Способ рекуперации серы из кубовых остатков ректификации стирола

 

Изобретение относится к области выделения стирола из продуктов дегидрирования этилбензола и касается способа рекуперации серы из кубовых остатков ректификации стирола(КОРС), который может быть использован в химической и нефтехимической промьш1ленности. С целью упрощения технологии процесса рекуперацию серы осуществляют в следующей последовательности Суспензию серы в толуольном растворе КОРС, охлажденную до 10-30 С, подают в отстойник, в котором происходит ее разделение. Осветленный раствор КОРС выводят сверху отстойника , а шлам серы (ШС), скапливающийся в конической части отстойника, под действием силы тяжести поступает в и-образную трубку, в рубашку которой подают нагретые.до 80-140 С продукты дегидрирования этилбензола - печное масло и пройдя по трубке, в которой сера частично плавится, поступает в смеситель. В смесителе ШС растворяется в горячем печном масле, которое поступает из рубашки. Полученный гомогенный рабочий раствор серы выводят из смесителя и подают на стадию выделения стирола. Степень рекуперации серы 77,98-82,86 мас.%. При этом значительно упрощается приготовление рабочего раствора серы и создается возможность ее непрерывной дозировки в процессе рек-- тификации. 1 ил. со (Л to 00 а СП 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5,1 4 С 07 С 15/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ", »

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Суспензию серы в толуольном растворе КОРС, охлажденную до 10-30 С, подают в отстойник, в котором происходит ее разделение. Осветленный раствор KOPC выводят сверху отстойника, а шлам серы (ШС), скапливающийся в конической части отстойника, под действием силы тяжести поступает в U-îáðàçíóþ трубку, в рубашку которой подают нагретые.до 80-140 С продукты дегидрирования этилбензола печное масло и пройдя по трубке, в которой сера частично плавится, поступает в смеситель. В смесителе

ШС растворяется в горячем печном масле, которое поступает из рубашки.

Полученный гомогенный рабочий раствор серы выводят из смесителя и подают на стадию выделения стирола.

Степень рекуперации серы 77,98-82,86 мас.7.. При этом значительно упрощается приготовление рабочего раствора серы и создается возможность ее непрерывной дозировки в процессе рек" тификации. 1 ил. (21) 3900159/31 — 04 (22) 24.05.85 (46) 30.01.87. Бюл. № 4 (71) Куйбышевский политехнический институт им. R.В.Куйбышева (72) В.С.Сафронов, Н.Г.Гладышев, Е.Н.Усов, Д.Н.Цивинский, В.А.Дубро— вина и М.B.Àáðàìoâ (53) 547.538(088.8) (56) Патент ФРГ № 2252932, кл. С 07 С 15/10, 1974.

Патент Франции ¹ 2158380, кл. С 07 С 15/10, 1974. (54) СПОСОБ РЕКУПЕРАЦИИ СЕРЫ ИЗ КУБОВЫХ ОСТАТКОВ РЕКТИФИКАЦИИ СТИРОЛА (57) Изобретение относится к области выделения стирола из продуктов дегидрирования зтилбензола и касается способа рекуперации серы из кубовых остатков ректификации стирола.(КОРС), который может быть использован в химической и нефтехимической промьппленности. С целью упрощения технологии процесса рекуперацию серы осуществляют в следующей последовательности

„„SU„„1286585 А 1

1286585

Изобретение относится к выделению легко полимеризующихся мономеров дпя синтетических каучуков, в частности стирала, иэ реакционной смеси, получаемой при дегидрировании этилбензола, путем ректификации в присут ствии серы в качестве ингибитора полимеризации и касается рекуперации серы из кубовых остатков ректификации стирола. Изобретение может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Цель изобретения является упрощение технологии процесса за счет упрощения приготовления рабочего раствора ингибитора и осуществления не - прерывной дозировки серы.

На чертеже приведена принципиаль- 20 ная технологическая схема, поясняющая предлагаемый способ.

Суспензия серы после кристаллизации в толуольном растворе кубовых остатков ректификации стирола (KOPC) 25 через штуцер 1 поступает в отстойник

2, где происходит ее разделение. Осветленный раствор KOPC выходит по переливной трубке 3, а осадок,скапливающийся в конической части отстой З0 ника, под действием силы тяжести по, ступает в U-образную трубку 4. Прохождение серы по трубке облегчается тем, что трубку обогревают горячим печным маслом, подаваемым в рубашку через штуцер 5. Вследствие обогрева трубки в пристеночном слое происходит частичное плавление и растворение серы, вязкость образующегося раствора значительно уменьшается, и 4р осадок, пройдя по трубке, поступает в смеситель 6. В смесителе осадок растворяется в горячем печном масле, которое поступает из рубашки 7 через отверстие 8. Полученный гомогенный 45 раствор серы в печном масле выходит из смесителя через штуцер 9.

Пример 1. В отстойник диамет,ром 200 мм и высотой 300 мм поступает суспензия кристаллической серы в количестве 6,48 кг/ч (0,0018 кг/с) с массовой концентрацией твердой фазы 10 (содержание общей серы — растворенной и кристаллической 11,36 мас. ) в толуольном растворе KOPC и темпе.ра- 55 турой 10 С.

Исходный кубовый остаток ректификации в производстве стирола (KOPC) имеет следующий состав. мас. :

16, 30

2,40

46,90 углеводороды

0,15

Для предотвращения полимеризации стирола в процессе ректификации в печное масло добавляют серу в количестве 0,09-0,10 мас.X.

В процессе перемещения по U-образной трубке шлам серы частично плавится и растворяется за счет тепла печного масла, которое поступает в рубашку U-образной трубки с температурой 140 С в количестве 6,48кг/ч (0,0018 кг/с) . При этом вязкость частично расплавленной и растворенной серы значительно снижается и шлам серы, пройдя по трубке, поступает в смеситель диаметром 40 мм и высотой

100 мм, где его смешивают с горячим потоком печного масла. В результате смешения происходит полное растворение кристаллической серы и из смесиСтирол

Метилстиролы

Полимеры

Тяжелые углеводороды 14,20

Сера 20,20

Шлам серы (осадок серы) из конической части отстойника в количестве 0,943 кг/ч (0,000262 кг/с) поступает в U-образную трубку диаметром

12 мм, обогреваемую продуктами де— гидрирования этилбензола — печным маслом, Состав шлама серы следующий, мас. .:

Сера 65,50

Толуол 19 03

Стирол 3,56

Метилстиролы 10,27

Тяжелые углеводороды 3,11

Печное масло получают дегидрированием этилбензола в присутствии железохромкалиевого катализатора при о

580-620 С, объемных скоростях подачи этилбезола 0,5-2,0 ч и массовом разбавлении водяным паром

1:2 — 3,0.

Печное масло дегидрирования этилбезола (или дегидрогенизат) имеет следующий состав, мас, :

Этилбензол 43,53

Стирол 49,93

Толуол 4,64

Бензол 1,53

Вода 0,10

Сера 0,09

Тяжелые.

1286585 теля выходит гомогеНный раствор серы (8, 1 мас.7) в печном масле с температурой 127 С в количестве

7,423 Kr/ч (0,0021 кг/с). Получен— ный рабочий раствор серы имеет температуру кристаллизации серы 76 С, поэтому его можно подавать непосредственно на смешение с основным потоком печного масла, поступающим на ректификацию, до содержания серы в общем потоке печного масла 0,09—

0,10 мас,X В общем потоке печного масла содержание примесей не будет превышать 0 056 мас.Х, в состав которых входят,компоненты KOPC и растворителя — толуола.

Печное масло с растворенной серой поступает на ректификацию. Из него отгоняются бензол, толуол, этилбензол, целевой продукт — стирол. Тяжелые углеводороды и сера концент-! рируются в кубе колонны товарного стирола и роторно-пленочного испарителя (KOPC). На процесс дегидрирования этилбензола примеси, содержащиеся в серном шламе, не оказывают влияния, так как они присутствуют в небольших количествах в печном масле.

Из верхней части отстойника выходит раствор KOPC с содержанием серы 2,43 мас.X в количестве 5,533 кг/ч (0,00154 кг/с) . Степень рекуперации серы из KÎPC 81,76 мас.7.

Пример 2. В отстойник (параметры, как в примере 1) поступает суспензия кристаллической серы в толуольном растворе KOPC с содержанием твердой фазы 14,0 мас,X (содержание общей серы 15,307).

Условия осаждения следующие:. температура суспензии 10 С, концентрация KOPC в толуоле 70 мас.X,расход суспензии 3,096 кг/ч (0,00086 кг/с), перепад уровней осадка серы в отстойнике и в сме,сителе 0,09 м.

Шпам серы в количестве 0,36 кг/ч (0,0001 кг/с) поступает в U-образ ную трубку, на обогрев кото ой подают печное масло в количестве

6,84 кг/с (0,0019 кг/с) с температурой 80 С.

Состав шлама серы, мас.7:

Сера 62,30

Тол уол 13,17

Стирол 5 01

Метилстиролы 0,74

Полимеры 14,42

Тяжелые углеводороды 4,36

Из смесителя выходит гомогенный раствор серы в печном масле с температурой 72,8 С в количестве 7,20 кг/ч (0,002 кг/с). Полученный раствор с концентрацией серы 3,! мас.X имеет температуру начала кристаллизации

1О 67 С. Из отстойника выходит раствор

KOPC с содержанием серы 2,4 мас.% в количестве 2,725 кг/ч (0,00076 кг/с).

Степень рекуперации серы из KOPC

82,86 мас.7.

Пример 3. В отстойник (параметры, как в примере 1) поступает суспензия кристаллической серы в толуольном растворе KOPC (60 мас.X) в количестве 5,40 кг/ч (0,0015. кг/с) с содержанием твердой фазы серы

12,07 (содержание общей серы

14,30 мас.7) при 30 С. Шлам серы в количестве О, 946 кг/ч (О, 000263 кг/с) поступает в U-образную трубку, на обогрев которой поступает печное масло с температурой 110 С в количестве 8,28 кг/ч (0,0023 кг/с).

Состав шлама серы, мас,X

Сера 63,30

Толуол 4,08

Стирол 16,71

Метилстиролы 0,60

Полимеры 11,75

35 Тяжелые углеводороды 3,56

В результате из смесителя выходит гомогенный раствор серы в печном масле с концентрацией 6,50 мас.7 и температурой 103 С со скоростью

0,00256 кr/с. Температура начала кристаллизации серы в полученном растворе 73 С. Перепад уровней осадка серы в отстойнике и в смесителе

0,12 м. Осветленный раствор KÎPC в толуоле содержит 3,83 мас.7 остаточной серы. Степень рекуперации серы из КОРС 77,98 мас.X.

Пример 4. В отстойник (параметры, как в примере 1) гоступает суспензия кристаллической серы в толуольном растворе КОРС с содержанием твердой фазы 10,0 мас.X,(ñîäåðæàíèå общей серы 11,36X).

Условия осаждения следующие: темо пература суспензии 10 С, концентрация KOFC в толуоле 50 мас.7, расход

5 12865 суспензии серы 6,48 кг/ч (0,0018 кг/с), перепад уровней осадка серы в отстойнике и в смесителе 0, 1! м. Шлам серы в количестве О, 943 кг/ч (О;000262 кг/с) из конической части отстойника поступает в U — образную трубку, на обогрев которой поступает печное масло в количестве

6,48 кг/ч (0,0018 кг/с) с темпера— о 4 турой 70 С. Из смесителя выходит печное масло в количестве 7,423 кг/ч (0,0021 кг/с) с 6,32 мас.% растворена

Раст — Растворимость серы, мас. 7, при температурах, С вори тель 50 60

70 80 90 100 110 120 140

Печное масло 4 31 5 697 32 962 1? 66. 1653 1979 26 74 360!

Формула изобретения

Способ рекуперации серы из кубовых остатков ректийикации стирола в процессе выделения стирола из продуктов дегидрирования этилбензола, включающий кристаллизацию растворенной серы, отстаивание шлама серы, приготовление рабочего раствора серы и подачу его на стадию выделе ния стирола, отличающийся

4Q тем, что, с целью упрощения технологии процесса, шлам серы при транспортировке на стадию приготовления рабочего раствора серы подвергают косвенному теплообмену с продуктами дегидрирования этилбезола, нагретым до 80-140 С, и приготовление рабочего раствора серы ведут путем смешения шлама серы с продуктами дегидрирования этилбезола, поступающи— ми после косвенного обмена.

Как следует из таблицы, при температуре менее 80 С растворимость серы уменьшается и сера находится частично в кристаллическом состоянии, что не удовлетворяет технологический процесс из-за отложения кристаллической серы в трубопроводах. При о температуре более 140 С в печном масле растворяется более 40Х серы, однако при этой температуре печное масло находится частично в. парообразном состоянии, что усложняет технологический процесс растворения кристаллической серы. 1<роме того, стирол, являющийся целевым компонентом в печном масле, склонен к полимеризации и при температуре более

140 С скорость полимеризации стирола значительно увеличивается, что приведет к потере целевого продукта.

Таким образом, из приведенных данных следует, что при реализации предлагаемого способа упрощается технология процесса отделения серы и появляется возможность непрерывной доной серы и 1,78 мас.7. твердой серы и температурой 63, 3 С. Дня получения гомогенного раствора серы в печном масле необходимо значительно увеличить расход печного масла.

Интервал температур (80-140 С), с которым поступает печное масло на обогрев в межтрубное пространство, выбран исходя из лучшего растворения осадка серы в печном масле (см.таблицу). зировки серы в прцесс ректификации.

Составитель Е. Горлов

Редактор Ю. Петрушко Техред А. Кравчук Корректор M.äåì÷èê

Заказ 7681/24 Тираж 371 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СС1:Р по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4