Способ выделения изопрена из углеводородного слоя

Способ выделения изопрена из углеводородного слоя

Реферат

 

(19)SU(11)687784(13)A1(51)  МПК ⁶    _{C07C7/05, C07C11/18}(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ИЗОПРЕНА ИЗ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЛОЯ

Изобретение относится к способам выделения изопрена, пригодного для стереорегулярной полимеризации, из продуктов синтеза его на основе изобутилена и формальдегида. Известен способ получения чистого изопрена из продуктов расщепления 4,4-диметилдиоксана [1] Согласно известному способу изопрен-сырец, выделенный из масляного слоя, образующегося после расслаивания продуктов расщепления диметилдиоксана, содержащий С₅-диолефины, С₅-моноолефины, С₄-углеводороды и кислородсодержащие соединения, подвергают экстрактивной ректификации с применением в качестве селективного растворителя анилина. Указанный способ имеет ряд недостатков. Следует применять специальный разделяющий агент анилин, который загрязняется такими компонентами, как 4,4-диметилдиоксан, метилдигидропиран и подобными им веществами. Очистка анилина от этих продуктов требует специальных методов разделения, так как температура кипения анилина, равная 184,4^оС/760 мм рт.ст. лежит в области температур кипения высококипящих компонентов (120-250^оС). Применение в качестве разделяющего агента водного анилина усложняет процесс его очистки из-за образования сложных азеотропных смесей. Поэтому данный способ не может быть применен для выделения изопрена из реакционный смеси, а касается лишь очистки выделенного изопрена-сырца. В данном способе имеют место значительные потери целевого продукта изопрена в результате термополимеризации, так как температура куба колонны экстрактивной ректификации 184^оС. Этот недостаток в некоторой мере устраняется применением водного анилина, в результате чего температура куба колонны понижается до 113^оС. Анилин является высокотоксичным продуктом, предельно допустимая концентрация его паров в воздухе составляет 0,1 мг/м³. Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является способ выделения изопрена из углеводородного слоя, образующегося после расслоения продуктов синтеза на основе изобутилена и формальдегида с использованием ректификации и водной отмывки продукта. Недостатками способа являются следующие. Невозможность осуществления тонкой очистки изопрена от карбонильных соединений, поскольку последние, выделенные из промывных вод вместе с легколетучей органикой, возвращаются в фазоразделитель. Таким образом, в системе разделения происходит накопление карбонильных соединений, что приводит к ухудшению качества изопрена. Наличие в изопрене, подаваемом на отмывку, карбонильных соединений, имеющих низкие коэффициенты распределения между водой и изопреном, требует применения двухколонной схемы отмывки с большим количеством циркулирующей в системе воды, а это в свою очередь приводит к удорожанию процесса и увеличению количества сточных вод. Наличие сложной схемы выделения изопрена, состоящей из четырех ректификационных колонн, увеличивает вероятность потерь изопрена в результате термополимеризации и соответственно приводит к удорожанию процесса. Целью изобретения является упрощение способа, снижение энергозатрат и повышение качества изопрена. Поставленная цель достигается описываемым способом выделения изопрена из углеводородного слоя, образующегося после расслоения продуктов синтеза на основе изобутилена и формальдегида, с использованием азеотропной ректификации углеводородного слоя с получением дистиллята, содержащего смесь углеводородов С₄, метанола и воды, и кубового продукта, который подают на экстрактивную ректификацию с использованием в качестве селективного растворителя фракции спиртов с т.кип. 80-140^оС с последующей подачей выделенного при этом изопрена на водную отмывку. Отличительными признаками способа являются проведение азеотропной ректификации углеводородного слоя с получением дистиллята, содержащего смесь углеводородов С₄, метанола и воды, и кубового продукта, который подают на экстрактивную ректификацию с использованием в качестве селективного растворителя фракции спиртов с т.кип. 80-140^оС с последующей подачей выделенного при этом изопрена на водную отмывку. В качестве разделяющего агента процесса экстрактивной ректификации можно использовать спирты, имеющие температуру кипения 80-140^оС, или смесь этих спиртов, взятых в любом соотношении. Более предпочтительно использовать в качестве разделяющего агента фракцию спиртов, являющуюся побочным продуктом процесса синтеза изопрена на основе изобутилена и формальдегида и выделяемую из углеводородного слоя этого процесса. Фракция спиртов может иметь в своем составе любой спирт, являющийся побочным продуктом процесса синтеза изопрена на основе изобутилена и формальдегида (триметилкарбинол, диметилвинилкарбинол, изобутанол, изобутенилкарбинол, диметилаллиловый спирт и т.д.), а также до 20% относительно высококипящих примесей, таких как метилдигидропиран, вода, диметилдиоксан, метилентетрагидропиран и им подобные компоненты. Технологические схемы выделения изопрена из продуктов синтеза показаны на фиг.1 и 2. Согласно схеме, изображенной на фиг.1, продукты расщепления диметилдиоксана из реактора по линии 1 направляют в фазоразделитель 2, где смесь расслаивается на два слоя. Нижний водный слой направляют по линии 3 на выделение органических продуктов и очистку воды до качества, соответствующего требованиям биохимической очистки. Углеводородный слой направляют по линии 4 в колонну 5, обогреваемую через кипятильник 6. С верха колонны отбирают смесь, содержащую главным образом углеводороды С₄, метанол и воду, состав которой близок к составу тройного азеотропа изобутилен метанол вода. Смесь конденсируют в конденсаторе 7. Конденсат собирают в емкости 8, где образуется два слоя. Нижний водный слой направляют на переработку вместе с водным слоем из аппарата 2. Верхний углеводородный слой возвращают в колонну 5 по линии 9 в качестве флегмы и в реактор синтеза по линии 10 в качестве рециклового продукта. Кубовый продукт колонны 5 по линии 11 через испаритель 12 направляют в колонну 13, обогреваемую через кипятильник 14. В верхнюю часть колонны 13 по линии 15 вводят фракцию спиртов. Изопрен отбирают с верха колонны и конденсируют. Конденсат стекает в емкость 16, где образуется два слоя. Нижний водный слой направляют на переработку вместе с водным слоем из аппарата 2. Верхний углеводородный слой возвращают в колонну 13 по линии 17 в качестве флегмы и по линии 18 подают в нижнюю часть колонны 19 для отмывки от примесей экстрагента. В верхнюю часть колонны 19 по линии 20 подают воду. Отмытый изопрен отбирают с верха колонны 19 по линии 21 в качестве целевого продукта. Промывную воду с низа колонны 19 отправляют по линии 22 на переработку совместно с водным слоем из аппарата 2. Кубовый продукт колонны 13 по линии 23 подают на разделение в колонну 24, обогреваемую через кипятильник 25. С верха колонны отбирают кислородсодержащие органические продукты (метилаль, метил-трет-бутиловый эфир, метанол, ацетон и др.), которые конденсируют в дефлегматоре 26. Конденсат стекает в емкость 27, откуда его по линии 28 возвращают в колонну 24 в качестве флегмы и по линии 29 отбирают как побочный продукт разделения. Кубовый продукт колонны 24 по линии 30 направляют в колонну 31, обогреваемую кипятильником 32. С верха колонны отбирают фракцию спиртов, которую конденсируют в дефлегматоре 33. Конденсат стекает в емкость 34, откуда его по линии 35 возвращают в колонну 31 в качестве флегмы и по линии 36 направляют в колонну 37, обогреваемую через кипятильник 38. С верха колонны 37 отбирают рецикловую триметилкарбинольную фракцию, которую конденсируют в дефлегматоре 39. Конденсат стекает в емкость 40, откуда его по линии 41 возвращают в колонну 37 в качестве флегмы и по линии 42 возвращают в реактор синтеза в качестве рециклового продукта. Кубовый продукт колонны 37 по линии 15 возвращают в верхнюю часть колонны 13. Кубовый продукт колонны 31 по линии 43 подают в колонну 44, обогреваемую через кипятильник 45. С верха колонны 44 отбирают метилдигидропирановую фракцию, которую конденсируют в дефлегматоре 46. Конденсат стекает в емкость 47, откуда его по линии 48 возвращают в колонну 44 в качестве флегмы и по линии 49 выводят из системы разделения в качестве побочного продукта. Кубовый продукт колонны 44 по линии 50 направляют в колонну 51, обогреваемую через кипятильник 52. С верха колонны 51 отбирают диметилдиоксановую фракцию, которую конденсируют в конденсаторе 53. Конденсат стекает в емкость 54, откуда его по линии 55 возвращают в колонну 51 в качестве флегмы и по линии 56 возвращают в реактор синтеза в качестве рециклового продукта. Кубовый продукт колонны 51 выводят по линии 57 из системы разделения в качестве побочного продукта. Второй вариант технологической схемы выделения изопрена из продуктов синтеза показан на фиг.2. Продукты расщепления диметилдиоксана из реактора по линии 1 направляют в фазоразделитель 2, где смесь расслаивается на два слоя. Нижний водный слой направляют по линии 3 на выделение органических продуктов и очистку воды до качества, соответствующего требованиям биохимической очистки. Углеводородный слой направляют по линии 4 в колонну 5, обогреваемую через кипятильник 6. С верха колонны отбирают смесь, содержащую главным образом углеводороды С₄, метанол и воду, состав которой близок к составу тройного азеотропа изобутилен-метанол-вода. Смесь конденсируют в конденсаторе 7. Конденсат собирают в емкости 8, где образуется два слоя. Нижний водный слой направляют на переработку вместе с водным слоем из аппарата 2. Верхний углеводородный слой возвращают в колонну 5 по линии 9 в качестве флегмы и в реактор синтеза по линии 10 в качестве рециклового продукта. Кубовый продукт колонны 5 по линии 11 направляют в колонну 12, обогреваемую через кипятильник 13. С верха колонны 12 отбирают изопрен-сырец, который конденсируют в дефлегматоре 14. Конденсат стекает в емкость 15, откуда часть его возвращают в колонну 12 по линии 16 в качестве флегмы; остальная часть направляется по линии 17 в колонну экстрактивной ректификации 18, обогреваемую через кипятильник 19. Кубовый продукт колонны 12, содержащий в основном триметилкарбинол, метилдигидропиран, диметилдиоксан и высококипящие побочные продукты, направляется по линии 20 на выделение одноименных фракций. В верхнюю часть колонны экстрактивной ректификации 18 по линии 21 подают экстрагент. Изопрен-ректификат, отбираемый с верха колонны 18, конденсируют в дефлегматоре 22. Конденсат собирают в емкости 23, где образуется два слоя. Нижний водный слой направляют на переработку вместе с водным слоем из аппарата 2. Верхний углеводородный слой возвращают в колонну 18 по линии 24 в качестве флегмы, оставшуюся часть подают по линии 25 в нижнюю часть колонны 26 для отмывки от примесей экстрагента. В верхнюю часть колонны 26 по линии 27 подают воду. Отмытый изопрен отбирают с верха колонны 26 по линии 28 в качестве целевого продукта. Промывную воду с низа колонны 26 отправляют по линии 29 на отпарку органики из воды. Кубовый продукт колонны 18 по линии 30 подают на разделение в колонну 31, обогреваемую через кипятильник 32. С верха колонны отбирают кислородсодержащие органические продукты (метилаль, метил-трет-бутиловый эфир, метанол, ацетон и др.), которые конденсируют в дефлегматоре 33. Конденсат стекает в емкость 34, откуда его по линии 35 возвращают в колонну 31 в качестве флегмы и по линии 36 отбирают как побочный продукт разделения. Кубовый продукт колонны 31 по линии 21 возвращают в качестве экстрагента в верхнюю часть колонны 18. Часть эктсрагента по линии 37 выводят на регенерацию в общую схему переработки тяжелокипящих фракций масляного слоя. П р и м е р 1. Масляный слой, образующийся после расслаивания продуктов расщепления диметилдиоксана в фазоразделителе 2 (см.фиг.1), в количестве 1400 мл/ч направляют в колонну 5 эффективностью 25 т.т. Масляный слой имеет следующий состав: 66,2 мас. углеводородов С₄, 9,6 мас. углеводородов С₅ (содержащих 99,5 мас. изопрена), 0,7 мас. метанола и 0,8 мас. воды, 22,7 мас. относительно высококипящих продуктов (не разложившийся диметилдиоксан, метилдигидропиран, изобутенилкарбинол, изобутанол, триметилкарбинол, ацетон, метил-трет-бутиловый эфир, метилаль, неиндентифицированные продукты и др.). Температура верха колонны 5 равна 40^оС, температура куба 110^оС. 950 мл/ч изобутилена-рецикла отбирают в качестве верхнего продукта и возвращают в реактор синтеза и 950 мл/ч изобутилена-рецикла возвращают в колонну 5 в качестве флегмы. Изобутилен-рецикл имеет следующий состав: 96,8 мас. изобутилена, 0,1 мас. изопрена, 1,0 мас. метанола, 0,1 мас. воды. С флегмовой емкости 8 отбирают 7 мл/ч водного слоя. Из куба колонны 5 в количестве 450 мл/ч отбирают продукт, имеющий следующий состав: 0,05 мас. изобутилена, 24,17 мас. углеводородов С₅ (содержание изопрена 99,7 мас.), 31,45 мас. триметилкарбинола, 0,84 мас. относительно легколетучих кислородсодержащих соединений (метилаль, метил-трет-бутиловый эфир, ацетон, метанол); 42,7 мас. относительно высококипящих продуктов (диметилдиоксан, метилдигидропиран, изобутенилкарбинол, изобутанол и неидентифицированные продукты), и 0,7 мас. воды. Кубовый продукт подают на разделение в колонну 13 эффективностью 80 т.т. имеющую температуру верха 40^оС, температура куба 110^оС. В верхнюю часть колонны 13 вводят в количестве 300 мл/ч фракцию спиртов, имеющую т.кип. 100^оС и следующий состав: 13,20 мас. триметилкарбинола; 80,5 мас. изобутанола, 6,3 мас. относительно высококипящих продуктов (диметилдиоксан, изобутенилкарбинол, метилдигидропиран и неидентифицированные продукты). С верха колонны 13 в количестве 120 мл/ч отбирают изопрен, имеющий следующие примеси: 0,2 мас. изобутилена, 0,3 мас. углеводородов С₅, 1,0 мас. спиртов (триметилкарбинол, изобутанол); 0,0002 мас. относительно легколетучих кислородсодержащих соединений (метилаль, метил-трет-бутиловый эфир, метанол, ацетон), который далее подвергают водной отмывке от примеси спиртов на колонне 19, имеющей 6 теоретических ступеней контакта, при весовом соотношении изопрена: воды, равном 1:0,5. При этом в качестве целевого продукта получается изопрен, имеющий следующий состав: 99,5 мас. изопрена, 0,2 мас. изобутилена, 0,3 мас. углеводородов С₅ 0,0002 мас. кислородсодержащих соединений. С флегмовой емкости 16 сливают 4 мл/ч водного слоя. Кубовый продукт колонны 13, имеющий следующий состав: 0,01 мас. изопрена, 0,64 мас. относительно легколетучих кислородсодержащих соединений (метилаль, метил-трет-бутиловый эфир, ацетон, метанол), 28,20 мас. триметилкарбинола, 38,81 мас. изобутанола, 32,34 мас. относительно тяжелокипящих продуктов (диметилдиоксан, изобутилкарбинол, метилдигидропиран и неидентифицированные продукты), в количестве 630 мл/ч подают на разделение в колонну 24 эффективностью 25 т.т. Температура верха колонны 60^оС, температура куба 110^оС. С верха колонны отбирают смесь, содержащую 1,0 мас. изопрена, 74,6 мас. относительно легколетучих кислородсодержащих соединений (метилаль, метил-трет-бутиловый эфир, метанол, ацетон), 24,4 мас. спиртов (триметилкарбинол, изобутинол), которую в количестве 450 мл/ч возвращают в колонну в качестве флегмы и в количестве 6 мл/ч отбирают в качестве побочного продукта разделения. Из куба колонны 24 в количестве 624 мл/ч отбирают продукт, который подают на разделение в вакуумную колонну 31 эффективностью 25 т.т. имеющую температуру верха 40^оС, температуру куба 130^оС. Кубовый продукт колонны 24 имеет следующий состав: 0,05 мас. относительно легколетучих кислородсодержащих соединений (метилаль, метил-трет-бутиловый эфир, ацетон, метанол), 28,25 мас. триметилкарбинола, 39,07 мас. изобутанола; 32,63 мас. относительно тяжелокипящих продуктов (диметилдиоксан, изобутенилкарбинол, метилдигидропиран, неидентифицированные продукты). Кубовый продукт колонны 31 в количестве 130 мл/ч, имеющий состав: 0,5 мас. триметилкарбинола, 1,5 мас. изобутанола, 98,0 мас. относительно высококипящих продуктов (диметилдиоксин, изобутенилкарбинол, метилдигидропиран, неидентифицированные продукты); отправляют на выделение из него фракций метилдигидропирана, диметилдиоксана. Верхний продукт колонны 31, имеющий состав: 0,07 мас. относительно легколетучих кислородсодержащих соединений (метилаль, метил-трет-бутиловый эфир, ацетон, метанол), 39,43 мас. триметилкарбинола, 56,15 мас. изобутанола, 4,35 мас. относительно высококипящих продуктов (диметилдиоксан, изобутанилкарбинол, метилдигидропиран и неидентифицированные продукты), в количестве 210 мл/ч возвращают в колонну в качестве флегмы и в количестве 434 мл/ч подают на разделение в колонну 37. Верхний продукт колонны 37, содержащий 0,9 мас. относительно легколетучих кислородсодержащих соединений (метилаль, метил-трет-бутиловый эфир, ацетон, метанол), 97,8 мас. триметилкарбинола, 1,9 мас. изобутанола, возвращают в количестве 70 мл/ч в колонну 37 в качестве флегмы и в количестве 134 мл/ч в реактор синтеза. Кубовый продукт колонны 37 в количестве и состава, указанных выше, возвращают в колонну 13. П р и м е р 2. Разделение масляного слоя проводят аналогично примеру 1, но в качестве фракции спиртов в колонне экстрактивной ректификации применяют фракцию в количестве 380 мл/ч, имеющую т.кип. 80^оС и следующий состав: до 0,2 мас. относительно легколетучих соединений, 95,0-99,0 мас. триметилкарбинола, 1,0-5,0 мас. относительно высококипящих продуктов (изобутанола, диметилвинилкарбинола и др.). При этом требуется колонна эффективностью 100 т.т. с флегмовым числом, равным 5. Чистота выделения изопрена остается прежней. П р и м е р 3. Разделение масляного слоя проводят аналогично примеру 1, но в качестве фракции спиртов в колонне экстрактивной ректификации применяют фракцию в количестве 600 мл/ч, имеющую т.кип. 140^оС и следующий состав: 70-95 мас. диметилаллилового спирта, 1,0-25 мас. изобутенилкарбинола, 1,0-20 мас. относительно высококипящих компонентов (метилдигидропиран, диметилдиоксан и другие подобные им вещества). При этом требуется колонна эффективностью 80 т.т. с флегмовым числом, равным 7. Чистота выведенного изопрена остается прежней. П р и м е р 4. Масляный слой, образующийся после расслаивания продуктов расщепления диметилдиоксана в фазоразделителе 2 (см.фиг.1), в количестве 1400 мл/ч направляют в колонну 5 эффективностью 25 т.т. Масляный слой имеет такой же состав, как в примере 1, за исключением того, что содержание метанола в масляном слое составляет 1 мас. Температура верха колонны 5 равна 40^оС, температура куба 110^оС. В эту же колонну 5 дополнительно в точку ввода питания подают 500 мл/ч изобутилена в качестве азеотропообразующего агента. С верха колонны отбирают изобутилен-рецикл, который в количестве 950 мл/ч возвращают в колонну 5 в качестве флегмы и в количестве 1450 мл/ ч отбирают в качестве побочного продукта разделения. Изобутилен-рецикл имеет следующий состав: 98,8 мас. изобутилена, 0,1 мас. изопрена, 1,0 мас. метанола, 0,1 мас. воды. С флегмовой емкости 8 отбирают 9 мл/ч водного слоя. Кубовый продукт колонны 5 подвергают переработке аналогично примеру 1. П р и м е р 5. Масляный слой, образующийся после расслаивания продуктов расщепления диметилдиоксана в фазоразделителе 2 (см.фиг.1), в количестве 1400 мл/ч направляют в колонну 5 эффективностью 25 т.т. Масляный слой имеет такой же состав, как в примере 4. В эту же колонну 5 дополнительно в точку ввода питания подают 500 мл/ч возвратной изобутановой фракции в качестве азеотропообразующего агента, имеющей следующий состав: 84,3 мас. изобутана, 7,8 мас. изобутилена, 0,3 мас. пропана, 3,0 мас. н-бутана, 4,6 мас. н-бутилена. Температуре верха колонны 5 равна 40^оС, температуре куба 115^оС. С верха колонны отбирают изобутан-изобутиленовую фракцию, которую в количестве 950 мл/ч возвращают в колонну 5 в качестве флегмы и в количестве 1450 мл/ч отбирают в качестве побочного продукта разделения. Изобутан-изобутиленовая фракция имеет следующий состав: 28,6 мас. изобутана, 67,3 мас. изобутилена, 2,9 мас. примесей (пропан, н-бутан, н-бутилен), 0,1 мас. изопрена, 1,0 мас. метанола, 0,1 мас. воды. С флегмовой емкости 8 отбирают 9 мл/ч водного слоя. Кубовый продукт колонны 5 подвергают переработке аналогично примеру 1. П р и м е р 6. Масляный слой, образующийся после расслаивания продуктов расщепления диметилдиоксана в фазоразделителе 2 (см.фиг.2), в количестве 80 л/ч направляют в колонну 5 эффективностью 25 т.т. Масляный слой имеет следующий состав, мас. Изобутилен 67,0 Изопрен 8,88 Метил-трет-бутиловый эфир 1,54 Метанол и ацетон 0,7 Триметил- карбинол 10,28 Изобутанол 0,15 Метилдигидро- пиран 1,95 Диметилдиоксан 0,92 Изобутенил- карбинол 0,46 Вода 1,0 Неидентифицированные продукты 2,39 Высококипящий остаток 4,73 Температура верха колонны 5 равна 40^оС, температура куба 110^оС. С верха колонны 5 отбирают изобутилен, который в количестве 54 л/ч возвращают в колонну 5 в качестве флегмы и в количестве 54 л/ч возвращают в реактор синтеза в качестве рециклового продукта. Рецикловый изобутилен имеет следующий состав, мас. Изобутилен 98,8 Изопрен 0,1 Метанол 1,0 Вода 0,1 С флегмовой емкости 8 отбирают 0,3 л/ч водного слоя. Кубовый продукт колонны 5 отбирают в количестве 26 л/ч в емкость. Кубовый продукт имеет следующий состав, мас. Изобутилен 0,07 Изопрен 26,91 Метил-трет-бутиловый эфир 4,68 Ацетон с примесью метанола 0,69 Триметилкарбинол 31,15 Изобутанол 0,46 Метилдигидропиран 5,91 Диметилдиоксан 2,8 Изобутенилкарбинол 1,4 Вода 1,2 Неидентифицированные продукты 10,41 Высококипящий остаток 14,32 Данный продукт из емкости направляют в количестве 132 л/ч на разделение в колонну 12 эффективностью 25 т.т. Температура верха колонны равна 40^оС, температура куба 95^оС. С верха колонны 12 отбирают изопрен-сырец, который в количестве 30 л/ч возвращают в колонну 12 в качестве флегмы и в количестве 49,6 л/ч отбирают в емкость. Изопрен-сырец имеет следующий состав, мас. Изобутилен 0,2 Углеводороды С₅ 0,15 Изопрен 80,27 Метил-трет-бутиловый эфир 11,78 Ацетон с примесью метанола 0,26 Триметилкарбинол 7,0 Метилаль 0,09 Неидентифицированные продукты 0,18 С флегмовой емкости 15 сливают 0,5 л/ч водного слоя. Из куба колонны 12 в количестве 80,6 л/ч отбирают тяжелокипящую фракцию масляного слоя, имеющую следующий состав, мас. Изопрен 0,10 Метил-трет-бутиловый эфир 0,55 Ацетон с примесью метанола 0,77 Триметилкарбинол 46,13 Изобутанол 0,58 Метилдигидропиран 10,86 Диметилдиоксан 3,2 Изобутенилкарбинол 1,7 Вода 0,6 Неидентифицированные продукты 14,91 Высококипящий остаток, который направляют на дальнейшее разделение 20,60 Изопрен-сырец из емкости в количестве 30 л/ч направляют на выделение изопрена-ректификата в колонну экстрактивной ректификации 18 эффективностью 60 т.т. Температура верха колонны 35^оС, температура куба колонны 80^оС. На верхнюю часть колонны 18 на 10 т.т. считая сверху, подают из куба колонны 30 экстрагент в количестве 50 л/ч следующего состава, мас. Метил-трет-бутиловый эфир 0,0003 Метилаль 0,0001 Пропаналь 0,0001 Неидентифицированные продукты 2,3 Метилдигидропиран 1,2 Диметилдиоксан 3,9 Изобутенилкарбинол 0,1 Вода 8,0 Триметилкарбинол 84,5 С верха колонны 19 отбирают изопрен-ректификат, который в количестве 150 л/ч возвращают в колонну 18 в качестве флегмы и в количестве 24,0 л/ч отправляют в нижнюю часть колонны 26 на отмывку от примесей экстрагента. Изопрен-ректификат имеет следующий состав, мас. Изобутилен 0,3 Углеводороды С₅ 0,2 Метил-трет-бутиловый эфир 0,0010 Метилаль 0,0003 Триметилкарбинол 0,5 Изопрен 99,0 Отмывку изопрена- ректификата проводят на колонне эффективностью 4 т.т. при соотношении изопрен:вода, равном 1:2 (по массе). Отмытый изопрен имеет следующий состав, мас. Изобутилен 0,3 Углеводороды С₅ 0,2 Изопрен 99,5 Карбонильные соединения 0,0001 Кислородсодержащие соединения 0,0005 Кубовой продукт колонны 18 в количестве 56,0 л/ч направляют на разделение в колонну 31 эффективностью 22,5 т.т. Кубовый продукт колонны 18 имеет следующий состав, мас. Изопрен 0,3 Метил-трет-бутиловый эфир и метилаль 7,6 Ацетон с примесью метанола 0,2 Неидентифицированные продукты 2,4 Метилдигидропиран 1,1 Диметилдиоксан 3,7 Изобутенилкарбинол 0,09 Вода 8,0 Триметилкарбинол 76,61 Температура верха колонны 30 равна 65^оС, температура куба 95^оС. С верха колонны 31 отбирают фракцию кислородсодержащих продуктов, которую в количестве 200 л/ч возвращают в колонну 30 в качестве флегмы и в количестве 4 л/ч отбирают в качестве побочного продукта. Фракция кислородсодержащих продуктов имеет следующий состав, мас. Изопрен 3,4 Метил-трет-бутиловый эфир и метилаль 86,4 Ацетон с примесью метанола 2,3 Триметилкарбинол 5,0 Неидентифицированные продукты 2,9 Из куба колонны 31 в количестве 52 л/ч отбирают десорбированный экстрагент состава, указанного выше, который в количестве 50 л/ч возвращают в колонну экстрактивной ректификации 18 и в количестве 2 л/ч направляют на переработку совместно с тяжелокипящей фракцией масляного слоя из куба колонны 12. Применение данного способа позволит упростить процесс разделения продуктов синтеза и снизить энергозатраты на 10% за счет замены сложного узла отмывки на более простой с меньшими количествами циркулирующей воды, уменьшения потерь изопрена за счет термополимеризации, обеспечения вывода из системы разделения карбонильных соединений и уменьшения количества сточных вод. Содержание карбонильных соединений в изопрене снижается с 0,0005 до 0,0002 мас.

Формула изобретения

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ИЗОПРЕНА ИЗ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЛОЯ, образующегося после расслоения продуктов синтеза, на основе изобутилена и формальдегида с использованием ректификации и водной отмывки продукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, снижения энергозатрат и повышения качества изопрена, углеводородный слой подвергают азеотропной ректификации с получением дистиллята, содержащего смесь углеводородов С₄, метанола и воды, и кубового продукта, который подают на экстрактивную ректификацию с использованием в качестве селективного растворителя фракции спиртов с т.кип. 80 140^oС с последующей подачей выделенного при этом изопрена на водную отмывку.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2