Способ выделения ароматических углеводородов из несконденсированных газов производства стирола

 

Изобретение относится к производству стирола и может быть использовано в нефтехимической промышленности при производстве стирола и других винилароматических углеводородов. Сущность изобретения: ароматические углеводороды выделяют из несконденсированного газа в три стадии: на первой стадии отделяются механически унесенные углеводороды, на второй стадии проводят абсорбцию ароматических углеводородов этилбензольной шихтой и на третьей стадии ароматические углеводороды выделяют в адсорбере. 1 ил., 7 табл.

Изобретение относится к производству стирола, в частности к способам выделения ароматических углеводородов из несконденсированных газов процесса получения стирола и может быть использовано в нефтехимической промышленности при производстве стирола и других винилароматических углеводородов.

Известен способ (авт. св. СССР N 3338800) выделения ароматических углеводородов из несконденсированных газов, по которому используют в качестве абсорбента кубовые остатки ректификации стирола, что требует тщательной очистки товарного продукта и, как следствие, дополнительных затрат энергосредств и на оборудование.

Наиболее близким по технической сути является способ (Пат. США N 4288234) выделения ароматических углеводородов из несконденсированного газа процесса каталитического дегидрирования этилбензола путем абсорбции несконденсированного газа в две стадии.

На первой стадии абсорбцию ведут этилбензолом при температуре 1,7-52^оС и давлении 1-7 ати.

На второй стадии абсорбцию ведут тяжелыми побочными продуктами производства этилбензола, содержащими дифенилэтан и полиалкилбензолы, в т.ч. о-м-n-диэтилбензолы при температуре 1,7-52^оС и давлении 1-7 ати. Десорбцию ароматических углеводородов из насыщенного тяжелого абсорбента осуществляют водяным паром при температуре 52-149^оС и давлении 0,07-1,8 ата.

По этому способу остаточное содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе составляет 0,2 об. %.

Недостатком указанного способа является повышенное остаточное содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе, использование на второй стадии в качестве абсорбента для окончательной обработки отходящих газов полиалкилбензольной смолы, содержащей о-м-n-диэтилбензолы, что требует тщательной очистки выделяемых при десорбции ароматических углеводородов. Десорбированные ароматические углеводороды, содержащие диэтилбензолы, поступают в систему выделения стирола, откуда с возвратным этилбензолом направляются на дегидрирование, где из диэтилбензолов образуются дивинилбензолы, вызывающие интенсивную забивку "сшитым" полимером, что снижает производительность установки и приводит к потерям целевого продукта. Кроме того, десорбция ароматических углеводородов из насыщенного тяжелого абсорбента как под вакуумом, так и при избыточном давлении в десорбционной колонне требует повышенного расхода тепла.

Целью изобретения является повышение степени чистоты выделяемых ароматических углеводородов и снижение потерь ароматических углеводородов с несконденсированным газом.

Поставленная цель достигается описываемым трехстадийным способом выделения ароматических углеводородов из несконденсированного газа, на первой из которых в двухступенчатом каплеотбойнике отделяются механические унесенные углеводороды и вода при температуре 1-5^оС и давлении 1,2-5 ата, на второй стадии проводят абсорбцию ароматических углеводородов этилбензольной шихтой, представляющей смесь прямого и возвратного этилбензола, при температуре (-10)-(+15)^оС и на третьей стадии обработку несконденсированного газа осуществляют в адсорбере на одном из известных адсорбентов при температуре 2-10^оС и давлении 1,2-5 ата.

Использование указанного способа позволит исключить случаи забивки оборудования "сшитым" полимером и снизить потери ароматических углеводородов с несконденсированным газом и, как следствие, снизить расход сырья на тонну товарной продукции. Кроме того, использование данного изобретения позволит снизить расход энергосредств на десорбцию.

Способ согласно изобретению осуществляют по принципиальной схеме, приведенной на чертеже.

Несконденсированный газ из отделения дегидрирования этилбензола после конденсации по линии 1 поступает в двухступенчатый каплеотбойник 2, из которого жидкие ароматические углеводороды и вода по линии 3 сливаются в сборник 4. Отделение углеводородов и воды в каплеотбойнике 2 осуществляют при температуре не ниже 1^оС из-за наличия водяных паров, т.к. при минусовой температуре будет происходить намерзание и, как следствие, вывод аппарата из технологического цикла.

Использование каплеотбойника позволяет снизить содержание ароматических углеводородов и воды на стадию абсорбции.

Несконденсированный газ из двухступенчатого каплеотбойника 2 по линии 5 поступает в абсорбер 6, куда по линии 7 подается абсорбент. В качестве абсорбента используется этилбензольная шихта - смесь прямого и возвратного этилбензола. Возвратный этилбензол содержит более летучие компоненты, чем этилбензол, такие, как бензол, толуол и высококипящие, например, стирол и другие. Из общего потока этилбензольной шихты, поступающей на дегидрирование этилбензола, часть ее предварительно охлажденная поступает на абсорбцию. Плотность орошения в абсорбере не менее 5 м³/м² ч.

Процесс абсорбции проводят при температуре (-10)-(+1)^оС и давлении 1,2-5 ата. Применение минусовой температуры предполагает плотность орошения этилбензольной шихтой, обеспечивающей полную растворимость воды в абсорбенте.

Насыщенный абсорбент из абсорбера 6 по линии 8 поступает в сборник 4, откуда по линии 14 подается на дегидрирование. Несконденсированный газ, практически не содержащий стирола, по линии 9 направляется в адсорбер 10 и далее по линии 11 в качестве топлива на сжигание или на выделение водорода. Десорбцию осуществляют водяным паром, подаваемым по линии 12 при атмосферном давлении и температуре 105-110^оС. Продукты десорбции по линии 13 поступают в сборник 4, из которого по линии 14 поступают на каталитическое дегидрирование этилбензола. В качестве адсорбента используется один из известных адсорбентов, например активированный уголь, и процесс ведут при температуре 2-10^оС и давлении 1,2-5 ата.

Последовательность стадии выделения ароматических углеводородов является необходимым условием обеспечения стабильности работы по предлагаемому способу при поступлении на стадию адсорбции с несконденсированным газом стирола идет его полимеризация на адсорбенте и забивка оборудования полимером.

Использование предлагаемого способа выделения ароматических углеводородов из несконденсированного газа позволит повысить степень чистоты выделяемых ароматических углеводородов за счет уменьшения загрязнения их компонентами абсорбента, снизить потери углеводородов и тем самым снизить удельный расход этилбензола на стирол и повысить технико-экономические показатели производства.

П р и м е р 1 (по прототипу). Ароматические углеводороды из несконденсированного газа выделяют в две стадии. На первой по ходу - абсорбцией этилбензолом, на второй - абсорбцией полиалкилбензолами состава, мас. %: этилбензол 0,02; метилэтилбензол 0,38; диэтилбензолы - 13,6; триэтилбензол - 19,6; неизвестные 12,4; остаток 54.

На колонну абсорбции этилбензолом подают несконденсированный газ, содержащий 1,46 об.% ароматических углеводородов: бензол, толуол, этилбензол, стирол. Абсорбцию ведут при температуре 5^оС и давлении 5 ата.

Скорость несконденсированного газа на свободное сечение 0,22 м/с. Плотность орошения 5 м³/м². Из колонны абсорбции этилбензолом несконденсированный газ направляют в колонну абсорбции полиалкилбензолами. Скорость несконденсированного газа в колонне на свободное сечение 0,22 м/с. Абсорбцию ведут при температуре 5^оС и давлении 5 ата. Плотность орошения 5 м³/м²ч. Остаточное содержание ароматики в несконденсированном газе составляет 0,21 об. %.

Из насыщенного абсорбента на колонне десорбции при температуре 149^оС и давлении 1,8 ата отгоняют поглощенные ароматические углеводороды и конденсируют. В отогнанных углеводородах содержание диэтилбензола составляет 0,012 мас. % (по ГОСТ 9385-77 не более 0,0005%). При дальнейшей переработке сконденсированных ароматических углеводородов на стадии дегидрирования этилбензола из диэтилбензола образуется дивинилбензол, который вызывает интенсивную забивку оборудования "сшитым" полимером.

П р и м е р 2. Процесс ведут по предлагаемому способу.

Выделение ароматических углеводородов из несконденсированного газа, поступающего из отделения конденсации контактного газа процесса каталитического дегидрирования этилбензола, осуществляют в три стадии. Несконденсированный газ, содержащий 1,46 об. % ароматических углеводородов, подается на первую стадию в двухступенчатый каплеотбойник, где при температуре 1^оС и давлении 1,2 ата выделяются механически унесенные ароматические углеводороды и вода. Скорость тангенциально вводимого по линии потока несконденсированного газа на первую ступень двухступенчатого каплеотбойника 50 м/с. На второй стадии абсорбцию ведут этилбензольной шихтой состава, мас. %: бензол 0,03; толуол 0,7; этилбензол 98,66; стирол 0,61 при температуре 5^оС и давлении 1,2 ата. Скорость несконденсированного газа на свободное сечение 0,22 м/с. Плотность орошения 5 м³/м²ч.

На третьей стадии ароматические углеводороды выделяют из несконденсированного газа адсорбцией на активированном угле при температуре 8^оС и давлении 1,2 ата. Скорость потока в адсорбере 0,2 м/с. Десорбцию осуществляют водяным паром при атмосферном давлении и температуре 105^оС. После выделения содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе в линии 11 составляет 0,01 об. %.

В выделенных ароматических углеводородах диэтилбензол отсутствует и "сшитый" полимер не образуется.

Данные материального баланса по потокам приведены в табл. 1.

П р и м е р 3. Процесс ведут по предлагаемому способу.

Выделение ароматических углеводородов из несконденсированного газа, поступающего из отделения конденсации контактного газа процесса каталитического дегидрирования этилбензола, осуществляют в три стадии. Несконденсированный газ, содержащий 2,9 об. % ароматических углеводородов подается на первую стадию в двухступенчатый каплеотбойник, где при температуре 3^оС и давлении 3 ата выделяются механически унесенные ароматические углеводороды и вода. Скорость тангенциально вводимого по линии 1 потока несконденсированного газа на первую ступень двухступенчатого каплеотбойника 50 м/с. На второй стадии абсорбцию ведут этилбензольной шихтой состава, мас. %: бензол 0,1; толуол 0,8; этилбензол 98,6; стирол 0,5 при температуре -2^оС и давлении 3 ата. Скорость несконденсированного газа на свободное сечение 0,22 м/с. Плотность орошения 5 м³/м²ч. На третьей стадии ароматические углеводороды выделяют из несконденсированного газа адсорбцией на активированном угле при температуре 8^оС и давлении 3 ата.

Скорость потока в адсорбере 0,2 м/с. Десорбцию осуществляют водяным паром при атмосферном давлении и температуре 108^оС. После выделения содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе в линии 11 составляет 0,006 об. %.

В выделенных ароматических углеводородах диэтилбензол отсутствует и "сшитый" полимер не образуется.

Данные материального баланса по потокам приведены в табл. 2.

П р и м е р 4. Процесс ведут по предлагаемому способу.

Выделение ароматических углеводородов из несконденсированного газа, поступающего из отделения конденсации контактного газа процесса каталитического дегидрирования этилбензола осуществляют в три стадии. Несконденсированный газ, содержащий 3,6 об. % ароматических углеводородов, подается на первую стадию в двухступенчатый каплеотбойник, где при температуре 5^оС и давлении 5 ата выделяются механически унесенные ароматические углеводороды и вода. Скорость тангенциально вводимого по линии 1 потока несконденсированного газа на первую ступень двухступенчатого каплеотбойника 50 м/с. На второй стадии абсорбцию ведут этилбензольной шихтой состава, мас. %: бензол 0,1; толуол 0,8; этилбензол 98,6; стирол 0,5 при температуре -10^оС и давлении 1,2 ата. Скорость несконденсированного газа на свободное сечение абсорбера 0,22 м/с. Плотность орошения 5 м³/м²ч. На третьей стадии ароматические углеводороды выделяют из несконденсированного газа адсорбцией на активированном угле при температуре 8^оС и давлении 5 ата. Скорость потока в адсорбере 0,2 м/с. Десорбцию осуществляют водяным паром при атмосферном давлении и температуре 105^оС. После выделения содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе в линии 11 составляет 0,0055 об. %. В выделенных ароматических углеводородах диэтилбензол отсутствует и "сшитый" полимер не образуется.

Данные материального баланса по потокам приведены в табл. 3.

П р и м е р 5. Процесс ведут по предлагаемому способу.

Выделение ароматических углеводородов из несконденсированного газа, поступающего из отделения конденсации контактного газа процесса каталитического дегидрирования этилбензола, осуществляют в три стадии. Несконденсированный газ, содержащий 3,8 об. % ароматических углеводородов по линии 1 подается на первую стадию в двухступенчатый каплеотбойник, где при температуре 1^оС и давлении 5 ата выделяются механически унесенные ароматические углеводороды и вода. Скорость тангенциально вводимого по линии 1 потока несконденсированного газа на первую ступень двухступенчатого каплеотбойника 50 м/с. На второй стадии абсорбцию ведут этилбензольной шихтой состава, мас. %: бензол 0,1; толуол 0,8; этилбензол 98,6; стирол 0,5 при температуре -10^оС и давлении 5 ата. Скорость несконденсированного газа на свободное сечение абсорбера 0,22 м/с. Плотность орошения 5 м³/м²ч. На третьей стадии ароматические углеводороды выделяют из несконденсированного газа адсорбцией на активированном угле при температуре 2^оС и давлении 5 ата. Скорость потока в адсорбере 0,2 м/с.

Десорбцию осуществляют водяным паром при атмосферном давлении и температуре 105^оС. После выделения содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе в линии 11 составляет 0,004 об. %. В выделенных ароматических углеводородах диэтилбензол отсутствует и "сшитый" полимер не образуется.

Данные материального баланса по потокам приведены в табл. 4.

П р и м е р 6. Процесс ведут по предлагаемому способу.

Выделение ароматических углеводородов из несконденсированного газа, поступающего из отделения конденсации контактного газа процесса каталитического дегидрирования этилбензола осуществляют в три стадии. Несконденсированный газ, содержащий 3,8 об. % ароматических углеводородов, по линии 1 подается на первую стадию в двухступенчатый каплеотбойник, где при температуре 1^оС и давлении 8 ата выделяются механически унесенные ароматические углеводороды и вода. Скорость тангенциально вводимого по линии 1 потока несконденсированного газа на первую ступень двухступенчатого каплеотбойника 50 м/с. На второй стадии абсорбцию ведут этилбензольной шихтой состава, мас. %: бензол 0,1; толуол 0,8; этилбензол 98,6; стирол 0,5, при температуре -15^оС и давлении 8 ата. Скорость несконденсированного газа на свободное сечение абсорбера 0,22 м/с. Плотность орошения 5 м³/м²ч. На третьей стадии ароматические углеводороды выделяют из несконденсированного газа адсорбцией на активированном угле при температуре 2^оС и давлении 8 ата. Скорость потока в адсорбере 0,2 м/с.

Десорбцию осуществляют водяным паром при атмосферном давлении и температуре 110^оС. После выделения содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе в линии 11 составляет 0,0039 об. %. В выделенных ароматических углеводородах диэтилбензол отсутствует и "сшитый" полимер не образуется.

Данные материального баланса по потокам приведены в табл. 5.

П р и м е р 7. Процесс ведут по предлагаемому способу.

Выделение ароматических углеводородов из несконденсированного газа, поступающего из отделения конденсации контактного газа процесса каталитического дегидрирования этилбензола, осуществляют в три стадии. Несконденсированный газ, содержащий 3,6 об. % ароматических углеводородов по линии 1 подается на первую стадию в двухступенчатый каплеотбойник, где при температуре 5^оС и давлении 8 ата выделяются механически унесенные ароматические углеводороды и вода. Скорость тангенциально вводимого по линии 1 потока несконденсированного газа на первую ступень двухступенчатого каплеотбойника 50 м/с. На второй стадии абсорбцию ведут этилбензольной шихтой состава, мас. %: бензол 0,1; толуол 0,8; этилбензол 98,6; стирол 0,5 при температуре -15^оС и давлении 8 ата. Скорость несконденсированного газа на свободное сечение абсорбера 0,22 м/с. Плотность орошения 5 м³/м²ч.

На третьей стадии ароматические углеводороды выделяют из несконденсированного газа адсорбцией на активированном угле при температуре 15^оС и давлении 8 ата. Скорость потока в адсорбере 0,2 м/с. Десорбцию осуществляют водяным паром при атмосферном давлении и температуре 106^оС. После выделения содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе в линии 11 составляет 0,0039 об. %. В выделенных ароматических углеводородах диэтилбензол отсутствует и "сшитый" полимер не образуется.

Данные материального баланса по потокам приведены в табл. 6.

П р и м е р 8. Процесс ведут по предлагаемому способу.

Выделение ароматических углеводородов из несконденсированного газа, поступающего из отделения конденсации контактного газа процесса каталитического дегидрирования этилбензола, осуществляют в три стадии. Несконденсированный газ, содержащий 2,9 об. % ароматических углеводородов по линии 1, подается на первую стадию в двухступенчатый каплеотбойник, где при температуре 10^оС и давлении 5 ата выделяются механически унесенные ароматические углеводороды и вода. Скорость тангенциально вводимого по линии 1 потока несконденсированного газа на первую ступень двухступенчатого каплеотбойника 50 м/с. На второй стадии абсорбцию ведут этилбензольной шихтой состава, мас. %: бензол 0,1; толуол 0,8; этилбензол 98,6; стирол 0,5 при температуре 5^оС и давлении 5 ата. Скорость несконденсированного газа на свободное сечение абсорбера 0,22 м/с. Плотность орошения 5 м³/м²ч. На третьей стадии ароматические углеводороды выделяют из несконденсированного газа адсорбцией на активированном угле при температуре 15^оС и давлении 5 ата. Скорость потока в адсорбере 0,2 м/с.

Десорбцию осуществляют водяным паром при атмосферном давлении и температуре 109^оС. После выделения содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе в линии 11 составляет 0,014 об. %. В выделенных ароматических углеводородах диэтилбензол отсутствует и "сшитый" полимер не образуется.

Данные материального баланса по потокам приведены в табл. 7.

Формула изобретения

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ НЕСКОНДЕНСИРОВАННЫХ ГАЗОВ ПРОИЗВОДСТВА СТИРОЛА, включающий стадию абсорбции, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты выделяемых ароматических углеводородов и снижения их потерь, процесс осуществляют в три стадии путем предварительного выделения механически унесенных ароматических углеводородов при температуре 1 - 5^oС и давлении 1,2 - 5 ата с последующей абсорбцией несконденсированного газа этилбензольной шихтой при температуре (-10) + 1^oС и адсорбцией ароматических углеводородов из несконденсированного газа при температуре 2 - 10^oС и давлении 1,2 - 5 ата.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4