SU977449A1 - Способ получени бензола,пригодного дл нитрации - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗОЛА, ПРИГОДНОГО ДЛЯ НИТРАЦИИ

Изобретение относитс  к технике получени  бензола, пригодного дл  нитрации из бенэол-толуол-ксилольной акции сырого бензола (фракции ВТК), и может найти применение в коксо иьшческой и сланцейой про «Л шенности .

Известен способ получени  бензола, пригодного дл  нитрации, используемый в практике коксохимпроизводствг и заключающийс  в обработке фракции ВТК 92-94%-ной серной кислотой, последующей регенерации ее водой, отделении регенерированной кислоты и кислой смолки, нейтрализации кислой фракции ВТК и ректификации с получением чистых продуктов, в том числе и бензола п ригодного дл  нитрации ClJ.

Однако способ св зан с боль1анми аотер ьт бензольных углеводородов и образованием большого количества кислой смолки,  вл ющейс  обременительным отходом производства, загр зн ющим окружающую среду. При сернокислотной очистке фракции ВТК тиофен удал етс  путем алкилировани  непредельными соединени ми. Позтсдау, в цел х ускорени  процесса очистки, а также дл  улучшени  степеии очистки сырь , отличающегос 

повышенным содержанием тиофена (1% и более) разработан метод,согласно кс-торому очистку фракции ВТК серной кислотой производ т в присутствии присадки непредельных соединений 2 }.

Применение присадки непредельных соединений облегчает удаление тиофена и позвол ет несколько уменьшить потери бензольных углеводородов. Од10 нако в св зи с тем, что получение бензола, пригодного дл  нитрации высшего сорта, делает необходи ол4 полностью сполимеризовать присадку, процесс очистки должен быть достаточно

15 длительным и расход кислоты большим, это вытекает из того, что содержание только 0,01% Присадки (пипериленовой или дивинильной) придает бензолу значение брсжного числа 0,04 при

20 браковочном-пределе 0,06 г/100 мл. Удлинение процесса очистки и увеличение расхода кислоты привод т к алкилированию непредельными соединени ми гомологов бензола и к сульфиро25 ванию полимеров .и продуктов гшкилировани , т.е. к образованию кислой смолки. В результате потери бензольных углеводородов и количество отходов увеличиваютс .. При стремлении 30 улучшить показатели качества бензола по бромному числу недоста ки процесса усугубл ютс . f an6onee близким к предлаг амому по достигаемому результату  вл етс  с.тюсоб получени  бензола, пригодного дл  нитрации, путем сернокислотной очистки бензол-толуол-ксилольной фракции каменноугольного сырого бенэола в присутг;.-ВИИ присадки непредел ных соединений с последующим добавлением во,цы, отстоем и отделением от фракции кислоты и кислой смолки, ней трализацией, ректификацией очищаемой фракции и выделением целевого продук та ректификацией ГЗ,. Согласно этому способу сернокислетную очистку ведут в присутствии в качестве непредельных соединений, например, смолы пиролиза, пиперилено вой фракции, остатков от ректификаци дивинила и др., подачу которых во фракцию предусмотрено производить порционно с целью торможени  реакции полимеризации непосредственно непредельных соединений и алкилировани  гомологов бензола. Расход 93%-ной серной кислоты на очистку обычно составл ет при этом 6-8%, присадки 2-4%. После обработки фракции ВТК серной кислотой последнюю подвергают ре генерации путем стадийного добавлеВИЯ в систему водаа. Затем, после отсто  в течение 1,5-3 ч,отделив от фракции регенерированную кислоту и .кислую смолку, ее подвергают далее нейтрализации, дистилл ции с отделением кубового остатка и ректификации с получением чистых продуктов, в том числе бензола дл  нитрации. Воду дл  регенерации согласно способу подают в две стадии, чтобы предотвратить ал килирование гомологов-- бензола и суль фирование полимерозэ. Недостаток способа состоит в том, что он практически не позвол ет стабильно получать бензол дл  нитрации Bfcjcujero сорта, бромное число которо го ,согласно действующего ГОСТа 8848-78 . не должно превышать 0,06. На практике этот показатель дости гаетс  с большими затруднени ми и св зан при этом с увеличением расхода кислоты и продолжительности процесса и, как следствие этого, с увеличенными потер ми бензольных углево дородов и увеличенным количеством кислой смолки. Это происходит потому что на первую стадию регенерации над подать очень малое количество воды и это малое количество водаа не удаетс  равномерно распределить во всей массе o4maaeMord продукта. Показатель (бромное число) определ ет преимущественно полноту удалени  из продукта непредельных соединений . Кроме этого он зависит также от свойств и характера полимеров, образующихс  в процессе очистки исходной фракции ВТК. При ректификации очищенной фракции ВТК, содержащиес  в ней полимеры под вли нием температуры претерпевают термические превращени , результатом которых  вл етс  их уплотнение и частичное образование легкокип щих компонентов, температура кипени  которых мало отличаетс  от температуры кипени  бензола. Это затрудн ет их разделение в процессе ректификации и приводит в результате к завышению бромного числа.получаемого продукта и тем caivMM снижает его качество. Кроме того, исчерпывающа  полимеризаци  непредельных соединений достигаетс  также с затруднени ми. При малой концентрации их, т.е. при завершении процесса очистки фракции, полимеризаци  оставшихс  непредельных углеводородов протекает медленно, что делает необходимым увеличить продолжительность обработки фракции кислотой. Последнее необходимо также дл  того, чтобы достигнуть более глубокой степени полимеризации непредельных соединений и предотвратить тем самым разложение их в процессе нагрева при ректификации очи .щенной фракции. Однако увеличение продолжительности обработки фракциисерной кислотой приводит к увеличению количества кислой смолки.и завышенным потер мбензольных углеводородов, в том числе и непосредственно целевого продукта - бензола дл  нитрации. Цель изобретени  - улучшение качества целевого продукта, уменьшение количества кислой смолки и потерь бензольных углеводородов. Поставленна  цель достигаетс  согласно способу получени  бензола, пригодного дл  нитрации, заключающемус  в сернокислотной очистке бензолтолуол-ксилольной фракции каменноугольного сырого бензола в присутствии присадки непредельных соединений до достижени  показател  окраски очищаемой фракции, равного 0,3-0,4, с последующим добавлением вода, отстоем и отделением кислоты и кислой смолки, нейтрализацией, ректификацией очищаемой фракции, адсорбционной очисткой выделенной в результате ректификации бензол-толуол-ксилольной фракции при 120-200®С и выделением целевого продукта ректификацией. Отличие способа состоит в том, что сернокислотную очистку ведут до достижени  показател  окраски очищаемой фракции, равного 0,3-0,4, и после ректификации выделенную бензолтол уол-ксилольную фракцию подвергают адсорбционной очистке при 120200°С .

Под показателем по окраске понимаетс  окраска серной кислоты, приобретаема  в результате строго нормируемого ее контакта с бензолом, В результате контакта с coflepjKauinNU-iс  в бензоле примес ми кислота в зависимости от концентрации последних принимает окраску различной интенсивности . Интенсивность окраски кислоты или, что то же самое, показатель по окраске определ етс  по оптической плотности кислоты или по специально приготовл емой бихроматной шкале (Углеводороды ароматические бензольного р да. Метод определени  окраски серной кислоты ГОСТ 2706.3-74).

На показатель по окраске преимущественно вли ют содержащиес  в бензоле примеси - тиофен и непредельные соединени . Сам бензол почти не сульфируетс  в услови х опыта по определению последней и поэтому мало вли ет на показатель по окраске.

При этом в процессе очистки раньш всего достигаетс  требуемое содержание тиофена, а показатель по окраске и бромное число в конце процесса, что св зано уже достаточно полным удалением тиофена.

Указанные выше отличи  позвол ют на первой стадии процесса сернокислотной очистки достигнуть требуемого качества продукта по тиофену при минимально требуемом дл  этого расходе серной кислоты, а на второй - адсорбционной очистке - осуществить полимеризацию части нелредельных соединени и задержать образующиес  полимеры массой адсорбента. Причем удал етс  при этом иэ продукта в основном те непредельные соединени , которые образуют нестойкие полимеры, разлагающиес  в процессе ректификации и загр зк к цие получаег«й бензол дл  нитрации .

Таким образом, адсорбент при адсорбционной очистке выполн ет две функции, поскольку на нем протекают два процесса: каталитическа  полимеризаци  непредельных соединений и адсорбци  образовавшихс  полимеров. Остальна  часть полимеров выдел етс  из продукта в процессе ректификации в виде кубового остатка при выделении целевого продукта.

В результате способ позвол ет сократить потери бензола и количество кислой смолки, а также получить бензол дл  нитрации высшего сорта.

Сущность предлагаемого способа состоит в следунадем.

Фракцию ВТК {бензол-толуол-ксилольную ) сырого бензола про уывают на первой стадии процесса серной кислотой концентрацией 92-94% при 35-55°С Расход кислоты на очистку составл ет 3-4%, количество присадки 2-4% (в соответствии с содержанием тиофена в

исходной фракци) , Промывку кислотой ведут до получени  показател  окраски очищаемой фракции, равной 0,3-0,4.

Продолжительность контакта фракции и серной кислоты при этом составл ет в гидравлических смесител х и коммуникации 40-60 сив установленном далее по схеме контактном аппарате не более 1 мин. Отмывку фракции водой и отделение регенерированной 0 кислоты и кислой смолки, нейтрализацию фракции и дистилл цию с отделением кубового остатка производ т известным способом.

После этого дистиллированную 5 бензол-толуол-ксилольную фракцию подают на адсорбционную стадию очистки, , где подвергают ее обработке адсорбентом . В качестве адсорбента могут быть использованы активные глины, 0 цеолиты или силикагель.

Процесс ведут при 120-200°С в течение 1,5-2 ч. Причем величина продолжительности адсорбционной обработки определ етс  температурой. процесса. Поскольку процесс адсорбционной обработки сырь  ведут в жидкой фазе, в системе поддерживают давление, равное 0,3-1,4,МРа.

Пример. 100 г бензол-толуол-ксилольной фракции (фракции ВТК),

0 содержащей, %: бензола 81,78, толуола 13,81, ксилола 3,20 и тиофена 1,22 подвергают промывке 93% серной кислотой на первой стадии процесса.

Режим очистки при этом следующий: расход кислоты 4,3 г, что составл ет 4% моногидрата по массе, расход присадки (пнпериленовоЛ фракции,содержаi щей 95% пиперилена ) 3,16 г, что составл ет 3 мае.%,.температура очистки , продолжительность контакта 50 с.

После отделени  регенерированной кислоты, а также кислой смолки, полученной в количестве 0,8 г, что составл ет 0,8 мас.%, кислую фракцию ВТК 5 подБерга от нейтрализации 12%-ным раствором едкого натра и дистилл ции с отделением 3 г кубового остатка.

Полученна  .фракци  в количестве 98 г имеет следующие показатели: 0 Содержание тиофена, % 0,018

Окраска серной кислоты 0,3 Бромное число, г/100 мл 0,20 Потери бензольных углеводородов , %0,75 е Вензол-толуол-ксилольную фракцию указанной выше .характеристики подвергают далее адсорбционной обработке на второй стадии процесса с применением в качестве адсорбента активной глины, а также цеолита СаХ. Услови 

0 обработки в обоих случа х- одинаковые: Температура,°С 150 Продолжительность, ч 1,5 Давление в системе, МРа 0,7 5 Расход адсорбента,% 1,0 В результате получены следующие данные по фракции: В случае применени  активной глины содержание тиофена % 0,016 окраска серной кислоты 0,10 бромное число0,036 В случае применени  цеолита СаХ содержание тиофена,% 0,017 окраска серной кислоты 0,10 бромное число0,038 После ректификации очищенной фр ции БТ1 получен бензол, пригодный нитрации, в количестве 79,8 г, т.е

Количество кис-:

лой смолки, % 1,3 1,1 0,8

1,58

Качество получаемого бензола дл  нитрации:

содержание

0,011 0,015 ,0,020 0,022 0,025 тиофена, %

0,08 0,1

окраска

бромное

0,022 0,034 ;0,04i a,Q§5 0,076 число

Стандартный бензол дл  нитрации получаетс  только в том олучае, если Показатель по окраске кислоты после очистки фракции ВТК не превышает 0,4. Однако в последнем случае показатели качества бензола дл  нитрации по бромному числу наход тс  почти на грани браковочного предела- допускаемого ° атандартсм (0,06 г/100 мм). Высокое качество бензола получаемого при ок-. pacKcix 0,15 и даже 0,2 не оправдывает увеличенных потерь бензольных углеводородов и большого количества 65

Таблица

0,7 0,55

1,13 0,75 0,6 0,45

0,1-5 0,2

0,1

кислой еЯ4Олки. наиболее рационально проьывать фракцию до показател  по окраске 0,3.

В табл.2 приведем экспериментальные данные, иллюо 1|фу1(ш1е вли ние те б1ературы ад0 одрбц8Ь:н«ой обработки сырь  на сфада  процесса.

Адсорбциовтзй o tnfCTice подвергают фракцию, из которой может бать получен , бе эол с С0 ер1 || шеи тиофена 0,022%, OKpaciieolt кислоты 0,3 и бромным числом 0,22. выходом от исходного содержани  бензола во фракции, равным 97,6%. Качество его отвечает требовани м к бензолу пригодного дл  нитрации высшего сорта: Содержание тиофена, % 0,02 Окраска серной кислоты 0,1 Бромное число0,042 В табл.1 приведены данные, подтверждающие оптимальность выбранного интервала степени очистки бензол-толуол- ксилол ьной фракции на первой ступени по величине окраски очищаемой фракции.

Продолжительность процес3 ,0 2,0 са , ч

Качество бензола дл  нитрации :

содержание

0,022 0,0180,0160,014 0,013 тиофена, %

показатель

0,2 по окраске

бромное число, .

0,076 0,0580,0420,032 0,022 г/ЮО мл

Таким образом, стандартный бензол получают только в том случае, если температура процесса составл ет не менее 120°С. При температуре даже в случае увеличени  продолжительности очистки до трех часов показатель по окраске находитс  на уровне браковочного предела, а бромное число, требуемое стандартом, вообще не достигаетс . Очень высокое качесТ во бензола достигаетс  при 250с,

Расход серной кислоты, кг/т

Продолжительность серНОКИСЛ9ТНОЙ очистки, мин

Количество кислой смолки, %

таблица 2

1,5

1,2 1,0

0,10,08

0,150,1

но проведение процесса при такой вы сокой температуре кюжет вызвать технические затруднени . Наиболее рационально выдерживать температуру процесса в пределах 120-200 С.

В табл.3 приведены сопосташительные данные показателей процесса получени  бензола дл  нитрации предлагаемым способом и способом, прин тым за прототип.

Таблица 3

40

75

2

4,8

97744912

11

Продолжение табл. 3

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ получения бензола, пригодного для нитрации, включающий сернокислотную очистку бензол-толуол-кси- 60 лольной фракции каменноугольного сырого бензола в присутствии присадки непредельных соединений с последующим добавлением воды, отстоем и отделением от фракции кислоты и кислой смолки, нейтрализацию, ректификацию очищаемой фракции и выделение целевого продукта ректификацией, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества целевого продукта, уменьшения количества кислой смолки и потерь бензольных углеводородов, сернокислотную очистку ведут до достижения показателя окраски очищаемой фракции, равного 0,3-0,4, и после ректификации выделенную бензол-толуол-ксилольную фракцию подвергают адсорбционной очистке при 120-200°С.