Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Оптимизация содержания пропилена в пропан-пропиленовой фракции, подаваемой на алкилирование бензола с целью получения изопропилбензола

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2022-4-157-164

Аннотация

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.

Об авторах

С. В. Лошманов
Самарский государственный технический университет, филиал в г. Новокуйбышевске

магистрант, кафедра химии и химической технологии, ул. Миронова, 5, г. Новокуйбышевск, 446200, Россия



С. В. Попов
Самарский государственный технический университет, филиал в г. Новокуйбышевске

к.т.н., доцент, кафедра химии и химической технологии, ул. Миронова, 5, г. Новокуйбышевск, 446200, Россия



О. В. Хабибрахманова
Самарский государственный технический университет, филиал в г. Новокуйбышевске

к.х.н., доцент, кафедра химии и химической технологии, ул. Миронова, 5, г. Новокуйбышевск, 446200, Россия



Список литературы

1. 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. doi: 10.1016/j.jtice.2020.09.023

2. Рынок фенола в России. Текущая ситуация и прогноз 2022–2026 гг. ACG, 2021. 115 с.

3. Гайле А.А., Сомов В.Е., Варшавский О.М. Ароматические углеводороды. Выделение, применение, рынок. М.: Химиздат, 2000. 464 с.

4. 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. doi: 10.1016/j.micromeso.2012.12.041

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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. doi: 10.1080/23307706.2022.2146009

12. 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. doi: 10.1021/acsami.0c23059

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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. doi: 10.1080/10916466.2018.1454950

17. 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. doi: 10.1002/pen.24927

18. 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. doi: 10.1016/j.cattod.2013.10.026

19. 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.

20. 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. doi: 10.1088/1742-6596/1096/1/012189


Рецензия

Для цитирования:


Лошманов С.В., Попов С.В., Хабибрахманова О.В. Оптимизация содержания пропилена в пропан-пропиленовой фракции, подаваемой на алкилирование бензола с целью получения изопропилбензола. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2022;84(4):157-164. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2022-4-157-164

For citation:


Loshmanov S.V., Popov S.V., Khabibrakhmanov O.V. Optimization of the propylene content in the propane-propylene fraction fed to benzene alkylation in order to obtain isopropylbenzene. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2022;84(4):157-164. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2022-4-157-164

Просмотров: 284


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)