Способ разделения бутан-бутиленовых смесей

 

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ БУТАН-БУТ№ ЛЕНОВЫХ СМЕСЕЙ путем экстрактивной ректификации в п{жсутсгвии растворителя, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве растворителя используют окись мезитила.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECllVSËÈН (19) (11)

3(51) С 07 С 7 08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3491154/23-04 (22) 16.09.82 (46) 23.12.83. Бюл. Р 47 (72) Г. Л. Балашова, Л. П. Блинова, .

А. В. Румянцев и Л. Ф. Митрофанов (71) Омский завод синтетического каучука (53) 547.313.4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 259825, кл. С 07 С 7/08, 1965.

2. Коган В. Б. Азеотропная и экстрактивная ректификация. Л., ГХИ, 1961, с. 288 — 290 (прототип). (54) (57) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ БУТАН-БУТИ

ЛЕНОВЫХ СМЕСЕЙ путем экстрактивной .ректификации в присутствии растворителя, о т л и ч а ° ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве растворителя используют окись мезитила.

1062203

Изобретение относится к разделению углеводородных смесей экстрактивной ректификацией в присутствии растворителя и может быть использовано в нефтехимической промыш ленности.

Известен способ разделения смесей углеводородов различной степени насыщенности путем экстрактивной ректификации с использованием в качестве растворителя ацетонитрила или его смесей с водой (1).

Недостатком способа является необходимость отмывки получающихся фракций углеводородов от ацетонитрила, кроме того, при гидролизе ацетонитрила образуется уксусная кислота, выэывающая коррозию оборудования, Известен также способ разделения углеводородных смесей С4 различной степени насьпценности путем экстрактивной ректификации в присутствии в качестве растворителя ацетона или его смесей с водой (2).

Недостатком известного способа является то, что ацетон, образуя азеотропные смеси с углеводородами, попадает в выделяемые фракции, что требует отмывки их от ацетона, Кроме того, ацетон имеет недостаточную селективность, так коэффициент относительной летучести бутана и бутиленов составляет 1,26.

Цель изобретения — упрощение технологии процесса за счет исключения попадания селективного растворителя в выделяемые углеводороды и устранения стадии отмывки их от растворителя.

Поставленная цель достигается способом раэделеш я бутан-бутиленовых смесей путем экстрактивной ректификации s присутствии растворителя-окиси мезитила.

Окись мезитила — устойчивое соединение с т. кип. 130 С, в воде практически не подвергается гндролизу, Не образует с углеводородами азеотропных смесей. Имеет относительно малую токсичность.

Пример 1 (для сравнения), Разделению подвергают 200 r бутан-бутиленовой смеси следующего состава, вес.%: С4 — С3

0,07; i — С4Н <о 0,45; и — С4Н1 65,68;

i — С„Н8 0,07; сумма бутиленов 32,15; бутадиен 1,78; С 0,06 в присутствии водного ацетона при весовом соотношении углеводороды:растворитель 1:14. Процесс проводят при 60 С и давлении 6 атм.

В результате получают 66 г бутиленов состава,%; я — С Н4, 4,64; i — С4Н8 0,69; сумма бутиленов 88,48; бутадиен 6,19 и 134 г бутановой фракции состава,%: С вЂ” С3 0,12;

i — С4Н О0,25; и — C<,Н1 95,68; сумма бутиленов 3,95, П р и м - =p 2. Проводят разделение бутан-бутеновой смеси аналогично примеру

1, но и :пользованием окиси мезитила в качестве растворителя, Получают в результате эксперимента 70 r бутиленов состава,%: н — С4 Н ц> 3,05; i — C4H 8 0,70 сумма бутиленов 91,04; бутадиен 5,21 и 130 r бутановой

5 фракции состава,%: С вЂ” С g 0,12; i — С4Н8

0,27; н — С4Н1 96,93; сумма бутиленов 2,68, Пример 3. В условиях, аналогичных примеру 1, разделяют бутан-бутиленовую смесь состава,%: i — C4H<00 32 и — С4Н1о 60 348 сумма бутиленов 36,507; С4Н6 2,824. Растворитель — окись мезитила в соотношении к разделяемой смеси 12:1. Получено 70 г бутиленов состава,%: и — С4Н40 2,7; i — С4Н40 0,4; сумма бутиленов 94,26; С4Н6 2,64 и 130 г

15 бутановой смеси состава,%: — С4Н 4, 0,2; н-бутан 97,43; сумма бутиленов 2,47.

Пример 4. Аналогично примеру 3 разделяют бутан-бутиленовую смесь состава,%:

С) 1,366; — С4Н4о 0,58; н — C4H

20 сумма бутиленов 36,78; С4Н6 3,33, Получают 70

70,4 г бутиленов состава,%: i.— С4Н400,46; и-бутан 2,1; сумма бутиленов 92,34; С4Н6

4,1 и 129,5 бутановой фракции состава,%; с ) 1,42; i — c4H4ii 0>22; н — с4н4о 96,76;

25 сумма бутиленов 1,6.

С целью подтверждения полученных результатов определяют коэффипиенты активности углеводородов и их растворимость в раствори- телях.

П р и и е; р 5. Определяют коэффициент относительной летучести (К,) бутана и / -бутиленов при относительной концентрации Р бутиленов в углеводородной смеси 50 вес.%.

Определение проводят в изотермических условиях при 40 С путем барботажа углевоо дородной смеси через растворитель до тех пор, пока составы входящего и выходящего газов не сравняются. Коэффициент относительной летучести при 40 С и содержании Р -бути о ленов в углеводородной смеси 50 вес.% равен

1,7.

В табл. 1 приведены результаты определения коэффициента относительной летучести.

Селективность растворителя — окиси мези -:. .тила мало меняется при изменении насьпцения.

При 65 С селективность при изменении насыо щения от 0,lдо 0,,4 мольной доли изменяется всего g 1,74 до 1,71.

Пример б. Определяют растворимость компонентов бутан-бутиленовой смеси в окиси мезитила и для сравнения — в водном ацетоне и ацетонитриле. Полученные данные представлены в табл. 2.

Из представленных данных видно, что окись, мезитилена при высокой селективности обладает большей растворяющей способностью, чем ацетон или ацетонитрил. Это позволяет сократить расход селективного растворителя. Количество растворителя можно сократить по от1062203 ношению к разделяемой смеси до 8:1 (вместо

14:1 для ацетона).

Кроме того, вследствие того, что окись г мезитила не образует с углеводородами С4

Условия проведения опьпа

Бути лены

С 3-Бутан

Окись мезитнла

Опыт 1

84,52

86,14

8,815 . 6,817

6,665

7,043

0,299

0,358

6,564

С4Н О 032

С4Н 40 60 34

7,299

0,409

7,389

0,288

7,241

7,493

7,368

0,274

Опыт 2

84,347

8,079

7,574

0,214

0,291

4,942

С 1 1,3664 0,215

88,7175 6,34

87,8452 5,835

0,09

6,32

0,247

0,126

87,27

5,939

0,213

6,791

88,833 6,041

90,266 4,786

5,126

0,06

4,998

0,049

i — С4Н(o 0,58 через окись мезитила при 40 С

Пропускание бутан- бутиленовой фракции состава, вес.% С4Нд 36,507

С4Н6 2,824 через окись мезитила при 40 С

Пропускание бутан-бутнленовой фракции состава, вес.%: и-С4Н О 0,5777 и — С4Н8 36,78

С4Н6 3,3291

86,137

85,37 .

85;139 азеотропов, можно, подавая необходимое количество орошения в колонну разделенюг при р 4 — 5 атм практически не допускать уноса растворителя, а следовательно, исклю5 чнть отмывку углеводородов от растворителя. Таблица 1

Хроматографический состав фазы, вес.%

1062203 °

Продолжение табл. 1

Хроматографический состав фазы, вес.%

Условия нроведевня опыта

Бупше- Бутан Давииил

63,574

63,398

34,1

34,214

2,017

2,03

1,41

1,91

Z7,38

1,778

59,287

2,247

1,52

61,18

1,716!,625.cf 1,6

Опыт 2

36,6779 60,015

2,802

1,53

С 1,3664 .и — С1Н 10 0,5777

1,гг

2,892

1,872

2,05 и — С4Н8

2,332

1,35

36,78

2,548

1,33

3,3291

2,545

61,50

1,79 . р-1,55

Опыт 1

Пропускание бутан-бутиленовой фракции состава, вес.%:

С4 Н о 0,32 и-С, Н10 60,348

С Н 36,507

С Н 2,824 через окись мезитила при 40©C

Пропускание бутан-бутиленовой фракции состава, вес.%:

i-С4Н,1с 0 58 через окись меэитила при 40 С

20,431

38,175

36,829

37,789

33,748

38,381

38,051

35,906

58,999

64,007

59,074

59,341

Коэффициент относительной летучести й

1062203

Таблица 2

Хроматографический анализ жидкой фазы

Содержа- Соде рж»ние бута. ние бутина, вес.% ленов, вес.%

Содержа- Содержа ние аце- ние оки тона, вес.% зитила, вес.%

Опыт 1

Опыт 2

Опыт 3

Опыт 4

Опыт 5

Условия проведения опыта

Пропускание бутана через

87 o.Hûé водный раствор ацетона при 40 С

Пропускание бутиленов через

87 o-ный водгый раствор ацетона при 40 С

Пропускание бутана че1кз окись мезитила при 40 С

Пропускание бутиленов через окись мезитила при

400С

Нропускание бутан-бутиленовой фракции через окись мезитила при 40 С

Опыт б

Пропускание бутан-бутиленовой фракции через о ацетон водный при 40 С

96,425

97,267

97,061

96,671

97,424

95,575

94,146

91,912

92,148

92,626

91,607

97,729

90,566

90;549

92,079

90,763

86,175

78,973

81,626

82,9

74,664

80,628

83,178

80,766

82,803

80,558

83,633

95,105

94,592

91,615

93,975

94,403

Содержание ацеонитриа, вес.%

3,575

2,732

2,938

3,328

2,575

2,271

9,434

9,451

7,921

9,237

6,728

8,052

6,763

8,197

6,766

2,573

2,641

3,674

2,916

2,485

3,187

4,609

6,536

6,133

5,881

6,791

8,375

14,016

10,289

9,51

16,516

10,697

5,129

5,905

5,702

6,321

5,546

2,095

2,388

4,195

2,799

2,773

1062203

Продолжение табл. 2

Хроматографический анализ жидкой фазы

Ф

Условия проведения опыта

Содержа е ок

Опыт 8

87,332 6,006

87 735 6,153

94,75 2,215

93,993 2,338

Составитель Н, Кириллова

Техред Л.Пилипенко Корректор Г. Решетник

Редактор Н. Егорова

Тираж 418 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10152/25

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Опыт 7

Пропускание бутан- бутнленовой фракции через ацетонитрнл при 40 С

Пропуск ание бутан- бутиленовой фракции через окись мезитила при 80 С

Содержание ацетона, вес.% одержа ние ацеTOHHTPP.«« ла, вес.%

94,97

94,149

91 089

90,966

Соде рж»е бутавес.%

2,867

2,477

3,403

4,006 одержание бутиенов, ес.%

1,883

2,801

4,475

4,243

5,35

5,178

2,488

2,997