Способ выделения бутадиена

 

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БУТАДИЕНА из бутадиевсодержащих фракций кемрсорбииёй с испопьзованием в качеотве погпотитвпьного раствора водно-аммиачко1Ч} раствора ацетата закиси м0ди, осуществляемый путем подачи исходно фраквии в среднкяо часть копоинь хемо сорбшаи, поглотительного раствора в верхнюю часть с отводом бутеновой фракции с верха копЬнйы и насыщеиноро Шгпотитепьного pacTfiopa вз куба копояны хеМосорбции с поспедую с ей подачей васмше ного погпотитепьиого раствора на предйаритёпьную десорбцию и окончат0пьну десорбцию и возвратом буте -бутад ей ж й фракции, десорбифованной не стаанй предварительно , в куб К01ЮНВЫ хемосорбции, о т п.г ч а ю щей с я тем, что, с целью повышения чистоты бутадиена или снижения pacxcxia петло титепьвого раствора, предваритвльну дв сорбиию осутцествпяют в две ступешс прк нагреваний насыщеаного поглотительного раствора на ЗЕЮрвой ступени и на второй ступени до 35-45 С, и 4f полните льно выделенную ш первой стрбвнн предваритеЛЫ10Й десорбции бутёвсхшержащую эакцию возвращают в колонну хемосорбинв, в зону, р1асполаженвую между точками подачи исходной кцШ К поглотительного i5aствора, или в зону, расположенную между точками подачи во ходйой фракции и кубом коЛонвы хемо COpi6l BH.

„.Я0ÄÄ 1027146 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с верха:колонны:и насыщенного погпоти- . тецьного растфора из куба кОЙОнны хемо сорбции с последующей подачей Иасыщеиного погнотитепьного раствора на предварительную десорбцию и окончатЕпьную десорбцню и возвратом бутан-бутадие Новей фракции, десорбироваиной ие стадии предварительной десорбцни, s куб колонны хемосорбцни, о т п.н ч а ю щ и й с я тем что с. цепью пойм%ения чистоты бутадиена.ипи снижения расхода ногпо титепьного раствора, предварительную де сорбцию осуществляют в две ступенж3 opR нагревании насыщенного погпоти1 ецьного раствора на первой ступени до 10-30 С о и на второй ступени до 35-45 С, и no- . р попнитепьно аыдепенную на первой ступени предварительной десорбпни бутенсодержащую -фракщао возвращают в копонну хемосорбции,. в зону, - распопоженную Мехсду точками подачи исходной фракции и погпотитепьного раствора, ипи в зону, 8 распопожениую между точками подачи ис" Ваы ходкой фракции и кубом копонны. хемосорбцни., Щ:, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3339702/23-04 (22) 21.09 81 (46) 07.07.83. Бюп. М 25 (72) C. Г. Кузнецов, B.À. Горшков, С.Ю. Павпов, В.В.Юдин, Е.И. Приходько и В.М. Щинников (5 Э) 547. 315.2(088. 8) (56) 1. Патент США % 2388928, кп. 260-681 5, опубпик, 1945.

2. Патент США % 2453853, кп, 260-681.5, опубпнк. 1948.

З..П.А.Кирпичников и др. -Альбом технопогических. схем основных произ,в опств промышленности синтетического гсаучука, Л., Химия, 1976, с. 14-16 (протетип) . (54)(57) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БУТАДИЕНА иэ бутадиенсодержащих фракций хемосорбцией с использованием в качеотве погпотитепьного раствора водно-аммиачного раствора ацетата закиси меди, осуществляемый путем подачи исходной фракции в среднюю часть копонны хемс сорбпии, погпотитепьного раствора в sepx. нюю часть с отводом бутеновой фракции др С 07 C 7/156„С 07 С 11/167

10271 46 2

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к выщелению бутааиена иэ бутадиенсоцержащих фракций, образующихся в процессах дегидрирования н-бутана и пиролиэа, и может быть использовано в производстве бутадиена — основного мо номера для производства синтетического каучука.

Для выцеления бутадиена из продуктов двустацийного цег-шрирования н-бу t0 тана и С -фракции пиролиза в промышленности применяется способ хемосорбции водно-аммиачным раствором ацетата закиси меди, который на большинстве промышленных установок не обеспечивает необходимой степени разделения, что приводит к потерям бутадиена и снижению его качества.

Известен способ выцеления бутадиена из. С -фракций, coneржащий ацетиленовые углеводороды, согласно которому исходную фракцию контактируют с медно-аммиачным раствором (МАР). Насыщенный бутадиеном и ацетиленовыми соединениями погло-yg тительный раствор подают на предварительное отделение от поглощенных олефинов (предварительную цесорбцию) путем нагревания раствора от 4 цо 38 С. Выцелившився олефины возвращают в куб колонны хемосорбции, а МАР направляют на первую стадию цесорбции, где при

49-82О из раствора выцеляется бутадиен, часть которого возвращают на стадию отпарки олефинов из МАР, а другую часть выводят из системы разделения. МАР с первой ступени десорбции подают на вторую ступень десорбции с целью уда— пения из раствора ацетиленовых соецине ний при 71 110 . Десорбированный раствор со второй втупени десорбции возвращают на стадию извлечения бутадиена Ц.

Недостатком способа являются большие затраты на стадию рекуперации ам-миака, так как аммиак отгонявтся как с бутадиеном, выделяемым нв первой стадии десорбции, так и с ацетиленовыми соединениями, выделяемыми на второй стадии десорбции. Причем подача олефи- ° нов с предварительной десорбции в куб колонны абсорбции бутааиена MAP приво-50 дит к снижению степени раэцеления, так как олефиновый поток контактирует с по гло гительным раствором, насыщенным в основном бутадиеном. Поцача десорбиро ванного бутациена с первой ступени. десорбции на стацию предварительной десорбции, т.е. в зону с повышенной температурой, приводит к его частичной десорбции и перехоау в поток олефинов, поступающих в куб колонны абсорбции бутадиена МАР, что влечет эа собой потери бутадиена с бутеновой фракцией, отбираемой с верха колонны абсорбции, либо увеличение циркуляции поглотитель ного раствора.

Известен также способ выцеления бу тадиена иэ бутациенсоцержащих фракций путем хемосорбции медно-аммиачным раствором, согласно которому насыщенный углеводородами поглотительный раствор подают в отпарную колонну, в которой при 4,5-38 С от насыщенного поглотительного раствора отцеляют олефины (бутеновую фракцию), после чего поглотительный раствор поступает в десорбцион ную колонну, в которой выделяют бутациеновую фракцию. Выделенную бутеновую фракцию возвращают в куб колонны хемосорбции, а бутациеновую фракцию подают в куб отпарной колонны. В указанном, способе возвращаемые углеводороцные фракции имеют состав равновесный с насыщенным углеводородным раствором, поступающим из куба колонны хемосорб пии и куба отпарной колонны $2), Однако осуществление процесса по указанному способу требует значительно больших циркуляций поглотительного раствора, вследствие чего этот способ не нашел промышленного применения.

Наиболее близким к. предлагаемому является способ выделения бутациена из бутааиенсодержащих фракций хемосорбцией с использованием в качестве поглотительного раствора водно-аммиачного раствора ацетата закиси меди (МАР) осуществляемый путем подачи исходной фракции в среднюю часть колонны хемо» сорбции, поглотительного раствора - в верхнюю часть с отводом бутеновой фракции с верха колонны и насыщенного по-, глотительного раствора из куба колонны хемосорбции.

В промышленности хемосорбцию бута дюна NAP из бутациенсоаержащих фракций осуществляют в трех (или четырех) поглотительных колоннах, работающих как одна колонна хемосорбции. Из куба последней колонны насыщенйый МАР, подогретый за счет тепла десорбированного экстрагента и водяного пара, поступает на предварительную„ аесорбцию, которую проводят при 38 . Десорбированные пары бутенов и бутадиена с предварительной десорбции возвращают в качестве репин па в куб колонны хемосорбции, а насы3 1027 шенный раствор поступает на окончательную десорбцию. Десорбированный бугадиен с верха колонны десорбции поступает на отмывку от аммиака, а десорбированный МАР после рекуперации тепла и охлаждения возвращают на стадию извлечения бутадиена P 3).

Недостатком известного способа является подача rrapoaoro потока, содержащего бутены и бутадиен с предварительной 1О десорбции. в куб колонны хемосорбции.

Подача опефинов с предварительной десорбции в куб колонны. хемосорбции приводит к снижению степени разделения, так как невозможно обеспечить требуе- 15 мую степень вытеснения растворенных в насыщенном МАР опефинов, à спедова« тельно, и получить требуемое качество бутадиена. B этом случае необходимо либо увеличение количества МАР, подавае- gg мого в колонну хемосорбции, либо увеличение количества тарелок {либо высоты насадки) в колонне хемосорбции.

Цель изобретения - повышение частоты бутадиена ипи снижение расхода по- 2Б гпотитепьного раствора (при сохранении чистоты бутадиена на прежнем, уровне).

Поставленная цепь достигается тем, что согласно способу выделения бутадиена иэ бутадиенсодержаших фракций хемосорб- пней с использованием в качестве погпо-. титепьного раствора водно-аммиачного раствора ацетата закиси меди, осуществляемому путем подачи исходной фракции в среднюю часть колонны хемосорбпии, погпотитепьного раствора в верхнюю часть с отводом бутеновой фракции с верха колонны и насыщенного погпотитепьного раствора - из куба колонны хемосорбции с последующей подачей насыщенного погпотитейьного раствора на предваритепь» ную десорбцию, и окончательную десорбцию и возвратом бутен-бутадиеновой фракции, десорбированной на стадии предвари-. тельной десорбции, в куб колонны хемо- 4 сорбции, предварительную десорбцию осуществляют в две ступени: при нагревании насыщенного погпотитепьного. раствора на первой ступени до 10-30 С .и на втоо Ф рой ступени до 35-45 С, и дополнительно выделенную на первой ступени цредваритепьиой десорбции бутенсодержащую фракцию везвращают в колонну хемосорбции; в зону, расположенную между точкамиподачи исходной фракции и погпотитепьного раствора, ипи в зону, расположенную между точками подачи исходной фракции и кубом колонны хемосорбции.

148 4

На чертеже представлен, вариант технологического оформления процесса по предлагаемому способу.

Бутадиенсодержащую фракцию через холодильник 1 подают на извлечение бутадиена хемосорбцией в три последовательно работающие колонны 2 - 4. Сверху колонны 2 отбирают бутеновую фракцию, а насыщенный, бутааиеном МАР нз куба колонны 4 через подогреватель 5 подают на первую ступень предварительной десорбции в сепаратор 6. Пары десорбированной бутенсодержашей фракции из сепаратора 6 направляют либо в ним нюю часть колонны 3, либо в нижнюю часть колонны 2. Насыщенный МАР иэ сепаратора 6 через подогреватели 7 и 8 подают на вторую ступень предваритепь ной десорбции в сепаратор 9. Пары бутен-бутадиеновой фракции из сепаратора

9 подают в куб колонны 4, а частично десорбированный МАР из сепаратора 9 направляют на окончательную десорбцию в колонну 10. Сверху колонны 10 отбира ют бутадиен, который направляют на отмывку or аммиака, а десорбйрованный

МАР из куба колонны 10 через рекуператоры 11,. 5 и 7 и холодильник 12 воз вращают на извлечение бутайиена в копонну 2.

IT р и м е р 1. Бутен-бутадиеновую фракцию в количестве 22,О т/ч, содержащую (1 мас.% здесь и далее), %: углеводороды С9 0,3%; н-бутан 12,83; бутены 69,15; бутадиен 17,54; углеводороды С 0,18, подают с температурой

5 на выдепение бутадиена хемосорбцией

МАР в колонну, имеющую 69 практичеоких тарелок. Конструктивно колонна хемосорбции разделена на три колонны по 23 тарелки каждая и обязанные, как одна копокка.МАР амввт состав: Cu+3,0 А воа и

Со 0,34 г ион; НН 11,0 смоль; . .Я, и п

СН СОО 4;2 г-ион . п температура погпотитепьного раствора, подаваемого в колонну хемосорбции

8,5, количество 200 т/ч. Сверху коо понны отбирают 18225,6 кг/ч бутеновой фракции, имеющей состав, %: углеводороды С 0,36; н-бутан 15,49; бутены

83,27; бутациен 0,88. Насыш енный угмводородами МАР иэ куба колонны хемосорбции подают на первую. ступень -прейварительной десорбции, которую проводят» при 10 . Десорбированные угпеводоро1027146

3 ды с первой ступени преддесорбции в ко пичестве 500 кг/ч, имеющие состав, %: бутены 13,6, бутадиен 86,4, подают на

50 тарелку копонны хемосорбции (счет тарепок от куба копонны) . Частично д сорбированный МАР с первой ступени преддесорбции подают на . вторую ступень, которую проводят при 45 . Десорбирован6 ные углеводороды со второй ступени в количестве 4125,6 кг/ч, имеющие соо30 тав, %: бутены 1,3; бутадиен 98,7, возвращают в куб копонны,хемосорбции.

NAP со.второй ступени преддесорбции подают на окоичатепьную десорбцию в колонну, имеющую 40 практических таре- 15 пок. Температура куба конониы 96о.

Сверху колонны отгоняют 3774,4 кг/ч бутадиена, содержащего бутенов 0,95%

s углеводородов С 1,05% (отгоняемый . с уг евадрродами аммщас не учитывается). Концентрация бутадиен@ без учета углеводородов С 99,04%.

Десорбированный МАР иэ куба десорб-. циоиной коажиы после рекунврации тепла и охпажцещя возвращают на извлечение бутадиена в колонну хемосорбции.

Пример 2. Бутеи-бутадиэновую фракцию, имеющую состав,и количество, анапогичные примеру 1, подают на иэвпеченив бутадиена хемосорбциэй МАР в условиях примера 1.

Сверху колонны «емосорбции отбирают

18190 кг/ч бутеновой фракции, имеющей состав, % углеводороды С> 0,36; и-бу-, тан 15,82; и-бутены 83,24; бутадиен

О,В8. Йасыненный угпвводородами МАР ю куба копонны кемосорбции подают на тврвую ступень преддвсорбции, которую проходят при ЗО . Десорбнрованные угле- ® водород с первой ступени преддесорб- . =ций в количестве 3240 кг/я, имеющие . состав, % бутены 5,07; бутадиен 94,93, подают на 1О таренков копонны . хемо сор6 Ча"ю дрбр мй МАР " с пврвой ступвни преддесорбции. подают на вторую ступень, которую щкводят

apg 4О . Десорбироваиныв углеводороды со второй ступени в количестве 1090 кг/ч имеющие состав, %: бутееа 2,2, бутадиен 97,8, возвращают в куб колонны хемосорбции. МАР со второй ступени пржщесорбции подают на окончатепьнув десорбцию в усповиях примера 1. Поцучают 3810 кг/ч бутааи, содержащего 35 бутенов 1,88% и угпеводородов С 1,04%

Концентрация бутадивна беэ учета углеводородов Cg 98,1%.

Пример 3. Бутен-бутадиеновую фракцию, имеющую состав и количество, . аналогичные примеру 1, подают на извпечение бутадиена хемосорбцией МАР в условиях примера 1. Количество МАР, подаваемого в копонну хемосорбции составпяет 181 т/ч. Сверху колонны хемосорбции отбирают 18166,6 кг/ч бутеновой фракции, содержащей, %: углеводороды Сд 0,36, н-бутан 15,53, бутены

83,22; бутадиен 0,88. Насыщенный угле водородами MAP из куба колонны хемосорбции подают на первую ступень преддесорбпии, которую проводят при 18

Десорбированные углеврдороды с первой ступени преддесорбции в копичестве

633 кг/ч, имеющие состав,%: бутены

l3,1; бутадиен 86,9, подают на 24 тарепку колонны хемосорбции, Частично десорбированный МАР с первой ступени прецдесорбции подают на вторую ступень, которую проводят при 35ОС. Десорбированные углеводороды со второй ступени в количестве 2592,6 т/ч, имеющие состав, %: бутены 3,2, бутадиен 96,8, воз вращают в куб колонны хемосорбции.

МАР со второй ступени преддесорбции . подают на окончательную десорбцию в ус> повиях примера 1.Получают 3833,4 кг/ч бутадиена, содержащего бутенов 2,48% и угпевоаородов С - 1,03%. Концентрация бутадивна без учета углеводородов С

97,5%.

П р и. м е р 4 (по известному способу). Бутен-бутадиеновую фракцию, имею-. щую состав и количество, анапогичные примеру 1, подают на извлечение бутадиена хемосорбцией МАР в условиях примера 1. Копичество и состав бутеновой фракции, отбираемой сверху колонны хемосорбции, анапогичны примеру 3.

Насыщенный углеводородами МАР изкуба колонны хемосорбции подают на предварите ьную десорбцию, которую проводят при 38 . Десорбированные углеводороды о с преддесорбции, имеющие состав, %; бутадиен 96,61; бутены 3,49, в количеотве -4О66,6 кг/ч возвращают в куб колонны хемосорбции. Частично десорбироваиный МАР с преддесорбции подают на окончательную десорбцию бутадиена в условиях иримера 1. Получают бутадиен, по составу и количеству анапогичный примеру 3.

Использование предлагаемого способа жэвопяет повысить степень раздепения, что заражается пибо в повышении качеотва получаемого по предлагаемому спосс

7 1027146 8 бу бутадиена (примеры 1 и 2) по сравне- Таким образом, при использовании нию с бутадиеном, получаемым по извест- предлагаемого способа снижается расход ному способу, (пример 4) либо в сннже- . вспомогательных материалов (металнии циркуляции поглотительного раствора лической меди, аммиака, уксусной кислопри получении бутадиена того же качест- 5 ты, активированного угля), снижаются ва (примеры 3 и 4). Ecns для получения также энергозатраты (пар, холод) на из бутадиена концентрацией 97,5% (пример влечение бутадиена, качество выдепяемо3) по предлагаемому способу требуется ro бутадиена повышается. циркуляция +181 т/ч, то для получения i Годовой, экономический эффект от бутадиена того же. качества по известно- использования ищобретения составит му способу требуется циркуляция 200 т/ч 1 млн. руб.

Составитель Г. Гуляева

Редактор О. Вугир Техред Т.Маточка, Корректор О. Билак

Заказ 4664/25 Тираж 418 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауикжая наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул Проектная, 4