Конденсация и улавливание продуктов коксования

Коксовый газ, выводящий из печи содержит пары летучих органических соединений, воды и аммиака.

Летучие продукты (прямой коксовый газ) из печи 1 (рис.19. ) поступают в газосборную трубу 2, где происходит первичное охлаждение до 85-90⁰С и частичная конденсация газа за счет испа­рения вспрыскиваемой аммиачной воды, отделенной в сепараторе 6, дополнительно охлаждается до 30—35⁰С в холодильнике 3, где конденсируется дополнительное количество смолы. Весь конденсат разделяют в сепараторе 6 на водный (аммиачная вода) и органический (каменноугольная смола — на переработку) слои.

Выходящий из холодильника 3 газ поступает в электроофильтр 4 для отделения смоляного тумана и газодувкой 5 подается на установку 7 для улавливания аммиака и пиридиновых оснований (на установке имеется испаритель аммиака из воды, сатуратор для поглощения азотистых оснований серной кислотой, кристаллизатор сульфата аммония и др.)

Газ с установки 7 содержит пары бензола и толуола, которые после промывки и охлаждения в скруббере 8 поглощают в абсорбере 9 маслом. Абсорбат подогревается в теплообменнике 10 и подается в десорбер 11, где отгоняется сырой бензол.

Ароматические соединения находятся в каменноугольной смоле и сыром бензоле. Выход смолы 32—34 кг, а сырого бензола 10—11 кг на 1 т сухого угля.

Лекция 20. Выделение ароматических углеводородов

===========================================================

Содержание ароматическим углеводородов в продуктах ароматизации;

- в катализате риформинга = 30-60 %.

- в сыром бензоле и смоле коксования = 95—97%.

Примеси - олефины (2-15%), парафины, нафтены, а также некоторые кислородные соединения (фенол, кумарон), пиридиновые основания, сернистые гетероциклические соединения (тиофен, тионафтен) и др., близкие по Т кип. к соответствующим ароматическим углеводородам.

Стадии очистки:

1. Разделение на фракции путем ректификации;

2. Выделение фенолов (в случае очистки продуктов коксования)

проводится обработкой фракций щелочью с последующей регенерацией фенола при помощи диоксида углерода:

АгОН + NаОН ¾® АгОNа + Н₂О

2 Аг ОNа + Н₂О + СО₂ ¾®2 Аг ОН + Nа₂ СО₃

3. Очистка фракций от олефинов.

- Для коксохимических продуктов, содержащих небольшое количество

олефинов - сернокислотный способ, состоящий в обработке 90-93% серной кислотой в результате чего часть олефинов дает кислые алкилсульфаты и переходит в кислотный слой;

RСН = СН₂ + Н₂SO₄ ¾® R(СН₃ ) СНОSО₂ ОН ,

а другая - полимеризуется: nRСН = СН₂ ¾® (-RСН-СН₂ -)_n .

- Для жидких продуктов пиролиза, содержащих значительные

количества олефинов, очистка кислотой невыгодна, поэтому применяют гидрирование на катализаторах, не затрагивающих ароматические связи.

- Для фракций риформинга и пиролиза в которых содержится много

парафинов, не отделяемых ректификацией, применяют экстракцию ароматических углеводородов селективными растворителями (например, ди-, три- и тетраэтиленгликоль, диметилсульфоксид) с добавлением 5—8% воды для увеличения селективности.

Графические зависимости: [3, с.5-7];

Технологическая схема экстракции ароматических углеводородов [2, с.12-3; 4, с.13-15].

Лекция 21. Изомеризация и деалкилирование аренов

=============================================================

Изомеризация. Цель—дополнительное получение наиболее ценных изомеров: о- и n-ксилолов из ксилольных фракций.

Процесс обратимый. В равновесной смеси в интервале Т=25—500⁰С содержится 52—60% мета-ксилола, что указывает на его высокую термостабильность.

С гомогенным катализатором кислотного типа (наиболее активен АlCl₃ ) у реакция в жидкой фазе идет уже при 50⁰С.

С гетерогенным алюмосиликатным катализатором реакция в газовой фазе проводится при 400-500⁰С.

В промышленности процесс изомеризации ксилолов комбинируют с разделением соответствующих фракций;

1 стадия - отгонка более летучего этилбензола от смеси ксилолов;

2 стадия — отгонка из смеси исходных и изомеризованных ксилолов м- и n-ксилолов (от о—ксилола - готового продукта в кубовом остатке) с дальнейшим разделением их на установке кристаллизации (-70⁰С) и центрифугированием (м-ксилол в маточном растворе 75— 85%; n-ксилол в твердом продукте 70-80%);

3 стадия — изомеризация м—ксилолов (маточный раствор) с после­дующей ректификацией (отгонка побочных продуктов — бензол, толуол, полиметилбензолы) и частичным возвратом на колонну отгонки 2 стадии;

4 стадия — кристаллизация расплава твердого продукта и выделение

n-ксилола центрифугированием (т. к. в маточном растворе содержится еще много n—ксилола его возвращают на кристаллизацию 2 стадии).

Диспропорционирование толуола проводится с теми же катализатора­ми, но при более жестких условиях (например, на алюмосиликатном катализаторе при Т=350-530⁰С и Р=1-1,2 МПа в присутствии водорода, препятствующего коксообразованию). Применяется для превращения избыточного толуола в бензол и ксилолы.

Адсорбция n—ксилола цеолитами (Парекс-процесс, аналогичный про­цессу адсорбции парафинов).

Деалкилирование толуола и метилнафталинов — процесс нашел приме­нение ввиду их избытка и дефицита бензола и нафталина. Основан на деструктивной гидрогенизации (гидрогенолиз) с расщеплением С—С связи между бензольным ядром и алкильной группой:

С₆ Н₅ – СН₃ + Н₂ ¾® С₆ Н₆ + СН₄

Термический процесс: Т=700—760⁰С; Р=4-5 МПа; избыток Н = 4:1.

Выход бензола до 98% (от теоретического).

Каталитический процесс: Т=580-620⁰С; Р=3-10 МПа;

Катализаторы — не затрагивающие аромати ческое ядро (оксиды Мо, Со, Сr на оксиде AL) Выход бензола до 95% (от теоретического)

Графические зависимости; [3, с. 8,18,23];

Технологические схемы: [2,с.42-43; 4, с. 16-20, 22,36-33].

Тема 5. ПРОИЗВОДСТВО АЦЕТИЛЕНА

============================================================