ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидроизомеризация бецзинов из "Изомеризация углеводородов" Для классификации этих процессов удобно, как и в случае л-пентана, разделить их на низкотемпературные (ниже 300 С) м высокотемпературные (выше 350 °С). [c.235] Низкотемпературный процесс изомеризации ксилолов в жидкой фазе предлагается осуществлять в присутствии катализатора— цеолита X, содержащего не более 1% (масс.) МагО и не менее 25% (масс.) оксидов редкоземельных элементов. Реакцию проводят при 200—260 °С, 2—2,2 МПа и объемной скорости подачи сырья 3 ч Ч Как видно из данных, приведенных на стр. 233, ксилолы при 2 МПа находятся в жцдкой фазе до температуры 300 °С. Особенностью процесса является проведение изомеризации при добавлении к реагентам 15—20% толуола. Вве ]1ение толуола не только подавляет нежелательные побочные превращения ксилолов, но и увеличивает их выход, так как толуол на том же катализаторе частично диспропорциони-рует, образуя бензол и ксилолы. [c.235] В низкотемпературном процессе изомеризации на твердом катализаторе из смеси алкилароматических углеводородов Се четкой ректификацией выделяют сначала этилбензол, а затем о-ксилол. Из оставшейся смеси м- и п-ксилолов выделяют тра-изомер низкотемпературной кристаллизацией, а остаток смещи-вают с толуолом и направляют на изомеризацию. Из изомеризата выделяют бензол и рециркулирующий толуол, а смесь ксилолов направляют в уже описанный блок разделения. [c.235] В реактор изомеризации (рис. У1.7) поступает смесь 15% (масс.) толуола, 3% (масс.) этилбензола, 11,5% (масс.) л-кси-, лола, 66,5% (масс.) ж-ксилола и 9% (масс.) о-ксилола. На выходе из реактора получают смесь 3% (масс.) этилбензола, 19% (масс.) п-ксилола, 43% (масс.) ж-ксилола и 19,5% (масс.) о-ксилола. Таким образом, степень конверсии ж-ксилола за проход превышает 30%. Расход толуола составляет 1—2% от его загрузки или 0,2% (масс.) от сырья. [c.235] Приведенные значения ха рактеризуют не величины рециркулирующих пotoкoв, а только сырье и продукцию установки в режиме нормальной эксплуатации. Величины потоков, входящих в блоки этой установки, в 2,5—3 раза превышают поток сырья (из-за рециркуляции). Из данных по материальному балансу ясно, что этилбензол в этом процессе не изомеризуется, н и не подвергается (очевидно, из-за низкой температуры) реакциям распада и перераспределения. Селективность процесса поэтому достаточно высока — суммарное количество побочных продуктов (Сб + Сэ) ниже 2%. [c.236] Известно [И], что в ходе процесса катализатор дезактивируется, и для поддержания его активности приходится повышать температуру с 200 до 260 °С. При этом срок службы катализатора достигает 2 лет (по-видимому, с промежуточной окислительной регенерацией). [c.236] Нельзя не отметить, что в разработанной схеме излишне перегружен блок выделения этилбензола из-за подачи в него не только сырья, но и изомеризата, хотя содержание этилбензола в реакторе практически не возрастает. [c.236] Процессы в газовой фазе. Наибольшее распространение в промышленности получили газофазные процессы с твердыми катализаторами. Различные модификации процессов отличаются составом используемого катализатора (и в связи с этим режимом и сроком работы катализатора до регенерации), содержанием индивидуальных веществ в сырье и в продуктах, методами выделения -ксилола (кристаллизация, адсорбция). [c.236] Процессы с алюмосиликатным катализатором. Такие процессы разработаны и эксплуатируются в СССР, ГДР, США, Англии и Японии (табл. У1.5). Для них применяют промотированные и непромотированные аморфные и кристаллические алюмосиликаты. [c.237] В процессах, проводимых на алюмосиликатных катализаторах, не содержащих благородных металлов, этилбензол лишь в незначительной степени превращается в ксилолы основные направления его превращения — крекинг и переалкилирование. Поэтому при значительном содержании этилбензола в сырье увеличивается выход побочных продуктов и сокращается срок межрегенерационного цикла работы катализатора. Это заставляет ограничивать содержание этилбензола в сырье, подвергаемом изомеризации, или вводить в технологическую схему достаточно сложный и дорогостоящий блок выделения этилбензола ректификацией. Хотя в некоторых процессах (СССР, Япония, Англия) допускается довольно высокое (до 15—20%) содержание этилбензола в реагирующих углеводородах, снижение этого значения до 4—6% существенно улучшает техникоэкономические показатели работы установок. [c.237] III отмечена возможность подавления крекинга при вйедении водорода. Этот прием использован во многих технологических процессах, и, как видно из табл. VI.5, он позволяет увеличить продолжительность работы катализатора между регенерациями от 16—100 до 1000—2500 ч, а в процессе изофор-минг — до 1 года. Важное достоинство процессов с циркуляцией водорода — возможность применения в них более совершенных платиносодержащих катализаторов. [c.237] К использованию платиносодержащих катализаторов, изомеризующих этилбензол. В ГДР в последние годы разработан и внедрен такой катализатор [15] (см. ниже). [c.241] Ряд процессов разработан фирмами капиталистических стран , информация об основных промышленных процессах приведена в табл. VI.5. Нужно отметить, что создание новых процессов зачастую вызывается стремлением обойти патентные ограничения. [c.241] По-видимому, основное достоинство процесса фирмы Маги-zen Oil — эффективный метод выделения /г-ксилола. п-Ксилоль-ный концентрат вначале охлаждают маточным раствором из центрифуги первой стадии кристаллизации. Затем концентрат смешивают с /г-ксилолом, содержащим растворенный этилен при десорбции этилена температура понижается до минус 30 —минус 50 °С. Выпавшие кристаллы я-ксилола выделяют (центрифугированием) и после частичного расплавления направляют на вторую стадию центрифугирования, где и выделяют товарный п-ксилол./Суммарные затраты (изомеризация+разделение) на получение 1 т я-ксилола следующие топливо—12,6-10 кДж, электроэнергия — 239 кВт-ч, охлаждающая вода—175 м . [c.242] В процессе изолен другой японской фирмы (Тогау Ind.) для подавления крекинга вводят водород, что позволяет катализатору работать в течение 1000 ч без регенерации. Интересная особенность этого процесса — применение адсорбционного выделения п-ксилола (фирменное название процесса — аромакс). Адсорбционное выделение позволяет увеличить степень извлечения й-ксилола (90% вместо 85 87% при кристаллизации) и содержание основного вещества в уходящем потоке (до 99,5%). Используя сорбенты, описанные в гл. V, осуществляют сорбцию в неподвижном слое при 120— 200°С и умеренном (0,1— 1 МПа) давлении. Для десорбции л-ксилола сорбент промывают жидкостью (толуол), температура кипения которой заметно отличается от температуры кипения любого алкилбензола s. Де-сорбент и п-ксилол разделяют ректификацией. Сведения о сорбционном выделении приведены в гл. V. Принципиальная схема этого процесса та же, что и на рис. VI.9. Процесс изолен введен в эксплуатацию в 1971 г. и обладает несомненными преимуществами по сравнению с процессом фирмы Maruzen Oil. Это и понятно, так как последний процесс создан значительно раньше — в 1960 г. [c.242] Производительность, тыс. т ксилольной фракции в год Способ выделения п-ксилола Температура, С Давление, МПа Скорость подачи сырья, Не ограничивается Кристалли- зация 380—470 4—5 1 150 Адсорбция 450-500 2 1—1,5 300 Кристалли- зация 420—485 2,5—3 0,5—1 200 Адсорбция 400 480 3, 1—1,5. [c.244] В ГДР проведено исследование каталитических систем, содержащих, платину взамен описанного в предыдущем разделе катализатора К-9063 [15]. [c.245] что цаиболее активным оказался катализатор III (с кристаллическим алюмосиликатом). Для снижения потерь фракции Сз оказались эффективными те же приемы, что и для катализатора, не содержащего платину (см. табл. VI.5). Наилучший прием — введение в реактор азотсодержащего органического основания (например, этилендиамина), которое в присутст]зии платины образовывало бы аммиак. При 0,1—0,5% основания (в расчете на аммиак) потери фракции Се снижаются на 4—6%, причем основание можно вводить периодически. [c.245] К замене катализатора, не содержащего благородного металла, на платиносодержащий стремится и японская фирма Тогау Ind. В табл. VI.5 приведены сведения о процессе изолен с использованием алюмосиликатного катализатора и с сорбционным выделением л-ксилола. Для переработки сырья со значительным содержанием этилбензола фирмой разработан процесс, в котором применен платиновый контакт, причем режим остался тем же. [c.246] Наиболее распространен процесс, разработанный в США на основе катализатора платина на алюмосиликате и Получивший название октафайнинг. Его проводят при 420—485 °С, 2 МПа, скорости подачи сырья 0,5—1 ч и подаче водорода 3—10 моль на 1 моль углеводородов. Катализатор, используемый в октафайнинге, менее стабилен, чем катализатор, разработанный в ГДР, но и первый не требует регенерации в течение 6—18 мес. Схема процесса приведена на рис. VI.11 (блок выделения этилбензола отсутствует) i[14]. В процессе октафайнинг можно осуществлять рециркуляцию и р-ксилола. [c.246] Вернуться к основной статье