Оптимизация содержания пропилена в пропан-пропиленовой фракции, подаваемой на алкилирование бензола с целью получения изопропилбензола
Автор: Лошманов С.В., Попов С.В., Хабибрахманова О.В.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Химическая технология
Статья в выпуске: 4 (94), 2022 года.
Бесплатный доступ
Одним из ответственных узлов для установок получения изопропилбензола является узел подготовки фракций реактантов, в частности используемой пропан-пропиленовой фракции. В соответствии с Техническими условиями ТУ 0272-024-00151638-99 содержание пропилена в этой фракции должно составлять не менее 65%мас. Такое достаточно низкое содержание пропилена для проведения реакции алкилирования бензола приводит к неэффективному использованию реакционного объёма реактора алкилирования. Рассматривается работа узла концентрирования пропилена из пропан-пропиленовой фракции промышленного производства изопропилбензола алкилированием бензола пропиленом. Исследование проводится с использованием моделирующей системы Honeywell UniSim Design. Моделируется протекание процесса в одной ректификационной колонне и при использовании двух колонн. Проведением вычислительного эксперимента показано, что для получения пропиленовой (расчетное содержание пропилена 99,1%мас.) и пропановой (расчетное содержание пропана 90%мас. пропилена - 4,47%мас.) фракций, удовлетворяющих параметрам действующих нормативных документов, возможно использование одной ректификационной колонны с технологическими режимами: Тниз=31,4 ℃, Тверх=21,17 ℃, давление в аппарате 1050кПа, флегмовое число R=13,43. При использовании двух колонн первая качественно «формирует» пропиленовую фракцию (расчетное содержание пропилена 99,1%мас., пропана 0.8%мас), а вторая колонна - пропановую фракцию с практическим отсутствием в ней пропилена (содержание пропана 94,42%мас., пропилена - 0.03%мас.). Разработанные модели технологических схем концентрирования пропилена из пропан-пропиленовой фракции могут использоваться для оценки режимных и конструкционных параметров колонн и анализа достигаемых показателей процесса. Расчетами показано, что на промышленном узле вероятной причиной высокого содержания пропана в получаемой пропиленовой фракции порядка 7%мас. является поддержание неоптимальных технологических режимов. Приводятся значения целесообразных режимных параметров.
Бензол, пропилен, пропан-пропиленовая фракция, алкилирование, изопропилбензол, моделирование
Короткий адрес: https://sciup.org/140301776
IDR: 140301776 | DOI: 10.20914/2310-1202-2022-4-157-164
Список литературы Оптимизация содержания пропилена в пропан-пропиленовой фракции, подаваемой на алкилирование бензола с целью получения изопропилбензола
- Dirin A.M., Saljoughi E., Mousavi S.M., Kiani S. Pervaporation separation of isopropylbenzene from water using four different polymeric membranes: Membrane preparation, modification, characterization, and performance evaluation // Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2020. V. 114. P. 67-80. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2020.09.023
- Рынок фенола в России. Текущая ситуация и прогноз 2022-2026 гг. ACG, 2021. 115 с.
- Гайле А.А., Сомов В.Е., Варшавский О.М. Ароматические углеводороды. Выделение, применение, рынок. М.: Химиздат, 2000. 464 с.
- Zheng J., Yi Y., Wang W., Guo K. et al. Synthesis of bi-phases composite zeolites MFZ and its hierarchical effects in isopropylbenzene catalytic cracking // Microporous and mesoporous materials. 2013. V. 171. P. 44-52. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2012.12.041
- Пат. № 2477717, RU, C07C 15/085, 2/68. Способ получения изопропилбензола / Чернов В.А., Штатнов Д.В., Фролов В.В., Куревин В.А., Паруллин А.Г. № 2011142714/04; Заявл. 21.10.2011; Опубл. 20.03.2013, Бюл. № 8.
- Пат. № 2639706, RU, C07C 15/085, 2/66, 6/12. Способ получения изопропилбензола / Нестерова Т.Н., Востриков С.В., Мазурин О.А. № 2016120713; Заявл. 26.05.2016; Опубл. 30.11.2017, Бюл. № 34.
- Пат. № 115779, RU, C07C 2/66, 15/085, 6/12, B01J 37/08, 37/04, 29/70. Способ приготовления катализатора и способ получения изопропилбензола с использованием этого катализатора / Ечевский Г.В., Коденев Е.Г. № 2020116663; Заявл. 21.05.2020; Опубл. 04.12.2020, Бюл. № 34.
- Пат. № 2097129, RU, B01J 29/70, 37/00, C07C 2/66. Катализатор для алкилирования бензола пропиленом и способ его приготовления / Романников В.Н. № 95110647/04; Заявл. 28.06.1995; Опубл. 27.11.1997.
- Пат. № 2096086, RU, B01J 27/182, C07C 15/085. Катализатор синтеза кумола / Тарасова Д.В., Содержинова М.М., Яковлева Т.Н., Бакши Ю.М., Гельперин Е.И., Смирнов В.В., Судакова Н.Р., Локтев А.С. № 95109723/04; Заявл. 13.06.1995; Опубл. 20.11.1997.
- Пат. № 2737897, RU, C07C 2/66, 15/085, 6/12, B01J 37/08, 37/04, 29/70. Способ приготовления катализатора и способ получения изопропилбензола с использованием этого катализатора / Ечевский Г.В., Коденев Е.Г. № 2020116663; Заявл. 21.05.2020; Опубл. 04.12.2020, Бюл. № 34.
- Lakshmanan V.M., Kallingal A., Sreekumar S. Robust control of isopropyl benzene production process using H∞ loop shaping control scheme // Journal of Control and Decision. 2022. P. 1-11. https://doi.org/10.1080/23307706.2022.2146009
- Zhu W., Li E., Huang F. Highly selective separation of isopropylbenzene and α-methylstyrene by nonporous adaptive crystals of perbromoethylated pillararene via vapor-and liquid-phase adsorptions // ACS Applied Materials & Interfaces. 2021. V. 13. №. 6. P. 7370-7376. https://doi.org/10.1021/acsami.0c23059
- Пат. № 2296736, RU, C07C 7/05, 11/06, 9/08. Способ разделения пропена и пропана / Павлов О.С., Павлов Д.С., Павлов С.Ю. № 2006104239/04; Заявл. 13.02.2006; Опубл. 10.04.2007, Бюл. № 10.
- Пат. № 2733380, RU, C07C 7/05, 9/08. Способ выделения пропилена из пропан-пропиленовой фракции / Белов Е.А., Белов А.А., Зарипов Р.Т., Минигулов Ф.Г., Сафин Д.Х. № 2020115055; Заявл. 29.04.2020; Опубл. 01.10.2020, Бюл. № 28.
- Chudinova A.A. Buchatskaya N.I., Podgorniy V.V., Gavrikov A.A. et al. Increase of efficiency isopropylbenzene manufacturing with use of integrated mathematical models // Petroleum & Coal. 2016. V. 58. №. 2.
- Machado S.W.M., Santana J.C., Pedrosa A.M., Souza M.J. et al. Catalytic cracking of isopropylbenzene over hybrid HZSM-12/M41S (M41S= MCM-41 or MCM-48) micro-mesoporous materials // Petroleum Science and Technology. 2018. V. 36. №. 13. P. 923-929. https://doi.org/10.1080/10916466.2018.1454950
- Ai X., Li X., Yu Y., Pan H. et al. The mechanical, thermal, rheological and morphological properties of PLA/PBAT blown films by using bis (tert‐butyl dioxy isopropyl) benzene as crosslinking agent // Polymer Engineering & Science. 2019. V. 59. №. S1. P. E227-E236. https://doi.org/10.1002/pen.24927
- Jiménez-García G., de Lasa H., Maya-Yescas R. Simultaneous estimation of kinetics and catalysts activity during cracking of 1, 3, 5-tri-isopropyl benzene on FCC catalyst // Catalysis Today. 2014. V. 220. P. 178-185. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2013.10.026
- Zeynalov E.B., Nagiyev Y.M., Magerramova M.Y. Investigation of catalytic properties of nano-particulated titanium dioxide in oxidation of isopropylbenzene // Azerbaijan Chemical Journal. 2016. №. 1. P. 97-101.
- Vovdenko M.K., Gabitov S.A., Koledina K.F., Ahmerov E.A. et al. Mathematical modeling of isopropylbenzene oxidation reaction and oxidation reactor // Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2018. V. 1096. №. 1. P. 012189. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1096/1/012189
