Способ очистки коксохимического бензола от азотсодержащих примесей



Способ очистки коксохимического бензола от азотсодержащих примесей
Способ очистки коксохимического бензола от азотсодержащих примесей

 


Владельцы патента RU 2473529:

Учреждение Российской Академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН (RU)

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к получению очищенного от примесей бензола. Способ очистки коксохимического бензола от азотсодержащих примесей осуществляют с помощью селективной адсорбции. В качестве сорбента используют модифицированные хлоридом никеля(II) диоксид кремния или оксид алюминия. Результат - большее количество бензола (содержащего не более 0,1 ppm азота) в расчете на грамм адсорбента и высокая скорость очистки. 2 ил., 2 пр.

 

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к получению очищенного от примесей бензола, который широко применяются при производстве крупнотоннажных продуктов органического синтеза: стирола, капролактама, фенола и др. [Большой энциклопедический словарь. Химия, 2-е изд., 1983]. Производство бензола основано на переработке целого ряда сырьевых компонентов: нафты, смолы коксования угля, тяжелой фракции пиролиза и толуола. В зависимости от технологии получения бензол подразделяют на нефтяной и коксохимический.

Для производства капролактама, которое включает в себя стадию гидрирования бензола в циклогексан на металлических нанесенных катализаторах (Pt/Al2O3, Ni/Al2O3) [B.M.Потехин, В.В.Потехин. Основы теории химических процессов технологии органических веществ и нефтепереработки. Санкт-Петербург, Химиздат., 2007, с.793], используется главным образом нефтяной бензол, обладающий высокой степенью чистоты, так как катализаторы гидрирования быстро дезактивируются, если сырье содержит соединения серы и/или азота. Коксохимический бензол, получаемый посредствам сернокислотной очистки извлекаемого из коксового газа сырого бензола [Р.Е.Лейбович, Яковлева Е.И., Филатов А.Б. Технология коксохимического производства. М., Металлургия, 1982], может лишь ограничено использоваться для данных целей. Дело в том, что сернокислотная очистка не позволяет получать бензол, свободный от азотсодержащих примесей, которые вызывают дезактивацию катализаторов гидрирования бензола в циклогексан.

В силу периодически возникающего дефицита товарного нефтяного бензола на российском рынке, очистка коксохимического бензола до уровня нефтяного и его более широкое использование для производства капролактама представляет значительный практический интерес [М.Коломиец. Обзор российского и мирового рынка бензола. The Chemical Journal, сентябрь 2005].

Изобретение решает задачу эффективной очистки коксохимического бензола до уровня нефтяного.

Задача решается предлагаемым способом очистки коксохимического бензола от азотсодержащих примесей с помощью селективной адсорбции, характеризующимся тем, что в качестве адсорбента используют модифицированный хлоридом никеля(II) неорганический оксид.

Адсорбент содержит хлорид никеля(II) в количестве 7,0-11,2 мас.% Ni, предпочтительно 8,2-9,5 мас.%.

В качестве неорганического оксида адсорбент содержит диоксид кремния (силикагель) или γ-оксид алюминия.

Были синтезированы модифицированные хлоридом никеля образцы силикагеля NiCl2/SiO2 и γ-оксида алюминия NiCl2/Al2O3 с различным содержанием никеля и исследованы их адсорбционные свойства по отношению к азотсодержащим примесям в коксохимическом бензоле. Адсорбенты готовили нанесением хлорида никеля(II) на носитель (силикагель или γ-оксид алюминия) посредствам пропитки по влагоемкости.

Имевшийся в наличии коксохимический бензол содержал примерно 2,5 ppm неидентифицированных соединений азота. Очистка коксохимического бензола проводилась на стеклянной колонке диаметром 8 мм, которая была наполнена 2 г адсорбента. Через данную колонку при комнатной температуре пропускали коксохимический бензол и отбирали фракции, в которых определяли остаточное содержание азота с помощью элементного анализатора ANTEK 9000NS.

Установлено, что хроматографическая колонка, наполненная нанесенными образцами NiCl2/SiO2, может быть использована для очистки коксохимического бензола от азотсодержащих примесей при комнатной температуре (Фиг.1). В случае NiCl2(11,2 мас.% Ni)/SiO2 после установления стационарной концентрации в первых 32 мл элюированного бензола соединения азота отсутствовали (их содержание было ниже 0,1 ppm, что соответствует погрешности прибора), и лишь затем наблюдалось постепенное увеличение содержания азота в элюате. При использовании образца NiCl2(7,0 мас.% Ni)/SiO2 остаточная концентрация азота в бензоле снижается лишь до 0,3 ppm, то есть данный адсорбент не обеспечивает полной очистки каменноугольного бензола. Однако при увеличении содержания никеля до 8,2% (NiCl2(8,2 мас.% Ni)/SiO2) адсорбционная емкость значительно возрастает, что позволило полностью очистить примерно 50 мл каменноугольного бензола на 2-х г адсорбента. Дальнейшее увеличение содержания никеля в образце до 9,3% по массе позволило очистить еще большее количество коксохимического бензола: на 2-х граммах NiCl2(9,3 мас.% Ni)/SiO2 было очищено примерно 90 мл бензола. Этот результат примерно в 3 раза превосходит данные, полученные для NiCl2(11,2 мас.% Ni)/SiO2, и свидетельствует о том, что последующее увеличение содержания никеля в адсорбенте приводит к снижению адсорбционной емкости, что, вероятно, объясняется образованием чрезмерно крупных частиц NiCl2 на поверхности силикагеля при проведении пропитки из высококонцентрированного раствора.

Нанесенный образец на основе γ-оксида алюминия NiCl2(9,5 мас.% Ni)/Al2O3 также является эффективным адсорбентом для очистки коксохимического бензола от азотсодержащих примесей (Фиг.2). Использование 2-х г адсорбента позволило очистить примерно 133 мл коксохимического бензола, при этом остаточное содержание азота в бензоле ~0,1 ppm.

Увеличение скорости элюирования несколько снижает количество очищенного бензола (содержащего не более 0,1 ppm N) в расчете на грамм адсорбента. Тем не менее, даже при высокой скорости элюирования (до 3 мл/мин) синтезированные адсорбенты эффективно очищают коксохимический бензол от азотсодержащих примесей, что благоприятно для практического применения. Уменьшение толщины слоя адсорбента не приводит к снижению количества очищенного бензола в расчете на грамм адсорбента. Промышленные адсорбенты: силикагель Merck grade 9385 и силикагель КСКГ, а также γ-оксид алюминия производства ОАО "АЗКиОС" (носитель АГКД-400, марка А), - не способны обеспечить очистку коксохимического бензола в аналогичных условиях. Их использование позволяло лишь незначительно снизить содержание азота в бензоле до ≈2 ppm.

Таким образом, образцы силикагеля и γ-оксида алюминия, модифицированные хлоридом никеля(II), могут использоваться для эффективной очистки коксохимического бензола от азотсодержащих примесей.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Очистка коксохимического бензола от азотсодержащих примесей на колонке, наполненной модифицированным хлоридом никеля(II) диоксидом кремния (силикагелем).

Нанесение NiCl2 на силикагель проводят пропиткой по влагоемкости: 6,0 г силикагеля КСКГ (крупный силикагель крупнопористый гранулированный по ГОСТ 3956-76) (фракция 250-500 мкм) 5-ю мл водного раствора хлорида никеля(II), приготовленного растворением соответствующего количества NiCl2·6H2O в 10 мл дистиллированной воды. После пропитки образцы сушат, в результате получают адсорбенты NiCl2/SiO2.

Очистку коксохимического бензола от азотсодержащих примесей проводят на стеклянной колонке диаметром 8 мм, наполненной 2 г адсорбента. Через данную колонку при комнатной температуре пропускали коксохимический бензол со скоростью 2,5-3 мл/мин и отбирали фракции по 4 мл, в которых определяли остаточное содержание азота с помощью элементного анализатора ANTEK 9000NS.

Результаты экспериментов по очистке коксохимического бензола на образцах модифицированного хлоридом никеля силикагеля представлены на Фиг.1.

Пример 2.

Очистка коксохимического бензола от азотсодержащих примесей на колонке, наполненной модифицированным хлоридом никеля(II) γ-оксидом алюминия.

Посредством пропитки по влагоемкости γ-оксида алюминия производства ОАО "АЗКиОС" (носитель АГКД-400, марка А) с размером частиц сорбента ≤125 мкм или 250-500 мкм хлоридом никеля(II) синтезируют нанесенные образцы NiCl2(9,5 мас.% Ni)/Al2O3. При этом 6,0 г γ-оксида алюминия пропитывают 5-ю мл водного раствора хлорида никеля, приготовленного растворением соответствующего количества NiCl2·6H2O в 10 мл дистиллированной воды. После пропитки образцы сушат.

Очистку коксохимического бензола проводят на стеклянной колонке диаметром 8 мм, которая была наполнена 1 г или 2 г адсорбента (Фиг.2). Процесс проводят при скорости элюирования 0,1 мл/мин в случае использования 2 г фракции ≤125 мкм (а) и при скорости элюирования 1,0 мл/мин в случае использования 1 г фракции 250-500 мкм (б). Остаточное содержание азота определяют с помощью элементного анализатора ANTEK 9000NS.

Способ очистки коксохимического бензола от азотсодержащих примесей с помощью селективной адсорбции, характеризующийся тем, что в качестве адсорбента используют модифицированный хлоридом никеля(II) диоксид кремния или γ-оксид алюминия, адсорбент содержит хлорид никеля(II) в количестве 7,0-11,2 мас.% в пересчете на никель.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к удалению ртути из потока газообразного углеводорода. .

Изобретение относится к способу уменьшения уровня в сыром органическом продукте остаточного катализатора, использованного для получения органического продукта. .
Изобретение относится к адсорбентам, которые можно использовать в процессах адсорбции из газовой или жидкой фазы для выделения изомеров алкил(арил)ароматических соединений, включая изомеры терфенила.

Изобретение относится к способу удаления оксигената из потока, содержащего от 50 до 99,99 вес.% парафинов и от 0 до 50 вес.% олефинов, который включает следующие стадии: а) пропускание сырьевого потока, содержащего от 50 до 99,99 вес.% одного или более исходных С10-С15-парафинов, от 0 до 50 вес.% олефинов и одного или более оксигенатов через адсорбентный слой, представляющий собой обменивающий щелочной или щелочно-земельный катион Х-цеолита с целью удаления практически всех указанных оксигенатов; и b) отвод парафина(ов) из адсорбентного слоя с получением очищенного потока.

Изобретение относится к способу очистки алкилароматических соединений с алкильной цепью 9-25 атомов углерода, включающему следующие стадии: i) разделение смеси алкилароматических соединений в ректификационной колонне, которая отделяет от 60 до 85 мас.% исходного сырья через верхнюю часть колонны, с получением легкой фракции и тяжелой фракции, ii) разделение тяжелой фракции стадии (i) в ректификационной колонне, которая работает при давлении в верхней части от 0 до 0,1 МПа (от 0 до 1 бар), при температуре в нижней части от 175 до 290°С и при температуре в верхней части от 90 до 200°С, с получением легкой фракции и тяжелой фракции, iii) удаление предшественников хромофоров из легкой фракции стадии (ii) посредством перколяционной фильтрации через неподвижный слой применяемого для очистки твердого вещества, iv) удаление при помощи перегонной колонны, которая работает при температуре в диапазоне от 60 до 250°С, легких побочных продуктов, полученных на стадии (iii), v) смешивание очищенного алкилата, полученного на стадии (iv), с наиболее легкой фракцией, полученной при перегонке на стадии (i).
Изобретение относится к подготовке природного и попутного нефтяного газа к транспортировке его на дальние расстояния, а именно к осушке и очистке газа от углеводородов С6+ , следов сернистых соединений (СOS, СН2SН и Н 2S).

Изобретение относится к нефтепереработке, а именно способу удаления соединений с окисленной серой из углеводородного потока, содержащего соединения с окисленной серой, в котором углеводородный поток, содержащий соединения с окисленной серой, вводят в контакт с адсорбентом, который селективно адсорбирует соединения с окисленной серой из углеводородного потока с получением адсорбента, содержащего соединения окисленной серы.
Изобретение относится к способу удаления загрязняющих соединений серы, в частности тиофеновых соединений серы, из углеводородного сырья, предусматривающему контактирование сырья в присутствии водорода с сульфидированным никелевым адсорбентом, причем часть никеля присутствует в металлической форме, для которого константа скорости при гидрировании тетралина при 150°С составляет меньше чем 0,01 л/сек·грамм катализатора, в котором а) никелевый адсорбент дополнительно содержит оксид металла, который образует устойчивые сульфиды в используемых условиях в процессе удаления загрязняющих соединений серы из углеводородного сырья, илив) в котором названное углеводородное сырье подвергают обработке оксидом металла, который образует устойчивые сульфиды в процессе удаления загрязняющих соединений серы из углеводородного сырья после указанного контактирования с сульфидированным никелевым адсорбентом.

Изобретение относится к способу выделения целевого соединения из смеси сырья, состоящей из двух или более химических соединений, адсорбционным разделением с моделированным противопотоком, в котором поток сырья и поток десорбента вводят, по крайней мере, в одну многослойную секцию адсорбента, содержащую множество точек доступа, в двух различных точках через различные линии переноса, а поток экстракта, содержащий целевое вещество, и поток рафината индивидуально отбирают из адсорбционной секции в двух различных точках через две дополнительные линии переноса, причем участок адсорбционной секции между местом отбора рафината и вводом потока сырья является зоной адсорбции, который характеризуется тем, что включает направление части одного или двух потоков сырьевой смеси и отводимого из зоны адсорбции материала в качестве промывного рафината для вымывания из адсорбционной секции содержимого линии переноса, которую ранее использовали для удаления потока рафината из адсорбционной секции, и передачу содержимого промытой линии переноса с промывным рафинатом в колонну дистилляции рафината.

Изобретение относится к адсорбционным газовым фильтрам для очистки воздуха в помещениях. .

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты органов дыхания человека от химических веществ. .
Изобретение относится к области охраны окружающей среды с помощью органоминеральных сорбентов. .

Изобретение относится к неорганической химии, а конкретно к области получения и применения магнитоуправляемых ионообменников для очистки вязких и твердых сред (почвы, ила), а также для очистки высокомутных растворов от ионных примесей с последующим удалением ионообменника магнитными сепараторами.

Изобретение относится к золь-гель технологии получения сорбентов на основе гелей оксигидратов тяжелых металлов. .

Изобретение относится к композициям, необратимо аккумулирующим газообразный водород, и может быть использована, например, для улавливания водорода, освобождаемого при радиолизе в блоках радиоактивных отходов.
Изобретение относится к способам получения ферромагнитных углеродных адсорбентов и может быть использовано в сорбционных процессах очистки промышленных сточных вод, при ликвидации нефтяных загрязнений и для селективного извлечения благородных металлов из растворов.

Изобретение относится к области промышленной экологии
Наверх