Спосіб отримання компонента моторного палива на основі ароматичних бензольних вуглеводнів

Изобретение относится к способам получения экологически чистых компонентов моторного топлива и может найти применение в коксохимической и других отраслях промышленности. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ получения компонента моторного топлива на основе ароматической фракции бензольных углеводородов, извлекаемых из коксового газа. Указанный способ включает получение фракции сырого бензола, содержащей смесь бензола, толуола, ксилола и сольвента (БТКС), последующую очистку фракции от непредельных и серосодержащих соединений, окончательную ректификацию очищенной фракции с выделением индивидуальных чистых товарных компонентов (бензола по ГОСТ 8448-78, толуола по ГОСТ 9880-76, сольвента по ГОСТ 1928-79) и их смешение в заданном соотношении. То есть целевой продукт получается в три стадии. Недостатками данного способа является сложность, низкая экономичность, связанная с необходимостью очистки от непредельных и сернистых соединений всей фракции для получения индивидуальных чистых продуктов (требуется большой расход серной кислоты, образуется значительное количество отходов в виде кислой смолки, кубовых остатков), наличием стадии смешения индивидуальных компонентов, требующий дополнительного расхода электроэнергии. Задачей данного изобретения является создание такого способа получения компонента моторного топлива, в котором новый режим ректификации позволил бы получить целевой продукт в одну стадию, сократить расход дефицитной серной кислоты, необходимой для очистки от непредельных и серосодержащих соединений, и за счет этого упростить и повысить экономичность процесса получения компонента с высоким октановым числом и низким содержанием бензола, серосодержащих и непредельных соединений. Сущность способа состоит в том, что в способе получения компонента моторного топлива на основе ароматических углеводородов каменноугольного сырого бензола, включающем ректификацию исходного сырья, последующую очистку от непредельных и серосодержащих соединений, ректификацию осуществляют с предварительным отбором двух фракций в интервалах температур 79-82°С и 82-110°С и последующим выделением целевого продукта в интервале температур 110-145°С, а очистке подвергают фракцию с температурой кипения 110-145°С. Отличительные признаки способа: - ректификация сырого бензола с предварительным отбором двух фракций в интервалах температур 7982°С и 82-110°С позволяет сконцентрировать в них ресурсы бензола и тиофена (основной серосодержащий компонент сырого бензола), что практически полностью освобождает от этих компонентов целевую фракцию; - последующее выделение целевого продукта в интервале температур 110-145°С позволяет получить такой состав и соотношение компонентов, при котором целевой продукт имеет высокое октановое число при достаточно низком содержании непредельных соединений: - очистка фракции с температурой кипения 110-145°С от непредельных и серосодержащих соединений проходит в значительно более мягких условиях (снижается расход серной кислоты) обеспечивает получение целевого продукта, качество которого отвечает требованиям к ароматическим компонентам моторных топлив. Пример осуществления способа. Способ осуществляли на промышленной установке в цехе ректификации Запорожского' коксохимического завода (см.чертеж). Сырой бензол в количестве 3,2 т/ч подают в колонну К1 для отбора фракции 79-82°С. Фракцию отбирают сверху колонны и, после конденсатора-холодильника и сепаратора, частично подают в виде рефлкжса на верхнюю тарелку колонны К1, балансовое ее количество поступает в хранилище, а оттуда на дальнейшую переработку с получением чистого бензола. Рефлюксное отношение к дистилляту составляет 3:1. Выход фракции 79-82°С составляет 77,4% от сырого бензола. Данный продукт колонны К1 поступает в количестве 0,7 м /ч на питающую тарелку колонны К2 для отбора промежуточной фракции 82-110°С. Отобранную в парах фракцию после конденсатора и сепаратора подают на верхнюю тарелку К2 в виде рефлюкса, а остальное количество возвращают в сырой бензол для совместной переработки. Рефлюксное отношение к отбору дистиллята составляет 15,5. Выход фракции 82110°С составляет 1,5% от сырого бензола. Остаток из колонны К2 передают в колонну К3 для отбора целевой фракции. Фракцию 110-145°С отбирают сверху колонны и после конденсации и сепарирования частично подают на верхнюю тарелку КЗ в виде рефлюкса, а остальное количество выводят в хранилище, из которого фракция 110-145°С поступает на очистку от остаточного количества серосодержащих и непредельных соединений. Выход фракции 110-145°С составляет 20,6% от сырого бензола. Рефлюксное отношение к дистилляту 2,4. Очистку фракции 110-145°С производят концентрированной (92-94%) серной кислотой в одну стадию. Основной контакт фракции с кислотой происходит в насосе-смесителе и гидравлическом смесителе. После чего смесь проходит стадию регенерации кислоты, отстой и нейтрализацию 10-15%-ным раствором щелочи. Для достижения содержания в целевой фракции содержания общей серы не более 0,10% расход кислоты для очистки составляет не более 5% от очищаемой фракции. Продолжительность контакта составляет 1 мин. Образующуюся в процессе очистки регенерированную кислоту передают в цех улавливания для получения сульфата аммония. Количество образующихся при очистке отходов - кислой смолки и кубовых остатков на 35% ниже, чем при очистке сырого бензола для получения индивидуальных чистых продуктов. Состав и свойства исходного сырья -сырого бензола Запорожского КХЗ после отбора головной фракции приведены в таблице 1. В таблице 2 приведен состав и свойства полученной по описанному способу целевой фракции 110-145°С до и после сернокислотной очистки от непредельных и серосодержащих соединений. Первоначально были проведены эксперименты по обоснованию правомерности выбора диапазона изменения температурного интервала отбора фракций, предшествующих целевому продукту, и интервала отбора целевой фракции. Полученные данные приведены в таблице 3. Анализ таблицы 3 показывает, что выбранные интервалы отбора предшествующих целевому продукту фракций являются наиболее оптимальными. Так, сужение интервала отбора этих фракций (вариант II) приводит к увеличению содержания бензола и серосодержащих соединений в целевой фракции. Расширение интервала отбора предшествующих фракций (вариант III) приводит, с одной стороны, к потерям ресурсов толуола с фракцией 79-90°С, а, с другой стороны, к снижению выхода и октанового числа целевой фракции. Увеличение конца кипения целевой фракции на 5°С (вариант IV) приводит к увеличению содержания непредельных высококипящих соединений, относительному снижению содержания толуола и снижению октанового числа. Таким образом, выбранный интервал отбора предшествующих и целевой фракций является наиболее оптимальным для получения продукта с высоким октановым числом и низким содержанием непредельных и сернистых соединений. Ниже приведены физические характеристики компонента моторного топлива, полученного предлагаемым способом в сравнении с требованиями ТУ 14-6-34-93 на компонент моторных топлив ароматический. Анализ физических характеристик показывает, что полученный продукт полностью соответствует требованиям, предъявляемым к качеству компонентов моторных топлив, а по детонационной стойкости, остаточному содержанию серосодержащих и непредельных соединений (остаток в колбе) даже превосходит их. Сопоставительный анализ известного и предлагаемого способов приведен в таблице 5. Анализ таблицы 5 свидетельствует об упрощении способа получения компонента моторных топлив и о сокращении расхода кислоты на 30% по отношению к очищаемой фракции. Полученный компонент был испытан в смеси с рафинатом бензольного риформинга Кременчугского НПЗ (ТУ 301-03-004-80), имеющим октановое число 60,3 (Моторный метод). Количество компонента, добавляемое к указанному продукту, составляло 20%. Таким образом, предложенный способ позволяет получить компонент моторного топлива с низким содержанием бензола (не более 0,1 мас.%), непредельных и серосодержащих соединения, высоким октановым числом, который может быть использован в качестве ароматической добавки к низкосортному бензину.