Способ получения бензола из ароматических углеводородов c6-c9

Изобретение относится к способу получения бензола из алкилароматических углеводородов С69 в двух последовательных адиабатических термическом и каталитическом реакторах. Способ характеризуется тем, что процесс проводят последовательно в термическом реакторе идеального вытеснения при температуре 700-750°С под давлением 4,1-4,5 МПа, а затем в каталитическом при температуре 580-595°С под давлением 4,1-4,5 МПа, при этом в первый реактор подают смесь сырья с водородом в мольном соотношении 1:4-10, а во второй в мольном соотношении 1:2-6. Предложенный способ является более простым и экономичным. 2 пр.

 

Изобретение относится к области нефтехимии, а конкретнее к способам получения бензола путем термокаталитического гидродеалкилирования ароматических углеводородов С69, в том числе жидких продуктов пиролиза (ЖПП).

Промышленные процессы получения бензола из ароматических углеводородов базируются на реакции гидродеалкилирования. Процессы эти основаны на термическом либо каталитическом деалкилировании сырья в присутствии водорода.

Промышленные термические процессы гидродеалкилирования обычно осуществляют при температуре 680-740°С и давлении 2,4-4,5 МПа в нескольких реакторах, поскольку в одном реакторе не удается добиться протекания всех реакций, способствующих высокому выходу бензола.

Процессы каталитического гидродеалкилирования осуществляют также в нескольких реакторах при температурах 580-650°С, давлении 4-7 МПа. Гидродеалкилирование осуществляют по схеме гидрогенизационных процессов с рециркуляцией водородсодержащего газа. Мольное отношение водород:сырье (5-15):1 (Ластовкина Г.А., Радченко Е.Д., Рудина М.Г. Справочник нефтепереработчика: Справочник - Л.: Химия, 1986. - 648 с.).

Известен способ переработки ЖПП, предусматривающий переработку пироконденсата - фракции НК-200°С (НК-начало кипения), выделяемой ректификацией из ЖПП. Пироконденсат разделяют на фракции НК-70°С, 70-150°С - бензол-толуол-ксилольную (БТК-фракцию) и остаток КК-150°С (КК-конец кипения). Фракцию НК-70°С после дополнительной гидростабилизации используют в качестве компонента бензина, фракция КК-150°С служит сырьем для получения технического углерода или котельного топлива. БТК-фракцию подвергают гидростабилизации на палладиевом катализаторе, гидрообессериванию на алюмо-кобальт-молибденовом катализаторе и термическому гидродеалкилированию. Затем проводят адсорбционную доочистку концентрата бензола на глине, из доочищенной фракции ректификацией выделяют высокочистый бензол (Справочник нефтехимика, т. 1, Л.: "Химия". - 1978. - с. 108-110).

Однако в данном способе не вовлекаются в процесс углеводороды с температурой кипения выше 150°С, что снижает эффективность данного способа.

Известен способ получения бензола каталитическим гидродеалкилированием С9 ароматических углеводородов на катализаторе, содержащем в своем составе благородный металл, никель или их комбинацию с синтетическим цеолитом МСМ-22 (патент США №5001296, опубл. 1991, МПК B01J 29/064, С07С 15/04, С07С 4/12). Процесс проводят при температуре 315-538°С, давлении 0,34-3,45 МПа, при объемной скорости от 0,5 до 10 час-1 и в присутствии циркулирующего водорода. При использовании сырья, содержащего, мол. % С9 ароматики - 27,8, С10 - 44,8 и С11 - 4, получают продукт, содержащий С1 - 4,7, С2 - 69,2, С3 - 28,7, бензола - 45,5, толуола - 15,1, ксилола - 8,8 мол. %. В процессе достигается конверсия 82,2% и селективность по БТК-фракции - 78,9%.

Недостатком данного способа является использование дорогостоящего катализатора, содержащего в своем составе благородный металл, и недостаточно высокий выход бензола.

Известен способ (патент РФ №2266944, опубл. 27.12.2005, МПК С10С 1/10, С07С 15/04, С10С 1/12, С07С 15/24) переработки ЖПП в ароматические углеводороды, включающий стадии выделения из них фракции С68, содержащей моноядерные ароматические углеводороды, и С911. Фракцию С68 подвергают гидроочистке. Фракцию С911 гидростабилизируют в присутствии катализатора, из гидростабилизированной фракции С911 выделяют фракцию С1011. Фракции С6-C8 и С1011 смешивают в массовом соотношении 1:6,0-9,9 и подвергают термическому гидродеалкилированию. Целевые продукты - бензол и нафталин из гидродеалкилата выделяют ректификацией, каталитической гидростабилизацией, гидроочисткой и последующим термическим гидродеалкилированием, ректификационным разделением продукта гидродеалкилирования, выделением из него целевого продукта и его тонкой доочисткой, а также выделением фракции, содержащей биядерные ароматические углеводороды, ее гидростабилизацией и ректификацией с выделением нафталина. Недостатком является то, что в процесс гидродеалкилирования вовлекаются только ароматические углеводороды С6-C8 и С1011, фракция С9 не участвует в процессе, что соответственно снижает возможность увеличения выхода бензола в процессе гидродеалкилирования при данных условиях проведения процесса.

Известен способ получения бензола термическим гидродеалкилированием алкилароматических углеводородов (патент США №5866743, опубл. 1999, МПК С07С 2/00). Согласно данному способу предполагается термическое гидродеалкилирование алкилароматических углеводородов, включая толуол, ксилолы, смесь ксилола, этилбензола, пропилбензола, бутилбензола и С710 алкилбензолов. Особенно пригоден он для гидродеалкилирования толуола в бензол. Процесс протекает преимущественно при температурах 482-982°С , наилучшие результаты достигаются при использовании в качестве сырья толуола. Особенностью данного изобретения является то, что используется реактор с науглероженными стенками, на которых также имеется защитная металлическая пленка из металлов Bi, Al, Ge, In, Se, Те, Sn, Сr, Сu, Аr, Ga или их смесей. Уровень содержания серы в сырье должен быть не более 50 ррm.

Недостатком данного способа является высокая температура проведения процесса деалкилирования до 982°С, при которой углеводороды будут подвергаться глубокому расщеплению, преимущественно до метана, что приведет к потере целевого продукта - бензола, а также использование реактора, изготовленного с особым внутренним металлическим покрытием.

Наиболее близким является способ термокаталитического процесса получения бензола из ЖПП (Далин М.А. Нефтехимические процессы и пути повышения их эффективности. – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1981. - с. 9). Процесс проводится в двух последовательных адиабатических реакторах. В первом, термическом реакторе, процесс проводится в условиях интенсивного перемешивания в интервале температур 600-625°С. Второй реактор заполнен катализатором, в котором процесс проводится при тех же режимных параметрах.

Недостатками данного способа являются использование интенсивного перемешивания, что усложняет аппаратурное оформление, техническое обслуживание и эксплуатацию оборудования, а также приводит к увеличению энергозатрат. Кроме того, использование относительно низкой температуры (600-625°С) предполагает для термического гидродеалкилирования низкую конверсию алкилароматических углеводородов в бензол, что увеличивает нагрузку на катализатор во втором по ходу движения потока реакторе и ускоряет его дезактивацию.

Задачей изобретения является создание более простого и экономичного способа получения бензола путем переработки алкилароматических углеводородов С69 термокаталитическим способом.

Для реализации изобретения предлагается способ получения бензола из алкилароматических углеводородов С69, содержащих более 80 мас. % ароматических углеводородов, которые сначала смешивают с водородом в мольном соотношении водород:алкилароматические углеводороды С69, равном 4-10:1, далее эту смесь направляют в нижнюю часть адиабатического реактора без перемешивающих устройств, в котором происходит термическое гидродеалкилирование при температуре 700-750°С и давлении 4,1-4,5 МПа, после чего из верхней части реактора частично гидродеалкилированную фракцию в мольном соотношении с водородом, равном 1:2-6, направляют в верхнюю часть адиабатического реактора, заполненного катализатором, в котором происходит процесс каталитического гидродеалкилирования при температуре 580-595°С и давлении 4,1-4,5 МПа. Стадия каталитического гидродеалкилирования может проходить на катализаторах, предварительно активированных водородом, содержащих в своем составе оксиды молибдена, кобальта, никеля, хрома на носителе - оксиде алюминия. При этом на выходе из нижней части второго реактора получают бензолсодержащую фракцию, которую направляют на выделение целевого продукта - бензола известным способом, например ректификацией.

Отличительными признаками изобретения являются следующие:

- использование для термической стадии реактора без перемешивающих устройств, т.е. реактора идеального вытеснения;

- ведение процессов термического и каталитического гидродеалкилирования при давлении 4,1-4,5 МПа при следующих температурных режимах: в первом термическом реакторе температура процесса составляет 700-750°С, во втором каталитическом реакторе процесс протекает при температуре 580-595°С;

- в первый термический реактор подают смесь сырья с водородом в мольном соотношении 1:4-10, а во второй каталитический реактор - в мольном соотношении 1:2-6.

Заявляемый термокаталитический способ получения бензола из алкилароматических углеводородов С69 в литературе не описан, что позволяет говорить о соответствии данного изобретения критерию патентоспособности «новизна». Подобранные, ранее неописанные, условия проведения последовательного гидродеалкилирования в термическом и каталитическом реакторах позволили достичь высокого выхода бензола из алкилароматических углеводородов С69, что говорит об «изобретательском уровне» заявляемого технического решения. «Промышленная применимость» подтверждается примерами конкретного выполнения заявляемого способа по предлагаемому изобретению.

Пример 1. Фракцию ЖПП 70-160°С, содержащую в своем составе бензол - 47,57 мас. %, толуол - 21,15 мас. %, этилбензол - 8,59 мас. %, ксилол - 7,88 мас. %, углеводороды С9 - 2,10 мас.%, неароматические углеводороды - 12,71 мас. %, направляют на смешение с водородом в мольном соотношении водород:ЖПП, равном 4:1, далее направляют в нижнюю часть первого реактора, конструкция которого не содержит перемешивающих устройств, где проводят процесс термического гидродеалкилирования при температуре 700°С и давлении 4,1 МПа с объемной скоростью подачи сырья (по жидкости) 0,75 час-1. В результате из верхней части первого реактора получают частично гидродеалкилированную фракцию, содержащую в своем составе водород - 7,44 мас. %, легкие углеводороды - 14,16 мас .%, бензол - 66.06 мас. %, толуол - 5,92 мас. %, этилбензол - 0,99 мас. %, ксилол - 0,80 мас. %, нафталин - 0,49 мас. %, дифенил - 4,14 мас. %, которую в мольном соотношении с водородом, равном 1:2, направляют в верхнюю часть второго реактора, заполненного алюмо-хромовым катализатором, промотированным структурообразующими и антикоксующими добавками марки АГДА-2 (ТУ 2171-014-46693103-2005) и активированным водородом при постепенном повышении температуры до 595°С со скоростью 20°С /час, в котором проводят процесс каталитического гидродеалкилирования при температуре 580°С и давлении 4,1 МПа с объемной скоростью подачи сырья (по жидкости) 0,75 час-1. После чего гидродеалкилированную фракцию, полученную с нижней части второго реактора, отправляют на стабилизацию. В результате получают стабилизированный продукт, содержащий в своем составе бензол - 91,03 мас. %, толуол - 2,36 мас. %, этилбензол - 0,52 мас. %, ксилол - 0,12 мас. %, нафталин - 0,63 мас. %, дифенил - 5,34 мас. %, которую направляют на выделение целевого продукта - бензола известным способом, например, ректификацией. При этом выход жидких продуктов составляет 84.7%, образование газообразных продуктов - 15,2%, коксообразование - 0,1%.

Пример 2. Фракцию ЖПП 70-170°С , содержащую в своем составе бензол - 48,21 мас. %, толуол - 20,09 мас. %, этилбензол - 8,24 мас. %, ксилол - 6,92 мас. %, углеводороды С9 - 7,54 мас. %, неароматические углеводороды - 9,00 мас. %, направляют на смешение с водородом в мольном соотношении водород:ЖПП, равном 10:1, далее направляют в нижнюю часть первого реактора, конструкция которого не содержит перемешивающих устройств, где проводят процесс термического гидродеалкилирования при температуре 750°С и давлении 4,5 МПа с объемной скоростью подачи сырья (по жидкости) 0,75 час-1. В результате из верхней части первого реактора получают частично гидродеалкилированную фракцию, содержащую в своем составе водород - 17,47 мас. %, легкие углеводороды - 12,36 мас. %, бензол - 62,23 мас. %, толуол - 3,85 мас. %, этилбензол - 0,67 мас. %, ксилол - 0,42 мас. %, нафталин - 0,33 мас. %, дифенил - 2,67 мас. %, которую в мольном соотношении, равном 1:6, направляют в верхнюю часть второго реактора, заполненного алюмо-хромовым катализатором, промотированным структурообразующими и антикоксующими добавками марки АГДА-2 (ТУ 2171-014-46693103-2005) и активированным водородом при постепенном повышении температуры до 595°С со скоростью 20°С/час, в котором проводят процесс каталитического гидродеалкилирования при температуре 595°С и давлении 4,5 МПа с объемной скоростью подачи сырья (по жидкости) 0,75 час-1. После чего гидродеалкилированную фракцию, полученную с нижней части второго реактора, отправляют на стабилизацию. В результате получают стабилизированный продукт, содержащий в своем составе бензол - 93,56 мас. %, толуол - 1,74 мас. %, этилбензол - 0,33 мас. %, ксилол - 0,06 мас. %, нафталин - 0,47 мас. %, дифенил - 3,84 мас. %, которую направляют на выделение целевого продукта - бензола известным способом, например ректификацией. При этом выход жидких продуктов составляет 86,9%, образование газообразных продуктов - 13,0%, коксообразование - 0,1%.

Таким образом, способ по заявляемому изобретению осуществляют:

- последовательно в реакторе идеального вытеснения для проведения процесса термического гидродеалкилирования вместо реактора идеального смешения по прототипу, что позволяет упростить аппаратурное оформление, снизить металлоемкость и энергозатраты;

- использование давления 4,1-4,5 МПа и более высокой температуры 700-750°С в термическом реакторе, вместо 600-625°С по прототипу, позволяет увеличить конверсию алкилароматических углеводородов в бензол, снизить нагрузку на катализатор во втором по ходу движения потока каталитическом реакторе и продлить срок службы катализатора;

- использование давления 4,1-4,5 МПа и более низкой температуры 580-595°С в каталитическом реакторе, вместо 600-625°С по прототипу, позволяет снизить фактор термодеструкции катализатора, что также увеличивает его срок службы;

- использование мольных соотношений смеси сырья с водородом в первом и втором реакторах, равных 1:4-10 и 1:2-6, соответственно, снижает скорость побочных реакций смолообразования, что в итоге способствует увеличению выхода бензола.

Способ получения бензола из алкилароматических углеводородов С69 в двух последовательных адиабатических термическом и каталитическом реакторах, отличающийся тем, что процесс проводят последовательно в термическом реакторе идеального вытеснения при температуре 700-750°С под давлением 4,1-4,5 МПа, а затем в каталитическом при температуре 580-595°С под давлением 4,1-4,5 МПа, при этом в первый реактор подают смесь сырья с водородом в мольном соотношении 1:4-10, а во второй в мольном соотношении 1:2-6.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения алкилбензола, включающему алкилирование бензола олефином в присутствии катализаторного комплекса на основе треххлористого алюминия путем подачи осушенной бензольной шихты, полиалкилбензолов, олефина, катализаторного комплекса, возвратного катализаторного комплекса в реактор алкилирования, в условиях турбулентности, и деалкилирование полиалкилбензолов.

Изобретение относится к способу превращения этилбензола, включающий стадию введения смешанного С8 ароматического углеводородного сырья, содержащего этилбензол, в контакт с катализатором(ами), содержащими, по меньшей мере, один металл, выбранный из металлов Группы VII и VIII в присутствии Н2 для превращения указанного этилбензола в бензол.

Изобретение относится к производству катализаторов, применяемых в процессах переработки углеводородного сырья, и может быть использовано при гидродеалкилировании толуола и бензол-толуол-ксилольной (БТК) фракции, выделяемой из пироконденсата при пиролизе углеводородов.

Изобретение относится к области производства катализаторов процессов переработки углеводородного сырья и может быть использовано в процессе гидродеалкилирования бензол-толуол-ксилольной (БТК) фракции, выделяемой из пироконденсата при пиролизе углеводородного сырья и в процессе гидродеалкилирования толуола.

Изобретение относится к способу получения бензола из углеводородных продуктов, включающий выделение из жидких продуктов пиролиза фракции углеводородов С6-C8, последующее ее гидрирование и гидродеалкилирование.

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к производству бензола. .

Изобретение относится к производству ароматических углеводородов, в частности к способу получения бензола, и может быть использовано в нефтепереработке и нефтехимии.

Изобретение относится к способу получения бензола из стабилизированной углеводородной фракции, который может найти применение в нефтехимической промьшшенности. .

Изобретение относится к способу получения бензола из углеводородных продуктов, включающий выделение из жидких продуктов пиролиза фракции углеводородов С6-C8, последующее ее гидрирование и гидродеалкилирование.

Изобретение относится к способу получения бензола из алкилароматических углеводородов С6-С9 в двух последовательных адиабатических термическом и каталитическом реакторах. Способ характеризуется тем, что процесс проводят последовательно в термическом реакторе идеального вытеснения при температуре 700-750°С под давлением 4,1-4,5 МПа, а затем в каталитическом при температуре 580-595°С под давлением 4,1-4,5 МПа, при этом в первый реактор подают смесь сырья с водородом в мольном соотношении 1:4-10, а во второй в мольном соотношении 1:2-6. Предложенный способ является более простым и экономичным. 2 пр.

Наверх