Способ совместной переработки отработанной серной кислоты и пироконденсата, полученных в производстве этилена и ацетилена высокотемпературным пиролизом жидких нефтепродуктов

 

Сущность изобретения: совместная переработка отработанной серной кислоты и пироконденсата. полученных в производстве этилена и ацетилена высокотемпературным пиролизом жидких нефтепродуктов, их смешением в массовом соотношении 1:(1- 2), нагревом при кипении в течение 10-60 мин, последующей отгонкой от реакционной смеси бензольной фракции. Выход бензольной фракции порядка 25-35%. Получают также сульфомассу, которая может найти применение в производстве бетона . 12 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4815633/04 (22) 14.02.90 (46) 30,10.92. Бюл. N 40 (71) Волгоградский политехнический институт (72) КЗ.ll.Þðèí, Б.И.Но, Л.B.Äåì÷åíêî и

К.Ф.Красильникова (56) Авторское свидетельство N 1205755, кл. С 07 С 7/08, 1986, Авторское свидетельство N. 781195, кл, С 07 С 7/08, 1980.

Авторское свидетельство ¹ 571433, кл. С 01 В 17/90, 1977.

Медведько С.В. и др. Использование сульфатсодержащих отходов ПО Каустик в качестве добавки в бетон, ВНИИЭСМ, вып, 5. 1990. с. 9.

Изобретение относится к области химической технологии, в частности, к процессам совместной переработки отработанной серной кислоты и жидких отходов нефтехимического синтеза, обогащенных ароматическими углеводородами, Способы выделения бенэола из углеводородных смесей выполняются путем экстрактивной дистилляции в присутствии селективного растворителя, экстрактивной ректификации в присутствии разделяющего агента, довольно сложны и не решают задачу совместной переработки отходов.

Утилизация отработанной серной кислоты в промышленном масштабе представляет значительные трудности. Эти трудности возрастают, если кислота эагряз„„. Ж ÄÄ 1772133 Al (я)з С 10 G 17/06, С 07 С 15/04 (54) СПОСОБ СОВМЕСТНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ И

ПИРОКОНДЕНСАТА, ПОЛУЧЕННЫХ В

ПРОИЗВОДСТВЕ ЭТИЛЕНА И АЦЕТИЛЕНА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫМ ПИРОЛИЗОМ ЖИДКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ (57) Сущность изобретения: совместная переработка отработанной серной кислоты и пироконденсата, полученных в производстве этилена и ацетилена высокотемпературным пиролизом жидких нефтепродуктов, их смешением в массовом соотношении 1:(12), нагревом при кипении в течение 10-60 мин, последующей отгонкой от реакционной смеси бензольной фракции, Выход бензольной фракции порядка 25 †3;.

Получают также сульфомассу, которая может найти применение в производстве бетона. 12 табл, нена органическими соединениями. Отоаботанная серная кислота, загрязненная ор- 4 ганикой, чаще всего сводится в отвал, ЬЭ

Известен способ переработки сернокислотных отходов путем смешивания их с нагретым до 300-400 С нефтяным гудроном, Способ направлен как на утилизацию отработанной серной кислоты, так и на получение целевого продукта, в данном случае серы. Данный способ позволяет утилизировать отработанную серную кислоту с получением серы, однако характеризуется высокими температурами и большим количеством органического компонента (гудрона) в 3-30 раз больше утилизируемой отработанной серной кислоты.

1772133

Целью изобретения являетоя утилизация отходов производства ацетилена и этилена высокотемпературным гомогенным пиролизом жидких нефтепродуктов.

А именно, совместная переработка отработанной серной кислоты, загрязненной органическими примесями, которая получается при сернокислотной промывке пирогаза этого производства и пироконденсата высокотемпературного гомогенного пиролиза жидких нефтепродуктов, так называемой, "стабильной ароматикой" с получением в результате бензольной фракции.

Поставленная цель достигается способом совместной переработки отходов, пол10

15 ученных в производстве этилена и ацетилена высокотемпературным пиролизом жидких нефтепродуктов. Эта перера20 ботка заключается в том, что отработанную серную кислоту и пироконденсат смешивают в массовом соотношении 1:1-2 и полученную смесь выдерживают при температуре кипения реакционной массы в течение 10-60 мин с последующей отгонкой от реакционной смеси бензольной фракции.

А также образуется еще сульфомасса -- гомогенный продукт черного цвета, состоящий из алкилароматических кислот с

30 примесью свободной серной кислоты и сложных веществ. Сульфомасса хорошо растворяется в воде и может найти применение как самостоятельный продукт для введенная в количестве 0,25 — 5% от массы цемента, пластифицирует бетонную смесь; в равноподви>кных бетонных и растворных смесях способствуетувеличению прочности

40 до 10%; при содержании в количестве 1, от массы цемента повышает плотность и сулЬфатостойкость бетона.

Физико-химические основы процесса, При взаимодействии отработанной серной

50 кислоты и ароматизированных продуктов происходит частичное сульфирование и кислотная олигомеризация последних с образованием нелетучих продуктов. Алкилароматические соединения (толуол, ксилолы и т.n.) и тем более алкилароматические соединения с кратными связями в боковой цепи реагируют значительно быстрее бензола, и если после реакции из ревкционной массы отгонять непрореагировавшие ароматические углеводороды. то отгон будет обогащен бензолом.

8 качестве отработанной серной кислоты использовался отход, получаемый при сернокислотной промывке пирогаэа следующего состава: производства поверхностно-активных ве-. ществ. Нейтрализованная сульфомасса, 35

- содержание HzSO> — 83-86 мас.% — органические примеси — 6-8 мас.% — вода — остал ьное.

В качестве жидких ароматизированных отходов применялся пироконденсат высокотемпературного пиролиза нефтепродуктов, так называемая "стабильная ароматика", в настоящее время не находящая квалифицированного применения. Его или термообеэвреживают, или направляют на грязную карту", т.е. в отвал. Состав утилизируемого отхода, мас.%: циклопентадиен — 2,7-3,0; бенэол — 52,6-52,0; толуол—

13,7-14,0; этилбензол — 2,5 — 3,0; стирол—

8,0 — 7,5; фенилацетилен — 7,8-7,6; инден—

12,0 — 12,3, смолы — 0,7-0,6.

Соотношение реагентов: отработанной серной кислоты и пироконденсата принято от 1:2 до 1:1, Если взять компоненты в соотношении более 1. 2 (т.е, снизить содержание отработанной серной кислоты), тогда в отгоне увеличивается концентрация толуола и снижается концентрация бензола. Кроме того, снижается количество утилизируемой отработанной серной кислоты. При соотношении реагентов менее 1;1 (при увеличении отработанной серной кислоты в реакционной массе) не происходит достаточно полной утилизации отработанной серной кислоты, она начинает отслаиваться от вязкой сульфомассы в виде жидкого слоя, т,е, утилизируется частично, Время процесса составляет 10-60 мин.

Проведение совместной переработки отходов менее 10 мин не позволяет достаточно полно провести процесс сульфирования алкилароматических соединений и в отгоне увеличивается п роскок толуола, а также других соединений, Увеличение времени процесса более 60 мин не приводит к значительному повышению концентрации бензола в отгоне, более того, общий выход отгона снижается (вероятно за счет сульфирования части бенэола и увеличения потерь), Опыты по совместной переработке отходов проводились на лабораторной установке, состоящей из трехгорлового специального стеклянного реактора с электрообогревом и мешалкой, снабженного обратным холодильником и поглотителем кислых газов, Имеется возможность переключения на прямой холодильник для отбора отгона. Температура в реакторе регистрируется и поддерживается системой электроконтактный термометр — реле — нагреватель. Внизу реактора имеется кран для слива сульфомассы, B реактор загружался пироконденсат и дозировалось согласно заданию на опыт on1772133 ределенное количество отработанной серной кислоты. Реакционная масса при постоянном перемешивании выдерживалась заданное время при температуре кипения наиболее летучих компонентов. В зависимости от интенсивности обогрева температура реакции составляла 80-84 С, После этого на реакторе монтировался прямой холодильник и производился отгон непрореагировавших продуктов, Сульфомасса выводилась через нижний слив, Отгон и сульфомасса анализировались, составлялся материальный баланс опыта.

Ниже приводятся результаты конкрет5

10 ного осуществления способа.

Пример 1. B специальный трехгорловый реактор, снабженный мешалкой, обогревателем и обратным холодильником, помещают 100 г пироконденсата и при постоянном перемешивании дозируют 50 r отработанной серной кислоты. Соотношение реагентов 1.2. Температуру реакционной . массы доводят до кипения (83 С) и выдерживают в течение 10 мин, после чего на

20 реактор ставится прямой холодильник и производится отгон непрореагировавших продуктов.

Материальный баланс опыта приведен в табл. 1. — 8.5: этилбензол — следы.

Пример 2. Опыт проводился по методике примера 1, с тем изменением, что время реакции составляло 20 мин.

Материальный баланс опыта представлен в табл, 2.

Состав отгона, мас.%: бензол — 92,8; толуол — 7,2, Пример 3, Опыт проводился по методике примера 1, с тем изменением, что время реакции составляло 60 мин, Материальный баланс опыта приведен в табл. 3, Состав отгона. мас.%: бензол — 96,1; толуол —, 3,9.

Пример 4. Опыт проводился по методике примера 1. с тем изменением, что в реактор помещают 100 г пироконденсата и дозируют 75 г отработанной серной кислоты. Соотношение реагентов 1;1,33. Время реакции 10 мин. Материальный баланс опыта представлен в табл. 4.

Состав отгона, мас.%: бенэол — 92.0; толуол — 8,0.

Пример 5. Опыт проводился по методике примера 1, с тем изменением, что в реактор помещают 100 г пироконденсата и дозируют 100 г отработанной серной кислоСостав отгона, мас.%: бенэол — 91,5; толуол 30 ты. Соотношение реагентов 1,1,33. Время реакции 6 0 мин, Материальный баланс опыта представлен в табл,5, Состав отгона, мас,%: бензол — 97,7; толуол -2,3.

Пример 6, Опыт проводился по методике примера 1, с тем изменением, что реактор помещают в 100 г пироконденсата и дозируют 100 г отработанной серной кислоты. Соотношение реагентов 1:1, Время реакции 40 мин. Материальный баланс опыта приведен в табл. 6.

Состав отгона, мас.%: бензол — 98,6; толуол — 1,4, Пример 7. Опыт проводился по методике примера 1, с тем изменением, что в реактор помещают 100 г пироконденсата и дозируют 100 г отработанной серной кислоты. Соотношение реагентов 1:1. Время реакции 60 мин, Материальный баланс опыта приведен в табл. 7.

Состав отгона, мас,%; бензол — 99,3; толуол — 0,7, Пример 8. Опыт проводился по методике примера 1, с тем.изменением, что в реактор помещают 100 г пироконденсата и дозируют 100 г отработанной серной кислоты. Соотношение реагентов ":1, Время реакции 1 ч 10 мин. Материальный баланс опыта приведен в табл. 8.

Состав отгона, мас.%; бензол — 99,5; толуол — 0,5. Увеличенные потери объясняются вязкостью продукта, прилипанием на стенки и к мешалке.

Пример 9. Опыт проводился по методике примера 1, с тем изменением, что время реакции составляло 7 мин.

Материальный баланс опыта приведен в табл. 9, Состав отгона, мас.%; бензол — 90,3; толуол — 9,6; этилбензол — 0,1, Пример 10. Опыт проводился по методике примера i, с тем изменением. что в реактор помещают 100 г пироконденсата и дозируют 30 г отработанной серной кислоты. Соотношение реагентов 1;3,3. Материальный баланс опыта приведен в табл, 10.

Состав отгона, мас.%: бенэол — 87,6; толуол — 12,3; этилбензол — 0,1.

Пример 11, Опыт проводился по методике примера 1, с тем изменением, что в реактор помещают 100 г пироконденсата и 150 r отработанной серной кислоты. Соотношение реагентов 1:0,66. Время реакции составляло 60 мин, Материальный баланс опыта представлен в табл. 11.

Состав отгона, мас.%: -олуол — 0.3; бензол—

99,7. При отстаивании на поверхности суль1772 l33

Таблица 1

Пр

Таблица 2

Таблица 3

Приход

Компонент

Отработанна серная кисло

Пироконденс

Всего:

Таблица 4

Г=

Приход

Компонент тработанная

pI!ая кислота ироконденсат

Всего:

Таблица 5

Компонент

Отработанная серная кислота

Пироконденсат

10 фомассы выделяется более жидкий слой непрореагировавшей серной кислоты.

Сравнительíblå данные по переработке отработанной серной кислоты различными способами представлены в табл. 12, Предлагаемый способ характеризуется значительно большим количеством утилизируемой отработанной серной кислоты по отношению к другому органическому реагенту, а также более мягкими условиями проведения процесса, Формула изобретения

Способ совместной переработки отработанной серной кислоты и пироконденсата, полученных в производстве этилена и

5 ацетилена высокотемпературным пиролизом жидких нефтепродуктов, о т л и ч а юшийся тем, что отработанную серную кислоту и пироконденсат смешивают в массовом соотношении 1;1 — 2 и полученную

10 смесь выдерживают при температуре кипения в течение 10-60 мин с последующей отгонкой от реакционной смеси бензольной фракции.

1772133

Таблица б

Таблица 7

Таблица 8

Таблица 9

Таблица 10

1772133

Таблица 11

Таблица 12

Температура процесса. ОС

Воэможность получения целевого продукта

Способ

80-84

300-400

1:1 — 2

1:3 — 30 есть есть есть есть

Процессом не предусмотрена переработка отработанной серной кислоты с получением целевых продуктов. Вещества, содержащиеся в отходах, теряются.

Составитель К.Красильникова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор П. Гереши

Редактор 3.Хорина

Заказ 3813 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Предлагаемый (смешение отработанной серной кислоты с ароматизированными отходами2

Авт. св. СССР

¹ 571433, Базовый (захоронение на полигонах, свалках, отвалах, нгряэных ка тах" .

Соотношение отработанной серной кислоты и органического со еагента

Возможность совместной переработки двух отхо ов