Способ выделения бензольных углеводородов из коксового газа

 

СПОСОБ ВЬЩБЛЕНИЯ БЕНЗОЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ КОКСОВОГО ГАЗА путем обработки его углеводородным поглотителем с последующей дистилляцией с острым паром и возвратом углеводородного поглотителя в цикл, отличающийся тем, что, с цепью снижения шламообразования, в качестве углеводородного поглотителя используют фракцию полиалкйлбензолов с .температурой выкипания 245-295 С. (Л с д 1-

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 А

0% (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕ1ГЕЛЬСТЖУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР1ЫТИЙ (21) 3560071/23-04 (22) 03.03.83 (46) 15.06.84. Бюл. М 22 (72) Ю.И.Резуненко, И.И.Владимирова, A.Ñ.ÌèHàêîâ и В.Н.Дружинин (71) Украинский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский углехимический институт и Новолипецкий металлургический завод (53) 66.074.3(088.8) (56) 1. Справочник коксохимика. M., "Металлургия", 1966, с. 88-90.

2. Авторское свидетельство СССР

N 242848, кл. С 10 К 1/16, 1967 °

3. Справочник коксохимика. М, "Металлургия", 1966, с.90-91 (прототип).

4. Авторское свидетельство СССР

Ф 507619, кл. С 10 К 1/ 16, 1974.

5. Авторское свидетельство СССР

У 967530. кл. В 01 D 53/14. зцОС 07 С 7/11; С 10 К 1/16, (54)(57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БЕНЗОДЬНЫХ

УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ КОКСОВОГО ГАЗА путем обработки его углеводородным поглотителем с последующей дистилляцией с острым паром и возвратом углеводородного поглотителя в цикл, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения шламообразования, в качестве углеводородного поглотителя используют фракцию полиалкилбензолов с ,температурой выкипания 245-295 С.

1097584

Изобретение относится к выделению бензольных углеводородов из коксового газа и может быть использовано в коксохимической, сланцевой и нефтехими.ческой промышленности. 5

Известны способы выделения бен зольных углеводородов иэ коксового газа путем из абсорбции углеводородным поглотителем Г1 ЯЗ 3. В качестве углеводородного поглотителя применяют каменноугольное поглотительное масло (1 ), кубовые остатки ректификации сырого бенэола 32l соляровое масло (33.

Наиболее близким к предлагаемому является способ вьщеления бензольных углеводородов из коксового газа путем его обработки в качестве углеводородного поглотителя соляровым маслом с последующей днстилляцией с 20 острым паром и возвратом углеводородного поглотителя в цикл (3 .

Однако используемые в известных способах поглотители являются дефицитными продуктами. Каменноугольное масло в широких масштабах используется в качестве компонента сырья для производства высококачественной сажи (технического углерода для изготовления резины) и шпалопропиточных ком- 30 . позиций, а соляровое масло (нефтяное поглотительное масло марки "П" по

ГОСТ 4540-80) становится остродефицит-, ным из-за исчерпания нефтей Бакинских месторождений, на базе которых оно производится.

Кубовые остатки ректификации сырого бензола обладают существенным недостатком — нерасслаиваемостью с во" дой, что требует обязательного его 40 применения в смеси с каменноугольным маслом в соотношении 1:1 в соответствии со способом (4 ).

Соляровое масло (прототип) - базовый способ, кроме своей дефицитности 45 обладает самой низкой иэ всех леречисленнык поглотителей абсорбциоиной способностью по отношению к бенэольным углеводородам, что требует увеличенного его удельного расхода и со- 50 ответственно повышенных энергозатрат ке циркуляцию абсорбента, его подогрев и охлаждение.

Если относительную абсорбционную

55 сиособность каменноугольного поглотительного масла ТУ 14-6-117-77 Принять за 1, то относительная абсорбционная способность нефтяного поглотительного масла ГОСТ 4540-80 (солярового масла)

0,71, а кубовых остатков ректификации сырого бензола — 0,895.

Способность образовывать в процессе нагрева (в процессе тепловой дистилляции) значительное количество мелкодисперсного нерастворимого шлама, который интенсивно забивает массо- и теплообменную аппаратуру, резко ухудшает показатели работы агрегатов при использовании известных поглотителей, например солярового масла или каменноугольного поглотительного масла, и требует дополнительной регенерации поглотительногс масла. На всех заводах периодически аппаратура и трубопроводы очищаются от отложений шлама вручную. (Ручной разборке с заменой насадки подвергаются абсор= беры диаметром 6 м, высотой 42 м.

В одной типовой технологической нитке производительностью 70 тыс. нм /ч газа установлено три, а иногда и четыре таких аппарата, заполненных деревянной хордовой или металлической спиральной насадкой). Стоимость разборки и замены насадки в одном типовом абсорбере превышает 150 тыс.руб.

Известен также способ очистки коксового газа от нафталина путем обработки его поглотителем, согласно которому в качестве поглотителя применяют полиалкилбенэолы (ПАБ) с температурой выкипания 152-330 С f 53.

Указанный поглотитель является попутным продуктом процесса ректификации сырого этилбензола, получаемого путем синтеза из этиленовой фракции коксового газа и бензола.

Однако данная широкая фракция ПАБ, выкипающая в пределах 152-330 С, не о может быть использована для выделения бенэольных углеводородов из коксового .газа, так как при выделении бензольных углеводородов иэ поглотительного о раствора дистилля цией при 1 35-180 С образуется значительное количество шлама.

Цель изобретения — снижение шламообраэования.

Поставленная цель достигается согласно способу выделения бензольных углеводородов из коксового газа путем его обработки в качестве углеводородного поглотителя фракцией полиалкилбензолов с температурой выкиа пания 245-295 С с последующей дистил1097584

Кроме того, использование этой фракции полиалкилбензолов в качестве поглотителя бензольных углеводородов позволяет снизить напряженность в

5 народном хозяйстве в обеспечении промышленности поглотительными маслами для улавливания бензольных углеводородов.

Сущность способа состоит в следующем.

Поглотитель контактируют в противотоке с бензолсодержащим коксовым газом в абсорберах при 25-45 С, поглощая иэ газа бензольные углеводороды. Насыщенный до 2,2-2,5Х бензольными углеводородами абсорбент нагрео вают до 135-165 С последовательно парами из дистилляционной колонны, горячим обезбензоленным маслом и окончательно в трубчатом паровом подогревателе и подают в дистилляционную колонну, в которой в присутствии острого водяного пара из поглотителя удаляют бенэольные углеводороды. Пары, отдав часть тепла насыщенному поглотителю, конденсируются, а конденсат разделяют в сепараторах на товарный сырой бенэол и воду. Обезбензоленное масло охлаждают сначала насы"

ЭО щенным поглотителем, а затем водой и при 25-45 С возвращают в абсорберы для улавливания бензольных углеводородов из коксового газа, замыкая тем самым цикл.

Степень извлечения беязольных углеводородов из коксового газа составляет 90-957..

Пример. В насадочной колонне очистке подвергают поток сырого кок40 сового газа производительностью

100 нм /ч с содержанием 40 г/нм бен" зольных углеводородов. В противотоке к газу в колонку подают 200 л/ч поглотителя - фракции ПАБ, выкипающей

45 в пределе 245-295 С, содержащего

О, 1 мас. бензольных углеводородов.

Температура абсорбции 28 С. В результате такой обработки содержание бензольных углеводородов в газе после . абсорбера составляет 0,8 г/нм . На3 сыщенный бензольными углеводородами поглотитель регенерируют в дистилляционной насадочной колонне при

250 С в присутствии острого пара, о у затем охлаждают до 28 С и возвращают в колонну абсорбции.

Т а б л и ц а 1

Т.кип. С

Компоненты

Содержание ком" понентов в смеси, мас. 7.

Диэтилизопропилбензолы

223-231

234-238

2,62

Дибутилбензолы

5,96

4,06

Дифенил

255

5,25

Дифенилметак

264

3,34

47,75

3,10

1,43

298-306

Этилдифенилэтаны

26,49

Плотность, г/см, при 20ОС

0,94-0,95

Вязкость при

20 С, усл.ед., Е

1, 00-1,05

Температура кристаллизации, ОС

4 --50

Это приводит к большей насыщаемости поглотителя бензольными углеводородами, а отсюда снижаются удельный раСход его на обработку бензолсодержащего газа и энергозатраты на дистилляцию поглотителя при выделении из него сырого бенэола. Снижаются также потери бенэольных углеводородов с обратным газом. ляцией с острым паром и возвратом углеводородного поглотителя в цикл.

Указанная фракция ПАБ (245-295 С) имеет примерный состав, определенный хроматографически, который представлен в табл.1.

Тетраэтилбензолы 248-252

Дифенилэтан 273

Пентаэтилбензолы 277

Этилдифенилметан 292

Физико-химические свойства фракции ПАБ (245-295 С) следующие:

Описанная технология осуществляется непрерывно в течение месяца. В

1097584

Выход фракции

ПАБ, мас.

Пределы выкипания, С

Шламуемость, мг/л

0,95-1,00 30,4

245-280

245-285

245-295

245-300

245-310

1, 20-1, 25 31, О

42,0

7,0-7, 2

135-140

240-257

43, 1

45,4

Таблица 3 я) абсорбционная способность

0,935

0,710

0,895

190

Мол.мас.

180

240

17Î результате установлено, что скорость накопления шлама в оборотном поглотителе не превышает 0,2 мг/л ч, в то время как в аналогичных условиях в традиционном нефтяном поглотителе эта величина достигает 35 мг/л-ч.

В табл.2 приведены экспериментальные данные, подтверждающие оптимальность состава (no пределам выкипания) выбранной фракции ПАБ в качестве поглотителя для извлечения бензольных углеводородов.

Ограничение начала кипения поглоо тителя 245 С обусловлено необходимостью выделения из него в процессе дистилляции уловленного из газа нафталина, сосредотачивающегося во фракции 220-240 С. Понижение температуры кипения поглотителя неизбежно вызывает переход этой части абсорбента в товарный сырой бензол вместе с нафталиновой фракцией и снижение его качества ниже требований ТУ 14-6-11325 по показателю отгон до 180 С.

Таблица 2

Одновременно существенно растут энергозатраты на дистилляцию сырого бензола из-за необходимости возврата в дистиллятор на переработку больших количеств флегмы. Так, увеличение в поглотителе до 10 фракции, выкипаюо

5 щей до 245 С, увеличивает выход флегмы на 40, а расход пара на 10 .

Конец кипения фракции определяется шламуемостью и выходом логлотителя из широкой фракции ПАБ.

Данные табл.2 показывают, что резкое увеличение шламуемости происходит при выделении фракции ПАБ выкипающей о ю выше 295 С. Выход же целевой фракции увеличивается незначительно.

15 Методически шламуемость поглотителей определяется нагревом с обратным холодильником без доступа воздуха при температуре в кипятильнике 220 С в течение 24 ч образцов, предварительно насыщенных бензольными углеводородами путем обработки их сырым коксовым газом в течение 8 ч в дрекселях. Содержание шлама в мг/л определяется фильтрацией пробы через фильтр

ff ll синяя лента с последующей отмывкой осадка бензином "калоша".

Ниже представлена шламуемость, мг/л фракций ПАБ в сравнении с традиционным нефтяным поглотительным мас30 лом:

Нефтяное поглотительное масло по ГОСТ 4540-8, 1О0 2294

Фракция ПАБ отгон 152330 С 3540 отгон 245295 С, 100 7,0

4б Из приведенных данных видно, что шламуемость фракции ПАБ, выкипающих о в пределах 245-295 С, значительно ниже остальных поглотителей.

В табл.3 приведены сопоставитель4> ные данные по абсорбционной способности известных и предложенного поглотителей.

1097584

Продолжение табл. 4

3 4 расходе поГлотителя (2 л/нмз) степени обеэбензоливания

1О 907 и тем

Таблица 4

Удельный расход поглотителя, л/нмэ газа

2,4

2,0

ПоглотительСебестоимость

1 т выная способность (за единицу масло сМм170) деленно30 ro сырого бензола (отгон

180 С), 35 руб/т

0,71

0,775

0,935

Мол.мас.

128

115 поглотителя

240

240

180

Остаточное соНе применяется из-за интенсивдержание бензольных углеводородов в газе ного шламообразования при равном удельном

Составитель ГЛ уляева

Редактор Т. Колб Техред М. Надь Корректор И.Эрдейи

Заказ 4138/19 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Из приведенных данных видно, что фракция ПАБ, выкипающая в пределах о

245-295 С, является лучшим абсорбентом, чем традиционное соляровое нефтяное масло и кубовые остатки ректификации сырого бензола.

В табл.4 приведены сопоставительные данные показателей процесса выделения из коксового газа бензольных углеводородов с применением поглотителя по базовому способу, широкой фракции ПАБ и фракции ПАБ 245-295 С по предложенному способу. пературе абсорбции

30 С,г/нм 5

15 Щламуемость мг/л-ч 35

Таким образом, предложенный спо40 соб обладает существенными преимуществами, поскольку обеспечивает высокую степень абсорбции бензольных углеводородов при низкой шламуемости поглотителя. Данное техническое

45 решение позволяет не только улучщить процесс абсорбции, но и расширить ресурсы дефицитных поглотительных масел.