Как компании зарабатывают деньги. Производство этилбензола

ПАО «Нижнекамскнефтехим»
Предыдущие статьи:

1. Как компании зарабатывают деньги. Производство прямогонного бензина
2. Как компании зарабатывают деньги. Производство широкой фракции лёгких углеводородов (ШФЛУ)
3. Как компании зарабатывают деньги. Пиролиз и производство этилена

Продолжаем следить за превращениями сырья в Бутадиен-стирольный каучук. Сегодня посмотрим как на Заводе по производству стирола и полиэфирных смол (СПС) ПАО «Нижнекамскнефтехим» делают этилбензол C6H5CH2CH3. Нам понадобится этилен CH2CH2, его мы сделали на прошлой неделе, и бензол C6H6. По поводу бензола была статья, где я рассказывал о его получении на Омском НПЗ методом каталитического риформинга. У Нижнекамскнефтехима на Заводе по производству этилена есть собственное производство бензола. Здесь его получают иначе — выделением из продуктов пиролиза.
Производство этилбензола (ЭБ) является самым крупнотоннажным коммерческим процессом по объему потребления и переработки бензола — около 50% получаемого в мире нефтехимического бензола приходится на производство этилбензола, остальное — на капролактам и фенол.
Этилбензол производят в процессе так называемого алкилирования. Алкилирование — введение в молекулу, в данном случае бензола, алкильного заместителя, то есть такого, который является частицей алкана. В данном случае в роли такого заместителя выступает этилен, замещающий один из атомов водорода в бензольном кольце. Высвободившийся атом водорода тут же присоединяется к незамещённому углеродному атому, и получается этилбензол.
В новых технологиях в качестве катализатора процесса используются синтетические цеолиты и процесс ведётся в жидкой или газовой фазе. Значительное количество этилбензола производится по второму способу — жидкофазным алкилированием с использованием алюмохлоридного катализатора AlCl3. На Нижнекамскнефтехиме используют второй метод:

В реакторе алкилирования этилен практически полностью вступает в реакцию с бензолом, образуя этилбензол. Эта реакция носит экзотермический характер, то есть проходит с выделением теплоты.
Процесс алкилирования бензола этиленом проводят в алкилаторе, представляющем собой вертикальный цилиндрический аппарат с барботером в нижней части для подачи этилена, потому что этилен — это газ, а бензол — жижа. Избыточное количество тепла снимают циркулируемым катализаторным комплексом и испаряющимся бензолом, который из верхней части алкилатора в смеси с абгазами, содержащими хлористый водород (НСl), конденсируют в конденсаторе, охлаждаемом оборотной водой. Бензольный конденсат из конденсатора стекает обратно в алкилатор.
Реакционную массу из алкилатора, содержащую катализаторный комплекс, подают через холодильник, где охлаждают оборотной водой до температуры 40–64°С, в отстойник, представляющий собой трёхфазный сепаратор — полый цилиндрический аппарат для отстоя циркулирующего катализаторного комплекса, унесенного с реакционной массой. Отстоявшийся катализаторный комплекс снизу отстойника — водный слой — откачивают обратно в алкилатор. Так катализатор и циркулирует.

Трёхфазный сепаратор в разрезе. Разумеется, разрезанный трёхфазный сепаратор работать не будет
Из верхней части отстойника отстоявшуюся реакционную массу подают на несколько ступеней отмывки кислой водой, щелочным раствором, паровым конденсатом. Реакционную массу промывают с целью полного удаления остатков катализатора. На каждой ступени отмывки отделение этилбензола-сырца от воды также происходит в трёхфазном сепараторе. 
Образующуюся кислую химически загрязненную воду (ХЗВ) постоянно отводят на узел отпарки химзагрязненной воды. Кислую отпаренную воду из куба отпарной колонны после охлаждения подвергают нейтрализации. Нейтрализацию проводят щелочными стоками смежного производства или другими щелочными агентами. Далее нормативно-очищенный сток сбрасывают в коллектор химически загрязнённой канализации. Наличие вот этих вот сточных вод и обусловливает постепенный переход производств этилбензола на цеолитный катализ, там такого количества сточной воды не образуется.
Отмытую реакционную массу откачивают на промежуточный склад. Со склада промежуточных продуктов этилбензол-сырец подают последовательно в три ректификационных колонны для выделения возвратного бензола, товарного этилбензола, побочных диэтилбензолов и смолы КОРЭ (кубовых остатков ректификации этилбензола). Этот самый КОРЭ, а ещё КОРБ (кубовый остаток ректификации бензола), для Нижнекамскнефтехима также является товарным продуктом — клиенты компании используют их как сырье в производстве антисептиков для обработки древесины, для обогащения углей, в нефтеперерабатывающей промышленности как растворитель асфальто-смолистых отложений.

А ещё кубовые остатки можно в печке сжечь и дать копоти!
Готовый этилбензол откачивают на склад. Для Нижнекамскнефтехима этилбензол — полностью внутренний продукт. Весь объём потребляется внутри компании на производство стирола.

А Михалыч тем временем продолжает управлять процессом. Больше этилбензола богу этилбензола!
Теперь о цифрах. Производительность ПАО «Нижнекамскнефтехим» по этилбензолу составляет 345 тыс. тонн/год. В рамках строительства нового олефинового комплекса Нижнекамскнефтехим создаёт новое производство этилбензола мощностью 250 тыс. тонн/год по методу жидкофазного алкилирования на цеолите — технология «EBOne» от компании Lummus Technology (США).
В России производителями этилбензола помимо Нижнекамскнефтехима являются «Газпром Нефтехим Салават» (Газпром) — 230 тыс. тонн/год, «Сибур-Химпром» из г. Пермь — 220 тыс. тонн/год, это производства на цеолитном катализе; «Ангарский завод полимеров» (Роснефть) — 95 тыс. тонн/год, это производство на алюмохлоридном катализаторе как и у «Нижнекамскнефтехима». Их суммарная мощность 890 тыс. тонн/год составляет 2,5 % от мирового объема производства этилбензола.
Большая часть потребления этилбензола в России приходится на внутризаводские цепочки. Единственный потребитель товарного этилбензола – АО «Пластик» (г. Узловая). Экспорт практически отсутствует.
Практически весь объем производимого в мире этилбензола (99%) используют в качестве сырья для получения стирола. В меньшей степени этилбензол применяют в качестве растворителя или для получения гидропероксида этилбензола и ацетофенона.