Шпаргалка по Основам нефтехимической промышленности

1 Состояние и классификация нефтехимической промышленности

Нефтехимическая промышленность– часть химического комплекса

В состав нефтехимической промышленности входят производства:

• базовых полупродуктов (этилена, пропилена, бензола, ксилолов, бутадиена, метанола)

• Полимеризационных пластмасс (полиэтилена, полипропилена, полистирола, сополимеров стирола, поливинилхлорида)

• Полупродуктов для получения синтетических волокон, синтетических моющих средств, лакокрасочных материалов, синтетических каучуков, латексов, разнообразных спиртов, гликолей, альдегидов, кетонов и др.

Классификация

В зависимости от сырьевой базы:

• Углеводородное сырье

• Базовые полупродукты

• Нефтехимикаты

• Конечные нефтехимические продукты

В зависимости от видов выпускаемой продукции:

• Производство синтетических смол пластмасс

• Производство химических волокон и нитей

• Промышленность лакокрасочных материалов

• Шинное производство

• Производство этилена

• Выпуск азотных удобрений

• Производство аммиака

Нефтехимия в России. Современное состояние

• В химической и нефтехимической промышленности России сосредоточено 4,7% основных производственных фондов промышленного потенциала страны.

• Производственная база характеризуется высоким уровнем износа оборудования (степень износа 57,8 %, на отдельных производствах 80%).

• Производственная база загружена на 55%

• 50 % произведенной продукции экспортируется в виде полуфабрикатов.

Причины отсталости отрасли

• Разрушение интеграции нефтепереработки и нефтехимии.

• Большие затраты сырья, энергоресурсов.

• Низкая производительность труда.

• Устаревшие технологии.

• Изношенность оборудования

Направления модернизации

• Внедрение новых пограничных между нефтепереработкой и нефтехимией технологий, основанных на использовании новых каталитических систем:

• производство компонентов высокооктановых бензинов;

• олефинов;

• ароматических углеводородов;

• сырья для получения технического углерода.

• Технологии каталитического крекинга

• Комплексы по производству ароматических углеводородов

• Технологии производства СУГ

• Каталитический пиролиз

2 Особенности современной нефтехимической промышленности

Глобализация:

• проявляется во все более широком распространении нефтехимических производств по территории Земного шара;

• современные технологи нефтехимического синтеза, разработанные и внедренные передовыми фирмами, стали доступны любой стране

Техническая зрелость:

• проявляется в достижении высоких выходов целевой продукции при переработке единицы углеводородного сырья;

• проявляется в постоянном улучшении качественных характеристик и расширение спектра функциональных свойств нефтехимической продукции;

• нефтехимические производства во многих странах мира можно отнести к технически зрелыми.

Актуальные направления НТР в нефтехимической отрасли:

• создание новых материалов с заранее заданными свойствами;

• биотехнология;

• развитие химии одноуглеродных молекул;

• активизация технологий по переработке алканов;

• разработка катализаторов и каталитических систем.

Проблема охраны окружающей среды:

• приобретает в настоящее время решающее значение в мировой нефтехимической промышленности;

• минимум 5-10 % капиталовложений при строительстве нефтехимических установок приходится на объекты охраны окружающей среды.

Цикличность:

• нефтехимическая отрасль подвержена влиянию экономических циклов, взаимосвязана с фазами роста или спада экономики, периодически повторяющимися политическими и финансовыми кризисами.

• Цены на нефть и газ являются одним из важнейших факторов, определяющих уровень издержек в производстве нефтехимикатов и прибылей нефтехимических компаний.

3 Производство карбамида – назначение процесса, сырье, применение продуктов. Основные факторы процесса. Используя схему расскажите о процессе.

Карбамид – химическое соединение, диамид угольной кислоты. Белые кристалы, растворимые в полярных растворителях: воде, этаноле, жидком аммиаке.

Сырье- жидкий аммиак,диоксид углерода.

Применение: в производстве смол, в качестве минерального удобрения, Часть используется для производства меламина,Сырье в нефтехимической и химической промышленности,Сырье в фармацевтической промышленности и животноводстве; марка А

Факторы:

I стадия: образование карбамата аммония из аммиака и двуокиси углерода

2NH3+ CO2→NH2COONH4+Q

II стадия: образование карбамида в результате дегидратации карбамата аммония

NH2 COONH4→CO(NH2)2+ H2O–Q

Наибольшее влияние на выход карбамида оказывает избыток аммиака в исходной смеси. Образование карбамата и его дегидратация до карбамида протекают в жидкой фазе, поэтому в реакторе должны быть созданы условия ее существования. Оптимальный режим процесса синтеза карбамида должен обеспечить: быстрое и полное протекание реакции 1, протекание реакции 2 не менее, чем на 71%.Опт усл процесса: температура 180 - 200ºС, давление 20 МПа, мольное отношение NH3 : CO2 – 4: 1

Оксид углерода (IV) и жидкий аммиак поступают в смеситель 1 при температуре 80 – 100ºС. Сюда же подается раствор аммонийных солей из промывной колонны 2. Из смесителя смесь направляется в нижнюю часть колонны синтеза 3, где заканчивается образованиекарбамата аммония, и он превращается на 61% в карбамид. Для обеспечения оптимального теплового режима в колонну дополнительно вводят жидкий аммиак. Из верхней части колонны плав подаетсяна 1 первую ступень дисстилляции. В колонну 1 из сепаратора 1 ступени 6 подается противотоком газ. В колонне 1 ступени проходит выделение карбамида из реакционной смеси, разложение карбамата аммония и образование из аммиака диоксида углерода и воды водного раствора аммонийных солей. Плав из колонны 1, поступает при температуре 160 ºС в сепаратор первой ступени 6, в котором разделяются жидкая и газообразная фазы. Газы возвращаются в колонну 1 и оттуда в нижнюю часть промывной колонны 2. Верхняя часть промывной колонны орошается жидким аммиаком и аммиачной водой. В промывной колонне из газа вымывается диоксид углерода и образуется водный раствор аммонийных солей, а газообразный аммиак отводят из верхней части колонны и возвращают в процесс. Водный раствор аммонийных солей перекачивается в смеситель 1 и оттуда в колонну синтеза 3. Раствор карбамида из сепаратора первой ступени 6 подается в ректификационную колонну второй ступени 12, откуда поступает в подогреватель 13 и сепаратор 14. В колонне второй ступени происходят дальнейшее разложение карбамата до аммиака и диоксида углерода и образование водного раствора карбоната и бикарбоната аммония. Из нижней части сепаратора 14 выходит 70% раствор карбамида, а из верхней – парогазовая смесь, содержащая аммиак, диоксид углерода и пары воды, которая поступает в нижнюю часть ректификационной колонны 12. Газовая смесь из колонны 12 охлаждается и в виде раствора аммонийных солей подается в нижнюю часть промывной колонны 2. Раствор карбамида из сепаратора второй ступени 14 собирается в сборнике 16 и подается на упаривание последовательно в вакуум-аппараты первой и второй ступеней при температуре 140ºС и давлении 0,003 МПа. Полученный плав карбамида поступает через сборник плава 17 в грануляционную башню 18 и распыляется в ней. Образовавшиеся гранулы при температуре около 70ºС транспортером 19 подают на операции классификации, охлаждения и упаковки. Выход карбамида в расчете на диоксид углерода составляет около 91%.

5.Производство акриловой кислоты - назначение процесса, сырье, применение продуктов. Основные факторы процесса. Используя схему, расскажите о процессе.

Назначениеполучениеакриловой кислоты – это один из простейших представителей карбоновых непредельных одноосновных кислот. С легкостью полимеризуется с дальнейшим образованием полиакриловой кислоты. С другими мономерами образует сополимерыИрритант,3 класс опасности вреден,опасен для человека.

Акриловая кислота (пропеновая кислота, этенкарбоновая кислота) СН2=СН-СООН - простейший представитель одноосновных непредельных карбоновых кислот, Бесцветная жидкость с резким запахом, растворима в воде, диэтиловом эфире, этаноле, хлороформе.

Применение:Сырая (неочищенная) акриловая кислота используется компаниями для собственных нужд и практически в полном объеме идет на производство акрилатов.

Ледяная (безводная) акриловая кислота используется в производстве суперабсорбирующих полимеров (SAP). строительство, упаковка, памперсы, с/х,растениеводство, медицина,сенсоры. Акриловую кислоту и её соли применяют для изготовления водорастворимых полимеров и сополимеров.

Сырье:пропиленПарофазное окисление пропиленаявляется основным промышленным способомполучения акриловой кислоты. в газовой фазе через промежуточноеобразование акролеина реализуется в две стадии:на первой стадии проводят окисление пропилена, на второй – окисление акролеина. побочныепродукты, являются следствиемпротекания реакций парциального или полногоокисления пропилена (ацетальдегида, уксуснаякислота, СО, СО ) и реакции полимеризации. Поэтому важен подбор катализатора. В настоящее время это молибдаты висмута (Bi₂O₃∙MoO₃) и фосформолибдат висмута (Bi₂O₅∙MoO₃∙P₂O₅) с промоторами (оксиды теллура и меди).

ОКИСЛЕНИЕ:t= 573-623 К,Р= 0,1-0,3 МПа и добавлении водяного пара накатализаторы, содержащих оксиды висмута, кобальта,Ni, Fe, олова и других повышающихвыхода акролеина и АК и подавлению побочныхреакций способствуют низкие t= 673-773 К.Мольное соотношение вода:пропилен поддерживается на уровне 4-5, Пар и азот уменьшают не только возможностьперегревов, но и риск создания взрывоопасных ситуаций.Эти газы способст. ↑активности катализатора, облегчая десорбцию продуктов. Степень конверсии пропилена за один проход 90-95% и выход акролеина и акриловой кислоты80-90 %. КАТАЛИЗАТОРЫ: наилучшим для окисления акролеинаявляется MoO 3 .Для предотвращения полимеризации кислоты при дистилляции добавляют различные ингибиторы полимеризации, например гидрохинон, фенол,

способы получения акриловой кислоты:

1.гидролиз этиленциангидрина;

2.гидролиз акрилонитрила;

3.гидрокарбоксилирование ацетилена;

4.окисление пропилена в паровой фазе с промежуточным образованием акролеина;

5.гидролиз β-пропиолактона;

6.окислительное карбонилирование этилена.

Схема: Пропилен (+пар,+воздух) смешивается и подается в реактор 101, который представляет собой реактор трубчатого типа(заполняется катализатором в межтрубном пространстве реактора), подается хладоагент для снижения избыточного тепла. Пропилен окисляется до акролеина, после чего подается в реактор 102, где окисляется кислородом воздуха до акриловой кислоты. Режим в реакторе 101 Т=350^оС, Р=180кПа, во 102 реакторе Т=330^оС, Р=120кПа.Акрил. к-та подается вотмывочную колонну С-110 на отмывку от газов. Температура верха колонны 55°С, температура низа колонны 70°С. Давление в колонне равно 110кПа. С верха колонны отводиться газы, которые в дальнейшем поступают на очистку. Часть кубового остатка колонны поступает на верхнюю тарелку в качестве холодно орошения Остальная часть кубового остатка колонны поступает в колонну азеотропной ретификацииС-210, куда также подается толуол для создания азеотропной смеси с водой, с целью улучшения качества акриловой кислоты Снизу колонны отводится акр.к-та, кот. Напр-ся на очистку в колонну 220,230. . С верха колонны толуол направляется в С-210, воды - на отмывку в колонну С-110.

Колонна С-220 ректификационная, где происходит очистка акриловой кислоты от толуола. В колонне 220 происходит очистка от толуола. Сверху к-220 отводится толуол, конденсируется в емкости, часть идет на орошение, А другая в С-210. Остаток с низа колонны отводится в С-230 для дальнейшей очистки. В к-230 происходит разделение акр.к-ты от остатка. С верха колонны отводиться сырая акриловая кислота. В низу колонны в процессе ректификации образуется димер акриловой кислоты. Который предварительно нагревшись до температуры 140°Соступает в реактор разделения димеров R-240. Реактор представляет собой колонну, процесс разделения димеров основан на термическом разложении димера акриловой кислоты на акриловую кислоту. В результате чего с верха реактора отводиться дополнительное количество акриловой кислоты, а с низа - кубовый остаток, который затем направляется на утилизацию

10.Производство полиэтилена высокого давления - назначение процесса, сырье, применение продуктов. Основные факторы процесса, аппараты.

По большей части полиэтилен высокого давления используютдля выпуска пленки и различных пленчатых изделий: термопленки, пакеты, пищевая многослойная упаковка, парниковые пленки. Изделия из полиэтилена высокого давления используют в электротехнике, химическом и пищевом производстве, автомобилестроении, строительстве и пр. Трубы из полиэтилена высокого давления отличаются непревзойденной прочностью и рекомендуются для установки в системах жил.коммуникаций.

ПВД - внешне почти полностью прозрачный и слабопластичный материал, в свободном состоянии не восприимчивый к воздействиям химических веществ, отличный электроизолятор, морозоустойчив, не подвержен радиации, влаго- и газонеропницаемый.

- Тпл ПВД от 105 до 115 °С;- - рабочие температуры от -45 до 70°С

Сырьем - этилен. Для получения ПВД-этилен полимеризуют. Т=200-260 °С ,Р= не меньше 150 МПа (но и не больше 300 МПа) и инициирование реакции с помощью активатора. Активатор- кислород, перекись или нитросоединения.Производство ПВД может идти по одной из трех технологий: --термоплимеризация в массе,

в растворителе или в суспензии,

- и на одном из двух видов полимерных установок: трубчатом реактор или цилиндрическом, Чем больше инициирующего вещества, темменьше масса, быстрее скорость реакции и больше молекул О2. Чем жарче, тем меньше масса и быстрее сама реакция.чем дольше вещество находится в системе, тем быстрее оно превращается и тем больше становится его масса.

3 основных технологии ПНД:

1.полимеризация в суспензии

2. полимеризация в р-ре

3. газофазная полимеризация

Назначение,– получение полиэтилена низкого давления полимеризацией этилена в суспензии по ионно-координационному механизму.

Условия: Т= 160—250 °C; Р=3,4-5,3МПа; присутствие катализатора (катализаторы Циглера—Натта,).

Применение:

1. Для изготовления первичной оболочки кабеля.

2. Для профильно-погонажных изделий. Для напорных труб и соединительных деталей.

3. Для цветных труб, профилей; выдувных изделий.

4. Для крупногабаритных технических изделий массой свыше 250 г.Для изделий культурно-бытового назначения и хозяйственного обихода.

5. Для технических изделий, в т. ч., листов.

6. Для изделий культурно-бытового назначения и хозяйственного обихода.

Для формования выдувных изделий вместимостью до 10 л.

Осн.факторы: температура,давление,конц-ция катализатора

Назначение, сырье - Полиэтилен среднего давлениявысокой плотности (960 – 970 кг/м₃) при среднем давлении получают полимеризацией этилена в растворе (бензин, циклогексан, ксилол и др.) непрерывным методом при давлении 3,5 – 4 Мпа и температуре 130 – 150°С в присутствии окиснохромового катализатора.

Применение:

1. для переработки методом экструзии при производстве пленок и пленочных изделий общего назначения.

2. для изготовления стрейч плёнок.

3. для производства бытовых изделий: сумкидля замороженной пищи, мешки для мусора, пакеты, мешки, пакеты для льда, пленка для сельского хозяйства, пленки для упаковки пищи.

Стадии техн.процесса:

-подготовка сырья и кат-ра

-полим-я этилена

-отделение кат-ра и его регенерация

- концентрирование раствора полиэтилена

- Регенерация растворителя

12. Производство линейного полиэтилена - назначение процесса, сырье, применение продуктов. Основные факторы процесса, аппараты.

Сырьеэтилен бесцветный газ, представляющий простейший непредельный углеводород класса олефинов.

Назначение-Производство линейного полиэтилена (ПЭ) может происходить как при низком

так и высоком давлении по трем способам:·

газофазная полимеризация полипропил.

· полимеризация этилена в суспензии.·

полимеризация этилена в растворе.

Процесс проводится в реакторе с сжиженным слоем ПЭ.

Т= 100 °С и Р= 689—4826 кН/м2.

Процесс полимеризации в растворе идет при температуре 180 - 250 °С и давлении 2757 - 4137 кН/м2.

Применение:

1. для изготовления упаковки: упаковочной пленки, тары для косметической продукции,

2.для крупногабаритных изделий, в частности, в дорожном строительстве, производстве тары и игрушек.

3. в виде той пищевой пленки.

Основные аппараты: аппарат для очистки этилена, ресиверы этилена, компрессоры промежуточного давления, компрессор реакционного давления, реактор, емкости для компонентов катализатора.

13. Используя схему, расскажите о процессе получения полиэтилена высокого давления.

Этилен смешиваясь с кислородом поступает в компрессор первого каскада,далее поступает в смеситель 4 где смешивается с возвратным(непревращенным) этиленом с отделителя высокого давления. Далее смесь поступает в компрессор втрого каскада(до Т=700С и р=25МПа),после чего попадает в трубчатую печь (полимеризация идет при190-300ºС и давлении 130-250 МПа). Оттуда поступает в отделитель высокого давления, а после него в отделитель низкого давления откуда непревращенный этилен возвращается и смешивается с этиленом поступающим на установку. После прохождения отделителей полиэтилен охлаждается до 180-190С и поступает в экструдер-гранулятор,где происходит граунляция. Далее гранулы полиэтилена пакуются по пакетам и отправляются на склад.

14. Производство эмульсионного полистирола - назначение процесса, сырье, применение продуктов, основные аппараты процесса.

Наиболее устаревший метод получения, не получивший широкого применения в производстве.

Эмульсионный полистирол получают в результате реакцииполимеризации стирола в водном растворе щелочныхвеществ при температуре 85-95 °C.

Для этого метода требуются: стирол, вода, эмульгатор и инициатор полимеризации.

Стиролпредварительно очищают отингибиторов: требутил-пирокатехина или гидрохинона.

В качестве инициаторов реакции применяют водорастворимые соединения, двуокись водорода или персульфат калия.

В качестве эмульгаторов применяют соли жирных кислот, щелочи (мыло), соли сульфокислот.

Реактор наполняют водным раствором касторового масла и тщательного перемешивая вводят стирол и инициаторы полимеризации, после чего полученная смесь нагревается до

85-95 °C.

Мономер, растворённый в мицеллах мыла, начинает полимеризоваться, поступая из капель эмульсии. В результате чего образуются полимер-мономерные частицы.

На стадии 20 % полимеризации мицеллярное мыло расходуется на образование адсорбированных слоёв и процесс далее протекает внутри частиц полимера.

Процесс заканчивается, когда содержание свободного стирола станет менее 0,5 %.

Далее эмульсия транспортируется из реактора на стадию осаждения с целью дальнейшего снижения остаточного мономера, для этого эмульсию коагулируют раствором поваренной соли и сушат, получая порошкообразную массу с размерами частиц до 0,1 мм.

Остатки щелочных веществ влияют на качество полученного материала, поскольку полностью устранить посторонние примеси невозможно, а их наличие придаёт полимеру желтоватый оттенок.

Данным методом можно получать полистирол с наибольшей молекулярной массой.

15.Производство суспензионного полистирола - назначение процесса, сырье, применение продуктов.

Суспензионный метод полимеризации производится по периодической схеме в

реакторах с мешалкой и теплоотводящей рубашкой.

• Стирол подготавливают, суспендируя его в химически чистой воде посредством применениястабилизаторов эмульсии (поливиниловогоспирта, полиметакрилата натрия, гидроксидамагния) и инициаторов полимеризации.

Процесс полимеризации производится при постепенномповышени температуры (до 130 °С) поддавлением.

Результатом является — получение суспензии из которой полистирол выделяют путём центрифугирования,затем его промывают и сушат.

Данный метод получения полистирола также является устаревшим и наиболее пригоден для получения исополимеров стирола.

Данный метод в основном применяется в производстве пенополистирола.

16.Модифицированный полистирол, способы его получения.

Для устранения недостатков,присущих полистиролу, ведутсябольшие работы по разработкеновых видов полистирольных пластиков с улучшенными тепловыми, химическими и физико-механическими свойствами. Применяют различные способы модификации стирола:

-совмещение с синтетическими каучуками,

-сополимеризация с другими мономерами,

-полимеризация производных стирола

(замещенных в ядре).

18 Производство вспенивающегося полистирола - назначение процесса, сырье, применение продуктов.

ПСВ (полистирол суспензионный вспенивающийся) –полимерное сырье, выпускаемое в виде белых гранул.

ПСВ гранулы являются полистиролом, содержащимлегкокипящий компонент пентан.

Полистирол марки ПСВ представляет собой бисерный гранулят.

ПСВ является основным материалом в производстве пенополистирольных плит, которые применяются длятепло- и звукоизоляции стен, кровель, фундамента,

ПСВ также применяется для изготовления опалубки, полистиролбетона, полимерной упаковки, комплектующихдеталей автомобилей, товаров народного потребления.

В России полистирол ПСВ производят на трех мощных предприятиях химической промышленности:

-ОАО "Пластик" (г. Узловая Тульской обл.),

-ОАО "Ангарский завод полимеров" (г. Ангарск Иркутской обл.),

-ОАО "Сибур-Химпром” (ТМ «Альфапор»,

При этом до сих пор российский рынок ПСВ (вспенивающегося полистирола) является импортозависимым: из-за рубежа поставляетсяосновной объем ПСВ.

Основной производитель и поставщик ПСВ на российский рынок –это предприятия химической промышленности Азиатско-Тихоокеанскогорегиона (АТР) во главе с Китаем.Российский рынок ПСВ достаточно давно и успешно предлагает продукцию китайских производителей ПСВ: LoyalGroup и WuxiXingda.

19 Производство бутиловых спиртов - назначение процесса, сырье, применение продуктов.

Бутанол начал производиться в 10-х годах XX века с использованием бактерии

Clostridiumacetobutylicum.

• Сырьём для производства могут быть сахарный тростник, свекла, кукуруза,

пшеница, маниока, а в будущем ицеллюлоза.

• В 50-х годах из-за падения цен на нефть начал производиться из нефтепродуктов.

• В США ежегодно производится около 1,39 млрд литров бутанола.

В промышленности бутанол получают:

1.оксосинтезом из пропилена с использованием никель-кобальтовыхкатализаторов при 1,0-1,5 МПа (По Реппе).

2. Из ацетальдегида через ацетальдоль и кротоновый альдегид, который гидрируют намедных, меднохромовых или никелевыхкатализаторах.

3. Ацетоно-бутиловым брожением пищевого сырья.

• как растворитель в лакокрасочной промышленности, в производстве смол и

пластификаторов;

• модификаторы мочевино- формальдегидныхсмол;

• для получения пластификаторов: дибутилфталата, трибутилфосфата;

• для получения бутилацетата и бутилакрилатаи эфиров с гликолями;

• в синтезе многих органических соединений.

• Может, смешиваться с традиционными топливами.

• Энергия бутанола близка к энергии бензина.

• Бутанол может использоваться в топливных элементах, как сырьё для производстваводорода.

• В 2007 году в Великобритании начались продажи биобутанола в качестве добавки к бензину.

6 Процесс получения ароматических углеводородов из риформатов – Назначение, основные факторы процесса,аппараты.

Источники АрУВ-риформаткат.риформинга, пиролизный бензин, сырой бензол.

Применение:

Большая часть ароматики С₉ используются как компонент автобензина, возможно использование для получениясмол.

Ароматика С₁₀ используется в производстве полиамидов, смол, лаков, пластификаторов.,синтетич. матер-ы с↑ терм. стабильн. имех. прочностью, высокими диэлектрическими характеристиками, красителей, разнообразные стабилизаторы,производство тех.углерода, графита, графитовоговолокна из смесейполициклических ароматических углеводородов.

Сырье- бензиновые фракции прямойперегонки нефти с различными интервалами кипения:

- для получения бензола фракция 62-85⁰С (60-850С)

- для получения толуола фракция 85-105С (85-110⁰С)

- для получения ксилолов фракция 105-140С (120-140С)

При риформинге широкой фракции 62-140С получают смесьразличных ароматических углеводородов.Риформат с его относительно низким содержанием бензола иотносительно высоким содержанием толуола и ксилола в основномиспользуют для получения параксилола.Процесс извлечения АУ из риформата также используется для снижениядоли бензола в автомобильном бензине.

основные факторы процесса, аппараты.Установки риформинга существуют 2-х основных типов

-с периодической регенерацией катализатора ;

-непрерывной регенерацией катализатора.

Процесс осуществляется при Т=500-530°С и давлении 18-35 атм.Процесс ведется последовательно в 3-4отдельных реакторах, объёмом от 40 до 140 м³, перед каждым изкоторых продукты подвергаются нагреву в трубчатых печах.Наличие нескольких реакторов позволяет поддерживать различныерабочие условия.В каждом из реакторов проходит одна из реакций, перечисленныхвыше.

Выходящая из последнего реактора смесь отделяется от водорода,углеводородных газов и стабилизируется. Полученный продукт –стабильный риформат – охлаждается и выводится сустановки.Риформат с его относительно низким содержанием бензола и относительно высокимсодержанием толуола и ксилола в основном используется для получения параксилола.Процесс извлечения АУ из риформата также используется для снижения доли в автомобильном бензине за счет экстракции бензола из каталитическогориформата.

Производство параксилола

Кат.риформат разделяется на фракцииС 7- и С 8+ . Фракция С 7-направляется на стадию экстрактивной дистилляции, где бензол и толуолотделяются от неароматических углеводородов.

Фракция С 8+ направляется в контур параксилола без экстракции ксилолов.Толуол подается на стадию диспропорционирования, где он превращается в бензол иксилолы.Полученный бензол отделяется в качестве продукта высокой чистоты вместе с экстрагированным бензолом, а непреобразованный толуол возвращается на стадию диспропорционирования.После разделения фракция смешанных ксилолов из диспропорционирования, фракцияксилола из разделения риформата и рецикловые ксилолы из изомеризации поступаютна стадию адсорбции параксилола, где параксилол отделяется от других ксилолов.Остальные ксилолы направляются наизомеризацию для превращения в параксилол.

7. Процесс получения ароматических углеводородов из пиролизного бензина.

НазначениеИз пиролизного бензина в основном извлекают бензол, а также бензол итолуол вместе. Получение смешанных ксилолов из пиролизного бензина являетсянеэкономичным из-за того, что в нем мало ксилола и много этилбензола.

основные факторы процесса, аппараты.

На первой стадии процесса осуществляется насыщение диолефинов приотносительно низких температурах для исключения процессов полимеризации.Фракция С5- отделяется от гидрированногопиролизного бензина вдепентанизаторе перед стадией глубокого гидрирования и в дальнейщем можетиспользоваться как добавка к автомобильным бензинам.Олефины и примеси (азот, сера) глубоко гидрируются, полученный врезультате этого газ, содержащий H2S, отделяется в стабилизаторе.Бензол и толуол отделяются от неароматических углеводородов настадии экстрактивной дистилляции.Наиболее часто применяется экстракция смесью N-метилпирролидона сэтиленгликолем.Также в качестве экстрагентов применяют гликоли, сульфолан,диметилсульфоксид и др. растворители.При совмещенном получении бензола и толуола, предусматриваетсяразделение в последующей колонне бензола/толуола.

8 Получение ароматичесикх углеводородов из сырого бензола

В настоящее время в Европе существует только четыре производства бензола, работающих на каменноугольном сырье: в Германии, Польше, Чехии и Бельгии.

Производство бензола в России еще тесно связано с конъюнктурой рынка металлов, основная часть которых перерабатывается на 10 имеющихся предприятиях.

Сырой бензол, который отличается высоким содержанием ароматических углеводородов, обычно используется в качестве сырья для получения бензола, толуола, ксилолов и высших АУ.

На первой стадии сырье с высоким содержанием примесей, олефинов и диолефиновгидрируется при использовании специального способа гидроочистки.

Гидрированный сырой бензол стабилизируется. Стабилизированный сырой бензол затем поступает в дегептанизатор.

Фракция С7 направляется на экстрактивную дистилляцию для отделения от неароматических углеводородов, затем разделяется на высокочистый бензол и толуол.

Фракция С8 фракционируется для отгонки ксилолов и высших АУ.

Комплекс получения ароматических углеводородов фирмы «AralAromatics» в Гельзенкирхене, Германия, состоящий из гидроочистки, экстрактивной дистилляции бензола и дистилляции гомологов бензола (толуол, ксилолы и АР С9) из сырого бензола.

4 Гидродеалкилирование толуола, назначение процесса.

Гидродеалкилирование толуола ведут над алюмокобальтмолибденовым катализатором с щелочными добавками при 7 - 9 МПа, 570 С и объемной скорости подачи сырья 1 ч 1 с добавкой к водороду водяных паров. Характерным в данном процессе является большой выход метана. Процесс же термического деалкилирования толуола проводят при 4 - 5 МПа и 750 С.Гидродеалкилирование толуола и этилбензола должно привести к образованию бензола.Гидродеалкилирование толуола можно проводить как термически, так и каталитически, причем ни один из этих методов не имеет особых преимуществ перед другим.

Технологическая схема производства бензола методом гидродеалкилированием

Сырьевой толуол и газ, содержащий 95 % водорода и 5 % метана, после подогрева в теплообменниках 7, поступают на вход в реактор 1, в котором при температуре 900-980 С и давлении 3.5 МПа протекают реакции

(1) C₇H₈+ H₂-> C₆H₆+ CH₄- гидрирование толуола до бензола

(2) 2 C₆H₆-> C₁₂H₁₀+ H₂ - димеризация бензола до дифенила

Степень конверсии толуола возрастает с температурой и составляет в промышленных условиях 60 - 90 %. Интегральная селективность по бензолу зависит от степени превращения и обычно больше 90%. Продукты реакции охлаждаются и в разделителе фаз - сдувке 2 часть газообразных компонентов CH₄и H₂выводятся из цикла. Далее, в дистилляционной колонне - стабилизаторе 3 практически полностью отделяются все газообразные продукты - восстанавливающие реагенты, они возвращаются на вход в реактор. Жидкая фракция поступает последовательно в бензольную колонну 4 и толуольную колонну 5, в которыхправктическиполность выводятся конечные продукты - бензол и дифенил. Оставшаяся непрорегировавшая часть толуола возвращается в рецикл.

9.Производство стирола, назначение, основные факторы процесса. Используя схему, расскажите о процессе.

Стирол (винилбензол, фенилэтилен) - C6H5-CH=CH2

1) Получение стирола методом окисления этилбензола и пропилена.

получают два ценных продукта - окись пропилена и стирол

Достоинства метода: высокий выход продуктов (90%);

малое количество отходов; одновременный синтез двух целевых продуктов;

Недостатки: т.к. в процессе применяется кислород при температуре реакции есть риск взрывоопасности; кислород дорогой продукт.

2) Дегидрирование этилбензола до стирола на оксидных катализаторах.

С6H5CH2CH3 → C6H5CH=CH2

Достоинства метода:

при разбавлении водяным паром снижается парциальное давление и повышается глубина превращения сырья;

реакция идет с увеличением объема и поглощением тепла, т.е. с увеличением температуры и уменьшением давления увеличивается степень превращения.

Недостатки метода:

большой расход греющего пара на стадии дегидрирования.

Факторы:

Процесс эндотермический. Тепловой эффект реакции 100 кДж/моль.температура от 200 до 600-650°С. Она зависит от типа исходного вещества. Давление близкое к атмосферному, а в некоторых случаях осуществляют процесс в вакууме.

Назначение:один из важнейших мономеров - применяется в промышленности синтетических каучуков, латексов, в промышленности пластических масс для получения полистирола, а также в лакокрасочной, химико-фармацевтической и других отраслях промышленности.

Описание технологической схемы.

Исходный этилбензол смешивается с рециклом, возвращаемым с установки ректификации, и с водяным паром и испаряется в теплообменнике 2. Пары перегреваются в теплообменнике 4 до 500-520 °С, причем испаритель 2 обогревается дымовыми газами, а перегреватель 4 — контактным газом, выходящим из реактора 3. Перед реактором пары этилбензола еще раз смешиваются с перегретым водяным паром с температурой 700-730 °С, который генерируется в пароперегревательной печи 1, где сжигается топливо из заводской сети и водородсодержащий газ из отделения дегидрирования. Таким образом, температура смеси на входе в слой катализатора достигает 600-640 °С, а на выходе понижается на 50-60 °С вследствие протекания эндотермической реакции дегидрирования. Теплота контактных газов последовательно рекуперируется в теплообменнике 4 и котле-утилизаторе 5. Насыщенный водяной пар из котла-утилизатора используется для разбавления этилбензола. Контактный газ поступает в пенный аппарат 6, где дополнительно охлаждается до 102 °С и очищается от катализаторной пыли. Охлаждение и конденсация воды и углеводородов из контактного газа проходит в воздушном холодильнике 7, и далее в водяном и рассольном конденсаторах (на схеме не показа­ны). В сепараторе 8 газообразные продукты реакции отделяются как горючие ВЭР. Углеводороды отделяют от воды в разделителе фаз 9 и направляют на ректификацию. Водный слой поступает в пенный ап­парат 6, и после очистки от растворенных углеводородов (на схеме не показано) подается на питание котла-утилизатора 5 и далее - в рецикл. Избытки воды направляют на биологическую очистку.

17 Используя схему, расскажите о процессе получения блочно-суспензионного полистирола (ударопрочного).

В аппарат 1 загружают стирол, инициатор (и сомономер) и тщательно перемешивают. В аппарате 3 готовят суспензию неорганического стабилизатора в воде (или раствор органического стабилизатора — установка позволяет переходить с одного способа на другой — гибкая технология). В реактор 2 загружают водную фазу, а затем при перемешивании вводят мономерную фазу. Степень заполнения реактора — 85–90 %. Процесс полимеризации ведут в течение 9–12 ч при 50–130 °С в зависимости от марки получаемого продукта. Типичные рецептуры суспензионной (I) и эмульсионной (II) полимеризации стирола или других мономеров представлены ниже, масс. ч.:

Реактор объемом 10–30 м3, изготовленный из нержавеющей стали или биметалла, снабжен трехъярусной лопастной мешалкой с регулируемой частотой вращения от 0 до 3 с–1 и рубашкой для обогрева и охлаждения. После окончания реакции реактор охлаждают до 40–50 °С, продукт сливают через сито, задерживающее комки диаметром более 5 мм, и собирают в промежуточный сборник 5. После разбавления деминерализованной водой до соотношения гранулы : вода = 1 : 3 (для улучшения подвижности) суспензию фильтруют в центрифуге 6, откуда сточные воды направляют на очистку, а гранулы с влажностью 2–3 % высушивают в сушилке 7 до остаточной влажности 0,1–0,2 %. Гранулы подвергаются затем пигментированию и наполнению на специальных установках.
Суспензионный метод синтеза полимеров и сополимеров позволяет получать широкий ассортимент материалов.

20 Используя схему, расскажите о процессе оксосинтеза.