СПОСОБ ОЧИСТКИ БЕНЗОЛА ОТ СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ Российский патент 1999 года по МПК C07C7/12 C07C15/04 

Изобретение относится к способам очистки углеводородного сырья, в частности бензола, от сернистых соединений и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ очистки бензола на никель-хромовых форконтактах при 150-160^oC и давлении 1 атм в среде азота с последующим гидрированием на тех же катализаторах при 100-300^oC и давлении 30-100 атм (SU 138244 A, 1961).

Однако гидрирующие контакты на основе никеля, используемые в форконтактных колоннах установок получения циклогексана и работающие во всем потоке исходной парогазовой смеси (бензол, водород), могут быть применены только в установках с адиабатическими реакторами, в которых тепло снимается избыточным циркуляционным газом. Кроме того, при высокой степени очистки (остаточное содержание серы менее 0,00001%) никелевые контакты имеют низкую сероемкость по тиофену - 0,4-0,5% до начала "проскока" и 1-2% до полного отравления.

Наиболее близким из числа известных к предлагаемому способу является способ очистки бензола от сернистых соединений на медьсодержащих форконтактах при повышенных давлениях и температурах в форконтактном аппарате (SU 149096 A, 1962).

Однако при сравнительно низких характеристиках по хемосорбции (0,4% по тиофену начальный "проскок", 1% полное поглощение серы), они обладают малой механической прочностью, низкой термостойкостью, а также способствуют образованию уже при 200^oC ряда нежелательных примесей.

Поставленная задача состояла в разработке способа очистки бензола с низким расходным коэффициентом по очищенному бензолу за счет повышения сероемкости контактов, что позволяет повысить их срок службы до их замены.

Эта задача решена тем, что в способе очистки бензола от сернистых соединений на медьсодержащих контактах в среде азота при повышенных температурах и давлении дополнительно используют никельсодержащий контакт, причем контакты располагаются по зонам, в первой из которых по технологическому циклу размещают медьсодержащий, а во второй никельсодержащий контакт при их массовом соотношении (30-50):(70-50).

Из известных медьсодержащих контактов предпочтительным является использование сероемкого контакта НТК-4, выпускаемого по ТУ 113-03-399-82, и содержащего (%): CuO 51-57, Cr₂O₃ 12,5-15,5, ZnO 9,5-12,5, Al₂O₃ 17,6-21,6.

Другим предпочтительным медьсодержащим контактом является медь-цинковый цементсодержащий контакт НТК-10 (ТУ 113-03-31-44-87), содержащий в прокаленном образце в пересчете на оксид (%): Cu 35-45, Zn 25-35, Al не менее 16, Ca 5-11.

Из числа известных никельсодержащих контактов в данном способе может быть использован, в частности, никель-хромовый контакт (ОСТ 113-03-314-86), содержащий Ni не менее 48%; Cr₂O₃ не менее 27%, а также никель-алюмо-хромовый контакт КГ (ТУ 6-03-27-42-80), содержащий в пересчете на сухое вещество (%): Ni 5-44, Cr₂O₃ 2,5-22, Al₂O₃ остальное.

Один из вариантов выполнения способа предусматривает проведение процесса очистки бензола в среде смеси азота и сероводорода при концентрации последнего в азоте 0,2-0,6 об.%.

Дополнительное содержание сероводорода в азоте позволяет в большей степени увеличить сероемкость применяемой системы контактов в отношении тиофена.

По любому из вариантов очистку бензола ведут при традиционных для таких методов физических параметрах процесса.

Предпочтительными являются температура 140-180^oC и давление 0,1-0,2 МПа.

Согласно изобретению способ заключается в следующем.

Исходный бензол, включающий тиофен и другие сернистые соединения, смешивают с азотом и при давлении 2-16 атм подают в систему теплообменных аппаратов. Нагрев смеси проводят в теплообменнике реакционной смесью, выходящей из реактора сероочистки. Окончательное испарение бензола и нагрев парогазовой смеси до 140-160^oC происходит в испарителе в который подают водяной пар.

Парогазовую смесь бензола и азота подают в реакционный аппарат сероочистки, заполненный в первой зоне медьсодержащим, а во второй зоне - никель-хромовым контактом.

Очистку бензола от сернистых соединений (тиофен, сероуглерод, сероводород и др.) проводят до достижения полной сероемкости медьсодержащего контакта. При этом на выходе из второй зоны допускается содержание серы, соответствующее начальному "проскоку" тиофена (не более 0,00002%) в очищенном бензоле.

Выходящую из аппарата очистки парогазовую смесь очищенного бензола направляют в подогреватель исходной смеси, а затем через холодильник в сепаратор, из которого газ направляют на утилизацию, а очищенный бензол - на склад.

Приводимые ниже примеры иллюстрируют, но не ограничивают изобретение.

Пример 1. Процесс очистки бензола, содержащего в качестве примеси 0,005 вес. % тиофена, ведут пропусканием смеси его паров с азотом через реактор, заполненный в две зоны серопоглотителями, в качестве которых в первой зоне используют контакт НТК-4, а во второй зоне - никель-хромовый контакт. Соотношение объемов серопоглотителеей в реакторе 1:1. Объемная скорость подачи жидкого бензола на испарение составляет 0,1-1,25 ч^-1, а аналогичная скорость подачи азота в реактор - 500 ч^-1. Процесс очистки ведут при давлениях 0,1-1,8 МПа и температурах 125-180^oC. В ходе очистки определяют количество поглощенного серопоглотителями тиофена до его появления на выходе из реактора (до "проскока" тиофена на слой серопоглотителей), полную сероемкость поглотителей в реакторе, а также концентрацию других побочных примесей в бензоле на выходе из реактора.

Аналогичный процесс очистки бензола проводят в тех же условиях, но с использованием в качестве серопоглотителя медно-магниевого контакта МР-2. Сопоставление результатов очисток приведено в табл. 1.

Из данных табл. 1 видно, что предложенный способ по сравнению с прототипом обеспечивает снижение побочных примесей в очищенном бензоле до 6 раз, увеличение полной сероемкости поглотителей в реакторе более чем в 6 раз, продление срока полной очистки бензола (до "проскока") в 1,5-2 раза.

Пример 2. Процесс очистки бензола, содержащего в качестве примеси 0,0005 вес. % тиофена, ведут пропусканием смеси его паров с азотом через реактор, заполненный в две зоны серопоглотителями, в качестве которых в первой зоне используют контакт НТК-10, а во второй зоне - никель-алюмо-хромовый контакт. Соотношение объемов серопоглотителей в реакторе 3:7. Объемная скорость подачи жидкого бензола на испарение, скорость подачи азота в реактор, давление и температура в реакторе соответствуют условиям примера 1. Аналогичный процесс очистки бензола проводят в тех же условиях, но с использованием в качестве серопоглотителя медно-магниевого контакта МР-2. Сопоставление результатов очисток приведено в табл. 2.

Из данных табл. 2 видно, что предложенный способ по сравнению с прототипом обеспечивает снижение побочных примесей в очищенном бензоле до 4 раз, увеличение полной сероемкости поглотителей в реакторе до 5 раз, продление срока полной очистки бензола (до "проскопа") в 1,63-2,54 раза.

Пример 3. Процесс очистки бензола, содержащего в качестве примеси 0,0005% тиофена, ведут при загрузках реактора и объемной скорости подачи жидкого бензола на испарение соответствующих условиям примера 1. Объемная скорость подачи азота в реакторе равна 100 ч^-1. В процессе очистки бензола азот в реактор подают в смеси с сероводородом при концентрации последнего в азоте 0,2-0,6 об. %. Процесс очистки бензола осуществляют при давлении 0,1 МПа и температуре 125 - 180^oC.

Аналогичный процесс очистки бензола проводят в тех же условиях, но без добавки сероводорода к азоту, с использованием в качестве серопоглотителя медно-магниевого контакта МР-2. Сопоставление результатов очисток приведено в табл. 3.

Из данных табл. 3 видно, что предложенный способ по сравнению с прототипом обеспечивает снижение побочных примесей в очищенном бензоле от 6,5 до 20,7 раза, увеличение полной сероемкости поглотителей в реакторе до 9 раз, продление срока полной очистки бензола (до "проскока") в 3 раза.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к способу очистки бензола от сернистых соединений. Способ заключается в проведении процесса при повышенных температуре и давлении в среде азота или его смеси с сероводородом на медь- и никельсодержащем контактах, расположенных по зонам, в первой из которых по технологическому циклу размещают медьсодержащий, а во втором - никельсодержащий контакт при их массовом соотношении (30-50):(70-50). Технический результат - повышение сероемкости контактов и их срока службы до замены. 4 з.п.ф-лы, 3 табл.

1. Способ очистки бензола от сернистых соединений на медьсодержащем контакте в среде азота при повышенных температуре и давлении, отличающийся тем, что дополнительно используют никельсодержащий контакт, причем контакты располагают по зонам, в первой из которых по технологическому циклу размещают медьсодержащий, а во втором - никельсодержащий контакт при их массовом соотношении (30-50):(70-50). 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве медьсодержащего контакта используют медь-хром-цинк-алюминиевый контакт НТК-4 или медь-цинковый цементсодержащий контакт НТК-10. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве никельсодержащего контакта используют никель-хромовый или никель-алюмохромовый контакт КГ. 4. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что очистку ведут в среде смеси азота и сероводорода при концентрации последнего в азоте 0,2-0,6 об.%. 5. Способ по пп. 1-4, отличающийся тем, что очистку ведут при 140-180^oC и 0,1-2,0 МПа.