Спосіб сумісного одержання компонента моторного палива і очищеного бензолу

Спосіб сумісного одержання компонента, моторного палива і очищеного бензолу шляхом ректифікації очищеної від ненасичених і сірчаних сполук бензол-толуол-ксилольно-сольвентової фракції сирого бензолу, який відрізняється тим, що вказану ректифікацію здійснюють в одній колоні, при цьому з вер ху цієї колони відбирають фракцію, що википає в інтервалі температур 78,9-80,2°С, боковим відбором із укріплюючої частини колони виділяють очищений бензол з межами кипіння 79,6-80,3°С, а знизу колони відбирають цільову фракцію для одержання компонента моторного палива, що википає в межах температур 90-110°С160°С, яку піддають дистиляції для одержання цільового продукту. (19) (21) 99095011 (22) 08.09.1999 (24) 16.04.2001 (33) UA (46) 16.04.2001, Бюл. № 3, 2001 р. (72) Войтенко Борис Іванович, Рубчевський Валерій Миколайович, Чернишов Юрій Олексійович, Данилов Сергій Миколайович, Билков Валентин Григорович, Семенченко Юрій Макарович, Овчинникова Світлана Олександрівна, Ковальов Євген Тихонович, Ковальова Наталія Іванівна, Попов Олександр Леонідович, Озерський Юрій Григорович (73) Український державний науково-дослідний вуглехімічний інститут, Відкрите акціонерне товариство "Запорожкокс", Закрите акціонерне товариство "Экотехника" 35655 кості технологічного обладнання, підвищеними експлуатаційними та енергозатратами. Задача запропонованого винаходу полягає в ускладненні способу сумісного одержання компоненту моторного палива і очищеного бензолу шляхом змін засобів та умов розділу вихідної сировини і, за рахунок цього, скорочення одиниць технологічного устаткування спрощення технології сумісного одержання чистого бензолу і компоненту з регулюючим окладом підвищення економічності процесу. Поставлена задача вирішується тим що в способі сумового одержання компоненту моторного палива і очищеного бензолу шляхом ректифікації очищеної від ненасичених і сірчаних сполук бензол-толуол-ксилольно-сольвентової фракції виділення очищеного бензолу і цільової фракції для одержання компоненту моторного палива здійснюють в одній колоні. Зверху цієї колони відбирають фракцію, що википає в інтервалі температур (78,9-80,2)°С боковим відбором із укріплюючої частини колони виділяють очищений бензол з межами кипіння (79,6-80,3)°С, а знизу колони відбирають цільову фракцію для одержання компоненту моторного палива, що википає в інтервалі температур (90-110)°С-160°С, котру піддають дистиляції з одержанням цільового продукту, що википає в інтервалі температур (90-110)°С-150°С. Ознаки винаходу мають такий причиннонаслідковий зв'язок з досягнутим технічним результатом. Зміна засобів розділу сировини дозволяє вести процес в одній ректифікаційній колоні. Це дає можливість скоротити одиниці технологічного обладнання, зменшити експлуатаційні і енергозатрати, а отже, підвищити економічність процесу. Строго заданий температурний інтервал кипіння верхнього продукту, який відбирається (головного погону), забезпечує концентрацію в ньому домішок легкокиплячих насичених сполук, що дозволяє одержати в одній колоні боковим відбором чистий бензол, що відповідає вимогам ГОСТ 844878. Це також підвищує економічність процесу. Вибраний температурний інтервал кипіння нижнього продукту, що відбирається, дозволяє регулювати ступінь вичерпання бензолу із цільової фракції, а отже, і його вихід у вигляді чистого продукту, а також запобігає попаданню я очищений бензол домівок у вигляді насичених вуглеводнів, що киплять вище бензолу і толуолу, а також в одній колоні виділяти фракцію для одержання компоненту моторного палива, із якої шляхом дистиляції можна одержувати цільовій продукт а регульованим складом і властивостями і в більшій кількості. Це дає можливість скоротити одиниці технологічного устаткування, спростити і здешевити процес, підвищити його економічність. Таким чином, кожна із ознак сприяє, а їх сукупність забезпечує досягнення технічного результату. Приклад здійснення способу Спосіб здійснювали на промисловій установці в цеху уловлювання ВАТ "Запорожкокс" (схема установки наведена на фігурі). Очищену від ненасичених і сірчаних сполук фраків БТКС (вміст тіофену не більше 0,02% із схови ща насосом в кількості 3,5 т/ч подають в колону КІ на живлюючу тарілку (див. малюнок). З верху колони в парах відбирають фракцію (78,980,2)°С Головний погон подають в конденсаторхолодильник, сепаратор і рефлюксний бачок, звідкіля насосом - на верхню (30-к) тарілку колони КІ в якості рефлюкса. Рефлюксне число до дистиляту складає (25-30):1. В балансовій кількості фракцію (78,9-80,2)°С виводять або в збірник митої фракції БТКС для сумісної переробки або в збірник компоненту моторних палив. Вихід головної фракції складає 2,5% від сировини. Боковим відбором з 24-ї тарілки колони КІ відбирають чистий бензол (фракція 79,6-80,3°С) що відповідає ГОСТу 3448-78, і через холодильник відправляють в окремий збірник. Знизу колони КІ через холодильник залишку виводять цільову фракцію для одержання компоненту моторного палива (90-110)°С-160°С. Температурний режим низу колони вибирають залежно від необхідної глибини вичерпання бензолу від залишку. Одержану кільову фракцію (90-110)°С-160°С через холодильник задишку колони КІ направляють в куб агрегату періодичної дії з колоною К2 для дистиляції і відокремлення від кубових залишків. З верху колони К2 через конденсаторхолодильник і сепаратор виводять фракцію (90110)°С-150°С кондиційний компонент моторного палива згідно з ТУ 14-6-34-93. Частину фракції у вигляді рефлюкса подають на верхню тарілку колони К2. Кубові залишки із куба відкачують в окреме сховище. Склад і властивості вихідної сировини наведені в табл. 1. Таблиця 1 Склад і властивості бензол-толуол-ксилольносольвентової фракції Компонент Легкі насичені сполуки Сірковуглець Бензол Толуол Ксилоли Компоненти сольвенту Інші Щільність при 20°С, кг/мг Інтервал кипіння, °С: початок перегонки 95% відгону Вміст, % мас. 0,45 0,0001 75,60 18,10 3,50 1,72 0,61 879 78,9 160 Були проведені експерименти з обгрунтування правомірності вибору діапазону зміни температурного інтервалу кипіння цільових фракцій, що відбираються. Слід відмітити, що температура початку кипіння головної фракції обмежена температурою початку кипіння сировинної фракції ВТКС (78,9°С). Звуження інтервалу кипіння головної фракції де 80,1°С приводить до збільшення вмісту домішок насичених вуглеводнів в бензолів тому що вони утворюють з бензолом азеотропні суміші, які мають температуру кипіння близьку що температури кипіння чистого бензолу (80,1°С). Розширення 2 35655 інтервалу кипіння головної фракції (температура кінця кипіння 80,3-80,4°С) приводить до збільшення виходу фракції і до збільшення втрат бензолу э головної фракції. В табл. 2 наведені дані про склад і властивості чистого бензолу що відбирають яри різному температурному інтервалі кипіння. цьому дещо зменшується вихід. Розширення інтервалу кипіння приводить до збільшення вмісту домішок, які киплять до та після бензолу і, відповідно, до погіршення його якості. Наведені в табл. 3 дані показують зміну складу цільової фракції для одержання компоненту моторного палива залежно від початку кипіння фракції. Розширення температурного інтервалу кипіння цільової фракції для одержання компоненту моторного палива в бік зниження температури початку кипіння (фракція 85-160°С) приводить до збільшення вмісту бензолу у фракції, що погіршує якість мотопалива, що одержують, і знижує ви хід чистого бензолу. Підвищення температури кипіння цільової фракції вище вибраного інтервалу (112160°С) приводить до зменшення виходу фракції і не дозволяє одержати чистий бензол відповідний вимогам ГОСТ, тому що в ньому міститься багато толуолу і домішок, що киплять між бензолом і толуолом. Вибраний інтервал кипіння цільової фракції (90-110)°С-160°С дозволяє одержувати продукт з варіюваним складом по вмісту бензолу, відповідний вимогам ТУ. В табл. 4 представлено дані про склад, властивості і вихід фракцій, які одержують пропонованим способом. Таблиця 2 Склад і властивості очищеного бензолу залежно від інтервалу кипіння Компоненти Вміст компоненту, % мас. Температурний інтервал кипіння, °С 79,6-80,3 79,7-80,2 79,5-80,4 0,33 0,23 0,38 99,60 99,70 99,53 0,02 0,02 0,02 0.05 0,04 0,07 Насичені сполуки Бензол Тіофен Толуол Вихід фракції, % мас. 51,8-73,4 50,6-72,1 53,7-74,2 Температура крис5,31 5,33 5,15 талізації, °С Як видно із даних табл. 2, звуження температурного інтервалу кипіння чистого бензолу поліпшує якість бензолу, який одержують, однак при Таблиця 3 Склад і властивості фракції для одержання компоненту моторного палива в залежності від інтервалу кипіння Компонент Насичені сполуки Бензол Тіофен Толуол Три метил бензоли Вихід фракції, % мас. Октанове число (моторний метод) 85-160 0,03 60,16 0,02 30,10 3,84 59,79 108 Вміст компоненту, % мас. Температурний інтервал кипіння, °С 90-160 95-160 100-160 110-160 0,03 0,03 0,01 0,01 47,89 39,94 10,01 0,1 0,015 0,015 0,01 0,01 39,38 45,40 68,05 75,60 5,04 5,80 8,69 9,60 45,70 39,96 26,45 23,80 108 108 104 104 112-160 0,008 73,60 10,50 22,00 95 Таблиця 4 Склад і властивості одержаних фракцій Компоненти Насичені вуглеводи Бензол Тіофен Толуол Ксилоли Триметилбензоли Щільність при 20°С, кг/м 3 Межі перегонки, °С: початок кипіння 95% відгону Вихід фракції, % мас. Головна фракція 79,9-80,2°С 9,25 90,50 0,20 858 Вміст компоненту, % мас. Фракція для одержання компоЧистий бензол 79,6ненту моторного палива (9080,3°С 110)-60°С 0,33 0,01-0,03 99,60 0,1-47,89 0,02 0,01 0,05 39,38-75,6 7,65-14,68 5,03-9,60 879 873 78,9 80,2 2,0-2,5 79,6 80,3 51,8-73,7 3 90-110 160 23,80-59,79 35655 Наведені в табл. 4 дані свідчать про можливість сумісного одержання за запропонованою технологією чистого бензолу і цільової фракції для виділенню із неї компоненту моторного палива. В табл. 5 і 6 наведені характеристики одержаних запропонованим способом кінцевих продуктів (чистого бензолу і компоненту моторного палива) і їх порівняльні з аналогічними показниками властивості згідно з діючими ГОСТ і ТУ. моторного палива відповідає вимогам ТУ-14-6-3493 на компонент моторного палива ароматичний. Таблиця 6 Показники якості компоненту моторного палива Назва показників Таблиця 5 Зовнішній вигляд Основні показники якості очищеного бензолу Назва показників 1. Щільність при 20°С, г/см 3 Норма Значення по для одерГОСТ жаного 8448-78 продукту 0,8770,879 0,880 2. Межі перегонкиї 95% об'єму від початку кипіння перегоняється в інтервалі температур, °С, не більше (включаючи температуру кипіння чистого бензолу 80,1°С) 0,7 3. Температура кристалізації, °С не менше 5,2 4. Забарвлення сірчаної кислоти, номер зразкової шкали, не більше 0,15 5. Масова доля тіофен у, %, не більше 0,02 6. Випробування на мідній Витрипластинці мує 7. Масова доля загальної сірки, %, не більше 0,015 Ме ханічні домішки і вода Детонаційна стійкість, октанове число (за моторним методом), не менше Фракційний склад: температура початку перегонки, °С не нижче 10% перегоняється при температурі °С, не вище 50% перегоняється при температурі °С, не вище 90% перегоняється при температурі °С, не вище Кінець кипіння,°С, не вище Залишок у колбі, %, не більше Масова доля сірки, %, не більше 0,6 5,3 0,12 0,015 Норма за ТУ 14-6-3493 Прозора рідина Відсутні Значення для одержаного продукту Прозора рідина 104 104-108 85 90-110 120 112 130 125 145 135 165 150 1 0,3 0,15 0,01 Відсутні Порівняння запропонованого і відомого за прототипом способів представлено в табл. 7. Порівняльний аналіз даних, наведених в табл. 7, свідчить про скорочення одиниць технологічного обладнання, необхідного для здійснення способу, який заявляється, в порівнянні з відомим за прототипом, а отже, про скорочення експлуатаційних і енергозатрат, спрощення і підвищення економічності запропонованого способу. 0,010 Як виходить із наведених даних, одержані продукти (чистий бензол і компонент моторного палива) відповідає діючим ГОСТ і ТУ. Так, одержаний бензол відповідає вимогам ГОСТ 8448-76 (бензол для нітрації), а компонент Таблиця 7 Порівняння відомого і запропонованого способів Основні стадії процесу 1. Ректифікація очищеної від ненасичених і 1. Ректифікація очищеної від ненасичених і сірчаних сірчаних сполук фракції БТКС в трьох ректифі- сполук фракції БТКС в одній ректифікаційній колоні з кованих агрегатах з виділенням індивідуальних одержанням фракцій 78,9-80,2°С; 79,6-80,3°С (чистий чистих продуктів: бензолу, толуолу і ксилолів бензол) і фракції (90-110)-60°С (цільова фракція для одержання компоненту моторних палив) 2. Змішування одержаних чистих продуктів в 2. Дистиляція фракції (90-110)-160°С шляхом відпарки певному співвідношенні з одержанням компо- від кубових залишків з одержанням товарного компоненту моторного палива потрібної якості ненту моторних палив 4 35655 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5