Разработка и совершенствование экстракционных процессов выделения ароматических углеводородов из среднедистиллятных нефтяных фракций и бензольного катализата риформинга

• Автор: Ерженков, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 125 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.

1.1. Совершенствование технологии экстракции бензола, толуола и ксилолов из катализата риформинга

1.2. Современные требования к реактивным и дизельным топливам.

1.3. Гидрогенизационные методы получения экологически чистого дизельного топлива

1.4. Экстракционная очистка реактивного и дизельного топлива

1.5. Использование ароматических экстрактов среднедистиллятных нефтяных фракций

1.6. Моделирование процесса экстракции

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Методика проведения многоступенчатой противоточной экстракции

2.2. Методика проведения хроматодистилляционной разгонки
2.3. Исследование химического состава с помощью ЯМРспектроскопии
2.4. Расчт предельных коэффициентов активности, равновесия и
результатов многоступенчатой экстракции.
3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
3.1. Совершенствование технологии процесса экстракции на установке ЛГ80Б ООО ПО Киришинефтеоргсинтез.
3.2. Моделирование процесса экстракции
3.3. Обоснование выбора неполярного растворителя в качестве компонента экстракционных систем
3.4. Очистка керосиновой фракции комбинированным методом экстракции и азеотропной ректификации.
3.5. Экстракционная очистка дизельной фракции.
3.6. Очистка дизельной фракции комбинированным методом экстракции и азеотропной ректификации
4. ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Основным способом производства бензола, толуола и ксилолов является каталитический риформинг с выделением аренов из катализата риформинга экстракцией и последующим разделением ректификацией [1]. Потребность в индивидуальных аренах постоянно растёт, возрастают требования и к их качеству, что делает актуальной задачу совершенствования процессов выделения аренов. В настоящее время для выделения аренов из катализата риформинга в промышленности применяются следующие экстрагенты: диэтиленгли-коль, триэтиленгликоль (ТЭГ), тетраэтиленгликоль, диметилсульфоксид, сульфолан, М-формилморфолин, смеси Ы-метилпирролидона и Ы-метил-капролактама с этиленгликолем. Наиболее эффективным экстрагентом является сульфолан. В г. В нашей стране было построено 2 комплекса производства аренов фирмы 1ЮР, включающих в себя экстракцию сульфоланом: на Уфимском и Омском нефтеперерабатывающих заводах. На других же заводах, где имеется производство аренов, используются установки, на которых экстракция ведётся ди- или триэтиленгликолем. Гликоли имеют ряд существенных недостатков, снижающих качество выделенных аренов и повышающих их себестоимость [3]. Большая себестоимость и более низкое качество аренов, получаемых при экстракции гликолями, делает их производство неконкурентоспособным. На таких установках возможно стабильное производство бензола с содержанием основного вещества около , масс. ЮР, использующих экстракцию сульфоланом, получается бензол чистотой , масс. Простая замена гликолей на сульфолан невозможна, требуется глобальная реконструкция всего блока экстракции с демонтажем большого количества старого оборудования и установкой нового (в том числе и самого экстрактора). Исходя из ограниченности финансовых ресурсов российских предприятий, многие из которых в настоящее время не имеют устойчивой прибыли, актуальны поиски путей повышения эффективности существующих процессов без существенной реконструкции. Давно известным и применённым на ряде российских предприятий путём повышения эффективности экстракции стала замена диэтиленгликоля на триэтиленгликоль, обладающий большей растворяющей способностью за счёт меньшей доли гидроксильных групп в молекуле. Это позволило снизить соотношение экстрагент : сырьё с :1 до 7:1. Однако триэтиленгликоль не имеет преимущества перед диэтиленгликолем по селективности. Вследствие уменьшения гетерогенной области снижается также концентрация аренов в углеводородной части экстрактной фазы и, как следствие, возрастает расход рисайкла. В качестве дальнейшего пути улучшения показателей процесса были предложены различные смеси экстрагентов. Фирма 1ЮР предлагает модернизацию существующих установок под процесс «Каром», в котором в качестве экстрагента используется тетраэтиленгликоль с добавкой сорас-творителя «Каром-концентрат», состав которого не разглашается [5]. Предлагалось большое количество растворителей в качестве добавок к ди-и триэтиленгликолю, подробный перечень которых представлен в [6]. Наилучшими из предложенных до работы [6] добавками к диэтиленглико-лю являются: И-метилпирролидон [7]; е-капролактам [8]; диметилформа-мид (ДМФА), диметилсульфоксид, пропилен карбонат, у-бутиролактон, сульфолан [9, , ]; к триэтиленгликолю - Ы-метилпирролидон [] и диметилсульфоксид []. Но и они не позволяют добиться ощутимого улучшения показателей процесса, т. И-метилпирролидон, Е-капролактам и ДМФА повышают растворяющую способность, одновременно ухудшая селективность, а диметилсульфоксид, пропилен карбонат и у-бутиролактон термически и гидролитически недостаточно стабильны. Добавление суль-фолана повысит как растворяющую способность, так и селективность. Однако до работы [6] сульфолан предлагался только в качестве добавки к ди-этиленгликолю. В [6] доказано, что сульфолан предпочтительнее добавлять к триэтиленгликолю вследствие близости их температур кипения, а наиболее подходящей добавкой к диэтиленгликолю является Ы-формил-морфолин. И в том, и в другом случае селективность и растворяющая способность смеси оказываются выше рассчитанных из условия аддитивности.