PL182059B1 - Sposób i układ do destylacyjnego rozdziału rafinowanej frakcji BTK - Google Patents

Abstract

i Sposób destylacyjnego rozdziału rafinowanej frakcji BTK, znamienny tym, ze ze strumienia par węglowodorów odbieranych bezpośrednio z kotła odpędowego, 50 - 95% jego masy strumienia w temperaturze 115°C kieruje się wprost do jednej z kolumn destylacyjnych benzenu, a pozo- staląilość par skrapla się 1 w formie cieczy wprowadza się do drugiej kolumny destylacyjnej benzenu przy czym strumienie te reguluje się dlajednej kolumny benzenowej w zależności od przepływu cieczy skroplonej, a dla drugiej kolumny w zależności od ciśnienia szczytu kolumny i ze szczytu obu kolumn benzenowych odbiera się czysty benzen, który częściowo kieruje się jako orosienie obu kolumn benzenowych, a w pozostałej części odbiera się jako produkt główny po czym wywar z kolumn benzenowych poddaje się głębszemu rozdziałowi benzenu od toluenu i ksylenów, w temperaturze 120°C 2 Układ do destylacyjnego rozdziału rafinowanej frakcji BTK, znamienny tym, ze posiada kolumny rektyfikacyjne (2 i 3) sprzężone ze sobą równolegle oraz kolumnę wzmacniającą (4), której szczyt jest połączony z dołem kolumn (2 i 3) przy czym każda kolumna (2, 3, 4) posiada wyparkę, odpowiednio (9,10,11) i zaopatrzonajest w skraplacze (5,6 i 8), a dodatkowo kolumna (3) ma skraplacz (7) połączony przewodem z kotłem odpędowym (1) na wyjściu, którego jest zamocowany układ FRC rozdzielający strumień opar opuszczających kocioł (1) pomiędzy kolumnę (21 3).

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do destylacyjnego rozdziału rafinowanej frakcji BTK (zawierającej głównie benzen, toluen, ksyleny).

Znany powszechnie sposób otrzymywania węglowodorów aromatycznych z benzolu koksowniczego polega na oddestylowaniu na początku grupy związków niearomatów o temperaturach wrzenia poniżej benzenu (przedgon benzolowy). Pozostające jeszcze zanieczyszczenia w wydzielonej frakcji BTK (zawierającej głównie benzen, toluen i ksyleny) eliminuje się w reakcji chemicznej przy użyciu stężonego kwasu siarkowego. Celem tego procesu jest wydzielenie z mieszaniny już tylko samych węglowodorów aromatycznych tj. benzenu, toluenu i ksylenów. Ich dalszy rozdział następuje na drodze kolejnych destylacji rafinowanej frakcji BTK, którą uprzednio należy poddać destylacji odświeżającej, aby usunąć z niej resztki smółek porafinacyjnych i soli nieorganicznych nie do końca oddzielonych po rafinacji kwasowej, podczas odstawania. Tak oczyszczoną frakcję BTK, zawierającą około 80% benzenu, 15% toluenu i resztę ksylenów··', wprowadza się w sposób ciągły do kotła odpędowego, ogrzewanego do temperatury 160°C. Pary frakcji BTK opuszczające kocioł kierowane są do zespołu skraplaczy, a stąd oddzielona od zanieczyszczeń porafinacyjnych mieszanina węglowodorów aromatycznych jest kierowana do rozdziału destylacyjnego. W celu odświeżenia frakcji BTK nie stosuje się kolumny destylacyjnej, gdyż wystarcza tu jednokrotne odparowanie w kotle odpędowym, bowiem zanieczyszczenia porafinacyjne są w części wysokowrzące, a w części nielotne. Odbierane są one z kotła destylacyjnego jako tak zwana pozostałość zapopielona, złozona głównie z polialkilobenzenów, arylosulfonianów oraz siarczanu sodowego i stanowi produkt uboczny. Odświeżona frakcja BTK podawana jest do kolumny benzenowej, z której szczytu po skropleniu par i po zawróceniu części destylatu jako orosienia odbiera się czysty benzen w temperaturze 85°C. Dół kolumny benzenowej utrzymuje się w temperaturze około 120°C i odbiera się z niego frakcję TK, zawierającą jeszcze 15 - 20% benzenu. Jest ona podawana do kolumny międzyfrakcyjnej, z której szczytu odbiera się

182 059 mieszaninę benzen - toluen, zawracaną do ponownego rozdziału z wsadem kolumny benzenowej. Wywar kolumny międzyfrakcyjnej, utrzymywany w temperaturze 145°C zawiera juz tylko 0,05% benzenu i podawany jest do kolumny toluenowej. Z góry tej kolumny w temperaturze 110°C odbiera się czysty toluen a z dołu frakcję ksylenową.

W wyniku takiej kolejności postępowania układ do rozdziału destylacyjnego frakcji BTK jest bardzo rozbudowany, a sposób destylacji wymagający kilkakrotnego odparowywania cieczy i skraplania par wysoko energochłonny. Już sam węzeł destylacji odświeżającej, niezbędny od strony technologicznej, jest najbardziej energochłonny, gdyż wymaga odparowania, a następnie skroplenia około 98% frakcji BTK nie powodując rozdziału destylacyjnego jej składników. Następnie on dopiero w kilku kolumnach destylacyjnych do wydzielenia benzenu, toluenu oraz dodatkowo w kolumnach międzyfrakcyjnych, w których konsumpcja czynników energetycznych wzrasta w miarę zwiększania się międzyfrakcji benzen - toluen i toluen - ksyleny.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu rozdziału frakcji BTK oraz układu połączeń destylacyjnych aby zwiększyć jego zdolność rozdzielczą, która pozwoli na prawie ilościowe rozdzielenie benzenu od toluenu bez tworzenia międzyfrakcji, a jednocześnie znacznie obniży jego energochłonność.

Według wynalazku opary węglowodorów odbierane bezpośrednio z kotła odpędowego kieruje się wprost do jednej z kolumn destylacyjnych benzenu, w ilości 50 - 95% ich masy, w temperaturze 115°C. Pozostałą ilość par skrapla się i w formie cieczy wprowadza się do drugiej kolumny destylacyjnej benzenu, przy czym strumienie te reguluje się dla jednej kolumny benzenowej w zależności od przepływu cieczy skroplonej, a dla drugiej kolumny benzenowej w zależności od ciśnienia szczytu tej kolumny. Ze szczytu obu kolumn benzenowych odbiera się czysty benzen, który częściowo kieruje się jako orosienie obu tych kolumn, a w pozostałej części odbiera się jako produkt główmy. Wywar z kolumn benzenowych poddaje się głębszemu rozdziałowi benzenu od toluenu i ksylenów, w temperaturze 120°C.

Układ według wynalazku posiada dwie kolumny rektyfikacyjne benzenowe, sprzężone ze sobą równolegle oraz kolumnę wzmacniającą, której szczyt jest połączony z dołem kolumn benzenowych przy czym każda kolumna posiada wyparkę i zaopatrzona jest w odpowiednie skraplacze, a dodatkowo jedna kolumna benzenowa ma skraplacz połączony przewodem z kotłem odpędowym, na wyjściu którego jest zamocowany układ FRC rozdzielający strumień opar opuszczających kocioł pomiędzy kolumny benzenowe.

Pary węglowodorów opuszczających kocioł odświeżający są w większości wsadem jednej z kolumn rozdzielających benzen od toluenu, a tylko niewielka ich część jest skraplana i podawana do drugiej kolumny benzenowej w postaci cieczy, co daje efekt energetyczny, bowiem nie traci się ciepła na początkowe skroplenie większości opar i następne ich odparowanie.

Układ kolumn destylacyjnych został tak skomponowany, że jego część rektyfikującą tworzą dwie kolumny benzenowe. Ich doły są sprzężone ze szczytem trzeciej kolumny, pełniącej w układzie rolę części wspomagającej. Dzięki temu sprawność układu jest sumą sprawności części rektyfikującej i wspomagającej, a międzyfrakcja benzen - toluen zbierająca się w dole kolumn części rektyfikującej zasila szczyt kolumny części wspomagającej, w której ulega dalszemu rozdesylowaniu. Sposób i układ według wynalazku dają ilościowy rozdział benzenu od toluenu we frakcji BTK.

Przykład I.

Sposób według wynalazku objaśniony jest przy pomocy opisu kolejności czynności dokonywanych w układzie.

Frakcja BTK o składzie 79% benzenu, 16% toluenu i 4% ksylenów po rafinacji kwasowej podawana jest do kotła odpędowego 1 w ilości 8 Mg/h i w nim jest ogrzewana do temperatury 160°C. W kotle odparowuje ponad 98% składników lotnych, a tylko 1 - 1,5% nielotnych, wysokowrzących związków powstałych w wyniku reakcji polimeryzacji i polikondensacji oraz siarczanu sodowego odbierana jest w formie cieczy jako tak zwana

182 059 pozostałość zapopielona. Mieszanina par benzenu, toluenu i ksylenów kierowana jest bezpośrednio do kolumn 2 i 3 w ilości regulowanej zaworem sterowanym od FRC. Pary w ilości

5,6 Mg/h i temperaturze 115°C wprowadzane są do kuba kolumny 2 i w pozostałej ilości 2,4 Mg/h do układu skraplającego 7, z którego kondensat o temperaturze 90°C kierowany jest na półkę wsadową kolumny 3. Pary benzenu ze szczytu obu kolumn kierowane są odpowiednio do układów skraplających 5 i 6, skąd odbierany benzen o zawartości 99,7 - 99,8% czystego benzenu i poniżej 0,05% toluenu rozdzielany jest na dwa strumienie i orosienia kierowanego na szczyt poszczególnych kolumn oraz produktu gotowego B, kierowanego do zbiorników magazynowych w ilości 6 Mg/h.

Wywar z kolumn 2 i 3 podgrzewany jest do 120°C w wyparkach 9 i 10. Posiada on następujący skład: benzen - 34%, toluen - 57%, ksyleny - 8% i jest kierowany na szczyt kolumny 4, której zadaniem jest dalsze oddzielenie benzenu od toluenu i ksylenów. Dół tej kolumny utrzymywany jest w temperaturze 145°C ciepłem dostarczanym do wyparki 11. Odbiera się stąd około 2 Mg/h frakcji TK zawierającej głównie toluen i ksyleny, i tylko 0,03% benzenu. Pary wzbogacone w benzen opuszczają szczyt kolumny 4 i w większości podawane są do dołu kolumny 3. Część par kierowana jest do układu skraplającego 8, a wykroplona ciecz zawracana jest na szczyt kolumny 4 jako orosienie.

Układ według wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 stanowi schemat ideowy.

Układ według wynalazku charakteryzuje się tym, że posiada kolumny rektyfikacyjne 2 i 3, sprzężone ze sobą równolegle oraz kolumnę wzmacniającą 4, której szczyt jest połączony z dołem kolumn 2 i 3. Każda kolumna 2, 3, 4 posiada wyparkę, odpowiednio 9, 10, 11 i zaopatrzona jest w skraplacze 5, 6, 8 a dodatkowo kolumna 3 ma skraplacz 7 połączony przewodem z kotłem odpędowym 1, na wyjściu którego jest zamocowany układ FRC rozdzielający strumień opar pomiędzy kolumnę 2 i 3 zaworem sterującym 12.

Przedstawiony układ trzech kolumn destylacyjnych należy traktować jako przykład jednej kolumny rektyfikacyjnej, w której kolumny benzenowe 2 i 3 stanowią część rektyfikacyjną, a kolumna międzyfrakcyjna 4 część wzmacniającą. Dobór dwu kolumn do części rektyfikacyjnej, a tylko jednej do części wzmacniającej wynika ze składu wsadu, w którym większość stanowi benzen.

182 059

182 059

/)

1Ζ *---WĆ,

A - Frakcja BTKpo rafinacji B - Benzen C - Frakcja TK

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób destylacyjnego rozdziału rafinowanej frakcji BTK, znamienny tym, ze ze strumienia par węglowodorów odbieranych bezpośrednio z kotła odpędowego, 50 - 95% jego masy strumienia w temperaturze 115°C kieruje się wprost do jednej z kolumn destylacyjnych benzenu, a pozostałą ilość par skrapla się i w formie cieczy wprowadza się do drugiej kolumny destylacyjnej benzenu przy czym strumienie te reguluje się dla jednej kolumny benzenowej w zalezności od przepływu cieczy skroplonej, a dla drugiej kolumny w zależności od ciśnienia szczytu kolumny i ze szczytu obu kolumn benzenowych odbiera się czysty benzen, który częściowo kieruje się jako orosienie obu kolumn benzenowych, a w pozostałej części odbiera się jako produkt główny po czym wywar z kolumn benzenowych poddaje się głębszemu rozdziałowi benzenu od toluenu i ksylenów, w temperaturze 120°C.

2. Układ do destylacyjnego rozdziału rafinowanej frakcji BTK, znamienny tym, że posiada kolumny rektyfikacyjne (2 i 3) sprzężone ze sobą równolegle oraz kolumnę wzmacniającą (4), której szczyt jest połączony z dołem kolumn (2 i 3) przy czym każda kolumna (2, 3, 4) posiada wyparkę, odpowiednio (9,10,11) i zaopatrzona jest w skraplacze (5, 6 i 8), a dodatkowo kolumna (3) ma skraplacz (7) połączony przewodem z kotłem odpędowym (1) na wyjściu, którego jest zamocowany układ FRC rozdzielający strumień opar opuszczających kocioł (1) pomiędzy kolumnę (2 i 3).