RU2063950C1 - Способ выделения ароматических углеводородов из несконденсированных газов производства стирола - Google Patents

Abstract

Использование: в нефтехимической промышленности при производстве стирола. Сущность изобретения: выделение ароматических углеводородов из несконденсированных газов производства стирола в три стадии. 1 стадия: предварительное выделение ароматических углеводородов сепарацией в каплеотстойнике при 1-5^oС и 1,2-5 атм. 2 стадия: абсорбция этилбензольной шихтой при минус 10-1^oC и 1,2-5 атм. 3 стадия: сепарация неабсорбированного газа в каплеотстойнике при минус 15 - минут 10^oС и 1,2-5 атм. 7 табл., 1 ил.

Description

Изобретение относится к производству стирола, в частности и способу выделения ароматических углеводородов из несконденсированных газов процесса получения стирола, и может быть использовало в нефтехимической промышленности при производстве стирола и других ароматических углеводородов.

Известен способ (авт.св.СССР N 1168545) выделения ароматических углеводородов из несконденсированных газов, по которому в качестве абсорбента используют кубовые остатки ректификации стирола, что при высокой вязкости абсорбента требует введения разбавителя и, как следствие, дополнительных энергозатрат при десорбции и дистилляции продуктов абсорбции.

Наиболее близким по технической сути является способ (пат. США N 4288234) выделения ароматических углеводородов из несконденсированных газов процесса каталитического дегидрирования этилбензола путем абсорбции несконденсированного газа в две стадии.

На первой стадии абсорбцию ведут тяжелыми побочными продуктами производства этилбензола, содержащими дифенилэтан и полиалкилбензолы, в т.ч. о-м-п-диэтилбензолы, при температуре 1,7-52^oС и давлении 1-7 ати. Десорбцию ароматических углеводородов из насыщенного технического абсорбента осуществляют водяным паром при температуре 52-149^oС и давлении 0,07-1,8 ати.

Но этому способу остаточное содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе составляет 0,2 об.

Недостатком указанного способа является повышенное остаточное содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе, использование на второй стадии в качестве абсорбента для окончательной обработки отходящих газов полиалкилбензольной смолы, содержащей о-м-п-диэтилбензолы, что требует тщательной очистки выделяемых при десорбции ароматических углеводородов. Десорбированные ароматические углеводороды, содержащие диэтилбензолы, поступают в систему выделения стирола, откуда с возвратным этилбензолом направляются на дегидрирование, где из диэтилбензолов образуются дивинилбензолы, вызывающие интенсивную забивку "сшитым" полимером, что снижает производительность установки и приводит к потерям целевого продукта. Кроме того, десорбция ароматических углеводородов из насыщенного тяжелого абсорбента как под вакуумом, так и при избыточном давлении в десорбционной колонне требует повышенного расхода энергосредств.

Целью изобретения является повышение степени чистоты выделяемых ароматических углеводородов, снижение потерь ароматических углеводородов с несконденсированным газом и снижение расхода энергосредств.

Поставленная цель достигается описываемым трехстадийным способом выделения ароматических углеводородов из несконденсированного газа, на первой из которых в каплеотбойнике отделяются механически унесенные углеводороды и вода при температуре 1-5^oС и давлении 1,2-5 ата, на второй стации проводят абсорбцию ароматических углеводородов этилбензольной шихтой, представляющей смесь прямого и возвратного этилбензола, при температуре -10 - +1^oС и давлении 1,2-5 ата и на третьей стадии выделения проводят в каплеотбойнике при температуре -10 -15^oС и давлении 1,2-5 ата.

Использование указанного способа позволит исключить случаи забивки оборудования "сшитым" полимером, снизить потери ароматических углеводородов и, как следствие, снизить удельный расход сырья. Кроме того, использование данного изобретения позволит снизить расход энергосредств.

Способ согласно изобретению осуществляют по принципиальной схеме, приведенной на фиг.1.

Несконденсированный газ из отделения дегидрирования этилбензола после конденсации по линии 1 поступает в каплеотбойник 2, из которого жидкие ароматические углеводороды и вода по линии 3 сливаются в сборник 4. Отделение углеводородов и воды в каплеотбойнике 2 осуществляют при температуре не ниже 1^oС из-за наличия водяных паров, т.к. при минусовой температуре будет происходить намерзание и, как следствие, вывод аппарата из технологического цикла.

Использование каплеотбойника позволяет снизить содержание ароматических углеводородов и воды на стадию абсорбции.

Несконденсированный газ из каплеотбойника 2 по линии 5 поступает в абсорбер 6, куда по линии 7 подается абсорбент. В качестве абсорбента используется этилбензольная шихта смесь прямого и возвратного этилбензола. Возвратный этилбензол содержит более летучие компоненты, чем этилбензол, такие, как бензол, толуол и высококипящие, например, стирол и другие. Из общего потока этилбензольной шихты, поступающей на дегидрирование этилбензола, часть ее предварительно охлажденная поступает на абсорбцию. Плотность орошения в абсорбере не менее 5 м^З/м²•час.

Процесс абсорбции проводят при температуре -10 +1^oС и давлении 1,2-5 ата. Ведение процесса абсорбции при минусовой температуре предполагает плотность орошения этилбензольной шихтой, обеспечивающей полную растворимость воды в абсорбенте.

Насыщенный абсорбент из абсорбера 6 по линии 8 поступает в сборник 4. Несконденсированный газ, практически не содержащий воды, из абсорбера 6 по линии 9 направляется в каплеотбойник 10, где при температуре 10 - -15^oС и давлении 1,2-5 ата дополнительно выделяются углеводороды. Каплеотбойник 10 оборудован агломерирующим устройством. Несконденсированные углеводороды из каплеотбойника 10 по линии 12 направляются или на сжигание - используются как топливо, или для выделения водорода. Выделенные углеводороды из отбойника 10 по линии 11 поступают в сборник 4. Ароматические углеводороды и вода из сборника 4 по линии 13 подаются на дегидрирование этилбензола.

Последовательность стадий выделения ароматических углеводородов является необходимым условием обеспечения стабильной работы установки стирола.

Использование предлагаемого способа выделения ароматических углеводородов из несконденсированного газа позволит повысить степень чистоты выделяемых ароматических углеводородов за счет исключения загрязнения их компонентами абсорбента, снизить потели углеводородов и тем самым снизить удельный расход этилбензола на стирол, снизить расход энергосредств и повысить технико-экономические показатели производства.

Изобретение поясняют следующие примеры.

Пример 1 (по прототипу). Ароматические углеводороды из несконденсированного газа выделяют в две стадии: на первой по ходу абсорбцией этилбензолом, на второй абсорбцией полиалкилбензолами состава, мас. этилбензол 0,02, метилэтилбензол 0,38, диэтилбензолы 13,6, триэтилбензол 19,6, неизвестные 12,4, остаток 54.

На колонну абсорбции этилбензолом подают 920 кг/ч несконденсированного газа, содержащего 1,46 об. ароматических углеводородов: бензола, толуола, этилбензола, стирола. Абсорбцию ведут при температуре 5^oС и давлении 5 эта.

Скорость несконденсированного газа на свободное сечение 0,22 м/с. Плотность орошения 5 м^З/м²•ч. Из колонны абсорбции этилбензолом несконденсированный газ направляют в колонну абсорбции полиалкилбензолами. Скорость несконденсированного газа в колонне на свободное сечение 0,22 м/с. Абсорбцию ведут при температуре 5^oС и давлении 5 ата. Плотность орошения 5 м^З/м²•ч. Остаточное содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе составляет 0,21 об. Из насыщенного абсорбента на колонне десорбции при температуре 149^oС и давлении 1,8 ата отгоняют поглощенные ароматические углеводороды и конденсируют.

В отогнанных углеводородах содержание диэтилбензола составляет 0,012 мас. (по ГОСТ 9385-77 не более 0,0005%). При дальнейшей переработке сконденсированных ароматических углеводородов на стадии дегидрирования этилбензола из диэтилбензола образуется дивинилбензол, который вызывает интенсивную забивку оборудования "сшитым" полимером. Расход энергосредств на десорбцию ароматических углеводородов составил 32960 ккал/ч или 35,8 ккал/кг•ч поданного на узел несконденсированного газа.

Пример 2. Процесс ведут по предлагаемому способу. Выделение ароматических углеводородов из несконденсированного газа, поступающего из отделения конденсации контактного газа процесса каталитического дегидрирования этилбензола, осуществляют в три стадии. Несконденсированный газ, содержащий 1,46 об. ароматических углеводородов подается на первую стадию в каплеотбойник 2, где при температуре 1^oС и давлении 1,2 ата выделяются механически унесенные ароматические углеводороды и вода. Скорость тангенциально вводимого по линии 1 потока несконденсированного газа в каплеотбойник 50 м/с.

На второй стации абсорбцию ведут этилбензольной шихтой состава, мас. бензол 0,03, толуол 0,7, этилбензол 98,66, стирол 0,61 при температуре 1^oС и давлении 1,2 ата. Скорость несконденсированного газа на свободное сечение 0,22 м/с. Плотность орошения 5 м^З/м²•ч.

На третьей стадии ароматические углеводороды выделяют из несконденсированного газа в каплеотбойнике 10 при температуре -10^oC и давлении 1,2 ата. Скорость тангенциально вводимого по линии 9 потока несконденсированного газа в каплеотбойник 50 м/с. Каплеотбойник оборудован агломерирующим устройством.

После выделения содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе в линии 12 составляет 0,008 об.

В выделенных ароматических углеводородах диэтилбензол отсутствует и "сшитый" полимер не образуется.

Данные материального баланса по потокам приведены в таблице 1.

Расход энергосредств на охлаждение несконденсированного газа из абсорбера 6 в отбойник 10 до температуры -10^oС составил 17984 ккал/ч или 19,55 ккал/кг•ч несконденсированного газа.

Пример 3. Процесс ведут по предлагаемому способу. Выделение ароматических углеводородов из несконденсированного газа, поступающего из отделения конденсации контактного газа процесса каталитического дегидрирования этилбензола, осуществляют в три стадии. Несконденсированный газ, содержащий 2,9 об. ароматических углеводородов подается на первую стадию в каплеотбойник 2, где при температуре З^oС и давлении 3 ата выделяются механически унесенные ароматические углеводороды и вода. Скорость тангенциально вводимого по линии 1 потока несконденсированного газа 50 м/с.

На второй стадии абсорбцию ведут этилбензольной шихтой состава, мас. бензол 0,1, толуол 0,8, этилбензол 98,6, стирол 0,5 при температуре -2^oС и давлении 3 ата. Скорость несконденсированного газа на свободное сечение 0,22 м/с. Плотность орошения 5 м^З/м²•ч.

На третьей стадии ароматические углеводороды выделяют из несконденсированного газа в каплеотбойнике 10 при температуре -12^oС и давлении 3 ата, скорость тангенциального вводимого по линии 9 потока несконденсированного газа в каплеотбойник 50 м/с. Каплеотбойник оборудован агломерирующим устройством. После выделения содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе в линии 12 составляет 0,0046 об.

В выделенных ароматических углеводородах диэтилбензол отсутствует и "сшитый" полимер не образуется.

Данные материального баланса по потокам приведены в таблице 2.

Расход энергосредств на охлаждение несконденсированного газа из абсорбера 6 в отбойник 10 до температуры -12^oС составил 19269 ккал/ч или 21,5 ккал/кг•ч несконденсированного газа.

Пример 4. Процесс ведут по предлагаемому способу. Выделение ароматических углеводородов из несконденсированного газа, поступающего из отделения конденсации контактного газа процесса каталитического дегидрирования этилбензола, осуществляют в три стадии. Несконденсированный газ, содержащий 3,6 об. ароматических углеводородов подается на первую стадию в каплеотбойник 2, где при температуре 5^oС и давлении 5 ата выделяются механически унесенные ароматические углеводороды и вода. Скорость тангенциально вводимого по линии 1 потока несконденсированного газа 50 м/с.

На второй стадии абсорбцию ведут этилбензольной шихтой состава, мас. бензол 0,1, толуол 0,8, этилбензол 98,6, стирол 0,5 при температуре -10^oС и давлении 5 ата. Скорость несконденсированного газа на свободное сечение абсорбера 0,22 м/с. Плотность орошения 5 м^З/м²•ч.

На третьей стадии ароматические углеводороды выделяют из несконденсированного газа в каплеотбойнике 10 при температуре -10^oC и давлении 5 ата. Скорость тангенциально вводимого по линии 9 потока несконденсированного газа в каплеотбойник 50 м/с. Каплеотбойник оборудован агломерирующим устройством. После выделения содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе в линии 12 составляет 0,0042 об.

В выделенных ароматических углеводородах диэтилбензол отсутствует и "сшитый" полимер не образуется.

Данные материального баланса по потокам приведены в таблице 3.

Расход энергосредств на охлаждение несконденсированного газа из абсорбера 6 в отбойник 10 до температуры -10^oС составил 18073 ккал/ч или 19,55 ккал/кг•ч несконденсированного газа.

Пример 5. Процесс ведут по предлагаемому способу. Выделенные ароматических углеводородов из несконденсированного газа, поступающего из отделения конденсации контактного газа процесса каталитического дегидрирования этилбензола, осуществляют в три стадии. Несконденсированный газ, содержащий 3,8 об. ароматических углеводородов, по линии 1 подается в каплеотбойник 2, где при температуре 1^oС и давлении 5 ата выделяются механически унесенные ароматические углеводороды и вода. Скорость тангенциально вводимого по линии 1 потока несконденсированного газа 50 м/с.

На второй стадии абсорбцию ведут этилбензольной шихтой состава, мас. бензол 0,1, толуол 0,8, этилбензол 98,6, стирол 0,5 при температуре -10^oC и давлении 5 ата. Скорость несконденсированного газа на свободное сечение абсорбера 0,22 м/с. Плотность орошения 5 м^З/м²•ч.

На третьей стации ароматические углеводороды выделяют из несконденсированного газа в каплеотбойнике 10 при температуре -15^oС и давлении 5 ата. Скорость тангенциально вводимого по линии 9 потока несконденсированного газа в каплеотбойник 50 м/с. Каплеотбойник оборудован агломерирующим устройством. После выделения содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе в линии 12 составляет 0,003 об.

В выделенных ароматических углеводородах диэтилбензол отсутствует и "сшитый" полимер не образуется.

Данные материального баланса по потокам приведены в таблице 4.

Расход энергосредств на охлаждение несконденсированного газа из абсорберов в отбойник 10 до температуры -15^oС составил 22726 ккал/ч или 24,4 ккал/кг•ч несконденсированного газа.

Пример 6. Процесс ведут по предлагаемому способу. Выделение ароматических углеводородов из несконденсированного газа, поступающего из отделения конденсации контактного газа процесса каталитического дегидрирования этилбензола, осуществляют в три стадии. Несконденсированный газ, содержащий 3,8 об. ароматических углеводородов, по линии 1 подается в каплеотбойник 2, где при температуре 1^oС и давлении 8 ата выделяются механически унесенные ароматические углеводороды и вода. Скорость тангенциально вводимого по линии 1 потока несконденсированного газа 50 м/с.

На второй стадии абсорбцию ведут этилбензольной шихтой состава, мас. бензол 0,1, толуол 0,8, этилбензол 98,6, стирол 0,5 при температуре -15^oС и давлении 8 ата. Скорость несконденсированного газа на свободное сечение абсорбера 0,22 м/с. Плотность орошения 5 м^З/м²•ч.

На третьей стадии ароматические углеводороды выделяют из несконденсированного газа в каплеотбойник 10 при температуре -20^oС и давлении 8 ата. Скорость тангенциально вводимого по линии 9 потока несконденсированного газа в каплеотбойник 50 м/с. Каплеотбойник оборудован агломерирующим устройством. После выделения содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе в линии 12 составляет 0,0029 об.

В выделенных ароматических углеводородах диэтилбензол отсутствует и "сшитый" полимер не образуется.

Данные материального баланса по потокам приведены в таблице 5.

Расход энергосредств на охлаждение несконденсированного газа из абсорбера 6 в отбойник 10 до температуры -20^oС составил 27207 ккал/ч или 29,3 ккал/кг•ч несконденсированного газа.

Пример 7. Процесс ведут по предлагаемому способу. Выделение ароматических углеводородов из несконденсированного газа, поступающего из отделения конденсации контактного газа процесса каталитического дегидрирования этилбензола, осуществляют в три стадии. Несконденсированный газ, содержащий 3,6 об. ароматических углеводородов, по линии 1 подается в каплеотбойник 2, где при температуре 5^oС и давлении 8 ата выделяются механически унесенные ароматические углеводороды и вода. Скорость тангенциально вводимого по линии 1 потока несконденсированного газа 50 м/с.

На второй стадии абсорбцию ведут этилбензольной шихтой состава, мас. бензол 0,1, толуол 0,8, этилбензол 98,6, стирол 0,5 при температуре -15^oС и давлении 8 ата. Скорость несконденсированного газа на свободное сечение абсорбера 0,22 м/с. Плотность орошения 5 м^З/м²•ч.

На третьей стадии ароматические углеводороды выделяют из несконденсированного газа в каплеотбойнике 10 при температуре -20^oС и давлении 8 ата. Скорость тангенциально вводимого по линии 9 потока несконденсированного газа в каплеотбойник 50 м/с. Каплеотбойник оборудован агломерирующим устройством.

После выделения содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе в линии 12 составляет 0,0029 об.

В выделенных ароматических углеводородах диэтилбензол отсутствует и "сшитый" полимер не образуется.

Данные материального баланса по потокам приведены в таблице 6.

Расход энергосредств на охлаждение несконденсированного газа из абсорбера 6 в отбойник 10 до температуры -20^oС составил 26696 ккал/ч или 29,3 ккал/кг•ч несконденсированного газа.

Пример 8. Процесс ведут по предлагаемому способу. Выделение ароматических углеводородов из несконденсированного газа, поступающего из отделения конденсации контактного газа процесса каталитического дегидрирования этилбензола, осуществляют в три стадии. Несконденсированный газ, содержащий 2,9 об. ароматических углеводородов, по линии 1 подается в каплеотбойник 2, где при температуре 5^oС и давлении 1,2 ата выделяются механически унесенные ароматические углеводороды и вода. Скорость тангенциально вводимого по линии 1 потока несконденсированного газа 50 м/с.

На второй стадии абсорбцию ведут этилбензольной шихтой состава, мас. бензол 0,1, толуол 0,8, этилбензол 98,6, стирол 0,5 при температуре +5^oС и давлении 1,2 ата. Скорость несконденсированного газа на свободное сечение абсорбера 0,22 м/с. Плотность орошения 5 м^З/м²•ч.

На третьей стадии ароматические углеводороды выделяют из несконденсированного газа в каплеотбойнике 10 при температуре -10^oC и давлении 1,2 ата. Скорость тангенциально вводимого по линии 9 потока несконденсированного газа в каплеотбойник 50 м/с. Каплеотбойник оборудован агломерирующим устройством.

После выделения содержание ароматических углеводородов в несконденсированном газе в линии 12 составляет 0,014 об.

В выделенных ароматических углеводородах диэтилбензол отсутствует и "сшитый" полимер не образуется.

Данные материального баланса по потокам приведены в таблице 7.

Расход энергосредств на охлаждение несконденсированного газа из абсорбера 6 в отбойник 10 до температуры -10^oС составил 17518 ккал/ч или 19,55 ккал/кг•ч несконденсированного газа. ТТТ1 ТТТ2 ТТТ3 ТТТ4 ТТТ5 ТТТ6 ТТТ7 ТТТ8 ТТТ9

Claims (1)

1. Способ выделения ароматических углеводородов из несконденсированных газов производства стирола, включающий стадию абсорбции, отличающийся тем, что процесс осуществляют в три стадии путем предварительного выделения сепарацией механически унесенных ароматических углеводородов при температуре 1-5^oС и давлении 1,2-5 ата, абсорбцией несконденсированного газа этилбензольной шихтой при температуре -10-1°С и давлении l,2-5 ата с последующим выделением сепарацией из неабсорбированного газа ароматических углеводородов при температуре (-15)-(-10)°С и давлении 1,2-5 ата.

Images