Ароматические углеводороды: Выделение, применение, рынок

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АРЕНОВ И АРОМАТИЧЕСКИХ КОНЦЕНТРАТОВ ВЕНЗИН0-ЛИГР0ИН0ВЫХ ФРАКЦИЙ

Разнообразные направления использования аренов и арома­тических растворителей, соответствующих по пределам выкипа­ния бензино-лигроиновым фракциям, отражены в табл. 47.

Одно из наиболее крупнотоннажных направлений использо­вания ароматических углеводородов (кроме промышленности органического синтеза) и их смесей - растворители, прежде все­го для лакокрасочных материалов. Мировой рынок растворите­лей потребляет для этих целей около 15 млн. т/год, из которых 36 %, т. е. 5.4 млн. т/год, приходится на долю углеводородов [122]. Под давлением законов по защите окружающей среды спрос на растворители для лакокрасочной промышленности по­степенно снижается, но тем не менее остается на достаточно вы­соком уровне.

По параметрам растворимости Гильдебранда ароматические растворители, в частности Нефрас АР-120/200, занимают про­межуточное положение между парафино-нафтеновыми и поляр­ными растворителями [123]. Поэтому ароматические раствори­тели проявляют высокую растворяющую способность по отно­шению как к неполярным, так и полярным соединениям и полимерам.

При производстве лаков и эмалей на основе конденсацион­ных и полимерных смол, эфиров целлюлозы применяют раство­рители с содержанием аренов от 35 до 80 % (мае.) [7].

Составы для уда­ления асфальте - но-смоло-пара - финовых отло­жений в нефте­промысловом оборудовании

Арены с Ткип 150- 230 °С

Арены С6-С8

Ксилолы, этил - бензол

Толуол, ксилолы, мезитилен

Эмульсия для автокос­метики (смеси с воском, спиртами, ПАВ) Эмульсия для автомо­бильных окон (смеси с никотином, спиртами С^Сз)

В смесях с монометило - вым эфиром пропиленг - ликоля и диизопропил - кетоном

В смесях с нафтой и ПАВ

Нефтедобыча (обработка при­забойной зоны пласта)

Арены С7 С!

Ароматический растворитель Сольвент нефтя­ной

Нефрас АР - 120/200, арены с Ткип150-250°С

Кубовые остатки производства аре - нов С6-С9 или бен­зол - то лу ольная фракция Ароматические углеводороды Бензол-то луол - ксилольная смесь или фракция 50- 140 °С пирокон­денсата

С добавками поликон­денсата алкилфенолов с формальдегидом и ам­миаком

С добавками ПАВ

В смесях с нефтью и со­ляной кислотой В смесях с оксиэтилиро - ванными алкилфенола - ми и нефтяными суль­фоксидами

В смеси с кубовыми ос­татками производства бутиловых спиртов

В смеси с эмульгатором и растворами кислот В смесях с ПАВ, спирта­ми, дициклопентадие - ном

Клеи

Растворители при синтезах

Арены С8-С,

Арены с 80- 200 °С

Толуол, ксилолы

Бензол, толуол, о-ксилол, катали - заты риформинга

Бензол, толуол, ксилолы Толуол, этилбен - зол, ксилолы или смесь алкилпро - изводных бензола Ароматические углеводороды

Ароматические углеводороды (п-ксилол и дру­гие)

О-Ксилол

Арены С6-С10

Гомологи бензола (толуол и другие)

Фракция 80- 180 °С, содержа­щая > 50% аренов

Абсорбция этана и более высококипящих соедине­ний из природного газа На основе хлоропреново­го каучука

Клеи для автомобильной промышленности, резин, футеровки химического оборудования Гидродеметаллизация и гидрообессеривание ос­таточных нефтяных ма­сел

Пиролиз отходов сти­рольного производства Полимеризация а-оле - финов С6-С16 в смесях аренов с кислородсодер­жащими соединениями Сополимеризация ме­тилметакрилате с ви - нилбутиловым эфиром Гидроформилирование аллилового спирта в сме­сях аренов с амидами алифатических кислот Получение бисфенолов конденсацией фенилсо­держащих соединений с кетонами в присутствии гидразина или его солей Сополимеризация эти­лена и пропилена Получение ароматиче­ских поликарбонатов, полиэфирполикарбона - тов и полиэфиров в сме­сях аренов с алканами или циклоалканами Получение низкомоле­кулярных сополимеров этилена и винилацетата

Растворители для литиевых источников тока Растворители для процессов очистки веществ от примесей

Прои зво д ство сульфатной цел­люлозы

Алкилпроизвод- ные бензола

Полиметилпроиз- водные бензола Ст-С.,

Высококипящая фракция катали - зата риформинга бензина Арены (низшие гомологи бензола)

Гомологи бензола (толуол)

Низкокипящие

Арены

Арены (о-ксилол или другие)

Толуол

Арены С6-С12

Арены С6—С8

Получение акриловых смол в смесях аренов с метилизобутилкетоном Производство пероксида водорода каталитиче­ской гидрогенизацией 2- этилантрахинона в смеси аренов с триоктилфосфа - том

Диспропорционирование

Толуола

Смеси циклических кар­бонатов и циклических эфиров с аренами Очистка ароматических бисфенолов экстрактив­ной кристаллизацией из смесей аренов с метано­лом

Очистка N-винилацета- мида экстракцией аре­нами, содержащими водные растворы хло­ридов (NaCI, СаС12 или другие)

Очистка 1,4-нафтохино - на экстракцией приме­сей аренами или алифа­тическими спиртами Очистка стероидов экс­тракцией при кипячении раствора

Очистка растворителя C. I. Solvent Black 3 экс­тракцией примесей Растворитель может со­держать также нафту, хлорбензол, тетрахлор - метан

I

Замена индивидуальных аренов, например ксилолов, на Неф - < рас АР-120/200 не ухудшает качество распыления лакокрасоч­ных материалов и качество покрытий [17]. К преимуществам Нефрас АР-120/200 можно отнести меньшую токсичность (ПДК паров в воздухе рабочей зоны 100 мг/м3). Кроме того, использо­вание более высококипящих ароматических растворителей уве­личивает время просыхания пленки, снижает скорость вывода воздуха из слоя пленки, которая получается гладкой и блестя­щей. Это особенно важно для покрытий, требующих тепловой обработки в печах [6]. 3

Другое крупнотоннажное направление использования арома­тических растворителей - нефтедобывающая промышленность. Так, только в нефтедобыче США объем потребления химикатов составил свыше 15.5 млн. т в 1983 г. [124], в основном при буре­нии и цементировании скважин, стимулировании притока неф­ти. Углеводородные растворители ароматического характера при­меняются для вытеснения нефти, воздействия на призабойную зону пласта, ингибирования и удаления асфальтеносмолопара - финовых отложений.

Для решения проблемы отложений применяют механиче­ские, термические и химические методы, причем последние наи­более эффективны и экономичны. Химические реагенты состоят из растворителя, ингибитора-диспергатора и ингибитора-гидро - филизатора. Растворитель изменяет поверхностно-активные свой­ства отложений, растворяя основную их массу, что приводит к снижению сил сцепления частиц отложений с подложкой и уда­лению их в растворенном состоянии с потоком нефти. Ингиби - тор-диспергатор способствует выносу из скважин тонкодисперс­ной смеси отложений с нефтью в систему сбора, а ингибитор - гидрофилизатор образует на поверхности оборудования гидро­фильную пленку, препятствующую адгезии кристаллов гидро­фобного парафина.

Так, в состав реагента фирмы “Петролайт” ХТ-48 входят в качестве растворителя в основном арены С9-С12 (Ткяп 150- 250 °С), сополимер оксида этилена и оксида пропилена с мо­лярной массой около 2000 и оксиэтилированные амины [43]. Треть действующего фонда скважин подвержена отложениям, но использование химических реагентов сдерживалось отсутст­вием сырьевой базы для их производства. По фракционному составу растворитель, входящий в состав реагента ХТ-48, со­ответствует аренам реактивного топлива, поэтому выделенный из него экстракт можно было бы использовать в составе реа­гентов для удаления асфальгеносмолопарафиновых отложе­ний.

Как показали исследования состава отложений, они со­держат, % (мае.): насыщенных углеводородов 35-65, аренов - около 25, смол 10-20 и асфальтенов 5-10. Содержание гетеро­атомов в них составляет, % (мае.): Б 0.5-3; N 0.04-0.05; 0 3-6 [43].

В той же работе в качестве растворителей исследовались ал- килбензолы - отходы производства этилбензола и кумола, кубо­вый остаток ректификационной кумольной колонны, экстракт селективной очистки II масляной фракции и Нефрас АР-120/200, причем последний оказался наиболее эффективным. Рекомендо­ван следующий состав композиции для удаления отложений, % (мае.): Нефрас АР-120/200 - 70-80; оксиэтилированный алкил - фенол ОП-Ю - 2-20; нефтяные сульфоксиды, полученные из га­зойля сернистых нефтей, - 8-25. Как отмечается, проведенные промышленные испытания подтвердили высокую эффективность этой композиции.

Для удаления отложений из насосно-компрессорных труб Успешно использовали в качестве растворителя ксилольную Фракцию, в результате производительность скважины повыси­лась на 20 % [42]. Обработка призабойной зоны пласта проводи­лась нагнетанием в пласт рабочей жидкости через затрубное про­странство. В качестве растворителей использовались сольвент нефтяной, полученный из пироконденсата, дегазированная нефть и 20%-й раствор соляной кислоты в объемном соотношении 1 : 1 : 0.5. В результате обработки призабойной зоны пласта де­бит скважины увеличился более чем в 7 раз.

При воздействии на нефтяной пласт микропенораствора (уг­леводородного растворителя, ПАВ и воздуха) нефтеотдача повы­силась на 26.8 % [47].

Ароматические растворители повышают эффективность дей­ствия деэмульгаторов при обезвоживании и обессоливании неф­тей. В качестве растворителей при термохимическом методе обезвоживания и обессоливания, проводимом при 90 °С с Дис - сольваном 4411, испытывались бензол, толуол, ксилолы, этил - бензол, кумол, диизопропилбензол. Меньше всего солей и воды остается в нефти при применении о-ксилола или смеси ксилолов

[52].

Эффективная гидродеметаллизация и обессеривание нефтя­ных остатков достигаются при использовании ароматических растворителей и катализаторов, содержащих в качестве носите­ля кальцинированный оксид алюминия со средним размером пор более 22 нм. Так, степень удаления никеля, ванадия и серы из вакуумного остатка арабской нефти составила 99, 98 и 67 % соответственно [79].

Повышение концентрации аренов в абсорбенте углеводородов из природного газа, например замена углеводородной фракции с Ткип около 238 °С и средней молярной массой 180 на мезитилен, привела к повышению степени извлечения пропана с 37.1 до

60.2 % [76].

Введение аренов (0.01-0.04 моль/л) способствует ускорению радикальных процессов сополимеризации, например, метилме - такрилата с винилбутиловым эфиром и повышает долю звеньев винилбутилового эфира в сополимере [82, 125].

Повышение концентрации аренов в углеводородных раство­рителях, используемых в смесях с полиэтиленгликолями при флотации углей, приводит к увеличению выхода пены и повы­шению эффективности процесса [67].

В большинстве случаев вместо индивидуальных низкоки - пящих аренов могут быть успешно использованы их смеси или ароматические концентраты, которые могут найти широкое применение, прежде всего в лакокрасочной промышленности, нефтедобыче, в качестве абсорбентов на газоперерабатывающих предприятиях, в производстве моющих составов, клеев, полиме­ров, проявителей, строительных материалов, при флотации уг­лей и полиметаллических руд, экстракции металлов и в других областях.