Ерженков Алексей Сергеевич. Разработка и совершенствование экстракционных процессов выделения ароматических углеводородов из среднедистиллятных нефтяных фракций и бензольного катализата риформинга

brief description

Ерженков Алексей Сергеевич. Разработка и совершенствование экстракционных процессов выделения ароматических углеводородов из среднедистиллятных нефтяных фракций и бензольного катализата риформинга : Дис. ... канд. техн. наук : 05.17.07 : Санкт-Петербург, 2003 125 c. РГБ ОД, 61:04-5/227-4

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет)
На правах рукописи
Ерженков Алексей Сергеевич
РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭКСТРАКЦИОННЫХ
ПРОЦЕССОВ ВЫДЕЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ
УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ СРЕДНЕДИСТИЛЛЯТНЫХ НЕФТЯНЫХ
ФРАКЦИЙ И БЕНЗОЛЬНОГО КАТАЛИЗАТА РИФОРМИНГА
Санкт-Петербург
2003
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 8
1.1. Совершенствование технологии экстракции бензола, толуола и
ксилолов из катализата риформинга 8
1.2. Современные требования к реактивным и дизельным топливам 11
1.3. Гидрогенизационные методы получения экологически чистого
дизельного топлива 14
• 1.4. Экстракционная очистка реактивного и дизельного топлива 16
1.5. Использование ароматических экстрактов среднедистиллятных
нефтяных фракций 23
1.6. Моделирование процесса экстракции 26
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 35
2.1. Методика проведения многоступенчатой противоточной экстракции 35
2.2. Методика проведения хроматодистилляционной разгонки 37
2.3. Исследование химического состава с помощью ЯМР-спектроскопии 38
2.4. Расчёт предельных коэффициентов активности, равновесия и
результатов многоступенчатой экстракции 39
3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 40
3.1. Совершенствование технологии процесса экстракции на установке
ЛГ-35-8/300Б ООО «ПО «Киришинефтеоргсинтез» 40
3.2. Моделирование процесса экстракции 51
•
з
3.3. Обоснование выбора неполярного растворителя в качестве
• компонента экстракционных систем 59
3.4. Очистка керосиновой фракции комбинированным методом
экстракции и азеотропной ректификации 69
3.5. Экстракционная очистка дизельной фракции 77
3.6. Очистка дизельной фракции комбинированным методом экстракции
и азеотропной ректификации 85
4. ВЫВОДЫ 103
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 106
СПРАВКА ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ
• ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ЕРЖЕНКОВА А. С. НА ООО «ПО
«КИРИШИНЕФТЕОРГСИНТЕЗ» 125

bibliography

4. ВЫВОДЫ
1. Замена триэтиленгликоля на смешанный экстрагент триэтиленг- ликоль - сульфолан является относительно простым и эффективным спо¬собом улучшения показателей процесса экстракции ароматических угле¬водородов из катализата риформинга. Экстракция бензола, толуола и кси¬лолов на установке ЛГ-35-8/300Б ООО «ПО «Киришинефтеоргситез» смешанным экстрагентом, содержащим 15 масс. % сульфолана, позволяет повысить суммарную степень извлечения на 2,1 масс. % или снизить соот¬ношения экстрагента и рисайкла к сырью на 20 %.
2. Замена водной промывки экстракта на промывку ксилолов позво¬ляет значительно снизить потери экстрагента с экстрактом. После внедре¬ния промывки ксилолов на установке ЛГ-35-8/300Б ООО «ПО «Кириши-нефтеоргситез» потери экстрагента с экстрактом составляют менее 1 т в год или менее 10 г на тонну выделенных аренов.
3. Предложен способ снижения температуры процесса экстракции без установки нового оборудования, позволяющий вести процесс в более оптимальных условиях и одновременно снизить энергозатраты.
4. Предсказание равновесия в многокомпонентных системах жид¬кость - жидкость возможно с использованием параметров только бинарно¬го взаимодействия, при этом точность предсказания удовлетворительна для расчёта экстракции. Это подтверждено расчётом равновесия в 27 сис¬темах. Средние отклонения рассчитанных по уравнениям NRTL и UNIQUAC данных от экспериментальных мало отличаются друг от друга, что свидетельствует о равной надёжности этих уравнений. Однако резуль¬таты расчёта по уравнению NRTL сильно зависят от параметра а для пары компонентов с ограниченной взаимной растворимостью, поэтому пред¬почтительнее использовать уравнение UNIQUAC.
104
5. При использовании приводившихся ранее в литературе парамет¬ров взаимодействия уравнения UNIFAC для групп АСН и TMS (сульфолан) погрешность расчёта достигала 100 %. Определены пара¬метры взаимодействия, которые обеспечивают вычисление коэффициен¬тов активности ароматических углеводородов в сульфолане с точностью на уровне экспериментального определения.
6. Экстракционная очистка керосиновой фракции ацетонитрилом с пентаном в сочетании с азеотропной ректификацией при регенерации ацетонитрила из экстрактной фазы, в процессе которой отгоняются азео-тропы ацетонитрила с насыщенными углеводородами, позволяет повы¬сить содержание аренов в ароматическом концентрате до 99,5 масс. % по сравнению с 83,6 масс. % в экстракте. Предложенный метод позволяет получать реактивное топливо с содержанием аренов менее 10 масс. % и ароматические нефтяные растворители типа Нефрас А-120/200 без ис-пользования энергоёмкого процесса каталитического риформинга.
7. Очистка дизельной фракции экстракционной системой ацето¬нитрил - вода - пентан позволяет получить дизельное топливо с содер¬жанием аренов не выше 15 масс. %, соответствующее перспективным российским требованиям. Экстракт содержит свыше 90 масс. % аромати¬ческих углеводородов.
8. Предложенный комбинированный метод экстракции аренов из дизельной фракции диметилформамидом или диметилацетамидом с пен¬таном в сочетании с азеотропной ректификацией позволяет получать экологически чистое дизельное топливо с содержанием аренов не более 10 масс. % и ароматические нефтяные растворители типа Нефрас А- 150/330. При регенерации полярных экстрагентов из экстрактной фазы, в процессе которой отгоняются азеотропы полярного растворителя с на¬сыщенными углеводородами С10-Н214, содержание аренов в ароматиче-
ском концентрате повышается до 98+99 масс. % по сравнению с 93+95 масс. % в экстракте.