Спосіб очистки бензолу

Спосіб очистки бензолу шляхом обробки вихідної сировини кислотним агентом, що містить сульфокислоти, який відрізняється тим, що як кислотний агент використовують кислі смолки процесів обробки ароматичних вуглеводнів сірчаною кислотою в КІЛЬКОСТІ 2-20% мас, причому процес очистки ведуть при температурі 40-160°С Винахід відноситься до способів очистки бензолу і може бути використаний в нафто- та КОКСОХІМІЧНІЙ галузях промисловості Відомий спосіб пдроочистки бензолу при температурі 250 - 400°С і тиску 25 - бОатм в присутності каталізатора, який містить 0,3%мас Pd на окис алюмінію [А С СРСР №1349696 С 07 С 15/04, 4/16, заявл 07 0182р. опубл 05 01 83р ] Цей процес потребує складного апаратурного оформлення, передбачає використання дорогого каталізатора, в зв'язку а чим є неекономічним Достатньо широко ВІДОМІ способи очистки бензолу, засновані на використанні кислотних агентів Так, по патенту [Патент ПНР №72464 НКВ 12 С 1/04 МКВ С 07 С 7/00, заявл 21 04 71р, опубл 05 10 75р] сирий бензол, який містить тюфен та ненасичені сполучення, обробляють сірчаною кислотою в присутності фенолів і аліфатичних альдегідів, КІЛЬКІСТЬ яких в кислотнім шару складає 5 15% По способу УХІНу [А С СРСР №977449 МКВ 3 С 07 С 15/04, заявл 03 04 81р. опубл 30 11 82р , БВ №44] бензол високої якості одержують обробкою бензол-толуол-ксилольної фракції сірчаною кислотою в присутності ненасичених сполук з подальшою ректифікацією реакційної маси і адсорбційною очисткою бензолу Витрати сірчаної кислоти становлять при цьому близько 40кгл~ продукту недостатня ступінь очистки, необхідність застосування дорогої, дефіцитної сірчаної кислоти, що підвищує вартість очистки бензолу Найбільш близьким по технічній суті та досягнутому ефекту до запропонованого способу є спосіб безперервного вилучення тюфену із бензолу шляхом обробки його кислотним агентом, що містить 65 - 75% мас сірчаної кислоти 85 - 95%-ноі концентрації і 25 - 35% мас Монобензол сульфокислоти [Пат ФРН №1182221 МПК С 07 С 15/04, заявл 0 4 1 0 6 1 р . опубл 22 07 65р ] Недоліками вказаного способу є необхідність використання дефіцитної сірчаної кислоти, висока вартість монобензолсульфокислоти, утворення побічних продуктів осмолення і необхідність їх утилізації, недостатня ступінь очистки бензолу і висока ціна Задачею запропонованого винаходу є розробка високоефективного, екологічно безпечного і економічно вигідного способу очистки сирого бензолу Суть запропонованого винаходу полягає в тому, що сирий бензол обробляють кислотним агентом, який являє собою кислі смолки процесів обробки ароматичних вуглеводнів сірчаною кислотою при температурі 40 - 160°С, причому КІЛЬКІСТЬ кислотного агента в перерахунку на сульфогрупу складає 2 - 20% мас Технічний результат, який досягається при використанні запропонованого винаходу в присутності ароматичних сульфокислот в ВІДОМІ способи кислотної очистки бензолу мають загальні недоліки втрати бензолу внаслідок сульфурування, (О 49116 заданих умовах іде полімеризація, поліконденсація і алкілірування домівок сирого бензолу, практично виключається реакція сульфурування бензолу і знижуються його втрати, продукти "осмолу" легко поглинаються кислою смолкою, чим забезпечується ефективний розділ бензольної і смоляних фракцій Позитивний ефект від застосування виключається використання дефіцитної сірчаної кислота, тобто підвищується економічність процесу, підвищується вихід і якість кінцевого продукту, утилізуються відходи процесів обробки ароматичних вуглеводнів сірчаною кислотою Запропонований спосіб здійснюється таким чином В реактор з кислотостійкого матеріалу з електрообігрівом, обладнаний термометром, мішалкою і зворотним холодильником, завантажують необхідну КІЛЬКІСТЬ кислотного агента і си рий бензол після відокремлення від нього головної фракцм(склад бензолу див табл 1) Таблиця 1 Склад бензолу, який піддягає очистці Назва компонентів Бензол Толуол Ксилол Тюфен(в перерахунку на тюфенову сірку) Ненасичені сполуки % мас 83 12 1,8 0,08 1,84 100 ІНШІ ДО Суміш нагрівають до заданої температури і витримують певний час при перемішуванні По закінченні витримки бензол відгоняють із реактора, пропускаючи пару через луговий розчин В реактор завантажують свіжу порцію бензолу і проводять процес багаторазово до зниження ефективності очистки, потім кислотний агент піддають регенерації відомим способом Запропонований спосіб ілюструється наступ ними прикладами Приклад 1 В реактор завантажують сирий бензол(склад див табл 1) та різні кислотні агенти в КІЛЬКОСТІ 5% мас (в перерахунку на сульфогрупу) від вихідної сировини Перемішують протягом 7хвилин при температурі 80 - 81 °С, потім бензол відганяють, пропускаючи його пари через луговий розчин Результат очистки наведений в таблиці 2 Таблиця 2 Залежність виходу та якості очищеного бензолу від виду кислотного агента Втрати бензолу, % Кислотний агент Суміш сірчаної кислоти і монобензолсульфокислоти(по прототипу) Мононафталінсульфокислота Сульфомаса процесу сірчанокислотної очистки нафталіну складу, % мас мононафталінсульфокислота - 68 сірчана кислота - 6,2 вода і ІНШІ домішки до 100(далі сульфомаса) Кисла смолка - продукт сірчанокислотної очистки бензолу, склад % мас ароматичні вуглеводні(бензол та його гомологи) - 45 полімери - 40 кислоти(в т ч сульфокислота) - решта до 100(далі кисла смолка) Аналіз одержаних результатів показує, що застосування в процесі очистки бензолу кислотних агентів, одержаних внаслідок кислотної обробки ароматичних вуглеводнів, забезпечує можливість очистки бензолу з незначними його втратами і одержання кінцевого продукта потрібної якості Приклад 2 Показники якості бензолу Забарвлення Бромне число сірчаної кислоти ГОСТ 2706 11-74 ГОСТ 2706 3-74 02 0,06 0,2 0,1 0,4 0,18 0,04 0,08 0,1 0,06 0,1 0,1 В умовах прикладу 1 здійснюють очистку бензолу за допомогою кислотних агентів - продуктів обробки ароматичних вуглеводнів сірчаною кислотою в межах 1 - 20% мас (рахуючи на сульфогрупу) до вихідного бензолу Склад кислотних агентів див в прикладі 1 Одержані результати наведені в таблиці З 49116 Таблиця З Залежність виходу та якості очищеного бензолу від витрат кислотного агента Кислотний агент (к/а) Сул ьфо маса Кисла смолка Витрати к/а,% мас до бензолу Втрати бензолу,% 1 2 6 10 12 20 1 2 6 10 12 20 0,03 0,03 0,04 0,06 0,10 0 80 0,04 0,05 0,06 0,10 0,20 0,80 Результати, наведені в таблиці 3, світать про те, що оптимальна КІЛЬКІСТЬ КИСЛОТНИХ агентів для очистки бензолу складає 2 - 10% мас (в перерахунку на сульфогрупу) до вихідного бензолу Зменшення витрат кислотних агентів зменшує ефективність очистки, збільшення приводить до більших втрат Приклад З В умовах прикладу 1 здійснюють очистку бензолу за допомогою сульфомаси і кислої смолки в інтервалі температур 40 - 160°С і тривалості про Показники якості бензолу Забарвлення сірчаної Бромне число ГОСТ кислоти ГОСТ 2706 11--74 2706 3-74 0,20 0,30 0,10 0,20 0,08 0,10 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,20 0,40 0,10 0,20 0,10 0,10 0,08 0,08 0,08 0,08 0,07 0,07 цесу в межах 0,5 - 12хвил Результати експериментів наведені в таблиці 4 Очевидно, що оптимальними умовами процесу очистки бензолу є температура в межах 60 - 140°С і терміном 1 10хвил Скорочення витримки реакційної маси і зниження температури нижче вказаних меж зменшують ефективність очистки, а збільшення параметрів вже верхніх меж приводить до збільшення втрат бензолу Для підтвердження ефективності запропонованого способу очистки бензолу провели його порівняння з способом очистки по прототипу Таблиця 4 Забарвлення сірУмови ведення процесу чаної кислоти в номерах зразко- температура °С час, хвил вої шкали 1 2 3 40 60 80 0,5 140 160 40 60 Сул ьфо маса 80 1,0 140 160 40 60 80 5,0 140 160 40 60 Кисла смолка 80 10,0 140 160 Втрати бензолу, % 4 0,02 0,02 0,03 0,18 0,3 0,02 0,02 0,03 0,18 0,3 0,03 0,03 0,04 0,2 0,4 0,04 0,04 0,08 0,2 0,5 Ступінь очистки бензолу 5 0,2 0,2 0,18 0,15 0,15 0,15 0,1 0,1 0,08 0,08 0,15 0,1 0,08 0,07 0,07 0,12 0,1 0,07 0,06 0,06 6 0,4 0,4 0,35 0,3 0,3 0,27 0,2 0,15 0,15 0,15 0,25 0,15 0,1 0,1 0,1 0,23 0,12 0,1 0,08 0,08 49116 Продовження таблиці 4 40 60 80 140 160 40 60 80 140 160 40 60 80 140 160 40 60 80 140 160 40 60 80 140 160 12,0 05 , 10 , 50 , 10,0 0,05 0,05 0,09 03 , 06 , 0,03 0,03 0,04 02 , 0,36 0,03 0,03 0,04 02 , 04 , 0,04 0,04 0,06 02 , 05 , 0,05 0,05 0,15 02 , 06 , 0,12 01 , 0,07 0,06 0,06 03 , 03 , 0,25 02 , 02 , 0,16 01 , 01 , 0,09 0,09 0,17 01 , 01 , 0,08 0,08 0,15 01 , 0,08 0,07 0,07 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 0,23 0,12 01 , 0,08 0,08 05 , 05 , 04 , 0,35 0,35 03 , 02 , 0,18 0,18 0,18 0,27 0,17 0,15 0,15 0,15 0,25 0,15 0,12 0,12 0,11