Способ извлечения ацетоннитрила

Способ извлечения ацетоннитрила

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-еу(22) Заявлено 0301.77 (21) 2437423/23-04 с присоединением заявки Ио(23) Приоритет— (51)м. )(л.

С 07 С 121/18

Государственный комитет

СССР оо делам нзобретеннй н открытка (53) УДК 547. 339. .2.03. (088.8) Олубликовено 15.09.79. Бюллетень И© 34

Дата опубликования описания 1 09.79

{72) Авторы

В.A.Ãoðìêoâ, С.Г.Кузнецов, С.Ю.Павлов, A.Í.Áóøèí, из Отдания обр

Б.С.Короткевич, IO.A.(é÷óê, В.A.Aíäðeåí, В.И.Бытина, Л.К.Ератов, Т.Г.Заикина, Н.В.Серова и Г.A.Êèðèëëoâà

{71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ АЦЕТОНИТРИЛА

Изобретение относится к способу извлечения ацетонитрила из промывных вод в процессах разделения углеводородов. 5

Известен способ извлечения ацетонитрила, уносимого в виде азеотропных смесей с продуктами разделения, путем отмывки водой и ректификацией (1). t0

Недостатками указанного способа являются высокие потери ацетонитрила за счет гидролиза и большие затраты греющего пара, воды и электроэнергии в колонне выделения ацетонитрила из промывных вод.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ извлечения ацетонитрила из проьнвной воцы в процессах разделения углеводородов

С4 с помощью экстракции его разделяемой углеводородной смесью с последующим выделением из экстракта основной массы ацетонитрила перегонкой,и ретификацией рафината с выделением водного ацетонитрила. Экстракцию проводят при температуре, равной температуре в колоннах водной отмывки (на уровне 30-40 С) (2). Степень извлечения ацетонитрила при этом составляет 50%, значительное количество ацетонитрила остается в промывной воде. Отделение остаточного количества ацетонитрила от воды до требований позволяющих использовать воду повторно для отмывки углеводородов и обеспечивающих при отмывке высокое качество углеводородов по содержанию ацетонитрила, все еще требует большого расхода энерго средств и приводит к значительным потерям ацетонитрила.

Цель изобретения - повышение степени извлечения ацетонитрила.

Поставленная цель достигается тем, что извлечение ацетонитрила иэ промывных вод зксракцией осуществляют при 50-140 С, а из полученного рафината выделение водного ацетонитрила ректификацией в присутствии ацетата щелочного металла при рН 7,5 10,5.

Предпочтительно водный ацетонитрил, выделенный из промывных вод ректификацией, может быть возвращен либо на экстракцию с подачей его в верхнюю часть экстрактора (промывные воды, полученные при водной отьывке углеводородных потоков при б85б62 этом попадают на 5-15 тарелок ниже верха экстрактора), либо его подают в систему экстрактивной ректификацин. Возврат водного ацетонитрила на стадию экстракции предотвращает обводнение ацетонитрила, циркуляру юещго s системе экстрактивной 5 ректнфикацин, что приводит к повымению растворяющей способности ,экстрагента н снижению его потерь за счет гидролиэа.

Экстракция при более высокой 10 температуре, чем водная отьнвка, позволяет увеличить степень извлечения ацетонитрила на 10-45%, так как лри увеличении температуры двухФазной жидкой смеси, состоящей из углеводорода, ацетонитрнла и воды углеводородная Фаза обогащается аце" тоиитрилом, а водная Фаза обедняется. За счет этого проведение водной

Отьййвки и экстракции при разных тем пературах позволяет повысить степень извлечения ацетонитрила, Увеличение степени извлечения ацетоиитрила привОдит к уменьшению ОстатОчнОгО количества era в промывной воде и позволяет уменьщить его потери за счет Гидролиза и снизить эиергозат рати при ректификации. Присутствие солей щелочных металлов, в частности ацетата иатрияу образующегося из ук" сусной кислоты и гидроокиси или ЗО солей щелочного металла, позволяет поддержать рн воды иа уровне 7,5-10,5, что очень важно для снижения скор х ти гндролиза ацетоиитрила.

Ацетат натрия и данном случае выпол" 35 няет роль буфера, регулирующего .рН раствора 4 йа чертеже представлен один иэ вариантов технологический схемы извлечения ацетонитрила. 40

Исходную Фракцию подают в нижнюю часть экстрактора 1. Промывные воды подают в верхнюю часть экстрактора

1 по линии 2. Смесь углеводородов н ацетонитрнла по линии 3 через испаритель 4 направляют в колонну 5 экстрактивной ректнФикации, обогреваемую через кипятильник 6. Менее растворимые углеводороды через конденсатор 7 по линии 8 направляют на водную отмывку в колонну 9. Еубовый продукт колонны 5 по линии 10 направляют в .десорбер 11, обогрева,емый через кипятильник 12.

Более растворимые углеводороды ,через конденсатор 13 по линии 14 направляют в колонну 15 водной отмывки. Десорбированный зкстрагент по линии 16 через кипятильник б, испаритель 4 и холодильник 17 возвращают в колонну 5 экстрактивной рек- 60 тиФикации.

Промывные воды из куба колонны 1 по линии 18 направляют в колонну 19, :обогреваемую через кипятильник 20.

Сверху колонны 19 через конденсатор 65

21 по линии 22 отбирают смесь, состоящую1 главным образом из ацетонит. рила и воды, которую по линии 22 возвращают либо в экстрактор 1, либО в систему экстрактивной ректификации.

Фузельную воду нз куба колонны 19 через теплообменннки 23 и 24 по линии 25 направляют в колонны водной отмывки 9 и 15. Бутановую и бутиленовую Фракции выводят нэ колонн 9 и 15 как продукты разделения. В куб колонны 19 по линии 22 отбирают смесь, состоящую главным образом. из ацетонитрила и воды, которую по линии 22 возвращают либо в экстрактор .1, либо s систему экстрактивной рек- тификации.

Фузельнув воду из куба 19 через теплообменники 23 и 24 по линии 25 направляют в колонны водной отмывки

9 и 15. Бутановую и бутиленовую Фракяии выводят Йз aоаонн 9 и 15 как продукты разделения. В куб колонны 19 по линии 26 вводят гидроокиси или соли щелочных металлов.

Отмывка углеводородов от ацетонит рила может провоциться в системе жидкость-жидкость путем экстракции или в системе жидкость-пар путем абсОрбциие

Пример 1. (сравнительный по (2j ).

Бутан-бутиленовую Фракцию, содержащую вес.Ъ| 65 бутана, 33,5 бутиленов и 1„5 бутадиена в количестве

255 г подают в нижнюю часть экстрак-, тора 1. Промыэные воды с содержанием ацетоннтрила 9,0. вес%, углеводородов С4- 0Ä1 вес.Ъ в количестве

324 г/ч подают в верхнюю часть экс- трактора l. Экстрактор 2 имеет диаметр 32 мм и заполнен насадкой высотой 1,8 и. Температура экстракции

40 С, давление 4,0 ата. Сверху экстрактора отбирают 270 r/÷ углеводородов,,содержащих 5,5% ацетонитрила и направляют в колонну 5 экстрактивной ректификации. В качестве экстрагента применяют ацетонитрил, содержащий 1,5% воды. Циркуляция экстрагента составляет 2500 г/ч. Сверху колонны 5 отбирают 98%-ную бутановую

Фракцию, содержащую 2,0 вес.З ацетонитрила, которую направляют на вод- ную отмывку в колонну 9. Бутиленовую

Фракцию с концентрацией 98%, содержащую 2,5 вес.% ацетонитрила.,отбирают сверху десорбера 11 и направляют в колонну 15 водной отмывки. Из куба экстрактора отбирают 309 г/ч провоз-, ной воды, содержащей 4,7 вес.% ацетоннтрила,которую направляют на ректиФикацию от ацетонитрнла в колонну 19.

Ректификацию йроводят в тарельчатой части колонны, имеющей диаметр 32 мм и 40 колпачковых тарелок. Температура верха колонны составляет 40 С, давление верха 0,4.ата. 2емпература куба составляет 90 С н давление куба 0,4 ата. Днстнллат, содержащий, вес.Ъ: 79 9 ацетонитрила, 20 воды и 0,1 аммиака в количестве 18,1 r/÷ по линии 22 возвращают в систему экстрактивной ректификации. Количество флегмы с ставляет 36 r/÷. Количество воды, отбираемой из куба колонны, составляет 290,9 г/ч. В куб колонны подают аммиак в количестве, обеспечивающем концентрацию его в воде на уровне 0,001 вес.Ъ. Вода содержит по 0,001 вес.Ф ацетонитри,ла и аммиака. Воду направляют поз|горно на отмывку углеводородов. Степень извлечения ацетонитрнла в экс,тракторе составляет 50,5В. Потери ацетонитрила на 1 т бутиленов эа чет гидролиза составляют 1,8 кг. атраты на ректификацию составляют ,5 рублей на 1 т промывной воды.

Пример 2. При условиях разделения, изложенных в примере 1, экстракцию ацетонитрила из промывной воды проводят при 80 С. Давление в

:экстракторе составляет 10 ата. Количество промывной воды и исходной фракции составляет 324 и 255 г/ч соответственно. Сверху колонии отбирают

280 г/ч углеводородов, содержащих

8,9% ацетонитрииа;

Иэ куба экстрактора 1 отбирают

299 r/÷ воды, содержащей 1,3% ацетонитрила, которую направляют иа ректификацию в колонну 19. Листиллат в количестве 5 r/ч по линии 22 возвращают в систему экстрактивной ректификации. Количество фузельной воды

284 г/ч, флегмы 16 г/ч. В куб колонны вводят 0,01 г/ч аммиака и 0,001

r/÷ натриевой щелочи, обеспечивающей в воде 0,001%-иую концентрацию аммиака, 0,01%-ную ацетата натрия и рН 9,0. Степень извлечения ацетоитрила составляет 86,0%. Потери цетонитрила на 1 т бутиленов за чет гидролиза составляют 0,8 кг. атрати на ректификацию 1 т води оставляют 0,2 руб.

Пример 3 . При условиях разделения примера 1 экстракцию проводят при 50 С и давлении 2,7 ата.

Сверху экстрактора отбирают 275 г/ч углеводородов, содержащих 7,1Ъ ацеOoíèTðèëà. Из куба экстрактора отбирают 202 г/ч воды, содержащей

4,8% ацетонитрила. Степень извлечения ацетонитрила составляет 66,5%.

Потери ацетонитрила составляют 1,4кг на 1 т бутиленов.

Пример 4. При условиях разделения примера 1 экстракцию проводят при 140 С и давлении 30 ата.

Сверху экстрактора отбирают 283 г/ч углеводородов, содержащих 9,9Ъ ацетоннтрила. Из куба экстрактора отбирают 196 г/ч води, содержащей 0,63 ацетонитрила. Степень извлечения ацетонитрила составляет 95,9%. Поте85662 ь ри ацетонитрила составляют О, 3 кг на 1 т бутиленов.

П р н и е р 5. При условиях ректнфикации ацетонитрила из промывных

1 .вод примера 2 в колонну ректификации вводят ацетат натрия в количестве, обеспечивающем концентрацию:, ацетата натрия в фузельной воде

0,001% и рН 7,6. Потери ацетонитрила на 1 т бутнленов эа счет гидролиза составляют 0,9 кг.

10 Пример 6. При условиях ректификации ацетонитрнла из промывных вод примера 2 в колонну ректификации вводят гидроокись натрия в количестве, обеспечивающем концентрацию ацетата натрия в фузельной воде

0,1 вес.З, гидроокиси натрия

0,001 вес.Ф н рй 10,5. Потери ацето,нитрила эа счет гидролиэа составляют О 6 кг.

П р и и е р 7. Из Фракции дегядрирования бутиленов, содержащей 32,5Ъ бутадиеиа, выдепяют 99%-ный бутадиен. Бутиленовая фракция содержит

0,5% бутадиена. В качестве экстрагента используют ацетонитрил, содержащий 509 диметилацетамида. Циркуляция экстрагента составляет 2860 r/÷.

Рекуперацию ацетонитрила из углеводородных потоков осуществляют путем водкой отмывки. Исходную фракцию в количестве 440 r/÷ подают в нижнюю часть ъкстрактора 1.

Промывные воды из колонны водной отмывки углеводородных потоков от ацетонитрила с содержанием ацетонит35 рила 17,4В в количестве 237 г/ч подают иа верхнюю 45-ю тарелку экстрактора 1. Кроме того, по линии 22 на

35 тарелку экстрактора 1 подают

15,4 г/ч дистиллата колонны 19, содержащего 50% ацетонитрила. Экстракцию проводят при 65 С и давлении

7,5 ата. Сверху экстрактора отбирают 481 г/ч углеводородов, содержащих 8,6Ъ ацетонитрила. Из куба экстрактора отбирают 218, 3 г7ч воды, содержащей 3,5Ф ацетонитрила, иэ которой ректификацией выделяют

l5,4 г/ч ацетонитрила, содержащего

50% воды. Этот поток возвращают в верхнюю часть экстрактора. Степень извлечения ацетонитрила составляет

84,23. Потери ацетонитрила составляют 0,1. кг на 1 т бутадиена.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволит увеличить степень извлечения ацетонитрила за счет проведения экстракции при высокой температуре; снизить потери ацетонитрила за счет гидролиза вследствие уменьшения его остаточного коли60 чества в промывной воде; уменьшить затраты на извлечение остаточного количества ацетонитрила из промывной воды путем ректификацин.

Способ при внедрении на действую65 щих производствах бутадиена может !

5662

Составитель В.Стыценко

Техред М.Петко Корректор Г.Рваетник

Редактор Л.Потапова

Заказ 5404/28 Тираж 513 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Ужгород, ул.Проектная,4

7 68

t обеспечить экономический эффект око. ло 250 тыс.руб. для каждой установки типовой мощностью 90 т/год бутадиена.

Формула изобретения

1. Способ из влечени я ацетоннтрила из промывных вод в процессе разделения углеводородов С„экстракцией разделяемой углеводородной смесью при нагревании с получением при этом экстракта и рафината, извлечением основной массы ацетонитрила из экс тракта перегонкой и ректификацией рафината с выделением водного афетонитрила, отличающийся тем, что, с целью повышения степени . извлечения ацетонитрила, экстракцию

8 осуществляют при 50-140 С, а ректификацию рафината проводят в присутствии ацетата щелочного металла прн рН 7,5-10,5.

2. Способ по и. 1, отличаю шийся тем, что водный ацетонитрил, выделенный на стадии ректификации рафината, возвращают на стадию экстракции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

9 358927, кл, С 07 С 121/18, 1972.

2. Заявка 9 2158445/23-04, кл. С 07 С 121/18, 1975 по которой принято решение о выдаче авторского

15 свидетельства (поототип).