Способ совместной переработки отработанной серной кислоты и пироконденсата, полученных в производстве этилена и ацетилена высокотемпературным пиролизом жидких нефтепродуктов Советский патент 1992 года по МПК C10G17/06 C07C15/04 

Изобретение относится к области химической технологии, в частности, к процессам совместной переработки отработанной серной кислоты и жидких отходов нефтехимического синтеза, обогащенных ароматическими углеводородами,

Способы выделения бензола из углеводородных смесей выполняются путем экстрактивной дистилляции в присутствии селективного растворителя, экстрактивной ректификации в присутствии разделяющего агента,довольно сложны и не решают задачу совместной переработки отходов.

Утилизация отработанной серной кислоты в промышленном масштабе представляет значительные трудности. Эти трудности возрастают, если кислота загрязнена органическими соединениями. Отоа- ботанная серная кислота, загрязненная органикой, чаще всего сводится в отвал.

Известен способ переработки сернокислотных отходов путем смешивания их с нагретым до 300-400°С нефтяным гудроном. Способ направлен как на утилизацию отработанной серной кислоты, так и на получение целевого продукта, в данном случае серы. Данный способ позволяет утилизировать отработанную серную кислоту с получением серы, однако характеризуется высокими температурами и большим количеством органического компоненте (гудрона) в 3-30 рал больше утилизируемой отработанной серной кислоты.

1 Ч

ю

Сл) CJ

Цепью изобретения являетс-я утилизация отходов производства ацетилена и этилена высокотемпературным гомогенным пиролизом жидких нефтепродуктов.

А именно, совместная переработка отработанной серной кислоты, загрязненной органическими примесями, которая получается при сернокислотной промывке пирога- за этого производства и пироконденсата высокотемпературного гомогенного пиролиза жидких нефтепродуктов, так называемой, стабильной ароматикой с получением в результате бензольной фракции.

Поставленная цель достигается способом совместной переработки отходов, пол- ученных в производстве этилена и ацетилена высокотемпературным пиролизом жидких нефтепродуктов. Эта переработка заключается в том, что отработанную серную кислоту и пироконденсат смешивают в массовом соотношении 1:1-2 и полученную смесь выдерживают при температуре кипения реакционной массы в течение 10-60 мин с последующей отгонкой от реакционной смеси бензольной фракции. А также образуется еще сульфомасса - гомогенный продукт черного цвета, состоящий из элкилароматических кислот с примесью свободной серной кислоты и сложных веществ. Сульфомасса хорошо растворяется в воде и может найти применение как самостоятельный продукт для производства поверхностно-активных ве- ществ. Нейтрализованная сульфомасса, введенная в количестве 0,25-5% от массы цемента, пластифицирует бетонную смесь; в равноподвижных бетонных и растворных смесях способствуетувеличению прочности до 10%; при содержании в количестве 1 % от массы цемента повышает плотность и сулЬ- фатостойкость бетона.

Физико-химические основы процесса. При взаимодействии отработанной серной кислоты и ароматизированных продуктов происходит частичное сульфирование и кислотная олигомеризация последних с образованием нелетучих продуктов. Алкила- роматические соединения (толуол, ксилолы и т.п.) и тем более алкилароматические соединения с кратными связями в боковой це- пи реагируют значительно быстрее бензола, и если после реакции из реакционной массы отгонять непрореагировавшие ароматические углеводороды, то отгон будет обогащен бензолом.

В качестве отработанной серной кислоты использовался отход, получаемый при сернокислотной промывке пирогаза следующего состава:

-содержание НаЗСм - 83 86 мае %

-органические примеси - 6-8 мэс.%

-вода - остальное.

В качестве жидких ароматизированных

отходов применялся пироконденсат высокотемпературного пиролиза нефтепродуктов, так называемая стабильная ароматика, в настоящее время не находящая квалифицированного применения. Его

0 или термообезвреживзют, или направляют на грязную карту, т.е. в отвал. Состав утилизируемого отхода, мас.%: циклопентади- ен - 2,7-3,0; бензол - 52,6-52,0: толуол - 13,7-14,0; этилбензол - 2,5-3,0: стирол 5 8,0-7,5; фенилацетилен - 7,8-7,6; инден - 12,0-12,3; смолы - 0,7-0,6.

Соотношение реагентов: отработанной серной кислоты и пироконденсата принято от 1:2 до 1:1. Если взять компоненты в соот0 ношении более 1:2 (т.е. снизить содержание отработанной серной кислоты), тогда в отгоне увеличивается концентрация толуола и снижается концентрация бензола. Кроме того, снижается количество утилизируемой

5 отработанной серной кислоты. При соотношении реагентов менее 1:1 (при увеличении отработанной серной кислоты в реакционной массе) не происходит достаточно полной утилизации отработанной серной

0 кислоты, она начинает отслаиваться-от вязкой сульфомассы в виде жидкого слоя, т.е. утилизируется частично.

Время процесса составляет 10-60 мин. Проведение совместной переработки отхо5 дов менее 10 мин не позволяет достаточно полно провести процесс сульфирования ал- килароматических соединений и в отгоне увеличивается проскок толуола, а также других соединений, Увеличение времени про0 цесса более 60 мин не приводит к значительному повышению концентрации бензола в отгоне, более того, общий выход отгона снижается (вероятно за счет сульфирования части бензола и увеличения по5 терь).

Опыты по совместной переработке отходов проводились на лабораторной установке, состоящей из трехгорлового специального стеклянного реактора с элек0 трообогревом и мешалкой, снабженного обратным холодильником и поглотителем кислых газов. Имеется возможность переключения на прямой холодильник для отбора отгона. Температура в реакторе

5 регистрируется и поддерживается системой электроконтактный термометр - реле - нагреватель. Внизу реактора имеется кран для слива сульфомассы,

В реактор загружался пироконденоат и дозировалось согласно заданию на опыгопределенное количество отработанной серной кислоты. Реакционная масса при постоянном перемешивании выдерживалась заданное время при температуре кипения наиболее летучих компонентов. В зависимости от интенсивности обогрева температура реакции составляла 80-84°С. После этого на реакторе монтировался прямой холодильник и производился отгон непрореагировавших продуктов, Сульфомасса выводилась через нижний слив. Отгон и сульфомасса анализировались, составлялся материальный баланс опыта.

Ниже приводятся результаты конкретного осуществления способа.

Пример1.В специальный трехгорло- вый реактор, снабженный мешалкой, обогревателем и обратным холодильником, помещают 100 г пироконденсата и при постоянном перемешивании дозируют 50 г отработанной серной кислоты. Соотношение реагентов 1:2. Температуру реакционной массы доводят до кипения (83°С) и выдерживают в течение 10 мин, после чего на реактор ставится прямой холодильник и производится отгон непрореагировавших продуктов.

Материальный баланс опыта приведен в табл. 1. Состав отгона, мас.%: бензол - 91,5; толуол

-8.5: этилбензол - следы.

П р и м е р 2. Опыт проводился по методике примера 1, с тем изменением, что вре- мя реакции составляло 20 мин. Материальный баланс опыта представлен в табл.2. Состав отгона, мас.%: бензол - 92,8; толуол

-7,2.

Примерз. Опыт проводился по методике примера 1, с тем изменением, что время реакции составляло 60 мин. Материальный баланс опыта приведен в табл. 3.

Состав отгона, мас.%1 бензол - 96,1; толуол -.3.9

П р и м е р 4. Опыт проводился по методике примера 1. с тем изменением, что в реактор помещают 100 г пироконденсата и дозируют 75 г отработанной серной кислоты. Соотношение реагентов 1:1,33. Время реакции 10 мин. Материальный баланс опыта представлен в табл. 4.

Состав отгона, мас.%: бензол - 92.0; толуол -8,0.

П р и м е р 5. Опыт проводился по методике примера 1, с тем изменением, что в реактор помещают 100 г пироконденсата и дозируют 100 г отработанной серной кислоты. Соотношение реагентов 1:1,33. Время реакциибОмин.

Материальный баланс опыта представлен в табл.5.

Состав отгона, мас,%: бензол -97,7; толуол -2,3.

П р и м е р 6. Опыт проводился по методике примера 1, с тем изменением, что реактор помещают в 100 г пироконденсата и

дозируют 100 г отработанной серной кислоты. Соотношение реагентов 1:1. Время реакции 40 мин. Материальный баланс опыта приведен в табл. 6. Состав отгона, мас.%: бензол - 98,6; толуол

- 1,4.

П р и м е р 7. Опыт проводился по методике примера 1, с тем изменением, что в реактор помещают 100 г пироконденсата и дозируют 100 г отработанной серной кислоты. Соотношение реагентов 1:1. Время реакции 60 мин. Материальный баланс опыта приведен в табл. 7.

Состав отгона, мас.%: бензол - 99,3; толуол -0,7.

ПримерЗ. Опыт проводился по методике примера 1, с тем .изменением, что в реактор помещают 100 г пироконденсата и дозируют 100 г отработанной серной кислоты. Соотношение реагентов 1:1. Время реакции 1 ч 10 мин. Материальный баланс

опыта приведен в табл. 8. Состав отгона, мас.%: бензол - 99,5; толуол -0,5. Увеличенные потери объясняются вязкостью продукта, прилипанием на стенки и

к мешалке.

П р и м е р 9. Опыт проводился по методике примера 1, с тем изменением, что время реакции составляло 7 мин. Материальный баланс опыта приведен в

табл. 9.

Состав отгона, мас.%: бензол - 90,3; толуол - 9,6; этилбензол - 0,1.

ПримерЮ. Опыт проводился по методике примера 1, с тем изменением, что

в реактор помещают 100 г пироконденсата и дозируют 30 г отработанной серной кислоты. Соотношение реагентов 1:3,3. Материальный баланс опыта приведен в табл. 10. Состав отгона, мас.%: бензол - 87,6; толуол

- 12,3; этилбензол-0,1.

Пример 11. Опыт проводился по методике примера 1, с тем изменением, что в реактор помещают 100 г пироконденсата и 150 г отработанной серной кислоты. Соотношение реагентов 1:0,66. Время реакции составляло 60 мин. Материальный баланс опыта представлен в табл. 11. Состав отгона, мас.%: толуол - 0.3; бензол - 99,7. При отстаивании на поверхности сульфомзссы выделяется более жидкий слой непрореагировавшей серной кислоты.

Сравнительные данные по переработке отработанной серной кислоты различными способами представлены в табл. 12.

Предлагаемый способ характеризуется значительно большим количеством утилизируемой от работэнной серной кислоты по от- ношению к другому органическому реагенту, а также более мягкими условиями проведения процесса.

0

Формула изобретения Способ совместной переработки отработанной серной кислоты и пироконденса- та, полученных в производстве этилена и ацетилена высокотемпературным пиролизом жидких нефтепродуктов, отличающийся тем, что отработанную серную кислоту и пироконденсат смешивают в массовом соотношении 1:1-2 и полученную смесь выдерживают при температуре кипения в течение 10-60 мин с последующей отгонкой от реакционной смеси бензольной фракции.

Сущность изобретения: совместная переработка отработанной серной кислоты и пироконденсата. полученных в производстве этилена и ацетилена высокотемпературным пиролизом жидких нефтепродуктов, их смешением в массовом соотношении 1:(1- 2), нагревом при кипении в течение 10-60 мин, последующей отгонкой от реакционной смеси бензольной фракции. Выход бен- зольной фракции порядка 25-35%. Получают также сульфомассу, которая может найти применение в производстве бетона. 12 табл.

15

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

20

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7

Таблица 8

Таблица 9

Таблица 10

Таблица 11

Таблица 12