Способ получения бензола

(56) Авторское свидетельство СССРФ 1002281, кл. С 07 С 15/02, 1983,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗОЛА(57) Изобретение касается производства ароматических углеводородов, вчастности получения бензола, и можетбыть использовано в химической промьш)ленности. Цель - упрощение процес-.са. Последний ведут из другого сырьяфракции с т.кип. 25-125 С, котораяявляется отходом производства этилена. Эту фракцию ректифицируют в присутствии другого азеотропного агентаводы (объемное отношение к сырью0,05-0,1) с отбором дистиллята в кубовом продукте фракциии выше предельных и непредельныхуглеводородов,содержащий 0,05-0,1 мас.7. бензола. Выделенный дистиллят подвергают расслаиванию с получением углеводородного слоя, содержащего С-предельные и непрердельные углеводороды и бензол. Этот углеводородный слой подвергают азеотропной осушке при давлении 0,110-0,125 МПа с одновременным отбором в дистилляте С -предель 5ных и непредельных углеводородов и в кубовом продукте бензольной фракции. Последнюю подвергают гндрообработке в присутствии И-Сг-катализатора при нагревании и давлении(преимущественно при 200 С и 0,5 МПа).Пос ле гидрообработки проводят четкую ректификацию продуктов с выделением целевого бензола в дистилляте и в кубовом продукте фракции С-непредельных углеводородов, содержащей 27,81-29,55 мас.7. бензола. Способ дает выход бензола 98,57 с чистотой 99,953. 3 з.п. Ф-лы, 15 табл.,Толуол 2,73 0,42 6,32 0,09 Бензол 0,86 4,00 18,35 Толуол Вода 0,09 0,01 0,06 Вода 3,99 100,0 Водный слой 21,53 21,53 100,00 Итого: Итого: Предельные углеводороды С Непредельныеуглеводороды С УглеводородыС и выше 12,68 29,35 Углеводороды Си выше Непредельные углеводороы С и выше ПредельныеуглеводородыС НепредельныеуглеводородыС УглеводородыС. и выше 15,56 36,03,Вода 0,25 6,5718 100,00 6, 712 100, 00 Итогс Итого: 91,80 8,20 Водород 0,015 Предельные углеводороды С Непредельные углеводороды УглеводородыС и выше Непрерывныесоединения С Толуол и углеводороды С и выше ВодаВодород 0,005 0,017 Предельные углеводороды С 8,24 Непредельныеуглеводороды С 2,60 Кубовый продукт,0,51 в т.ч.: 0,06 Непререльныеуглеводороды С Толуол и углеводороды С ивыше Гидрирование Непредельные 1,94 соединения СТолуол и углеводороды С ивыше Предельные углеводороды С. О, 1287.Итого: Таблица 13 Загружено кая смола пи о27,3 0,00 0,2Ч 3,02 10,0 0,10 нзол Непредельные соединения С Толуол и "тяжелые" углеводороды С и выше Предельные уг леводороды С предельные леводороды Предельные улеводороды Си выше О, 24000,005 Дистиллят,0,1 в т.ч.1 Кубовый продукт,в тч.: НепредельныеуглеводородыС Верхний продукт0,0 в т.ч.: Предельные углеводороды СНепредельные углеводороды Кубовый продукт,в т.ч.: 6,31684 99,950,0001364 0,002 0,00339 1,35 0,00316 1,26 0,0048636 1,936,5718 2,81 13,86 6;60 32,5423 1366502 Продолжение табл.13 2,78 30,82 Толуол 3,41 12,5 10 20 2,78 Толуол 2,73 30,28 100,0 2,0 Вода 3,41 37,80 29,30 29,3 Итого: Итого: Таблица 14 Расслаивания верхнего продукта в водоотделителе 43,74 8,87 18,29 100,00 Предельные углеводороды С 2,81 13,86 8,87 6,6 Бензол Бензол Непредельныеуглеводородв С 2,81 Вода 15,36. Вода 0,05 0,01 100,00 1,99 Водный слой 20,28100,00 Итого 20,28 Итого; Азеотропная осушка углеводородного (бензольного) слоя Верхний продукт,в т.ч.: 8,87 48,50 100,00 11,525 6,60 36,09 Бензол 76,96 15,36 2,81 23,00 Вода 0,05 0,01 0,04 0,005 Вода Кубовый продукт,в т.ч.: 6,765 100,00 Непредельные углеводороды С и выше Предельные углевОДОрОДЫ С НепредельныеуглевоДороДы С Предельныеуглеводороды С Непредельные углеводороды С6,60 32,542,00 9,86 Предельные углеводороды Си выше Непредельные углеводороды С и выше Р Углеводородныйслой, в т.ч.: Предельные углеводороды С 8,87 Непредельныеуглеводороды С 2,65 48,50 36,09" Таблица 15кг 1маск% Получено кг мас.% Загружено ГидрированиеНепредельные2,36 соединения С. Непредельные соединения С 0,16 0,1 6,60 97,32 99,82 Бензол Бензол 0,005 0,07 Вода 0,005 0,08 Вода Непредельные углеводороды 0,017 0,25 Водород 93,24 6975 Водород 0,17 100,00 6,782 6,782 100,00 Итого: Итого; Четкая ректификация Непредельные соединения С 0,007 0,1 Дистиллят,в т.ч.: Бензол 99,95 Бензол Вода 0,002 Вода Кубовый продукт, в т.ч.: 0,011867 100 Непредельныесоединения С 0,0037 0,0033 Бензол 0,004867 41,016,612 Вода 6,612 100,00 Итого: Итого; 6,60 99,82 0,005 0,08 0,007 6,600 0,1585 0,0115 6,6001336,596709000133 31,18 27,811366502 2вия ректификации (колонна периодического действия): температура верха84-86 С, куба 86-88 С, давлении 0,1150,12 МПа, флегмовое число 6.з Материальный баланс четкой ректификации представлен в табл. 4.В результате ректификации получают продукт с содержанием основноговещества (бензола) 99,95 мас.7., содержание непредельных 0,05 мас.7.,влаги 15 ррш. Выход бензола от ресурсов в исходном сырье 93,8 мас.7е П р и м е р 2. Легкую смолу пирои 15 лиза (фр, 25-125 С) в количестве20 л подвергают переработке на тойже колонне в соответствии с примером1 при отношении воды к сырью 0,05,температуре верха 23-73 С, куба 4993 С, давлении О, 12-0, 13 МПа и флегмовом числе 4,Состав сырья и полученных продуктов представлены в табл. 5,Изобретение относится к способам получения ароматических углеводородов, в частности бензола, и может быть использовано в химической промышленности для получения бенэола и жидких продуктов пиролиза,Цель изобретения - упрощение тех нологии процесса за счет использова ния в качестве исходного сырья фрак циис т.кип. 25-125 С, являющейся отходом производства этилена пироли зом, использования дешевого азеотро пообразующего агента при переработк укаэанной фракции, исключения стади регенерации азеотропообразующего агента.П р и м е р 1Легкую смолу пиролиза (фр. 25-125 С) в количестве 20 л загружают в куб ректификационной колонны периодического действия вместе с азеотропообразующим агентом (водой) в количестве 0,6 л (объемное соотношение 0,03:1,0) и подвергают ректификации при температу ре верха 25-75 С, куба 50-95 С, давлении верха колонны 0,11-0,14 МПа и флегмовом числе 4.Состав загруженного сырья и полученных продуктов представлены в 30табл. 1.Верхний продукт после расслаивания в водоотделителе загружают в кубтой же колонны и подвергают аэеотропной осушке при температуре верха45-50 С, куба 83-86 С, давлении 0,11.0,12 МПа и флегмовом числе 5.Состав расслаиваемого верхнегопродукта представлен в табл. 2, абаланс процесса аэеотропной осушкив табл. 3.Кубовый продукт, содержащий бенэола до 96-97 об.7, содержащий непредельные углеводороды, подвергают гидрированию.Гидрирование осуществляют в реакторе проточного типа при 200 С, давлении 0,5 МПа, соотношении водорода:сырье 750 нм/м, объемной скоростиподачи сырья 2 ч -1 в присутствии ни 50кельхромового катализатора (ГОСТ1240-6 Ь)В ре зультате гидрирования непредельных соединений получают гидрогениэат, содержащий их до 0,1 мас. .55Баланс процесса представлен в табл. 4.Гидрогенизат загружают в куб колонны для четкой ректификации, УслоЗатем верхний продукт подвергаютрасслаиванию в водоотделителе (материальный баланс. процесса представленв табл. 6) и азеотропной осушке притемпературе верха 42-48 С, куба 8285 С, давлении 0,11-0,12 МПа и флегмовом числе 5Материальный баланс процесса представлен в табл. 7,Кубовый продукт, содержащий до98 мас.7. бензола, подвергают гидрированию в условиях примера 1 и получают гидрогенизат, содержащий до0,1 мас.7 непредельных соединений.Гидрогенизат загружают в куб колонны и подвергают четкой ректификациипри температуре верха 84-86 С, куба86-88 С, давлении 0,11-0,12 МПа ифлегмовом числе 6,Материальный баланс гидрированияи четкой ректификации представлен втабл. 8.В результате ректификации получают продукт с содержанием бенэола99,99 мас.7, точка кристаллизации5,5-5,51 С.Выход бензола от ресурсов в исходном сырье 99,2 мас.7П р и м е р 3. Легкую смолу пиролиза (фр. 25-125 С) в количестве20 л загружают в куб колонны вместес водой при объемном отношении водык сырью 0,2 и подвергают азеотропнойректификации при температуре верхаколонны 24-74 С. куба 50-94 С, дав 1366502лении верха О, 11-0,12 МПа и флегмовом числе 4,Составы сырья, полученных продуктов представлены в табл. 9.Верхний продукт колонны подвергают расслаиванию в водоотделителе (материальный баланс представлен втабл. 10) и подвергают азеотропнойосушке при температуре верха 45-50 С, 10куба 83-85 С, давлении верха 0,110,12 МПа и флегмовом числе 5.Материальный баланс процесса осушки представлен в табл. 11,Кубовый продукт, содержащий до 1594 мас.Е бензола, и непредельные углеводороды подвергают гидрированиюв условиях примера 1. Полученный гидрогенизат подвергают четкой ректификации в условиях примера 1 и получа пют продукт с содержанием бензола99,95 мас.7.:Материальный баланс гидрированияи четкой ректификации представлен втабл. 12. 25Выход бензола от ресурсов в сырье92,7 мас.Ж:П р и м е р 4. Процесс проводятаналогично примеру 1 с тем отличием,что объемное отношение воды к легкой 30смоле пиролиза (фр. 25-125 С) на стадии азеотропной ректификации составляет 0,1.Материальный баланс процессапо стадиям процесса приведен втабл. 13-15.Получен бензол с выходом98,5 мас.Е от ресурсов в сырье ссодержанием основного вещества99,95 мас.7, точка кристаллизации 405,5-5,51.Как видно иэ приведенных примеров, в случае недостатка или избыткаводы наблюдаются потери бензола (примеры 1 и 3). формула изобретения 1. Способ получения бензола из легкой смолы пиролиза, включающийазеотропную ректификацию исходного сырья в присутствии азеотропообразующего агента, каталитическую гидрообработку при повышенной температуре, четкую ректификацию продуктов гидрообработки с выделением целевого продукта в дистилляте, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве легкой смолы пиролиза используют фракцию с т.кип. 25-125 С, являющуюся отходом производства этилена, в качестве азеотропообразующего агента на стадии азеотропной ректификации используют воду при объемном отношении к сырью 0,05-0, 1, дистиллят азеотропной ректификации подвергают расслаиванию с получением углеводородного слоя, содержащего С -предельные и непредельные углеводороды и бензол, углеводородный слой подвергают азеотропной осушке ри давлении 0,110 - 0,125 МПа с одновременным отбором в дистилляте С,-предельных и непредельных углеводородов и в кубовом продукте бензольной фракции, подаваемой на каталитическую гидрообработку н при,сутствии никельхромового катализато 1 ра.2, Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что азеотропную ректификацию ведут с отбором в кубовом продукте фракции С 6 и выше предельных и непредельных углеводородов, содержащей 0,05-0,1 мас.7. бензола.3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что четкую ректификацию ведут с отбором в кубовом продукте фракции непредельных углеводородов С , содержащей 27,8129,55 мас.Е бензола.14. Способ по пп.1-3, о т л и ч аю щ и й с я тем, что каталитическую гидрообработку ведут при 200 С и давлении 0,5 МПа.1366502 Таблица 1 кг мас.Е кг мас.Е Получено Загружено Верхний продукт,в т.ч.: 17,87 27,3 100 100 Предельные углеводороды С 8,1 29,7 8,1 45,33 36,65 6,55 Бензол 2,6 9,5 Бензол 6,93 25,4 Непредельныеуглеводороды С 2,60 14,55 2,6 0,6 3,36 Вода Толуол Предельные углеводороды Си выше 0,02 0,11 3, 14 11,5 Кубовый продукт,в т.ч.: 100 10,03 39,3 14,0 3,80 0,38 0,6 100 Бензол Вода 2,60 25,92 Толуол Предельные углеводороды С и выше 3,12 31,10 39,18 3,93 27,9 27,9 Итого: Итого: Таблица 2 17,87 100 17,28 100,0 8,1 45,33 6,55 36,65 Предельные углеводороды С 8,1 Бензол Бензол Непредельные углеводороды С 2,6 2,60 14,55 15,04 Легкая смола пиролиза, в т.ч.: Предельные углеводороды С. Непредельныеуглеводороды С Предельные углеводороды Си выше Непредельныеуглеводороды Си выше Верхний продукт,в т.ч.: Предельные углеводороды С Непредельныеуглеводороды С 1 НепредельныеуглеводородыС и выше Углеводородныйслой, в т,ч.: 46,88 37,910,59 100 17,87 Итого: кг мас.Е Получено кг мас.Ж Загружено Верхний продукт,46,88 в т.ч.: 10,525 100,0 8,10 37,91 Бензол 6,55 8,1 76,96 15,04 2,60 0,02 Вода 0,05 0,01 Вода 0,02 6,755 2,96 0,20 Бензол 6,55 96,97 Вода 0,005 0,07 17,28 100,00 17,28 Итого: Итого: Предельные уг-,леводороды Си выше Предельные углеводороды С Непредельные углеводороды С Углеводороды Си вьппе Предельные углеводороды Си вьппе Водный слой,в т.ч.: 17,87 100,0 Итого: Предельные углеводороды С Непредельныеуглеводороды С Углеводороды Си выше Кубовый продукт,в т.ч,: Непредельные углеводороды С 2,4 22,80 0,005 0,0510 1366502 г 1 1 мас.У. Получено Загружено Гидрирование 0,2 Бензол Бензол Вода Вода Водород Итого: Итого: Водород Итого: Четкая ректификация О, 10. 0,007 Бензол Бензол Вода Вода Итого: Бензол Вода Итого; Непредельные соединения С Непредельные соединения С 6,55 96,73 0,005 0,07 0,017 0,25 6,772 100,00 6,550 99,820,005 Непредельные соединения С УглеводородыН. С Дистиллят, в т,ч. Непредельные соединения12 1366502 Таблица 5 кг мас.7 Загружено 19,33 100 27,3 100 Предельные углеводороды С 8,87 45,89 8,87 32,5 2,81 10,3 2,81 14,54 1,0 5,17 6,70 24,5 Бензол Вода 2,78 10,2 Толуол 8 э 97 10010 0,05 2,73 10,0 Бензол Толуол 2 э 78 30 ь 99 Предельные углеводороды Си выше 2,73 30,43 Вода Зь 41 38,02 28,30 28,3 Итого; Итого: Таблица 6 мас.7. кг . мас 7,Получено Загружено кг Углеводородный100 слой, в т.ч.; 19,33 18,34 Предельные углеводороды С 8,87 45,89 8,87 34,40 Бензол 6,65 6,65 Бензол Непредельные углеводороды 14,45 С 2,81 15,33 2,81 Вода 0,05 0,01 5, 17 Вода 1,0 0,99 100 Водный слой 19,33 19,33 Итого: Итого; Легкая смола пиролиза, в т.ч,: Предельные углеводороды С Непредельныеуглеводороды С Предельные углеводороды Си выше Непредельные углеводороды С и выше Верхний продукт,в т.ч.: Предельные продукты С НепредельныеуглеводородыС 3,41 12,51,0 100 Верхний продукт,в т.ч.: НепредельныеуглеводородыС Кубовый продукт,в т.ч.: Непредельные углеводороды С и выше Г 1 48,36 36,2616 1366502 15 Продолжение табл.8 Четкая ректификация Непредельные соединения С О, 10 Дистиллят, в т. ч.: 99,82 Непредельныесоединения С 0,003325 Бензол 0,05 Вода 0,08 БензолВода 0,000133 6,650000 0,0020 6,6617 100,00 Итого: Итого: Кубовый продукт,в т.ч. Непредельныесоединения С 0,003375 28,85 Бензол Вода Верхний продукт,в т,ч.: 21,53 100,0 100 27,3 Предельные углеводороды С Предельные углеводороды С38,27 30,20 8,24 8,24 Непредельныеуглеводороды С Непредельныеуглеводороды,С 12,68 29,35 10,00 2,73 2,73 6,32 25,0 6,82 Бензол Бензол 9,8 0,15 2,68 Толуол Толуол УглеводородыС 6 и Выше Углеводороды Си выше 12,4 0,42 0,09 3,39 4,00 18,35 Вода Непредельные углеводороды С и выше 12,6 Кубовый продукт, в т.ч.: 3,44 9,77 100,00 Легкая смола пирогелиза, в т.ч.: 0,0067 6,6500 0,0050 6,646542 99,95 0,003458 " 29,55 0,004867 41,60 0,011700 100,00 6,6617 Таблица 9