3-10 выделяют бензольную фракцию, содержащую примеси I класса и до 0,3 . н-гептана. В кубовом продукте колонны К-1 остается

5 до 1 О . бе из ола.

Бензол, содержащийся в кубовом продукте колонны К-1, не теряется в процессе, а его возвращают обратно на переработку. Например, в процессах деалкилирования алкилбензолов кубовый продукт возвращают в реактор деалкилирования.

Дистиллатный продукт колонны К-1 при температуре 80-81 С поступает на

II стадию в колонну азеотропной ректификации К-2 (эффективность 40-60 теоретических тарелок при флегмовом числе R 5-10) в присутствии в качестве азеотропных агентов указанных выше селективных полярных растворителей,которые способны образовывать азеотропные смеси с неароматическими углеводородами I класса и с н-гептаном и не образовывать азеотропные смеси с бензолом. Метилацетат (С Н О >) и метилнитрат (СН N03) могут применяться в чистом виде, а также и в смеси с водой. Количество воды допустимо до ЗОХ.

Применение селективных полярных агентов, которые вводят в колонну

К-2 на одну тарелку с подаваемой на разделение бензольной фракцией (либо на ниже лежащие тарелки) в соотноше нии (7-10). частей агента на 1 часть неароматическнх углеводородов,позволяет выделить бензол, отвечающий техническим требованиям ГОСТ 9572-77 (высшей очистки). Целевой бензол выводят с нижней тарелки колонны К-2 в виде жидкой фазы с выходом не менее 98 от потенциального содержания

его в катализате деалкилирования.

Для возвращения в цикл полярного азеотропного агента дистиллятный продукт колонны К-2, содержащий смесь неароматических углеводородов с полярным агентом, поступает в сепаратор, где его отмывают водой. Водный слой, содержащий полярный азеотропный агент, поступает в ректификационную колонну К-Ç, в которой в виде дистиллатного продукта выделяют азеотроп полярного агента с водой (до ЗО ), который возвращают в колонну К-2. Кубовый продукт колон837 8 ный К-3 — воду возвращают обратно в сепаратор колонны К-2 на отмывку.

Таким образом образуется цикл, в котором выделяют неароматические углеводороды I класса (в виде органической фазы сепаратора колонны

К-2), неароматические углеводороды

II класса с примесями (до 10X) бен0 зола и толуола (в виде кубового продукта колонны К-1), которые возвращают в реактор деалкилирования, и целевой бензол, удовлетворяющий требования ГОСТ 9572-77(высшей очистки).

Необходимо отметить, что соотношение неароматические углеводороды разделяющий агент, равное 1:(7-10), в предлагаемом способе выбрано с учетом оптимального проведения про0 цесса выделения целевого бензола, удовлетворяющего техническим требо- ваниям ГОСТ 9572-77.. Уменьшение соотношения до 1;5 приводит к ухудшению качества целевого бензола до концентрации 98 и уменьшение его выхода до 95Х. С другой стороны,увеличение соотношения до 1:12 не приводит к существенному улучшению качества и выхода целевого бензола.

Выход бензола с чистотой 99,2Х равен 99Х. Поэтому увеличение соотношения более чем 1: 10 нецелесообразно.

Для упрощения технологии в предлагаемом способе рекомендуется оставлять в разделяющем агенте после его регенерации от 5 до ЗОХ воды.

Количество воды в растворителе существенно зависит от режима работы колонны регенерации растворителя. Поэтому для того, чтобы количество во40 ды в растворителе было менее 5Х необходимо применять специальные методы осушки, поскольку, как правило, полярные азеотропные агенты дают азеотропные смеси с водой, содержание

45 воды в которых колеблется от 5 ивыше..

Использование растворителей с повышенным содержанием воды (более ЗОХ) приводит к резкому снижению выхода целевого продукта (до 90Х) за счет

50, образования азеотропных смесей бензола с водой.

Пример 1. В качестве сырья используют катализат деалкилирования бензинов пиролиза с водяным паром

55 следующего состава,мас.Х: неароматических углеводородов 5,0 в том числе

1078837 10

1:7. В верху колонны К-.2 при флегмовом числе К 10 и температуре 56 С отбирают дистиллат в количестве

25,2 кг/ч, который имеет следующий

5 состав, мас.Ж:

2 неароматических углеводородов 12,3 в том числе

2,0

0,4

1,6 . отсутствие

6,15

35

0,07 отсутствие

9

I класса (гексан, циклогексен (ЦГ) и др.). 3,0

II класса (гептан, ИЦГ) ароматических углеводородов 95,0 в том числе бенэол 50 0

10 толуол и выше 45,0

Сырье в количестве 100 кг/ч подают на 25-ю теоретическую тарелку (считая сверху) в колонну непрерывного действия К-1 эффективностью 40 теоретических тарелок. При флегмовом числе R 10 и температуре в верху колонны 80 С при давлении Р 760 мм рт.ст, отбирают дистиллат в количестве 48 кг/ч.

Дистиллат имеет следующий состав, мас.Х:

X неароматических углеводородов 6,45 в том числе 25

I класса (гексан, ЦГ и др.)

II класса (н-гептан) 0,3

, » ароматических углеводородов 93,55 в том числе толуол отсУтствие бензол 93,55

Кубовый продукт колонны К-1 состава, мас.%:

X..неароматических углеводородов 3,8 в том числе, I класса (н-гексан, ЦГ и др.) .II класса (н-геп,.тан, МЦГ) 3,8

X. ароматических углеводородов 96,2 в том числе бензол 9,6, толуол и выше 86,6

Сырье в количестве 52 кг/ч возвращают обратно на деалкилирование.

Дистиллатный продукт колонны К-1 подают на 10-ю теоретическую тарел " ку (считая сверху) колонны непрерывного действия К-.2, эффективностью 40 теоретических тарелок. Сюда же вво55 дят полярный азеотропный агент †. метилацетат в количестве 21,7 кг/ч.

Соотношение неароматические углеводороды : азеотропный агент, равно

I класса (н-гексан, ЦГ и др.) 11,9

II класса (н-гептан, ИЦГ) ароматических углеводородов 1,6 в том числе: бензол толуол азеотропный агент — метил- ацетат 86,1

Дистиллатный продукт колонны К-2 поступает в сепаратор, куда подается вода для отмывки углеводорода до азеотропного агента. Водный слой поступает в колонну отгонки полярного агента от воды. Полярный агент возвращают в колонну К-2, а отогнанную воду — в сепаратор колонны К-2 на отмывку.

Целевой бензол, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 9572-77 (высшей очистки), содержащий, мас.Ж: неароматическях углеводородов 0,08 в том числе

Е класса (н-гексан, ЦГ и др.)

II класса (н-гептан) 0,01 ароматических углеводородов 99,92 в том числе бензол 99,92 толуол отсутствие в количестве 44,5 кг/ч с 1-й тарелки (считая от куба) в жидкой фазе и в качестве товарного продукта подают на склад.

Выход целевого бенэола составляет 99,0Х.

Составы сырья и продуктов разделения анализировались хроматографическим методом.

Пример 2. В качестве сырья используют катализат гидроочистки— гидрокрекинга бензинов пиролиза следующего состава, мас.Ж:

107

15,0

0,06

0,21 отсутствие

30,0

69,8

0,08

99,91

9,8

Я неароматических углеводородов . 20,0 в том числе

I класса (н-гексан, ЦГ и др.) II класса (н-гептан, ИЦГ) 5,0

X аРоматических углеводородов 80,0 в том числе бенэол 40 0 толу оп 40,0

Сырье в количестве 100 кг/ч подают на 40-ю .тарелку (считая сверху) в колонну непрерывного действия К-1 эффективностью 60 теоретических тарелок. При флегмовом числе R 3,0 и тем пературе в верху колонны 80 С при . давлении P 760 мм рт.ст. отбирают . дистиллат в количестве 50 кг/ч.

Дистиллат имеет следующий состав, мас.7:

X неароматических углеводородов 30,2 в том числе

I класса (н-гексан, ЦГ и др.)

II класса (н-гептан, ИЦГ) - 0,2

Z ароматических углеводородов в том числе бенэол . . 69,8 толуол отсутствие

Кубовый продукт колонны К-1 состава, мас.Х:.

,>» неароматических углеводородов 9,8 в том числе

I класса (н-гексан, ЦГ и др.) отсутствие

II класса (н-гептан, ИЦГ) ароматических углеводородов 9д,2 в том числе бензол 10,0 толуол 80,0 в количестве 50 кг/ч возвращается обратно на гидрокрекинг.

Дисталлатный продукт колонны К-1 подают на 10-ю теоретическую тарелку (считая. сверху) колонны непрерывного действия эффективностью 60 теоретических тарелок. Сюда же вводят поляр.ный азеотропный агент — метилацетат в количестве 151 кг/ч. Соотношение равно 1:10. В верху колонны К-2 при

8837 l2 флегмовом числе R 5 и температуре

56,5 С отбирают дистиллат в количестве 166,42 кг/ч, который имеет следующий состав, мас.7.:

X неароматических углеводородов 9,06 в том числе

I класса (н-гексан, ЦГ и др.) . 9,0

II класса (н-гептан)

7 ароматических углеводородов 0,21

15 в том числе бензол толуол азеотропный агент — метилацетат .. 90,73

Дистиллатный продукт колонны К-2 поступает в сепаратор, куда подается вода для отмывки углеводородов от азеотропного агента. Водный слой по25 -ступает в колонну отгонки полярного агента от воды. Полярный агент возвращается в колонну К-2, а отгонная вода в сепаратор Kîëîíaû К-2 на от- мывку.

Целевой бензол, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 9572-77 (высшей очистки), содержащий, мас.7: неароматических углеводородов 0,9. в том числе

I класса (н-гексан, ЦГ и др.)

II класса (н-гептан) 0„02

40 углеводородов в том числе бензол 99,91 толуол отсутствие в количестве 34-58 кг/ч выделяют с

45 первой тарелки (считая Ьт куба) в исходной фазе и в качестве товарного продукта выводят на склад.

Выход цельного бензола составляет 99,0Х.

50 .

Составы сырья и продуктов разделения анализировались хроматографическим методом.

Пример 3. Бензольную фракцию состава, приведенногб в примере

1, в количестве 100 кг/ч подают в колонну К-1, работающую в режиме, аналогичном примеру 1.

6,15

93,55

0 35

1,8 от утствие отсутствие

l3 107

Дистиллатный продукт колонны К-1 в количестве 48 кг/ч состава,мас,X:

7. неароматических углеводородов . 6,45 в том числе

I класса (н-гексан, ЦГ и др.)

II класса (н-гептан, ИЦГ) 0,3

, ароматических углеводородов в том числе бензол 93,55 толуол отсутствие поступает в колонну К-2, работающую в режиме, аналогичном примеру 1.

Сюда же вводят полярный азеотропный агент — метилнитрат в количестве

21 7, кг/ч. Соотношение равно 1:7.

В верху колонны К-2 отбирают дистиллат в количестве 25,3 кг/ч, который имеет следующий состав, мас.% .

;> неароматических углеводородов 12,2 в том числе

I класса (н-гек сан, ЦГ и др.) 11,85

II класса (н-гепт ан, ИЦГ)

7. ароматических углеводородов 1,8 в том числе бензол толуол азеотропный агент— метилацетат 86,0 .Дистиллатный продукт колонны К-2 поступает на регенерацию раствори,теля аналогично примеру 1.

Кубовый продукт .колонны К-1 состава, мас,X: неароматических углеводородов 3,8 в том числе

Х класса (н-гексан, ЦГ и др.)

II класса (н-гептан, ИЦГ) 3,8 ароматических углеводородов 96,2 в том числе бензол 9,6 толуол и выше. 86,6 в количестве 52 кг/ч подают обратно на деалкилирование, Целевой бензол, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 9572-7? (высшей очистки), содержащий, мас.%:

93,55

11,85

2,3

8837 14 неароматических углеводородов 0,1 в том числе

I класса (н .-гексан, ЦГ и др.) 0,09

II класса (н-гептан) 0,01

;> ароматических углеводородов 99,9 в том числе бензол 99,9 толуол отсутствие в количестве 44,4 кг/ч выделяют с

1-й тарелки (считая от куба) в жидкой фазе и в качестве товарного продукта выводят на склад.

Выход целевого бензола составляет 98,7%. Составы сырья и продуктов разделения анализировались хроматографическим методом.

Пример 4. Вензольную фракцию состава, приведенного в примере

1, в количестве 100 кг/ч подают в колонну К-1, работающую в режиме, аналогичном примеру 1.

Дистиллатный продукт колонны К-1 в количестве 48 кг/ч состава,мас,%,,, неароматических углеводородов 6,45 в том числе

I класса (н-гексан, ЦГ и др.) . 6,15

II класса (и-гептан, ИЦГ) 0,3 ароматических углеводородов в том числе б ензол 93,55

40 толуол . отсутствие поступает B колойну К-2, работающую в режиме, аналогичном примеру 1.

Сюда же вводят полярный азеотропный агент — метилацетат, содержащий

5% воды, в количестве 21 7 кг/ч

У У

Соотношение равно 1:7.

В верху колонны К-2 отбирают дистиллат в количестве 25,4 кг/ч ко.У торый имеет следующий состав,мас.%: неароматических углеводородов 12,2 в том числе

I класса (н-гексан, ЦГ и др.)

II класса (н-геп55 тан, ИЦГ) 0 35

,> ароматических углеводородов в том числе

1078837

2,3 отсутствие

85,5

69,8 отсутствие

96,2

0,43 отсутствие

0,07 отсутствие

9,8

0,1

30,0 бензол толуол азеотропный агент в том числе метилацетат 81,2 вода 4,3 и поступает на регенерацию растворителя аналогично примеру 1.

Кубовый продукт колонны К-1 состава, мас.Х:

,> неароматических углеводородов 3,8 в том числе

I класса (н-гексан, ЦГ и др.)

II класса (н-гептан, МЦГ) 3,8 ароматических углеводородов в том числе бензол 9,6 толуол и выше 86,6 в количестве 52 кг/ч возвращается обратно на деалкилирование.

Целевой бензол, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 9572-77 (высшей очи. стки), содержащий, мас.X: неароматических углеводородов 0,08 в том числе

I класса (н-гексан, ЦГ и др ° )

II класса (н-гептан) 0,01 ароматических углеводородов 99,92 в том числе бензол 99,92 толуол отсутствие в количестве .44,3 кг/ч выделяют с

1-й тарелки (считая от куба) в жидко фазе и в качестве товарного продукта подают на склад.

Выход целевого бензола составляет 98, 5Х. Составы сырья анализировались хроматографическим методом.

П. р и м е р 5. Бензольную фракцию состава, приведенного в примере 2, в количестве 100 кг/ч подают в колонну К-1, работающую в режиме, аналогичном примеру 2.

Дистиллатный продукт колонны К-1 состава, мас.Х: .;т неароматических углеводородов . 30,2 в том числе

I класса (н-гексан, ЦГ и др.) 16

II класса (н-гептан) 0,2 ароматических углеводородов в том числе бензол 69,8 толуол отсутствие в количестве 50 кг/ч поступает в ко1 лонну К-2, работающую в режиме, аналогичном примеру 2.

Сюда же вводят полярный аэеотропный агент — металацетат, содержащий

ЗОХ воды, в количестве 151 кг/ч. Соотношение равно 1:10.

В верху колонны К-2 отбирают дистиллат в количестве 166 ° 8 кг/ч, который имеет следующий состав,мас .Х: неароматических

20 углеводородов 8,97 в том числе

I класса 6,9

II класса 0,07

,> ароматических углеводородов 0 43 в том числе бензол толуол

Азеотропный

30 агент 90,6 в том числе метилацетат 63,6 вода 27,0 который подают на регенерацию аналогично примеру 2.

Кубовый продукт колонны К-1 состава, мас.Х: Е неароматических углеводородов 9,8 в том числе

40 1 класса

II класса ароматических углеводородов 90,2 в том числе

45 - бензол 10,2 толуол 80,0 в количестве 50 кг/ч возвращают обратно на гидрокрекинг.

Целевой бензол, удовлетворяющий

50-требованиям ГОСТ 9572-77 (высшей очистки), содержащий, масс,Х: неароматических углеводородов в том числе

Z класса 0,09

- II класса 0,01 ароматических углеводородов .99,9

0,06

0,3

4,1

4,84

15 0

80,0

0 05

9,2

23,3 сан, ЦГ и др.) 20,5 сан, ЦГ и др.) 0,02

II класса (и-геп 45

II класса (н-гептан, МЦГ) . 2,8 . тан, МЦГ) - : 0,02

8,2

10788 в том числе бензол 99,9 толуол : отсутствие в количестве 34,2 кг/ч выделяют с .

1-й тарелки (считая от .куба) в жидкой фазе и в качестве товарного бензола подают на склад..

Выход целевого бензола составляет

98Х. Составы сырья и продуктов разде" ления анализировались хроматографическим методом.

Пример 6 (для сравнения с прототипом). В качестве сырья используют катализат гидроочистки — гидрокрекинга бензинов пиролиза следующе-," го состава, мас.Х: . неароматических углеводородов 20,0 в том числе

I класса (н-гексан, ЦГ и др.)

II класса (н-гептан, МЦГ) 5,0 ароматических 25 углеводородов в том числе бенэол 40,0 толуол 40,0

Сырье в количестве 100 кг/ч подают в азеотропную колонну непрерывно-. го действия эффективностью 50 теоре=-:. тических тарелок (К-1), сюда же подают азеотропный агент — ацетонитрил.

При флегмовом числе R 10 и темпео ратуре в верху колонны 71,5 С при . давлении P 760 мм рт.ст. отбирают дистиллат.

Дистиллат колонны К-1 имеет следующий состав, мас.Х": неароматических углеводородов в том числе

Х класса (н-гек; ароматических углеводородов 8,2 в том числе бенэол 50 яэеотропный агент— ацетонитрил 69,5

Дистиллат колонны К-1 идет на от-. мывку от азеотропного агента - ацетонитрила.

Кубовый продукт колонны К-1 состава, мас.Х:

37

18 неароматических углеводородов 0,36 в том числе

I класса

II класса ароматических углеводородов 8,94 в том чиспе бензол толуол азеотропный агент— ацетонитрил 90,7 в количестве 827 кг/ч поступает в колонну непрерывного действия К-2 эффективностью 20 теоретическйх тарелок.

С верху колонны при флегмовом числе R 1 отбирают промежуточную фракцию в виде дистиллатного продукта в количестве 760 кг/ч, которая поступает в питание колонны К-1.

Дистиллат колонны К-2 имеет следующий состав, мас.Х:

;) неароматических углеводородов 0,4

s.том числе

I класса (н-гексан, ЦГ и др.)

II класса (и-гептан, МЦГ) 0,35

g ароматических углеводородов в том числе бензол 9,2 толуол отсутствие азеотропный агентацетонитрил 90,4

Ф убовый продукт. колонны К-2 состава, мас.Х: неароматических углеводородов.. 0,04 в том числе

I класса (н-гек „. ароматических углеводородов 99,96 азеотропный агентацетонитрил отсутствие в количестве 67 кг/ч поступает в колонну К-3 эффективностью 25 теоре" тических тарелок.

С верху колонны К-3 при флегмовом числе R 4 отбирают целевую фракцию бензола в количестве 25 кг/ч, Дистиллат колонны К-3 имеет сле дующий состав, мас.Х.

107

0,05

99,9 (Техред Л.Сердюкова Корректор И,Максимишинец

Редактор Н.Сильнягина

Заказ 6416 Тираж 372 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,,4

l9 неароматических углеводородов О,1 в том числе

I класса (н-гексан, ЦГ) II класса (н-гептан, ИЦГ) 0,04

; » ароматических углеводородов в том числе бенэол 99,9 толуол отсутствиеКубовый продукт колонны К-3 состава, мас.Х: неароматических углеводородов отсутствие ароматических углеводородов 100,0 в том числе бензол 4,8 толуол 95,8

s количестве 42 кг/ч возвращают в процесс гидрокрекинга.

В результате проведенной ректификации получен бензол с чистотой

99,9Х и выходом 85Х.

Преимуществом предлагаемого способа, проиллюстрированного в приме8837 20 рах 1-b, по сравнению со способом — прототипом является увеличение выхода целевого бенэола до 98-99Х по

5 сравнению с выходом равным 85Х поФ 9 лученным по прототипу, при сохранении чистоты целевого продукта.Кроме того, в предложенном способе "количество азеотропного агента в 4 разза меньше, чем в прототипе. Это достигается эа счет предварительной отгонки бензольной фракции, содержащей ограниченное количество приMeceA II класса (н-гептан, МЦГ), которые наиболее трудно отделимы от бензола.

Предлагаемый способ позволяет также упростить технологию процесса за ,счет использования одной колонны азеотропной ректификации вместо двух по прототипу для выделения целевого чистого бензола и использования, кроме чистых азеотропных аген-

25 тов, их смесей с водой образующихся в процессе регенерации этих агентов, что приводит к снижению капитальных затрат и снижению расхода греющего пара.