Ароматические углеводороды (бензол, толуол и ксилолы = БТК) являются важнейшими промежуточными продуктами химической промышленности с широким диапазоном применений.

Источники

Главные источники ароматических углеводородов (БТК) - риформат каталитического риформинга, пиролизный бензин парофазного крекинга и сырой бензол коксохимических заводов (рис. 3-01). Риформат является основным источником получения бензола, толуола и более тяжелых ароматических углеводородов. Бóльшая часть толуола и более тяжелых ароматических углеводородов из риформата превращается в бензол и ксилолы и главным образом используется для производства параксилола. Остальные АУ получаются из пиролизного бензина и сырого бензола.

Бензол, который производится в бóльшем количестве, чем ксилолы и толуол, в первую очередь получается из пиролизного бензина, и во вторую очередь из риформата. Значительный процент бензола, а именно 15 %, также получается гидродеалкилированием тяжелых ароматических углеводородов (HDA) и диспропорционированием толуола (TDP). Наименьшее количество бензола, около 5 %, получается из сырого бензола (рис. 3-02).

Спрос

В настоящее время ежегодно выпускаются ок. 90 млн. т БТК. Ожидается рост спроса на бензол почти на 4 % в год в связи с тем, что рынок конечных продуктов, таких как полистирол, поликарбонаты, фенольные смолы и нейлон, быстро развивается (рис. 3-03).

 

4. Схемы технологического процесса Ароматические углеводороды из пиролизного бензина, риформата и сырого бензола

Ароматические углеводороды (БТК) извлекаются из следующих трех видов сырья:

            • пиролизного бензина парофазного крекинга

            • продукта каталитического риформинга (риформат)

            • сырого бензола коксохимических заводов.

Вид извлекаемых АУ и подходящие схемы технологических процессов зависят от состава используемого сырья, отличающегося по содержанию парафинов, олефинов, нафтенов и ароматических углеводородов (рис. 4-01), а также по количеству таких примесей, как хлор, кислород, азот и серные соединения.

Рис. 4-01

Полмиллиона тонн бензола из риформата получаются на установке, построенной для фирмы «Chevron Chemical Company» в Паскагуле в штате Массачусетс, США

Ароматические углеводороды из пиролизного бензина

Из пиролизного бензина в основном извлекают бензол, а также бензол и толуол вместе. Получение смешанных ксилолов из пиролизного бензина является неэкономичным из-за того, что в нем мало ксилола и много этилбензола.

Типичная схема извлечения бензола и толуола из сырого пиролизного бензина показана на нижеследующем рис. 4-02. На первой стадии, т. е. на стадии селективного гидрирования, насыщение диолефинов осуществляется при относительно низкой температуре для избежания полимеризации. Фракция С_5- обычно отделяется от селективно гидрированного пиролизного бензина в депентанизаторе перед стадией глубокого гидрирования, откуда она направляется в емкость товарного бензина в качестве добавки для повышения октанового числа. Таким образом, уменьшается потребление водорода и размер стадии глубокого гидрирования.

Однако, при возврате фракции С_5- в печь парофазного крекинга в качестве сырья, рекомендуется направить эту фракцию на глубокое гидрирование и оттуда в совмещенный обеспентанизатор/стабилизатор или на стадию экстрактивной дистилляции (ЭД), а после этого они вместе с неароматическими углеводородами могут подаваться обратно в печь парофазного крекинга. Таким образом, отпадает необходимость в комплектной системе депентанизации.

Олефины и такие примеси как азот, сера и другие компоненты глубоко гидрируются на одноименной стадии. Отходящий газ, содержащий H₂S, отделяется в стабилизаторе и возвращается в печь парофазного крекинга.

Для экстракции определенных АУ, следует отделить от предварительно обработанного пиролизного бензина целевую фракцию, например для извлечения бензола - фракцию С_6-, для извлечения бензола и толуола - фракцию С₇-. Последняя отделяется в колонне предварительной дистилляции, откуда она направляется на экстрактивную дистилляцию. Фракции С₇₊ или C₈₊ направляются в емкость товарного бензина для использования в качестве сырья.

Бензол или бензол и толуол отделяются от неароматических углеводородов на стадии экстрактивной дистилляции, которая является простой двухколонной системой. Неароматические углеводороды подаются обратно в печь парофазного крекинга в качестве сырья. При совмещенном извлечении бензола и толуола, оба продукта должны быть разделены в последующей колонне бензола/толуола (БТ).

В некоторых случаях более экономичным может оказаться превращение АУ С₇₊ в бензол для получения максимального выхода бензола. В таком случае в схему следует включить стадию термического гидродеалкилирования, где извлеченные толуолы и ксилолы из стадии предварительной дистилляции превращаются в бензол (рис. 4-03).