ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Требования к качеству ароматических углеводородов. Методы анализа и контроля качества из "Производство и использование ароматических углеводородов" Требования к качеству ароматических углеводородов во многом определяют избираемую технологию их производства. Зачастую незначительное, на первый взгляд, ужесточение тех или иных показателей существенно усложняет технологический процесс и повышает себестоимость продукции. Именно поэтому нужен обоснованный выбор норм, определяющих качество ароматических углеводородов. [c.115] Применяемые методы анализа ароматических углеводородов и способы контроля качества товарной продукции должны, естественно, соответствовать требованиям к качеству, обладать достаточной точностью н информативностью. В настоящей главе ана-лиэируются современные требования к качеству ароматических углеводородов и рассматриваются основные способы их анализа. [c.115] Требования к качеству ароматических углеводородов за последние десятилетия претерпели изменения, характер которых связан с неуклонным ростом использования этих веществ как химического сырья. В довоенный период, когда ароматические углеводороды потреблялись преимущественно в качестве растворителей или компонентов моторных топлив, содержание примесей в них регламентировалось не очень жестко. Внимание уделялось пределам перегонки топлив, а также примесям, влияющим на коррозию двигателя и системы топливоподачи (соединения серы) и на хранение топлив (олефины и другие смолообразующие вещества). [c.115] Выполнение этих требований в итоге позволяет улучшить качество конечных продуктов, снизить их стоимость, повысить производительность труда как при производстве, так и при использовании соответствующих изделий. К сожалению, ограничения, определяющие требования к качеству, не всегда количественно обоснованы и не всегда учитывают многостадийный характер изготовления конечных продуктов. Качество бензола, например, можег влиять не только на качество получаемого изопропилбензола и экономику его производства, но и на показатели производства фенола, изготовляемого из изопропилбензола, и на качество получаемых из фенола полимеров и даже на качество изделий, получаемых из этих полимеров. [c.116] Непредельные соединения в процессе хранения в результате полимеризации или окисления способствуют образованию окрашенных веществ, а также смолистых продуктов, отлагающихся в емкостях и аппаратуре (тем самым вызывая необходимость частой очистки оборудования). Возможно отложение кокса на катализаторах и дезактивация последних. При хлорировании или газофазном окислении в системе подготовки сырья и контактных аппаратах могут образовываться пирофорные и взрывоопасные соединения. [c.117] При жидкофазном окислении непредельные соединения могут обрывать реакционные цепи или давать неактивные комплексы с катализаторами. В химическом сырье практически должны отсутствовать непредельные соединения. [c.117] Вещества, содержащие серу, в той или иной степени вредны в большинстве процессов переработки ароматических углеводородов прежде всего как каталитические яды. Наиболее чувствителен к содержанию сернистых соединений в сырье процесс гидрирования - ароматических углеводородов на никель-хромовых катализаторах. Так, при содержании в бензоле 0,0002% тиофена скорость гидрирования снижается на 50%, а при содержании сернистых соединений 0,0005—0,003% катализатор полностью дезактивируется [1], что объясняется образованием неактивного сульфида никеля. Очень чувствительны к сернистым соединениям и другие никельсодержащие катализаторы [2, 3]. Содержание серы в бензоле, идущем на гидрирование, в большинстве случаев не должно превышать 0,0001%. Чувствительны к отравлению сернистыми соединениями и платиновые катализаторы гидрирования. В то же время сернистые соединения не снижают скорость гидрирования в присутствии сульфидных катализаторов. [c.117] При нитровании ароматических углеводородов их серосодержащие спутники (тиофен — у бензола, метилтиофен — у толуола, тионафтен — у нафталина) образуют соответствующие нитропроизводные, которые при восстановлении нитробензола или нитрото-луолов способствуют окислению полученных оснований, уменьшают их стабильность при длительном хранении [4]. Чрезвычайно вредны примеси тиофена и нитротиофенов при прямом каталитическом восстановлении нитробензола в анилин из-за отравления медного катализатора [5, с. 627]. [c.117] Неблагоприятное влияние примесей сернистых соединений было не очень заметным при алкилировании с твердым хлоридом алюминия, когда для алкилирования использовали технические фракции [13]. Переход к катализаторному комплексу или к гомогенному алкилированию хлоридом алюминия, а также применение очищенных олефинов резко сократило расход катализатора [14] и повысило требования к качеству ароматических углёводородов. Суждения по этому вопросу противоречивы. По данным [15], при содержании тиофена в бензоле до 0,1% нет заметного ухудшения процесса алкилирования и качества получаемого изопропилбензола. По другим сведениям [16]1, уже при содержании тиофена в бензоле 0,06% получаемый из него изопропилбензол содержит серы более 0,0003%, что считается недопустимым для производства фенола высшего качества. Окисление изопропилбеизола ингибируется даже небольшими количествами диоксида серы [17, с. 187]. [c.118] Некоторыми исследователями [18, 19] установлено нежелательное влияние на алкилирование и последующую переработку алкилпроизводных не только тиофена, но и сероуглерода. Поэтому предлагается ограничить в бензоле содержание обоих соединений соответственно величинами 0,007 и 0,015%. В,последнее время появились требования ограничить содержание тиофена в бензоле для алкилирования на уровне 0,002% [20] , что совпадает с требованиями зарубежных фирм к качеству бензола, используемого для производства этилбензола (не более 0,003%) [21]. [c.118] Насыщенные углеводороды могут быть вредными в процессах переработки ароматических углеводородов. Так, при газофазном сульфировании они наряду с тиофеном и непредельными соединениями восстанавливают серную кислоту с выделением диоксида серы и осмолением сульфомассы [24, 25]. [c.119] Отмечается [26], что присутствие парафиновых и нафтеновых углеводородов в бензоле нежелательно, если последний используют для синтеза капролактама и адипиновой кислоты. Например, -гептан, пройдя без изменения стадию гидрирования бензола до циклогексана, на стадии окисления превращается в гептанон и другие кислородсодержащие соединения, вызывающие пожелтение капролактама. В синтезе капролактама и адипиновой кислоты через циклогексан отрицательное влияние оказывают также содержащиеся в бензоле примеси метилциклопентана и метилцйкЯо гексана [27, 28]. Фирма 51агп1сагЬоп ограничивает содержание насыщенных углеводородов в бензоле для получения капролактама на уровне 0,02% [27]. [c.119] Уже более двух десятков лет в Советском Союзе организован выпуск большого числа разнообразных марок каменноугольного и нефтяного бензола для химических синтезов. Это позволило для каждого потребителя подбирать наиболее благоприятное сырье. Так, для производства хлорбензола и нитробензола обычно использовали бензол для нитрации , а для получения малеинового ангидрида — преимущественно бензол для синтеза II сорта (табл. 13). Для алкилирования по возможности применяют нефтяной бензол не очень высоких сортов, но с низким содержанием серы. При использовании каменноугольного бензола для нитрации его доля в сырье для алкилирования, как правило, не превышает 30%. Выдвигается предложение об организации производства специального сорта бензола для алкилирования с содержанием тиофена не более 0,002% [20] . [c.120] Для гидрирования на никелевых и платиновых катализаторах до сих пор применялись лишь высшие сорта бензола — для синтеза I сорт , особо чистый и высокой чистоты (табл. 13) с исключительно низким содержанием серы. В последнее время требования к качеству бензола для этих процессов еще более ужесточились [30, 31]. Недавно введенные стандарты (табл. 14 и 15) предусматривают для бензолов высшей очистки дальнейшее снижение содержания серы и введение ограничений по содержанию некоторых насыщенных углеводородов. [c.120] Нормы стандартов США. [c.124] связано с попаданием в коксохимический толуол циклопентадиена в результате разложения дициклопентадиена. [c.124] Требования к содержанию сернистых соединений в толуоле значительно менее жесткие, чем в случае бензола. Это объясняется более ограниченным использованием толуола в химической промышленности. В стандартах ряда стран содержание серы в толуоле не нормируют. Организация некоторых новых производств и, в частности, производства крезолов из толуола через гидропероксиды изопропилтолуолов вызывает интерес к получению толуола, содержащего 5 и даже 0,2 мг общей серы на 1 кг толуола [36]. Для получения сравнительно небольших объемов особо чистых реактивов (для жидкостных сцинтилляторов) толуол дополнительно очищают серной кислотой, адсорбентами и ректификацией [37], Содержание насыщенных углеводородов в толуоле не лимитируют, исключая стандарт США, ограничивающий содержание примесей парафиновых углеводородов в толуоле высших сортов величиной 1,5%. В лучших сортах толуола содержание бензола и ксилолов не превышает 0,01%. [c.124] В стандартах на индивидуальные ксилолы регламентируются такие показатели, как фракционный состав, степень очистки от непредельных, содержание сульфируемых веществ, содержание основного вещества, оценивающееся обычно по температуре кристаллизации. Требования к качеству ксилолов, выпускаемых отечественной промышленностью, приведены в табл. 18. При использовании ксилолов такого качества обеспечивается нормальный процесс производства диметилтерефталата и фталевого ангидрида. В зарубежной практике для производства терефталевой кислоты жидкофазным окислением в полярных растворителях используют л-ксилол со степенью чистоты не ниже 98%, а в некоторых схемах синтеза диметилтерефталата даже 99,6—99,8%, причем каждая партия л-ксилола специально проверяется на окисляемость [39 с 22а—230]. [c.125] Производство фталевого ангидрида из о-ксилола газофазным окислением последнего основывается на сырье, содержащем не менее 95% чистого изомера [40]. Можно использовать о-ксилол с содержанием до 2,5%, неароматических углеводородов, до 4,5% тяжелых ароматических углеводородов и до 7,5% примесей других изомеров ксилола [39, с. 218]. Однако окисление подобного сырья сопряжено с повышенным тепловыделением и снижением выхода фталевого ангидрида при одновременном снижении объемной производительности катализатора. [c.125] Вернуться к основной статье