Общая характеристика сырья для гидродеалкилирования. Теоретические основы процесса деалкилирования. Технологическая схема производства бензола методом гидродеалкилирования толуола. Реакторы для проведения гетерогенных каталитических реакций, их типы.
Аннотация к работе
В физическом весе пластмасс около 30%, в каучуках и резинах - 66%, в синтетических волокнах - до 80% приходится на ароматические углеводороды, родоначальником которых является бензол. Для увеличения ресурсов бензола широкое применение нашли процессы гидродеалкилирования его гомологов, осуществляемые при температурах 650~750°С. В качестве сырья гидродеалкилирования обычно используют толуол, фракции бензинов риформинга и пиролиза, содержащие низкомолекулярные ароматические и неароматические углеводороды. Потребность в бензоле значительно превышает потребность в толуоле, а толуол получается в избыточном количестве как при каталитическом риформинге, так и при пиролизе.Сырьем для гидродеалкилирования служат толуол, его смеси с ксилолами, фракции бензинов пиролиза (после гидроочистки) и каталитического риформинга. С воздухом образует взрывоопасные смеси, хорошо смешивается с эфирами, бензином и другими органическими растворителями, с водой образует смесь с температурой кипения 69,25 °C. Перекачивание из одного сосуда в другой происходит в закрытой системе, так как бензол ядовит. Бензол нефтяной получают в процессе каталитического риформинга бензиновых фракций, каталитического гидродеалкилирования толуола и ксилола, а также при пиролизе нефтяного сырья. Нефтяной бензол, получается в процессе каталитического риформинга бензиновых фракций, каталитического гидродеалкилирования толуола и ксилола, а также при пиролизе нефтяного сырья, и предназначенный в качестве сырья для производства синтетических волокон и каучуков, пластмасс, красителей и других продуктов органического синтеза, а также для экспорта.Наименование нормируемых показателей Норма для марки Внешний вид и цвет Прозрачная жидкость, не содержащая взвешенных и осевших на дно посторонних примесей, в т.ч. и воды, не темнее цвета раствора 0.003 г K2Cr2O7 в 1 дм3 . Пределы перегонки: 95% объема от начала кипения перегоняется в интервале температур °С, не более (включая температуру кипения чистого бензола 80,1°С) 0,6 0,6 0,7 Наименование показателя Норма для марки высшей очистки очищенный для синтеза Внешний вид и цвет Прозрачная жидкость, не содержащая посторонних примесей и воды, не темнее раствора 0,003 К2Cr2О7 в 1 дм3 водыК деалкилированию иногда также относят замещение на атом водорода органических радикалов, например, гидрокси-и цианалкилов. Деалкилирование осуществляют под действием катализатора Льюиса, минеральных и органических катализаторов, при пиролизе или облучении. Легко протекает О-и S-деалкилирование, труднее N-деалкилирование аминов; С-деалкилирование обычно осуществляют в жестких условиях - при высокой температуре, давлении, в присутствии катализаторов. Как правило, легко происходит замещение третичных алкилов, например деалкилирование трет-бутильной группы в аминах осуществляют действием CF3COOH при комнатной температуре. В некоторых случаях трудно протекает деалкилирование первичных алкилов, например: Деалкилирование толуола и других гомологов бензола можно осуществить в присутствии водяного пара на Ni-катализаторах и металлах группы Pt при 350-500°С.На сегодняшний день существует три принципиально различных способа производства бензола. Этот процесс исторически был первым и служил основным источником бензола до Второй мировой войны. Следует добавить, что бензол, получаемый из каменноугольной смолы, содержит значительное количество тиофена, что делает такой бензол сырьем, непригодным для ряда технологичных процессов. В данном процессе кроме бензола образуются толуол и ксилолы. Ввиду того, что толуол образуется в количествах, превышающих спрос на него, его также частично перерабатывают в: o бензол - методом гидродеалкилирования;Технологическая схема производства бензола методом гидродеалкилированием толуола (HDA - процесс) показана на рисунке 1.1: Рисунок 1.1 - Технологическая схема получения бензола гидродеалкилированием толуола: 1 - реактор; 2 - разделитель фаз; 3 - стабилизатор (дистиллятор); 4 - бензольная колонна; 5 - толуольная колонна; 6 - циркуляционный компрессор; 7 - теплообменники. 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 Степень конверсии толуола возрастает с температурой и составляет в промышленных условиях 60 - 90 %.Реакторы для проведения гетерогенных каталитических реакций можно классифицировать по фазовому состоянию реагентов и катализатора, по способу контакта между катализатором и реагентами, а также по конструктивному оформлению теплообменных процессов.
План
Содержание
Введение
1. Литературный обзор
1.1 Характеристика сырья и производимой продукции
1.2 Теоретические основы процесса деалкилирования
1.3 Технология производства
1.4 Описание технологической схемы
1.5 Описание основных типов реакторного оборудования