Способ разделения углеводородов с4-с5 разной степени насыщенности
Патент 732226
Авторы
Способ разделения углеводородов с4-с5 разной степени насыщенности
Иллюстрации
Реферат
I:.
О П-И С-- --А-Н И Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик (ii 732226 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22} Заявлено 23, 1 2.77 (2 I ) 2559449/23-04
2 (51)/й. Кл.
С 07 С 7/08
С 07 С 11/02 с присоединением заявки,%
Гооударотвекиый комитет (23) Приоритет
Опубликовано 05.05.80. Бк)ллетень №17
Дата опубликования описания 07.05.80 по делом иэо11ретеиий и открытий (53) УД1(547.315, .2 (088.8) Б, А. Сараев, В. В. Смирнов, С. 10. Павлов,, Н. B. Лемаев, П. А. Вернов, 10, Н. Милославский, Н. Г. Черкасов, Е, Л, Осовский, А. II. Ворожейкин и В. Л, Рудковский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ
С -С РАЗНОЙ СТЕПЕНИ НАСЫ1ЦЕННОСТИ
4 5
Изобретение относится к способам разделения углеводородов С -С разной степе5 ни насыщенности путем экстрактивной ректификации в присутствии полярных органических экстрагентов и может найти ши5 рокое применение в промышленности синтетического каучука, в производстве основных мономеров — бутадиена и изопрена.
Известен способ выделения диолефинов экстрактивной ректификацией с подачей в
1О колонну экстрактивной ректификации углеводородного рецикла (11. Инертный раст воритель (углеводородный рецикл) подают
B жидкОЙ фазе В колонну экстрактивнОй
15 ректификации, затем в составе насыщенного экстрагецта направляют в десорбер, где отделяют диолефины, и в дополнительный десорбер, где отделяют от экстрагента инертный растворитель, конденсируют и возвращают в жидкой фазе в колонну экстрактивной ректификации.
В качестве инертного растворителя используют углеводород, имеющий, по край ней мере, на один атом углерода больше, чем выделяемые диолефины, напр гексан, гептан. B результате разбавления кубового продукта колонны экстрактивной ректификации и снижения температуры кипения в ку-бе колонны существенно снижается термополимеризация диолефинов.
11едостатком такого способа является введение специального инертного растворителя, что приводит к необходимости установки дополнительной колонны для его рекуперацип из экстрагента и отрццател1 но сказывается на технико-экономических показателях процесса.
По технической сушности и достигаемому результату к предлагаемому спосОбу наиболее близок способ выделения углеводородов С -С разной степени насышен5 ности путем экстрактивной ректификации в тарельчатой колонне с выделением в виде дистиллата алкан-алкеновой фракции и кубового продукта, который направляют в среднюю часть десорбера с выделением
732
226 в виде верхнего продукта алкадиенов, нижнег о продукта-экстрагента, возвращаемого на экстрактивную ректификацию, и бокового продукта — углеводородного потока, ко-. торый отбирают выше места ввола кубового продукта и подают на стадию экстрактивной ректификации.
Углеводородный ноток содер>кит 1015 вес.% циклогексана и 85-90 вес.% диолефинов; его отбирают в паровой фазе в виде бокового продукта из зоны, распс»ложенной на 5-10 тарелок выше места ввода насыщенного экстрагента в десорбер, конденсируют и возвращают H кипятилы ик колонны в. жидкой фазе.
Недостатками способа являются накопление алкенов в контуре: куб колонны экстрактивной ректификации - десорбер, что снижает эффективность разделения, а также высокий расход пара в кипятильниках колонны акстрактивной ректификации из-за подачи углеводородного потока в жидкой фазе.
Целью изобретения является повышение степени разделения.
Цель достигается способом разлеленпя углеводородов С4 -С разной степени насыщенности путем экстрактивной ректификации в тарельча той колонне с вы дел ен и ем в виде дистиллата алкан-алкеновой фракции и кубового продукта, который направляют в среднюю часть десорбера с выделением в вице верхнего продукта алкадиенов, нижнего продукта-экстрагента, возвращаемого на экстрактивную ректификацию, и бокового продукта углеводородного потока, который отбирают выше места ввода кубового продукта и в паровой фазе подают между точкой ввода исходного сырья и точкой отбора кубового продукта тарельчатой колонны.
Отличительным признаком способа является подача углеводородного потока в паровой фазе между точкой ввода исходного сырья и точкой отбора кубового про- 45 дукта тарельчатой колонны.
Предложенный способ дает возмо»ность существенно повысить концентрацию выделяемого алкадиена, увеличив таким обра50 зом эффективность агрегата экстрактивной ректификации в целом.
Кроме того, подача рецикловой углеводородной фракции в паровой фазе позвс»ляет 10-20% тепла подвести за счет го55 рячей воды, образующейся в избытке на стадии дегидрирования алканов с разбавлением водяным паром. Зто соответстенно лает возможность сберечь 10-20% па4 ра или 3-6 т/ч при мощности установки зкстрактивной ректификяцпи 1 1 0 тыс.т нзопрена в год.
Предлагаемый способ разделения может быть осуществлен Ilo технологической схеме, изображенной на чертеже.
Ллкап-алкен-алкалиеновая фракция по л>щии 1 поступает в колонну 2 экстрактивной ректификации. С верха этой колонны отбирают по линии 3 алкан-алкеновую фракцию. Из куба колонны 2 по линии 4 выволят насыщенный экстрагент и подают в десорбционную колонну 5. С верха этой колонны по линии 6 отбирают десорбированные алкадиены, а экстрагент по линии 7 направляют на орошение колонны 2, Из колонны 5 по линии 8 в паровой фазе отбирают углеволородный поток, конденсируют в аппарате 9, насосом подают в испаритель 1 0 и затем в паровой фазе на 1-40 тарелку колонны 2.
Пример 1 (по известному способу).
Изоамилен-изопреновую фракцию дегидрирования изоамиленов подвергают разделению экстрактивной ректификацией с диметилформамидом по схеме, аналогичной приведенной на чертеже, по углеводородный рецикл, отбираемый из десорбционной колонны, конденсируют и в жидкой фазе подают в кипятильник колонны экстрактивной ректификации, имеющей 120 колпачковых тарелок. Давление в верху колонны
1,1 кг/см, температура 37 С, Температура в кубе этой колонны 90 С, давле-. ние 21 кг/см . Исходную фракцию пода2 ют в количестве 100 кг/ч, флегму
269 кг/ч, экстрагент 810 кг/ч. С верха колонны отбирают изоамиленовую фракцию в количестве 68,6 кг/ч. В куб колонны экстрактивной ректификации подают 153,6 кг/ч рецикловой углеводородной фракции, а из куба отбирают 995 кг/ч ненасыщенного экстрагента.
Насыщенный экстрагент подают B десорбиионную колонну, имеющую 65 тарелок, на 30 тарелку. Давл ение в верху этой колонны 1, 1 кг/см, температура а. 2.
38 С.. Давление в кубе 1,3 кг/см, темо пература 158 С. С верха колонны отбирают 31,4 кг/ч изопрена-сырца, а из куба выводят 810 кг/ч десорбированного экстрагента. На пять тарелок выше места подачи насыщенного экстрагента в паровой фазе отбирают углеводородную рецикловую фракцию в количестве 153,6кг/ч и после конденсации в жидкой фазе полают
5 732226 6 в куб колонны экстрактивной ректифика- лонны экстрактивиой ректификапии 86, 2 кг/ч дии. Состав продуктов разделения дан в или 2,74 т на 1 т выделенного иэопренатабл. 1, Расход пара в кипятильнике ко- сырца.
Таблица 1
Углеводороды С4 0,70
1,01
Изопентан 1 2, 0
1 7,48
3-Метил-1-бутен
3,40
5,0
О, 15
0,1 н-Пентан
2,91
1-Пентен
2,0
2-М етил-1-бутен
19,18
5,68
2-Пентен
1,4 Пентадиен
0,10 0,15
2-М етйл-2-бутен 32,79
47,45
83,0
1,0
0,02
2-М етил-1бутин
0,002 0,002
0,005
1, 3-Пентадиен
3,30
10,53
10,0
Циклопентадиен
0,40
18,6
1,28
1-Пентин
0,01
О,001
2-М етил»2-6утен-3-ин
0,0035 0,0035
0,0134 0,0134
2-Пентин
Угл еводс родь С
0,64
0,64
0,20
Лиметилформам
81,4
0,5
13,08
3,88
Изопрен 2 8, 0
2-Бутин 0,01
0,02
0,005
1,28
0,001
3,00
84,51
0,024
7 732226 8
Пример 2. Процесс проводят, углеводородной фракции работает при как в примере 1, но рецикловую углево- 76 С и обогревается горячей водой. дородную фракцию подают в паровой фазе Расход пара в кипятильнике экстракна 3 тарелку от куба колонны экстрактии- тивной ректификации 56 кг/ч или ной ректификации. Температурный режим 5 1,77 т на 1 т выделенного изопреи материальный баланс процесса те же,> на-сырца. Состав продуктов разделения что B примере 1. Испаритель рецикловой приведен в табл. 2. Таблица 2
Углеводороды С 0,70
1,01
Изопентан 1 2, 0
3-N етил-1-бутен
3,40
0,10
5,0
0,15 н-Пентен
1-Пентен
2,9
2,0
2-Метил-1-6утен
19,2
13,08
3,88
1-Пентен
5,7
1,4-Пентадиен
0,15
0,10
2-Метил-2-бутен
32,79 47,75
2,1
1,0
Изопрен
2-Бутик
1,0
28,0
85,41
0,024
86,51
0,01
0,024
3-Метил-1-бутин
0,005
0,002
0,002
1,3-Пе нтадиен
3,30
10,53
ЦиклопентаДИОН
18,6
0,40
1,28
1,28
1-Пентин
0,01
0,001
0,001
2-M етил-1-бутен-3-ин
0,02
0,005
0,0035
0,01 34
0,0035
2-Пентин
0,0134
732226
«0
Продолжение табл. 2
Углеводороды С
0,20
0,64
0,64
Диметилформамид
81,4
0,50
Таблица 3
Как видно из табл. 1 и 2, концентрация изопрена (при подаче углеводородного рецикла в паровой фазе на 3 тарелку от куба) возрастает на 2 абс.% при сокращении расхода пара на 35,6%. 20
Пример 3. (по известному способу).
Изоамилен-изопреновую и изоамиленовую фракции подвергают разделению экстрактивной ректификацией с М -метилпирролидоном, содержащим 5% воды, по схеме примера 1 на тех же колоннах. Режим колонны экстрактивной ректификации тот же, что и в примере 1.
Изоамилен-изопреновую фракцию нодазю ют в количестве 90 кг/ч, а изоамиленовую — 45 кг/ч. Флегмы используют
288 кг/ч, экстрагента - 865 кг/ч. С верха колонны отбирают 103,2 кг/ч изоамиленов. B куб колонны экстрактивной ректификации подают 164,5 кг/ч рецикловой углеводородной фракции, а из куба отбирают 1061 кг/ч насыщенного экстрагента, Последний направляют в десорбционную колонну, имеющую 65 тарелок, на
30 тарелку. Давление в верху колонны
1,1 кг/см, температура 38 С. Давление
2. О о в кубе 1,3 кг/см, температура 145 С.
Углеводороды С, 0,70 0,61
Изопентан 1,90 12,00 11,34
С верха колонны отбирают 31,8 кг/ч изопрена-сырца. Из куба выводят 865 кг/ч десорбированного экстрагента. На пять тарелок выше места подачи насыщенного экстрагента в паровой фазе отбирают углеводородную рецикловую фракцию в количестве 164,5 кг/ч и после конденсации в жидкой фазе подают в куб колонны экстрактивной ректификации. Состав продуг; тов разделения дан в табл. 3.
Расход пара в кипятильнике колонны экстрактивной ректификацип 96,8 кг/ч или 3,04 т на 1 т выделенного изопре на-с ырца.
Пример 4. Процесс проводят, как в примере 3, но рецикловую углеводородную фракцию подают в паровой фазе на 40 тарелку от куба колонны экстрактивной ректификации. Температурный режим и материальный баланс процесса те же, что в примере 3. Испарптель рецикловой углеводородной фракции работает при о
74 С, и обогревается горячей водой, получаемой при дегидрировании изоамиленов.
Расход пара в кипятильнике экстрактивной ректификации 62 кг/ч или 1,95 т на 1 т выделенного изопрена-сырца. Состав продуктов разделения приведен в табл, 3.
732226
П родолж ение та
3-Метил-1-бутен 5,40 3,40 5,35 и-Пентан
010 010 009
1-Пентан 3,30 2,00 3,1 9
2-М етил-1-бутен 21,2 13,08 20,74
6,50 3,88 6,24
2-Пентен
0,10 0,087
2,5
52,70 32,79 51,36 9,0 7,0
3,5
6,40 28,0
1,00 76,4 78,4 81,9
82,9
0,018
0,01
0,002
0,005
12,30
2,1 3,30
Биклопента1,13
0,40 диен
0,001
0,10
1-Пентин
0,012 0,01
0,01
2-Пентин
1,129
1,129 1,1
0,20
0,4
0,40,4
90 103,2
31,8 31,8
1, 4-Пентадивн
2-М етил-2-бутен
Изопрен
2-Бутин
3-М етил-1-бутин
1, 3-Пенчадиен
2-M етил-1-бутен-3-ин
Углеводороды
С
Йиметилформами
0,02
0,005
0,02 0,018 0,02
0,002 0,002 0,002
12,0 12,30 12,0
1,1 1,13 1.1
0,001 0,001 0,001
0,03 0,003 0,003
0,003
0,012
73Р2
Как видно из составов изопрена-сырца, приведенных в табл, 3, концентрация изопрена при подаче углеводородной рецикловой фракции в паровой фазе на 40 тарелку от куба повышается на 5 або.% при сокращении расхода пара на 35,8%.
Формула изобретения
Способ разделения углеводородов С4-С о
5 разной степени насыщенности путем экстрактивной ректификации в тарельчатой колонне с выделением в виде дистиллата алкан-алкеновой фракции и кубового продукта, который направляют в среднюю часть десорбера с выделением в виде верхнего продукта алкадиенов, нижнего продуктаэкстрагента, который возврашают на экое
26 14 рактивную ректификацию и бокового продукта — углеводородного потока, который отбирают выше места ввода кубового продукта и подают на стадию экстрактивной ректификации, G т л и ч а ю шийся. тем, что, с целью повышения степени разделения, углеводородный поток в паровой фазе подают между точкой ввода исходного сырья и точкой отбора кубового продукта тарельчатой колонны.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1, Патент CEA No 2993841, кл. 260-681.5, опублик. 1961.
2. Технологический регламент для промышленного проектирования производства изопрена из изопентана,т. 4, п/я
В-8585, Ярославль, 1968 (прототип).
ЦНИИЛИ Заказ 1646/15 Тираж 495 Подписное
Филиал ППП "Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4