Разработка процесса получения бензола гидродеалкилированием ароматического кислородсодержащего сырья

• Автор: Ковешников, Анатолий Витальевич
• Шифр специальности: 05.17.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 251 с. : ил.

Оглавление
Введение.

1 Литературный обзор.

1.1 Характеристика продукта

1.2 Области потребления бензола

1.3 Технологии поучения бензола

1.3.1 Коксование угля

1.3.2 Риформинг.

1.3.3 Переработка пироконденсата.

1.4 Альтернативные источники сырья получения бензола.

1.4.1 Коксохимическое производство.

1.4.2 Ароматизация углеводородных газов
1.4.3 Производство толуола.
1.4.4 Отходы производств.
1.5 Разделение неидеальных смесей экстрактивной ректификацией
Постановка задачи
2 Объекты и методы исследования
2.1 Описание схемы получения бензола.
2.2 Характеристика сырьевых фракций.
2.3 Требования к отдельным узлам.
2.4 Моделирование и методы расчета технологической схемы.
3 Исследование процесса дегидроксилирования фенольных соединений в условиях термического деалкилирования БТКфракции.
3.1 Объект исследования
3.2 План проведения лабораторных экспериментов.
3.3 Описание лабораторной установки
3.4 Методика проведения эксперимента.
3.5 Химизм процесса
3.6 Результаты экспериментов и их обсуждение.
3.7 Модель превращения ароматических углеводородов.
3.8 Результаты экспериментальных исследований
4 Модернизация производства.
4.1 Предварительные расчеты.
4.2 Дополнительное сырье фенольные фракции
4.3 Узел экстрактивной ректификации бензола.
4.3.1 Выбор экстрактивного агента
4.3.2 Определение варианта разделения.
4.4 Реконструкция узла подогрева сырья гидродеалкилирования
4.5 Увеличение производительности до 0 тыс. тонн в год
4.6 Результаты реконструкции производства бензола
5 Выводы.
Список сокращений и условных обозначений.
Список использованной литературы


Ядами для катализатора II ступени являются аммиак и оксид углерода, содержащиеся в водородсодержащем газе. Алюмокобальтмолибденовые и алюмоникельмолибденовые катализаторы подвергаются сульфидированию. Катализаторы в сульфидной форме более активны и стабильны по сравнению с оксидной формой, более устойчивы к отравлению, например азотистыми соединениями []. Процесс гидродеалкилирование позволяет получить из алкилароматических углеводородов бензол, путем отщепления алкильных групп. Процесс может проходить как на катализаторе, так и только при высокой температуре. Парафиновые и нафтеновые углеводороды в условиях процесса гидродеал-килирования легко расщепляются на более легкие. Обычно массовое соотношение между образующимся этаном и метаном составляет 1,5/1,0. При высокой степени превращения сырья (более -%) получаются продукты конденсации: дифенил, дифенилмстан и др. Увеличение парциального давления водорода, а также рост содержания бициклических углеводородов в исходном сырье, содействует снижению концентрации продуктов конденсации. Организуя в процессе термического гидродсалкилирования рециркуляцию образовавшихся тяжелых продуктов, удается сократить содержание продуктов конденсации до 1,5-2,0% мае. Помимо этого, увеличение парциального давления водорода сокращает образование кокса в результате термического распада углеводородов. Для моноциклических ароматических углеводородов характерным является тот факт, что с увеличением числа заместителей и присутствующих в них углеродных атомов относительная скорость гидродсалкилирования повышается []. Закономерность, отмеченная выше, характерна и для реакции гидродеалкилировании бициклических ароматических углеводородов. Повышение температуры до 0°С дает возможность при аналогичном выходе бензола повысить объемную скорость подачи сырья. Снижение мольного соотношения водород/сырье с 3,9/1,0 до 2,0/1,0 сокращает выход бензола на исходное сырье. В том случае, когда в качестве сырья для процесса гидродеалкилирования применяют толуол, для подавления коксообразования [] парциальное давление водорода в системе должно превышать 2 МПа, а мольное соотношение водород : сырье следует поддерживать не ниже 4/1. Известно, что скорость реакции гидрокрекинга парафинов в процессе термического гидродеалкилирования примерно на порядок выше, чем скорость диметилирования толуола; эта реакция описывается уравнением первого порядка. Реакция гидродеалкилирования алкилпроизводных бензола описывается уравнением первого порядка по концентрации исходного сырья и степени 0,5 по водороду. В присутствии ароматических углеводородов вследствие взаимодействия свободных радикалов скорость гидродеалкилирования алкилпроизводных бензола значительно возрастает. При полном деалкилировании толуола в интервале температур 0-0°С и мольном соотношении водород/сырье равном 3/1, выделяющееся при реакции тепло обеспечивает подъем температуры реакционной смеси примерно на 0°С. При наличии в сырье до % мае. В результате увеличивается потребление водорода и коксообразование. Предварительная гидростабилизация фракций пироконденсата позволяет снизить прирост температуры в реакторах гидродеалкилирования []. Рециркуляция дифенила и тяжелых ароматических углеводородов при переработке толуола позволяет поддерживать высокие выходы бензола при меньшем соотношении водород/сырье. Нели проводить процесс при температуре 0-5°С, давлении 4,0 МПа и объемной скорости 1,4 ч'1, то после ректификации можно получить бензол с температурой кристаллизации от -5, до -5,°С. Процесс термического гидродеалкилирования был использован для переработки ароматизированного бензина, фракции с темнерагурой кипения до 0°С, полученной из жидких фракций пиролиза керосина, и наконец, БТК-фракции сырого коксохимического бензола. Выход бензола в этих случаях составил соответственно ,1, ,0 и ,5% мае. Гидродеалкилирование в каталитическом процессе проходит на алюмохро-мовом катализаторе. Процесс проходит при температуре 0-0°С, давлении 6,0-6,2 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5 ч1 и соотношении водородсодержащего газа (% об.