RU2300412C2 - Cumene oxidation emission gas purification process - Google Patents
Cumene oxidation emission gas purification process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2300412C2 RU2300412C2 RU2005127311/15A RU2005127311A RU2300412C2 RU 2300412 C2 RU2300412 C2 RU 2300412C2 RU 2005127311/15 A RU2005127311/15 A RU 2005127311/15A RU 2005127311 A RU2005127311 A RU 2005127311A RU 2300412 C2 RU2300412 C2 RU 2300412C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cumene
- gases
- absorber
- oxidation
- absorption
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области коксохимии, нефтепереработки и нефтехимии, а точнее к очистке абгазов окисления кумола в технологии получения фенола - ацетона кумольным методом.The invention relates to the field of coke chemistry, oil refining and petrochemistry, and more specifically to the purification of cumene oxidation gases in the technology for producing phenol - acetone by the cumene method.
Кумольный метод Кружалова производства фенола и ацетона по праву занимает одно из первых мест среди оригинальных промышленных химических процессов ХХ-го столетия (Кружалов Б.Д., Голованенко Б.И. Совместное получение фенола и ацетона. М.: Гостхимиздат, 1963 г., 230 с.).Kruzhalov's cumene method for the production of phenol and acetone rightfully occupies one of the first places among the original industrial chemical processes of the twentieth century (B. Kruzhalov, B. Golovanenko, Joint production of phenol and acetone. M .: Gostkhimizdat, 1963, 230 s.).
В мире более 90% фенола производится кумольным методом.In the world, more than 90% of phenol is produced by the cumene method.
Метод Кружалова включает три стадии: получение кумола алкилированием бензола пропиленом на катализаторном комплексе хлористого алюминия; получение гидропероксида кумола (ГПК); серно-кислотное разложение ГПК на фенол и ацетон.The Kruzhalov method includes three stages: the preparation of cumene by alkylation of benzene with propylene on an aluminum chloride catalyst complex; obtaining cumene hydroperoxide (GPC); Sulfuric acid decomposition of HPA into phenol and acetone.
Одним из главных промежуточных процессов в кумольном методе является процесс окисления кумола в ГПК кислородом воздуха. Отходящим газовым продуктом здесь являются абгазы окисления, 1 м3 которых содержит до 5000 мг кумола. При мощности фенольного производства в России около 420 тысяч тонн в год с абгазами окисления уносится более 2625 тонн в год кумола.One of the main intermediate processes in the cumene method is the oxidation of cumene in HPA by atmospheric oxygen. The waste gas product here is oxidation gases, 1 m 3 of which contains up to 5000 mg of cumene. With a phenol production capacity in Russia of about 420 thousand tons per year with oxidation gases, more than 2625 tons per year of cumene are carried away.
Кумол является ценным товарным продуктом, а с другой стороны - сильным экологическим загрязнителем. При сверхлимитных выбросах кумола выше норм ПДВ предприятиям фенольного производства предъявляют штрафные санкции.Cumene is a valuable commodity product, and on the other hand - a strong environmental pollutant. With excess cumene emissions above the MPE norms, phenolic enterprises are fined.
При максимальной мощности производства ГПК норма выброса кумола в абгазах окисления составляет не более 158 мг/м3.At the maximum production capacity of HPA, the cumene emission rate in oxidation gases is not more than 158 mg / m 3 .
Очистка газовых выбросов от газо- и парообразных органических примесей широко применяется на коксохимических и химических предприятиях для технологических и экологических целей.Purification of gas emissions from gas and vaporous organic impurities is widely used in coke and chemical plants for technological and environmental purposes.
Известны промышленные способы очистки газовых выбросов от газо- и парообразных токсических органических примесей, а именно ароматических углеводородов: каталитический, абсорбционный и адсорбционный.Known industrial methods for cleaning gas emissions from gas and vaporous toxic organic impurities, namely aromatic hydrocarbons: catalytic, absorption and adsorption.
Каталитическая очистка газов от токсических примесей основана на химических реакциях, проходящих на поверхности гранулированного катализатора, результатом которых является превращение нежелательных примесей в безвредные вещества, присутствие которых допустимо в очищенных газах (Справочник нефтехимика. - Л.: Химия, 1986 г., с.556).The catalytic purification of gases from toxic impurities is based on chemical reactions that take place on the surface of a granular catalyst, the result of which is the conversion of unwanted impurities into harmless substances, the presence of which is permissible in purified gases (Handbook of Petrochemistry. - L .: Chemistry, 1986, p.556 )
Наиболее распространенным типом каталитических химических реакций являются реакции окисления органических примесей до углекислого газа и водяного пара; сам процесс называется термокаталитическим дожигом.The most common type of catalytic chemical reactions are the oxidation of organic impurities to carbon dioxide and water vapor; the process itself is called thermocatalytic afterburning.
В зависимости от типа катализатора рабочая температура процесса находится в пределах 300-600°С. Одной из основных трудностей реализации термокаталитического процесса является трудность поддерживания требуемого температурного уровня в реакторе. При этом из-за невысокого содержания органических примесей в очищаемом газе собственного тепла от реакции окисления не хватает для саморазогрева реагирующих компонентов.Depending on the type of catalyst, the process operating temperature is in the range of 300-600 ° C. One of the main difficulties in implementing the thermocatalytic process is the difficulty of maintaining the required temperature level in the reactor. At the same time, due to the low content of organic impurities in the gas to be cleaned, the own heat from the oxidation reaction is not enough for self-heating of the reacting components.
Решение проблемы достигается путем предварительного нагрева очищаемых газов.The solution to the problem is achieved by preheating the purified gases.
На опытно-промышленной установке (Временный технологический регламент цеха получения гидроперекиси изопропилбензола производства фенола и ацетона. Установка каталитической очистки абгазов от кумола, ПО «Нитрон», 1992 г.), применявшейся на нашем предприятии, был использован метод регенеративного подогрева в слое гранулированного материала. В качестве катализатора дожига кумола использовали алюмопалладиевый катализатор ОХР-93Ш.At the pilot industrial installation (Temporary technological schedule of the workshop for the production of isopropylbenzene hydroperoxide phenol and acetone production. Catalytic purification of gases from cumene, PO Nitron, 1992), which was used at our enterprise, the regenerative heating method in a layer of granular material was used. As a cumene afterburning catalyst, the ОХР-93Ш alumopalladium catalyst was used.
Горячим воздухом (с температурой 400°С) от специального пускового электронагревателя разогревался слой инертной насадки и катализатора до требуемой рабочей температуры (не менее 250°С). После подача горячего воздуха прекращалась, и в реактор подавались абгазы.Hot air (with a temperature of 400 ° C) from a special starting electric heater heated a layer of inert nozzle and catalyst to the required operating temperature (at least 250 ° C). After the supply of hot air was stopped, and gases were fed into the reactor.
При направлении подачи абгазов в реактор снизу вверх клапан отвода абгазов находится в положении, обеспечивающем отвод очищенных абгазов с верха реактора. При направлении подачи абгазов в реактор сверху вниз клапан находится в положении, обеспечивающем отвод абгазов с низа реактора.When the direction of supply of gases to the reactor from the bottom up, the valve for exhaust gases is in a position that ensures the removal of cleaned gases from the top of the reactor. When the direction of supply of gases to the reactor from top to bottom, the valve is in a position that ensures the removal of gases from the bottom of the reactor.
Газ, проходя через слой горячего инертного наполнителя, нагревается до требуемой температуры и поступает в слой катализатора, где происходит каталитическое окисление кумола остаточным кислородом. Реакция проходит с выделением тепла; газы и катализатор еще больше повышают свою температуру. Выходя из слоя катализатора, абгазы охлаждаются, отдавая свое тепло второму слою инертной насадки.Gas passing through a layer of hot inert filler is heated to the required temperature and enters the catalyst layer, where cumene is catalytically oxidized by residual oxygen. The reaction proceeds with the release of heat; gases and catalyst increase their temperature even more. Leaving the catalyst bed, the gases are cooled, losing their heat to the second layer of the inert packing.
Со временем инертная насадка в первом слое (перед катализатором) за счет входящих холодных абгазов остывает, температура ее снижается до нижнего предельного уровня. В это время инертная насадка второго слоя (за слоем катализатора) становится достаточно высоко нагретой.Over time, the inert nozzle in the first layer (in front of the catalyst) cools down due to incoming cold gases, its temperature decreases to the lower limit level. At this time, the inert packing of the second layer (behind the catalyst layer) becomes quite high heated.
Переключения клапанов подачи и отвода абгазов направление движения абгазов меняется, горячий слой инертной насадки вновь оказывается по ходу движения газов, перед слоем катализатора. Абгазы в горячем слое инертной насадки нагреваются до требуемой температуры, и цикл работы повторяется.Switching valves for the supply and removal of gases the direction of movement of gases changes, the hot layer of inert packing again appears in the direction of the gas flow, in front of the catalyst layer. The gases in the hot layer of the inert nozzle are heated to the required temperature, and the cycle of work is repeated.
Недостатками этого способа являются: проскок неочищенных абгазов в сбросную дымовую трубу в момент переключения клапанов; трудности поддержания требуемого уровня температуры в слое катализатора, повышение температуры выше допустимой 750°С с потерей активности катализатора.The disadvantages of this method are: the breakthrough of untreated gases in the exhaust chimney at the time of switching valves; difficulties in maintaining the required temperature level in the catalyst bed; temperature increase above the permissible 750 ° C with loss of catalyst activity.
К дополнительным недостаткам каталитического процесса дожига кумола в абгазах можно отнести использование дорогостоящего катализатора, затраты на выгрузку и перевозку катализатора для регенерации у поставщика, а также безвозвратная потеря ценного продукта - кумола.Additional disadvantages of the catalytic cumene afterburning process in exhaust gases include the use of an expensive catalyst, the cost of unloading and transportation of the catalyst for regeneration from the supplier, as well as the irretrievable loss of a valuable product - cumene.
В коксохимической промышленности наиболее широко применяется абсорбционный способ очистки коксового газа от ароматических углеводородов поглотительным маслом (Коуль А.Л., Ризенфельд Ф.С. В кн.: Очистка газа / Под ред. Абрамсона И.И.: Пер. с англ. - М.: Недра, 1968, с.371-380; Лаврова И.О. и др. Совершенствование процесса и оборудования извлечения бензольных углеводородов из коксового газа / Кокс и химия, 1997, №4, с.29-32; Реферат Ухмыловой Г.С. по материалам 3-го Международного конгресса по коксохимическому производству / Улавливание бензола: экологические аспекты и ресурсосбережение / Кокс и химия, 1997, №5, с.31-33).In the coke industry, the absorption method for purifying coke oven gas from aromatic hydrocarbons with absorbing oil is most widely used (Cole A.L., Riesenfeld F.S. In the book: Gas Purification / Ed. By I. Abramson: Translated from English - M .: Nedra, 1968, p. 371-380; Lavrova I.O. et al. Improving the process and equipment for the extraction of benzene hydrocarbons from coke oven gas / Coke and Chemistry, 1997, No. 4, p.29-32; Abstract Ukhmylova G .C. Based on the materials of the 3rd International Congress on Coke-Chemical Production / Capture of benzene: environmental a Spectra and Resource Saving / Coke and Chemistry, 1997, No. 5, pp. 31-33).
Абсорбционный метод очистки от ароматических углеводородов в случае больших объемов перерабатываемых газов имеет два неоспоримых преимущества: позволяет получать извлекаемое вещество в концентрированном виде и превращать его в товарный продукт.The absorption method of purification from aromatic hydrocarbons in the case of large volumes of processed gases has two undeniable advantages: it allows you to get the extracted substance in concentrated form and turn it into a commercial product.
За рубежом, в России и странах СНГ все промышленные абсорбционные установки очистки коксового газа от бензольных углеводородов однотипны и состоят из бензольного скруббера, емкости поглотительного масла, теплообменников, отгонной колонны, колонны регенерации, сепараторов для разделения эмульсии типа масло-вода. Промышленные процессы различаются, главным образом, применяемым абсорбционным маслом, конструкцией абсорбера, режимом отпарки бензольных углеводородов и регенерацией отработанного поглотительного масла.Abroad, in Russia and the CIS countries, all industrial absorption plants for the purification of coke oven gas from benzene hydrocarbons are of the same type and consist of a benzene scrubber, an absorption oil tank, heat exchangers, a distillation column, a regeneration column, separators for separating an oil-water emulsion. Industrial processes differ mainly in the absorption oil used, the design of the absorber, the steaming mode of benzene hydrocarbons, and the regeneration of the spent absorption oil.
На промышленных абсорбционных установках извлечения бензольных углеводородов из коксового газа используют следующие виды поглотительного масла: соляровое, газойль, креозотовые масла, масла марки «Сольвей» (фирма «Карл Штиль», Германия), каменноугольное масло (фирма «Син ниппон сэйтэцу», Япония).The following types of absorption oil are used in industrial absorption plants for the extraction of benzene hydrocarbons from coke oven gas: solar oil, gas oil, creosote oils, Solway oils (Karl Shtil, Germany), coal oil (Shin Nippon Seitsetsu, Japan) .
Кумол является типичным ароматическим соединением, хорошо растворим в спирте, эфире, бензоле и хлороформе. Однако использование этих и подобных веществ для целей извлечения кумола из абгазов окисления следует считать нецелесообразным вследствие их меньшей (по сравнению с кумолом) температуры кипения или большей величины упругости паров.Cumene is a typical aromatic compound, readily soluble in alcohol, ether, benzene and chloroform. However, the use of these and similar substances for the extraction of cumene from oxidation gases should be considered impractical due to their lower (compared to cumene) boiling point or higher vapor pressure.
Кумол хорошо растворим в поглотительном масле, что подтверждается фактом извлечения совместно с бензол-толуол-ксилольной фракцией из коксового газа, в связи с чем вполне применим абсорбционный способ очистки абгазов окисления от кумола поглотительными маслами.Cumene is readily soluble in absorption oil, which is confirmed by the fact of extraction together with the benzene-toluene-xylene fraction from coke oven gas, and therefore the absorption method for purifying oxidation gases from cumene with absorption oils is quite applicable.
Однако к недостаткам абсорбционного способа очистки коксового газа от бензольных углеводородов поглотительным маслом применительно к очистке абгазов окисления от кумола можно отнести: присутствие в поглотительном масле высокомолекулярных соединений, которые приводят к увеличению вязкости и, следовательно, к уменьшению абсорбционной способности и увеличению частоты регенерации масла, а также к образованию отложений в аппаратах и коммуникациях установки; высокое содержание бензольных углеводородов 2000-5000 мг/м3 в очищенном газе и проведение процесса очистки при высокой температуре 20-30°С из-за высокого значения температуры замерзания поглотительного масла (выше -2°С), а также невозможность проведения абсорбции при низких температурах для снижения содержания ароматических углеводородов в очищенном газе; образование эмульсии типа масло-вода и необходимость ее разрушения; периодичность процесса; сложность аппаратурного оформления - необходимость использования дополнительных отпарных колонн для ароматических углеводородов и регенерации отработанного поглотительного масла; образование отхода-пека при регенерации отработанного масла; необходимость удаления пека из системы для предотвращения забивки циркуляционных труб и аппаратов, а также утилизации пека.However, the disadvantages of the absorption method for cleaning coke oven gas from benzene hydrocarbons with absorbing oil as applied to the purification of cumene oxidation gases include the presence of high molecular weight compounds in the absorbing oil, which lead to an increase in viscosity and, consequently, to a decrease in the absorption capacity and an increase in the frequency of oil regeneration, and also to the formation of deposits in the apparatus and communications of the installation; the high content of benzene hydrocarbons 2000-5000 mg / m 3 in the purified gas and the cleaning process at a high temperature of 20-30 ° C due to the high freezing point of the absorption oil (above -2 ° C), as well as the inability to carry out absorption at low temperatures to reduce the content of aromatic hydrocarbons in the purified gas; the formation of an emulsion of the oil-water type and the need for its destruction; the frequency of the process; the complexity of the hardware design - the need to use additional stripping columns for aromatic hydrocarbons and the regeneration of spent absorption oil; the formation of waste-pitch during the regeneration of used oil; the need to remove the pitch from the system to prevent clogging of the circulation pipes and apparatus, as well as the disposal of the pitch.
Известен также способ адсорбции ароматических углеводородов из промышленных газов на твердых высокопористых адсорбентах, который в последнее время все шире используется, прежде всего из-за высокой эффективности извлечения и возможности их выделения в концентрированном виде, пригодном для их последующей утилизации или использования (Серпионова Е.Н. Промышленная адсорбция газов и паров. - М.: Высшая школа, 1969 г., с.48).There is also a method of adsorption of aromatic hydrocarbons from industrial gases on solid highly porous adsorbents, which has been increasingly used recently, primarily because of the high extraction efficiency and the possibility of their separation in a concentrated form suitable for their subsequent disposal or use (Serpionova E.N. Industrial adsorption of gases and vapors. - M.: Higher School, 1969, p. 48).
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому эффекту является способ адсорбционной очистки кумола из абгазов процесса окисления кумола (Патент RU 2142326 С1, кл. В01D 53/04, 53/72, 1999, прототип).The closest analogue in technical essence and the achieved effect is a method for the adsorption purification of cumene from exhaust gases of the cumene oxidation process (Patent RU 2142326 C1, class B01D 53/04, 53/72, 1999, prototype).
Процесс адсорбционной очистки включает четыре стадии: адсорбция (что требует низких температур), десорбция (что требует высоких температур и стимулируется инертным разбавителем или паром), сушку (в случае применения пара), охлаждение адсорбента до оптимальной температуры адсорбции, фазовое разделение органического и водного слоя для извлечения целевого продукта - кумола. В качестве адсорбента кумола используется активированный уголь или цеолитсодержащие катализаторы с редкоземельными элементами и платиной типа Цеокар-2 или Цеокар-3Ф3.The adsorption purification process includes four stages: adsorption (which requires low temperatures), desorption (which requires high temperatures and is stimulated by an inert diluent or steam), drying (in the case of using steam), cooling the adsorbent to the optimum adsorption temperature, phase separation of the organic and aqueous layers to extract the target product - cumene. Activated carbon or zeolite-containing catalysts with rare-earth elements and platinum of the Zeokar-2 or Zeokar-3F3 type are used as cumene adsorbent.
Адсорбцию кумола из абгазов окисления проводят при температуре 10-40°С, а десорбцию десятикратным по отношению адсорбированному кумолу количеством пара, а сушку адсорбента - пропусканием воздуха при температуре 100-120°С.The adsorption of cumene from oxidation gases is carried out at a temperature of 10-40 ° C, and the desorption is ten times the amount of steam adsorbed with cumene, and the adsorbent is dried by passing air at a temperature of 100-120 ° C.
Недостатками технологии адсорбционного способа являются цикличность процесса - нагрев и охлаждение адсорбента, регенерация адсорбента инертным газом или паром, длительность регенерации, многостадийность, что требует высокой сложности и надежности работы многочисленных переключающих клапанов (запорной арматуры), высокая энерго- и материалоемкость.The disadvantages of the technology of the adsorption method are the cyclical process - heating and cooling the adsorbent, regeneration of the adsorbent with an inert gas or steam, the duration of the regeneration, multi-stage, which requires high complexity and reliability of the operation of numerous switching valves (valves), high energy and material consumption.
К недостаткам этого способа при использовании в качестве адсорбента активированного угля является его низкая механическая прочность гранул и, как следствие, непродолжительный срок службы. Кроме того, присутствие органических кислот в абгазах окисления кумола резко уменьшает адсорбционную емкость угля, а его сушка при активации требует использования инертного газа вследствие его горючести, а в случае цеолитсодержащих катализаторов - содержание в них дорогостоящих редкоземельных элементов и платины. Активированный уголь и цеолитсодержащие катализаторы типа Цеокар-2 или Цеокар-3Ф3 имеют ограниченный срок службы при эксплуатации в промышленных условиях в качестве адсорбента кумола из абгазов окисления.The disadvantages of this method when using activated carbon as an adsorbent is its low mechanical strength of the granules and, as a result, short service life. In addition, the presence of organic acids in the cumene oxidation gases dramatically reduces the adsorption capacity of coal, and its drying during activation requires the use of an inert gas due to its combustibility, and in the case of zeolite-containing catalysts, it requires the content of expensive rare earth elements and platinum. Activated carbon and zeolite-containing catalysts of the Zeokar-2 or Zeokar-3F3 type have a limited service life when used under industrial conditions as an adsorbent of cumene from oxidation gases.
Полученный после десорбции раствор расслаивают на водный и органический слой для извлечения кумола.The solution obtained after desorption is layered into an aqueous and organic layer to extract cumene.
В кумольном слое содержатся органические кислоты, альдегиды, фенол и метанол, хотя и в незначительных количествах, что требует дополнительной переработки извлеченного кумола, чтобы избежать осложнений (ингибирования) на стадии окисления кумола и стадии выделения целевых продуктов - ацетона и фенола.The cumene layer contains organic acids, aldehydes, phenol and methanol, albeit in small quantities, which requires additional processing of the recovered cumene in order to avoid complications (inhibition) at the stage of cumene oxidation and the stage of isolation of the target products, acetone and phenol.
Целью изобретения является нахождение эффективного, дешевого и простого в аппаратурном оформлении, безотходного промышленного способа очистки абгазов окисления от кумола доступным абсорбентом в непрерывном режиме с извлечением и использованием кумола в существующей технологической схеме кумольного производства фенола и ацетона.The aim of the invention is to find an effective, cheap and easy-to-use, waste-free industrial method for purification of oxidation gases from cumene with an available absorbent in a continuous mode with the extraction and use of cumene in the existing technological scheme of cumene production of phenol and acetone.
Технический результат достигается тем, что абсорбцию кумола из абгазов окисления проводят побочным продуктом производства кумола - полиалкилбензолами (ПАБ) при температуре ниже +10°С на установке, которая состоит из абсорбера, холодильника и насоса, содержание кумола в очищенных абгазах окисления не более 158 мг/м3.The technical result is achieved in that the absorption of cumene from oxidation gases is carried out by-product of cumene - polyalkylbenzenes (PAB) at a temperature below + 10 ° C in a plant that consists of an absorber, a refrigerator and a pump, the content of cumene in purified oxidation gases not more than 158 mg / m 3 .
В производстве кумола ПАБ является побочным продуктом алкилирования бензола пропиленом из-за низкой селективности катализаторного комплекса на основе хлористого алюминия. ПАБ не выводятся из технологического процесса получения кумола, а циркулируют по контуру через алкилатор, где часть ПАБ переалкилируются в кумол на указанном катализаторе.In the production of cumene, PAB is a by-product of the alkylation of benzene with propylene due to the low selectivity of the aluminum chloride-based catalyst complex. PABs are not removed from the cumene production process, but are circulated through the loop through an alkylator, where part of the PABs are transalkylated into cumene on the specified catalyst.
ПАБ имеют средний компонентный состав (массовая доля, %): бутилбензол - 1,5-5,0; этилизопропилбензол - 44-55; 1,3-диизопропилбензол - 20-30; алкилидены - 5-14; 1,3,5-триизопропилбензол - 0,2-4; полиизопропилбензолы - 6-14.PABs have an average component composition (mass fraction,%): butylbenzene - 1.5-5.0; ethyl isopropylbenzene - 44-55; 1,3-diisopropylbenzene - 20-30; alkylidenes - 5-14; 1,3,5-triisopropylbenzene 0.2-4; polyisopropylbenzenes - 6-14.
Кумол и ПАБ имеют бесконечную взаимную растворимость («подобное растворяется в подобном», Менделеев Д.И.).Cumene and PAB have infinite mutual solubility (“like dissolves in like”, DI Mendeleev).
ПАБ являются дистиллятом и не содержат высокомолекулярных соединений, не образуют эмульсии с влагой, а также пека при регенерации (перегонки) по существующей технологии получения кумола и в отличие от адсорбентов имеют неограниченный срок службы (Патент RU 2142326 С1, кл. В01D 53/04, 53/72, 1999, прототип).PABs are a distillate and do not contain high molecular weight compounds, do not form an emulsion with moisture, and also pitch during regeneration (distillation) using the existing cumene technology and, unlike adsorbents, have an unlimited service life (Patent RU 2142326 C1, class B01D 53/04, 53/72, 1999, prototype).
ПАБ имеют интервал кипения 180-330°С и температуру замерзания ниже -80°С, вязкость в диапазоне -50 - +30°С слабо зависит от температуры (Физико-химические свойства углеводородов. - Под ред. проф. Татевского В.М.. - М.: Гостоптехиздат, с.412), что позволяет эффективно проводить процесс физической абсорбции (Рамм В.М. Абсорбция газов. - М.: Химия, 1976 г., 634 с.) кумола из абгазов окисления при низких температурах.PABs have a boiling range of 180-330 ° C and a freezing point below -80 ° C, a viscosity in the range of -50 - + 30 ° C is slightly dependent on temperature (Physicochemical Properties of Hydrocarbons. - Ed. By Prof. Tatevsky V.M. . - M.: Gostoptekhizdat, p. 412), which makes it possible to effectively carry out the process of physical absorption (Ramm V.M. Gas Absorption. - M.: Chemistry, 1976, 634 p.) Cumene from oxidation gases at low temperatures.
Таким образом используемый в предлагаемом способе очистки абгазов окисления кумола доступный абсорбент - ПАБ имеет существенные отличительные признаки и преимущества.Thus, the available absorbent, PAB, used in the proposed method for purifying abysses of cumene oxidation, has significant distinguishing features and advantages.
Опытно-промышленная абсорбционная установка предлагаемого способа очистки абгазов окисления от кумола отличается простотой аппаратурного оформления, включающего абсорбер, насос и холодильник (см. чертеж).A pilot industrial absorption installation of the proposed method for purification of oxidation gases from cumene differs in the simplicity of instrumentation, including an absorber, pump and refrigerator (see drawing).
Абсорбционная колонна представляет собой насадочный абсорбер со слоями инертной насадки, распределительных тарелок и каплеотбойника. Температура абсорбции кумола из абгазов окисления в абсорбере поддерживается расходом рассола в холодильник.The absorption column is a packed absorber with layers of inert packing, distribution plates and a droplet collector. The absorption temperature of cumene from oxidation gases in the absorber is maintained by the consumption of brine in the refrigerator.
Существенными отличительными признаками изобретения являются: использование в качестве абсорбента ПАБ из контура производства кумола; проведение в непрерывном режиме процесса абсорбции при низких температурах ниже +10°С; регенерация ПАБ или извлечение кумола по существующей схеме производства кумола с использованием извлеченного кумола в производстве фенола и ацетона в непрерывном режиме; простота аппаратурного оформления.Salient features of the invention are: the use of absorbent PAB from the cumene production loop; conducting a continuous absorption process at low temperatures below + 10 ° C; PAB regeneration or extraction of cumene according to the existing cumene production scheme using extracted cumene in the production of phenol and acetone in a continuous mode; simplicity of hardware design.
Признаки, отличающие заявленное техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях в данной области и, следовательно, обеспечивают техническому решению соответствие критерию «существенные отличия».Signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions in this field and, therefore, provide the technical solution with the criterion of "significant differences".
Технологическая схема опытно-промышленной установки очистки абгазов окисления от кумола представлена чертеже, где 1 - абсорбер, 2 - насос, 3 - холодильник. Процесс очистки абгазов окисления от кумола осуществляется следующим образом.The technological scheme of a pilot plant for the purification of oxidation gases from cumene is shown in the drawing, where 1 is an absorber, 2 is a pump, 3 is a refrigerator. The process of purification of oxidation gases from cumene is as follows.
Свежий абсорбент с контура ПАБ существующего производства кумола насосом через межтрубное пространство холодильника, охлаждаемое рассолом, подается на орошение в верхнюю часть абсорбера.Fresh absorbent from the PAB circuit of the existing cumene production by the pump through the annulus of the refrigerator, cooled by brine, is supplied for irrigation to the upper part of the absorber.
В контуре абсорбер → насос → холодильник → абсорбер циркулирует охлажденный абсорбент с расходом 16-20 м3/час. С контура ПАБ производства кумола проводится подпитка свежим абсорбентом в количестве 0-1,5 м3/час абсорбера и такое же количество абсорбента с растворенным кумолом отводится с нагнетания насоса в контур ПАБ действующего производства для извлечения кумола или регенерации абсорбента по существующей схеме. Извлеченный после регенерации кумол используется в производстве гидропероксида кумола и далее для получения фенола и ацетона.In the circuit of the absorber → pump → refrigerator → absorber, the cooled absorbent circulates at a flow rate of 16-20 m 3 / h. From the cumene production PAB circuit, fresh absorbent is fed in an amount of 0-1.5 m 3 / hour of the absorber and the same amount of absorbent with dissolved cumene is discharged from the pump forcing into the existing production PAB circuit to extract cumene or absorbent regeneration according to the existing scheme. The cumene extracted after regeneration is used in the production of cumene hydroperoxide and further for the production of phenol and acetone.
Промышленный поток абгазов окисления производства ГПК с объемным расходом 8500 нм3/час и компонентным составом - кумол до 5000 мг/м3, альдегиды до 500 мг/м3, фенол до 100 мг/м3 и органические кислоты до 5 мг/м3, кислород до 6%, азот до 94%, подается в нижнюю часть абсорбционной колонны. Температура абсорбции кумола из абгазов окисления в абсорбере поддерживается ниже +10°С расходом рассола в холодильник.Industrial stream of oxidation gas from the production of HPA with a volumetric flow rate of 8500 nm 3 / h and component composition - cumene up to 5000 mg / m 3 , aldehydes up to 500 mg / m 3 , phenol up to 100 mg / m 3 and organic acids up to 5 mg / m 3 , oxygen up to 6%, nitrogen up to 94%, is supplied to the lower part of the absorption column. The absorption temperature of cumene from oxidation gases in the absorber is maintained below + 10 ° C by the flow of brine into the refrigerator.
Кумол в абгазах окисления на входе и выходе абсорбера определяли газохроматографическим методом, а альдегиды, фенол и органические кислоты химическими методами.Cumene in oxidation gases at the inlet and outlet of the absorber was determined by the gas chromatographic method, and aldehydes, phenol, and organic acids by chemical methods.
Химический анализ альдегидов, фенола и органических кислот в абгазах окисления на входе и выходе абсорбера показывает, что 30-60% указанных компонентов поглощаются ПАБ, которые поступают на переработку в существующую схему производства кумола и удаляются из регенерированного кумола.Chemical analysis of aldehydes, phenol, and organic acids in oxidation gases at the inlet and outlet of the absorber shows that 30-60% of these components are absorbed by PAB, which are processed into the existing cumene production scheme and removed from the regenerated cumene.
Массовую долю кумола в свежем абсорбенте (отсутствие), поступающем в абсорбер с контура ПАБ, а также с абсорбера в контур ПАБ производства кумола, анализировали газо-хроматографическим методом.The mass fraction of cumene in the fresh absorbent (absence) entering the absorber from the PAB loop, as well as from the absorber to the PUM loop of the cumene production, was analyzed by gas chromatography.
Указанные преимущества, отличия и промышленная применимость предлагаемого способа подтверждаются результатами испытаний на опытно-промышленной установке ООО «Саратоворгсинтез» (см. чертеж) и демонстрируются примерами 1-17 (табл.1).The indicated advantages, differences and industrial applicability of the proposed method are confirmed by the test results at the pilot plant of Saratovorgsintez LLC (see drawing) and are demonstrated by examples 1-17 (Table 1).
Пример 1.Example 1
Расход охлажденных ПАБ 16-20 м3/час в циркуляционном контуре: абсорбер → насос → холодильник → абсорбер (см. чертеж). Расход свежего абсорбента в абсорбер из контура ПАБ существующего производства кумола и отвод абсорбента с абсорбера с растворенным кумолом из абгазов окисления в контур ПАБ производства кумола 0-1,5 м3/час. Расход абгазов окисления 8500 нм3/час в абсорбер с содержанием кумола до 5000 мг/м3 (в данном примере 3592 мг/м3).The flow rate of cooled PAB 16-20 m 3 / h in the circulation circuit: absorber → pump → refrigerator → absorber (see drawing). The flow rate of fresh absorbent to the absorber from the PAB circuit of the existing cumene production and removal of the absorbent from the absorber with dissolved cumene from oxidation gases to the PUM circuit of the cumene production is 0-1.5 m 3 / h. The oxidation exhaust gas flow rate of 8500 nm 3 / hr to an absorber with a cumene content of up to 5000 mg / m 3 (in this example 3592 mg / m 3 ).
Температура абсорбции 20°С в абсорбере.The absorption temperature is 20 ° C in the absorber.
Содержание кумола в очищенных абгазах окисления 240 мг/м3, выбрасываемых в атмосферу. В очищенных абгазах окисления не достигнута норма выброса по кумолу не более 158 мг/м3. Степень извлечения кумола из абгазов окисления 93,4%.The cumene content in the purified oxidation gases of 240 mg / m 3 released into the atmosphere. In the purified oxidation gases, the cumene emission rate of not more than 158 mg / m 3 was not achieved. The degree of extraction of cumene from oxidation gases is 93.4%.
Пример 2.Example 2
Процесс абсорбции проводится аналогично примеру 1, только содержание кумола в абгазах окисления 2640 мг/м3, температура абсорбции 15°С в абсорбере. Содержание кумола в очищенных абгазах окисления 189 мг/м3. В очищенных абгазах окисления не достигнута норма выброса по кумолу не более 158 мг/м3. Степень извлечения кумола из абгазов окисления 92,8%.The absorption process is carried out analogously to example 1, only the cumene content in the oxidation gases 2640 mg / m 3 , the absorption temperature of 15 ° C in the absorber. The cumene content in purified oxidation gases is 189 mg / m 3 . In the purified oxidation gases, the cumene emission rate of not more than 158 mg / m 3 was not achieved. The degree of extraction of cumene from oxidation gases is 92.8%.
Пример 3.Example 3
Процесс абсорбции проводится аналогично примеру 1, только содержание кумола в абгазах окисления 4985 мг/м3 и температура абсорбции 10°С в абсорбере. Содержание кумола в очищенных абгазах окисления 148 мг/м3. В очищенных абгазах окисления достигнута норма выброса по кумолу не более 158 мг/м3. Степень извлечения кумола из абгазов окисления 97,0%.The absorption process is carried out analogously to example 1, only the cumene content in the oxidation gases of 4985 mg / m 3 and the absorption temperature of 10 ° C in the absorber. The cumene content in purified oxidation gases is 148 mg / m 3 . In the purified oxidation gases, the cumene emission rate of no more than 158 mg / m 3 was reached. The degree of extraction of cumene from oxidation gases is 97.0%.
Примеры 4-17.Examples 4-17.
Процесс абсорбции проводится аналогично примеру 1, только варьируется содержание кумола в абгазах окисления до 5000 мг/м3 и температура абсорбции ниже 10°С в абсорбере. В очищенных абгазах окисления достигнута норма выброса по кумолу не более 158 мг/м3. С понижением температуры ниже 10°С наблюдается тенденция снижения содержания кумола в очищенных абгазах окисления.The absorption process is carried out analogously to example 1, only the cumene content in the oxidation gases varies up to 5000 mg / m 3 and the absorption temperature is below 10 ° C in the absorber. In the purified oxidation gases, the cumene emission rate of no more than 158 mg / m 3 was reached. With a decrease in temperature below 10 ° C, there is a tendency to decrease the cumene content in purified oxidation gases.
Результаты примеров 1-17 сведены в таблицу 1.The results of examples 1-17 are summarized in table 1.
Об очистке абгазов окисления от кумола в примерах 1-17 (табл.1) свидетельствует и накопление кумола в ПАБ - от отсутствия (свежие ПАБ в абсорбер) до 1,4-22% в ПАБ, поступающих с абсорбера поз.1 на переработку в существующую схему производства кумола (см. пункт 5, табл.1).The purification of oxidation gases from cumene in examples 1-17 (Table 1) is also evidenced by the accumulation of cumene in PAB - from the absence (fresh PAB to the absorber) to 1.4-22% in PAB coming from the absorber pos.1 for processing to the existing cumene production scheme (see paragraph 5, table 1).
Таким образом примеры 1-17 (табл.1) наглядно показывают эффективность предлагаемого способа очистки абгазов окисления от кумола до нормы выброса не более 158 мг/м3 при использовании в качестве абсорбента ПАБ при температуре ниже 10°С на установке, которая состоит из абсорбера, холодильника и насоса.Thus, examples 1-17 (Table 1) clearly demonstrate the effectiveness of the proposed method for purification of oxidation gases from cumene to an emission rate of not more than 158 mg / m 3 when PAB is used as an absorbent at a temperature below 10 ° C in a facility that consists of an absorber , refrigerator and pump.
Предлагаемый способ очистки абгазов окисления от кумола имеет экономический и экологический эффект.The proposed method for the purification of oxidation gases from cumene has an economic and environmental effect.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005127311/15A RU2300412C2 (en) | 2005-08-30 | 2005-08-30 | Cumene oxidation emission gas purification process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005127311/15A RU2300412C2 (en) | 2005-08-30 | 2005-08-30 | Cumene oxidation emission gas purification process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2300412C2 true RU2300412C2 (en) | 2007-06-10 |
Family
ID=38312638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005127311/15A RU2300412C2 (en) | 2005-08-30 | 2005-08-30 | Cumene oxidation emission gas purification process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2300412C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2640781C1 (en) * | 2016-08-08 | 2018-01-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method for purifying exhaust gases of isopropyl benzene oxidization |
-
2005
- 2005-08-30 RU RU2005127311/15A patent/RU2300412C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2640781C1 (en) * | 2016-08-08 | 2018-01-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method for purifying exhaust gases of isopropyl benzene oxidization |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2078054C1 (en) | Method of treating aqueous solutions containing hydrogen sulfide, hydrogen cyanide, and ammonia | |
| CN102585918B (en) | Technology and system for deep removal of tar in biomass gas by coupling adsorption | |
| CN101543684B (en) | Process for treating oxidized exhaust gas | |
| US20120121492A1 (en) | System and method for treating gas from a biomass gasification | |
| CN106731484B (en) | Industrial waste gas VOC recovery method and recovery system thereof | |
| CN107754546A (en) | A kind of condensation catalytic unit and processing method for handling high-concentration organic waste gas | |
| CN204619569U (en) | The exhaust treatment system that a kind of epoxychloropropane produces in producing | |
| CN113069891A (en) | Oil gas recovery method | |
| CN110585861A (en) | Coking waste gas treatment system and treatment method | |
| CN104628539A (en) | Method and system for separating polyoxymethylene dimethyl ether | |
| RU2300412C2 (en) | Cumene oxidation emission gas purification process | |
| KR100774803B1 (en) | Process for removing methanol from waste gas | |
| CN114904364B (en) | Tail gas treatment method for polyacrylic acid device | |
| RU2549821C2 (en) | Method and device for production of concentrated sulphuric acid | |
| CN105771543A (en) | Dry purification and recovery device of organic waste gas | |
| CN102648038A (en) | Method and device for separating gaseous mixtures by means of permeation | |
| RU2381823C1 (en) | Method of purifying gas from acid components and installation for realising said method | |
| US8062619B2 (en) | Process and device for desulfurization of a gas, comprising a stage for elimination of sulfur by cooling a gas stream | |
| JP4616589B2 (en) | Dimethyl carbonate production system, dimethyl carbonate production method | |
| RU2696444C1 (en) | Purification method of exhaust gases of oxidation of isopropyl benzene | |
| CN204337974U (en) | A kind of charcoal absorption desorption waste gas purification apparatus | |
| RU2476583C1 (en) | Method of processing carbon-containing material and catalyst for realising said method | |
| RU2331459C2 (en) | Method of cleaning waste gases of oxidation process of isopropyl benzene | |
| CN115920589B (en) | Treatment method of low-concentration sewage pool waste gas | |
| KR102089372B1 (en) | Acid Gas Capture composition and method for capturing acid gas using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090831 |