Підвищений зміст насичених вуглеводнів у гидрорафинате і їхньої властивості утворювати азеотропні суміші з ароматичними вуглеводнями, що киплять при більш низькій температурі, визначають необхідність добору головної фракції перед добором чистого бензолу і проміжних фракцій між бензолом і толуолом і між толуолом і ксилолом. Таким чином, при ректифікації гидрорафината як кінцеві продукти виділяють сім фракцій: головну, чистий бензол, бензол — толуол, чистий толуол, ксилол і сольвент, толуол— ксилол.
Для ректифікації гкдрорафината фракції БТКС у Гипрококсе розроблена схема (мал. 46), по якій головна фракція і бензол відбираються в паровій фазі двома послідовно працюючими ректифікаційними агрегатами, а толуол і ксилол — у приколонках складних колон.
Для досить чіткого поділу рафінаду і більшого зрошення передбачені колони з великою кількістю ректифікаційних тарілок (60—70 шт).
Застосування ефективної ректифікаційної апаратури і підвищена витрата пари все рівно не забезпечують одержання бензолу з температурою кристалізації більш 5,35°С, тому що в ньому присутні насичені вуглеводні (циклогексан, метилциклогексап і ін.).
Одержання глубокоочищепного бензолу з рафінаду гідроочищення може бути досягнуте в установці екстрактивної ректифікації, що дозволить одержати продукт, що містить до 97—98% бензолу з температурою кристалізації не нижче 5,5°С и не більше 0,01% п-гептаиа. Комбінування цих двох методів очищення дозволить одержувати бензол високої якості.
Подальший розвиток процесів переробки сирого бензолу буде здійснюватися на основі високоефективних технологічних схем із впровадженням апаратури інтенсивної дії. Передбачаютьсяподальша централізація цехів ректифікації сирого бензолу і збільшення їхньої потужності до 200—300 тис. т сирого бензолу в рік з підвищенням рівня експлуатації, продуктивності праці й одержання товарних продуктів високої якості.
Глибоке очищення бензолу від неграничних сірчистих з'єднань і насичених вуглеводнів передбачається в установках високотемпературної гідрогенізації фракції ВТК, екстрактивна ректифікація застосовується в установках среднетемпературной гідроочищення. Передбачається також упровадження раціональної схеми підготовки сирого бензолу до переробки, що припускає поділ сирого бензолу (до 180°С) на вузькі фракції, і створення найбільш вигідної технології очищення бензолу для синтезу, раціональне використання смолообразующих з'єднань сирого бензолу. Ведуться дослідження з иптен сификации сернокислотного методу очищення шляхом сполучення парофазной сернокислотной очищення з екстрактивною ректифікацією, що дозволяє виділити тиофеновую фракцію і насичені з'єднання, що мають цінність для органічного синтезу.
Упровадження нової технології буде здійснюватися з одночасним рішенням проблем по захисту навколишнього середовища, автоматизації і керування технологічними процесами.
Продукти ректифікації сирого бензолу, їхнє використання
Серед продуктів переробки сирого бензолу перше місце по кількості займає бензол. Вітчизняний стандарт на чистий кам'яновугільний бензол (ДСТ 8448—78) передбачає виробництво трьох видів бензолу глибокого ступеня очищення.
Зміст тиофена в бензолі марки «вищого очищення» не повинне перевищувати для вищого сорту 0,00005 і першого 0,00008%; у бензолі для синтезу відповідно для вищого сорту 0,0002 і першого 0,0004%, у бензолі для нітрації для вищого сорту 0,04%.
Бензол знаходить саме широке застосування в різних галузях народного господарства, особливо в органічному синтезі, для одержання найважливіших напівпродуктів при виробництві пластмас.
На долю бензолу приходиться більш 50% загальної кількості ароматичних вуглеводнів, використовуваних хімічною промисловістю. Більш 80% бензолу витрачається па виготовлення всього трьох продуктів — этил бензол а, изо препилбензола і циклогексану. Бензол використовується для синтезу фенолу, одержання нітробензолу, у виробництві сульфоналу, гексахлорану й інших продуктів.
На коксохімічних заводах толуол кам'яновугільний випускається двох марок — А и Б (по двох сорту — вищий і перший), якість яких нормується ДСТ 9880—76. Вимоги до змісту сірчистих з'єднань у толуолі значно менш тверді, чим для бензолу. Це порозумівається більш обмеженим використанням толуолу в хімічній промисловості. У стандартах деяких країн зміст сірки в толуолі не нормується.
У хімічній промисловості близько 55% толуолу піддається гидрогенизационному деалкилированию, 30% застосовується як розчинники, а 15%—для виготовлення толуолепдиизоцианатов (сировина для виробництва поліуретанових смол), фенолу, тринітротолуолу, хлортолуолов і інших продуктів.
При окислюванні толуолу одержують бензойну кислоту. Невеликі кількості бензойної кислоти витрачаються в парфумерії, у виробництві барвників і ядохимикатов для сільського господарства, малотоннажних пластифікаторів і стабілізаторів. Солі бензойної кислоти, наприклад, бензоат натрію, використовують для консервування в харчовій промисловості, бензоаты літію, кальцію і магнію як лікарські препарати (противоревматических і иротивоподагрических).
Велика частина толуолу використовується як високооктановий компонент бензинів каталітичного реформинга. Випускається ректифікаційними цехами коксохімічних заводів так називаний технічний ксилол являє собою суміш трьох ізомерів ксилолу і этилбензола.
Вітчизняний стандарт на чистий кам'яновугільний ксилол (ДСТ 9949—76) передбачає виробництво трьох сортів (вищий, перший і другий).
У хімічній промисловості ксилоли використовують в основному як індивідуальні речовини. З ізомерів ксилолу найбільше застосування одержав га-ксилол, в основному для синтезу диметилтерефталата і тетрафталевой кислоти, використовуваних для виробництва поліефірних волокон, плівок і термопластиков; про-ксилол використовується для виробництва фталевого ангідриду, л-ксилол — изофталевой кислоти, на основі якої одержують ненасичені поліефіри, алкидньте смоли, пластифікатори й ін.
Триметилбензоли, що містяться всирому бензолі, З6Н3(СН3)в випускаються ректифікаційними цехами у виді суміші з ксилолами і эгилтолуолами за назвою сольвент. Наявність у складі сольвенту від 20 до 30% ксилолів і від 3 до 10% насичених вуглеводнів обумовлює википан його в межах 145—180°С.
Сольвенти використовуються як розчинники в лакофарбової, у хіміко-фармацевтичній і гумовій промисловості. Новим продуктом, одержуваним при переробці сольвентів, є мезителен (1,3,5-триметил-бензол), застосовуваний у виробництві мезидина — напівпродукту для високоякісних барвників вовни і шовку. У невеликих кількостях мезидин може застосовуватися для виробництва нового анестезуючого препарату— мезокаипа.
З усіх сірчистих з'єднань сирого бензолу промислову цінність має только сірковуглець, застосовуваний для виробництва ксантогената — флотореагетгта при збагаченні мідних руд і для боротьби зі шкідниками сільського господарства. Одержуваний із сірковуглецевої фракції технічний дидиклопентадиен служить сировиною для виробництва мономера — циклопентадиена, застосовуваного в ряді синтезів полімерних речовин, ядохимикатов завдяки високій реакційній здатності.
Кубові залишки, що утворяться при ректифікації сирого бензолу, використовуються для одержання стирольно-инде-повых полімерних смол.
Правила технічної експлуатації цеху ректифікації
У ректифікаційному цеху виробляється переробка сирого бензолу з виділенням чистих продуктів. Асортимент продуктів, що підлягають виділенню, установлюється виробничою програмою, заданої цеху.
При експлуатації ректифікаційного цеху слід дотримуватися наступних правил.
1. Розвантаження сирого бензолу з прибуваючих залізничних цистерн робити тільки через верх цистернпри допомоги чи сифона насоса, приєднаного до сифона.
2. До розвантаження сирого чи бензолу фракцій із прибуваючих залізничних цистерн приступати, лише переконавши в повній справності прийомної комунікації,правильності положення кранів і наявності достатньої місткості прийомних чи сховищ збірників для зливу продукту.
3. Усі трубопроводи, крани, сальники насосів містити в такому стані, щоб не були течі і випари бензолу.
4. Бензольні продукти зберігати в сталевих резервуарах з герметичними кришками, постаченими воздушниками.
5. Розподіл сирого бензолу по сховищах робити по вказівках начальника зміни з метою створення великих партій однорідного бензолу. Змішання солярового і кам'яновугільних сирих бензолів, що мають відгін вище 180°С (одна фракція бензолу), забороняється.
6. Строго дотримувати запропонований режим роботи агрегатів попередньої й остаточної ректифікації.
7. Добір фракцій і чистих продуктів робити, керуючись їх аналізом.
8. Передачу чистого продукту з мерника в сховище робити тільки після перевірки його якості,
9. Не змішувати різнорідні фракції в мерниках, трубопроводах і сховищах без дозволу начальника цеху.
10.Не підвищувати тиск у кубах і колонах більш 49 кпэ.
11.Не подавати на переробку в ректифікаційний агрегат сирий чи бензол фракції з кислою реакцією.
12.Хімічну обробку фракції (мийку) робити відповідно до встановленої інструкції.
13.Дотримувати встановленої тривалості операцій перемішування і відстоювання в мийному апараті.