Способ разделения углеводородов @ или @ разной степени насыщенности

 

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ С4 ИЛИ С 5 РАЗНОЙ СТЕПЕНИ НАСЫЩЕННОСТИ путем экстрактивной ректификации с использованием экстрагента на основе диметилформамида и воды , отличающийся тем, что, с целью снижения потерь диметилформамида и сокращения энергозатрат, .используют экстрагент, дополнительно содержсвдий ацетофенон при весовом соотношении диметилформамид-вода-ацетофенон равном 0,7-0,994:0,001-0,1: :0,0035-0,20.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И

РЕСПУБЛИК (19) SU ((и

Ц5П С 07 С 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3436453/23-04 (22) 02.03.82 (46) 30.11.83-. Бюл. У 44 (72) В.Б.Поздеев, Б.A.Ñàðàåâ, В.А.Горшков, С.Ю.Павлов и Н.Г.Пуго-. вишников (53) 66.048.65(088.8) (56) 1. Павлов C.Þ..è др. Процессы выделения и очистки бутадиена. М., 4НИИГЭнефтехим, 1971, с. 36-41.

2. Павлов С.10. и др. Процессы выделения и очистки иэопрена. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1972, с. 11-19.

3. Авторское свидетельство СССР

9 159827, кл. В 01 D 11/04, 1962.

4. Авторское свидетельство СССР

9 134362, кл. С 07 С 7/08, 1959 (прототип). (54)(57) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ С+ ИЛИ С РАЗНОЙ СТЕПЕНИ

НАСЫЩЕНЙОСТИ путем экстрактивной ректификации с использованием экстрагента на основе диметилформамида и воды, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь диметилформамида и сокращения энергозатрат, .используют экстрагент, дополнительно .содержащий ацетофенон при весовом соотношении диметилформамид-вода-аце.тофенон равном 0,7-0,994:0,001-0,1:

:0,0035-0,20.

1057484 !

Изобретение относится к разделению углеводородов С или С путем экстрактивной ректификации и может быть использовано в производстве мономеров .для синтетического каучука.

B качестве разделяющих агентов 5 для разделения углеводородов С или

С разной степени ненасыщенности

Предложено большое число полярных ррганических соединений различных классов, наиболее эффективным из которых является диметилформамид (ДМФА J C1 l и 2 ).

В реальных условиях разделения

ДМФА является одним из самых селективных экстрагентов, однако при разработке промыапенного процесса экстрактивной ректификации имеются трудности, связанные с гидролитической нестабильностью и высокой температурой кипения ДМФА, приводящей к термополимеризации непредельных углеводородов в процессе разделения.

Известен способ экстрактивной ректификации многокомпонентных смесей, в котором с целью повышения стабильности и уменьшения коррозионной агрессивности ДМФА к нему добавляют углеводороды с температурои кипения ,более низкой, чем температура кипения

Растворителя, или угленодороды с температурои кипения, близкои к темпе- ЗО ратуре кипения растворителя (3 3, Недостатком укаэанного способа янляется снижение относительной летучести разделяемых углеводородов по отношению к зкстрагенту, что требует Зэ увеличения эффективности колонн и/или увеличения циркуляции экстрагента для достижения той же четкости разделения и производительности установки, что в результате увеличивает энергоем- 4О кость процесса.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разделения легких углеводородов с одинаковым числом атомов углерода в молекуле, но 45 разной степени насы енности, например углеводородов С+ или С,экстрактивной ректификацией с использованием в качестве экстрагента ДМФА.с добавкои веществ, ограничивающих растворимость углеводородов, но повышающих относительную летучесть для трудноразделимых пар, например воды, или без добавки таковых. Количество добавляемой воды составляет

0-5% при Разделении смесей алканов и алкенов и 6-10% при разделении смесей алкенон и алкалиенов (4 ).

Недостатком известного способа являются высокие потери ДМФА в процессе разделения. С целью понижения 60 температуры и потерь ДМФА в этом способе снижают давление в колонне десорбции.

Однако при этом для поддержания необходимои температуРы куба колон- 65 ны экстрактивной ректификации углеводородный рецикл из десорбера приходится подавать н колонну экстрактивной ректификации компрессором или насосом, предварительно конденсируя углеводородный рецикл. Эти затраты увеличивают энергоемкость процесса.

Цель изобретения — снижение потерь диметилформамида и сокращение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разделения углеводородов С4 или С разной сте-. пени насыщенности путам зкстрактивной ректификации, используют экстрагент, дополнительно содержащий ацетофенон при весовом соотношении диметилформамнд — вода — ацетофенон. равном 0,7-0,994:0,001-0,1

:0,0035-0,20.

Ацетофенон получают в процессе разделения продуктов эпоксидиронания пропилена гидроперекисью этилбензола в производстве окиси пропилена и стирола .и при разделении продуктов. разложения гидроперекиси изопропилбензола н производстве ацетона и фенола. Ацетофенон может быть введен в экстрагент н составе ацетофеноновых фракций, получаемых в указанных выше процессах.

Ацетофеноновая фракция, полученная в процессе разделения продуктов эпоксидирования пропилена гидроперекисью этилбензола и н производстве окиси пропилена и стирола, содержит, мас.%: метилфенилкарбинол 0,149, фенол и алкилфенол 0,01-20, стирол и его олигомеры до 1,5 и остальное ацетофенон. Фракция выкипает не менее чем на 80% в пределах температур 200-205 С.

Ацетофеноновая фракция, полученная прн разделении продуктов разложения гидроперекиси изопропилбензола в производстве ацетона и фенола, содержит, мас.%: диметилфенилкарбинол 0,1-3э; фенол и алкилфенол 0,07.—

2,5 и оста ьное ацетофенон. Эта фракция выкипает не менее чем на 75% в пределах температур 200-205 С, ! о

Ацетофенон, кипящий при 202 С, является значительно более термичес-. ки устойчивым соединением, чем ДМФА.

Введение ацетофенона не снижает коэффициентов относительной летучести углеводородов. Так, при температуре

60 6 и содержании углеводородов в экстрагенте 25 вес.% коэффициент относительной летучести 2-метил-2-бутена к иэопрену в присутствии ДМФА равен 1,38, в присутствии смеси диметилформаиида, воды и цетофенона в весовом соотношении:

1:0,05!0,10 — 1,38, 1:0,10:0,20 — 1,39.

1057484

Добавка ацетофенона не приводит к снижению растворимости углеводородов в экстрагенте.

Указанное выше отличие позволяет уменьшить потери ДМФА и затраты энергосредств путем подачи углеводородного Рецикла из десорбера в куб колонны экстрактивной ректификации самотеком за счет перепада давления . между колоннами или снижения количества рецикла. !О

Пример 1. Фракцию углеводоРодов С двухстадийного дегидрирования изойентана, имеющую состав,Mac. Ъ: углеводороды С4 изопентан 3,4; н -пентан 8,6; 3-ме- 15 тил-1-бутен 2,6; 2-метил-2-бутен

32,6; 3-метил-1-бутен. 18,9; 1-пентен-0,5; 2-пентен 2,7; изопрен 28,5; пиперилен 1,8; циклопентадиен 0,2, углеводороды С 0,1 подвергают разделению экстрактивной ректификацией с использованием в качестве разделяющего агента смеси ДМФА с водой и ацетофеноном в весовом соотношении

0,7:0,1:0,20 на колонке зкстрактивной 5 ректификации эффективностью 132 практические тарелки. Флегмовое число 3. Подача экстрагента 280 т, углеводородного питания 31,2 т. Давление верха колонны 1,01.ата, в кубе

2,4 ата. Для поддержания температуры в кубе колонны не более. 102 С подают 19,9 г парового потока углеводородов из колонны десорбции за счет перепада давления. Из куба колонны отбирают 308,8 т насыщенного экстр.агента, содержащего 28,8 r углеводородов С5 и подают в десорбционную колонну. Давление верха десорбционной колонны эффективностью 61 практическая тарелка 2,4 ата, куба 2,8 ата 40 при температурах 62 и 165 С соответственно . Потери ДМФА за счет термического разложения составляют . 5,6 кг/т изопрена. С верха десорбционнои колонны отбирают 8,9 т изопре- 45 на-сырца, содержащего 1,0% изоамиленов. С верха колонны экстрактивной ректификации отбирают 22,3 т изоамиленовой фракции с содержанием изопрена 1,6%.

Пример 2. Фракцию углеводородов С с составом, данным в примере 1, подвергают разделению в условиях примера 1 с использованием экстрагента, имеющего следующий состав, вес.ч: ДМФА 0,85, вода 0,05, ацетофенон 0,10.

Десорбцию 316,1 т насыщенного экстрагента, содержащего 36,1 т уг,леводородов, проводят при давлении верха десорбционнои колонны 60

1,01 ата и.температуре 40ОС, давлении в кубе десорбера 1,4 ата и темтемпературе 40 С, давлении в кубе десорбера 1 4 ата и температуре 148 С.

В

Для поддержания температуры 102 С в 65 кубе экстрактивной ректификации при давлении 2,4 ата подают 27,2 т изопрена-рецикла. На конденсацию и охлаждение рецикла затрачивают

2420 тыс. ккал охлаждающей воды, на подачу жидкого рецикла насосом—

40 кВт.ч электроэнергии. Кроме того, дополнительные затраты пара увеличиваются на 2,42 Гкап за счет охлаждения внутреннего потока (рецикла ).

Получают 22,3 т изоамиленовой фракции с содержанием изопрена 1,6Ъ и

8,.9 т изопрена-сырца, содержащего

1,0% изоамиленов. Потери ДМФА в описанных условиях составляют 5,2 кг на 1 т выделенного изопрена-сырца.

Пример 3. Разделению подвергают две фракции углеводородов С которые имеют следующий состав, мас.Ъ:

I фракция 3 фракция

0,2

Пропан

Изобутан 6,0

Изобутилен 4 6 6,8

d.-бутилен 28,85 20,1

Бутадиен 3,4 26,4

3,9 н-бутан

10,9 транс-р-бутилен

28,85

28,8

16,8

12,6 цис- р- бут иле н

Пентан 0 5 0,20

Колонна экстрактивной ректификации имеет 150 тарелок. Первую фракцию в количестве 21,2 т/ч подают на 101 тарелку колонны, а вторую в количестве 41 т/ч — 73 тарелки. (счет тарелок снизу). Флегмовое число 2,0. Давление верха-колонны 3,6 ата, куба

4,6 ата. Температура верха 39 С, .темо пература куба 90 С. В качестве экстрагента используют смесь, мас. Ъ: ДМФА

99,4, вода 0,1 и ацетофеноновая фракция, полученная при разложении гидроперекиси изопропилбензола 0,5.

Состав ацетофеноновой фракции, Ъ: ацетофенон 70; диметилфенил.<арбинол

28, фенол 2. Таким образом,в составе экстрагента.содержится 0,35% ацетофе- . нона. Количество подаваемогс экстрагента 308 т/ч. Сверху колонны отби-. рают 50,4 у бутанбутиленовой фракции, содержащей 0,5Ъ бутадиена.

Насыщенный ДМФА в количестве

388 т/ч подают в колонну десорбции, имеющую 40 практических тарелок. Давление верха колонны 1,45 ата, куба

1,7 ата. Температура верха 78 С, температура.куба 160 С. С верха колонны десорбции отбирают 11,8 т/ч бутадиена, содержащего не более 0,5Ъ бутиленов. Из куба колонны десорбированный экстрагент подают в колонну экстрактивной ректификации после его охлаж105.74 84

Составитель Г.Гуляева

Редактор A.Власенко Техред С,Мигунова Корректор В.Бутяга

Заказ 9505/28 Тираж 418 Подписное ! ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, Ж-35, Раушская.наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 дения. Для поддержания температуры в ,кубе колонны экстрактивной ректификац»» бутадиен в количестве 68,2 т/ч

:охлаждают и компрессором возвращают в куб колонны экстрактивной ректификаци». Расход охлаждающей воды составляет 44,2 мЗ/ч,. затраты электроэнергии на компрессор 1250 кВт-ч.

Потери ДМФА составляют в этом случае

3,8 xr на 1 т выделенного бутадиена.

Пример 4. Опыт проводят ана-10

-логично описанному в примере 3. В качестве ацетофеноновой фракций используют фракцию, полученную в процессе разделения продуктов эпоксндирования гидроперекиси этилбенэола пропиленом l5 и содержащую, мас.Ф: ацетофенон. 70, метилфенилкарбинол 28,5; фенол 1,5., Параметры разделения углеводородов и потери ДМФА аналогичны приведенным .в примере 3.

Пример 5 (для сравнения ).

Фракцию углеводородов С 5 с составом, описанным в примере 1, подвергают разделению в условиях примера 1 в присутствии в качестве экстрагента

ДЙФА. При температуре куба колонны экстрактивной ректификации 102 Си давлении 2,4 ата отбирают 338 т насыщенного ДМФА, содержащего 58 т,углеводородов.

Давление верха десорбера 1,01 ата, куба 1,4 ата при температуре куба

169 6. Из колонны десорбцин для поддержания необходимой температуры в куб колонны экстрактивной ректифика ции подают рецикл в количестве 49,1т.

На его конденсацию затрачивают

4,37 Гкал охлаждающей воды, что приводит к расходу 4,37 Гкал пара и за-, тратам на подачу рецикла 40 кВт ч1. электроэнергии

С верха колонны десорбции выделяют 8,9 т изопрена-сырца н 22,3 т нзоамиленовои фракции с содержанием изопрена 1,6Ъ.

Потери ДМФА в этом случае составляют 8,5 кг на 1 т выделенного изопрена.

Использование предлагаемого способа позволит уменьшить потери ДМФА в процессе разделения. Экономия ДМФА составит до 3,3 кг на 1 т изопрена или 3,72 руб/т.

Сокращается подача рецикла углеводородов в куб колонны экстрактивной ректнфикации. 3а счет этого экономится охлаждающая вода, греющий пар, электроэнергия. Зкономия электроэнергии до 4,5 кВт-ч на, 1 т изопрена или

0,01 руб/т. Экономия охлаждающей воды 24,5 м на 1 т изопрена или

0,18 руб/т. Зкономия греющего пара

0,491 Гкал/1т изопрена или

2,71 руб/т, Суммарная экономия на

1 т изопрена составит 6,62 руб/1т изопрена.