способ получения полезных веществ из отходов в виде кислого шлама, образующихся при промывке сырого бензола кислым раствором

Формула изобретения

1. Способ изготовления полезных веществ из осадка в виде кислого шлама, образующегося при промывке сырого бензола кислым раствором, отличающийся тем, что он состоит из следующих этапов: а) смешивание осадка в виде кислого шлама с насыщенным раствором сульфата аммония в воде; b) рассеяние теплоты растворения, образуемой в смеси, получаемой на этапе а), и охлаждение смеси до комнатной температуры; с) отстаивание смеси, полученной на этапе b), до образования нижнего слоя из раствора серной кислоты концентрации 20-25 мас. % и верхнего слоя из остатка органических веществ, содержащих серную кислоту концентрации 7-8 мас. %; d) слив нижнего слоя и задержка верхнего слоя смеси, прошедшего процесс отстаивания на этапе с); е) разбавление верхнего слоя, полученного на этапе d), с помощью дегтя (антрацена) тяжелой нефти, нейтрализация серной кислоты в полученной таким образом смеси с помощью раствора гидроксида натрия, и подача нейтрализованной смеси в установку по перегонке остаточного нефтепродукта, где ее используют как топливо в виде смеси пека и креозота; f) регенерация серной кислоты концентрации 20-25 мас. % как кубового продукта экстракции после отстоя путем ее экстракции из нижнего слоя, образуемого на этапе d), с помощью фенольной фракции с температурой кипения 150-200^oС, образуемой при перегонке остаточного нефтепродукта, и подача регенерированной серной кислоты в установку для получения сульфата аммония; g) сбор верхнего слоя, состоящего из насыщенного кислотного растворителя с концентрацией серной кислоты 1-1,2 мас. %, образованного после отстоя, как верхнего продукта экстракции на этапе f); h) нейтрализация верхнего продукта экстракции, полученного на этапе g), с помощью раствора фенолята натрия, восстановление растворителя путем перегонки, и подача регенерированного растворителя на этап f); i) смешивание остатка перегонки, полученного на этапе h), с дегтем (антраценом) тяжелой нефтью, и подача смеси на установку по перегонке остаточного нефтепродукта для применения в качестве топлива в виде смеси пека и креозота.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе а) осадок в виде кислого шлама и насыщенного раствора сульфата аммония смешивают в объемном отношении 1: 3.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смесь, полученную на этапе b) подают на отстой на этап с) и проводят его в течение 24 ч.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе е) верхний слой, полученный на этапе d) разбавляют дегтем (антраценом) тяжелой нефтью при массовом отношении смеси и разбавителя 1: 3.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе f) нижний слой проходит процесс экстракции, для чего обрабатывают фенольной фракцией с температурой кипения 150-200^oС при объемном отношении смеси и фенола 1: 3.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к экономически эффективному способу получения полезных веществ из отходов в виде кислых шламов, образуемых при промывке сырого бензола кислым раствором. Более конкретно, изобретение относится к способу получения серной кислоты 20-25-процентной концентрации, которая применяется в установках для получения сульфата аммония и органического остатка, используемого как топливо в виде смеси пека и креозота в установках по перегонке остаточного нефтепродукта.

Получаемые бензол, толуол и ксилол являются продуктами ректификации сырого бензола и образуются из примеси CS₂ в стриппинг-колонне и проходят многоэтапную промывку серной кислотой с концентрацией 98 % с целью удаления тиофена (C₄H₄S) путем его полимеризации и совместной полимеризации с ненасыщенными составами и органическими веществами, находящимися в смеси бензола, толуола и ксилола, с образованием кислого шлама, который является смесью продуктов названных реакций полимеризации и совместной полимеризации.

Из уровня техники известен способ очистки серной кислоты, образовавшейся в процессе сернокислотной очистки бензольных углеводородов путем экстракции органических примесей экстрагирующими реагентами, в котором с целью более полной очистки исходной кислоты в качестве экстрагирующего реагента применяют кубовые остатки от ректификации сырых фенолов и процесс ведут в присутствии сульфата аммония (SU 245037, опубл. 04.06.1969).

Этот способ, как и другие известные способы очистки серной кислоты, является экономически неэффективным и не позволяет в достаточном количестве получить серную кислоту и другие полезные вещества типа кислого остатка, состоящего из остаточного нефтепродукта и органического остатка, из отходов в виде кислых шламов, и использовать их в установках для получения сульфата аммония и установках по перегонке остаточного нефтепродукта. Таким образом, кислый шлам скапливается в виде отходов, вызывающих загрязнение окружающей среды.

Целью настоящего изобретения является разработка простого и экономически эффективного способа для коммерческого использования кислых шламов, образующихся в установках ректификации бензола.

Другая цель настоящего изобретения состоит в предотвращении загрязнения окружающей среды, вызываемого свалками кислых шламов.

Состав кислых шламов меняется в зависимости от качества используемого исходного продукта и последующих технологических параметров, принятых для установок ректификации бензола. В таблице приводится типовой состав кислых шламов в виде черной густой массы.

Способ изготовления полезных веществ из кислотного осадка, выделяющегося при кислотном промывании необработанного бензола, имеет следующие основные этапы:

a) приготовление растворителя; b) экстракция растворителем; с) нейтрализация растворителя; d) регенерация растворителя.

Поставленные цели достигаются тем, что технологический процесс по настоящему изобретению включает следующие этапы:

а) смешивание осадка в виде кислого шлама с насыщенным раствором сульфата аммония в воде,

b) рассеяние теплоты растворения, образуемой в смеси, получаемой на этапе а), и охлаждение смеси до комнатной температуры,

c) отстаивание смеси, полученной на этапе b), до образования нижнего слоя из раствора серной кислоты концентрации 20-25 маc.% и верхнего слоя из остатка органических веществ, содержащих серную кислоту концентрации 7-8 маc.%,

d) слив нижнего слоя и задержка верхнего слоя смеси, прошедшего процесс отстаивания на этапе с),

e) разбавление верхнего слоя, полученного на этапе d), с помощью дегтя/антрацена/тяжелой нефти, нейтрализация серной кислоты в полученной таким образом смеси с помощью раствора гидроксида натрия и подача нейтрализованной смеси в установку по перегонке остаточного нефтепродукта, где ее используют как топливо в виде смеси пека и креозота,

f) регенерация серной кислоты концентрации 20-25 мас.% как кубового продукта экстракции после отстоя путем ее экстракции из нижнего слоя, образуемого на этапе d), с помощью фенольной фракции с температурой кипения 150-200^oС, образуемой при перегонке остаточного нефтепродукта, и подача регенерированной серной кислоты в установку для получения сульфата аммония;

g) сбор верхнего слоя, состоящего из насыщенного кислотного растворителя с концентрацией серной кислоты 1-1,2 маc.%, образованного после отстоя, как верхнего продукта экстракции на этапе f);

h) нейтрализация верхнего продукта экстракции, полученного на этапе g), с помощью раствора фенолята натрия, восстановление растворителя путем перегонки и подача регенерированного растворителя на этап f);

i) смешивание остатка перегонки, полученного на этапе h), с дегтем/антраценом/тяжелой нефтью, и подача смеси на установку по перегонке остаточного нефтепродукта для применения в качестве топлива в виде смеси пека и креозота,

при этом на этапе а) осадок в виде кислого шлама и насыщенного раствора сульфата аммония смешивают в объемном отношении 1:3, смесь, полученную на этапе b), подают на отстой на этап с) и проводят его в течение 24 часов, а на этапе е) верхний слой, полученный на этапе d), разбавляют дегтем/антраценом/тяжелой нефтью при массовом соотношении смеси и разбавителя 1:3, на этапе f) нижний слой проходит процесс экстракции, для чего его обрабатывают фенольной фракцией с температурой кипения 150-200^oС при объемном соотношении смеси и фенола 1:3.

Способ по настоящему изобретению имеет следующие преимущества:

1. Обеспечивается простое и экономически эффективное использование полезных веществ, находящихся в отходах в виде кислого шлама, образующихся при промывке сырого бензола кислым раствором.

2. Предотвращается загрязнение окружающей среды, вызванное свалками кислых шламов.

3. Обеспечивается большой выход серной кислоты (массовая концентрация кислоты 20-25%) и топлива в виде смеси пека и креозота.

4. Установка по производству сульфата аммония обеспечивается чистой серной кислотой для получения кристаллического сульфата аммония улучшенной окраски.