Ароматические углеводороды атырауского НПЗ - перспективное сырье нефтехимического синтеза

Ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы, этилбензол) представляют собой важнейший вид сырья для промышленности тяжелого органического синтеза, а также используются как полупродукты органического синтеза, относится к базовым химикатам, и служат сырьем в производстве пластмасс, синтетических волокон, моющих средств и других товаров технического и потребительского назначения [1].

Комплекс по производству ароматических соединений (углеводородов) - это совокупность технологических установок, которые используются для преобразования нефтяных бензиновых фракций и пиробензина в основные промежуточные продукты нефтехимии: бензол, толуол и ксилол (БТК). Бензол - это универсальный нефтехимический строительный блок, применяемый для получения более 250 различных продуктов. Наиболее важными производными бензола являются этилбензол, кумол и циклогексан, которые представлены на рисунке 1. [2].

Ксилолы, известные также под названием суммарные ксилолы, содержат четыре различных ароматических изомера Cs: пара-, орто-, метаксилол и этилбензол. Небольшие количества суммарных ксилолов применяются в качестве растворителей, но большая их часть подвергается в комплексе дальнейшей переработке для выделения одного или более отдельных изомеров [1].

Важнейшим ароматическим изомером Cs, является п-ксилол, используемый почти исключительно для производства полиэфирных волокон, смол и пленок. Продукты суммарных ксилолов показаны на рисунке 2.

В последние годы рост производства полиэфирных волокон как синтетических заменителей хлопка составил от 5 до 6% в год. Рост производства смол, в связи с появлением полиэтиленовых (полиэтилентерефталатных) контейнеров, составляет от 10 до 15% в год. Заметим, что важным побочным продуктом производства п-ксилола, в зависимости от применяемой технологии, может являться бензол. Небольшое количество толуола используется для получения растворителей и производных соединений, но его большая часть идет на производство бензола и ксилолов. Толуол становится всё более важным при получении ксилолов путем диспропорционирования и трансалкилирования ароматическими углеводородами Cg.

В настоящее время ежегодно выпускаются около 90 млн. т ВТК. 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. Спрос на ксилолы зависит от роста спроса на параксилол, важнейшим по количеству изомером. Ожидается, что потребность в данном изомере будет расти на более 5 % в год. Параксилол почти исключительно используется для производства полиэфира на базе очищенной терефталевой кислоты. На рисунке 3 представлена блок-схема производства технической терефталевой кислоты.

136

На Атырауском НПЗ китайская компания "Sinopec Engineering" построила комплекс по производству ароматических углеводородов, в который вошла установка выделения параксилола, установка изомеризации ксилолов, установка трансалкилирования толуола, объекты общезаводского хозяйства [3].

Выход на проектную мощность КПА обеспечит соответствие качества автомобильного бензина требованиям Евростандарта за счет снижения содержания сернистых соединений, ароматических углеводородов и бензола; создание в Казахстане первого нефтехимического производства по выпуску бензола и параксилола; уменьшение вредного воздействия на окружающую среду за счет сокращения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (оксида углерода и азот) и применения современных технологий и технологического оборудования.

На практике наиболее широко используются бензол и его первые гомологи. Это определяется, прежде всего, их большей доступностью и хорошо отработанной технологией получения и переработки.

Широкое развитие производства высокооктановых бензинов каталитическим риформингом позволяет легко увеличивать масштабы производства бензола и его гомологов. Производные заданной структуры относительно просто получать из бензольных углеводородов.

Теоретически предлагается из параксилола, получаемого в условиях Атырауского НПЗ, наладить производство терефталевой кислоты. Терефталевая кислота (1,4-бензолдикарбоновая кислота) с общей формулой CeH4(COOH)2, кристаллическое вещество с температурой возгонки 300°С, малорастворимая в воде и органических жидкостях [4].

Терефталевая кислота предназначена для производства полиэфирного волокна-полиэтилентерефталата (ПЭТФ). ПЭТФ, известный под названиями лавсан (Россия), терилен (Англия), дакрон (США), получают по реакции

137

поликонденсации терефталевой кислоты или ее метилового эфира с этиленгликолем.

Промышленная переработка смеси нефти на АНПЗ осуществляется сложной многоступенчатой физической и химической переработке на отдельных или комбинированных технологических установках, предназначенных для получения широкого ассортимента нефтепродуктов^].

Фракцию 80-180°С направляют на комплекс по производству ароматических углеводородов, с получением бензола и параксилола. Основные продукты бензол является одним из основных химических веществ, используют для синтеза других продуктов: фенола, ацетона, анилина, ароматических азотсодержащих соединений, различных растворителей. Предлагаем нефтяной пара ксилол высшей очистки использовать для синтеза диметилтерефталата и терефталевой кислоты, применяемых для получения полиэфирных волокон, которые затем можно направить на производство пластиковых пленок, бутылок и термопластиков.

Ниже приведены материальные балансы существующего производства и установки, предлагаемой для внедрения.

Таблица 1 - Материальный баланс производства ароматических углеводородов

Наименование потоков

%

Часовая произв. кг/ч

Суточная произв. т/сут

Годовая произв. т/год

1

2

3

4

5

Взято:

Гидроочищенная тяжелая нафта с

КУ ГБД

67,8

83101,7

1994,4

678110

Гидроочищенная тяжелая нафта (поставка со стороны)

32,2

39447,3

946,7

321890

Итого:

100,0

122549

2941,1

1000000

Получено: Рафинат

14,9

18259,8

438,2

149000

Бензол

13,3

16299

391,2

133000

Параксилол

49,6

60784,3

1458,8

496000

Тяжелая ароматика

4,3

5269,6

126,5

43000

Водородосодержащий газ

8,85

10845,6

260,3

88500

Сухой газ (топливный)

5,98

7328,4

175,9

59800

Пропан-бутановая фракция

2,57

3149,5

75,6

25700

Потери

0,5

612,7

14,7

5000

Итого:

100,0

122549

2941,1

1000000

Таблица 2 - Материальный баланс установки производства терефталевой кислоты

Наименование потоков

%

Часовая произв. кг/ч

Суточная произв. т/сут

Г одовая произв. т/год

Взято:

Параксилол

9,3

60784,3

1458,8

496000

Уксусная кислота

46,5

303922

7294

2479999,8

Воздух

42

274510

6588,2

2240000

Обессоленная вода

2,2

14379

345,1

117333

Итого:

100

653595

15686,3

5333333

Получено:

       

ТФК техническая

14,4

94117,6

2258,8

768000

Очищенный газ

33,6

219608

5270,6

1792000

Регенерированная

46,4

303268

7278,4

2474667

уксусная кислота

3,1

20261,4

486,3

165333

Реакционная вода

2,3

15032,7

360,8

122667

Сточные воды

0,1

653,6

15,7

5333

Параксилол Отходы

0,1

653,6

15,7

5333

Итого:

100,0

653595

15686,3

5333333

Оценка технико-экономической целесообразности проектной установки показала, что при увеличении мощности производства, прибыль увеличивается на 687740000 тенге. Годовой экономический эффект составляет 13801518332160 тенге. При этом себестоимость товарной продукции уменьшается на 84695 тенге, а рентабельность возрастает на 122%. Срок окупаемости производства 1 год 2 месяца [5].

Из анализа полученных экономических показателей следует, что увеличение мощности производства технической терефталевой кислоты производится за счет увеличения количества подаваемого сырья - п- ксилола и позволяет расширить ассортимент получения нефтехимической продукции.

 

Список литературы:

  1. Сулимов А.Д. Производство ароматических углеводородов из нефтяного сырья. M., Химия, 1975 г.
  2. Гайле А.А., Сомов В.E., Варшавский О.М. «Ароматические углеводороды: Выделение, применение, рынок»: Справочник. - СПб.: Химиздат, 2000 г.
  3. Стратегия развития Атырауского НПЗ на 2010-2014 гг.
  4. Зык Н.В., Белоглазкина Е.К. «Ароматичность и ароматические углеводороды» M.: «КолосС», 2005 г.
  5. «Экономика производства ароматических углеводородов», А. Н. Давыдов, В. Л. Клименко, М. Л. Колесов и др. M.: ЦНИИТ Энефтехим, 1998 г.
Теги: Вода
Год: 2018
Город: Атырау
Категория: Экология