книги из ГПНТБ / Литвиненко, М. С. Химические продукты коксования (производство и использование)

2)получение метилового спирта-сырца;

3)выделение и очистка метилового спирта.

В последние годы в СССР создано крупное промышлен­ ное производство метанола на базе синтез-газа, получаемо­ го конверсией коксового газа. Технологическая схема про­ цесса заключается в следующем [89].

Коксовый газ, очищенный от сернистых соединений, подается газодувками в сатурационную башню, которая орошается горячей водой (55—90° С). В этой башне газ по­ догревается до температуры 76° С и насыщается парами воды. Насыщенный водяными парами коксовый газ (соот­ ношение пар : газ составляет 0,5) поступает в теплообмен­ ник, где нагревается до температуры 450—500° С теплом конвертированного газа. Из теплообменника газ направ­ ляется через камеру сжигания в конвертор, заполненный

900—1100° С. Остаточное содержание метана в конверти­ рованном газе составляет 0,3—0,5%. Из конвертора газ направляется в котел-утилизатор, где охлаждается до тем­

вым газом до температуры 350° С, а затем — в водоподогревательную башню, в которой нагревает воду, идущую из сатурационной башни, и охлаждается при этом до 60° С. Далее газ проходит конденсационные башни и отделение

логической схеме (рис. 6), во многом сходной со схемой синтеза аммиака и многократно описанной в специальной литературе 1172].

производства метанола из различных видов сырья приведе­ ны в табл. 34 [154].

В ближайшие годы в СССР метанол будут получать в основном из синтез-газа ацетиленового производства, а также

52

ла несколько уступают аналогичным показателям произ­ водства этого продукта из природного газа из-за сложности процесса очистки синтез-газа от сероводорода и органиче­ ских соединений серы.

4. ЭТИЛЕН КОКСОВОГО ГАЗА КАК СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА

Современные методы производства этилена и структура его потребления. Непредельные и ароматические углеводо­ роды являются важнейшими исходными продуктами в про­ мышленности синтетических материалов. Одним из основ­ ных непредельных углеводородов является этилен. По мас­ штабам производства и разносторонности промышленного применения этилен продолжает оставаться ведущим среди других исходных полупродуктов органического синтеза.

В настоящее время из этилена получают свыше 200 про­ дуктов разнообразного назначения.

В 1970 г. выпуск этилена возрос по сравнению с 1964 г. более чем в три раза [154]. Наряду со значительным разви­ тием производства этилена, резко изменяется структура его потребления; последняя характеризуется данными, при­ веденными в табл. 35.

Мощности по производству этилена в капиталистиче­ ских странах достигали к концу 1968 г. 16,5 млн. т [154].

53

Основными источниками получения этилена служат по­ путные и природный газы, а также продукты нефтеперера­ ботки.

Важнейшими современными способами получения эти­ лена являются деструктивная переработка жидких дистил­ лятов нефти (низкооктановых бензиновых фракций) и тер­ мическое разложение низших (газообразных) углеводоро­ дов — этана, пропана, пропилена, н. бутана или их смесей.

Наиболее распространенным реактором для термиче­ ского разложения (пиролиза) углеводородного сырья яв­ ляются трубчатые печи. Газы пиролиза разделяются абсорб- ционно-ректификационным методом, а в последние годы — конденсационно-ректификационным.

Ресурсы и пути использования этилена коксового газа.

Несмотря на крупные ресурсы углеводородного нефтехими­ ческого сырья для производства этилена, в ряде случаев возникает необходимость расширения сырьевой базы для получения отдельных этиленовых продуктов путем исполь­ зования ресурсов промышленных газов с более низким со­ держанием этилена. Это объясняется непрерывным ростом потребления этилена и практически неограниченными воз­ можностями применения в народном хозяйстве получаемых из него продуктов.

Одним из вспомогательных источников этилена может явиться коксовый газ. Потенциальные ресурсы этилена в

газа. Один четырехбатарейный коксохимкческий завод n о- жет обеспечить производство дихлорэтана этиленом в коли­ честве более 60 тыс. т в год [12].

Получение этилбензола и изопропилбензола. Этилбен­ зол и изопропилбензол занимают одно из важнейших мест среди полупродуктов промышленности органического син­ теза. Этилбензол служит исходным сырьем для получения стирола, широко применяемого в производстве синтетиче­ ских бутадиен-стирольных каучуков, полистирола и пенопластов на основе полистирола. Изопропилбензол в больших

54

сжимается в компрессорах до давления 3—4 am, охлажда­ ется в холодильниках, осушается твердым каустиком и затем подводится к нижней части колонны алкилирования 1. Сюда же через щелочный осушитель подается бензол. Одно­ временно в колонну вводится каталитический комплекс, приготовленный на отдельной установке и состоящий из смеси хлористого алюминия с хлористым этилом и диэтилбензолом.

Процесс алкилирования экзотермичен. Заданный тем­ пературный режим поддерживается отводом тепла в охлаж­ дающую рубашку и подачей пара в паровые рубашки ко­ лонны.

Непоглощенные газы и пары (инертные газы, пары бен­ зола и этилбензола, этилен и др.) отводятся из верхней части колонны алкилирования и для извлечения из них бензола и этилбензола последовательно проходят водяной конденсатор, конденсатор, охлаждаемый рассолом, и про­ мывные колонны. Несконденсировавшиеся газы, содержа­ щие. 70% этана, отводятся в коллектор богатого газа.

Алкилат, т. е. смесь избыточного бензола, этилбензола, изопропилбензола, ди- и полиэтилбензолов и растворенного в углеводороде комплексного соединения хлористого алюми­ ния, поступает из колонны алкилирования через боковой штуцер в отстойник-холодильник 2, где комплекс, имеющий большую плотность, чем бензол и алкилбензолы, отстаи­ вается. Из отстойника-холодильника осажденный комплекс возвращается в нижнюю часть колонны, а алкилат промы­ вается водой для удаления оставшегося в растворе комплек­ са. После промывки продукты алкилирования, содержащие около 25% этилбензола и 6—9% изопропилбензола, разде­ ляются дистилляцией и ректификацией на избыточный бен­ зол (возвращаемый в производство), этилбензол, изопропилбензол и диэтилбензольную фракцию, выкипающую в тем­

но используется для приготовления каталитического комп­

57

Удельный вес стоимости бензола в себестоимости этил­ бензола составляет 60—70%, а в себестоимости стирола — 50—60% [154]. В связи с этим в настоящее время себестои­ мость этилбензола при использовании для алкилирования бензола этилена коксового газа на 10—15% выше себе­ стоимости продукта, получаемого из пиролизного этилена.

.Повышение затрат в первом случае связано с увеличением расходного коэффициента по бензолу и хлористому алю­ минию.

Более высокий расход бензола при использовании эти­ леновой фракции коксового газа объясняется значительным содержанием в алкилирующем агенте таких примесей, как пропилен, ацетилен, сернистые соединения и др. Если этиленовая фракция загрязнена, то возрастает выход полиалкилбензолов — отхода производства этилбензола — и увеличивается расход сырья.

Вместе с этим, наличие свободных ресурсов этиленовой фракции коксового газа, пригодность ее для целей алкили­ рования, отсутствие других возможных направлений ква­ лифицированного использования, а также напряженный ба­ ланс по этилену и быстрорастущая потребность в этилбензоле —- все это создает благоприятные предпосылки для развития производства этилбензола на основе коксохими­ ческого этилена. В связи с этим намечается расширение производства' этилбензола на действующих азотнотуковых заводах и строительство новых установок. Наращивание производства этилбензола на базе этилена коксового газа в текущем пятилетии (1971—1975 гг.) позволит сохранить удельное участие этилбензола, получаемого из коксохими­ ческого сырья, в общем отечественном производстве этил­ бензола в 1975 г. на уровне почти 50%.

По-видимому и в дальнейшем применение коксохими-

58

ческого -этилена для производства этилбензола следует считать целесообразным, если его ресурсы окажутся до­ статочными для создания мощных установок. Наличие ре­ сурсов будет определяться масштабами применения коксо­ вого газа в азотной промышленности.

Г л а в а III

ПРОДУКТЫ ПЕРЕРАБОТКИ АММИАКА, СЕРОВОДОРОДА И ДРУГИХ КОМПОНЕНТОВ КОКСОВОГО ГАЗА

1. СУЛЬФАТ АММОНИЯ

Производство сульфата аммония. Среди широкого ас­ сортимента продуктов, получаемых в результате переработ­ ки компонентов коксового газа, одно из основных мест при­ надлежит сульфату аммония. Сульфат аммония — продукт извлечения аммиака из коксового газа раствором серной

Таблица 36

Динамика производства сульфата аммония на коксохимических заводах

СССР

кислоты — широко применяется в сельском хозяйстве как азотное удобрение.

Развитие отечественной коксохимической промышлен­ ности сопровождалось ростом ресурсов аммиака в коксо­ вом газе и увеличением производства сульфата аммония (табл. 36).

В настоящее время в коксохимической промышленности

СССР вырабатывается ежегодно более 1 млн. т сульфата аммония. По уровню производства этого продукта отече­ ственная коксохимическая промышленность занимает первое место в мире.

59