Примерный состав ксилольных фракций

Известно несколько способов разделения ксилольной фракции, основанных на одном из следующих способов:

Ø различная температура кипения изомеров (четкая ректификация, азеотропная или экстрактивная перегонка);

Ø различная температура плавления изомеров (кристаллизация);

Ø различная химическая активность изомеров (селективное сульфирование, селективное алкилирование);

Ø образование комплексов с металлоорганическими и другими соединениями;

Ø различная адсорбционная способность изомеров.

Схемы разделения, применяемые в промышленной практике, зависят от требований к ассортименту товарных продуктов.

Принципиальная схема разделения ксилольной фракции на индивидуальные углеводороды показана на рис. 6.2.

Наиболее легко из этой смеси выделяется о-ксилол, который кипит на 5,3⁰С выше м-ксилола; четкой ректификацией от него отгоняют более легкокипящие углеводороды. Для выделения о-ксилола в промышленности применяют двухколонные агрегаты с общим числом тарелок около 200 при кратности орошения (7-8):1. Количество отбираемого о-ксилола определяется погоноразделительной способностью первой колонны и составляет около 70% от потенциального содержания его в сырье. Выделение этилбензола (кол. 2 рис. 6.2) осуществляется в трехколонном агрегате с 450 тарелками при кратности орошения 100:1.

п-Ксилол выделяется низкотемпературной кристаллизацией либо адсорбцией на цеолитах. Чистый п-ксилол, выделенный низкотемпературной кристаллизацией, пригоден для переработки в терефталевую кислоту.

Рис.6.2. Разделение ксилольной фракции на индивидуальные углеводороды.

1 – колонна для выделения о-ксилола; 2 - колонна для выделения этилбензола; 3 – установка для выделения п-ксилола; 4 – установка для подготовки сырья с целью выделения п-ксилола; 5 – установка для выделения м-ксилола;

Потоки: I – разделяемая фракция; II – отгон с низким содержанием o -ксилола; III – о -ксилол; IV – рециркулят; V – этилбензол; VI – на кристаллизацию; VII - п -ксилол; VIII – маточный раствор; IX – на выделение м -ксилола; X – м -ксилол; XI – остаточная ксилольная фракция.

Схема процесса низкотемпературной кристаллизации представлена на рис.6.3.

Сырье после осушки и предварительного охлаждения поступает в скребковый кристаллизатор, где за счет охлаждения выпадает п-ксилол. Кристаллы п-ксилола отделяются от маточного раствора на секционном вакуум-фильтре. Затем после плавления и повторной кристаллизации они попадают в горизонтальную центрифугу, где и выделяется 99,5%-ный п-ксилол.

Предложен усовершенствованный способ одностадийной кристаллизации п-ксилола в интервале температур минус 50 минус 70⁰С непрерывной промывкой продукта в стадии центрифугирования толуолом. После отгонки толуола получается 99,7 %-ный п-ксилол.

Рис. 6.3. Выделение п-ксилола низкотемпературной кристаллизацией.

1 – влагоотделитель; 2 – предварительный холодильник; 3 – скребковый кристаллизатор; 4 – холодильная установка; 5,7,11 – сборники; 6 – вакуум-фильтр; 8 – смеситель; 9 – промежуточный холодильник; 10 – центрифуга; 12 – плавильник п-ксилола;

Потоки: I – смесь ксилолов; II – п- ксилол; III – фильтрат на изомеризацию.

Принципиально отличным является процесс выделения п-ксилола адсорбционным методом. Разработанный фирмой UOP, он осуществляется в жидкой фазе в неподвижном слое адсорбента при 120-180⁰С и умеренном давлении. Степень извлечения п-ксилола может превышать 95%, а чистота получаемого товарного – более 99,5% (масс.). Твердый адсорбент с высоким сродством к п-ксилолу загружается в колонну слоями, между которыми имеются тарелки для распределения входящих и сбора выходящих потоков. В процессе используют принцип непрерывного противоточного перемещения жидкости (с помощью переключающего устройства) в слое адсорбента при стационарной твердой фазе. Адсорбированный п-ксилол извлекают с поверхности адсорбента с помощью десорбирующего углеводорода, имеющего температуру кипения, отличную от температуры кипения фракции С₈ (например, с помощью толуола). Выходящие из адсорбента потоки содержат десорбированный углеводород и, пройдя переключающее устройство, поступают в соответствующие перегонные колонны. Технологическая схема процесса приведена на рис. 6.4.

м-Ксилол из ксилольной смеси можно выделить путем сульфирования с последующим фракционным гидролизом. Недостаток метода сульфирования – переработка значительного количества слабой серной кислоты.

Триметилбензол содержится в тяжелой фракции сырого бензола и во фракциях 160-180⁰С катализатов риформинга и продуктов пиролиза. Кроме трех изомерных триметилбензолов (в том числе до 30% псевдокумола) во фракции находятся близкокипящие изомеры этилтолуолов и другие примеси. Вследствие этого выделение индивидуальных веществ из фракции затруднительно и реализовано в промышленности лишь в небольшом масштабе.

Тетраметилбензолы находятся во фракции 180-210⁰С продуктов коксования, пиролиза и риформинга. Состав этой фракции еще более сложен, чем в предыдущем случае, и ее разделение редко осуществляют в промышленности.

Нафталин получают главным образом из нафталиновой фракции каменноугольной смолы (210 – 230⁰С ). Ее кристаллизуют в охлаждаемых водой барабанных кристаллизаторах, снимая нафталин специальным ножом. Сырой продукт отжимают от масел при нагревании на гидравлических прессах, получая так называемый прессованный нафталин (температура кристаллизации не менее 78 ⁰С, содержание нафталина 96 – 98%). После обработки серной кислотой и перегонки получают более чистый кристаллический нафталин (Т_крист = 79,6 – 79,8⁰С, 99,0 – 99,5% основного вещества). Некоторое распространение получил и сублимированный нафталин, выделяемый в виде чешуек при сублимации прессованного нафталина.

Рис. 6.4. Выделение п-ксилола адсорбцией.

1 – распределительный клапан; 2 – адсорбер; 3,5 – десорберы; 4 – емкости;

Потоки: I – сырье; II – рафинат; III – экстракт; IV – десорбент; V – рафинат + десорбент (для фракционирования); VI – десорбент; VII – м- ксилол, о -ксилол и этилбензол; VIII – п - ксилол.

м-Ксилол из ксилольной смеси можно выделить путем сульфирования с последующим фракционным гидролизом. Недостаток метода сульфирования – переработка значительного количества слабой серной кислоты.

Триметилбензол содержится в тяжелой фракции сырого бензола и во фракциях 160-180⁰С катализатов риформинга и продуктов пиролиза. Кроме трех изомерных триметилбензолов (в том числе до 30% псевдокумола) во фракции находятся близкокипящие изомеры этилтолуолов и другие примеси. Вследствие этого выделение индивидуальных веществ из фракции затруднительно и реализовано в промышленности лишь в небольшом масштабе.

Тетраметилбензолы находятся во фракции 180-210⁰С продуктов коксования, пиролиза и риформинга. Состав этой фракции еще более сложен, чем в предыдущем случае, и ее разделение редко осуществляют в промышленности.

Нафталин получают главным образом из нафталиновой фракции каменноугольной смолы (210 – 230⁰С ). Ее кристаллизуют в охлаждаемых водой барабанных кристаллизаторах, снимая нафталин специальным ножом. Сырой продукт отжимают от масел при нагревании на гидравлических прессах, получая так называемый прессованный нафталин (температура кристаллизации не менее 78 ⁰С, содержание нафталина 96 – 98%). После обработки серной кислотой и перегонки получают более чистый кристаллический нафталин (Т_крист = 79,6 – 79,8⁰С, 99,0 – 99,5% основного вещества). Некоторое распространение получил и сублимированный нафталин, выделяемый в виде чешуек при сублимации прессованного нафталина.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: