CC BY
72
4. Yusubov F.V., Zeynalov RI., Ibrahimov Ch.Sh. Study of sorption processes in the transitional regime // Journal of applied chemistry. Vol. 74. vol. 69. Saint Petersburg, Russia, 2001. P. 59-62.
5. Yusubov F. V., Zeynalov R.I., Ibrahimov Ch.Sh. Mathematical modeling and investigation of the diffusion parameters of liquid-phase adsorption in a fixed bed. Journal of applied chemistry. Saint Petersburg, Russia. V. 67. № 5, 1994. P. 861-863.
GETTING ISOBUTENE AND ISOBUTYLENE HIGH-PURITY
ISOBUTENE-ISOBUTAN FRACTIONS OF PYROLYSIS GAS 1 2 Ibragimov Ch.Sh. , Guliyeva S.N. (Republic of Azerbaijan)
Email: [email protected]
1Ibrahimov Chingiz Shirin oglu - Doctor of Technical Sciences, Professor; 2Guliyeva Sevinj Nizami qizi - Senior Assistant, DEPARTMENT OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY AND INDUSTRIAL ECOLOGY, FACULTY OF CHEMICAL TECHNOLOGY, AZERBAIJAN STATE UNIVERSITY OF OIL AND INDUSTRY, BAKU, REPUBLIC OF AZERBAIJAN
Abstract: conducted research and developed technology for the process of obtaining high-purity isobutene and isobutane from the isobutane-isobutilene fraction of the pyrolysis gas. With this purpose, to clean isobutane fraction from the impurities of isobutylene selected adsorbent brand AR-3, and to clean isobutilene fraction from impurity of n-butylenes picked up by a zeolite of the brand and the CAA carried out adsorption treatment. Due to the high selective ability and the activity of these adsorbentov compared to impurities obtained the degree ofpurity of the isobutylene and isobutane 99,9%.
To implement these processes in existing in the production system, which was implemented two adsorption units, thereby obtained a new modified technological scheme. Keywords: isobutene, isobutylene, pyrolysis gas, isobutane-isobutylene fraction, n-butylenes, extraction, adsorption, activated coal AR-3, zeolite, CaA.
ПОЛУЧЕНИЕ ИЗОБУТАНА И ИЗОБУТИЛЕНА ВЫСОКОЙ
ЧИСТОТЫ ИЗ ИЗОБУТАН-ИЗОБУТИЛЕНОВОЙ
ФРАКЦИИ ПИРОЛИЗНОГО ГАЗА 12
Ибрагимов Ч.Ш. , Гулиева С.Н. (Азербайджанская Республика)
1Ибрагимов Чингиз Ширин оглы - доктор технических наук, профессор; 2Гулиева Севиндж Низами кызы - старший лаборант, кафедра нефтехимической технологии и промышленной экологии, химико-технологический факультет, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, г. Баку, Азербайджанская Республика
Аннотация: проведены исследования и разработана технология процесса получения высокочистого изобутилена и изобутана из изобутан-изобутиленовой фракции пиролизного газа. С этой целью для очистки изобутановой фракции от примеси изобутилена подобран адсорбент марки АР-3, а для очистки изобутиленовой фракции от примеси н-бутиленов подобран цеолит марки СаА и проведены адсорбционные очистки. Благодаря высокой избирательной способности и активности этих адосрбентов по отношению к данным примесям получена степень чистоты изобутилена и изобутана 99,9%.
Для осуществления указанных процессов в существующую в производстве установку, внедрены два адсорбционных блока, тем самым получена новая модифицированная технологическая схема.
Ключевые слова: пиролизный газ, изобутан-изобутиленовая фракция, экстракция, адсорбция, адсорбенты.
УДК 66.001.001.57:66.022:621.926/929
Получение в промышленности изобутилена из изобутан-изобутиленовой фракции пиролизного газа осуществляется экстракцией серной кислотой на установке, содержащей последовательно расположенные две поглотительные системы, каждая из которых состоит из смесительного насоса, отстойника-реактора, холодильника и вспомогательных аппаратов [1].
Существующий в промышленности метод, принципиальная технологическая схема которого приведена на рис. 1, не обеспечивает 100%-го извлечения изобутана и изобутилена из изобутан-изобутиленовой фракции пиролизного газа. Изобутановая фракция содержит 1,8% изобутилена и других примесей, а изобутиленовая фракция -0,5% н-бутиленов. Это ухудшает качество полученных продуктов.
Промышленный метод извлечения изобутана и изобутилена из изобутан-изобутиленовой фракции пиролизного газа продолжает находиться в эксплуатации во многих развитых странах [2-4].
В данной статье приведены результаты исследований процесса получения изобутана и изобутилена высокой чистоты из изобутан-изобутиленовой фракции пиролизного газа.
Выделение изобутана и изобутилена из изобутан-изобутиленовой фракции пиролизного газа проведено экстракцией серной кислотой с последующей очисткой адсорбционным методом изобутановой фракции от изобутилена, а изобутиленовой фракции от н-бутиленов. Для этого в существующую установку были введены блоки адсорбции, установленные соответственно на выходе изобутановой и изобутиленовой фракций (рис. 2).
В качестве адсорбентов были выбраны активированный уголь АР-3 для очистки изобутановой фракции от изобутилена и цеолит СаА для очистки изобутиленовой фракции от н-бутиленов.
Рис. 1. Технологическая схема существующей в промышленности установки для извлечения изобутана и изобутилена из изобутан- изобутиленовой фракции пиролизного газа: 1 - емкость изобутан-изобутиленовой фракции пирогаза; 2, 3 - смесительные насосы; 4, 5 - реакторы; 6, 7 - холодильники; 8 - сборник; 9 - емкость серной кислоты; 10, 14 - насосы; 13, 15, 18 - колонны; 16 - конденсатор; 17 - отстойник; 19 - емкость изобутановой фракции; 20 - емкость изобутиленовой фракции; 21 - компрессор
В таблице 1 приведен состав изобутан-изобутиленовой фракции пиролизного газа, поступающей на извлечение изобутана и изобутилена.
Таблица 1. Состав изобутан-изобутиленовой фракции пиролизного газа фракции С4
Наименование компонентов Количество, мас.%
Сз 0,4
изобутилен 44,1
н-бутилены 3,6
изобутан 49,9
н-бутан 1,8
С5 и выше 0,2
Получение изобутана и изобутилена высокой чистоты осуществлено на установке, технологическая схема которой представлена на рис. 2.
Рис. 2. Технологическая схема модифицированной установки для получения изобутана и
изобутилена высокой чистоты из изобутан-изобутиленовой фракции пиролизного газа: 11 и 12 - блоки адсорбции (остальные обозначения те же, что и на рис. 1)
Из емкости 1 изобутан-изобутиленовая фракция и частично насыщенная серная кислота из колонны 15 подаются в смесительный насос 2, оттуда в отстойник -реактор 4, из него смесительным насосом 3 в отстойник-реактор 5, а оттуда в сборник 8. В системе поглощения поддерживается постоянство давления изобутилена, равное 455.85 кПа.
Свежая серная кислота из емкости 9 насосом 10 подается в насос 3. Часть циркулирующей через отстойник-реактор 5 серной кислоты, в зависимости от уровня раздела фаз в нем, подается в смесительный насос 2.
В насосах 2 и 3 изобутан-изобутиленовая фракция смешивается с серной кислотой. Выделенное тепло поглощения изобутилена отводится серной кислотой, охлаждаемой рассолом с температурой 0°С, в холодильниках 6 и 7 от 30 до 20°С. Серная кислота циркулирует соответственно через отстойники-реакторы 4 и 5, холодильники 6, 7 и смесительные насосы 2, 3.
Изобутановая фракция из сборника 8 подается в ёмкость 19.
Чтобы получить изобутан высокой чистоты, на выходе сборника 8 изобутановой фракции установлен блок адсорбции 11 для очистки изобутановой фракции от изобутилена, технологическая схема которого представлена на рис. 3. Насыщенная изобутиленом серная кислота из холодильников 6 и 7 направляется в колонну 13 для выделения содержащегося в ней изобутилена-рецикла. Для получения чистого изобутилена, содержащего минимальное количество н-бутиленов, последние насыщенной кислотой в колонне 13 удаляются.
Из колонны 13 отдувка возвращается в виде рецикла в смесительный насос 2 на поглощение серной кислотой изобутилена. Остальную часть отдувки составляют н-бутилены.
Из куба колонны 13 насыщенная серная кислота после дегазации насосом 14 подается на гидролиз в колонну 15. Сверху этой колонны отгоняются изобутилен, триметилкарбинол, полимеры и часть воды, а из куба выводятся разбавленная до 40% серная кислота и вода. Отгоняемые сверху пары поступают в конденсатор 16, охлаждаемый водой, где конденсируются триметилкарбинол, полимеры и вода. Конденсат поступает в отстойник 17, а несконденсировавшийся изобутилен поступает
в компрессор 21, где сжимается до 709 кПа. Компримированный изобутилен после отделения воды подается в обогреваемую паром (Р =607.8 кПа) колонну 18, предназначенную для получения изобутилена-ректификата. Изобутиленовая фракция из колонны 18 собирается в ёмкости 20 и из нее частично в виде флегмы, подается в колонну 18, а остальная часть поступает на склад. Кубовая жидкость из колонны 18, содержащая изобутилен и полимеры, возвращается в виде рецикла в смесительный насос 2 на поглощение серной кислотой.
Рис. 3. Технологическая схема блоков адсорбции для очистки изобутановой фракции от изобутилена и изобутиленовой фракции от н-бутиленов:22 - сепаратор; 23, 24 - адсорберы;
25 - печь. Потоки: I - неочищенный газ; II- очищенный газ; III - топочный газ;
IV - десорбирующий горячий газ; V - десорбированный изобутилен (н-бутилены)
На рис. 3 приведен принцип работы блоков адсорбции. Очищаемый газ вначале поступает в сепаратор 22, где выделяются грязи и механические примеси. Далее газ поступает в один из адсорберов-23 снизу, где изобутилен (н-бутилены) избирательно адсорбируются активированным углем АР-3 и цеолиттом СаА. На выходе адсорбера (поток II) состав газа анализируется непрерывно. При появлении на выходе адсорбера следов изобутилена (н-бутиленов) в очищенном газе подачу газа переключают на другой - чистый адсорбер-24, а первый адсорбер переключается на регенерацию десорбирующим потоком IV.
В таблице 2 представлены результаты экспериментальных данных, где наблюдено время появления на выходе адсорбера следов изобутилена (в блоке 11) и н-бутиленов (в блоке 12).
Таблица 2. Концентрация изобутилена на выходе из адсорбера (блок 11: адсорбент -активированный уголь АР-3; Н=0,16 м; dзёрен =0.0025 м) и н-бутиленов на выходе из адсорбера (блок 12: адсорбент-цеолит СаА; Н=0,16 м; dзёрен =0,0015 м)
№ Время, час. Содержание изобутилена, 103 кг/м3 (блок 11) Содержание н-бутиленов, г/м3 (блок 12)
1 0,5 0 0
2 1,0 0 0
3 1,5 0 0
4 2,0 0 0
5 2,5 0 0,001
6 3,0 0
7 3,5 0
8 4,0 0,002
Как видно из таблицы 2, через 4 часа на выходе адсорбера появляются следы изобутилена в количестве 0,002 г/м3, то есть получается изобутан высокой чистоты (99,9%), через 2,5 часа на выходе адсорбера появляются следы н-бутиленов в количестве 0,001 г/м3, то есть получается изобутилен высокой чистоты (99,9%).
Следовательно, совмещение процессов экстракции и адсорбции, с использованием адсорбентов-активированного угля АР-3 для очистки изобутановой фракции от изобутилена и цеолита СаА для очистки изобутиленовой фракции от н-бутиленов, и введением в технологическую установку блоков адсорбции позволяет увеличить степень извлечения изобутана и изобутилена из изобутан-изобутиленовой фракции пиролизного газа практически до 100%. Полученные изобутан и изобутилен высокой чистоты отвечают современным требованиям технологических процессов. Выводы
В результате исследований разработана технология получения изобутана и изобутилена высокой чистоты из изобутан-изобутиленовой фракции пиролизного газа. Для очистки изобутановой фракции от изобутилена был выбран активированный уголь АР-3, а изобутиленовой фракции от н-бутиленов - цеолит СаА, благодаря высокой избирательной способности которых получены изобутан и изобутилен высокой чистоты (99,9% - 99,9%).
Добавлены в существующую установку блоков адсорбции, которые установлены соответственно на выходе изобутановой и изобутиленовой фракций.
Установлено, что совмещение процессов экстракции и адсорбции и введение в существующую установку блоков адсорбции, позволяет увеличить степень извлечения изобутана и изобутилена из изобутан-изобутиленовой фракции пиролизного газа.
Список литературы /References
1. Ибрагимов Ч.Ш., Бабаев А.И., Гулиева С.Н. Кинетические исследования процесса получения высокочистого изобутилена из изобутан-изобутиленовой фракции пирогаза. ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, журнал «Нефтепереработка и нефтехимия». № 5. Москва, 2016. С. 15.
2. Ибрагимов Ч.Ш., Бабаев А.И. Научные основы и практические задачи химической кибернетики. Баку. Издательство АГНА, 2015. 387 с.
3. Рамазанова Э.Э., Ибрагимов Ч.Ш., Гулиева С.Н., Набиев Н.И., Дашдамиров Ф.А. Анализ реакции получения изобутилена из пиролизного газа. «Азербайджанское нефтяное хозяйство». № 11, 2016. С. 52-57.
4. Бабаев А.И., Щечель Ш.И., Данишевский Б.С., Бекиров Р.М. Способ выделения изобутилена из углеводородной смеси. АСССР. № 963224.
Список литературы на английском языке /References in English
1. Ibragimov Ch.Sh., Babayev A.I., Gulieva S.N. Kinetic studies of the process of obtaining vysokochistogo of isobutene from the isobutane-isobutylene fractions of pyrolysis. TSNIITENEFTEKHIM, the magazine "Refining and petrochemicals". № 5, 2016. Р. 15.
2. Ibragimov Ch.Sh., Babayev A.I. Scientific basis and practical problems of chemical Cybernetics. Baku, ASOA Isadella, 2015. 387 с.
3. Ramazanova E.E., Ibragimov Ch.Sh., Guliyeva S.N., Nabiyev N. and Dashdamirov A.F. Analysis of the reaction for producing the isobutylene from the pyrolysis gas. "Azerbaijan oil industry". № 11, 2016. Р. 52-57.
4. Babayev A.I., Shechel Sh.I., Danishevskii B.S., Bakirov R.M. Method of vydeleniya of isobutene from hydrocarbon mixture. With SSR. № 963224.
GEOTECHNICS. TECHNOLOGICAL GEOTECHNICAL
ENGINEERING Kadylbekova Kh.M.1, Tulegenova M.K.2, Kapasova A.Z.3 (Republic of Kazakhstan) Email: [email protected]
1Kadylbekova Khalida Muratzhanovna - Master Student; 2Tulegenova Madina Kazhimkanovna - Master of Arts, Senior Lecturer; 3Kapasova Aizada Zarlykovna - Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer, DEPARTMENT OF SURVEYING AND GEODESY, KARAGANDA STATE TECHNICAL UNIVERSITY, KARAGANDA, REPUBLIC OF KAZAKHSTAN
Abstract: the article deals with technological geotechnical engineering, its innovation, main areas of research, goals and responsibilities. The induced geotechnical processes from large-scale technologic activities in the extraction of minerals, the relevance of research in the mining Urals. An equally complex problem arises in the development of the underground space of large cities in connection with the construction of underground structures under high-rise buildings, which create large additional loads on the structures of these structures.The research program includes the determination of geodetic site displacements near the site of large-scale extraction of minerals to refine the geotechnical model, geophysical studies of structural heterogeneities in the rock massif, computer simulation of induced geotechnical processes.
Keywords: mountain ranges, landslides, excavation, quarry, tectonics, geophysics, underground mines, mineral resources.
ГЕОТЕХНИКА. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕОТЕХНИЧЕСКАЯ
ТЕХНИКА
Кадылбекова Х.М.1, Тулегенова М.К.2, Капасова А.З.3 (Республика Казахстан)
1 Кадылбекова Халида Муратжановна - магистрант;
2Тулегенова Мадина Кажимкановна - магистр искусств, старший преподаватель;
3Капасова Айзада Зарлыковна - кандидат технических наук, старший преподаватель, кафедра маркшейдерского дела и геодезии, Карагандинский государственный технический университет, г. Караганда, Республика Казахстан
