Технологии получения фракций ароматических углеводородов С6-С8 для производства бензола на этиленовых установках тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.13, кандидат технических наук Гильмуллин, Ринат Раисович

• Гильмуллин, Ринат Раисович
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Гильмуллин, Ринат Раисович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Промышленные способы получения бензола

1.2 Методы выделения и очистки бензола

1.3 Требования к качеству ароматических углеводородов

1.4 Перспективы получения ароматических углеводородов из 32 нетрадиционных видов сырья

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Характеристика исходных продуктов

2.2 Проведение лабораторных исследований

2.3 Методы исследования

2.4 Обработка результатов эксперимента

ГЛАВА 3. ИСТОЧНИКИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТОВАРНОГО БЕНЗОЛА НА

ПРИМЕРЕ ОАО «НИЖНЕЕАМС КНЕФТЕХИМ»

ГЛАВА 4. ПОЛУЧЕНИЕ БЕНЗОЛ-ТОЛУОЛ-КСИЛОЛ

СОДЕРЖАЩИХ ФРАКЦИЙ

4.1 Гидродеалкилирование фракции С9-пиролиза

4.2 Риформинг гексановой фракции и прямогонного бензина

ГЛАВА 5. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

ДОПЛНИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ БЕНЗОЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ИЗ «СЫРОГО» БЕНЗОЛА

5.1 Исследование состава фракций «сырого» коксохимического бензола

5.2 Каталитическая гидроочистка коксохимической С6-С8 фракции

5.3 Исследование возможности совместной переработки нефтехимической и коксохимической ароматических фракций С6-С8 на установке получения бензола

5.3.1 Удаление микропримесей из состава выделенной коксохимической фракции С6-С

5.3.2. Совместная 2-х стадийная гидроочистка нефтехимической и коксохимической С6-С8 фракций

ГЛАВА 6. ТЕХНОЛОГИЯ СОВМЕСТНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ

НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ И КОКСОХИМИЧЕСКОЙ АРОМАТИЧЕСКИХ ФРАКЦИЙ С6-С8 НА ОАО «НИЖНЕКАМСКНЕФТЕХИМ»

6.1 Технология получения ароматической фракции С6-С8 из сырого» бензола

6.2 Совместная переработка нефтехимической и коксохимической ароматических фракций С6-С8 на бензольной установке

ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технологии получения фракций ароматических углеводородов С6-С8 для производства бензола на этиленовых установках»

Ароматические углеводороды являются одним из основных видов сырья промышленности нефтехимии и основного органического синтеза. Наибольшее применение получили низшие ароматические углеводороды - бензол, толуол и ксилолы (БТК). По абсолютным масштабам и среднегодовым темпам роста производства и потребления в промышленно развитых странах среди полупродуктов органического синтеза бензол уступает лишь этилену. Эта тенденция сохранится и в перспективе.

Актуальность проблемы. В последние годы наблюдается стремительный рост спроса на бензол, как на мировом рынке, так и на рынке отечественной нефтехимии (рис. 1, 2). Это связано с тем, что на производствах, потребляющих этот продукт, растет объем выпускаемой продукции. Для обеспечения динамично развивающегося рынка необходимым объемом бензола намечается тенденция постоянного роста мощностей по его производству вовлечением в переработку новых источников сырья. В связи с ограниченностью сырьевых источников пиролизного бензола, исследования по разработке и внедрению новых технологий с использованием в качестве дополнительного сырья более доступных источников, в том числе из невостребованных вторичных продуктов нефте- и углехимии остаются актуальным.

1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004

Годы

Для увеличения производства бензола необходимо внедрение экономичных технологических процессов и оборудования, использование более дешевого сырья для синтеза, применение малоотходных и безотходных технологий, усовершенствование методов очистки продуктов, отходящих газов и сточных вод. Одним из основных целей совершенствования технологии получения чистого бензола является достижение более высоких выходов и чистоты конечного продукта при одновременном снижении энергозатрат и капиталовложений.

Рис. 2 - Производство бензола в РФ за период с 1996 по 2004 годы

1996 1997 1998 [999 2000 2001 2002 2003 2004

Годы

Цель работы. Исследование особенностей процессов термического и каталитического гидродеалкилирования тяжелых алкиларом этических углеводородов, риформинга бензиновых фракций, каталитической гидроочистки бензол-содержащих фракций для производства фракций ароматических углеводородов С6-С8 и создание технологии совместной переработки пиролизной и указанных фракций С6-С8 на бензольной установке этиленового комплекса.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи: -исследование состава и физико-химических характеристик вторичных продуктов нефтехимических производств, содержащих ароматические углеводороды, некоторых фракций первичной переработки нефти и газа, являющихся потенциальным сырьем производства ароматических углеводородов и продукта коксохимического производства - «сырого» бензола;

-изучение возможности получения бензол-толуол-ксилол

БТК)-содержащей фракции термическим и каталитическим методами 5 гидродеалкилирования фракции С9 пиролизной смолы, риформингом прямогонного бензина и гексановой фракции; -исследование каталитической гидроочистки «сырого» бензола на отработанном Pt- и А1СоМо-содержащих катализаторах как один из вариантов получения дополнительного сырья для бензольной установки; -исследование возможности совместной переработки пиролизной (нефтехимической) фракций С6-С8 и «сырого» бензола на модельных смесях, по промышленной двухступенчатой схеме гидроочистки пироконденсата С6-С8; -разработка технологического процесса совместной переработки пиролизной и коксохимической фракций С6-С8.

Научная новизна. В результате экспериментальных исследований установлена возможность одностадийной гидроочистки коксохимической фракции С6-С8 от серосодержащих, непредельных соединений и микропримесей. Установлено, что в качестве катализатора в этом процессе целесообразно использовать отработанный (не содержащий активных кислотных центров) Pt-катализатор или AlCoMo- катализатор.

Установлена возможность гидроочистки коксохимического «сырого» бензола с предварительно сниженной концентрацией микропримесей совместно с пиролизной фракцией С6-С8 по двухступенчатому методу гидроочистки, позволяющая проводить переработку указанных продуктов без снижения активности используемых в этом процессе Pd- и AICoMoсодержащих катализаторов.

Показана возможность получения на основе фракции С9 пиролизной смолы концентратов низших ароматических углеводородов методами термического и каталитического гидродеалкилирования. Установлена целесообразность предварительного концентрирования алкилароматических углеводородов ректификацией указанного сырья и ее гидрирование на Ptсодержащем катализаторе.

Практическая значимость. Разработана и реализована технологическая схема получения фракции ароматических углеводородов С6-С8 из б коксохимического сырья с предварительным выделением фракции с пределами кипения 75-150 °С и очистки указанной фракции от микропримесей водной отмывкой.

Разработана и осуществлена в промышленном масштабе технология совместной переработки пиролизной и коксохимической фракций С6-С8, включающая гидроочистку указанных продуктов от непредельных и серосодержащих соединений с применением двухступенчатой гидроочистки на Pd- и А1СоМо-содержащих катализаторах и их переработку на бензольной установке этиленового комплекса. В результате увеличена производительность этиленового комплекса по производству товарного бензола в среднем на 10 %.

Внедрена схема использования отработанного ароматического растворителя С6-С8 производства изопрена из изобутилена и формальдегида (абсорбента А-3) в качестве дополнительного сырья для бензольной установки.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научно-практической конференции «Современное состояние процессов переработки нефти» (г. Уфа, 2004 и 2005г); республиканской молодежной научно-практической конференции «Молодые силы - производству» (г. Нижнекамск, 2004 г); семинаре молодых специалистов «ННПЗ», на секции «Подготовка и переработка нефти» (г. Нижнекамск, 2004 г).

Публикации. Результаты выполненных исследований опубликованы в трех статьях, двух тезисах докладов и одном патенте РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов и изложена на 157 страницах, содержит 40 таблиц, 36 рисунков и 3 приложения. Библиография содержит 195 источников.

Заключение диссертации по теме «Нефтехимия», Гильмуллин, Ринат Раисович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Определены физико-химические характеристики и углеводородные составы побочных продуктов производств изопрена, нефтеполимерной смолы, алкилбензолов.

2. Показана возможность использования процессов термического и каталитического гидродеалкилирования пиролизной фракции С9 (110-180 °С) и риформинга бензиновых фракций для получения концентрированных фракций ароматических углеводородов С6-С8.

3. Установлены оптимальные параметры одностадийного процесса гидроочистки коксохимической С6-С8 фракции с использованием Pt- и А1СоМо-содержащих катализаторов, обеспечивающие эффективную очистку коксохимического сырья от серосодержащих и непредельных соединений.

4. Выявлены оптимальные соотношения совместной гидроочистки пиролизной и коксохимической С6-С8 фракций по двухступенчатому методу очистки пироконденсата на Pd- и А1СоМо-содержащих катализаторах.

5. Разработан и реализован технологический процесс получения фракции ароматических углеводородов С6-С8 из коксохимического сырья, включающая стадии выделения фракции с пределами кипения 75-150 °С и очистки указанной фракции от элементорганических примесей водной отмывкой.

6. Разработана и осуществлена в промышленном масштабе технология совместной переработки пиролизной и коксохимической фракций С6-С8 гидроочисткой указанных продуктов от непредельных и серосодержащих соединений с применением двухступенчатой гидроочистки на Pd- и А1СоМо-содержащих катализаторах и их переработки на бензольной установке этиленового комплекса.

7. Проведена оценка ожидаемого экономического эффекта от внедрения нового процесса в производственных условиях. Показано, что суммарный экономический эффект, получаемый за счет увеличения производства товарного бензола, составит около 40 млн. руб. в год. При этом увеличение производительности этиленового комплекса по производству товарного бензола составила 10 %.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Гильмуллин, Ринат Раисович, 2005 год

1. Сулимов А.Д. Производство ароматических углеводородов из нефтяного сырья. М.: Химия. - 1975. - 336 с.

2. Hydrocarb. Proc. 1974. - V. 53. - №9. - P. 107-113.

3. Oil and Gas J. 1975. - V. 73. - № 20. - P. 116-120; № 22. - P. 137-143.

4. Hettingr W. e. a. // Ind. Eng. Chem. 1955. - V. 47. - № 4. - P. 719-731.

5. HeinemanH. e. a. //Ind. Eng. Chem. 1953. - V. 45. -№ l.-P. 130-134.

6. Konnor J. e. a. // Ind. Eng. Chem. 1955. -V. 47. - № 1. - P. 152-156.

7. Ciapetta F.G., Hanter J.B. // Ind. Eng. Chem. 1953. - V. 45. - № 1. - P. 147159.

8. Шуйкин Н.И., Бердникова Н.Г. // Изв. АН СССР, ОХР, № 1, С. 109-116.

9. Heineman Н., Shalit Н., Briggs W. // Ind. Eng. Chem. 1953. - V. 45. - № 4. -P. 800-802.

10. Meerbott W.K. e. a. // Ind. Eng. Chem. 1957. - V. 49. - № 4. - P. 650-655.

11. Чапетта Ф.Г. и др. Катализ в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Под ред. П. Эммета. пер. с англ. под ред. И.И. Абрамсона. -М.: Гостоптехиздат. 1959. - С. 270-325.

12. Aalund L.R. //Oil and Gas J. 1971. -V. 69. - № 51. - P. 43-44.

13. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем. 2002. - 672с.

14. Чапетта Ф.Г. Катализ в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Т.2 Под ред. П. Эммета. пер. с англ. под ред. В.В. Щекина. - М.: Гостоптехиздат. - 1961. - 589с.

15. Ситтиг М., Уоррен У. Производство высокооктановых топлив. Пер. с англ. И.И. Абрамсона. — М.: Гостоптехиздат. 1957. - 177 с.

16. Oil and Gas J. 1972. -V. 70. - № 9. - P. 60-64.

17. Богомолов А.И., Гайле A.A., Громова В.В. и др. Химия нефти и газа // Под редакц. Проскурякова В.А. и Драбкина А.Е. 2е изд. - JL: Химия. — 1989.-424с.

18. Баннов П.Г., Варшавский О.М., Поляков А.А. и др. Получение чистого бензола. М.: ЦНИИТЗнефтехим. - 1994. - 50с.14419.20,21,22,23,24,25,26.27,28