Установка получения ортоксилола

Полезная модель относится к получению ортоксилола из нефтяных ксилолов и может быть использована в нефтехимической, нефтеперерабатывающей, сланцехимической и коксохимической промышленности. Технический результат заключается в снижении себестоимости ортоксилола за счет исключения водородсодержащего газа и упрощения технологической схемы, а так же в снижении энергетических затрат, утилизации вторичных энергоресурсов, а также в повышении выхода ортоксилола на единицу исходного сырья за счет увеличения количества сырья изомеризации, повышения в нем доли параксилола, что способствует возрастанию скорости образования ортоксилола. Дистиллят ксилольной ректификационной колонны нагнетают по последовательно соединенным трубопроводам насосом подачи сырья на теплообменник, ксилольную ректификационную колонну отделения этилбензола, пара- и метаксилола от ортоксилола и ароматических углеводородов С₉ и выше, блок изомеризации, стабилизационную колонну для отделения легких углеводородов C₁-C₇, холодильник, причем ксилольная ректификационная колонна соединена трубопроводом с ортоксилольной ректификационной колонны отделения ортоксилола от ароматических углеводородов С₉ и выше, соединенная трубопроводами с холодильниками, ксилольная ректификационная колонна расположена перед блоком изомеризации, содержащий теплообменник, трубчатую печь, реактор изомеризации, соединенные трубопроводами, причем дистиллят ксилольной ректификационной колонны поступает по трубопроводу на теплообменник и трубчатую печь и подогретый до температуры ~ 500°С в реактор изомеризации, откуда через теплообменник охлажденный дистиллят направляют в стабилизационную колонну, в которой по верху отделяются легкие углеводороды С1-С7, а кубовый остаток направляют в начало технологической схемы. Ректификационные и стабилизационная колонны содержат подогреватели кубовой жидкости и питания, конденсаторы дистиллята, емкости и насосы, обеспечивающие подачу питания.

Полезная модель относится к получению ортоксилола из нефтяных ксилолов и может быть использована в нефтехимической, нефтеперерабатывающей, сланцехимической и коксохимической промышленности.

Уровень техники. Известна установка получения ортоксилола, содержащая ректификационные колонны выделения ортоксилола, конденсаторы воздушного охлаждения, холодильники, пароподогреватель, емкости орошения, печи для нагрева циркулирующей флегмы, насосы. (Емельянов В.Е., Жуков С.С. Процессы разделения ксилолов. М.: Химия, 1975, с.49).

Однако на данной установке при значительных энергетических затратах выход ортоксилола достаточно низкий.

Известна установка получения ортоксилола, включающая ксилольную ректификационную колонну, дистиллят которой поступает по трубопроводу в блок изомеризации, минуя стадию адсорбции или кристаллизации параксилола, причем теплообменник в блоке изомеризации расположен таким образом, что обеспечивает нагрев смеси, подаваемой на изомеризацию за счет тепла продуктов, выходящих из реактора. Установка дополнительно может содержать ректификационную колонну для отделения этилбензола от смеси ксилолов, расположенную перед ксилольной ректификационной колонной блока выделения ортоксилола. (Свидельство N 23874, 03.01.2002 г.)

Недостатком данной установки является высокая себестоимость ортоксилола из-за наличия водородсодержащего газа. В настоящее время вводятся ограничения по содержанию ароматических углеводородов в моторном топливе. Одновременно с ароматическим углеводородом образуется водородсодержащий газ, что приведет к его дефициту, повышению его стоимости, что отрицательно скажется на себестоимости ортоксилола.

Известна установка получения пара- и ортоксилола, состоящая из блока выделения ортоксилола, кристаллизатора, трубчатой печи, теплообменника, реактора, стабилизационной колонны выделения продуктов гидрирования бензола, холодильника, компрессора для циркуляции водородсодержащего газа, газосепаратора высокого давления. (Сулимов А.Д. Производство ароматических углеводородов из нефтяного сырья. М.: Химия, 1975, с.193). Данная установка принята за прототип.

Однако при использовании данной установки требуются высокие энергетические и материальные затраты на единицу выхода продукта из-за наличия водородсодержащего газа.

Сущность полезной модели. Полезная модель направлена на создание установки получения дешевого ортоксилола при его повышенном выходе на единицу сырья.

Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в снижении себестоимости ортоксилола за счет исключения водородсодержащего газа и упрощения технологической схемы, а так же в снижении энергетических затрат за счет исключения стадий адсорбции или кристаллизации параксилола при температуре -50°С, утилизации вторичных энергоресурсов, а также в повышении выхода ортоксилола на единицу исходного сырья за счет увеличения количества сырья изомеризации, повышения в нем доли параксилола, что способствует возрастанию скорости образования ортоксилола.

Указанный технический результат достигается тем, что дистиллят ксилольной ректификационной колонны нагнетают по последовательно соединенным трубопроводам насосом подачи сырья на теплообменник, ксилольную ректификационную колонну отделения этилбензола, пара- и метаксилола от ортоксилола и ароматических углеводородов С₉ и выше, блок изомеризации, стабилизационную колонну для отделения легких углеводородов C₁-C ₇, холодильник, причем ксилольная ректификационная колонна соединена трубопроводом с ортоксилольной ректификационной колонны отделения ортоксилола от ароматических углеводородов С₉ и выше, соединенная трубопроводами с холодильниками, ксилольная ректификационная колонна расположена перед блоком изомеризации, содержащий теплообменник, трубчатую печь, реактор изомеризации, соединенные трубопроводами, причем дистиллят ксилольной ректификационной колонны поступает по трубопроводу на теплообменник и трубчатую печь и подогретый до температуры ~ 500°С в реактор изомеризации, откуда через теплообменник охлажденный дистиллят направляют в стабилизационную колонну, в которой по верху отделяются легкие углеводороды C1-C7, а кубовый остаток направляют в начало технологической схемы.

Ректификационные и стабилизационная колонны содержат подогреватели кубовой жидкости и питания, конденсаторы дистиллята, емкости и насосы, обеспечивающие подачу питания.

На чертеже (фиг 1) приведена принципиальная схема установки получения ортоксилола постоянного действия.

Установка получения ортоксилола включает трубопровод 1, по которому подают сырье, оно нагнетается насосом 2 в трубопровод 3, проходит через теплообменник 4 и по трубопроводу 5 подают в ксилольную ректификационную колонну 6, откуда по трубопроводу 7 в ортоксилольную ректификационную колонну 8 поступает ортоксилольный концентрат, по трубопроводу 9 ортоксилол поступает в холодильник 10 и по трубопроводу 11 направляют в парк, по трубопроводу 12 в холодильник 13 поступают ароматические углеводороды С₉ и выше, откуда по трубопроводу 14 они направляются в парк, дистиллят ксилольной колонны по трубопроводу 15 направляют в блок изомеризации 16, включающий теплообменник 17, трубопровод 18, трубчатую печь 19, трубопровод 20 и реактор изомеризации 21, затем по трубопроводам 22 и 23 продукты изомеризации поступают в стабилизационную колонну 24, дистиллят которой по трубопроводу 25 направляют в холодильник 26 и затем по трубопроводу 27 выводят в парк, а кубовый остаток по трубопроводу 28 направляют в трубопровод 3.

Установка работает следующим образом.

Исходное сырье - нефтяной ксилол - из трубопровода 1 нагнетают насосом 2 в трубопровод 3, пропускают через теплообменник 4 и по трубопроводу 5 подают в ксилольную ректификационную колонну 6. В кубовом остатке ректификационной колонны 6 образуется ортоксильный концентрат, содержащий ортоксилол и ароматические углеводороды С₉ и выше, который по трубопроводу 7 поступает в ортоксилольную ректификационную колонну 8, где происходит разделение ортоксилола и ароматических углеводородов С₉ и выше. С верха ортоксилольной ректификационной колонны 8 выделяется ортоксилол, который по трубопроводу 9 поступает в холодильник 10, где охлаждается, после чего направляют по трубопроводу 11 в парк. С низа ортоксилольной ректификационной колонны 8 отделяются ароматические углеводороды С₉ и выше, которые по трубопроводы 12 поступают на охлаждение в холодильник 13 и затем по трубопроводу 14 направляют в парк.

Дистиллят с верха ксилольной ректификационной колонны 6, содержащей этилбензол, мета- и параксилолы по трубопроводу 15 направляют в блок изомеризации 16, где в начале поступает в теплообменник 17, откуда по трубопроводу 18 поступает в трубчатую печь 19, подогревают до температуры ~ 500°С и по трубопроводу 20 направляют в реактор изомеризации 21, где осуществляется процесс изомеризации. Затем продукты изомеризации поступают по трубопроводам 22 и 23 в стабилизационную колонну 24, в которой по верху отделяются легкие углеводороды C₁-C₇, представляющие собой продукты деструкции и гидрирования ароматических углеводородов C₈, а по кубу выводят смесь ксилолов и ароматических углеводородов С₉ и выше. Дистиллят, состоящий из легких углеводородов C₁-C₇ с верха стабилизационной колонны 24 по трубопроводу 25 поступает в холодильник 26, где охлаждается, и затем по трубопроводу 27 направляется в парк. Кубовый остаток, включающий смесь ксилолов и ароматические углеводороды С₉ и выше, с низа стабилизационной колонны 24 по трубопроводу 28 направляют в трубопровод 3, где смешивают со свежим сырьем и в смеси с ним направляют через теплообменник 4 по трубопроводу 5 в ксилольную ректификационную колонну 6. Технологический цикл повторяется.

Пример. Сырье, состав которого приведен в таблице 1, подавалось в ксилольную ректификационную колонну в количестве 2110 кг/час.

Образующийся в кубовом остатке ксилольной ректификационной колонны ортоксилольный концентрат, содержащий ортоксилол и тяжелые ароматические углеводороды С₉ и выше, направлялся в ортоксилольную ректификационную колонну, где проходило разделение ортоксилола и углеводородов С₉ и выше. Верхний продукт ксилольной ректификационной колонны нагревался в трубчатой печи до температуры ~ 500°С и поступал в реактор изомеризации. Для осуществления реакции изомеризации использовался платиносодержащий катализатор 1-300, объемная скорость составляла 10 ч^-1.

Таблица 2
Полный материальный баланс (кг/час)
Сырье
нефтяной ксилол	2110
Продукты
ортоксилол	1455
легкие углеводороды	590
тяжелые ароматические
углеводороды С9 и выше	57
Расход потоков на отдельные установки технологической схемы
ксилольная колонна	9993
ортоксилольная колонна	1512
реактор изомеризации	8480
стабилизационная колонна	8480

Продукты реакции после охлаждения в холодильнике направляли в стабилизационную колонну. С верха стабилизационной колонны отводили легкие углеводороды, являющиеся продуктами деструкции и гидрирования ароматических углеводородов C₈. Кубовый остаток стабилизационной колонны смешивали со свежим сырьем и направляли в начало технологического процесса.

Количественные данные, характеризующие полный материальный баланс технологического процесса получения ортоксилола, представлены в таблице 2. Из этих данных видно, что значительно возрастает поток на блок изомеризации, а, следовательно, увеличивается количество изомеризата и возрастает выход ортоксилола. При получении ортоксилола по вышеописанной схеме его выход составляет 69% на исходное сырье.

1. Установка получения ортоксилола, содержащая последовательно соединенные трубопроводами насос подачи сырья, теплообменник, ксилольную ректификационную колонну отделения этилбензола, пара- и метаксилола от ортоксилола и ароматических углеводородов С ₉ и выше, блок изомеризации, стабилизационную колонну для отделения легких углеводородов C₁-C₇, холодильник, причем ксилольная ректификационная колонна соединена трубопроводом с ортоксилольной ректификационной колонной отделения ортоксилола от ароматических углеводородов С₉ и выше, соединенной трубопроводами с холодильниками, отличающаяся тем, что ксилольная ректификационная колонна расположена перед блоком изомеризации, содержащим теплообменник, трубчатую печь, реактор изомеризации, соединенные трубопроводами, причем дистиллят ксилольной ректификационной колонны поступает по трубопроводу на теплообменник и трубчатую печь и подогретый до температуры ~500°С в реактор изомеризации, откуда через теплообменник охлажденный дистиллят направляют в стабилизационную колонну, в которой по верху отделяются легкие углеводороды C₁-C₇, а кубовый остаток направляют в начало технологической схемы.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что ректификационные и стабилизационная колонны содержат подогреватели кубовой жидкости и питания, конденсаторы дистиллята, емкости и насосы, обеспечивающие подачу питания.