Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ГИДРИРОВАНИЯ БЕНЗОЛА

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, конкретно к способу гидрирования бензола.

Известен способ гидрирования бензола с получением циклогексана на никелевом катализаторе. Процесс осуществляют в жидкой фазе при температуре 200°С и давлении 4 МПа в двух последовательно работающих реакторах. Водород подают в нижнюю часть первого реактора; барботируя через жидкость, он способствует поддержанию в этой среде катализатора во взвешенном состоянии. Тепло реакции отводится за счет испарения некоторого количества реакционной смеси и рециркуляции части жидкости вместе с катализатором через теплообменник.

(Орочко Д.И., Сулимов А.Д., Осипов Л.Н. Гидрогенизационные процессы в нефтепереработке. - М.: Химия, 1971 г., стр.321).

К числу недостатков способа следует отнести сложность управления процессом, требующая организации рециркуляции жидкости вместе с катализатором, что существенно удорожает схему процесса и требует включения в производственный цикл дополнительных машин и аппаратов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ гидрирования бензола в адиабатическом реакторе полочного типа путем контактирования бензола с катализатором, расположенным на полках.

Процесс проводят на платиновом катализаторе при повышенных температуре и давлении, при рециркуляции большого количества водородсодержащего газа (ВСГ), частично вводимого в реактор с сырьем, а частично в пространство между слоями катализатора, а также при рециркуляции циклогексана. Рециркуляцию ВСГ и циклогексана используют для съема тепла реакции.

(Черный И.Р. Производство сырья для нефтехимических синтезов. - М.: Химия, 1983, стр.229).

Недостатками способа являются необходимость рециркуляции полученного циклогексана. Последнее заметно снижает производительность процесса по свежему сырью. Объемная скорость подачи сырья не превышает при этом 0,3 ч^-1.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа гидрирования бензола, позволяющего увеличить производительность процесса.

Для решения поставленной задачи предлагается способ гидрирования бензола в адиабатическом реакторе полочного типа путем контактирования бензола с катализатором, расположенным на полках. Процесс проводят при повышенных температуре и давлении в присутствии водородсодержащего газа, подаваемого в реактор вместе с бензолом в верхнюю часть, а также в пространство между слоями катализатора.

Способ отличается тем, что в верхнюю часть реактора подают 50-70% мас. от исходного бензола совместно с 40-70% от общего объема водородсодержащего газа, а оставшуюся часть бензола и водородсодержащего газа равномерно распределяют и подают совместно в пространство между слоями катализатора.

Причем процесс гидрирования проводят при температуре 140-240°С, давлении 3-6 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5-2,0 ч^-1.

В качестве катализатора используют алюмоникелевый или алюмоплатиновый катализатор.

Подача бензола совместно с ВСГ в пространство между слоями катализатора и подобранное соотношение между количеством бензола и ВСГ, подаваемыми в верхнюю часть реактора и в пространство между слоями катализатора, позволяет исключить необходимость рециркуляции циклогексана, что позволит избежать непроизводительной загрузки реактора балластными фракциями и за счет этого значительно повысить производительность способа. При этом также происходит стабилизация температуры в зоне реакции.

Предлагаемый способ может использоваться как для гидрирования нефтехимического или каменноугольного бензола при получении чистого циклогексана, так и для гидрирования бензольной фракции с целью получения высокооктанового компонента товарного бензина с минимальным содержанием бензола.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Гидрированию подвергают бензол с содержанием серы менее 1 ррм.

Используют полочный реактор, состоящий из 6 зон контакта сырья и катализатора (платина на оксиде алюминия). Процесс осуществляют при давлении 3 МПа, температуре 240°С и объемной скорости подачи сырья 0,5 ч^-1.

В верхнюю зону реактора поступает 50% мас. от исходного бензола, остальные 50% мас. равномерно распределяются по зонам реакции.

Таким же образом в верхнюю зону подают 40% от общего объема ВСГ, остальные 60% равномерно распределяют по зонам реакции.

Температура реакции по высоте реактора повышается всего на 5°С (вход - 240°С, выход - 245°С).

В результате получают циклогексан 99,9% мас. чистоты. Производительность процесса увеличилась в ~1,6 раз.

Пример 2.

Гидрированию подвергают бензол с содержанием серы менее 0,5 ррм.

Используют полочный реактор, состоящий из 3 зон контакта сырья и катализатора (никель на оксиде алюминия). Процесс осуществляют при давлении 6 МПа, температуре 140°С и объемной скорости подачи сырья - 2,0 ч^-1.

В верхнюю зону реактора поступает 70% мас. от исходного бензола, остальные 30% мас. равномерно распределяются по зонам реакции.

Таким же образом в верхнюю зону подают 70% от общего объема ВСГ, остальные 30% равномерно распределяют по зонам реакции.

В результате температура реакции по высоте реактора повышается всего на 4°С (вход - 140°С, выход - 144°С).

В результате получают циклогексан 99,9% мас. чистоты. Производительность процесса увеличилась в ~6,6 раз.

Пример 3.

Гидрированию подвергают бензольную фракцию с октановым числом 78,5 по исследовательскому методу, выкипающую в интервале температур 40-90°С процесса каталитического риформинга, содержащую в своем составе 30% бензола, 2% толуола, остальное - парафино-нафтеновые углеводороды, содержание серы в этой фракции - 0,1 ррм.

Используют полочный реактор, состоящий из 4 зон контакта сырья и катализатора (платина на оксиде алюминия). Процесс осуществляют при давлении 5 МПа, температуре 200°С и объемной скорости подачи сырья - 1,0 ч^-1.

В верхнюю зону реактора поступает 60% мас. от исходного бензола, остальные 40% мас. равномерно распределяются по зонам реакции.

Таким же образом в верхнюю зону подают 50% от общего объема ВСГ, остальные 50% равномерно распределяют по зонам реакции.

Температура реакции по высоте реактора повышается всего на 5°С (вход - 200°С, выход - 205°С).

В результате получают бензиновую фракцию, содержащую циклогексан, с октановым числом 78 по исследовательскому методу. Содержание бензола в данной фракции - менее 0,1% мас. Производительность процесса увеличилась в ~3,3 раза.

Таким образом, приведенные примеры подтверждают, что предлагаемый способ гидрирования бензола позволяет значительно повысить производительность процесса - увеличить объемную скорость подачи сырья в 1,6-6,6 раз, при этом получая циклогексан высокой степени чистоты или высокооктановый компонент товарного автобензина с минимальным содержанием бензола.