Способ разделения углеводородных смесей с -с

Способ разделения углеводородных смесей с -с

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ймтеп н9 Р

i "Ф 1Р я 11 Г л

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 240574(21) 2026691/23-04 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 150679. Бюллетень ИЯ 22

Дата опуоликования описания 15,06..78

Союз Советскик

Соцмалистическик

Республик

<)667537 (51) М. КЛ,2

С 07 С 7/08

Государственны Й комитет

СССР по делам изобретениА и открытий (53) УДК 547. 313 ° 3 (088.8) (72) Авторы изобретен и я

В. А..Горшков, С.Ю.Павлов, Б.A.Ñàðàåâ, р..Н. Бушин, В. Н. Бызов, Л.К. Ератов, B.È. Бытина, Е. Я.Мандельштам и Г. A. Кириллова (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕИ С -CS

Изобретение относится к области разделения углеводородных смесей путем экстрактивной ректификации в присутствии полярных экстрагентов или их смесей с водой.

Известен способ выделения бутадиена из углеводородных смесей и одновременной очистки его путем экстрактивной ректификации в присутствии в качестве зкстрагента ацетонитрила с последующей десорбцией углеводородов из экстрагента fl) .

Очистку экстрагента от димеров и полимеров непределъных углеводородов осуществляют путем подачи экстрагеита в одну из колонн водной отмывки углеводородов. Димеры и полимеры переходят при этом в углеводородный поток, а экстрагент в водный поток.

Укаэанный прием приводит к загрязнению углеводородного потока димерами и полимерами углеводородов, что требует последующей очистки углеводородного потока. Смесь ацетонитрила 25 и воды, получаемая при отмывке, является трудноразделимой смесью вследствие образования азеотропа, содержащего при 760 мм рт .ст. 30,3 мол.Ъ ,воды. При ректификации смеси ацето.нитрила и воды протекает .гидролиз .ацетонитрила. Потери ацетонитрила увеличиваются с увеличением количества промывных вод и ацетонитрнла.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ разделения углеводородных смесей С„ -С путем ректнфикации в присутствии экстрагента †. диметилформамида. Способ предусматривает десорбцию экстрагента из углеводородов и подачу менее 20% десорбированного углеводорода на очистку от примесей димеров и полимеров углеводородов С -С путем ректификации в отгонной колонне ° Очищенный экстрагент конденсируют и возвращают в систему экстрактивной ректификацни (2) °

Способ требует значительных энергозатрат, необходимых на подвод тепла в колонны десорбции н отгонки примесей,. кроме того, подача на очистку от примесей менее 20% десорбированного экстрагента приводит к снижению эффективности разделения за счет накопления в циркулирующем в системе экстрагенте значительных примесей полимеров и димеров Ст-Сс .

Целью изобретения является повышение эффективности разделения н снижение энергозатрат.

667537 4

Поставленная цель достигается подачей 20-60В десорбированного экстрагента на очистку от примесей димеров и полимеров углеводородов С -С и возвратом очищенного экстрагента в парообраэном состоянии на стадию десорбции, 5

Использование для обогрева десорбционной колонны тепла экстрагента, выведенного из колонны отгон ки примесей, позволяет значительно сократить энергозатраты. 10

Способ осуществляется следующим образом.

Смесь углеводородов C„ -С®, содержащую диолефины, направляют в колонну экстрактивной ректификации. Менее l5 растворимые углеводороды отбирают и конденсируют в конденсаторе. Часть конденсата возвращают в колонну зкстрактивной ректификации в качестве флегмы, а другую часть выводят из 20 системы экстрактивной ректификации.

Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации направляют в десорбционную колонну. Часть десорбированных углеводородов возвращают в куб колон- 5 ны экстрактивной ректификации ° Сверху колонны десорбции отбирают более растворимые углеводороды и конденсируют в конденсаторе. Часть конденсата возвращают в колонну десорбции в качестве флегмы, а другую часть выводят иэ системы экстрактивной ректификации.

Часть экстрагента из куба колонны десорбции,направляют в колонну экстрактинной ректификации, а другую часть направляют в колонну отгонки примесей.

Сверху колонны в парообразном состоянии отбирают лоток эакстрагента, содержащий 0,1-1,0В днмеров и полимеров диолефинов и, не конденсируя, в парообразном состоянии направляют 40 в куб колонны десорбции. Количество тепла, вводимое в колонну десорбции с потоКом экстрагента, обеспечивает достаточно глубокую десорбцию углеводородов и экстрагента. 45

Кубовый продукт колонны отгонки, содержащий 20-60В димеров и полимеров диолефинов, направляют на водную отмывку от экстрагента с последующей отгонкой его из промывных вод. Иэ- 50 влечение экстрагента из фракции димеров диолефинов может быть осуществлено также путем ректификации.

В качестве экстрагентон для экстрактивной ректификации могут быть использованы нитрилы, например ацетонитрил, пропионитрил; нитропарафины, например нитрометан, нитроэтан1 кетони, например, ацетон, метилэтилкетон1 амиды, например, диметилформамид, диметилацетамид; лактоны, например

N-метилпирролидон, р -бутилорактон; алкоксинитрилы, например метоксипропионитрил, этоксипропионитрил.

Пример 1. фракцию углеводородов C пиролиза бензина направляют, 65 на выделение изопрена по описанной схеме. В качестве зкстрагента приме няют ацетонитрил, содержащий до

5 вес.В воды. Исходная фракция содержит,В: 2,3 углеводородов С, 30,5 пентанов, 31,9 пентенов, 17,26 изопрена, 17,3 пентадиенов, 0,29 пентинов и 0,6 углеводородов C< . Подача исходной фракции 81 кг/ч. Циркуляция экстрагента 430 кг/ч. Колонна экстрактивной ректификации имеет 150 тарелок, температура куба 80 С, давление куба 2,2 ата. С верха колонны отбирают пентан-пентеновую фракцию с содержанием пентадиенов 3,75 вес.В в коли честве 50 кг/ч, не содержащую димеров и полимеров. Кубовый продукт колонны подают на десорбцию, имеющую

75 тарелок и работающую при температуре куба 110 С и давлении куба

2,4 ата. Из колонны отбирают фракцию пентадиенов в количестве 31 кг/ч с содержанием ацетонитрила 2,88В и воды 1,06 вес.В. Из куба колонны отбирают 760 кг/ч ацетонитрила, содержащего 5В воды и 9В димеров и полимеров. Часть экстрагента направляют в колонну экстрактивной ректификации (430 кг/ч), а другую часть (330 кг/ч, 43,5В от десорбированного экстрагента) — в отгонную колонну очистки от примесей, имеющую 10 тарелок и работающую при температуре куба 125 С и давлении куба 2,5 ата. Из куба колонны очистки отбирают 15 кг/ч раствора, содержащего,В: 50,3 ацетонитрила, 2,7 воды и 47 димеров и полимеров. С верха колонны в паровой фазе отбирают ацетонитрил с содержанием воды 4,5В и димеров 1,0В и направляют в колонну десорбции .

По известному способу продукты разделения содержат до 0,9В димеров и полимеров.

Пример 2. Фракцию Углеводородов С е, полученную дегидрированием н-бутиденов, в количестве 3870,0 кг/ч, направляют на выделение бутадиена по описанной схеме. Фракция содержит

14,0 вес.В н-бутана, 58,3В бутиленов и 27,7В бутадиенов. В качестве экстрагента применяют ацетонитрил с

5 вес.В воды. Циркуляция экстрагента составляет 27,0 т/ч. Колонна экстрактивной ректификации имеет 15 тарелок. Давление верха колонны 4,0 ата, температура 40 С.Давление куба колонны составляет 5,0 ата, температура

80 С. Сверху колонны отбирают бутиленовую фракцию, содержащую 20,0В н-бутана, 79,5В бутиленов, 0,5В бу- тадиена. Она не содержит димеров и полимеров и составляет 2873 кг/ч.

Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации направляют в десорбционную колонну, имеющую 30 тарелок. Давление верха колонны составляет

5 0 ата, температура 80 C. Давление куба 5,3 ата, температура 135 С. Бу667537

60 тадиен отбирают сверху десорбционной колонны, Он содержит 1, 0% бутиленов, 0,1% ацетонитрила. Иэ куба десорбциояной колонны отбирают экстрагент, содержащий, t: 92, 6 ацетонитрила, 4, 4 воды, 3,0 димеров и полимеров углеводородов, Сухую часть экстрагента в 5 количестве 15516,5 кг/ч направляют в колонну экстрактивной ректификации, другую част ь (около 6 0% от десорбированного) в количестве 11483,5 кг/ч направляют в отгонную колонну очистки 10 от примесей, имеющую 10 тарелок .

Сверху колонны отбирают 1110 0 к г/ч экстрагента, содержащего 4, 5% воды и О, l Ú димеров и полимеров, и направляют его в куб десорбционной колонны.

Из куба колонны очистки от примесей отбирают продукт, содержащий, Ъ: 49, 2 ацетонитрила, 2,3 воды и 48,5 димеров и полимеров в количестве

483,5 кг/ч. Давление верха колонны очистки составляет 5,4 ата, температура в кубе 150 С. Бутиленовая фракция по известному способу содержит до 0,6 вес.Ъ димеров и полимеров углеводородов.

Пример 3. Фракцию углеводородов Сз дегидрирования изопентана направляют на выделение изопрена по описанной схеме. Исходная фракция содержит,З: 0,62 углеводородов С

66,7 пентанов, 15,25 пентенов, 14,23 30 изопрена, 2,26 пентадиенов и 0,15 углеводородов С6 . Подача фракции

50 кг/ч. B качестве экстрагента используют диметилформамид (ДМФА). Циркуляция ДМФА 350 кг/ч. Колонна экст- 35 рактивной ректификации имеет 150 тарелок и работает при температурах и давлениях верха колонны и куба 4080 С и 1,2; 2,2 ата соответственно.

Сверху колонны отбирают пентан-пен- 40 теновую фракцию, содержащую 0,5Ъ изопрена в количестве 41,5 кг/ч. Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификадии подают в колонну десорбции, где от ДМФА отгоняют пентадиены 45 с содержанием пентенов 0,6% в количестве 8,5 кг/ч. Колонна десорбции имеет 60 тарелок и работает при темо пературе верха колонны 40 С, куба

158 С, давление верха колонны 1, 1 ата, куба — 1,2 ата. Из куба колонны десопбции отбирают 450 кг/ч ДМФА, содержащего 2Ъ димеров пентадиенов и полимеров. Часть его (350 кг) возвращают на орошение колонны экстрактивной ректификации, а другую часть 55 (22,4% от десорбированного зкстрагента) направляют на отгонку от полимеров в колонну очистки, имеющую 5 тарелок и работающую при давлении куба

1, 3 ата. Температура куба 162 C.

Сверху колонны отбирают 99 кг/ч ДМФЛ, содержащего 1,0% димеров и в паровой фазе возвращают в колонну лесорбции .

Из куба отбирают 1 кг/ч раствора, содержащего 75% полимеров.

Пример 4. Фракцию углеводородов С пиролиза бензина в количестве 230 кг/ч направляют на выделение бутадиена экстрактивной ректификацией применением в качестве зкстрагента

N-метилпирролидона с 10 вес. Ъ воды.

Фракция содержит, t: 1, углеводородов С, 12 н-бутана и изобутана, 55 бутиленов, 31 1, 3 бутадиена и

О, 5 С4 -ацетиленов . Циркуляция экстрагента составляет 1, О т/ч. Колонна экстрактивной ректнфикации имеет

160 тарелок . Давление верха колонны

4,5 ата, температура 40 С. Давление а куба 5, О ата, температура куба 90 С.

Сверху колонны экстрактивной ректи— фикации отбирают бутан-бутиленовую фракцию, содержащую О, 5% бутадиена, в количестве 160 кг/ч. Кубовый продукт колонны зкстрактивной ректификации направляют в десорбционную колонну, имеющую 15 тарелок. Давление верха десорбционной колонны

1,. 1 ата, температура 80 С, давление о куба 1,3 ата, температура куба 145 С.

Бутадиен, отбираемый сверху колонны десорбции, содержит 1,0Ъ бутиленов.

Из куба колонны десорбции отбирают экстрагент, содержащий ЗЪ димеров и полимеров бутадиена. Часть экстра.— гента в количестве 0,6 т/ч возвращают на орошение колонны экстрактивной ректификации, другую часть (40,0% от десорбированного экстрагента) направляют на отгонку от полимеров в колонну очистки, имеющую 5 тарелок и работающую при давлении куба

1,3 ата. Температура куба 195 С. Сверху колонны очистки отбирают экстрагент, содержащий 0,1% димеров и полимеров„ и в паровой фазе возвращают в колонну. Из куба отбирают 2 кг/ч продукта, содержащего 30Ъ полимеров.

Способ позволяет исключить стадию очистки продуктов разде ения от диме— ров и полимеров непрелельных углево— дородов и за счет этого сократить энергозатраты на процесс разделения.

Уменьшение энергозатрат достигается также за счет тепла, унесенного зкстрагентом из отгонной колонны в десорбционную колонну. Практически обогрев десорбционной колонны осуществляют за счет тепла, подводимог(! к отгонной колонне, Однако, это тепл используется для очистки экстрагент» от полимеров и димеров диолефинов B отгонной колонне, а также для десорбции углеводородов из экстрагента в десорбционной колонне.

Формула и з обрет енн я

Способ разделения углеводородных смесей С(,-С путем ректификации в присутствии экстрагента с последующей его десорбцией иэ углеводородов и подачей части экстрагента на очистку

667537

Составитель Н.Глебова

Текред Л. Алферова Корректор Н. Стец

Редактор Н.Потапова

Заказ 3380/20 Тираж 512 Подпи сн ое

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 от димеров и полимеров углеводородоь

С>-Су, отли ч ающи и с я тем, что, с целью повышения эффективности разделения и снижения энергозатрат, HcL очистку направляют 20-60% десорбированного экстрагента с последующим возвратом :, очищенного экстрагента в парообразном состоянии на стадию десорбции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 „Авторское свидетельство СССР

Р 358927, кл С 07 С 7/08, 1974.

2. Технологический регламент для

5 проектирования производства изопрена из изопентана, т.4, НИИМСК, Ярославль, 1968.