Апаратурно-технологічна розробка сумісного виробництва етилбензолу і кумолу на базі етилен-пропіленових фракцій

У розділі 6 представлено матеріали з розробки ресурсо- й енерго-зберігаючої технологічної установки очистки попутної етилен-пропіленової фракції методом фізичної абсорбції трибутилфосфатом при мінусових температурах та результати випробувань розробленої технології й апаратури в промислових умовах.

Потужність установки за етилен-пропіленовою фракцією склала 2000 м³/г і задовільнила потреби цеху етилбензолу. Витрати трибутилфосфату були на рівні 30-40 м³/г. Абсолютний тиск в абсорбері 2, десорбері 8 і регенераторі 12 склав відповідно(бар): 4; 1,2; 1,3 і температура відповідно, (К):260…265; 273…280; 293…295. При випробуванні всі три масообмінні колонні апарати 2, 8, 12 мали по 16 тарілок з двома зонами контакту фаз, обладнаних переливними пристроями з сітчастими сепараторами; діаметри апаратів були відповідно рівні, м: 0,8; 1,0; 1,0. Кількість тарілок і розміри масообмінних апаратів були визначені за розробленою методикою.

Результати випробування установки очистки етилен-пропіленової фракції коксового газу наведено в дисертації. Ці результати свідчать про те, що розроблена технологія і масообмінна апаратура здатні забезпечити необхідну глибину очистки етилен-пропіленової фракції від шкідливих домішок. Для цього достатньо використати абсорбційно-десорбційні апарати з 16 тарілками, що свідчить також про точність розробленої методики розрахунку абсорбера. Розроблена дослідно-промислова установка очистки етилен-пропіленової фракції хорошо адаптована до виробничих умов і тісно пов'язана з існуючими на підприємстві технологічними й енергетичними потоками. У результаті очистки етилен-пропіленової фракції ціна її підвищилась на 14,5%. Ці витрати на очистку перекриваються декілька разів за рахунок отриманого економічного ефекту від упровадження установки очистки етилен-пропіленової фракції у виробництво. Підвищився випуск етилбензолу на 6%, знизилась його собівартість на 20%, та покращилась екологізація виробництва.

Таким чином, розроблена нова технологія й масообмінна апаратура очистки етилен-пропіленової фракції методом фізичної абсорбції трибутилфосфатом створює широку перспективу для виробництва етилбензолу і кумолу на базі етилен-пропіленових фракцій різного походження з мінімальними витратами сировини та енергії. Про оригінальність і новизну цих розробок свідчать отримані патенти та авторські свідоцтва.

Розділ 7 присвячено дослідженню і розробці реакційно-масообмінних процесів та апаратів суміщеного алкілування бензолу етилен-пропіленовими фракціями в присутності хлориду алюмінію.

Експериментально показано, що пропілен та продукти його алкілування бензолу в умовах суміщеного алкілування бензолу етилен-пропіленовими фракціями в присутності хлориду алюмінію активують процес алкілування бензолу етиленом та процесс переалкілування бензолу поліетилбензолами і не спричиняють підвищення виходу кубових залишків. Це відкриває перспективу для пошуку і розробки оптимальних конструкцій реакторів для реалізації в промисловості процесу суміщеного алкілування бензолу етилен-пропіленовими фракціями.

Виконано на локальному рівні аналіз реакційно-масообмінного процесу в умовах газорідинного трифазного алкілування бензолу олефінами в присутності мінімальнонеобхідної кількості рідинного каталізаторного комплексу хлориду алюмінію. Висказана точка зору про те, що в таких умовах процес алкілування має місце переважно у фазі алкілату, а супутній йому процес переалкілування поліалкілбензолів - у фазі рідинного каталізаторного комплексу. Зроблені пояснення механізму масопереносу в умовах багатофазної системи алкілування і переалкілування. Показано, що лімітуюча стадія всього процесу газорідинного алкілування бензолу знаходиться в рідинній фазі. І цією стадією є стадія переалкілування поліалкілбензолів, бо швидкість реакцій переалкілування поліалкілбензолів на бензол більш ніж на порядок нижча швидкості реакцій алкілування бензолу олефінами. Така обгрунтована точка зору дає можливість при розрахунку реакторів алкілування бензолу олефінами в присутності хлориду алюмінію використати час перебування рідинної маси, необхідний для проходження реакції переалкілування поліалкілбензолів на бензол як кінетичний фактор для розрахунку реактора алкілування бензолу. Правильність цієї точки зору підтверджена автором експериментально.

Показано, що для реалізації процесу суміщеного газорідинного алкілування бензолу етилен-пропіленовими фракціями в присутності хлориду алюмінію найбільш перспективними є прямоточні з висхідним газорідинним потоком колонні реактори, секціоновані по висоті клапанними тарілками. У таких реакторах при інтенсивному перемішуванні з інверсією фаз забезпечуються умови для здійснення реакцій алкілування бензолу переважно в нижній частині і переалкілування у середній і верхній при високій активності рідинного каталізаторного комплексу і рівномірнім його розподіленні по всій висоті реактора. Все це в цілому сприяє інтенсифікації процесу і зменшенню витрат сировини й енергії.

Здійснено дослідження гідродинаміки указаних реакторів. У результаті одержано відповідні рівняння для розрахунку середнього часу перебування рідинної фази в секціях реактора та гідравлічного опору секцій.

Середній час перебування рідинної фази в нижній і проміжній секціях реактора визначається відповідно за рівняннями:

(47)

(48)

Загальний гідравлічний опір нижньої і проміжної секції реактора

Па (49)

Па (50)

Гідравлічний опір газорідинного шару в нижній і проміжній секціях реактора:

Па (51)

Па (52)

Позначення параметрів, що входять у формули (47) -(52): D_p - діаметр реактора, м; H_т - відстань між секціонуючими реактор тарілками (висота секції), м; W_г і W_p - відповідно швидкості газової і рідинної фаз, віднесені до вільного перерізу реактора, м/с; _г і _p - відповідно густина газової і рідинної фаз, кг/м³; g - прискорення сил земного тяжіння, рівне 9,8 м/с². Формули (47) - (52) дійсні в межах значень H_т = 0,1 - 0,3 м; L= 10 - 30 м³/(м^2.г); W_г= 0,5 - 1,4 м/с.

Представлено вихідні дані та основні положення методики розрахунку прямоточного з висхідним газорідинним потоком колонного реактора, секціонованого по висоті клапанними тарілками.

Беручи до уваги, що відстань між секціонуючими тарілками запропонованого реактора не перевищує 0,3 м, в основу розробки його методики розрахунку запропоновано покласти однопараметричну гідродинамічну модель. Відповідно з останньою час перебування рідинної фази в реакторі приблизно рівний середньому часу перебування рідини, розрахований за С-кривими. Зважаючи на те, що лімітуючою стадією всього процесу в реакторі є процес переалкілування поліалкілбензолів, швидкість якого більш ніж на порядок менше швидкості алкілування, нами запропоновано спрощену методику розрахунку секціонованого реактора алкілування. В основу розрахунку покладено час перебування рідинної фази в реакторі, необхідний для здійснення лімітуючого процесу переалкілування поліалкілбензолів. Відповідно з розробленою методикою розрахунку висота реакційної зони реактора L_p визначається за рівнянням:

(53)

де n визначається як:

(54)

У рівняннях (53) і (54): H_т - висота секції, м; n - число секцій; _p і _ср - відповідно середній час перебування рідинної фази в реакторі, необхідний для завершення реакцій переалкілування поліалкілбензолів, та середній час перебування рідинної фази в одній секції, с.

Випробування запропонованого прямоточного колонного реактора, секціонованого по висоті клапанними тарілками на модельній установці при алкілуванні бензолу етилен-пропіленовою фракцією у присутності хлориду алюмінію підтвердили правильність розробленої методики розрахунку цього реактора. У результаті, було також показано, що процес сумісного газо-рідинного алкілування бензолу етилен-пропіленовою фракцією в присутності хлориду алюмінію може бути здійснений у промисловому масштабі з витратами на одну тонну етилбензолу (кг): хлориду алюмінію 3 - 7; бензолу 760 - 780. Це означає, що за своїми витратними коефіцієнтами по сировині виробництво етилбензолу і кумолу на базі етилен-пропіленових фракцій може бути виведено на рівень виробництв етилбензолу і кумолу на базі концентрованих етилену і пропілену.

Розроблено конструкцію колонного реактора, секціонованого по висоті клапанами тарілками для газорідинного алкілування бензолу етилено-пропіленовою фракцією в присутності хлориду алюмінію. Реактор сконструйовано за блочним принципом і запатентовано як складову частину розробленої технологічної установки алкілування бензолу етилен-пропіленовою фракцією. Конструктивну схему реактора представлено в дисертації.

У розділі 8 дано порівняльну характеристику розробленої технологічної установки трифазного газорідинного алкілування бензолу етилен-пропіленовою

Оцінку техніко-економічних та інших показників цієї установки зроблена у складі всієї розробленої ХТС у розділі 9. Основні технічні рішення розробленої установки захищено патентом України.

У розділі 9 дано характеристику запропонованої ресурсо- й енергозберігаючої хіміко-технологічної системи сумісного виробництва етилбензолу і кумолу на базі попутних етилен-пропіленових фракцій. Структурна схема ХТС включає дві технологічні установки: установку очистки попутної етилен-пропіленової фракції методом фізичної абсорбції трибутилфосфатом при мінусових температурах (рис.9) та установку суміщеного газорідинного алкілування бензолу очищеною від шкідливих домішок етилен-пропіленовою фракцією у присутності хлориду алюмінію (рис.10). Установка ректифікації алкілату умовно не віднесена до запропонованої ХТС. Наголосимо на тому, що характеристика блоків прив'язки розробленої структурної схеми ХТС до джерела одержання етилен-пропіленових фракцій залежить від складу останніх, їх тиску та температури. Блоки прив'язки можуть включати блоки компримування, осушки газу та інші. Запропонована структурна схема ХТС наведена на рис.11.

Дано характеристику гнучкості запропонованої ХТС. Проаналізовано методи і принципи її забезпечення. Показано, що в цілому розроблена ХТС володіє високою гнучкістю. Ця остання забезпечується за рахунок апаратурно-конструктивних та режимно-технологічних методів. Говорячи про апаратурно-конструктивні методи, звернемо увагу на те, що абсорбційно-десорбційні та реакційні апарати, розроблені нами, є апаратами з адаптивними пристроями і мають широкий діапазон стійкої роботи у межах 40 50%. Говорячи про режимно-технологічні методи, звертає на себе увагу широке використання рециркуляційних потоків, зміни структури газорідинних потоків та суміщення окремих технологічних процесів.

Наведено відомості про екологізацію запропонованої ХТС. Показано, що ця ХТС характеризується високим ступенем екологізації. Достатньо сказати, що на рівні установки очистки етилен-пропіленової фракції взагалі відсутні викиди в атмосферу і водоймища. А на рівні установки алкілування бензолу формується лише один потік нейтралізованої стічної води, який вміщує хлорид натрію та мінімальну кількість ароматичних вуглеводнів і може бути очищений на біологічній очистці підприємства.

Виконано аналіз економічних показників розробленої ХТС; при цьому вперше для таких ХТС використано комбінований метод роздільного визначення витрат окремо на виробництво етилбензолу і кумолу при їх сумісному виробництві на базі попутних етилен-пропіленових фракцій.

Показано, що при світовій ціні бензолу 315 дол. США за одну тонну в умовах комплексної переробки зворотного коксового газу в аміак, етилбензол і кумол прибуток на кожній тонні етилбензолу складає біля 156 дол. США і на кожній тонні кумолу - 49 дол. США. Термін окупності по обох продуктах не перевершує одного року. У таких умовах собівартість аміаку, виробленого на базі зворотного коксового газу, може бути забезпечена на рівні біля 168 дол. США за одну тонну.

Таким чином, розроблена нами ХТС дозволяє вирішити проблему виробництва етилбензолу і кумолу і відкриває широкі перспективи для комплексної ресурсо- й енергозберігаючої переробки попутних олефін-вміщуючих вуглеводневих газів. До цих вуглеводневих газів, перш за все, відносяться зворотний коксовий газ і крекінгові гази нафтопереробних та нафтохімічних виробництв.

ВИСНОВКИ

1. Розвинуто й обґрунтовано теоретичні основи нових процесів та апаратів, створених за принципом поздовжнього секціонування потоків, стосовно до сумісного виробництва етилбензолу і кумолу методом суміщеного газорідинного алкілування бензолу етилен-пропіленовими фракціями в присутності хлориду алюмінію.

Запропоновано для підвищення техніко-економічних показників сумісного виробництва етилбензолу і кумолу указаним методом розробити нові процеси та апарати очистки етилен-пропіленових фракцій методом фізичної абсорбції трибутилфосфатом та нові процеси і апарати суміщеного газорідинного алкілування бензолу етилен-пропіленовими фракціями в присутності хлориду алюмінію.

2. Розроблено фізико-хімічні основи процесів та апаратів очистки етилен-пропіленових фракцій методом фізичної абсорбції трибутилфосфатом.

Уперше досліджено залежність фізичних параметрів трибутилфосфату при атмосферному тиску і температурі від 253 до 303 К для густини; від 233 до 303 К для поверхневого натягу; від 243 до 303 К для в'язкості.

Уперше досліджено розчинність у трибутилфосфаті етилену, пропілену, ацетилену, дивінілу та сіркооксиду вуглецю при заданих значеннях їх парціального тиску і температурі від 223 до 313 К.

Результати досліджень узагальнено відповідними математичними залежностями, необхідними для розрахунку й оптимізації абсорбційно-десорбційних процесів очистки етилен-пропіленових фракцій.

3. Розроблено технологічні основи процесів та апаратів очистки етилен-пропіленових фракцій методом фізичної абсорбції трибутилфосфатом.

Зроблено оцінку трибутилфосфату як абсорбенту для очистки етилен-пропіленових фракцій. Показано, що трибутилфосфат має значно вищу абсорбційну ємність і селективність у порівнянні з усіма широковикористовуваними абсорбентами по відношенню до шкідливих домішок етилен-пропіленових фракцій і застосування його як абсорбенту доцільне до температури не нижче 250 К.

Розроблено алгоритм розрахунку матеріальних потоків перспективних схем очистки етилен-пропіленових фракцій.

Визначено економічновиправдані температуру і тиск в абсорбційно-десорбційній апаратурі, необхідні для їх розрахунку й експлуатації. Показано, що в умовах розроблених схем очистки етилен-пропіленових фракцій при абсолютному тиску в абсорбері 4.0 МПа доцільно підтримувати температуру в абсорбері в межах від 253 до 263 К.

4. Показано, що в основу розробки компактної колонної тарілчастої апаратури очистки етилен-пропіленових фракцій у розглядуваному випадку доцільно покласти тарілки з двома зонами контакту фаз, обладнані переливними пристроями з сітчастими сепараторами.

5. Досліджено і теоретично узагальнено основні гідродинамічні закономірності роботи тарілки з двома зонами контакту фаз, обладнаної переливними пристроями з сітчастими сепараторами і конічними розподільниками рідини.

Уперше математично розвязано задачу системи диференційних рівнянь перетоку рідини через переливний пристрій з сітчастим сепаратором. Точність одержаних рівнянь перевірено експериментально.

Експериментально одержано математичні залежності для визначення основних гідродинамічних параметрів указаних тарілок з урахуванням впливу характеристики сіток сітчастих сепараторів та фізико-хімічних властивостей рідинної фази.

Показано, що висока ефективність роботи сітчастих сепараторів в умовах застосування рідин, що не піняться, забезпечується при використанні сіток з еквівалентним діаметром чарунок у межах від 0.0002 до 0.0015 м.

Показано, що запропонована тарілка по границі стійкої роботи та щільності зрошення має показники на 40-50% вищі у порівнянні з такими для тарілок, обладнаних переливними пристроями з глухими переливними поріжками. При цьому переливні пристрої з сітчастими сепараторами займають 5-7% площі барботажної зони тарілки.

6. Досліджено в стандартних умовах масовіддачу в газовій і рідинній фазах тарілки з двома зонами контакту фаз, обладнаної переливними пристроями з сітчастими сепараторами.

Доказано, що ця тарілка має високу ефективність у широкому діапазоні змін навантажень по газу і рідині і не поступається аналогічним тарілкам з глухими переливними поріжками і тарілкам з закритими переливними пристроями. Одержано розрахункові математичні залежності для визначення коефіцієнтів масовіддачі з урахуванням впливу на них гідродинамічних факторів та фізико-хімічних властивостей рідинної фази.

7. Досліджено макрокінетику фізичної абсорбції ацетилену трибутилфосфатом на сітчастій тарілці при мінусових температурах.

Показано, що одержані в стандартних умовах математичні залежності для розрахунку коефіцієнтів масовіддачі на тарілках з двома зонами контакту фаз, обладнаних переливними пристроями з сітчастими сепараторами можуть бути застосовані для розрахунку процесу очистки етилен-пропіленових фракцій методом абсорбції трибутилфосфатом.

Розроблено оригінальну конструкцію прозорої модельної абсорбційно-десорбційної колонної апаратури з вакуумною кільцевою теплоізоляційною порожниною та експериментальну установку на основі цієї апаратури.

8. Розроблено методику розрахунку колонного абсорбера з тарілками з двома зонами контакту фаз, обладнаних переливними пристроями з сітчастими сепараторами, для очистки етилен-пропіленових фракцій методом фізичної абсорбції трибутилфосфатом. Точність розробленої методики розрахунку підтверджено дослідженнями на дослідно-промисловій установці.

9. Розроблено й упроваджено у виробництво конструкції промислових абсорбційно-десорбційних колонних апаратів з тарілками з двома зонами контакту фаз, обладнаних переливними пристроями з сітчастими сепараторами, і дослідно-промислову установку очистки етилен-пропіленових фракцій методом фізичної абсорбції трибутилфосфатом при мінусових температурах.

Показано випробуваннями в промислових умовах, що упроваджена технологія і обладнання очистки етилен-пропіленових фракцій володіють високою ефективністю. Збільшився випуск продукції на 6%, знизилась ії собівартість майже на 20%. При базовій потужності цеху по етилбензолу 15 000 т/р річний економічний ефект склав 260 тис.руб за цінами 1982 року.

10. Виконано аналіз реакційно-масообмінного процесу в умовах трифазного газорідинного алкілування бензолу олефінами в присутності хлориду алюмінію.

Експериментально показано, що пропілен та ізопропілбензоли активують процес алкілування бензолу етиленом та процес переалкілування етилбензолів на бензол і не призводять до відчутного підвищення виходу кубових залишків. Це створює обґрунтовані умови для здійснення суміщеного алкілування бензолу етилен-пропіленовими фракціями в одному реакторі.

Обґрунтовано вибрано конструкцію прямоточного секціонованого по висоті клапанними тарілками колонного реактора для здійснення суміщеного алкілування бензолу етилен-пропіленовою фракцією і в основу розробки методики розрахунку указаного реактора покладено час перебування рідинної фази в зоні реакції, необхідний для здійснення процесу переалкілування поліалкілбензолів на бензол.

11. Досліджено на стандартних середовищах гідродинаміку прямоточного газорідинного колонного реактора, секціонованного по висоті клапанними тарілками.

Одержано математичні залежності для визначення часу перебування рідинної фази в секціях реактора та визначення гідравлічного опору секцій.

12. Розроблено методику розрахунку прямоточного колонного реактора, секціонованого клапанними тарілками, для трифазного газорідинного алкілування бензолу етилен-пропіленовою фракцією в присутності хлориду алюмінію. Виконано перевірку точності розробленої методики розрахунку реактора на модельній установці з використанням реальних середовищ і одержано позитивні результати.

13. Показано експериментальними дослідженнями на модельній установці, що процес суміщеного алкілування бензолу етилен-пропіленовою фракцією в прямоточному колонному реакторі, секціонованому клапанними тарілками, може бути здійснений при витратних коефіцієнтах по сировині, досягнутих у виробництві етилбензолу і кумолу на базі концентрованих етилену і пропілену.

14. Розроблено конструкцію промислового колонного реактора трифазного газорідинного алкілування бензолу етилен-пропіленовими фракціями, секціонованого по висоті клапанними тарілками, та промислову установку алкілування бензолу на базі цього реактора.

15. Створено науково-технічні основи технології й апаратурного оформлення нової ресурсо- й енергозберігаючої ХТС сумісного виробництва етилбензолу і кумолу на базі попутних етилен-пропіленових фракцій з забезпеченням системі необхідної гнучкості й екологічності.

Показано, що за всіма показниками розроблена ХТС відповідає сучасним вимогам. Основні позиції ХТС захищені авторськими свідоцтвами і патентами.

Показано, що в умовах комплексної переробки зворотного коксового газу в аміак, етилбензол і кумол прибуток на етилбензолі складає біля 156 дол. США/т, на кумолі - 49 дол. США/ т. Термін окупності по етилбензолу і кумолу складає величину менше одного року. Як результат, собівартість аміаку, виробленого на базі зворотного коксового газу, може бути забезпечена на рівні близько 168 дол. США/т.

16. Створено широкі перспективи для комплексної ресурсо- й енергозберігаючої переробки попутних олефін-вміщуючих вуглеводневих газів в товарні продукти. До цих газів відносяться, перш за все, зворотний коксовий газ і крекінгові гази нафтопереробних та нафтохімічних виробництв.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Праці, опубліковані автором одноосібно

1. Юшко В.Л. Три-н-бутиловый эфир ортофосфорной кислоты - абсорбент для очистки этиленовой фракции// Экотехнологии и ресурсосбережение.-1996.-№1.-с. 49-51.

2. Юшко В.Л. О каталитической активности тройных комплексов хлористого алюминия, промотированных сероводородом// Экотехнологии и ресурсосбережение.-1996.-№3.-с. 44-48.

3. Юшко В.Л. Виробництво етилбензолу та ізопропілбензолу методом алкілування бензолу етилен-пропіленовою фракцією в одному реакторі// Экотехнологии и ресурсосбережение.-1996.-№4.-с. 16-21.

4. Юшко В.Л. Технологічний розрахунок абсорбера для очистки попутної етилен-пропіленової фракції трибутилфосфатом// Экотехнологии и ресурсосбережение.-1997.-№4.-с. 38-42.

5. Юшко В.Л. Установка очистки етиленової фракції коксового газу методом фізичної абсорбції трибутилфосфатом// Экотехнологии и ресурсо-сбережение.-1997.-№2.-с. 33-35.

Праці, опубліковані автором у співавторстві

6. Емец Т.В., Пинскер А.Е., Юшко В.Л., Сергиенко И.Д., Иванова А.С. Изучение абсорбционной способности трибутилфосфата// Химия и технология продуктов органического синтеза: Производство этилбензола. Труды ГИАП.-М.: ОНТИ ГИАП, 1972.- Вып. ХШ.-с. 46-53.

7. Косяков Н.Е., Юшко В.Л., Сергиенко И.Д., Хохлов С.Ф., Тараба Р.Ф. Растворимость двуокиси углерода, этилена и ацетилена в трибутилфосфате// Химическая промышленность.-1972.-№6.-с 432-433.

8. Сергиенко И.Д., Косяков Н.Е., Юшко В.Л., Хохлов С.Ф., Пушкин А.Г. Растворимость сероводорода и сероокиси углерода в трибутилфосфате// Вопросы химии и химической технологии.-1973.-Вып. 29.-с. 57-60.

9. Юшко В.Л., Сергиенко И.Д., Косяков Н.Е., Хохлов С.Ф., Пушкин А.Г. О влиянии воды на растворимость двуокиси углерода в растворах моноэтаноламина в сульфолане// Вопросы химии и химической технологии.-1973.-Вып. 30.-с. 3-5.

10. Юшко В.Л., Сергиенко И.Д., Хохлов С.Ф., Пушкин А.Г., Гуменчук А.Л. Разработка и внедрение процесса очистки этиленовой фракции коксового газа: Реферативная информация о законченных научно-исследовательских работах в вузах УССР// Химическая промышленность.- Киев: Вища школа.-1974.-Вып. 15.-с. 96-97.

11. Сергиенко И.Д., Хохлов С.Ф., Юшко В.Л., Пушкин А.Г., Мулик В.П. Зависимость плотности, поверхностного натяжения и вязкости три-н-бутилового эфира ортофосфорной кислоты от температуры// Вопросы химии и химической технологии.-1975.-Вып. 37.-с. 128-129.

12. Сергиенко И.Д., Юшко В.Л., Пинскер А.Е., Пушкин А.Г., Мулик В.П. Оценка трибутилфосфата как абсорбента для очистки этиленовой фракции коксового газа// Вопросы химии и химической технологии.-1977.-Вып. 48.-с. 109-114.

13. Сергиенко И.Д., Юшко В.Л., Пинскер А.Е., Пушкин А.Г., Мулик В.П. Расчет основных параметров схем очистки этиленовой фракции коксового газа методом абсорбции трибутилфосфатом// Вопросы химии и химической технологии.-1977.-Вып. 49.-с. 121-127.

14. Сергиенко И.Д., Юшко В.Л., Пинскер А.Е., Пушкин А.Г., Мулик В.П. Выбор и разработка технологической схемы очистки этиленовой фракции коксового газа методом абсорбции трибутилфосфатом// Вопросы химии и химической технологии.-1977.-Вып. 49.-с. 117-120.

15. Сергиенко И.Д., Юшко В.Л., Пинскер А.Е., Пушкин А.Г., Мулик В.П. Определение высоты газо-жидкостного слоя на барботажных тарелках// Химическое и нефтяное машиностроение.-1980.-№3.-с. 30-31.

16. Сергиенко И.Д., Юшко В.Л., Пушкин А.Г., Мулик В.П. Влияние характеристики сетки сетчатого дегазатора на верхний предел устойчивой работы и величину запаса жидкости барботажной тарелки// Химическое и нефтяное машиностроение.-1981.-№6.-с. 15-16.

17. Сергиенко И.Д., Юшко В.Л., Пушкин А.Г. К вопросу об определении пропускной способности по жидкости сетчастых переливов в условиях работы барботажной тарелки// Вопросы химии и химической технологии.-1982.-Вып. 68.-с. 94-98.

18. Сергиенко И.Д., Юшко В.Л., Черниченко В.А., Рогозный В.В., Пушкин А.Г. Экспериментальное исследование работы кольцевой тарелки с просечными пластинчатыми элементами. Сообщение 1: Исследование гидродинамики// Вопросы химии и химической технологии.-1983.-Вып. 71.- с. 66-68.

19. Сергиенко И.Д., Косяков Н.Е., Юшко В.Л. Определение диаграмм состояния двойных систем фреона-13 с этиленом, пропиленом и фреоном-22// Вопросы химии и химической технологии.-1983.-Вып. 70.-с. 51-54.

20. Сергиенко И.Д., Юшко В.Л., Черниченко В.А., Рогозный В.В., Пушкин А.Г. Экспериментальное исследование работы кольцевой тарелки с просечными пластинчатыми элементами. Сообщение 2: Исследование массопередачи// Вопросы химии и химической технологии. - Харьков: Вища школа. 1984.-Вып. 76.-с. 101-103.

21. Юшко В.Л., Сергієнко І.Д., Пушкін О.Г., Мулик В.П., Єрмаков П.П. Дослідження масовіддачі на тарілці з двома зонами контакту фаз. Повідомлення І// Хімічна промисловість України.-1996.-№3.-с. 25-30.

22. Юшко В.Л., Сергієнко І.Д., Пушкін О.Г., Мулик В.П., Єрмаков П.П. Дослідження масовіддачі на тарілці з двома зонами контакту фаз. Повідомлення ІІ// Хімічна промисловість України.-1996.-№3.-с. 30-33.

23. Юшко В.Л., Сергієнко І.Д., Пушкін О.Г., Мулик В.П. Дослідження кінетики фізичної абсорбції ацетилену трибутифосфатом на ситчастій тарілці при мінусових температурах//Хімічна промисловість України.-1996.-№5.-с.10-12.

24. Юшко В.Л., Сергієнко І.Д., Пушкін О.Г., Мулик В.П. Визначення гідравлічного опору плівкової зони тарілки з двома зонами контакту фаз// Хімічна промисловість України.-1996.-№5.-с. 20-22.

25. Юшко В.Л., Івець О.П., Черніченко В.А. До питання про локальний масообмін в умовах трифазного газорідинного алкілування бензолу олефінами в присутності хлориду алюмінію// Хімічна промисловість України.-1997.-№6.-с. 26-30.

26. Юшко В.Л., Івець О.П., Черніченко В.А. Обгрунтування вибору конструкції реакторів для трифазного газорідинного алкілування бензолу попутними етилен-пропіленовими фракціями в присутності хлориду алюмінію// Хімічна промисловість України.-1997.-№6.-с. 33-37.

27. Юшко В.Л., Івець О.П., Черніченко В.А. Дослідження гідродинаміки колонного реактора з висхідною прямотечією газорідинного потоку, секціонованого по висоті клапанними тарілками// Хімічна промисловість України.-1998.-№1.-с. 61-64.

28. Юшко В.Л., Івець О.П., Черніченко В.А. Розрахунок і оцінка прямотечійного секціонованого по висоті колонного реактора для трифазного газорідинного алкілування бензолу етиленом або етиленовою фракцією// Экотехнологии и ресурсосбережение.-1998.-№5.-с.44-47.

29. Барабаш І.І., Юшко В.Л., Островерх С.К., Колесніков В.П. Ресурсозбереження водневої і вуглеводневої сировини в умовах комплексної переробки попутних газів в аміак, етилбензол та кумол// Хімічна промисловість України.-1999.-№2.

Авторські свідоцтва та патенти

30. А.с. 321041 СССР МПК В 01d 53/14. Способ очистки углеводородных газов/ Юшко В.Л., Сергиенко И.Д., Пинскер А.Е., Нагорный В.Г., Емец Т.В. (СССР).-1401084/23-4; Заявл. 05.02.1970, Опубл. 1972. Бюл. №27.

31. А.с. 502646 СССР М.Кл.2 В OID 53/14. Способ очистки этиленовой фракции/ Юшко В.Л., Пушкин А.Г., Хохлов С.Ф., Сергиенко И.Д. (СССР).-№1923222/23-4; Заявл. 16.05.1973, Опубл. 15.02.1976. Бюл. №6.

32. А.с. 734175 СССР М.Кл2 С 07С 7/00 B 01 D 53/13. Способ очистки коксового газа/ Юшко В.Л., Сергиенко И.Д., Пушкин А.Г., Мулик В.П. (СССР).-№2434636/23-4; Заявл. 27.12.1976, Опубл. 15.05.1980. Бюл. №18.

33. А.с. 1535621 СССР, В 01 J 19/18 Реактор/ Ивец А.П., Юшко В.Л., Шкурупий Г.И., Черных А.П., Алексеев А.А., Косяков Н.Е., Сергиенко И.Д. (СССР).-4416054/31-26; Заявл. 25.04.88; Опубл. 15.01.90. Бюл. №2.

34. А.с. 1834063 СССР, В 01 J 19/18 Реактор/ Юшко В.Л., Задорский В.М., Ивец А.П., Клименко Ю.В. (СССР).-4788012/26; Заявл. 28.11.89.

35. А.с. 1612397 СССР, В 01 J 19/00 Реактор/ Юшко В.Л., Ивец А.П., Иванов В.А., Сидорова А.П. (СССР).-4680128/31-26; Заявл. 18.04.89.

36. А.с. 1623751 СССР, В 01 J 19/00 Реактор/ Ивец А.П., Юшко В.Л., Сергеев С.А., Черных А.П., Селиверстов К.Б., Казак В.Г., Иванов В.А. (СССР).-4647453/26; Заявл. 07.02.89; Опубл. 30.01.91. Бюл. №4.

37. А.с. 1813559 СССР, В 01 J 10/00 Реактор/ Ивец А.П., Юшко В.Л., Русалин С.М., Шебутович М.И., Грищенко А.С. (СССР).-4912136/26; Заявл. 18.02.91; Опубл. 07.05.93. Бюл. №17.

38. Патент на винахід 12595А України, МПК5 В 01D 53/14 Абсорбер/ Юшко В.Л., Сергієнко І.Д., Івець О.П. (Україна).-94076305; Заявл. 19.07.1994; Опубл. 28.02.1997. Бюл. №1.

39. Патент на винахід 22810А України, МПК5 В01D 53/18 Колона/ Юшко В.Л., Сергієнко І.Д., Пушкін О.Г. (Україна).-95031205; Заявл. 17.03.95; Опубл. 21.04.98.

40 і 41. Патент на винахід 10707 А України, МПК5 С 07С 15/73. Спосіб одержання етилбензолу та установка для його здійснення/ Юшко В.Л., Сергієнко І.Д., Івець О.П. (Україна).-94076306; Заявл. 19.07.1994, Опубл. 25.12.1996. Бюл. №4.

АНОТАЦІЯ

коксовий газ абсорбція трибутилфосфат

Юшко В.Л. Апаратурно-технологічна розробка сумісного виробництва етилбензолу і кумолу на базі етилен-пропіленових фракцій.

Дисертація на здобуття вченого ступеня доктора технічних наук за спеціальністю: 05.05.13 - Машини та апарати хімічних виробництв; Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпропетровськ, 1999 р.

Захищається 48 наукових робіт, у тім числі 29 статтей, 7 тез доповідей, 8 авторських свідоцтв і 4 патенти, які вміщують теоретичні й експериментальні дослідження процесів та апаратів в області сумісного виробництва етилбензолу і кумолу на базі етилен-пропіленових фракцій.

Установлено, що застосування ефективної ресурсо- й енергозберігаючої технології та апаратури у виробництві етилбензолу і кумолу методом суміщеного алкілування бензолу етилен-пропіленовими фракціями в присутності хлориду алюмінію дозволяє підняти техніко-економічні показники цього виробництва на рівень сучасних досягнень.

Розроблено нову абсорбційно-десорбційну апаратуру очистки етилен-пропіленових фракцій методом фізичної абсорбції трибутилфосфатом. Розроблено нову реакційну апаратуру суміщеного алкілування бензолу очищеними етилен-пропіленовими фракціями в присутності хлориду алюмінію. Створено науково обгрунтовані методи їх розрахунку, конструювання і проектування.

Здійснено розробку, випробування та промислове упровадження запропонованих апаратів і технологічних установок.

Ключові слова: абсорбер, реактор, тарілка, сітчастий сепаратор, гідродинаміка, масообмін, етилен-пропіленова фракція, очистка, трибутилфосфат,суміщене алкілування, етилбензол, кумол, хлорид алюмінію.

Аннотация

Юшко В.Л. Аппаратурно-технологическая разработка совместного производства этилбензола и кумола на базе этилен-пропиленовых фракций.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности: 05.05.13 - Машины и аппараты химических производств; Украинский государственный химико-технологический университет, Днепропетровск, 1999 г.

Защищается 48 научных работ, в том числе 29 статей, 7 тезисов докладов, 8 авторских свидетельств и 4 патента, которые содержат теоретические и экспериментальные исследования процессов и аппаратов в области совместного производства этилбензола и кумола на базе этилен-пропиленовых фракций.

Установлено, что применение эффективной ресурсо- и энергосберегающей технологии и аппаратуры в производстве этилбензола и кумола методом совмещенного газожидкостного алкилирования бензола этилен-пропиленовыми фракциями в присутствии хлорида алюминия позволяет поднять технико-экономические показатели этого производства с обеспечением конкурентной способности продуктов на внешнем рынке.

Разработаны физико-химические и технологические основы очистки этилен-пропиленовых фракций методом физической абсорбции трибутилфосфатом при минусовых температурах.

Исследована и разработана высокоэффективная противоточная колонная аппаратура с тарелками с двумя зонами контакта фаз, оборудованными переливными устройствами с сетчатыми сепараторами. Раскрыт механизм влияния сетчатых сепараторов на гидродинамику и массопередачу тарелок. Показано, что использование сетчатых сепараторов обусловливает широкий диапазон устойчивой работы тарелок, создает условия саморегулирования гидродинамического режима на тарелках и положительно влияет на эффективность массообмена. Такая массообменная аппаратура обеспечивает необходимую гибкость технологическим установкам очистки попутных етилен-пропиленовых фракций, отличается простотой конструкции и высокой компактностью. Все это создает предпосылки для широкого использования разработанной массобменной аппаратуры с целью оформления процессов абсорбции и ректификации, особенно процессов, протекающих при минусовых температурах.

Разработаны и исследованы колонные реакторы с восходящим прямотоком, секционированные клапанными тарелками. Показано, что такие реакторы в условиях реализации процесса совмещенного газожидкостного алкилирования бензола этилен-пропиленовыми фракциями обеспечивают высокую интенсивность процесса при широком диапазоне устойчивой работы и создают условия направленного протекания процесса алкилирования преимущественно в нижней зоне реактора и реакций переалкилирования - в средней и верхней зонах реактора. Отмеченные условия протекания процесса в данных реакторах обеспечивают резкое снижение расходных коэффициентов по сырью за счет снижения выхода "кубовых" остатков и снижения расхода хлорида алюминия.

Созданы научно обоснованные методы расчета, конструирования и проектирования разработанной аппаратуры.

Осуществлена разработка, испытание и промышленное внедрение предложенных аппаратов и технологических установок.

Созданы научно-технические основы технологии и аппаратурного оформления новой ресурсо- и энергосберегающей химико-технологической системы совместного производства этилбензола и кумола на базе попутных этилен-пропиленовых фракций с обеспечением системе необходимой гибкости и экологичности.

Ключевые слова: абсорбер, реактор, тарелка, сетчатый сепаратор, гидродинамика, массообмен, этилен-пропиленовая фракция, очистка, трибутилфосфат, алкилирование, этилбензол, кумол, хлорид алюминия.

Abstract

Yushko V.L. Apparatus-technology Elaboration of the Joint Manufacture Techique of Ethil Benzene and Cumene on the Base of Ethylene-Propylene Fractions.

Thesis for a doctor^,s degree of technical sciences on specialities: 05.05.13 - Machines and Apparatus of Chemical Productions. The Ukranian State University of Chemistry and Technology, Dniepropetrovsk, 1999.

48 scientific works are being defended including 29 articles, 7 theses, 8 author^,s certificates and 4 patents containing theoretical and experimental investigations on process and apparatus in the field of the joint production of ethylbenzene and cumene on the base of ethylene-propylene fractions.

It had been ascertained that the application of the effective resources and energy saving technology and apparatus in the production of the ethylbenzene and cumene by the joint benzol alkylation method with ethylene-propylene fractions in the presence of aluminium chloride allows to increase technical and economical indices of this manufacture on the level of contemporary achievements in this sphere.

It had been worked out absorption-desorption apparatus of the ethylene-propylene fractions purification by physical absorption method of thributylphosphate. It had been developed reactive apparatus of the joint benzene alkylation purificated ethylene-propylene fractions in the presence of aluminium chloride. It had been found methods of their scientifically based calculation, designing and progecting.

It had been realized test and industrial introduction of suggested apparatus and technological installations. It has been adduced data about their effectiveness in the process of exploitation.

Key words: joint alkylization, purification, absorption, absorber, reactor, dish, meashy separator, hydrodynamics, mass transfer, ethylene-propylene fraction, ethylbenzol, cumene, aluminium chloride, thributylphosphate.

Размещено на Allbest.ru

...