Способ очистки фракции, содержащей бензол, толуол, ксилол от сернистых и непредельных соединений

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительное к авт. свид-ву2) Заявлено 270378 (21) 2595526/230 присоединением заявки йо3) Приоритет С 07 С 7/00 С 07 С 15/О осударственный к СССР по делам изобре и открытий(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ФРАКЦИИ,СОДЕРЖАЩЕЙ БЕНЗОЛ, ТОЛУОЛ, КСИЛОЛ,ОТ СЕРНИСТЫХ И НЕПРЕДЕЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ н Изобретение относится к технике кой. Количество образующейся кислой очистки бензолтолуолксилольной смолки превышает 3 к массе очищаефракции сырого бенэола (БТК), полу- мой фракции,чаемой ри коксовании сернистых уг- Кислая смолка является вредным лей, концентрированной серной кисло- отходом производства, загрязняющим той в присутствии присадки непреде- . воздушный и водный бассейны, а такльных соединений, и может быть ис- же источником значительных йотерь пользовано в коксохимической йро-бенэольных углеводородов. Состав ее мышленности. в среднемможет быть охарактеризоДля удаления из бензолтолуол- ван следующими данными: 10-15 сер 10ксилольной Фракции сырого бенэола не- ной кислоты (в пересчете на моно- предельных и сернистых соединений гидрат), 10-15 воды и 50-70 сульширокое распространение получил сер=Фокислот, полимеров и бензольных уг нокислотный метод очистки, который леводородов.заключается в обработке Фракции концентрированной серной кислотой, В . Современные требования к качестпроцессе очистки кислота расходует-ву бенэольных углеводородов привося не полностью и большая ее часть " дят к необходимости ожесточения тех после очистки выделяется путемреге"- нологических условий очистки, что нерации, заключающейся в подаче в " 2 О связано с повышением расхода кислопромываемую фракцию воды до получе- ты и температуры процесса, Все это ния 40-45-ной регенерированной кйс-: приводит" к образованию еще большего лоты. Последнюю отделяют от фракции . количества кислой смолки и увеличепутем отстоя. нию потерь бензольных углеводороПри действии крепкой серной кисло"2 дов 1).ты из содержащихся во фракции сыро- Для улучшения степени очистки бе го бензола непредельных и сернистых вольных углеводородови снижения соединений образуются сложные продук- расхода серной кислоты предложено ты, которые могут отделяться в виде очистку вести в присутствии присагустой массы, называемой кислой смолдок - непредельных соединений 2).2 -3 6 -8 Однако применение присадки непредельных соединений не решаетпроблемы снижения выхода кислой смолки и уменьшения потерь бенэольныхуглеводородов.Иэвесте также способ сернокислойочистки фракции БТК, при которомв качестве .присадки непредельных соединений используется сырая фракцияБТК, котораявводится в частично отмытую фракцию в количестве 40 к ис- ходному продукту 3,Промышленная практика не подтвердила стадийную подачу сыройфракции БТК на очистку. Аналогомпредложенного способа является способ сернокислотной очистки ФракцииБТК, в котором используется стадийная подача непредельных соединений.Наиболее близок к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату - способ очисткифракции, содержащей бензол, топуол,ксилол, от сернистых и непреддльных соединений, включающий обработку фракции серной кислотой в присутствии присадки - непредельных соединении с последующим добавлениемводы, отстоем и отделением от Фракции кислоты и кислой смолки (4,Этот способ характеризуется следующим режимом очистки фракции серной кислотой:Содержание тиофена вочищаемой фракций БТК,1,1-1,5Количество присадки. фракцииКонцентрация; кислоты,92- 94Расход воды дпя регенерации кислоты,к кислоте 80-120Количество подач воды 1Время между подачейкислоты и воды, мин 5-10Содержание тиофена вбенэоле,0,03-0,06Бромное число бензола, г/100 мл 0,06-0,12Выход кубовых остатков,3,8 -4,5Выход кислой смолки,3,5 -5,5К.недостаткам сернокислотного способа очистки следует отнести большойвыход кислой смолки (3,5-5,5) и высокиепотери бензольных продуктов(2,5-3).Цель изобретения - снижение потерь бензольных углеводородов иуменьшение выхода кислой смолки.Поставленная цель достигаетсяспособом очистки фракции, содержащем бенэол, толуол, ксилол, от сернистых и непредельных соединений,включающим обработку Фракции сернойкислотой в присутствии присадкинепредельных соединений, с последукщим добавлением воды двумя порци 5 ями. Первую порцию подают через40-70 с после обработки серной кислотой в количестве, обеспечивающемполучение 80-88-ной серной кислоты, с последующей подачей второйпорции воды в количестве, обеспечивающем получение 40 45-ной сернойкислоты, отстоем и отделенйем отФракции кислоты и" кислой смолки,Сущность способа состоит в сле дующем.Сырую бенэолтолуолксилольнуюфракцию (БТК) вначале промывают92-95-ной серной кислотой (5-8 кмассе фракции) в течение 40-70 с, 20 В течение этой обработки в один илидва приема производят подачу присадки непредельнЫх соединений. Общееколичество присадки составляет2-3,0 к массе промываемой фракции.25 Подачу воды производят в дваприема - вначале на 40-70 с послеподачи кислоты в количестве примерно 10 от общего количества (0,60,9 к фракции БТК), снижая при .этом концентрацию серной кислоты до80-88. Затем процесс очистки продолжают далее примерно 5-10 мин. ПодостижЕнии требуемых бромных чиселочищаемой фракции в нее добавляют остальное количество воды с получением 3540-45-ной кислоты.При этом прекращаются процессы полимериэации и происходит регенерация кислоты, т.е.отделение кислоты от кислой смолкии разрушение комплексов сульфокислот 40 с бенэольными углеводородами. После отстоя в течение 1, 5-3 ч 40-45 ную регенерированную кислоту и кислую смолку выводят, а очищенную кислую фракцию БТК подвергают нейтрализации промывкой раствором щелочи, отстою и отделению от отработанной щелочи и далее перегонке с выделениемготового продукта и кубовых остатков.Подача первой порции воды через40-70 с после начала очистки позволяет оборвать процессы сульфированияи в дальнейшем вести только процесс полимериэации непредельных соединений. В результате почти в два 55 раЪа уменьшается выход кислой смолки и почти во столько же раз снижаются потери бензольных углеводородов.Пример60 Для очистки взято 3 кг фракцииБТК, выкипающей в пределах 82, 5138"С,.содержащей 1,28 тиофена,серная кислота концентрацией 93,5в количестве 207 г (6,9 к фракцииБТК) и пипериленовая присадка, со717019 2,11 0,060 0,034 Время от начала очистки, с Показатель 100 200 360 40 60 20/0,12 0,03 0,03 0,028 0,028 Бромное числобензола,г/100 мл 1,28 0,34 0,16 0,10 0,08 0,06 Количествокислой смолки,Ъ 0,6 0,88 1,16 1,94 3,85 5,15 Потери бензольных углеводородов,Ъ О 22 О 51 О 74 О 98 1,53 1,98 Иэ приведенных данных видно, что необходимая степень очистки от тиофена достигается уже через 60 с. Однако при этом остается высоким бромное число, что является результатом присутствия легкокипящих полимеров или просто непредельных соединений. Про- должение процесса необходимо для дальнейшей полимериэации непредель-ных соединений и соответственно для уменьшения бромного числа. Однако при этом проявляются медленно протекающие процессы сульфирования как полимеров, так и гомологов бензола,держащая 96,5 Ъ непредельных соединений в количестве 84 г (2,8 Ъ к фракции БТК), Количество воды на регенерацию 197-95 Ъ к расходу кислоты.Условия проведения процесса.Температура,фС 42Продолжительность, сперемешивания с кислотой до 1-й подачиприсадки 20между 1-й и 2-й подачами присадки 20между подачей кислоты и 1-й подачейводы 60между 1 и 2-ю подачами воды 360Количество присадки, Ъ к фракцииБТК:на 1-ю подачу 1,9на 2-ю подачу 0,9Количество воды,гна 1-ю подачу 20на 2-ю подачу 177Количество воды,Ъ к фракции БТК;на 1-ю подачу 0,66на 2-ю подачу 5,89 Содержаниетиофена,Ъ 1,35 0,52 Концентрации кислоты, Ъ:после 1-й подачиводы 85,3после подачйводы 40,8После проведения опыта получены следующие данные:Выход кислой смолки, Ък фракции БТКПотери бенэольных углеводородов, Ъ к Фракции БТК 1,24Бромное число бензола,г/100 млСодержание тиофена вбенэоле, Ъ 15В табл, 1 приведены экспериментальные данные, служащие обоснованием необходимости выбора интервала времени от начала очистки до поро дачи в систему воды для сниженияконцентрации серной кислоты, прикоторой процессы полимеризации непредельных соединений продолжаются,но сульфирование бензольных угле водородов и образование кислой смолки существенно замедляется.Та блиц а 1 что приводит к увеличению количест ва кислой смолки и соответственнок увеличению потерь бензольных углеводородов. Так как при продолжении процесса 55 дальнейшие удаление тиофена уже неявляется необходимым, то процесс может быть продолжен при более слабойкислоте. В табл. 2 приводятся экспериментальные данные, определяю щие концентрацию кислоты, при которой он может быть доведен до конца., 7170191 Концентрация кислоты,Показатель 80 85 88 91 75 93РБромное число бенэола,г/100 мл Г0,108, 0,676 0,062 0,060 0,059 0,058: О 032 Оф 031 Ою 030 Оф 030 Ок 029 Тиофен в бенэоле,Выход кислойсмолки,д ГПотери бензольных углеводородов,О, 029 2, 04 2,24 1,86 2,48 3,48 4,88 0,88 1,05 1,18 1,58 2,28 0,68 ремя от ПоказаО 20 40 60 70 100 200 360 одержа- ..-.ние тиоФена, 1,35 0,52 Броййое.числобензола,г/).00 мл 0,05 0,03 0,03 0,03 0,029 0,0285 0,186 0,16 0,14 0,132 0,084 0,062 1,28 Выход кислой .смолки,1,42 1,90 0,60 0,881,1 б 1,30 2,46 Потери бензольных углеводородов,. 0(22 0,51 0,74 0,79 0,8 0,92 1,02 Концентрациякислоты, 13,5 93,3 88,0 85 3 85 8585 857 Йсходйая концейтрация кислотыво всех случаях составляет 93,5.Вода для разбавления кислоты подавалась через 60 с после начала процесса, затем очистка продолжаласьеще 300 с. Далее подавалось основное количество воды, при которомконцентрацйя кислоты снижалась до40 и"процесс очистки ествественнойрекращался. Уменьшение концейтра-"цйй"кислоты ниже 80 приводит кухудшению качества - бромное числоснижается недостаточно. Повышениекбнцентрации свыше 88 маЯо"скаэывается на качестве бензола, но неуклонно влечет за собой увеличение потерь бензольных углеводородов и рост выхода кислой смолкикрайне нежелательного и вредногоотхбда производства,В связи с этим спустя 60 с после начала процесса (после подачикислоты) т.е. спустя 20-30 с послепоследней подачи прйсадки необходимо подать незначительное коли, /чество воды, которое должно сни- .зить концентрацию кислоты в среднем до 85 (не ниже 80 и не выше88). При этой концентрации процессы полимериэации протекают еще до,статочно интенсивно, но процессысульфирования заметно ослабевают, Благодаря этому при продолжении очйстки количество кислойсмолки и соответственно потери бензольных углеводородов увеличиваются незначительно. В табл, 3 приводятся данные посериокислотной очвстке фракции БТК З 5 в случае подачи воды в систему вразличное время от начала очистки, т.е, подачи серной кислоты. Вода подавалась в количестве, необходимом для снижения концентрации кис лоты до 85. Вторично вода поданалаСь в количестве, обеспечиваемом снижение концентрации до 40.,15 дложе нный сократит ляющейся тва, и с ри бензо спо- вы- вредизить ьных оличество присадки,Ъ 2,0 Расход кислоты,Ъ к фракции БТК б 5 Таким о соб позвол ход кислой ным отходо примерно н углеводоро азом, пр т на 60 Ъ молки я производ 1,2 Ъ пот в,2,8 2 бр 5 78 а 7 у 8 ула изобретения Расход воды на 1-ю подачу,Ъ 0 5 Расходводы на2-ю подачу,Ъ 6,3 уммарый расход воды, Ъ кракции 5 4 7,Времямеждуподачей от и 1 дач 60 65 60 Таким образом, подача воды для снижения концентрации серной киспоты после обработки Фракции ВТК ерной кислотой в течение 40 с и йенее приводит к снижению степени удаления тиофена, напротив, подача 5 воды после 70 с обработки Фракции серной кислотой в заметной степени не отражается на снижении тиоФена в,продукте, но связана с увеличением выхода кислой смолки и потерь в бей-вольных углеводородах. Наиболее"оптимальным временем подачи воды в. систему является 60 с от начала подачи серной кислоты на обработку Фракции.В табл. 4 приведено сопоставление показателей процесса очистки Фракции БТК с исходным содержанием тиоФена 1,15 и 1,38 Ъ, проведенного по известному и предложенному способу.26таблиц а 4 Способ очистки фракции, содержащей бензол, толуол, ксилол, от сернистых и непредельных соединений, включающий обработку Фракции серной кислотой в присутствии присадки - непредельных соединений с последующим добавлением воды, отстоем и отделением от фракции кислоты и кислой смолки, о т " л.и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения потерь бензольных углеводородов и уменьшения выхода кислой смолки, добавление воды осуществляют двумя порциями, и первую порцию подают через 40-70 с после обработки с серной кислотой в количестве, обеспечивающем получение 80-88 Ъ-ной серной кислоты, с последующей подачей второй порции воды в количестве, обеспечивающем получение 40-45 Ъ- ной серной кислоты.717019 12 Составитель Л.БоброваРедактор Н,Щурикова Техред Э,ЧужихКорректор И,Муска Заказ 9749/27Тираж 495 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам"изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 43 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Коляндр Л,Я. Улавливание и переработка химических продуктов коксования. Металлургиздат, 1962, с.338. 2. Коляндр Л.Я. Новые способы переработки бензола, Металлургиздат,1976, с. 127.3, Авторское свидетельство СССР 9 220974, кл. С 07 С 15/02, 196 В,4, Войтновская Е,А. и др. Влия" ние условий сернокислотной очистки фракции сырого бензола на выход и состав кубовых остатков и выход кис- лсй смолки. фКокс и химия, Р 4, 1975, с. 26 (прототип).