Ооо «Сибур-Кстово». Характеристика отделения переработки пироконденсата Сущность и химизм процесса 8 Описание технологического процесса и технологической схемы. Выделение товарного бензола 14

2. Характеристика отделения переработки пироконденсата
Установка гидрогенизационного получения бензола входит в состав отделения переработки пироконденсата и состоит из следующих технологических узлов:
- выделение бензол-толуол-ксилольной фракции (далее БТК - фракции) из пироконденсата в колонне К-301 с дальнейшим разделением кубового продукта на фр. С₉ и тяжелую смолу пиролиза в колонне К-313;
- гидрирование, гидрообессеривание и гидротермопереработка в реакторах Р-301, Р-302, Р-303/1, Р-303/2;
- стабилизация и разделение гидродеалкилата в колоннах К-305, К-306, К-307 с выделением товарного бензола;

• 
  компримирование водородсодержащего газа;
  
• 
  очистка, осушка водородсодержащего газа и концентрирование водорода;
  
• 
  компримирование метана низкого давления в М-303.
  

Компоновка отделения переработки пироконденсата выполнена следующим образом:
- здание компрессорной с пристройкой операторной и вспомогательными помещениями;
- наружная установка;
- блок печей;
- здание анализаторной.
Технологическая схема отделения переработки пироконденсата выполнена одним потоком.
Проект выполнен ГУП Башгипронефтехим.
Генеральным проектировщиком является Леннефтехим.
Разработка технологического процесса выполнена следующими организациями:
- стадия гидрирования БТК - фракции на 1 и 2 ступенях - ИГИ и ВНИИОС;
- стадия гидротермопереработки и выделения бензола - ВНИИОлефин;
- стадия очистки бензольной фракции от следов непредельных соединений - Краснодарским филиалом НПО "Леннефтехим".

Производительность установки:

- по сырью - 201,6 тыс. т./год
- по бензолу - 96,0 тыс. т./год
- по фракции С₉ - 19,0 тыс. т./год
Число часов работы в год - 8000ч.
-ввод в эксплуатацию - март 1986г.
Максимальная производительность, достигнутая при эксплуатации (2007г.)
- по сырью - 153,921 тыс. т/год
- по бензолу - 81,989 тыс. т/год.
- по фракции С₉ - 22,945 тыс. т/год

3. Сущность и химизм процесса

Исходное сырье (депентанизированный пироконденсат) фракционируется в 2-х вакуумных колоннах К-301, К-313.
С верхней части колонны К-301 выделяется фракция углеводородов С₆ - С₈ (бензол- толуол-ксилольная фракция), а верхней части колонны К-313 - фракция углеводородов С₉ (фр. 105-215^оС), кото­рая направляется на склад в качестве товарного продукта.
Температура в кубах колонн К-301 и К-313 выдерживается не выше 180^оС и 170^оС, соответственно.
Выделенная из К-301 БТК - фракция направляется на узел гидрогенизационной переработки, состоящей из трех ступеней. На первой ступени БТК - фракция подвергается гидрированию на палладиевом катализаторе Оlemax 600 с превращением диеновых углеводородов в моноолефиновые, стирола в этилбензол. Около 50% моноолефинов насыщаются до соответствующих парафиновых, нафтеновых углеводородов в реакторе Р-301.
Реакция гидростабилизации протекает с выделением значи­тельного количества тепла. Например:
СН₃ СН₃
| |
СН₂=СН-СН=С-СН₃+Н₂  СН₃-СН₂-СН=С-СН₃+29,5 ккал/моль
4-метил-пентадиен-1,3 2-метил-пентен-2
СН=СН₂ СН₂-СН₃
+ Н₂  + 30 ккал/моль

стирол этилбензол

СН₃-СН₂-С=СН-СН₃+Н₂  СН₃-СН₂-СН-СН₂-СН₃+27,2 ккал/моль
| |
СН₃ СН₃
3-метил-пентен-2 3-метилпентан
СН₂=СН-(СН₂)₄-СН₃+Н₂  СН₃-СН₂-(СН₂)₄-СН₃+31,0 ккал/моль
гептен-1 гептан
+ Н₂  + 28 ккал/моль

циклогексен циклогексан

В реакторе Р-302 на алюмокобальтмолибденовом катализаторе происходит гидрогенолиз сероорганических соединений и полное насыщение непредельных углеводородов гидрогенизата 1 ступени.

Пример реакций, протекающих в реакторе Р-302:

С₄Н₄S + 4Н₂  С₄Н₁₀ + Н₂S + 67 ккал/моль
тиофен
(С₃Н₇)₂S + Н₂  2С₃Н₈ + Н₂S + 28 ккал/моль
дипропилсульфид
С₇Н₁₅SН + Н₂  С₇Н₁₆ + Н₂S + 16,8 ккал/моль
гептилмеркаптан
Теплом реакций гидрообессеривания можно пренебречь ввиду незна­чительного содержания сернистых соединений в сырье. Реакции пол­ного насыщения непредельных углеводородов, которые протекают в реакторе Р-302, описываются теми же уравнениями, которые при­ведены выше для реактора Р-301.
На третьей ступени происходит процесс гидрокрекинга пара­финовых и циклопарафиновых углеводородов до метана и этана, и гидродеалкилирования толуола, этилбензола, ксилолов с образовани­ем бензола, что позволяет выделить бензол из гидродеалкилата ректификационным методом, т.е. без применения экстракции или азе­отропной ректификации. Процесс происходит в реакторах Р-303/1(смесительного типа) и Р-303/2 (вытеснительного типа). Реакции гидрокрекинга в основном протекают за первые 2-4 сек., при этом выделяется большое количество тепла.
Пример реакций гидрокрекинга:
С₆Н₁₄ + 5Н₂  6СН₄ + 78 ккал/моль
н- гексан

С₇Н₁₆ + 6Н₂  7СН₄ + 94,7 ккал/моль

н- гептан

С₈Н₁₈ + 6Н₂  6СН₄ + С₂Н₆ +92,6 ккал/моль

н-октан

С₈Н₁₆ + 8Н₂  8СН₄ +110,1ккал/моль

октен

С₆Н₁₂ + 6Н₂  6СН₄ + 91,2 ккал/моль

Циклогексан

Суммарная реакция гидрокрекинга:

C_nН₂(n+i) + mН₂  sСН₄ + кС₂Н₆
где i=0 для нафтена или 1 для парафина
s=2-3, к=1,5-2,5, m=3-4,5 при n=6-8
Реакции гидродеалкилирования протекают медленнее, так для дос­тижения приемлемого уровня конверсии толуола необходимо время 15-25 сек.
Реакции гидродеалкилирования описываются следующими уравнения­ми:

С₆Н₅-СН₃ + Н₂  С₆Н₆ + СН₄ + 12,2 ккал/моль

толуол бензол

С₆Н₄(СН₃)₂ + 2Н₂  С₆Н₆ + 2СН₄ + 24,6 ккал/моль

ксилол
С₆Н₅-С₂Н₅ + Н₂  С₆Н₆ + С₂Н₆ + 10,4 ккал/моль
этилбензол

С₆Н₅-С₃Н₇ + 2Н₂  С₆Н₆ +СН₄ +С₂Н₆ + 22,6 ккал/моль