Раздел 14. Производство гексанового растворителя

Раздел 14 Производство гексанового растворителя

14.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время в производстве гексанового растворителя

14.1.1 Получение гексанового растворителя методом гидроочистки и ректификации

Гексановый растворитель получают выделением из гексановой фракции методом ректификации с последующей гидроочисткой.

Схема получения гексанового растворителя приведена на рисунке 14.1.

Рисунок 14.1 - Схема получения гексанового растворителя методом гидроочистки и ректификации

Гексановая фракция поступает на узел подготовки сырья, в котором в ректификационной колонне отделяется от тяжелой гексановой фракции с температурой кипения более 75 °С. Тяжелая гексановая фракция с куба ректификационной колонны отводится на склад. Узкая гексановая фракция с верха колонны ректификации с температурой кипения не более 75 °С поступает на узел гидроочистки, где смешивается с осушенным циркулирующим водородсодержащим газом и в виде газосырьевой смеси подается в технологическую печь. Система циркулирующего водородсодержащего газа постоянно подпитывается из сети свежим водородом. Нагретая в технологической печи газосырьевая смесь поступает на гидроочистку в реактор со стационарным слоем катализатора. Процесс гидроочистки заключается в гидрировании сернистых, непредельных и ароматических углеводородов. Гидрирование осуществляется на стационарном катализаторе пиролизным водородом (метано-водородная фракция) или техническим водородом.

После реактора гидроочистки контактный газ проходит ступенчатое охлаждение и конденсацию. Водородсодержащий газ отделяется от капельной жидкости и поступает на всас циркуляционного компрессора, а затем осушается в осушителях на цеолитах от влаги и подается на смешение с узкой гексановой фракцией. Сконденсировавшиеся углеводороды - гидрогенизат - подается в колонну стабилизации. На стадии стабилизации в ректификационной колонне из гидрогенизата отгоняется изогексановая фракция. Кубовый продукт колонны - гексановый растворитель - отводится на склад.

Описание технологического процесса производства гексанового растворителя методом гидроочистки и ректификации приведено в таблице 14.1, перечень основного оборудования - в таблице 14.2.

Таблица 14.1 - Описание технологического процесса получения гексанового растворителя методом гидроочистки и ректификации

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Продукты и полупродукты	Эмиссии
1	2	3.1	3.2	4	5
Гексановая фракция	Подготовка сырья	Узкая гексановая фракция Тяжелая гексановая фракция		Ректификационная колонна
Узкая гексановая фракция Водород Топливный газ	Гидроочистка	Гидрогенизат	Отходящие газы	Печь Реактор
Гидрогенизат	Стабилизация	Гексановый растворитель Изогексановая фракция		Ректификационная колонна

Таблица 14.2 - Перечень основного оборудования процесса получения гексанового растворителя методом гидроочистки и ректификации

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Реактор	Гидрирование	Объем - 40 м 3 Объем насадки - 15,9 м 3 Объем фарфоровых шариков - 7,5 м 3
Печь технологическая	Нагрев газосырьевой смеси	Длина печи - 9115 мм Высота - 5030 мм Ширина - 2600 мм Поверхность радиантной части змеевика - 120 м 2 Поверхность конвекционной части змеевика - 84 м 2
Колонна ректификационная	Выделение узкой гексановой фракции	Внутренний диаметр - 3600 мм Высота - 47300 мм Число тарелок - 101 шт. Тип тарелок - центробежно-вихревые

14.1.2 Получение гексанового растворителя методом гидрирования

Гексановый растворитель получают выделением из гексановой фракции методом гидрирования.

Схема получения гексанового растворителя приведена на рисунке 14.2.

Рисунок 14.2 - Схема получения гексанового растворителя методом гидрирования

Неочищенный гексановый растворитель поступает на очистку от ароматических и непредельных углеводородов в реакторы гидрирования через теплообменник, обогреваемый горячей водой. Смесь гексанового растворителя и рецикла, подогреваемая в теплообменнике до 100-120 °С, подается в нижнюю часть одного из реакторов, где происходит гидрирование ароматических и непредельных углеводородов. Гидрирование (жидкофазное) осуществляется на стационарном катализаторе пиролизным водородом (метано-водородная фракция) или техническим водородом. Водород через распределительные устройства поступает в нижнюю и среднюю части реакторов путем барботажа через жидкую фазу. Процесс гидрирования проводится при давлении после последнего по ходу реактора 1,3-5,5 кгс/см ², температуре 27-160 °С. Процесс гидрирования сопровождается выделением тепла (экзотермическая реакция). С верха первого по ходу продукта реактора смесь частично прогидрированного гексанового растворителя с водородом через теплообменник, охлаждаемый промышленной водой, или помимо него, поступает вниз второго по ходу продукта реактора, где происходит гидрирование ароматических и непредельных углеводородов в "нефрасе". С верха последнего по ходу реактора гексановый растворитель через теплообменник, охлаждаемый промышленной водой, поступает в сепаратор, где происходит отделение гексанового растворителя от непрореагировавшего водорода и легких углеводородов. Легкие углеводороды с водородом из сепаратора поступают в конденсатор, охлаждаемый рассолом, где углеводороды конденсируются и стекают в емкость, а водород и инерты сдуваются на факел. Гексановый растворитель из сепаратора через холодильник, охлаждаемый захоложенной водой, или помимо него, поступает в емкость, а затем откачивается на склад.

Описание технологического процесса производства гексанового растворителя методом гидрирования приведено в таблице 14.3, перечень основного оборудования - в таблице 14.4.

Таблица 14.3 - Описание технологического процесса получения гексанового растворителя методом гидрирования

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Продукты и полупродукты	Эмиссии
1	2	3.1	3.2	4	5
Неочищенный гексановый растворитель Водород	Гидрирование	Гексановый растворитель	Отходящие газы	Реакторы Емкостное оборудование Теплообменное оборудование Сепаратор Насосы

Таблица 14.4 - Перечень основного оборудования процесса получения гексанового растворителя методом гидрирования

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Сепаратор	Отделение непрореагировавшего водорода и инертов от гексанового растворителя	Объем - 10 м 3 Диаметр - 2000 мм Высота цилиндрической части - 1250 мм Материал - ст. угл. Расчетное давление - 0,6 МПа Расчетная температура - 80 °С Разрешенное давление - 0,6 МПа Разрешенная температура - 80 °C Рабочее давление - 0,35 МПа Рабочая температура - 37 °C Среда - углеводороды С5-С6
Емкость	Сбор гексанового растворителя после гидрирования	Объем - 10 м 3 Диаметр - 1800 мм Длина цилиндрической части - 3400 мм Материал - ст. угл. Расчетное давление - 0,6 МПа Расчетная температура - 80 °С Разрешенное давление - 0,6 МПа Разрешенная температура - 80 °C Рабочее давление - 0,35 МПа Рабочая температура 50 °C Среда - гексан
Емкость	Прием и хранение гексанового растворителя "Нефрас"	Объем - 100 м 3 Диаметр - 3200 мм Длина цилиндрической части - 11200 мм Материал - ст. угл. Расчетное давление - 0,6 МПа Расчетная температура - 100 °С Разрешенное давление - 0,6 МПа Разрешенная температура - 45 - 50 °C Рабочее давление - 0,2 МПа Рабочая температура - 20 °C Среда - гексан
Реактор	Гидрирование ацетиленовых соединений в изопрене, ароматических и непредельных углеводородов в гексановом растворителе "Нефрас	Диаметр - 1200 мм Высота цилиндрической части - 6000 мм Объем - 6,7 м 3 Расчетное давление - 0,65 МПа Расчетная температура - 350 °С Разрешенное давление - 0,65 МПа Разрешенная температура - 350 °C Рабочее давление - 0,35 МПа Рабочая температура - 120 °C Среда - гексан, водород
Реактор	Гидрирование ароматических и непредельных углеводородов в гексановом растворителе	Диаметр - 1200 мм Высота цилиндрической части - 6000 мм Объем - 6,7 м 3 Расчетное давление - 0,65 МПа Расчетная температура - 350 °С Разрешенное давление - 0,65 МПа Разрешенная температура - 350 °C Рабочее давление - 0,35 МПа Рабочая температура - 120 °C Среда - гексан, водород
Реактор	Гидрирование ароматических и непредельных углеводородов в гексановом растворителе	Рабочее давление - 6,0 кгс/см 2 Рабочая температура - 10 - 350 °C Объем - 7,3 м 3
Холодильник	Охлаждение изопрена, гексанового растворителя "Нефрас" после гидрирования	Поверхность теплообмена - 129 м 2 Диаметр - 800 мм Объем тр/мтр - 1,04/1,21 м 3 Материал - ст. угл. Расчетное давление тр/мтр - 2,5/2,5 МПа Расчетная температура тр/мтр - 100/100 °С Разрешенное давление тр/мтр - 2,5/2,5 МПа Разрешенная температура тр/мтр - 100/100 °C Рабочее давление тр/мтр - 0,6/0,6 МПа Рабочая температура тр/мтр - 10/70 °C в трубном пространстве - вода захоложенная в межтрубном пространстве - гексан
Насосы	Откачка гексанового растворителя после гидрирования, а также для подачи гексанового растворителя в реакторы в качестве рецикла	Производительность - 45 м 3/час Напор - 54 м. ст. ж. Мощность - 22 кВт Число оборотов в минуту - 2940
Насосы	Подача гексанового растворителя на узел гидрирования и для циркуляции продукта через емкость	Производительность - 12,5 м 3/час Напор - 91 м. ст. ж. Мощность - 5,5 кВт Число оборотов в минуту - 3000
Насосы	Подача гексанового растворителя в цех, некондиционного гексанового растворителя на гидрирование и циркуляция продукта через емкость	Производительность - 25 м 3/час Напор - 80 м. ст. ж. Мощность - 11 кВт Число оборотов в минуту - 3000
Теплообменник	Охлаждение гексанового растворителя после первого по ходу реактора гидрирования	Поверхность теплообмена - 38,6 м 2 Диаметр - 400 мм Объем тр/мтр - 0,66/1,65 м 3 Расчетное давление тр/мтр - 1,6/1,6 МПа Расчетная температура тр/мтр - 400/400 °С Разрешенное давление тр/мтр - 1,6/0,9 МПа Разрешенная температура тр/мтр - 100/150 °C Рабочее давление тр/мтр - 0,4/0,35 МПа Рабочая температура тр/мтр - 35/120 °C Среда: в трубном пространстве - вода в межтрубном пространстве - гексан
Теплообменник	Охлаждение гексанового растворителя после реакторов гидрирования перед сепаратором	Поверхность теплообмена - 38,6 м 2 Диаметр - 400 мм Объем тр/мтр - 0,66/1,65 м 3 Расчетное давление тр/мтр - 1,6/1,6 МПа Расчетная температура тр/мтр - 400/400 °С Разрешенное давление тр/мтр - 1,6/1,25 МПа Разрешенная температура тр/мтр - 100/200 °C Рабочее давление тр/мтр - 0,4/0,3 МПа Рабочая температура тр/мтр - 50/120 °C Среда: в трубном пространстве - вода в межтрубном пространстве - гексан, водород

14.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве гексанового растворителя

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов производства гексанового растворителя приведены в таблицах 14.5-14.6.

Таблица 14.5 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве гексанового растворителя методом гидроочистки и ректификации

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Гексановая фракция	кг/т	1016	1105
Водород	кг/т	8,6	17
Электроэнергия		92,46	101,75
Теплоэнергия	Гкал/т	1,14	1,26
Топливный газ	кг.у.т./т	38,89	42,78
Вода оборотная	м 3/т	259,4	285,34

Таблица 14.6 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве гексанового растворителя методом гидрирования

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Гексан	кг/т	1000	1100
Водород	кг/т	17	18,7
Электроэнергия		42,2	46,42
Теплоэнергия	Гкал/т	0,17	0,187
Холод	Гкал/т	0,02	0,022

Характеристика выбросов, отходов, образующихся при производстве гексанового растворителя, приведена в таблицах 14.7-14.11.

Таблица 14.7 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве гексанового растворителя методом гидроочистки и ректификации

Наименование загрязняющего вещества	Метод очистки, обработки, повторного использования	Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Азота диоксид	-	-	1,09	-
Азота оксид		-	0,18	-
Метан		-	0,17	-
Углерода оксид		-	2,46	-
Углеводороды предельные C1-C5 (исключая метан)		-	0,56	-
Углеводороды предельные C6-C10		-	3,49	-

Таблица 14.8 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве гексанового растворителя методом гидрирования

Источники выбросов	Наименование загрязняющего вещества	Метод очистки, обработки, повторного использования	Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
			Диапазон		Среднее значение
			Минимальное значение	Максимальное значение
Производство гексанового растворителя	Углеводороды предельные C1-C5 (исключая метан)	-	-	0,13	-
	Углеводороды предельные C6-C10		-	1,56	-
	Амилены (смесь изомеров)		-	0,11	-
	Метилбензол (толуол)		-	0,25	-
	Этенилбензол (стирол)		-	0,02	-
	Циклогексанон		-	0,053	-
	Диметилформамид		-	0,34	-
	Изопрен (2-метилбутадиен-1,3)		-	0,65	-

Таблица 14.9 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве гексанового растворителя методом гидрирования

Наименование загрязняющего вещества	Направление сбросов	Показатели сбросов загрязняющих веществ в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
ХПК	Технологические сточные отводятся на очистку промышленных сточных вод на биологические очистные сооружения	-	0,42	-

Таблица 14.10 - Отходы, образующиеся при производстве гексанового растворителя методом гидроочистки и ректификации

Наименование	Класс опасности	Источник образования	Способ утилизации, обезвреживания, размещения	Масса образующихся отходов производства в расчете на 1 т продукции, кг/т
				Диапазон		Среднее значение
				Минимальное значение	Максимальное значение
Катализатор на основе оксида алюминия, содержащий платину, отработанный	3	Реактор	Передача сторонней организации, имеющей лицензию	-	0,34	-
Цеолит отработанный при осушке воздуха и газов, не загрязненный опасными веществами	5	Осушители	Передача сторонней организации, имеющей лицензию	-	1,033	-

Таблица 14.11 - Отходы, образующиеся при производстве гексанового растворителя методом гидрирования

Наименование	Класс опасности	Источник образования	Способ утилизации, обезвреживания, размещения	Масса образующихся отходов производства в расчете на 1 т продукции, кг/т
				Диапазон		Среднее значение
				Минимальное значение	Максимальное значение
Катализатор "никель на кизельгуре" отработанный, загрязненный нефтепродуктами	3	Замена катализатора при снижении или потере каталитической активности при гидрировании гексанового растворителя "Нефрас"	Размещение на полигоне промышленных отходов	-	1,98	-
Керамические изделия прочие, утратившие потребительские свойства незагрязненные	5	Замена совместно с катализатором	Передача сторонним организациям	-	1,66	-