RU2331623C1 - Method of obtaining vinylaromatic hydrocarbons - Google Patents
Method of obtaining vinylaromatic hydrocarbons Download PDFInfo
- Publication number
- RU2331623C1 RU2331623C1 RU2007115731/04A RU2007115731A RU2331623C1 RU 2331623 C1 RU2331623 C1 RU 2331623C1 RU 2007115731/04 A RU2007115731/04 A RU 2007115731/04A RU 2007115731 A RU2007115731 A RU 2007115731A RU 2331623 C1 RU2331623 C1 RU 2331623C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- condensate
- water condensate
- hydrocarbon
- dehydrogenation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу получения винилароматических углеводородов дегидрированием соответствующих алкилароматических углеводородов.The present invention relates to a method for producing vinyl aromatic hydrocarbons by dehydrogenation of the corresponding alkyl aromatic hydrocarbons.
Известен способ получения стирола дегидрированием этилбензола в присутствии катализатора и водяного пара, в котором полученная реакционная масса охлаждается, затем конденсируется и делится на углеводородный и водный слои (Химия и технология мономеров для синтетических каучуков: Учебное пособие для ВУЗов. / Кирпичников П.А., Лиакумович А.Г., Победимский Д.Г., Попова Л.М. - Л.: Химия, 1981 г., с.152). Водный слой возвращают на стадию охлаждения реакционной массы в пенный аппарат, где осуществляется их прямое контактирование. При этом реакционная масса охлаждается до 118°С и чистится от катализаторной пыли. Водный конденсат затем используется для нагревания исходной этилбензольной шихты.A known method of producing styrene by dehydrogenation of ethylbenzene in the presence of a catalyst and water vapor, in which the resulting reaction mass is cooled, then condensed and divided into hydrocarbon and water layers (Chemistry and technology of monomers for synthetic rubbers: Textbook for universities. / Kirpichnikov P.A., Liakumovich A.G., Pobedimsky D.G., Popova L.M. - L .: Chemistry, 1981, p. 152). The aqueous layer is returned to the stage of cooling the reaction mass in a foam apparatus, where they are directly contacted. In this case, the reaction mass is cooled to 118 ° C and cleaned of catalyst dust. Water condensate is then used to heat the starting ethylbenzene mixture.
Одним из недостатков данного способа является отсутствие повторного использования водного конденсата на стадии дегидрирования, что значительно снижает эффективность процесса.One of the disadvantages of this method is the lack of reuse of water condensate at the dehydrogenation stage, which significantly reduces the efficiency of the process.
Наиболее близким к предлагаемому является способ каталитической конверсии углеводородов, например получения стирола дегидрированием этилбензола, в соответствии с патентом США №3 515 766 от 02.06.1970 г. Дегидрирование осуществляется в присутствии катализатора и водяного пара, полученная реакционная масса охлаждается, конденсируется и разделяется на водный и углеводородный слои с последующим направлением углеводородного слоя на разделение. Небольшая часть водного слоя возвращается на стадию охлаждения реакционной массы, где осуществляется их прямое взаимодействие, при котором водный конденсат полностью испаряется и выводится вместе с охлажденной реакционной массой на конденсацию. Основное количество водного конденсата сразу после расслаивания направляется на очистку вначале в отпарной колонне, а затем на фильтре. Очищенный таким образом водный конденсат используется для питания парогенератора, парового котла, пароперегревательной печи и подается на стадию дегидрирования.Closest to the proposed method is the catalytic conversion of hydrocarbons, for example, the production of styrene by dehydrogenation of ethylbenzene, in accordance with US patent No. 3 515 766 dated 06/02/1970. Dehydrogenation is carried out in the presence of a catalyst and water vapor, the resulting reaction mass is cooled, condensed and separated into water and hydrocarbon layers, followed by directing the hydrocarbon layer to separation. A small part of the water layer returns to the stage of cooling the reaction mass, where they interact directly, in which the water condensate completely evaporates and is removed together with the cooled reaction mass to condensate. The main amount of water condensate immediately after delamination is sent for cleaning first in a stripping column, and then on the filter. The condensed water thus purified is used to power the steam generator, steam boiler, superheater and is fed to the dehydrogenation step.
Однако в данном способе очистка водного конденсата является недостаточной, в частности, после отпарной колонны в водном конденсате содержится 0,01-0,08% мол. углеводородов (более 430 ррм). При попадании этого потока в парогенератор, а особенно в пароперегревательную печь (в зону высоких температур) происходит термический крекинг углеводородов по радикальному механизму с образованием высококипящих соединений. Такие соединения оседают на стенках трубок парогенератора и перегревательной печи, ухудшая теплообмен, вызывая забивки, как следствие - преждевременную остановку производства. Кроме того, попадая в реактор дегидрирования, такие высококипящие соединения оседают на катализаторе, ухудшая его саморегенерацию и приводя в конечном итоге к зауглероживанию катализатора, преждевременной остановке производства для регенерации или перегрузки катализатора. Снижаются показатели процесса.However, in this method, the purification of water condensate is insufficient, in particular, after the stripping column in the water condensate contains 0.01-0.08 mol%. hydrocarbons (more than 430 ppm). When this stream enters the steam generator, and especially in the superheater (in the high temperature zone), thermal cracking of hydrocarbons occurs by a radical mechanism with the formation of high-boiling compounds. Such compounds settle on the walls of the tubes of the steam generator and overheating furnace, impairing heat transfer, causing clogging, and as a result, premature production shutdown. In addition, getting into the dehydrogenation reactor, such high-boiling compounds settle on the catalyst, impairing its self-regeneration and ultimately leading to carbonization of the catalyst, premature shutdown of the production for regeneration or overloading of the catalyst. Process performance is reduced.
Задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение эффективности процесса за счет увеличения срока службы катализатора и увеличения межремонтного пробега установки. Данные эффекты достигаются за счет более глубокой очистки водного конденсата, получаемого в процессе и возвращаемого на стадию дегидрирования.The problem solved by the present invention is to increase the efficiency of the process by increasing the service life of the catalyst and increasing the turnaround time of the installation. These effects are achieved due to a deeper purification of the water condensate obtained in the process and returned to the dehydrogenation stage.
Предлагается способ получения винилароматических углеводородов дегидрированием соответствующих алкилароматических углеводородов в присутствии катализатора и водяного пара, включающий охлаждение реакционной массы, последующую ее конденсацию, разделение на углеводородный и водный слои с выделением винилароматического углеводорода из углеводородного слоя и возвращение водного слоя на стадию охлаждения реакционной массы путем их прямого взаимодействия. При этом для охлаждения реакционной массы подают весь полученный водный конденсат, 0,5-20,0% мас. которого при взаимодействии с реакционной массой испаряют. Оставшаяся часть водного конденсата после взаимодействия с реакционной массой выводится на очистку, которая осуществляется с использованием отпарной колонны и фильтра, далее на испарение и на стадию дегидрирования.A method is proposed for producing vinyl aromatic hydrocarbons by dehydrogenation of the corresponding alkyl aromatic hydrocarbons in the presence of a catalyst and water vapor, which includes cooling the reaction mixture, its subsequent condensation, separation into hydrocarbon and water layers with the release of vinyl aromatic hydrocarbon from the hydrocarbon layer and returning the water layer to the stage of cooling the reaction mass by direct interactions. At the same time, for the cooling of the reaction mass, all the resulting aqueous condensate, 0.5-20.0% by weight, is fed. which when interacting with the reaction mass is evaporated. The remaining part of the aqueous condensate after interaction with the reaction mass is removed for purification, which is carried out using a stripping column and a filter, then for evaporation and the dehydrogenation stage.
Процесс может осуществляться при давлении ниже атмосферного.The process can be carried out at a pressure below atmospheric.
Для очистки водного конденсата может использоваться отпарная колонна с дополнительной подачей экстрагента ниже ввода очищаемого водного конденсата.For the purification of water condensate, a stripping column can be used with an additional supply of extractant below the input of the purified water condensate.
В качестве экстрагента могут использоваться бензол, толуол или смесь бензола и толуола, выделяемых из углеводородного конденсата.As the extractant, benzene, toluene or a mixture of benzene and toluene separated from hydrocarbon condensate can be used.
Количество испаряемого водного конденсата регулируют, например, давлением в тепло-массообменном аппарате, где идет взаимодействие реакционной массы и водного конденсата, и/или температурой подаваемой реакционной массы, и/или температурой водного конденсата.The amount of evaporated water condensate is controlled, for example, by the pressure in the heat-mass transfer apparatus, where the reaction mass and water condensate interact, and / or the temperature of the supplied reaction mass, and / or the temperature of the water condensate.
Охлаждение реакционной массы сразу после реактора дегидрирования может осуществляться путем подогрева исходного алкилароматического углеводорода перед подачей его на дегидрирование и/или путем генерации пара в рибойлере.Cooling of the reaction mass immediately after the dehydrogenation reactor can be carried out by heating the initial alkylaromatic hydrocarbon before feeding it to dehydrogenation and / or by generating steam in the riboiler.
Очистка водного конденсата может осуществляться вначале в отпарной колонне, затем на фильтре, или сначала на фильтре, а затем в отпарной колонне.Water condensate can be cleaned first in a stripping column, then on a filter, or first on a filter, and then in a stripping column.
Отличиями заявляемого способа от прототипа являются:The differences of the proposed method from the prototype are:
- направление на стадию охлаждения реакционной массы всего получаемого водного конденсата;- direction to the stage of cooling the reaction mass of all the obtained water condensate;
- испарение при взаимодействии с охлаждаемой реакционной массой 0,5-20,0% мас. поданного конденсата;- evaporation in the interaction with the cooled reaction mass of 0.5-20.0% wt. condensate supplied;
- направление на очистку оставшегося водного конденсата после его взаимодействия с охлаждаемой реакционной массой;- direction for cleaning the remaining water condensate after its interaction with the cooled reaction mass;
- использование для очистки отпарной колонны с дополнительной подачей экстрагента ниже ввода очищаемого водного конденсата.- use for cleaning stripping columns with an additional supply of extractant below the input of the purified water condensate.
В предлагаемом способе при взаимодействии реакционной массы и водного конденсата осуществляется частичное испарение последнего, при котором отпаривается более 85% углеводородов, содержащихся в водном конденсате. Нагрузка на следующие стадии очистки водного конденсата существенно снижается. В результате становится возможным снизить количество углеводородов в водном конденсате, возвращаемом на дегидрирование, почти в 100 раз. Более 20% мас. водного конденсата испарять нецелесообразно, поскольку с одной стороны качество водного конденсата при этом практически не изменяется, а с другой стороны - существенно увеличиваются затраты на конденсацию реакционной массы с дополнительным количеством испаренного водного конденсата. При испарении менее 0,5% мас. водного конденсата происходит недостаточная отпарка углеводородов.In the proposed method, when the reaction mass and water condensate interact, partial evaporation of the latter occurs, in which more than 85% of the hydrocarbons contained in the water condensate are evaporated. The load on the next stages of purification of water condensate is significantly reduced. As a result, it becomes possible to reduce the amount of hydrocarbons in the aqueous condensate returned to dehydrogenation by almost 100 times. More than 20% wt. it is not practical to evaporate the water condensate, since on the one hand the quality of the water condensate remains practically unchanged, and on the other hand, the cost of condensing the reaction mixture with an additional amount of evaporated water condensate increases significantly. With evaporation of less than 0.5% wt. water condensate is insufficient stripping hydrocarbons.
При использовании на стадии очистки водного конденсата отпарной колонны с подачей экстрагента ниже ввода водного конденсата часть колонны между вводом экстрагента и вводом водного конденсата работает дополнительно как экстрактор. Осуществляется тонкая очистка водного конденсата, повышается его качество.When using a stripping column at the stage of purification of water condensate with an extractant supply below the water condensate inlet, a part of the column between the inlet of the extractant and the inlet of water condensate additionally works as an extractor. Fine purification of water condensate is carried out, its quality is improved.
Бензол, толуол или их смеси предпочтительно использовать в качестве экстрагентов, т.к. они обладают хорошей экстрагирующей способностью в отношении винилароматических и высококипящих углеводородов.Benzene, toluene or mixtures thereof are preferably used as extractants, as they have good extraction ability with respect to vinyl aromatic and high boiling hydrocarbons.
В качестве примера осуществления предлагаемого способа получения винилароматических углеводородов на чертеже представлена принципиальная технологическая схема процесса производства стирола дегидрированием этилбензола.As an example of the implementation of the proposed method for the production of vinyl aromatic hydrocarbons, the drawing shows a schematic process diagram of the production of styrene by dehydrogenation of ethylbenzene.
В реактор дегидрирования этилбензола I поступают этилбензол и водяной пар. Реакционная масса, представляющая из себя смесь углеводородов (в основном стирол, непрореагировавший этилбензол и некоторое количество бензола, толуола и легких газов - водород, СО2, метан, этилен) и водяного пара с температурой 530-600°С поступает в рекуператор II. Температура реакционного потока на выходе из рекуператора (например, рибойлера) поддерживается на уровне не ниже 150°С (как правило, не ниже 190°С) при осуществлении процесса при давлении, близком к атмосферному, и не ниже 120°С (как правило, не ниже 150°С) при осуществлении процесса при давлении ниже атмосферного. Из рекуператора II реакционная масса направляется в тепло-массообменный аппарат III (поток 1), оттуда в узел конденсации IV (поток 2), где происходит конденсация и разделение реакционной массы на водный и углеводородный слои методом декантации. Нескондесировавшиеся легкие газы в основном водород, СО2, метан, этилен компримируются, направляются на улавливание унесенных ароматических углеводородов (поток 3) и используются в качестве топлива в пароперегревательной печи. Углеводородный слой после декантации направляется в узел выделения и очистки стирола V (поток 4), а водный слой, загрязненный углеводородами, направляется в тепло-массообменный аппарат III (поток 5). Там реакционный поток охлаждается до температуры 100-110°С при осуществлении процесса при давлении, близком к атмосферному, и до температуры 70-90°С при осуществлении процесса при давлении ниже атмосферного. Водный конденсат нагревается до температуры 60-98°С. В связи с тем, что взаимодействие потоков происходит прямым смешением, нет проблем со снижением теплопередачи. При этом происходит, как уже отмечалось, отпарка основной части углеводородов С6-С8 из водного конденсата. В то же время происходит отмывка реакционной массы от катализаторной пыли, полимеров и высококипящих углеводородов, что создает благоприятные условия для осуществления конденсации реакционной массы - не происходит забивки конденсаторов, а также снижается вероятность забивки ректификационных колонн при разделении углеводородного конденсата, свободного от вышеперечисленных примесей. Освобожденный от углеводородов С6-C8 водный конденсат с некоторым содержанием катализаторной пыли, полимеров и высококипящих углеводородов поступает в специальный фильтр VI (поток 6), где происходит извлечение из водного конденсата катализаторной пыли, полимеров и высококипящих углеводородов. Далее водный конденсат поступает на окончательную очистку в отпарную колонну VII (поток 7). Поскольку водный конденсат из тепло-массообменного аппарата выходит горячим, снижается тепловая нагрузка на отпарную колонну. В отпарной колонне VII происходит тонкая очистка водного конденсата до качества, пригодного для повторного использования испарением в рибойлере II, а затем в пароперегревательной печи.Ethylbenzene I and dehydrated water are fed to the ethylbenzene I dehydrogenation reactor. The reaction mixture, which is a mixture of hydrocarbons (mainly styrene, unreacted ethylbenzene and a certain amount of benzene, toluene and light gases - hydrogen, CO 2 , methane, ethylene) and water vapor with a temperature of 530-600 ° C, enters the recuperator II. The temperature of the reaction stream at the outlet of the recuperator (for example, riboiler) is maintained at a level not lower than 150 ° C (usually not lower than 190 ° C) when the process is carried out at a pressure close to atmospheric and not lower than 120 ° C (usually not lower than 150 ° C) when carrying out the process at a pressure below atmospheric. From the recuperator II, the reaction mass is sent to the heat and mass transfer apparatus III (stream 1), from there to the condensation unit IV (stream 2), where the reaction mass is condensed and separated into water and hydrocarbon layers by decantation. Uncondensed light gases, mainly hydrogen, CO 2 , methane, ethylene, are compressed, sent to trapped aromatic hydrocarbons (stream 3) and used as fuel in a superheater. After decanting, the hydrocarbon layer is sent to the styrene V isolation and purification unit (stream 4), and the aqueous layer contaminated with hydrocarbons is sent to the heat and mass transfer apparatus III (stream 5). There, the reaction stream is cooled to a temperature of 100-110 ° C during the process at a pressure close to atmospheric, and to a temperature of 70-90 ° C during the process at a pressure below atmospheric. Water condensate is heated to a temperature of 60-98 ° C. Due to the fact that the interaction of the flows occurs by direct mixing, there is no problem with a decrease in heat transfer. In this case, as already noted, the stripping of the main part of C 6 -C 8 hydrocarbons from water condensate occurs. At the same time, the reaction mass is washed away from catalyst dust, polymers and high boiling hydrocarbons, which creates favorable conditions for the condensation of the reaction mass - there is no clogging of the condensers, and the likelihood of clogging of distillation columns when separating hydrocarbon condensate free of the above impurities is reduced. The water condensate freed from C 6 -C 8 hydrocarbons with a certain content of catalyst dust, polymers and high boiling hydrocarbons enters special filter VI (stream 6), where catalyst dust, polymers and high boiling hydrocarbons are extracted from the water condensate. Next, the water condensate enters the final purification in stripper column VII (stream 7). Since water condensate leaves the heat-mass transfer apparatus hot, the heat load on the stripping column is reduced. In stripper column VII, fine condensate is refined to a quality suitable for reuse by evaporation in riboiler II and then in a superheater.
ПримерExample
Осуществляется процесс получения стирола дегидрированием этилбензола в соответствии со схемой, представленной на чертеже.The process of obtaining styrene by dehydrogenation of ethylbenzene in accordance with the scheme shown in the drawing.
В реактор дегидрирования I подается 30200 кг/час этилбензола и 57400 кг/час водяного пара. Из реактора выходит смесь углеводородов и водяного пара в количестве 87600 кг/час.30,200 kg / h of ethylbenzene and 57,400 kg / h of water vapor are fed to the dehydrogenation reactor I. A mixture of hydrocarbons and water vapor in the amount of 87,600 kg / h leaves the reactor.
Условия осуществления процесса и составы потоков приведены в таблице.The process conditions and composition of the flows are shown in the table.
В приведенном примере (чертеж, таблица) испаряется ~ 14% мас. водного конденсата [(66396-57085)×100%:66396], при этом отпаривается 94,7% мас. углеводородов из водного слоя [(95-5)×100%/95].In the above example (drawing, table) ~ 14% wt. water condensate [(66396-57085) × 100%: 66396], while 94.7% wt. hydrocarbons from the aqueous layer [(95-5) × 100% / 95].
Содержание углеводородов в очищенном водном конденсате (поток 8), составляет 0,2:57085,2=3,5×10-6 (3,5 ррм)The hydrocarbon content in the purified aqueous condensate (stream 8) is 0.2: 57085.2 = 3.5 × 10 -6 (3.5 ppm)
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007115731/04A RU2331623C1 (en) | 2007-04-25 | 2007-04-25 | Method of obtaining vinylaromatic hydrocarbons |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007115731/04A RU2331623C1 (en) | 2007-04-25 | 2007-04-25 | Method of obtaining vinylaromatic hydrocarbons |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2331623C1 true RU2331623C1 (en) | 2008-08-20 |
Family
ID=39748013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007115731/04A RU2331623C1 (en) | 2007-04-25 | 2007-04-25 | Method of obtaining vinylaromatic hydrocarbons |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2331623C1 (en) |
-
2007
- 2007-04-25 RU RU2007115731/04A patent/RU2331623C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2672591C1 (en) | Improvements relating to propylene oxide purification | |
RU2007134060A (en) | METHOD AND APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF AROMATIC CARBONIC ACIDS | |
JP6216824B2 (en) | Process for producing styrene from ethylbenzene using azeotropic vaporization and low water to ethylbenzene total ratio | |
SU1205755A3 (en) | Method of extracting pure benzol from hydrocarbon mixtures | |
KR20140049564A (en) | Low-energy consumption method for dehydrating ethanol into ethylene | |
CN101125803A (en) | Preparation method for dimethyl ether | |
SU361559A1 (en) | ||
CN113045372A (en) | Production process and device for preparing ethylene by ethanol dehydration | |
TW201206877A (en) | Isolation of acrylic acid by means of a distillation column having a side offtake | |
WO2008082951A1 (en) | Oxygenate to olefin processing with product water utilization | |
JP2013505266A (en) | Off-gas flow direct contact condenser | |
CN100545135C (en) | The heat recuperation of EB/SM separation column | |
EP2222605B1 (en) | Process for purification of an aqueous phase containing polyaromatics | |
CN105829269A (en) | Energy efficient naphthene recycle via the use of a side draw fractionation tower and partial condensation | |
CN101270304A (en) | Fine purification technique for coke oven gas | |
US2786802A (en) | Separation of steam and hydrocarbons | |
CN102225889B (en) | Method for preparing dimethyl ether by dehydration of methanol | |
RU2331623C1 (en) | Method of obtaining vinylaromatic hydrocarbons | |
JP5155877B2 (en) | Improved process for dehydrogenation of alkyl-aromatic hydrocarbons for the production of vinyl-aromatic monomers | |
WO2014035280A1 (en) | Method for the retarded coking of petroleum residues | |
RU2716265C2 (en) | Method of producing styrene | |
KR101291651B1 (en) | Method for preparing isobutene and 1 butene and Device therefor | |
TWI432399B (en) | Process for cooling the stream leaving an ethylbenzene dehydrogenation reactor | |
RU2689619C1 (en) | Improved heat recuperation at paraxylene production plant | |
WO2019109834A1 (en) | System and method for continuously preparing furfural using acid-containing pentose solution |