СПОСОБ ИНГИБИРОВАНИЯ СМОЛООБРАЗОВАНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ Российский патент 2006 года по МПК C07C7/20 C09K15/08 C09K15/30 

Изобретение относится к способам ингибирования смолообразования ароматических углеводородов в процессах их выделения и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности.

Пироконденсат и его фракции, а также фракции бензола сырого каменноугольного содержат значительное количество реакционноспособных непредельных углеводородов, склонных при хранении и нагревании к образованию смолистых продуктов. Их количество характеризуется обычно показателем содержания фактических смол. Образующиеся смолистые продукты отлагаются на внутренней поверхности теплообменной и ректификационной аппаратуры, ухудшая теплопередачу. Надежность технологии переработки пироконденсата достигается путем дозированного добавления к свежеполученным фракциям ингибиторов.

Известен способ ингибирования процесса термополимеризации и смолообразования непредельных углеводородов в колоннах деэтанизации и депропанизации в процессе разделения продуктов пиролиза углеводородов многоступенчатой ректификацией путем введения ингибитора на основе 2,2',6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила (ИПОН) (Патент РФ №2114154, МПК⁶ F 10 G 9/16, опубл. 27.06.98).

Описанный способ ингибирования применим только для защиты кубовой части колонн, так как является тяжелокипящим соединением.

Известен способ ингибирования образования смол и осадков в жидких углеводородных средах алканоламинами с близким положением гидроксильных и аминогрупп (Патент США №5154817, МКИ⁵ С 10 G 9/00, С 10 G 9/12, опубл. 13.10.92).

Недостатком способа является то, что высокая ингибирующая эффективность указанных соединений достигается лишь при больших дозировках (0,6 мас.%).

Наиболее близким к предлагаемому является способ ингибирования смолообразования в процессе дистилляции фракций продуктов пиролиза, содержащих до 97,5 мас.% ароматических углеводородов, с использованием ингибиторов фенольного типа, например, ионола, добавляемого в количестве 0,001-0,1 мас.%, или древесно-смоляного ингибитора, содержащего двух- и трехатомные фенолы, добавляемого в количестве 0,025-0,05 мас.% (З.Г.Беляева, А.Д.Беренц, В.И.Волкова и др. Применение ингибитора при гидрогенизационном облагораживании жидких продуктов пиролиза, "Нефтепереработка и нефтехимия", М., ЦНИИТЭнефтехим, 1968, №9, стр.37).

Ионол обладает лучшей ингибирующей способностью, но является летучим соединением, поэтому в промышленных условиях при температуре процесса выше 90°С кубовая часть колонны и кипятильник остаются не защищенными от образования смол. Древесно-смоляной ингибитор склонен к осмолению, имеет ограниченный срок хранения и невысокую эффективность ингибирования.

Задачей изобретения является повышение эффективности ингибирования смолообразования ароматических углеводородов в процессах их выделения.

Поставленная задача решается способом ингибирования смолообразования ароматических углеводородов путем введения ингибитора фенольного типа и ингибитора на основе 2,2',6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила.

В качестве соединения фенольного типа могут быть использованы, например, одноядерные или одноосновные алкилфенолы, такие как 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол (агидол-1), октадецил-3(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат, 2,6-ди-трет-бутил-4-метоксиметилфенол; или бисфенолы, например 2,2-метиленбис(6трет-бутил-4-метилфенол) (агидол-2), 2,2-тиобис-4-метил-6-α-метил-бензилфенол и др. или их смеси.

С помощью предлагаемого способа можно осуществлять переработку углеводородных фракций, содержащих, например, бензол, толуол, ксилолы, этилбензол и др.

Предлагаемый способ ингибирования прост в исполнении, не требует дополнительного аппаратурного оформления. Дозирование ингибиторов осуществляется непосредственно в сырьевой поток.

Предлагаемый способ позволяет повысить ингибирующую эффективность соединения фенольного типа, снизить его дозировку и минимизировать смолообразование ароматических углеводородов в процессах выделения последних, что позволяет увеличить пробег теплообменной и ректификационной аппаратуры.

Метод испытания эффективности ингибирования основан на определении количества фактических смол, образующихся в ароматической фракции углеводородов в присутствии ингибитора и без него в условиях, приближенных к промышленным.

Осуществление предлагаемого способа ингибирования смолообразования ароматических углеводородов иллюстрируют приведенные ниже примеры.

Пример 1

Для испытаний берут пробу бензола сырого каменноугольного, добавляют 0,5 мас.% агидола-2.

Относительную эффективность ингибирования смолообразования ароматических углеводородов в сравнении с исходной пробой оценивают по содержанию фактических смол. Содержание фактических смол определяют по ГОСТ 8489-85.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 2

Опыт проводят в условиях примера 1. В пробу бензола сырого каменноугольного добавляют 0,001 мас.% агидола-2.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 3

Опыт проводят в условиях примера 1. В пробу бензола сырого каменноугольного добавляют 0,5 мас.% агидола-1.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 4

Опыт проводят в условиях примера 1. В пробу бензола сырого каменноугольного добавляют 0,0005 мас.% агидола-1.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 5

Опыт проводят в условиях примера 1. В пробу бензола сырого каменноугольного добавляют 0,005 мас.% агидола-2 и 0,005 мас.% ингибитора на основе 2,2',6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила (ИПОН).

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 6

Опыт проводят в условиях примера 1. В пробу бензола сырого каменноугольного добавляют 0,005 мас.% агидола-2 и 0,0001 мас.% ИПОН.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 7

Опыт проводят в условиях примера 1. В пробу бензола сырого каменноугольного добавляют 0,005 мас.% агидола-2 и 0,0005 мас.% ИПОН.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 8

Опыт проводят в условиях примера 1. В пробу бензола сырого каменноугольного добавляют 0,0005 мас.% агидола-2 и 0,005 мас.% ИПОН.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 9

Выделение ароматических углеводородов С₆-С₈ из фракции состава, мас.%: бензол - 75-90; толуол - 8-20; стирол - 0,5-1,5; ∑ изомеров ксилола - 0,5-2; микропримеси (в том числе ЦПД, серусодержащие соединения, вода и др.) - 0,5-1,5 осуществляют последовательно в двух колоннах. В первой по ходу колонне с температурой куба 99°С происходит отгон легкокипящих углеводородов С₂-С₅ и воды. Целевую фракцию С₆-С₈ выделяют дистиллятом второй колонны, температура куба колонны 151°С.

В питание первой колонны подают 0,005 мас.% агидола-2.

При визуальном осмотре оборудования в момент вскрытия тарелки чистые, в кубе первой колонны незначительные загрязнения, в кубе второй колонны имеются смолистые загрязнения.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 10

Предлагаемый способ осуществляют так же, как описано в примере 9. В питание первой колонны подают 0,005 мас.% агидола-2 и 0,0005 мас.% ИПОН.

При визуальном осмотре оборудования в момент вскрытия тарелки и кубовые части колонн чистые.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 11

Предлагаемый способ осуществляют так же, как описано в примере 9. В питание первой колонны подают 0,005 мас.% агидола-2, в питание второй колонны - 0,0005 мас.% ИПОН.

При визуальном осмотре оборудования в момент вскрытия тарелки и кубовые части колонн чистые.

Как видно из приведенных примеров, при добавлении к ингибитору фенольного типа ингибитора на основе 2,2',6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила (ИПОН) наблюдается эффект синергизма.

Предложенный способ обеспечивает эффективное ингибирование и уменьшение смолообразования ароматических углеводородов при их выделении в условиях повышенных температур.

Таблица № примераПрименяемый ингибиторКонцентрация ингибитора, мас.%Содержание фактических смол, мг/100 см³Контрольный опыт--1190,51Агидол-20,5245,252Агидол-20,001672,93Агидол-10,5314,74Агидол-10,0005960,35Агидол-2 + ИПОН0,005+0,00556,26Агидол-2 + ИПОН0,005+0,000162,17Агидол-2 + ИПОН0,005+0,000560,08Агидол-2 + ИПОН0,0005+0,00559,49Агидол-20,005-10, 11Агидол-2 + ИПОН0,005+0,0005-

Использование: нефтехимия. Сущность: ингибирование смолообразования ароматических углеводородов осуществляют путем введения ингибитора фенольного типа и ингибитора на основе 2,2',6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила. Технический результат - повышение эффективности ингибирования смолообразования ароматических углеводородов в процессах их выделения. 1 табл.

Способ ингибирования смолообразования ароматических углеводородов путем введения ингибитора фенольного типа, отличающийся тем, что дополнительно вводят ингибитор на основе 2,2',6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила.