способ разделения этилбензол-стирольной фракции

Формула изобретения

Способ разделения этилбензол-стирольной фракции, полученной при дегидрировании этилбензола, путем последовательного выделения из исходной фракции бензолтолуольной фракции, возвратного этилбензола, стирола-ректификата и доисчерпывания стирола из кубовой жидкости колонны выделения стирола-ректификата, включающий возврат кубовой жидкости колонны доисчерпывания в исходную фракцию, отличающийся тем, что до 30 мас. кубовой жидкости колонны доисчерпывания смешивают с выделенной бензолтолуольной фракцией в массовом соотношении 1:0,3 и рециркулируют в исходную фракцию, при этом содержание ингибитора в кубовой жидкости колонны доисчерпывания стирола поддерживают на 25% выше относительно уровня содержания полимерных продуктов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения стирола и может быть использовано в других нефтехимических процессах, в частности в производстве а-метилстирола, бутадиена и изопрена.

Известны способы получения стирола каталитическим дегидрированием этилбензола с последующим выделением из "печного масла" бензола, толуола, этилбензола и, наконец, стирола. Кубовая жидкость колонны выделения стирола подвергается дополнительной отгонке с возвратном части отогнанного стирола на ректификацию. Однако при этом часть стирола из кубовой жидкости не извлекается и вместе с ингибитором, как правило, направляется на сжигание [1]

Известны также способы утилизации ингибиторов путем последовательный обработки кубовой жидкости в щелочной и кислой среде [2, 3] однако эффективность извлечения ингибиторов низка и в большинстве случаев не оправдывает затраты на их утилизацию. При этом также теряется значительное количество стирола. Это касается и способов термической обработки кубовых остатков, в том числе и при пониженном давлении в связи с требованиями значительных капиталовложений и необходимости введения дополнительной очистки получаемого стирола от примесей [4]

Имеются также патенты [5] согласно которым часть кубовой жидкостью колонны выделения стирола рециркулируют в колонну выделения бензол-толуольной фракции. Однако этот продукт содержит помимо ингибитора и смол до 80% стирола, что безусловно приводит к его потерям. Рециркуляция же кубовой жидкости колонны доисчерпывания стирола крайне затруднена из-за ее большой вязкости.

Предлагаемый способ лишен указанных недостатков, так как позволяет вернуть в процесс до 30% теряемого ингибитора и снизить потери стирола.

Реальная возможность осуществления данного предложения открылась после появления в промышленности новых высокоэффективных ингибирующих систем на основе таких ингибиторов полимеризации стирола, как парахинондиоксим (ДОХ), основания Манниха (ОМ), паранитрофенола (ПНФ), N-алкил-N-арилгидроксиламина (ДЭГА) и др. [6-8] Одной из таких ингибирующих систем является "Синоме-5", разработанный на ПО "Нижнекамскнефтехим" [8]

Как показали исследования, степень образования полимеробразующих соединений при прочих равных условиях (температура, время пребывания и т.д.) в значительной степени связана с наличием определенного уровня ингибитора и его эффективностью.

Так, на первой стадии ректификации отгонке бензол-толуольной смеси - уровень полимеробразующих составляет 0,03 0,04% а ингибиторов 0,08 - 0,09% а на последней стадии в кубовой жидкости колонны доисчерпывания стирола соответственно 4,6 и 6,0 мас. Вместе с тем порог образования полимеров и начала забивки оборудования находится значительно выше фактического уровня полимерообразующих в системе. Простое снижение дозировки ингибитора едва ли оправданно, так как в реальных производственных условиях неизбежны резкие снижения нагрузок, остановки, а в отдельных случаях попадания в систему дивинилбензола, аварийное прекращение подачи пара и воды и т.п. что может привести к забивке оборудования.

Поэтому и появляется целесообразность рециркуляции отработанного ингибитора после колонны доисчерпывания снова в систему ректификации, имея в виду поддержание в ней определенного уровня ингибитора и возврат части теряемого с кубовой жидкостью стирола в процесс. Как показали опытно-промышленные испытания, активность возвращенного ингибитора по сравнению со свежевведенным не изменяется.

Для снижения вязкости кубового остатка его смешивают с получаемой бензол-толуольной фракцией.

Поставленная цель достигается описываемым способом разделения этилбензол-стирольных фракций, согласно которому до 30% кубовой жидкости колонн доисчерпывания стирола смешивают с выделенной бензол-толуольной фракцией в соотношении 1:0,3 и рециркулируют в "печное масло", поступающее на разделение, причем содержание ингибитора в кубовой жидкости колонны доисчерпывания стирола выдерживают на 25% выше уровня полимерных продуктов.

По данному способу (чертеж) ректификация этилбензол-стирольных смесей проводится последовательно сначала на колонне 3, где выделяется бензол-толуольная фракция, затем на колонне 6, где отгоняется этилбензол-возврат, и, наконец, на колонне 10, где получается стирол-ректификат. Кубовая жидкость колонны выделения стирола по линии 16 частично отправляется на сжигание, а частично смешивается с выделенной на колонне 3 бензол-толуольной фракцией в соотношении 1:0,3 по весу и по линии 17 возвращается на колонну 3.

При этом необходимо иметь в виду, что реализация данного изобретения не потребует специальных капитальных затрат, так как рециркуляцию кубовой жидкости в смеси с бензол-толуольной фракцией можно осуществлять по имеющимся линиям возврата этилбензола, которые предусмотрены проектом для пуска производства стирола.

Пример 1 (на действующем объекте и по прототипу). Этилбензол-стирольная смесь ("печное масло") в количестве 30799 кг/ч ректификуется последовательно на колоннах 3, 6, 10, 13. Кубовая жидкость колонны доисчерпывания стирола 13 направляется на сжигание. В качестве ингибирующей системы в питание колонны 3 подается "Синоме-5" в количестве 25 кг/ч.

Количество и состав сырья и кубовых жидкостей колонн приводится в табл. 1.

По данному способу потери ингибитора составляют около 200 т, стирола 848 т в год.

Пример 2 (по предлагаемому способу). Этилбензол-стирольная смесь ("печное масло") в количестве и по составу, описанному в примере 1, ректификуется последовательно на колоннах 3, 6, 10, 13. Часть кубовой жидкости колонны доисчерпывания стирола (10%) смешивается с выделенной на колонне 3 бензол-толуольной фракцией в соотношении 1:0,3 по весу и подается снова в питание колонны 3. На эту же колонну подается ингибитор "Синоме-5" в количестве 22,5 кг/ч, а из колонны 13 рециркулирует 2,5 кг/ч.

Количество и состав сырья и кубовых жидкостей колонн приводится в табл. 2.

По данному способу при возврате 10% кубовой жидкости колонны доисчерпывания экономия ингибитора составляет около 20 т, а стирола 85 т в год.

Пример 3 (по предлагаемому способу). Этилбензол-стирольная смесь ("печное масло") в количестве и по составу, описанному в примере 1, ректификуется последовательно на колоннах 3, 6, 10, 13. Часть кубовой жидкости колонны доисчерпывания стирола 13 (20%) смешивается с выделенной на колонне 3 бензол-толуольной фракцией в соотношении 1:0,3 по весу и подается снова в питание колонны 3. На эту же колонну подается ингибитор "Синоме-5" в количестве 20 кг/ч, а из колонны 13 рециркулирует 5 кг/ч.

Количество и состав сырья и кубовых жидкостей колонн приводится в табл. 3.

По данному способу при возврате 20% кубовой жидкости колонны доисчерпывания экономия ингибитора составляет около 40 т, а стирола 170 т в год.

Пример 4 (по предлагаемому способу). Этилбензол-стирольная смесь ("печное масло") в количестве и по составу, описанному в примере 1, ректификуется последовательно на колоннах 3, 6, 10, 13. Часть кубовой жидкости колонны доисчерпывания стирола (30%) смешивается с выделенной на колонне 3 бензол-толуольной фракцией в соотношении 1:0,3 по весу и подается снова в питание колонны 3. На эту же колонну подается ингибитор "Синоме-5" в количестве 17,5 кг/ч, а из колонны 13 рециркулирует 7,5 кг/ч.

Количество и состав сырья и кубовых жидкостей колонн приводится в табл. 4

По данному способу при возврате 30% кубовой жидкости колонны доисчерпывания стирола экономия ингибитора составляет около 60 т, а стирола 255 т в год. ТТТ1 ТТТ2 ТТТ3 ТТТ4 ТТТ5