Способ разделения парафин-олефиновых углеводородных смесей

Способ разделения парафин-олефиновых углеводородных смесей

Реферат

 

Способ разделения парафин-олефиновых углеводородов из экстрагента, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь экстрагента, в качестве ингибитора используют органическое азотсодержащее соединение, содержащее 3 - 15 атомов углерода с константой диссоциации 110^-6 - 110^-1 в количестве, обеспечивающем рН экстрагента после десорбции 7,1 - 11,0.

Изобретение относится к области разделения парафин-олефиновых углеводородных смесей путем экстрактивной ректификации в присутствии полярных органических растворителей и может быть использовано в промышленности СК. Известен способ разделения углеводородных смесей в присутствии ацетонитрила с добавками аммиака. Однако добавки аммиака не решают проблемы подавления гидролиза при использовании высококипящих экстрагентов - диметилформамида, диметилацетамида и др. [1] Известен также способ разделения смесей насыщенных и ненасыщенных углеводородов путем экстрактивной ректификации в присутствии экстрагента диметилформамида и ингибитора гидролиза экстрагента, например, формальдегида или его смеси с диметиламином с последующей десорбцией углеводородов из экстрагента [2] Известный способ применим для снижения гидролиза только диметилформамида и не применим для других экстрагентов-ацетонитрила, диметилацетамида, метаксипропионитрила, диметилсульфоксида и т.д. Применение формальдегида и диметиламина, имеющих летучесть, близкую к разделяемым углеводородам, приводит к загрязнению углеводородных потоков, а также к неравномерному распределению диметиламина по системе образованием зон его повышенной концентрации, в которых имеет место щелочной гидролиз. Введение формальдегида, который выпускается в виде 35-40%-ных водных растворов, как правило, приводит к попаданию воды в экстрагент, что увеличивает скорость гидролиза растворителя. Целью изобретения является снижение потерь растворителя. Поставленная цель достигается описываемым способом разделения парафин-олеиновых углеводородных смесей, заключающаяся в том, что исходную смесь подвергают ректификации в присутствии экстрагента и ингибитора гидролиза экстрагента органического азотсодержащего соединения, содержащего 3-15 атомов углерода с константой диссоциации 110^-6 110^-1 в количестве, обеспечивающем рН экстрагента после десорбции 7,1-11,0. Отличием способа является использование в качестве ингибитора органического азотсодержащего соединения, содержащего 3-15 атомов углерода с константой диссоциации 110^-6 110^-1 в количестве, обеспечивающем рН экстрагента после десорбции 7,1-11,0. При этих значениях рН скорости гидролиза имеют минимальное значение. При рН < 7, что способствует наличию кислоты в экстрагенте, резко увеличивается кислотный гидролиз экстрагента. При рН > 11 скорость гидролиза также существенно увеличивается. Применение органических оснований, имеющих константу основной диссоциации менее 110^-6 является менее эффективным за счет низкой стабильности образующихся соединений кислоты и основания. В качестве органического азотсодержащего соединения могут быть использованы алифатические или циклические амины или полиамины, а также амины, содержащие -ОН группу или 0 группу. Ниже приводятся примеры осуществления способа. П р и м е р 1. Бутан-бутеновую фракцию, имеющую состав (% мас. здесь и далее): углеводородов C₃ 0,16; изобутана 0,75; н-бутана 67,27; изобутилена 0,69; н-бутенов 29,95; бутадиена 1,1; углеводородов C₅ 0,08 в количестве 350 мг/ч, подвергают разделению экстрактивной ректификацией с ацетонитрилом, содержащим 2,0% воды и 0,01% ацетат-иона на колонне эффективностью 135 колпачковых тарелок. Количество подаваемого ацетонитрила 1400 мл/ч. Десорбцию углеводородов из насыщенного экстрагента проводят на насадочной колонне эффективностью 10 теоретических тарелок. Получают 245 мл/ч бутановой фракции, содержащей 2,0% бутанов и 105 мл/ч бутеновой фракции, содержащей 2,0% н-бутана. Технологические параметры экстрактивной ректификации: флегмовое число 3,0; температура ^oC верха 40, куба 110, верхней контрольной тарелки (ВКТ) 45, давление ата верха 4,5, куба 4,65. Технологические параметры колонны десорбции: флегмовое число 2,0, температура ^oC верха 40, куба 140, давление куба 4,0 ата. Для подавления гидролиза ацетонитрила в куб колонны экстрактивной ректификации и десорбера вводят триэтиламин, имеющий константу основности 7,410^-4, в количестве, обеспечивающем его концентрацию в кубовой жидкости 0,004% Значение рН десорбированного экстрагента при 10-кратном разбавлении пробы водой составило 9,6. Гидролиз ацетонитрила рассчитывают по накоплению продуктов гидролиза, а именно ацетат-иона, в циркулирующем растворителе. Пробег установки продолжался 200 ч. Количество ацетат-иона в циркулирующем ацетонитриле после пробега составило 0,25% Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,14 г на 1 кг бутеновой фракции. П р и м е р 2 (для сравнения). Бутан-бутеновую фракцию подвергали разделению в условиях примера 1 без применения ингибитора гидролиза. Значение рН десорбированного экстрагента при 10-кратном разбавлении пробы водой составило 3,2. Количество ацетат-иона в циркулирующем экстрагенте после пробега 0,35% Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,20 г на 1 кг бутеновой фракции. П р и м е р 3. Изопентан-изоамиленовую фракцию, имеющую состав (% мас. здесь и далее): углеводороды C₄ 0,1; изопентан 60,1; изоамилены 32,0; изопрен 2,4; н-пентан 1,5; н-амилены 3,2; пиперилен 0,6; углеводороды C₆ 0,1, в количестве 350, мл/ч подвергают разделению экстрактивной ректификацией с ацетонитрилом, содержащим 0,5% воды и 0,01% ацетат-иона на колонне эффективностью 135 колпачковых тарелок. Циркуляция ацетонитрила 1500 мл/ч. Десорбцию углеводородов из насыщенного экстрагента проводят на насадочной колонне эффективностью 10 теоретических тарелок. Получают 230 мл/ч изопентановой фракции, содержащей 7,0% амиленов и 120 мл/ч изоамиленовой фракции, содержащей 1,0% изопентана. Технологические параметры колонны экстрактивной ректификации: флегмовое число 3,5; температура ^oC верха 40, куба 90, верхней контрольной тарелки 52; давление, ата верха 2,0, куба 2,15. Технологические параметры колонны десорбции: флегмовое число 3,0, температура ^oC верха 60, куба 1,05; давление куба 2,0. Для подавления гидролиза ацетонитрила в куб колонны экстрактивной ректификации и десорбера вводят гликоль, в количестве, обеспечивающем его концентрацию в кубовой жидкости 0,003% Значение рН десорбированного экстрагента при 10-кратном разбавлении пробы водой составило 10,8. Количество ацетат-иона в циркулирующем ацетонитриле после пробега составило 0,3% Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,15 г на 1 кг изоамиленовой фракции. П р и м е р 4. Бутан-бутеновую фракцию, имеющую состав, аналогичный приведенному в примере 1, подвергают разделению при условиях и времени пробега, указанных в примере 1. В качестве экстрагента используют диметилацетамид, содержащий 5,0% воды и 0,01% ацетат-иона. Количество экстрагента, подаваемое на разделение, 1900 мл/ч. Технологические параметры экстрактивной ректификации: флегмовое число 4,8, температура ^oC верха 40, куба 130, ВКТ 45; давление, ата верха 4,2; куба 4,35. Технологические параметры колонны десорбции: флегмовое число 0,5; температура ^oC верха 20, куба 165; давление куба 2,3 ата. Для подавления гидролиза диметилацетамида в куб колонны экстрактивной ректификации и десорбера вводят дициклогексиламин, имеющий константу основности 3,210^-4 в количестве, обеспечивающем его концентрацию в кубовой жидкости 0,006% Значение рН десорбированного экстрагента при 10-кратном разбавлении пробы водой составило 9,5. Гидролиз диметилацетамида рассчитывали по накоплению продуктов гидролиза, а именно ацетат-иона, в циркулирующем растворителе. Количество ацетат-иона после пробега составило 0,11% Потери диметилацетамида за счет гидролиза 0,20 г на 1 кг бутеновой фракции. П р и м е р 5 (для сравнения). Бутан-бутеновую фракцию подвергают разделению в условиях примера 4 без применения ингибитора гидролиза. Значение рН десорбированного экстрагента при 10-кратном разбавлении пробы водой составила 3,4. Количество ацетатиона в циркулирующем экстрагенте после пробега 0,32% Потери диметилацетамида на счет гидролиза 0,31 г на 1 т бутеновой фракции. П р и м е р 6. Бутан-бутеновую фракцию, имеющую состав, аналогичный приведенному в примере 1, подвергают разделению при условиях и времени пробега, указанных в примере 1. В качестве экстрагента используют -метоксипропионитрил, содержащий 5,0% воды и 0,012% b-метоксипропионат-иона. Количество подаваемого экстрагента 2000 мл/ч. Технологические параметры экстрактивной ректификации: флегмовое число 5,0, температура, ^oC верха 40, куба 130, ВКТ 45, давление, ата верха 4,2, куба 4,35. Технологические параметры колонны десорбции: флегмовое число 0,5; температура ^oC верха 20^o, куба 140, давление куба 2,3 ата. Для подавления гидролиза b-метоксипропионитрила в куб колонны экстрактивной ректификации и десорбера вводят дифенилгуанидин, имеющий константу основности 1,310^-4 в количестве, обеспечивающем его концентрацию в кубовой жидкости 0,33% Значение рН десорбированного экстрагента при 10-кратном разбавлении пробы водой составило 10,1. Гидролиз b-метоксипропионитрила рассчитывали по накоплению продуктов гидролиза, а именно b-метоксипропионат-иона в циркулирующем раствоpителе. Количество b-метокипропионатиона после пробега составило 0,12% Потери b-метоксипропионитрила за счет гидролиза 0,13 г на 1 кг бутановой фракции. П р и м е р 7 (для сравнения). Бутан-бутеновую фракцию подвергали разделению в условиях примера 6 без применения ингибитора гидролиза. Значение рН десорбированного экстрагента при 10-кратном разбавлении пробы водой составило 3,0. Количество b-метоксипропионат-иона в циркулирующем экстрагенте после пробега 0,23% Потери b-метоксипропионитрила за счет гидролиза 0,22 г на 1 кг бутеновой фракции. П р и м е р 8. Бутан-бутеновую фракцию подвергали разделению в условиях примера 1. В качестве ингибитора гидролиза экстрагента использовали моноэтаноламин, имеющий константу основной диссоциации 3,1610^-5. Концентрация моноэтаноламина в кубе колонны экстрактивной ректификации и десорбера 0,0001% Значение рН десорбированного растворителя при 10-кратном разбавлении пробы водой 8,1. Количество ацетат-иона в циркулирующем экстрагенте после пробега составило 0,26% Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,15 г на 1 кг бутановой фракции. П р и м е р 9. Бутан-бутеновую фракцию подвергают разделению в условиях примера 4. В качестве ингибитора гидролиза экстрагента использовали гуанидин, имеющий константу основной диссоциации 4,010^-1. Концентрация гуанидина в кубе колонны экстрактивной ректификации и десорбера 0,0003% Увеличение рН десорбированного растворителя при 10-кратном разбавлении пробы водой 10,9. Количество ацетат-иона в циркулирующем экстрагента после пробега 0,10% Потери диметилацетамида за счет гидролиза 0,19 г на 1 кг бутеновой фракции. П р и м е р 10. Бутан-бутеновую фракцию, содержащую 1,9% изобутена, 63,1% н-бутана, 1,5% изобутилена, 12,4% бутена-1, 11,3% транс-2-бутена, 8,2% цис-2-бутена и 0,2% углеводородов C₅ подвергают разделению на бутановую фракцию, содержащую III 2,02 олефинов и бутиленовую фракцию, содержащую 2% парафинов, на промышленной установке экстрактивной ректификации с ацетонитрилом. Колонна экстрактивной ректификации имеет 132 тарелки. Десорбер имеет 65 тарелок. Циркуляция экстрагента составляет 190 т/ч. Количество подаваемой фракции составляет 24 т/ч. Количество бутановой фракции составляет 15,5 т/ч и бутиленовой фракции 8,5 т/ч. Давление в колонне экстрактивной ректификации составляет 5,0 ата для верха колонны и 6,0 для куба колонны. Температура составляет 50^oC для верха колонны и 125^oC для куба колонны. Количество флегмы составляет 50 т/ч при температуре подаваемого экстрагента 40^oC. Температура верха десорбера 45^oC при давлении 4,0 ата и температуре куба 136^oC при давлении 4,5 ата. В качестве азотсодержащего соединения применяют триэтаноламин, имеющий константу основности 2,010^-6. Триэтаноламин вводят в количестве 0,5 кг/ч. Концентрация его в ацетонитриле поддерживается на уровне от 0,001 до 0,01% мас. и составляет в среднем 0,006% мас. Значения рН десорбированного экстрагента при 10-кратном разбавлении водой изменяется в течение работы установки от 7,1 до 9,0. Среднее значение рН экстрагента составляет 8,0. Пробег установки составляет 1500 ч. Потери ацетонитрила, рассчитанные по количеству образовавшегося ацетат-иона составляет 0,08 кг на 1 тонну бутеновой фракции. Предлагаемый способ имеет следующие преимущества перед известным: позволяет снизить потери за счет гидролиза и экстрагентов различных классов, т.е. является универсальным; не приводит к обводнению экстрагента за счет введения ингибитора; не приводит к загрязнению углеводородных потоков ингибитором.

Формула изобретения

Способ разделения парафин-олефиновых углеводородов из экстрагента, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь экстрагента, в качестве ингибитора используют органическое азотсодержащее соединение, содержащее 3 - 15 атомов углерода с константой диссоциации 110^-6 - 110^-1 в количестве, обеспечивающем рН экстрагента после десорбции 7,1 11,0.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000