Способ выделения высокотемпературных органических теплоносителей из кубовых остатков пиролиза бензола

 

О П И С А Н И Е ()956442

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.12.78 (21) 2699110/23-04 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (51) Ч.Кл з С 07 С 7/04

С 07 С 15/14

С 09 К 5/00

Государственный комитет (43) Опубликовано 07.09.82. Бюллетень ¹ 33 (53) УДК 66.048 (088.8) по делам изебретеиий и открытий (45) Дата опубликования описания 07.09.82 (72) Авторы изобретения

А. В. Чечеткин, Д. И. Хараз, Е. П. Каплан и Г. И. Никишин

Производственное объединение «Техэнергохимпр м» (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ

ОРГАНИЧЕСКИХ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ

ИЗ КУБОВЫХ ОСТАТКОВ ПИРОЛИЗА БЕНЗОЛА

Изобретение относится к технологии получения высокотемпературных органических теплоносителей, в частности техни ческих терфенилов, терфенильных смесей и высших люлифенилов, и может найти широкое применение в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, в химической промышленности и промышленности редких рассеянных металлов, а в атомной энергетике — в качестве теллоносителя-заиедлителя в атомных реакторах.

Известен способ выделения высокотемпературных органических теплоносителей из кубовых остатков пиролиза бензола путем однократной перегонки (1).

Недостатками такого способ а являются низкий выход целевого продукта — терфенильной смеси (около 20%), следователь но, значительное удорожание стоимости теплоносителя, а также высокая температура плавления () 20 С).

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ выделения высокотемпературных органических теплоносителей из кубовых остатков аиролиза бензола, заключающийся в том, что кубовые остатки лодвергают грубой перегонке в реактификационной колонне с выделением отгона, содержащего дифенил, о-терфенил, м-терфенил и тт-терфенил, из которого путем фракционной перегонки при остаточном давлении 5 .мм рт. ст. и температуре 120 200 С выделяют различные терфенильные смеси. Из полученных терфенильных смесей путем дробной кристаллизации выделяют технический о-терфенил (2).

Высокая температура плавления получаемых терфенильных смесей препятствует использованию лх в химической промышленности в качестве высокотемлературных теплоносителей. Из выделенных терфенильных смесей наибольший интерес представляет смесь с т. кип. 297 — 306 С. Однако выход ее незначителен (20%).

Недостатками способа являются также сложность технологии процесса, значительные выбросы в атмосферу и неполное использование кубовых остатков пиролиза бензола.

Целью изобретения является упрющение технологии процесса и полное использование кубовых остатков пиролиза бензюла.

Поставленная цель доспигается тем,что кубовые остатки пиролиза бензола подвергают трехступенчатой вакуумной ректификации с отбором на первой ступени при температуре 290 — 300 С и вакууме 100—

105 мм рт. ст в качестве кубового продукта

956442

Диаметр колонны

Количество тарелок

В ысота колонны

500 мм, 20 шт., 122 м. второй коТемпература верха колонны, С

Давление, мм рт. ст.

Температура низа колонны, С

Давление, мм рт. ст.

103

3 — 5

Зо

233

Диаметр колонны

Количество тарелок

Высота колонны

600 мм, 20 шт., 13,87 iM.

Технологический лонны: (режим первой ко60 фракции, содержащей м-терфенил, и-терфенил и высшие полифенилы,:из которой пу тем перегонки при твмпературе 380 — 400 С и атмосферном давлении выделяют технический и-терфенил и высшие полифенилы (смесь кватерфенилов), и дистиллята первой ступени, содержащего дифенил, 0-терфенил, м-терфенил и fl-терфенил, который ректифицируют с отбором в качестве дистиллята второй ступени терфениль ной смеси„содержащей дифенил, о-терфенил, м-терфенил и и-терфенил (терфенильная смесь ТФ-1), а в качестве кубового про дукта фракции, содержащей дифенил, о-терфенил и п-терфенил, из которой на третьей ступени ректификации выделяют

B качестве дистиллята технический о-терфенил, а в качестве кубового продукта технический м-терфенил.

При отборе кубового продукта на первой ступени ректифииации при температуре 290 С будет образовываться .побочный продукт (о-терфенил, м-терфенил и дифеиил), который вместе с и-терфенилом и смесью кватерфенилов будет поступать в куб, что недопустимо для проведения данного технологического процесса, так как часть терфенильных смесей будет йотеряна.

При температуре выше 300 С часть п-терфенила будет поступать во вторую колонну, что также недопустимо по технологическому процессу, так как будут получаться терфенильные смеси с высокой температурой плавления. Начальная температура куба 380 С является минимальной температурой отгонки, ниже которой будет происходить кристаллизация кватерфенила.

Для окончательного отделения и-терфенила от смеси кватерфвнилов наиболее оптимальным режимом является;режим при температуре 400 С.

П р и,м е р. Исходное сырье — кубовые остатки пиролиза бензола в количестве

137,5 кг/ч состава, %: 6 .дифенила, 10 отерфенила, 25 м-терфенила, .25 и-терфенила, остальное — высшие полифенилы, направляют на ректификацию в первую колонну.

Диаметр колонны 1200 мм, Количество тарелок 80 шт., Высота колонны 41,5 м.

Темлература верха колонны, С 125

Давление, мм рт. ст. 3 — 5

Температура низа ко- лонны, С 294

Давление, мм рт. ст. 100 — 105

При указанных параметрах происходит вььделение в качестве дисъиллята легкой фракции, содержащей, кг/ч, 8,3 дифенила, 13,7 о-терфенила, 32,77 м-терфенила и 0,3 п-терфенила, а в качестве кубового остатка смеси, которая содержит, кг/ч, 1,63 м-терфенила, 34,1 п-терфенила, 46,7 высших полифенилов.

Кубовый остаток с таки м содержанием компонентов при 294 С направляют в отгонный куб с электрообогревом. В кубе при температуре 380 — 400 С ы атмосферном давлении происходит разгонка смеси с отбором IB казачестве дистиллята и-терфенила (34,1 кг/ч) н незначительных количеств мтерфенила — 1,98 кг/ч (технического и-терфенила), а в качестве куба высших полифенилов (смеси квагерфенилов) в количестве

66,68 кг/ч.

Выделенный с верха первой колонны дистиллят направляют па дальнейшее разделение во вторую колонну.

Технологический режим лонны:

35 В результате разделвния с верха второй колонны уходят пары терфенильной смеси ТФ-1, содержащей, кг/ч, дифенила

8,26, о-терфенила 6,39, м-терфенила 3,4, и-терфенила О,О1.

40 Терфенильная смесь ТФ-1 является высокотвмпературным органическим теплоносит елем, применяемым в систвмах,обогрева и охлаждения в диапазоне темпера тур от 2 до 400 С.

4 Кубовый остаток второй колонны состава, кг/ч: дифенил 0,04, о-терфенил 7,31, м-терфенил 30,37, и-терфенил 0,29 поступает в третью р ектификационную колонну.

Технологическии режим третьей колонны:

Темпе р,атура верха

KOJIoHHbI, С 148

Давление,,мм рт. ст.- 3 — 5

Температура низа колонны, С 283 ,3,àBËåHèå., мм рт. ст 30

При вышеуказанных параметрах в третьей колонне происходит дальнейшее

956442

Формула изобретения

Составитель Г. Гуляева

Техред О. Павлова

Редактор 3. Бородкина

Корректор С. Файн

:Заказ 876/680 Изд. № 212 Тираж 448 Подписное

iii Ю «I1онск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»,разделение, в результате которого с верха ее уходят пары терфенильной смеси со става, кг/ч: дифенил 0,04, о-терфенил 6,37, :м-терфенил 0,48. Эта смесь нредставляет собой технический о-терфенил, используемый 5 как присадка,к терфенильной смеси ТФ-1 .для получения терфенильных смесей марок

103К, 103КР и других высокотемпературных теплоносителей.

Кубовая жидкость третьей колонны, со- 10 держащая, кг/ч: о-терфенил, м-терфенил

29,89, и-терфенил 0,29, представляет собой технический м-терфенил — основное сырье для получения BbIcoKQTBMiII åðàòóðíîãî теплоносителя — монаи зопровилтер фенила.

Выделенная в отгонном кубе смесь кватерфенилов также используется как вы.сокотемпературный теллоноситель в системах обогрева (до 420 — 450 С) в промыш.ленности редких н рассеянных элементов.

Использование предлагаемого апособа позволит положительно решить проблему защиты окружающей среды, так как в ре.зультате применения его происходит

100% -ная 1переработка кубовых остатков пиролиза бензола, которые являются ядовитыми примесями, загрязняющими окружающую среду,,и нет выброса кубовых остатков в атмосферу.

Суммарный экономический эффект от использования предлагаемого способа в нефтеперерабатывающей, нефтехимической

;промышленности, а также в атомной энергетике составит около 2 млн. руб. в год.

Способ выделения высокотемпературных органических теплоносителей из кубовых остатков пиролиза бензола с .использова- 4О яием многоступевчатой ректификации, включающий отделение на аервой ступени в качестве дистяллята фракции, содержащей дифенил, о-терфенил, м-терфенил и п-терфенил, с последующим выделением из нее терфенильных смесей и технических терфенилов, отл,ич ающийся тем что, с целью улрощения технологии процесса и полного использования кубовых остатков аиролиза бензола, последние подвергают трехступенчатой вакуумной;ректификации с отбором на первой ступени при температуре 290 †3 С и вакууме 100 †1 мм рт. ст. в качестве кубового продукта фракции, содержащей м-терфенил, и-терфенил и высшие полифекилы, из которой путем перегонки при температуре 380—

400 С и атмосферном давлении выделяют технический и-терфенил и высшие полифенилы и дистиллята пе1рвой ступени, который ректифицируют с отбором в качестве д1истиллята второй ступени терфенильной смеси, содержащей дифенил, о-терфенил, м-терфенил и п-терфенил, а в качестве кубового продукта фракции, содержащей дифанил, о-терфенил и и-терфенил, из которой на третьей ступени реКтификации выделяют в качестве дистиллята технический о-терфенил, а в качестве кубового продукта технический м-терфенил.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. В. А. Храмченков. Органическиетеплоносители — замедлители для ядерных реакторов. М., «Энергия», 1971, ч. II, с. 5.

2. А- В. Чечеткин и др. Терфениль иые смеси для обогрева мимической аппаратуры — «Химическая промышленность», 1974, № 4, с. 40 (прототип).