Способ регенерации экстрагента

 

СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ; ЭКСТРАГЕНТА, используемого в процессе выделения изопрена из продуктов двухстадийнох о дегидрирования изопентана экстративной ректификацией , включающий отделение экстрагента в десоре5ционных колоннах изоамиленовой и изопреновой фракций и очистку чаЬти циркулирующего зкстрагента от димеров пентадиена и тяжелого остатка, о т-л и. ч а ю щ и и с я тем, iTo, с целью снижения энергозатрат, перед очисткой от тяжелого остатка часть циркулирующего экстрагента, отделенного в десорбционной колонне изопреновой фракции, подвергают испарению с полу; чением парожидкостной смеси и сепарации ее с выделением жидкого потоS ка экстрагента, содержащего 5- 50 мас.% тяжелого : остатка,подаваемого на очистку, и парового потока, подаваемого в десорбционную колонну изоамиленовой фракции.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) . (И) 3(5В С 07 С 7/08; С 07 С 11/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3416247/23-04 (22) 31.03.82 (46) 07.11.83. Бюл. Р 41 (72) Б.А. Сараев, В.А. Горшков, С;Ю. Павлов, Е.A. Малов, К.В. Латышев, В.М. Ульянов, В.Н. Бызов, Ю.A. Тюряев и Ю.И. Куликов (53) 547.315.2(088.8), .(56) 1. Технологический регламент для проектирования, производства изопрена из изопентана. Ярославль, НИИИМСК, 1968, т. 3.4.

2. Авторское свидетельство СССР Р 667537, кл. С 07, С 7/08, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 687057, кл. С 07 С 7/08, 1976 (прототип). (54) (57). СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ

ЭКСТРАГЕНТА, используемого в процессе выделения изопрена из продуктов двухстадийного дегидрирования изопентана экстративной ректификацией, включающий отделение экстрагента в десорбционных колоннах изоамиленовой и изопреновой фракций и очистку части циркулирующего экстрагента от днмеров пентадиена и тяжелого остатка, о т л и. ч а ющ н и с я тем, Что, с целью снижения энергозатрат, перед очисткой от тяжелого остатка часть циркулирующего экстрагента, отделенного в десорбционной колонне изопреновой фракции, подвергают испарению с получением парожидкостной смеси и сепарации ее с выделением жидкого потока экстрагента, .содержащего 5- Я

50 мас.В тяжелого: остатка, подаваемого на очистку, и парового потока, подаваемого в десорбционную колонну изоамиленовой фракции.

10.>2506

Изобретение относится к нефтехилми, н частности, к способу регенерации экстрагентов, используемых в процессе выделения изопрена нз продуктов двухстадийного дегидрирования изопентана экстрактивной ректификацией и может быть использовано в производстве мономеров для синтетического каучука.

Известен способ регенерации экстр- 10 агента, например диметилформамида в процессе выделения изопрена из продуктов двухстадийного дегидрирования иэопентана экстрактивной ректиФикацией, включающий отделение экс- 15 трагента в десорбционных колоннах изоамиленовой и изопреновой фракций и очистку части циркулирующего э:страгента от димеров пентадиена и тяжелого остатка. В систему разделе- 20 иия изопентан-изоамиленовой фракции продуктов первой стадии дегидрирования экстрактивной ректификацией дозируют ингибитор гидролиза - циклогексанон, не вводят ингибиторов термополимеризации иэ-за отсутствия диолефинов, Экстрагент,циркулирующий . Ha первой стадии, загрязнен продуктаьщ.,гидролиза ДМФА и коррозии обору» дования, которые образуются сравнительно в небольших количествах. В системе разделения изоамилен-изопреновой фракции продуктов второй атадии дегидрнрования экстрактивной ректификацией из-за высокой концентрации пентадиенов в зоне высоких З5 температур имеет место интенсивная термополимеризация. Для предотвращения термополимеризации в систему экстрактивной ректификации вводят нитрит натрия в количестве от 0,01- 40 до 0,05 мас.Ъ. Кроме этого, для предотвращения пенообразования s систему экстрактивной ректификации вводят пеногаситель — полиметилсилоксан. Введение указанных добавок 45 приводит к накоплению в экстрагенте тяжелого остатка, который наряду с минеральными солями содержит значительное количество полимеров. Степень загрязненности экстрагента на стадии разделения изопентан-изоамиленовой фракции и изоамилен-изопреновой фракции отличается примерно в 10 раз. Система регенерации экстрагента состоит из колонны азеотропной ректнфикации ДМФЛ с водой от димеров пентадиенов и колонны вакуумной ректифнкации от тяжелого остатка. Питанием для систелы регенерации служит десорбированный экстрагент, подаваемый в количестве 60

1 нес. Ъ от циркулирующего со стадии разделения иэопентан-иэоамиленовой

;ракции и 3 вес.Ъ - со стадии выделения изопрена из изоамилен-нзоцреноэыи фракций, что составляет 65 в сумме 1 5 т на 1 т товарного ивопрена 1) .

Однако данный способ требует значительных энергозатрат, связанных с необходимостью переиспарения и конденсации больших количеств экстрагента, подаваемого на очистку.

Известен .способ регенерации экстрагентов, используемых в процессе разделения С4-С углеводородов экстрактивной ректификацией, согласно которому на очистку от примесей димеров и полимеров, накапливающихся в циркулирующем экстрагенте, направляют 20-60 .мас.Ъ десорбированного экстрагента с последующим возвратом экстрагента в парообразном состоянии на стадию десорбции (2) .

Однако остаточное содержание в тяжелом остатке очистки для различных экстрагентов.составляет .от 25 до

70Ъ, что приводит к большим их расходам. Кроме того, вывод эксФрагента на очистку в количестве 2060 мас.Ъ приводит к резкому росту расхода ингибиторов гидролиза и ! термополимеразции, так как в боль шинстве случаев при отгонке экстрагента-они остаются в кубовой фракции. Это препятствует промышленной реализации данного способа.

Наиболее близким к предлагаемому является способ регенерации эКстрагента, используемого в,процессе разделения С углеводородов разной степени насыщенности, например, в про,цессе выделения изопрена иэ продуктов двустадийного дегидрирования изопентана, который включает отделение экстрагента в десорбционных ко.лоннах и очистку части циркулирую щего экстрагента от димеров пентадиена и тяжелого остатка. Согласно данному способу в десорбционной колонне изопреновой фракции отбирают паровой поток экстрагента в количестве 0,05-20 мас.Ъ от количества экстрагента, выделенного.в этой колонне. Данный поток подвергают очистке от димеров пентадиена ректификацией в присутствии воды. Одновременно отбирают часть жидкого потока экстрагента, циркулирующего в системе экстрактивной ректификации (0,05-10 мас.Ъ от общего количества экстрагента) и его подвергают очистке. от тяжелого остатка ректификацией в присутствии углеводородного растворителя в количестве

25-100Ъ от массы экстрагента. УкаЗанный способ позволяет подавать на очистку от димеров пентадиенов поток с высокой концентрацией последних. Это уменьшает объем экстрагента, выводимого на регенерацию (3 .

Однако вопрос рационального вывода экстрагента на очистку от тяже.лого остатка -.т(3! Оп<эсоп но решает, что приводит к 333<1÷èò< Jlüllíì затратам энергосредств на регенорацию от тяжелого остатка, вследствие конденсации и переиспарения экстрагента .в процессе его очистки.

Цель изобретения — снижение энергозатрат.

Поставленная цель, достигается,, тем, что согласно способу регенерации экстрагента, используемого a . процессе выделения иэопрена иэ продуктов двухстадийного дегидрирования иэопентана, включающему отделение экстрагента в десорбционных колоннах изоамиленовой и изопреновой фракций и очистку части циркулирующего экстрагента от димеров пентадиена и тяжелого остатка перед очисткой от тяжелого остатка, часть циркулирующего экстрагента, отделенного в десорбционной колонне изопреновой фракции, поцвергают испарению с получением парожидкостной смеси и сепарации ее с выделением жидкого потока экстрагента, .содержащего

5-50 мас.Ъ тяжелого остатка, подаваемого на очистку,и парового потока, подаваемого в десорбционную колонну изоамиленовой фракции.

Таким образом, экстрагент поступает на очистку от тяжелого ос татка в виде жидкого потока, полу- ченного в результате сепарации парожидкостной смеси. При этом теп--. ло парового потока экстрагента используется для обогрева десорбционной колонны изоамиленовой фракции. Специальный вывод экстрагента на очистку из системы из разделения иэопентан-иэоамиленовой фракции отсутствует. Жидкий. поток экстраген.та поступает на очистку более концентрированным по тяжелому остатку.

На чертеже приведен один из возможных вариантов технологического оформления предлагаемого способа, Иэопентан-изоамиленовая фракция, образующаяся на 1-й стадии дегидрирования (дегидрирование иэопентана) по линии 1 поступает в колонну 2,, в которую в качестве экстрагента подают диметилформамид (ДМФА). Сверху колонны 2 по линии 3 отбирают иэопентан и направляют в рецикл на дегидрирование, а иэ куба колонны tio линии 4 отбирают насыщенный изоамиленами ДМФА и направляют в дЕсорбционную колонну 5. Сверху колонны

5 по линии 6 отбирают изоамиленовую фракцию с содержанием диолефинов

6-12 мас.Ъ. Из куба десорбционной колонны по линии 7 отбирают ДМФА: и через емкость 8 возвращают на орошение колонны .2 по линии 9.

Иэоамилен-иэопреновая,фракция, образующаяся Hà il-й стадии дегидри-. рования (дегидрирование изоамиленов) с СОй ;пжа !!Нем диолефи !Зов 2:< .3: l!<< ., " п О л и н 3! и 1 0 поступ а <е т ! а р < . ! < . ! е ! 3! < в колонну 11 экстрактивноr! рек!3!«,Нкации < куда по линии 6 3!ОД<13<3Т и:3О 3миленовую фракцию, выделенную из изопентан-изоамиленовой фракции в колон. нах 2 и 5. Сверху колонны 11 по линии 12 отбирают изоамиленовую фрак-, цию, направляемую . в рецикл на дегидрнрование, а из куба по линии 13

10 отбирают ДМФя, насыщенный,диолефинами, и направляют его в десорбер 14.

Сверху десорбера по линии 15 отбирают поток изопрена и направляют его на очистку. Боковым отбором из колонны.14 по линии 16 отбирают поток экстрагента и направляют его в колонну 17 для отделения димеров пентадиенов азеотропной ректификацией с водой. Димеры пентадиенов отбирают по линии 18 и направляют на сжигание или используют в топливных смесях. Очищенный ДИФА отбирают из куба колонны 17 по линии 19. Из куба колонны 14 по линии 20 отбирают десорбирбванный ДМФА и через емкость 21 по линии 22 возвращают ,на орошение колонны 11 ° Часть десор бированного экстрагента по линии 23 ! поступает в кипятильник 24, из которого парожидкостная смесь по линии

25 поступает в сепаратор 26 . Парообразный ДИФА по линии 27 подают в куб колонны 5 (таким образом, основ- . ную массу тепла, затраченного на регенерацию ДМФА, используют на обогрев

35 колонны 5), а жидкий продукт с повышенным содержанием тяжелого остатка по линии 28 поступает в колонну 29, где с помощью отработанного дизельного топлива, подаваемого по линии 30, 40 от тяжелого остатка, отбираемого с основной массой топлива по линии

31, отгоняют практически весь ДИФА с содержанием 5-10 мас.% дизельного топлива. Этот поток по линии 32 на45 правляют в колонну 17 для отделения

ДМФА от дизельного топлива. Для вос"становления баланса ДМФА между блоком колонн 2 и 5 и блоком колонн

11 и 4 часть циркулирующего ДМФА . из емкости 8 в количестве, равном

5О потоку линии 27, по линии 33 возвращают в емкость 21.

Пример 1. Разделение про" дуктов двухстадийного дегидрирования изопентана экстрактивной ректификацией с ДМФА осуществляют в соответствии со схемой, приведенной на чертеже. Изопентан-изоамиленовую фракцию в количестве 1 т/ч по линии 1 подают в колонну 2 экстрактивной ректи60 фикации. В качестве дистиллата колон. ны 2 отбирают 0,632 т/ч изопентана, рециркулируемого на дегидрирование.

В качестве дистиллата десорбера 5 отбирают иэоамиленовую фракцию в количестве 0,368 т/ч и направляют ее

1052506

99пп

Наименование компонента

Номер потока по схеме на фиг. 1

) 1 .. Углеводороды С4

0,09 0.,08

0,1

0,2

2. Изопентан

2,0

8., 55

8,3

60,1

92,6

0,64

3. Иэоамилены

4,4

82,2

51,4

32,0

82,53

2,4

4. Иэопрен

5. и -Пентан б . q -Амилены

1,00

5 8

89,05

4,94 . 8,09

2,4

115

3,2.8,3

0,4

1,5

8,94

2,60

0,6

7. Пиперилен

0,48

0,78

0,09

0,2

0,1

8. Углеводороды С

9. Циклопентадиен

0,33

10. Ацетиленовые ь колонну 11 экстрактивной ректификации. По линиям 7 и 9 через емкость

8 ДМФА подают на орошение колонны 2 в количестве 4 т/ч.

В колонну 11 по линии 10 подают

0,736 т/ч нзоамилен-иэопреновой фракции. В качестве дистиллата отбирают 0,818 т/ч изоамиленовой фракции, . которую по линии 12 рециркулируют на дегидрирование, а в качестве дистиллата колонны 14 отбирают . IO

0,286 т/ч иэопрена-сырца, который направляют на тонкую очистку. По линиям 20 и 22 емкости 21 осуществляют . циркуляцию экстрагента s количестве

8,830 т/ч. - !5

Составы-циркулирующего ДМФА в сис- . теме разделения иэопентан-изоамиленовой фракции (колонны 2 и 5) и э системе выделения иэопрена (колонны 11 и 14) существенно отличаются, мас.В колонны 2 и 5 - ДМФА 99,4; димеры пентадиенов 0,5; тяжелый остаток,0,1; колонны 11 и 14 - ДМФА

97,5;:димеры пентадиенов 2, тяжелый остаток 0,5 ° . 25

С целью поддержания в циркулирующем ДМФА обеих систем экстрактивной . ректификации этого уровня димеров и тяжелого остатка из колонны 14 по линии 16 отбирают 41,5 кг/ч экстрагента, содержащего в своем, составе .около 50 мас.Ъ димеров диолефинов

:и около 1 мас..%.углеводородоВ С5 и направляют его в колонну -17, где путем гетероазеотропной ректифика ции с водой от экстрагента отдедяют N димеры пентадиенов. По линии 23 из емкости 21 отбирают часть десорбированного ДМФА (250 кг/ч) и направ. ляют его в кипятильник 24, где осуществляют его частичное испарение, а полученную парожидкостную смесь подают в сепаратор 26. Пар, отделенный от жидкости в сепараторе 26, подают в количестве 237,5 кг/ч в колонну 5, а жидкий поток ДМФА, содержащий 10 мас.Ъ тяжелого продукта,- в количестве 12,5 кг/ч поступает в колонну 29 для отделения тяжелого остатка в присутствии отработанного-дизельного топлива, подаваемого в колонну 29 в количест ве 25 кг/ч по линии 30. Из куба колонны 29 отбирают 25,7 кг/ч раствора тяжелого остатка в отработанном дизельном .топливе, а в качестве дистиллата - 11,8 кг/ч ДМФА с содержанием 5% дизельного топлива и подают этот поток по линии 32 в колонну 17.

Суммарное питание колонны 17 составляет 53,3 кг/ч ° Количество дистиллата 21,8 кг/ч, количество кубового продукта, возвращаемого в емкость, 21-31,5 кг/ч.

Иэ емкости 8 по линии 33 в емкость

21 для поддержания баланса по ДМФА направляют 237,5 кг/ч ДМФА.

Таким образом, при работе в ука эанном режиме затраты пара на реге» нерацию в расчете на 1 т иэопренасырца составляют 0,02 т/ч. При работе по известному сйособу расход пара на очистку,ДМФА составляет 0,34 т/на

1 т изопрена-сырца. Составы потоков разделения приведены в табл. 1, режимы Работы аппаратов и основные технологические параметры †. в табл.2.

Т а б л и ц а 1

1052506

Номер колонны по схеме

° l 1 t I.

Таблипа 2

14 17 29

110

45 160

40

Поток 1

Поток б

Поток 10

Поток 13

118

25

Поток 14

Поток 16

Поток 28

3. Давление, ата

Верха

2,0 1,05 1,1

1,05

1,05

0,1

Куба

2,8

2,5

1,4

1,3

0iS

4. Температура, С

37

100. 100

54 36

130 . 156

73, 130

Верха

Куба .

Питания

110

156

130

160

100

«««

Пример 2. Процесс ведут аналогично примеру 1. Отличия состоят .в том,. что ДИФА, направляемый в кипятильник 24, подвергают частичному испарению н полученную парожид-. костную смесь подают в сепаратор 26.

Пар, отделенный от жидкости в сепапаторе 26, подают в количестве

187,5 кг/ч в колонну 5, а жидкость 50

B количестве 62,5 кг/ч с содержанием тяжелого остатка 5 мас.Ъ направляют в колонну 29. Для поддержания общего баланса по ДИФА между блоками ." колонн 2 и 5, 11 .и 14 по линии 33 . 55 в емкость 21 передается 187,5 кг/ч.

ДИФА. Расход пара на очистку экстр-" агентЫ при этом составляет 0 1 т на 1 т изопрена-сырца, т.е. в 3,4.раза ниже, чем в известном способе. 6О

Пример 3. Процесс ведут аналогично примеру 1. Отличие сосВНИИПИ Заказ 8786/17

Филиал ППП "Патент",.г.ужгород,ул.Проектная,4

99 Наименование параметпп ра

1. Количество практических тарелок

2. Тарелка подачи питания (счет тарелок от куба колонны) « тоит в том, что из сепаратора 26 отбирают 247,6 кг/ч пара и направляют в колонну 5, а жидкбсть. в количестве 2,5 кг/ч с содержанием тяпелого остатка 50 мас.Ъ направляют в колонну 29. Для поддержания общего баланса по ДИФА между блоками разделения изопентан-изоамиленовой фракции и выделения изопрена в емкость 21 по линии 33 поступает

248 кг/ч ДИФА. Расход пара на очистку составляет 0,005 т на 1 т иэопрена-сырца.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет резко сократить энергозатраты на очистку экстрагента в процессе выделения изопрена и получить экономический эффект на установке. мощностью

+0 тыс. т иэопрена в год

470 тыс.руб.

Тираж 418 Подписное