НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

Сырьё производства кумола процесса Q-Max

Влияние примесей в сырье на чистоту товарного кумола

В процессе Q-Max эффект нежелательных побочных реакций минимален, а значит чистота товарного кумола зависит преимущественно от остаточного перехода примесей из сырья. Ввиду высокой активности катализатора QZ-2000 он может эксплуатироваться при сравнительно низких температурах, что резко понижает скорость альтернативных реакций олигомеризации олефина и сводит к минимуму образование высококипящих побочных продуктов. Следовательно, наличие примесей в товарном продукте процесса Q-Max зависит преимущественно от содержания примесей в сырьевом потоке.

В нижеследующей таблице приведены основные примеси в товарном кумоле, которые беспокоят производителей:

Реакции, где примеси в сырье приводят к получению примесей в товарном кумоле:

• Цимол - получается при алкилировании пропиленом толуола, который может:
• либо поступать с бензольным сырьём;
• либо формироваться в реакторе алкилирования из метанола и бензола.
• Этилбензол - получается преимущественно из этиленовых примесей в пропиленовом сырье, но может получаться из этанола.

Чтобы предотвратить намерзание гидратов в трубопроводах в пропановую фракцию иногда подмешивают небольшие объёмы метанола и этанола. Несмотря на невосприимчивость катализатора Q-Max к данным спиртам, в целях максимального сокращения доли этилбензола и цимола в товарном продукте может оказаться целесообразным производить водную промывку сырья от спиртов.

• Бутилбензол - получается преимущественно из остаточных количеств бутилена в пропиленовом сырье, но может образовываться и посредством олигомеризации олефинов. Низкая температура реакции процесса Q-Max уменьшает скорость олигомеризации, поэтому бутилбензол синтезируется лишь в минимальных концентрациях.
• н-Пропилбензол - получается из остаточных объёмов циклопропана в пропиленовом сырье. По химическому поведению циклопропан имеет сходство с олефином: вступает в реакцию с бензолом, образуя кумол или н-пропилбензол. Склонность к синтезу н-пропилбензола вместо кумола снижается с понижением температуры реакции.

К сожалению, низкое значение температура реакции приводит к росту скорости деактивации катализатора:

Ввиду исключительной устойчивости каталитической системы QZ-2000 установка Q-Max может эксплуатироваться длительное время, продолжая сохранять величину н-пропилбензола в товарном кумоле на удовлетворительном уровне. Например, при стандартном пропиленовом сырье, вырабатываемом на установке крекинга в псевдоожиженном слое катализатора и имеющем в свойм составе нормальные количества циклопропана, процесс Q-Max может вырабатывать товарный кумол, с содержанием менее 250 мг н-пропилбензола на тонну продукта, сохраняя при этом допустимый срок службы катализатора.

Влияние каталитических ядов на свойства катализатора

В нижеследующей таблице приведен перечень возможных ядов катализатора процесса Q-Max, нейтрализующих активные участки цеолитов и устраняемых посредством качественной подготовки сырья или подходящей технология защитного слоя.

Вода в реакционной среде алкилирования может действовать как основание Брёнстеда, нейтрализуя сначала некоторые активные кислотные центры на поверхности цеолита. Однако благодаря высокой активности, характерной для катализатора Q-Max, вода не оказывает пагубного влияния при удовлетворительном уровне влажности сырья и штатных условиях алкилирования и трансалкилирования. Катализатор Q-Max может перерабатывать сырьё, имеющее влажность вплоть до нормального насыщения, обычно от 500 до 1000 г/т, без какой-либо потери стабильности или активности катализатора.

При нормальной концентрации в пропиленовом и бензольном сырье, используемом при производстве кумола, сера не влияет на стабильность или активность катализатора Q-Max. Однако остаточные количества серы в товарном кумоле могут стать проблемой при дальнейшем производстве некоторых мономеров (например, при гидрировании фенола для производства капролактама). В установке Q-Max преобладающая часть сернистых соединений, связанных с пропиленом (меркаптаны) и бензолом (тиофены), трансформируется в продукты, имеющих точку кипения находящуюся вне диапазона кипения кумола. Но концентрация серы в товарном продукте (кумоле) определяется её содержанием в пропиленовом и особенно в бензольном сырье. При стандартных уровнях концентрации серы в пропиленовом и бензольном сырье её доля в товарном кумоле находится в диапазоне технических условий (около 1 мг/т).

Успешная эксплуатация в широком диапазоне пропиленового сырья из различных источников свидетельствует о гибкости процесса Q-Max. Для получения высококачественного товарного кумола моет быть использовано пропиленовое сырьё химического и/или полимерного качества, а также качества, характерного для установки FCC.