Способ выделения бутана и бутилена из контактного газа дегидрирования бутана

 

СПОСОБ ВЬЩЕЛЕМИЯ JBVTAHA И ВУ1ШША ИЗ KCttiTAICFHOFO ТАЗА даГНЩ ШШАЙИЯ БУТАНА вютйадюадай комi jWAeipoJBaHiie котактного газа, кооденсашю его с 1Юлучением конденсата и несконденсяровшных газов, абсорбцию, последашх, стабили- i этцию и ректи4«кадаю конденсата от леткокяпяиок и высокоюшящнх углеводородов с разделением полученной 1фн этом бутан-бутнленовой шсаин экстрактивной ректнфнкашей, о т Л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью сКнжения энергозатрат, потерь углеводородов Су н упрощения технологии процесса, абсорбщда нескондйюированных газов нроводят экстрагентом, используемым для экстряктнвной ректификации, в соотношении несконденсированньй газ: зкстраг.ент 1:2,10-5,12 и насьпденный зкстрагент подают в колонну экстрактивной ректификации в точку, расположенную между вводами в эту колонну бутан- 3 бугаленовой фракщш и 3KCTj5areHTa. (Л

СОЮЭ СОВЕТ(НИХ

ЯЗЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН (19) (11) 4(5!1С 07 С,7/10

К АВТОРСИОММ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3 9СУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

fO ДЕЛАМ ИЖЖРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (2l) 3639155/23 — 04 (22) 02.69.83 (46) О7.0б.85. Бюл. У 21 (72) В. В, Кузьмвнко, В, М. Матвеев

Г. И.,Васильев, Е; Г. висельников, В. В. й1иц . кин и Н. С. Умнов (53) 547.313.4(088.8) (56) 1. Башкатов Я. И. Технология синтетических каучуков. М., "Химия", 1986, 37 — 65.

2. Кирпичников Н. А. и gp. Альбом технологических схем основных производств цромьиылениоети синтетического каучука.

Л., "Химия", 1976, с. 8 — 13 (ирототии). .(54)(57) СПОСОБ ВЬЩБЛЕИИЯ БУТАНА И

БЛИННА ИЗ ИЗНТАКТНОГО ГАЗА. . ДКГИДРИР(:ЕАНИЯ БУТАНА, включающий . коьь пр*имироваиие контактного газа, конденсацию

его с получением конденсата и нескондеисиро- . ванных газов, абсорбцию, последних, стабили-: зацию и ректификацнв конденсата от легкокнпящих и высококипящих углеводородов с разделением иолученной при этом бутан-бутиленовой фракции.экстрактивной ректификацией, о т л и ч а в щ и " с я тем, что, с целью сцижения энергозатрат, потерь углеводородов

С, и упрощения технологии процесса, абсорбцию несконденсированных газов проводят зкстрагентом, используемым для экстрактивной ректификании, в массовом соотношении нескондеисироваиный газ: экстрагент 1:2,10 — 5,12 и насьпценный экстрагент подают в колонну зкстрактивной ректификации в точку, расположеннув между вводами в эту колонну бутан- 3 бутиленовой фракции и экстфагента.

1 115991

Изозретеиие относится к выделению бутанбутилеиовой фракции из контактного. rasa дегидрирования бутана и ее разделения, и может быть использовано в нефтехимической промышленности в. процессах получения бутаднена.

Известен способ выделения бутан-бутиленовой фракции из контактного газа дегидрирования бутана путем компримирования, конденсации, абсорбции несконденсированных газов, 16 десорбции и разделения выделенной бутан-бутиленовой фракции экстрактивной ректификацией j f).

Иедостатком этого способа являются значительиью потери углеводородов, и расход тепло-15 н хладоагентов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ вьщеления бутана и бутилена из контактного газа дегидрирования бутана, согласно которому газ компримируют, скомприми- 20 рованный контактный газ подают на конден- сацию с получением конденсата и несконденсированных газов, абсорбции последних.

В качестве абсорбента на узле абсорбции используют углеводороды С - и выше. Конденсаты из узла конденсации и десорбции собирают в один сборник и из него направляют на стабилизацию н ректификацию от легких и тяжелых углеводородов. Выделенную нри. этом бутан-бутиленовую фракцию направляют на разделение экстрактивной ректификацией, например, с ацетоном или ацетонитрилом (2).

Недостатком известного способа является использование неселективного абсорбента, его большой расход и соответственно высокие энергозатраты на . узле абсорбции — десорбции, значительные потери углеводородов .

С с газами абсорбции, а также сложная технология.

4п

Цель изобретения — снижение энергозатрат, потерь углеводородов С . и упрощение технолопй процесса, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выделения бутана н бутилена 45 йз контактного газа дегидрирования бутана путем компримирования контактного газа, конденсации его с получением конденсата и несконденсированных газов, абсорбции последних, стабилизации и ректификацни конденсата 50 от легкокипяших и высококипящих, углеводородов, экстрактивную ректифнкацию полученной при этом бутан-бутиленовой. фракции, причем абсорбцию несконденсироваиных газов проводят экстрагенто.л, используемым для ээ экстрактивной ректификации в массовом соотношении несконденсированный газ: экстрагент

1:2,10-5,12 и насьпценный при абсорбции е

5 2 экстрагент подают в колонну экстрактивной ректификации s точку, расположенную между вводами бутан-бутиленовой фракции и экстрагента.

Отличием способа является абсорбция несконденсированнйх газов зкстрагентом, применяемым для экстрактивной ректификации в массовом соотношении несконденсированный газ: .экстрагент 1:2,10-5,12 и подача насыщенного экстрагента в колонну экстрактивной ректификацин в.точку, расположенную между вводами бутан-бутиленовой фракции и экстрагента.

На чертеже приведена схема осуществления способа, Скомпримированный контактный газ (узел компримирования не показан по линии 1) направляют в конденсатор 2, охлаждаемый оборотной водой, откуда конденсат по линии

3 подают в сборник 4, а несконденсированные газы по линии 5 в конденсатор 6, охлаждаемый низкотемпературным хладагентом. Конденсат по линии 7 подают в сборник 4, а неI конденсированные газы цо линии 8 поступают в абсорбер 9, орошаемый экстрагентом по линии 10, Неабсорбированные. газы из абсорбера

9 выводят по линии 11, а насыщенный зкстагент по линии 12. Конденсат из сборника 4 по линии 13 направляют.на колонну стабилизации 14, легкие углеводороды из которой выводят но:линии 15, а кубовую жидкость по линии 16 направляют на колонну разделения от высококипящих углеводородов 17.

Высококипящие углеводороды нз колонны 17 выводят по линии 18, а бутан-бутиленовую фракцию по линии.19 подают на колонну экстрактивной ректификации 20. По линии

2l подают на колонну 20 экстрагент, а по линии 12 насыщенный экстрагент из абсорбера 9.

Дистиллат кЬлонны 20(.бутановую фракцию) отбирают по линии 22, а насыщенный бутняенами экстрагент по линии 23 выводят на колонну десорбции 24. В качестве дистиллата отбирают бутиленовую фракцию по линии 25, а десорбированный экстрагент из куба колонны 24 выводят по линии 26, основную часть которого ло линии 21 направляют на колонну

20, а оставшуюся часть по линии 10 на абсорбер 9.

H р и м е р l. (известный). Контактный газ дегидрнрования бутана в количестве

15000 кг/ч направляют лосле компримироваиия с давлением 13 кг/см на конденсацию. Температура конденсации при охлаждении водой

40 С, а нри охлаждении пропаном 10 С.

Несконденсированные газы при 107 поступают на абсорбер (число тарелок 47). В качестве абсорбента используют углеводороды С и вьпце3 11599 при 10"С. Насыщенный абсорбент подают на десорбер (число тарелок 45, флегмовое число 40, температура верха 40 С, температура . куба 160 C). Дистиллат десорбера конденсируют при 45 С и давлении 4,5 кг/сп .

Конденсат совместно с трех стадий конденсации собирают в одной емкости и из нее направляют ai колонну стабилизации (число тарелок 30, температура верха колонны 50 С, 10 темнература куба 90 С, давление верха

12 кг/см, флегмовое, число ЗО). Стабилизи. рованную бутан-бутиленовую фракцию из куба колонны стабилизаиащ подают на колонну (число тарелок 30, температура верха 45 С, флегмовое число 3) для отделения от углеводородов С. и выше. Выделенную бутанбутиленовую фракцию направляют на разделение исстрактивной ректификацией. В качестве зкстрагеита нснользуьзт ацетонитрил с темпера-, турой 50 С. число, тарелок.s колонне зкстр0 активной ректификации 130. Подача бутанбутилеиовой фракции на тарелку 75, а экстрагенга на тарелку 125 считая or куба, температура -куба 115. С, флегмовое число 4; число тарелок в десорбере 65, флегмовое .число 5, температура куба 125 С.

Количество и качество основных потоков приведено в табл. 1 — 3.

Ф !

Пример 2. То же, что и в примере

1. Несконденеированньгй газ при 10 С направляют в абсорбер. В качестве абсорбента йспользуют ацетонитрил в массовом соотношении несконденснрованный газ: ацетонитрил

1;2 10, Температура „„,,р 20ос 35

Десорбеи из схемы исключен. Конденсаты . после охлаждения водой н пропаном совместно подают на колонну стабилизации и-далее по сяеме. Насыщенный ацетонитрил подают на тсолоину акстрактнвной ректификации, 4О иа тавеяку 120 (считая от куба), ацетонитрнл подают иа тарелку 125,. бутан-бутиленовую фракцию на тарелку 75 (считая от куба),

Коаиество и качество основных потоков приведено в табл. 4 — 6.

Пример З.Тоже,чтоив примере

1. Несконденсированный газ при 10 С направ15 4 ляют в абсорбер. В качестве абсорбента используют ацетонитрил в массовом соотношении несконденсированный газ: ацетонитрил 1:5,12.

Температура ацетонитрила 60 С. Десорбер схемы исключен, Конденсаты после охлаждения водой и пропаном совместно подают, на колонну стабилизации и далее по схеме.

Насыщенный ацетонитпил подают на колоннч.

; зкстрактивной ректификация на тарелку 120 (считая or куба) ацетонитрил подают на тарелку 125, а бугаи-бутиленовую фракшпо на тарелку 75 (считая от куба).

Количество и качество основных потоков приведено в табл. 7 и 9.

39m абсорбции несконденсированных газов

-.могут быть использованы диметилформамид и й-метилпирролидон. Они могут быль использованы для абсорбции в указанных вьппе пределах соотношений (несконденсированный газ : ацетонитрил) практически без нарушений материального баланса, приведенного в табл. 4 — 9.

В табл. 10 приведены данные технико-экономических показателей предлагаемого способа, по сравнению с известным.

Из приведенных выше данных следует, что использование в качестве абсорбента экстрагента экстрактивной ректификации позволяет исключить из технической схемы десорбер с сопутствующим оборудованием, снизить расход тетша (холода) на 570914б

5972821 ккал/ч, а также сократить потери углеводородов С4, на 29-38 кг/ч или в пересчете на 1 т бутнленовой фракции сократить расход тепла (холода) на 1,2 — 1,25х к10 ккал/т и снизить потери углеводородов на б,1-8,0 кг/т; Использование экстрагента при соотношении ниже 2,1 не целесообразно из-за увеличениь потеоь углеводородов С с неабсорбировч ными углеводородами, а использование при соотногнении более 5,12 приводит к резкому ухудшению качества бутановой фракции по содержанию углеводородов

С и С.

Экономический эффект от применения предлагаемого способа на действующем объекте при мощности по бутиленовой фракции

150 тыс. т. в год составит примерно

1 5 млн. руб. в год.

1159935

00 Я

Д ОЪ ЪO сч ю о 4

° „! о! Я а О еЧ а а О О ъО e- W СЛ Г- 00 а" сЧ М а о

00 м а » 6„ о" " о о ™ м о ! ф о сч о

<- м

C) а а

t а

3 сч с о о

С4 о„о

Г 4 м о о

00 ю

О ° < .

I еч о а о О о

I I " о

С о, и о м

<Г к а о о о ъо

3! а

Я„ (-. 00 а о 4

СЧ

00 а ©ъ„

° Ч

00 Д С 4

5 00

СЧ СЪ о а о

0Ъ ф Р а а О а а О О С Д 3 00 о о" у

ы о!. ц 3 ф

00 ес

Ч СЧ 0Ъ"

И С 4 ("Ъ 00 а а

С 4

О

Г4

9 9 ж ж

v v

О а

СЧ г4 фЪ а ъ Ф

О 3 Ъ Я о! а 00 а Я 4 м М

О 8 ОО

Й Д т

Я

М н о о

1159915

Таблина 2 утаи-бутяленоя фракция на колонны: страк- ректнфнШЩ КЙПИИ

Кубовый продук колонны стеб залил пе

Комврве кг(ч ыас.% «"/ч

0,03

0,65

4,95 150

135

19 75

1,Î8 . 150

7,5 605 4,37 579 . 76,3 26

0,19 . 26 о,2

57,8 7553

59,02

З,Ж 7555

3,02 395

31;84 4157

395

4,19 400 2,89 н-С СН .687 25,21 4165 30,12

32,48

4160

1,83 .225! 75

225

162

3,28 3,21 420

2,18.420

1 83 420

3;:03

0,19

285

100 12801

Йтото, 2725 100 13&25 100 759

100 13066

Таблица еновая акиии дистиллат из рбера) СО+ СО

26 0,32

7433 92,36

390 4,84

0,75

120 2,52

200 2,48

1,13

s-Се Н 1483,1

Ь-С4НЮ П44 н-Са Н

i — С Н,„ н — С, Н

54,35 7570 54,8 25

Десорбированиый страгент на ннм экстрак

О и р е к и ф

5 0,1

3957 83,29

И 59915

Продолжение табл. 3 кг/ч мас.%

Бутановая фракция (дистиллат колонны экстракт.ректиф.) 6утиленовая фракция (дистиллат иэ десорбера) Весорбированный экстрагент на колонны экстрак- тивной ректнфнкааии

Компоненты

Высококииящне углеводороды кг/ч мас.% кг/ч мас.% кг/ч мас.%

225 4,73

4 и

426 8,84 (25 0,52

4 б

2бО

С5 и выше

Аде тоннтрнл

98,12

85126,65 95,00

4480,35 5,00

89607 1,00 8049 100

4752 100

8 10

СО + ® 165 1,1

165 4 23

270 18

18,23

270

6,92

345 2,3 1 0,01 2 0,05 342 . 8„76

23,09 3,0 0,02

325 2194 150 013

0,27 330 8,48

365,5 24 68 399,5 3 59

3 80 5Д. 200 2,7 199,5 5,4 380,5 9,75

7590

ЬСФНФ 405

10 0,67 6088,9 54,8

50,6 4063,4 54 93025,5 54,751 ЯН,Ф 38 49

2 013 285;6 2,57

2 0,13 3478 31 35

2,7 177,6 2,4 108 0 . 2,92 119,4 3,06 а-С4Нб 4170 27,& 2368 32,0 1110 30,0 692 17,75

175,0 " 1,57

370 3ЗЗ

285 2,56

2,02 50 1,28

С Иб 420 2,8 220

4,05 50

100 3700 100 3900

100 1481,5

100 8190

ЭсС2 345 23 5 0,06 1 0

1- 4йч 225, 1,5 ИЕ . 1„-: 75. Се в въае 285 1Д 265 с

М а б а и а а 4

13 цас,% xr/ч %

165 И,13

Cl 0

О0 Я

С ) «

ЧЪ

< 4

Ch сч р л

1 (1

Ж о о

° »

00 р

-14

26

T- I 1

1 159915 Г а б л и ц а 6

Потоки

Комноиенты

I кг/ч мас.% кг/ч

СО + СО

Кс

2,52

0,10

5 н-С» Н ч — С Н<е

83,31 н — С Н

j — (, н

3965

4,72

225

8,83

С4Н .

420

С и вьине

Аце тони трил..

0,52

95,00

87770,5

4619,5

5,00

4760

100

100 92390

Всего Состав бутановой и бутиленовой фракций даи без учета ацетонитрила

1159915 с } (е;

О ° о о"

ОС} с ф р с w ю с,ц %

t!. с"« л М

1 8 о о

:.0 ю ж .с

0Д Д о о о в

t 00

«ч М Р} CV

Д с 4 Ф р, с Ф, се!

° «ю 00

° ев

Ю 1 1lf су1 д о

8-8 8

МЪ сч а 0 с» ю с»Ch Ch Oi

00 О О д е4 О о Ф О 00 . 00

Я 0 0 ! Я с»} сч

Ф„ о c I 1 1 3

® ю в

Ch °

° «е о е-е ес} о с} а о с}

3 о о в Ф о а

К о в сч .о

1 Я ь ь а

° ч \ф о о а» о о e4

\»

М в сс} » 00

«4 Д 1 ° и} Я

О(} сч ю 00 о«! сч с} сч а о

IA о м о g -со

Д Д с» д,Я м чь

О мъ с4 а

Ы cv

0} g

Д д»

Cl м g

oî ь еа Ф Ж

С,} (,Р + Ф (р ач ; 1} 1 I,фф Ф х ж ф Й

1 I °

IJ«

0 х у о

5 о м - а о сч с} с4 о с а сч со л ю. ° С Ф . М М М

II !

y I. 1159915

17

8 3 д МЪ

g PcI Ф фр

g o„ô Я ч о о«8 о о о

МЪ (1 О ф« ! оо ф\

° «» о (ОО . Cn Ф

° ° Ф»! Я

»»Ъ

CV (h

«% в

Ь

»о Х

Р е °

Ф»Ъ

° «» о! О ! Q ! О

Сб 1Ч (4 о

С 4 и 7» ф

О р С 4 С Ъ ГЧ

«

С »

МР ь OO»»Ъ О

СО д) ф ((«Д о О

С»Ъ

»Г» со еч с> Д сч

« о е» ъ с»

О

»»Ъ! о ъ Ф о »Ъ °

С»Ъ а ао о

О»

»/3 с

1159915

Таблица 9

Потоки кг/ мас%

Компоненты 22

26 кг/ч мас.% кг/ч мас.%

33,0

2,51

0,10

83,33

4,72

8,82

0,52

87770,5

95,0

5,0

4619,5

Г

92390

ИВ 4762

Итого

Состав бутановой и бутиленовой фракции дан без учета ацетонитрила.

Таблица 10

1:5,12

Количество абсорбента, кг/ч иа абсорбцию

29250

8190

19975

Температура абсорбента, С

10

Хемпература в кубе десорбера, С

Десорбер исключен из схемы

Тецлоемкость абсорбеита, ккал/кг

0,5

0,5

0,5 н-Са Н

t -С„й„

Q и вьпые

Ацетонитрил

% (92,11 120

4,94 5

2 47 3967 цри secosoae соотно, несконценсироваиныи газ: стр агент

1159915

Продолжение табл. 10

Способ

Показатели

1:2,1

1:5,122193750

1539625

412,5

4! 2,5

759

30

50

93

93

0,5

0,5

0,5

2776422

1508925

1508925

1О

25

10687,5

10687,5

12801

45

93

93

hex тепла (холода) на абсорбент иа узле абсорбаждесорб. цин, ккал/»

Потери углеводородов С4 с неабсорбированными газами, кг/ч

Отбор.дистиллата as десорбера, кг/ч 2725

Флегмовое .число на десорбере

Теплота испарения дистнллата, ккал/кт

Температура верха десорбера оС

Расход тепла (холода) на испарение (конденсаеио) дистиллата + флегмы,,ккая/ч

Общий расход тепла на узле абсорбции десорбции, ккал/ч 3733375

Отбор дистнллата на колонне стабилизации, кг/ч

Температура верха колонны, оС

Теплота испарения, ккал/кг

Теплоемкость дистиллата, ккал/кг

Расход тепла (холода) на испарение (коиденсмфцо) дистнллата + флегмы, ккал/ч

Потери углеводородов с газами стабилизации, кг/ч

Отбор дистнллата на колонне рефтикации от С н вьпце, кг/ч

Флегмовое число

Температура верха колоний, С

Теплота нснарения, ккал/кг

Предлагаемый прн весовом соотношении несконденснрованный газ: экстр агент

1-.ИЯ915

Йредлагаемый нрн весовом соотновеиии несконденсированный газ: жстрагент — т—

1:2,1

9,5

0,5

4937625

4937625

125 12S

125

О,S

0,5

Расход тепла (холода) на жстрагеит, ккал/ч

3360262,5

3364750

362842S

15784121,5

УМЛЯ75,0

9811300

Теилоемкоста диетиллата, ккал/кг

Расход тепла (холода) иа испарение (конденсацию) дистиллата + флегмы, ккал/ч

Иодача экстрагеита иа колонну жетрактивной ректификанни, кг/ч 89607

Температура экстрагеита, С

Теьжература- куба десоубера, сС

Теплоемкость жстрагента, ккал/кг

Общий расход тепла (холода), ккел/ч

Суммарные потери углеводородов, кг/ч

8190-84200

10 SO

2.4

Продолжение табл 10

19975-72415

60 50

1359915

ИЙИИПИ Заказ 3688/22 Тн аж 384 Полисное

Филиал ШШ Патент, г.Унгород, улЯроектнея, 4