Способ каталитической гидроочистки технического нафталина

 

Iii> 749056

Союз Советских

Социалистических

Рвспублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(5))hh Кл э

С 07 С 15/24 (22) Заявлено 1501.79 (21) 2734471/23-04

I с присоединением заявки Йо(23) Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

ПриоритетОпубликовано 151181. бюллетень No 42 (53) УДК547. 652. 1 (088. 8) Дата опубликования описания .15,1181,ф

В.. И. Шустиков, М. И. Тяптина, A. М. Черкасова,.

A. Б. Кошман и В. П. Машкина (72) Авторы изобретения

Украинский научно-исследовательский углехимический институт "уХИН (71) Заявитель (54) CIIOCOB KATAJIHTHGECKOA 1HIIPOOUHCTKH

HM>TAJIH HA » : .".ай »-, °, . П 5

Изобретение относится к коксохймической промышленности и может быть использовано для очистки нафталина.

Известен способ каталической гид5 роочист ки н афт алина, э аключающийся в двухступенчатой обработке вопоролсодержащим газом нафталинового кон-, центрата, содержащего тионафтан не более 0,16%, в присутствии алюмокобальтмолибденового катализатора при повышенной температуре и давлении соответственно. по ступеням 145 и

356 C 21 и 19 атм.(1).

Недостаток известного способа состоит в недопустимости использования 15 исходного сырья с высоким содержанием тионафтена (до 3% и выше), необ-. ходимости ступенчатой очистки и до-. полнительной установки для получения нафталинового концентрата, что су- 20 щественно усложняет технологию этого процесса.

Известен также способ каталитической гидроочистки ароматических углеводородов 2 1. Способ состоит в нао греве сырья до температуры 260-320 С, обеспечивающий испарение его на 2080%, смешении с водородсодержащим газом и последующим контактированием тарогазожидкостной смеси с кобальт- 3() r » молибденовым катализатором при указанной температуре и давлении 15 атм.

При этом достигается очистка до содержания серы в продукте 0,01%. Однако очищенный нафталин содержит до

83 тетралина, что является существенным недостатком способа, так как он может найти применение только при получении нафталина для производства фталевого ангидрида.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ каталической гидроочистки технического нафталина, включающий испарение сырья горячим водородсодержащим газом, последующее контактирование парогазовой смеси нафталина и водорода с алюмокобальтмолибденовым катализатором при повышенной температу-. ре и давлении с последующим выделением нафталина иэ полученного гидрорафината ректификацией (3).

Способ осуществляется следующим о бр аз ом.

Свежеперегнанный нафталин смешивают с газом, обогащенным водородом, подвергают далее контактированию на стационарном слое кобальтмолибденоаога катализатора при температуре

280-425 С и давлении 35 атм.

749056

Сера в пересчете на тионафтен 0,04 — 0,12

Основным недостатком известного сйособа является высокое содержание тетралина в товарном продукте, что делает возможным его применение только в производстве фталевого ангидрида. Что касается других производств, например при получении малеиновогоангидрида, Р -нафтола и др., то такого качества нафталин не пригоден .

Кроме того, известный способ не позволяет достаточно полно выделить "ресурсы нафталина в товарный iipdäóêò с содержанием основного вещества выше 97%.

Цель изобретения - повышение степени чистоты нафталина.

Поставленная цель- достйгаетСя "тем, что предлагаемым способом баталической гидроочистки технического нафталина, включающей нагрев и испарение сырья горячим водородсодержащим газом, предварительный нагрев парогазовой смеси нафталина и водорода до тем пературы 490-550О С и последующее контактирование с алюмокобальтыолибде- новым катализатором при повышенной температуре и давлении с последующйм

" выделением нафталина из полученного гидрорафината ректификацией. Предпоч- тительно контактирование провбдить при температуре 530-560ОС и парциальным давлением водорода 9-15 атм.

Настоящий способ позволяет свести к минимуму реакций гидрирования нафталйна в тетритий й- получить продукт высокого качества, характеризующийся содержанием основного вещества

99,7-99,8% и сохранить при этом на

98,5% ресурсы нафталина. В известном способе эти показатели равнй-соответ-, ственно 92-97%"и 91,8-97,4%.

Сущность предлагаемого способа соотоит в следующем.

94-95%.-ный дистиллированный наф- талин, содержащий 3,5-4,5% тионаф=тена и 1,3-1,5% фенолов, оойованйй и

Температура процесса в реакторе определяется степенью нагрева парогазожидкостной смеси и экзотермичностью проходящих"реакций "гйдрирования нафталина в тетралин. Выходящий из реактора газ подвергают охлажде нию и разделению. Водородсодержащий газ возвращают для рециркуляции в реактор, а жидкость подвергают рек- ° тификаций в отпарной колонне. Сверху колонны производят отбдр смеси, сост ящей из сероводорода, аммиака, легких промежуточных фракций и этилбензола, снизу — обессеренный продукт следующего состава, %:

Нафталин 92 — 97 — --- — --—

Тетралин 1 - 6

Алкилбензолы до 2 ... других компонентов, подвергают испа рению и нагреву "с помощью горячего водородсодержащего газа до температуры 490-550 С, после чего парогазовую о смесь подвергают каталитической обработке в присутствии алюмокобальт- молибденового катализатора при парциальном давлении водорода 9-15 атм. и температуре 530-560 С, с определяемой экзотермичностью протекаеьих

-1о Р-кций.

После реактора парогазовую смесь охлаждаЮт и систему сепарируют. Водородсодержащий газ подвергают далее . охлаждению и тонкой очистке от наф rairmiih этилбензольной фракцией и от

15 сероводорода 20%-ным раствором каустической соды, после чего его воз вращают в цикл, а гидрорафинат направляют на ректификацию.

При ректификации гидрорафината

jp получают очищенный продукт, содержа щий 99,7-99,8% основного вещества. и этиленбензольную фракцию в количестве 3,5%. Последнюю используют в качестве хладагента и экстрагента нафталина для охлаждения и тонкой очистки водородсодержащего газа, возвращаемого в цикл.

Пример . Каталической гидроочистке подвергают 1000 г технического нафталина следующего состава, масс. %:

Нафталин 95,0

Тионафтен Зс5

Фенолы . 0,5

Пиридиновые о сновья = " " О.,"3

Другие йримеси О, 7

4р дистиллированный нафталин с температурой 120 С смешивают с горячим водородсодержащим газом для испарения его и нагрева до 520 С. При этом . были соблюденй следующие условияг

4 соотношение водород — нафталин

5,4 моль, общее давление в системе

20 атм, парциальнов давление водо- рода 11 атм, объемная скорость 1 ч

Полученную парогазовую смесь на-, пРавляйт в РеактоР для контактирования с алюмокобальтмолибденовым катализатором (3,5% СоО, 12% Мо09, на окиси алюминия). При этом температура в реакторе поднялась до 540 С.;

Реакционную смесь. затем подвергают охлаждению до 110 С, после чего в о сейараторе разделяют на водородсодержащий газ и гидрорафинат. Горячий водородсодержащий газ после охлаждения до 90 С и одновременной очистки

® от нафталина и сероводорода, соответственно обработкой этилбензольной фракцией и 20%-нйм раствором каустической соды, возвращают в цикл.

Гидрорафинат, выделенный в количество 980 г подвергают ректификации.

749056

Состав гидрорафината, масс. Ъ:

Нафталин 96,5

Тетралин 0,25

Тионафтен 0,03

Ароматические углеводороды и прочие примеси 3,22

При ректификации его было получено!

f0

935 г — 95,41Ъ

Чистый нафталин

Этилбензольная фракция

35,2 r — 3,59Ъ

29,8 г - 1,00Ъ f5

Потери

Итого: 980 r — 100,0Ъ

Характеристика чистого нафталина.

Содержание, масс. Ъу

Основное вещество

99,7

0,2

Тетралин

Тионафтен .Прочие примеси

Окраска по иодометрической шкале 0,5 ед. шкалы.

0,02

0,08

Йз приведенных данных видно, что оптимальной температурой нагрева парогазовой смеси нафталина и водорода перед каталитической обработкой следует считать 490-550 С. Именно в этих условиях перепад температуры нагрева парогазовой смеси и реакции минимальный (ht = 30-15О ), что свидетельствует об ограничении реакции

45

Выход нафталина в товарный продукт З0 от ресурсов в исходном сырье 98, 2 Ъ .

Ниже в табл. 1 приведены данные, под тверждающие оптимальность выбранного интервала температуры нагрева парогазовой смеси нафталина и водорода, подвергаемой каталитической обработке. гидрирования нафталина. Приведенный состав гидрорафината подтверждает это. Содержание тетралина, являющегося основным спутником нафталина, полученного извесТнЫм Способом, в предложенном может быть. сведено до

0,11-0,5Ъ. Снижение температуры нагрева парогазовой смеси перед каталитической обработкой интенсифицирует реакцию гидрирования" нафталина в тетралин и тем сажм снижает вйход основного вещества в готовый продукт и его чистоту. дальнейшее повышение температуры нагрева парогазовой смеси. нецелесообразно, поскольку содержание тетралина в гидрорафинате уменьшается незначительно. Кроме этого, несколько ухудшается очистка продукта по тионафтену.

Степень чистоты товарного продукта при оптимальных условиях. процесса составляет 99,7-99,8Ъ .

Таким образом, температура нагрева парогазовой смеси является определяющим параметром, в зависимости от которого достигайтся различные показатели процесса, несмотря на то, что тем пература в реакторе (т.е. непосредственно процесса каталитической обработки сырья) практически сохраняется на одном уровне.

Анализ известного и предлагаевюГо способов гидроочистки нафталина и приведенные расчеты позволяют провести сопоставление их по следукщим показателям (табл. 2).

Приведенные данные свидетельствуют о том, что способ позволяет макси:мально испольэовать ресурсы йафталина в сырье в виде основного вещества.

При этом достигается высокий выход товарного продукта и степень его чистоты..

По данной разработке составлен и выдан технологический регламент и осу:.ществляется проектирование опытнопроьилаленной установки производительностью 100 тыс. т в год .по сырью.

749056

I 1

О 0!а н о н !л

tto e

o etc

CO с!

at»

СЧ О, с с «Ф aA aA

Ch Ch Ch

Гс О at» с с

° Ф t СЧ

С0 01 а а с ° с (h Ch Ch

Ch Ch Ch

1 Ф х

5е2 о

О Х ttt

I

I ! «Ф с

1 . 01

01

I" с й

00 00 с

Ch Ch Ch

Ch Ch Ch

СО с

Ch

СЧ О

Ю Ю

О О с с

О Е -«

О О

Г О

О Е с с

Ch Ю

«««!

«Ф СО 00

«3 «Ф 10 cp м (ч с с с 1 м (ч м

0» м м « О О О с

О О О

1 (Ч (Ч сЙ

О О с с

О О ь

«-1

О с

СЧ О

« ««

О О с

О О У (Ч СО 1Л «t «1 аА «О с с с .с с с с с 1

М О a» eV e e Ч» Е

CO CO 01 Ch Ch ОЪ Ф

ttI ttI 3 K ttI х Ф

0! a t ttt цхо оо оха о

1 с

Э I

1 ф у

I !

Ю с

atl (Ч

СО

I

1

1

1

1

О О м. ю Ф Ф

,н!

I

1

1

1

I

1

1

I

«

1

4 о

»! à О ода х РЗ

Я

t0ООЕ хо

t0 И ооИ Х00

<Ч N . t «t «- t у «0« « 1« LQ «. 3 «-Ч О с с С с с с с с

М Н О О О О О

ФЧ « Р «-(1Л 1 с с с

00 CO Ch О\ . Ch

Ch Ch 0 01 01

О О О О atl . О О Ю

С0 Ю М СЧ

О О . О О, Л О О Л

М СЧ СЧ М Щ Э

Л Л !Л an . at» an л л

О О О О О О

01 atl ° 1 м all 3 «Ф, atl Ill aA!

I

I

1

1

1

I

1

I.

1

1

749056

Таблица 2

Показ атели

Содержание н афт алин а в исходном сырье, Ъ

95

Выход нафталина в гидрорафинат от ресурсов в сырье, Ъ

92 - 97,8

99,5

Выход товарного нафталина от ресурсов его в исходном сырье, Ъ 91,8 — 97,4

98,4

Степень чистоты товарного нафталина, Ъ

92 — 97

99,7 — 99,8

Формула изобретения

Составитель Г. Раевская

Редактор Е. Месропова Техред А. Ач Корректор Г. Реиетник

Заказ 10622/1 Тираж 446, 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, 1. Способ каталитической гидроочи- 25 стки технического нафталина, включающий нагрев и испарение сырья горячим водородсодержащим газом, последующее контактирование парогазовой смеси нафталина и водорода с алюмокобальтмолиб-3Q деновым катализатором при повышенной температуре и давлении с последующим выделением нафталина иэ полученного гидрорафината ректификацией, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью 35 повышения степени чистоты нафталина, парогазовую смесь нафталина и водорода предварительно -нагревают до темпера- туры 490-550 С.

2. Способ по и. 1, отличаюшийся тем, что контактирование проводят при температуре 530-560 С и парциональном давлении водорода

9-15 атм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании

Р 1264609, кл. С 5 Е, опублик. 1978.

2. Патент Франции Р 1341084, кл. В 01 J, опублик. 1968 °

3. Егдо1 und Kohle-Erdgas Petrochem. Ver Brennst chem., 1973, V. 26, Р 6, р. 331-333.