Способ выделения бутадиена из смеси с углеводородами разной степени насыщенности

Способ выделения бутадиена из смеси с углеводородами разной степени насыщенности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (1т) 560868

2 (51) М. Кл.

С 07 С 7/08

С 07 С 11/16 (22) Заявлено 13,05,74 (21) 20227 67/04 с присоединением заявки №

Государственный комнтет

Соввта Мннкстров СССР оо делам нзооретеннй н открытнй (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.06.7733юллетень № 21 (53) УДК 665.66.36 (OS8,8) (45) Дата опубликования описания 10.08.77 (72) Авторы изобретения

В. A. Горшков, С. 10. Павлов, Б. А. Сараев, А, Н. Бушин, Б. A. Плечев, Б. С. Короткевич и В, И. Бытинв

) . 7 g

" -":"ЕР gg (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БУТАДИЕНА ИЗ СМЕСИ

С УГЛЕВОДОРОДАМИ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ НАСЫЩЕННОСТ11

Изобретение. относится к очистке бутадиена от примесей, препятствующих стереорегулярной полимеризации.

Известен способ очистки бутадиена от бутенина путем четкой ректификвции с выводом фракции ацетиленовых углеводородов в качестве бокового отбора колонны ректификации на очистку путем гидрирования. При ректифихвции бутадиена, содержащего 2-бутены, последние концентрируются в ниж-10 ней части колонны и в значительной степени, снижают относительную летучесть бутвдиена по отношению к бутенину. Отбор бутенина с тарелок, расположенных выше зоны кОн центрирования бутиленов, улучшает условия разделения, на требует для глубокой очистки бутадиена колонну высокой эффективно rH и больших флегмовых чисел.

Кроме того, высокая концентрация бутенина в кубах ректификационных колонн 0 представляет опасность и может явиться причиной взрыва.

Известен также способ выделения бутадиена из смеси с углеводородами разной степени насыщенности путем экстракгив2 ной ректификации в тарел ь4втой колонне в присутствии разделяющего агента.

Однако при высокой (60 — 80 вес. %) концентрации разделяющего агента на тарелках колонны относительная летучесть бутадиена по метилаплену уменьшается и для отделения метилаллена от бутадиена необходима дополнительная ректификационная колонна. Кроме того, введение большо-го количества разделяющего агента приводит к большим затратам вспомогательных материалов и электроэнергии.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса — достигается тем, что ректификацию в тарельчатой колонне ведут при концентрации разделяющего агента на тарелках колонны 5-30 вес.%.

На чертеже изображена технологическая схема процесса.

Исходную фракцию по линии 1 через испаритель 2 направляют в колонну 3 экст» ракт"вной ректификации, в верхнюю часть которой по линии 4 вводят экстрагент

Менее растворимые углеводороды отбирают по линии 5 и конденсируют в конденсато560868 ре 6. Конденсат из сборника 7 частично возвращают B колонну по линии 8 в качестве флегмы, а частично выводят по линии

9 в качестве продукта разделения. Колонну обогревают через кипятильники 10 и

11. Кубовый продукт колонны 3 направляю по Линии 12 в колонну 13 десорбции. Свер-. ху колонны 13 отбирают бутадиен и более растворимые углеводороды, которые по линии 14 частично возвращают в колонну 10

3 в качестве рецикла, а частично по линии

15 подают в конденсатор 16. Конденсат собирают в сборнике 17, откуда частично по линии 18 возвращают в колонну 13 в качестве флегмы, а частично направляют по линии 19 в колонну 20 ректификации, где проводят очистку бутадиена от легких углеводородов (пропин и др.) и его осушку, Колонну 20 обогревают через кипятильник 21. Легкие углеводороды отбирают по 20 линии 22.сверху колонны 20 и, конденсируют в конденсаторе 23. Конденсат собирают ь сборнике 24 и далее направляют по линии

25 в колонну 20 в качестве флегмы, а водный слой выводят по линии. 26, Легкие 25 углеводороды из сборника 24 выводят по линии 27.

Кубовый продукт колонны 20 направляют по линии 28 в колонну 29 ректификации. В верхнюю часть колонны 29 по линии 30

30 подают разделяющий агент. Сверху колонны 29lno линии 31 отбирают бутадиен и конденсируют его в конденсаторе 32.

Часть конденсата из сборника 33 возвращают в колонну 29 по линии 34 в качест ° 35 ве флегмы, а остальное по линии 35 отбирают в качестве целевого продукта.

Кубовый продукт колонны 29 по линии

36 направляют в колонну 37, обогреваемую .через кипятильник 38. Сверху колонны 37 40 по линии 39 отбирают ацетиленовые и апленовые углеводороды и конденсируют в конденсаторе 40 ° Конденсат собирают в сборнике 41 и по линии 42 возвращают в колонну 37 в качестве флегмы. Аплено- 45 вые и ацетиленовые углеводороды по линии

43 выводят s качестве побочного продукта. Кубовый продукт колонны 37 охлаждают в холодильнике 44 и возвращают в колонну

2 9 по линии 30. 50

При применении полярных, экстрагентов отделение алленовых и ацетиленовых углеводородов от экстрагентов может быть осуществлено путем водной отмывки с пооледующим извлечением экстрагента из промывных вод

В качестве разделяющего агента м огут быть использованы либо те же самые экотрагенты, что и для выделения бутадиена, например ацетон, фурфурол, ацетонитрил, диме тилформамид, g — ме тилпирролидон, P — метоксипропионитрил, либо ароматические соединения, например бензол, толуол, ! этилбензол, стирол,. изопропилбензол, Ļ— метилстирол, либо другие углеводороды

С, например циклопентадиен, изопрен.

Температура в колонне 29 составляет от — 10 до -50 С, давление 1 — 5 кг/см, концентрация разделяющего агента на тарелках колонны 0,5 — 30 вес.%. Температура верха колонны 37 составляет 20-60оС, давление 1,5 — 6 кг/см .

Пример 1. Очистку бутадиена от алленовых и ацетиленовых углеводородов осуществляют четкой ректификацией в кс лонне, имеющей 150 тарелок, при флегмовом числе 9. На очистку подают 1070,0 кг/час бутадиена, содержащего (в вес.%): 0,3 метилаллена, 0,3 1-бутина, 0,15 2-бутина, 2,6 углеводородов С5, 0,75 бутенина.

Очищенный бутадиен (1045,0 кг/час) со- держит 0 001 вес.% метилаллена и 0 005 вес.% бутенина. Кубовый продукт (40 кг/час) содержит (в вес.%): 8,2 метилаллена, 8.3

1-бутина 412-бутина 20,24 бутенина, 18,5 бутадиена и 40,75 углеводородов С .

Расход греющего пара 2,4 т/час, расход охлаждающей воды 115 м /час. з

Пример 2. Очистку бутадиена, состав которого приведен в примере 1, от алленовых и ацетиленовых углеводородов

t осуществляют путем экстрактивной ректификации в колонне, имеющей 75 тарелок, в присутствии ацетонитрила, содержащего

3 вес.% воды. Е(иркуляция экстрагента

3,5 r/÷àc. Бутадиен (1021,4 кг/час), со держащий (в вес.%): 0,2 метилаллена, 0,002 1-6у1ина, 0,001 2-6утина,,0 003 бутенина, 0,15 углеводородов 5 и 0,1 ацетонитрила, направляют на очистку от метилаллена, углеводородов Cg и ацетонитрила путем четкой ректификации. Кубовый продукт колонны экстрактивной ректи икации направляют в колонну десорбции.

Десорбированные углеводороды возвращают в колонну экстрактивной ректификации. Фракция ацетиленовых углеводородов (50,0 кг/час) выводимая из колонны десорбции содержит (в вес. o): 30 бутадиена, 1,9 метилаллена, 4,7 1-6утина, 2,5 2-6утина, 12,7 бутенина, 23,2 углеводородов С5 и

25 ацетонитрила. Из этой фракции извлекают ацетонитрил. Расход греющего пара

0,4 т/час, расход охлаждающей воды 25 0 .В

° 1 м./час, Потери ацетонитрила 0,35 кг/час.

Очистку бутадиена от метилаллена, углеводородов С 5 и ацетонитрила проводят в колонне, имеющей 75 тарелок, при флег мовом числе 2. Очищенный бутадиен содержит 0,01 вес.% метилаллена и 0,005

560868 вес.% ацетиленовых углеводородов. Расход греющего пара на ректификацию бутадиена

0,6 т/час, расход охлаждающей воды з

26,4 м/ час. Общий расход пара и охлаждающей воды 1 т/час и 51,4 м/час сост - ветственно.

В примерах 3 — 6 проводят очистку бутадиена от алленовых и ацетиленовых примесей по схеме, изображенной на чертеже.

Пример:, 3 ° На очистку подают 1о

1070 кг/час бутадиена, состав которого приведен в примере 1, используя в качеств ве разделяющего агента ацетонитрил, содержащий 3 вес.% воды. Колонна ректификации, имеющая 100 тарелок, работает 15 при флегмовом числе 3. Количество разделяиМ щего агента, вводимого на 50-ую тарелку (счет от куба), составляет 300 кг/час.

Бутадиен, отбираемый сверху колонны 20 (1011,4 кг/час), содержит менее 0,01 вес.% метилаллена и менее 0,005 вес.% ацетиле-. новых углеводородов.

Из колонны десорбции, имеющей 50 тарелок, отбирают фракцию ацетиленовых угле- 25 водородов (58.,6 кг/час),, содержащую (в вес.%): 34,2 бутадиейа, 5,6 метилаллена, 5,6 l-бутина, 2,7 2-6утина, 13,8 бутенина, 27,9 углеводородов С5, 8,5

2 - бутенов и 1,7 ацетонитрила. ЗО

Температура верха колонн 29 и 37 доотигает 40 С, а температура куба колонны

29 и 37 — 90оС и rl35оС соответствен но. Расход греющего пара 0,9 т/час, раоход охлаждающей воды 42,3 м /час. З5

Пример 4. Очищают бутадиен (состав см. в примере 1), используя в качестве разделякйцего агента диметилформамид. Колонна экстрактивной ректификации, имеющая 80 тарелок, работает при флег- 40 мовом;числе 3. Количество разделяющего агента, вводимого на 60-ую тарелку, составляет 250 кг/час, количество,вводимо- . го бутадиена — 1070 кг/час. Сверху колон ны отбирают 1011,4 кг/час бутадиена, 4$ содержащего менее 0,01 вес.% метилаллена и менее 0,005 вес.% ацетиленовых. углеводородов. Из колонны десорбции, имеющей 30 тарелок, отбирают фракцию ацетиленовых углеводородов (58,6 кг/час), еодержащую (в aec.%): 34,7 бутадиена, 5,7 метилаллена, 5,7 l-бутика, 2,7 2бутина, 10,0 2-бутенов и 0,5 диметилформамида. Температура верха колонн 29 и 37 составляет 40оС, температура куба колонн 29 и 37 -90 и 160оС соответственно. Расход греющего пара 0 8 т/час, расход охлаждающей воды 36,3 м1час.

Пример 5. Очищают бутадиен (1070 кг/час), используя в качестве раз-. деляющего агента Й вЂ” метилпирролидон, содержащий 5 вес.% воды. Колонна экстрактивной ректификации, имеющая 80 тарелок, работает при флегмовом числе 3.

Количество разделяющего агента, вводимо го на 60- ую тарелку, составляет 200 кг/час)

Исходный бутадиен содержит (в вес. %):

0,3 метилаллена, 0,3 l-бутина, 0,15

2-6утина, 0,75 бутенина, 1,5 углеводородов С5 и О,l ацетальдегида. Сверху коловны отб играют 1011,4 кг/час бутадиена, содержащего менее 0,001 вес.% метилаллена, менее 0,005 вес. % ацетиленовых! углевЪдородов и менее 0,01 вес.% ацетальдегида. Из колонны десорбции, имеющей 30 тарелок, отбирают фракцию ацетиленовых углеводородов (58,6 кг/час), содержащую (в вес.%): 34,7 бутадиена, 5,7 метилаллена, 5,7 l-бутина, 2,7 2-бутина, 14,0 бутенина, 26,5 углеводородов С5, 1,8 ацетальдегида, 8,6 2-бутенов и 0,5 Я -метилпирролидона. Температура верха колонн

29 и 37 составляет 40оС, температура куба колонн 29 и 37 - 90 и 145оС соответственно. Расход греющего пара 0,8 т/час, 1 расход охлаждающей воды 36,3 м /час.

Пример 6. Очищают бутадиен (1070 кг/час), используя в качестве разделяющего агента бензол. Колонна экстрак» тивной ректификации, имеющая 90, тарелок, работает при флегмовом числе 3. Количеств» во разделяющего агента, вводимого на

50-ую тарелку, составляет 350 кг/час, Исходный бутадиен содержит (в вес.%):

0,3 метилаллена, 0,3 l-бутина, 0,15 2бутина, 0,75 бутенина и 1,6 углеводородов

С5. Сверху колонны отбирают 1011,4кг/час бутадиена, содержащего менее 0,01 вес.% метилаллена и менее 0,05 вес.% ацетиленовых углеводородов. Из колонны десорбции, имеющей 30 тарелок, отбирают фракцию ацетиленовык углеводородов (60,0 кг/час), аодержащую (в вес.%): 34,7 бутадиена, 5, 7 ме тилаллена, 5, 7 1 - бу тина, 2,7 2 - бутина, 14,6 бутенина, 28,3 углеводородов

С и 6,5 бензола. Температура верка колонн 29 и 37 составляет 40оС, температура куба колонн 29 и 37 — 85 и 90оС соответственно. Расход греющего пара 0,85 т/час, расход охлаждающей воды 39,5 м /час. з

56086S

Формула изобре тения

Способ выделения бутадиена из смеси с углеводородами разной степени насыщенности путем ректификации в тарельчатой .колонне в присутствии разделяющего аген»

; та, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, последний осуществляют при концентрации разделяющего агента на trapemcaz колонны 8 - 30. вес.7.

Редактор Т. Шар: à".îâà

Составитель I, Боброва

Гехред O. Луговая Корректор С. Шекмар

Заказ 1647/1 37 Тираж 553 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по депам изобретений и открытий

113035р Москва, Ж-35, Раушская наб.р д 4l5

Фипиял ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4