Способ стабилизации качества стирола-ректификата по содержанию кислородсодержащих соединений

 

Изобретение относится к процессу производства окиси пропилена совместно со стиролом и может быть использовано в других нефтехимических процессах. По предлагаемому способу водный конденсат, полученный после конденсации контактного газа в процессе дегидратации метилфенилкарбинола перед его рециркуляцией на узел охлаждения контактного газа, подвергается вакуумной ректификации от пропаналя - источника образования гексеналя, имеющего температуру кипения, юлизкую к стиролу. Техническая задача состоит в обеспечении стабильного качества стирола-ректификата по содержанию кислородсодержащих соединений в соответствии с ГОСТ в совместном производстве окиси пропилена и стирола и снижения общих расходов сырья и энергоресурсов. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к процессу производства окиси пропилена совместно со стиролом и может быть использовано в других нефтехимических процессах.

Известен способ получения стирола-ректификатора в процессе его совместного получения с окисью пропилена каталитической дегидратацией метилфенилкарбинола с последующим охлаждением и конденсацией контактного газа, отделением углеводородного конденсата и его ректификацией с получением стирола-ректификатора. При этом водный конденсат, полученный при конденсации контактного газа, используется сначала для промывки и охлаждения контактного газа, а затем подается в выпарной аппарат для получения вторичного водяного пара с последующим его перегревом и использованием на дегидратации. (И.А.Кирпичников и др. Альбом технологически схем основных производств промышленности синтетического каучука. Л.: Химия, 1986 г.).

Недостатком указанного способа является периодическое превышение содержание высококипящих кислородсодержащих соединений в стироле-ректификате.

Как показали исследования, источником образования высококипящих кислородсодержащих соединений и попадания их с стирол-ректификат являются легкие кислородсодержащие C₂-C₃ (преимущественно пропаналь), которые попадая в водный конденсат в щелочной среде превращаются в более "тяжелые" кислородсодержащие, которые затем, накапливаясь в циркулирующем водном слое, неизменно попадают с основным потоком углеводорода на ректификацию (Б.Р. Серебряков. Новые процессы органического синтеза. М.: Химия, 1989 г.).

При этом выделяются практически все кислородсодержащие соединения за исключением гексаналя (2-метиллент-2-ен-1-аля), совпадающего по температуре кипения 145^o со стиролом. Частично гексаналь образуется и в первой по ходу колонне ректификации углеводородного конденсата.

Содержание пропионового альдегида - главного источника образования гексаналя в контактном газе колеблется от 0,01 до 0,05 мас.% Периодически содержание кислородсодержащих (гексаналя) в стироле-ректификате в расчете на бензальдегид достигает 0,02 - 0,09 мас.%, в то время когда эта величина по ГОСТ не должна превышать 0,01 мас.%. Для высшего и 0,02 мас.% для первого сорта.

Опробованы несколько способов очистки водного конденсата, но ни один из них путем изменения pH, ни химического связывания, как впрочем и существующий в настоящее время в промышленном производстве, не обеспечивают пока стабильного получения стирола и приводят либо к повышенному содержанию карбоновых кислот, либо к дополнительным затратам сырья и энергоресурсов.

Предлагаемый метод лишен указанных недостатков, т.к. позволяет стабильно получать стирол-ректификат только высшего и первого сорта.

Задачей изобретения является обеспечение качества стирола-ректификатора по содержанию кислородсодержащих соединений в соответствии с ГОСТ.

Поставленная задача решается тем, что водный конденсат, полученный при конденсации контактного газа, перед его рециркуляцией на узел охлаждения контактного газа подвергается ректификации от легколетучих кислородсодержащих соединений под вакуумом в верхней части колонны 620 мм рт. ст. - 690 мм. рт. ст.

Полная очистка конденсата от кислородсодержащих обеспечивает стабильно качество стирола-ректификата по гексаналю с учетом попадания части пропаналя на ректификацию с углеводородным конденсатом.

По предлагаемому способу (см. чертеж) контактный газ после дегидратации метилфенилкарбинола в стирол по линии 1 поступает в пенный аппарат 2 для отделения от него катализаторной пыли и снижения температуры с 260 до 120^oC.

Охлажденный контактный газ по линии 3 поступает последовательно в конденсаторы 4 и 6, конденсат по линии 7 стекает в емкость 8, где происходит разделение углеводородного и водного конденсата.

Углеводороды из емкости 8 по линии 33 поступают в емкость 34 и оттуда по линии 35 насосом по линии 37 направляются на ректификацию.

Несконденсированный газ по линии 38 поступает на компрессор 39 и далее по линии 40.

Водный конденсат из емкости 8 по линии 9 насосом 10 подается по линии 11 через конденсатор 12 по линии 13 на колонну очистки от кислородсодержащих соединений 14, работающую под вакуумом. Дистиллат колонны, легколетучие и вода по линии 15 поступают на конденсатор 16. Легколетучие по линии 17 и через вакуум-насос 18 по линии 19 направляется на сжигание. Водный конденсат по линии 46 собирается в емкость 47 и оттуда по линии 48 поступает на очистку. Кубовая жидкость колонны 14 по линии 45 насосом 20 по линии 22 подается на теплообменник 12, где отдает свое тепло, поступающему на колонну 14 конденсату и оттуда по линии 23 на пенный аппарат 2. В линию 23 подается по линии 32 щелочной раствор для нейтрализации карбоновых кислот.

Конденсат из кубовой части колонны 2 по линии 24 насосом 25 подается на теплообменник 27, где подогревается за счет тепла парового конденсата и оттуда по линии 28 на выпарной аппарат 29, обогреваемый паром высокого давления по линии 41. Полученный из водного конденсата водяной пар по линии 31 возвращается на узел дегидратации метилфенилкарбинола. Остаток после испарения конденсата, содержащий высококипящие углеводороды и щелочь, по линии 30 направляется на сжигание.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами Пример 1 (по прототипу). По существующему промышленному способу водный конденсат, полученный после конденсации и разделения контактного газа в количестве 30 т/ч направляется в пенный аппарат узла охлаждения контактного газа.

Состав воды, поступающей на пенный аппарат, приведен в таблице примера 2.

Суммарное содержание легкокипящих кислородсодержащих соединений составляет около 0,1 мас.%, причем около половины этих соединений составляет пропаналь - главный источник образования гексаналя.

Содержание гексаналя в пересчете на бензальдегид при этом составляет с стироле-ректификаторе, мас.%: ГОСТ Высший сорт - 0,01 1 сорт - 0,02 Фактически - 0,01-0,05 При превышении содержания гексаналя для получения стирола-ректификатора высшего или 1 сорта требуется повторная переработка стирола, сопровождающаяся потерями углеводородов и дополнительным расходом энергоресурсов.

Пример 2. По предлагаемому способу паровой конденсат после конденсации и разделения контактного газа подается на колонну отгонки легколетучих кислородсодержащих соединений, а затем уже направляется на узел охлаждения контактного газа в пенный аппарат.

Материальный баланс колонны ректификации парового конденсата от кислородсодержащих соединений приведен ниже в таблице (см. в конце описания).

При этом выдерживается следующий режим ректификации: Вакуум верха - 620 мм рт. ст.

Вакуум низа - 720 мм рт. ст.

Температура верха - 70^oC Температура низа - 96^oC
Флегмовое число - 30
После очистки водного конденсата содержание гексаналя в стироле-ректификате резко снижается и стабилизируется в следующих пределах, мас.% (в пересчете на бензальдегид):
По ГОСТ
Высший сорт - 0,01
1 сорт - 0,02
Фактически - 0,01 - 0,02
Пример 3. На колонну отгонки кислородсодержащих соединений подается паровой конденсат в количестве 30 т/г и получаются продукты, указанные в таблице пример 2.

При этом выдерживается следующий технологический режим:
Вакуум верха - 690 мм. рт. ст.

Вакуум низа - 700 мм. рт. ст.

Температура верха - 80^oC
Температура низа - 96^oC
Флегмовое число - 30
Получаемый стирол-ректификат соответствует ГОСТ для высшего и первого сорта.

Таким образом, вакуумная отгонка легколетучих кислородсодержащих позволяет полностью очистить от них водный конденсат, поступающий на узел охлаждения контактного газа.

При этом отмечается преобладающее количество стирола высшего сорта, и практически исключается повторная переработка стирола, что приведет, естественно, к снижению общих расходов сырья и энергоресурсов.

Формула изобретения

Способ стабилизации качества стирола-ректификата по содержанию кислородсодержащих соединений в процессе получения окиси пропилена совместно со стиролом путем охлаждения и конденсации контактного газа с последующим отделением и ректификацией углеводородного конденсата и рециркуляцией на пенный аппарат водного конденсата, отличающийся тем, что водный конденсат, полученный при конденсации контактного газа, перед его рециркуляцией на пенный аппарат, подвергают ректификации от легкокипящих кислородсодержащих соединений под вакуумом верха колонны 620 - 690 мм рт.ст.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2