СТРУКТУРНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ СХЕМЫ ВЫДЕЛЕНИЯ НАФТАЛИНА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ФАЗОВЫХ РАВНОВЕСИЙ

Н. А. Романова, В. С Леонтьев, А. С. Хрёкин

Аннотация


В статье проведен анализ наличия, состава и типа азеотропов нафталина с примесями, присутствующими в нафталиновых фракциях, полученных при дистилляции каменноугольной смолы, которые существенно осложняют задачу получения чистого продукта. Наибольшую сложность представляет проблема разделения смеси нафталин – тионафтен.На основе моделирования парожидкостного равновесия компонентов этих смесей при различных давлениях, проведенного в среде HYSYS с использованием метода UNIFAC, и модели активности NRTL показано, что существуют положительные гомогенные азеотропы: 2,3-ксиленол –нафталин и нафталин – тионафтен. Предсказан тройной азеотроп ксиленол – нафталин – тионафтен. При атмосферном давлении состав азеотропа: ксиленол – 43 % масс., нафталин – 5 % масс., тионафтен – 52 % масс. Температура кипения – 201 °С.На основе анализа фазовых равновесий предложена унифицированная энергоэффективная схема выделения нафталина на двух колоннах, работающих под разным давлением: первая колонна при остаточном давлении 100 мм Hg, вторая под атмосферным давлением. Определены требуемые режимы и эффективности колонн, обеспечивающие получение товарного продукта с содержанием основного вещества более 99 % из нафталиновых фракций разного состава с минимальными потерями нафталина.Определены условия для формирования аппаратурно-энергетического блока, когда тепло конденсации верхнего продукта второй колонны используются для обогрева колонны, работающей под вакуумом, что позволяет сократить затраты энергии при выделении нафталина 99 % масс. на 35 % по сравнению с традтционной схемой без увязки тепловых потоков.

Ключевые слова


нафталин;выделение;фазовые равновесия;азеотропы нафталина;ректификация;оптимизация;энергосбережение;naphthalene;isolation;phase equilibria;naphthalene azeotropes;distillation;optimization;energy conservation;

Полный текст:

PDF

Литература


Горелова О.М., Григорьева М.Ю. Исследования по созданию экологичной технологии переработки нафталиновой фракции на предприятиях коксохимии // Ползуновский вестник. 2013. № 1. С. 277.

Сидоров О.Ф. Современные представления о процессе термоокисления каменноугольных пеков // Кокс и химия. 2002. № 9. С. 35-43.

Брон А.Я. Переработка каменноугольной смолы. М.: Металлургия, 1963. 184 с.

Лейбович Р.Е., Яковлева Е.И, Филатов А.Б. Технология коксохимического производства. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1982. 360 с.

Харлампович Г.Д., Кауфман А.А. Технология коксохимического производства. М.: Металлургия, 1995. 384 с.

Петлюк Ф.Б., Серафимов Л.А. Многокомпонентная ректификация. Теория и расчет. М.: Химия, 1983. 304 с.

Сулимов А.Д. Производство ароматических углеводородов из нефтяного сырья. М.: Химия, 1975. 304 с.

Крюков А.С., Габриелова И.С., Марховская Ж.В., Кива В.Н. Равновесие жидкость – пар в системах бензальдегида, фенолов и нафталина при давлениях ниже 13,3 кПа (100 мм рт. ст.) // Основной органический синтез и нефтехимия: сб. науч. тр. Яросл. политехн. ин-т. Ярославль, 1986. С. 52-55.

Соколов В.З., Харлампович Г.Д. Производство и использование ароматических углеводородов. М.: Химия, 1980. С. 281.

Романова Н.А., Хрекин А.С., Леонтьев В.С. Выделение нафталина из остатков каменноугольной смолы методом сверхчеткой ректификации // Международный научно-исследовательский журнал. 2017. № 3 (57). Ч. 4, март. С. 80-85.

Справочник коксохимика: в 6 т. Харьков: Издательский Дом «ИНЖЭК», 2009. Т. 3: Улавливание и переработка химических продуктов коксования / Под общ. ред. д-ра техн. наук Е.Т. Ковалева. 432 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2018-3-43-61

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.