Способ получения вторичного бутилового спирта

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„ПМВО» (51)4 С 07 С 31 12 29/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3585713/23 — 04 (22) 08.02.83 (46) 07.08.8б. Бюл. ¹ 29 (72) Д.M.Áàéðàìãóëoâ, A.Á.Ãóùåâñêèé, Б.Н.Гущин, С.М.Лакиза, А.В.Мазин, B.Н.Павлычев, А.Н.Петров, Е.М.Савин, Н.З.Толстов и P.Â.Ôàéíøòåéí (53) 547.264.07(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 973521, кл. С 07 С 31/12, 1980.

Петров А.Н. и др. Современные технические процессы синтеза вторичного бутилового спирта и перспективы их усовершенствования./ Сб. Технологическая разработка нефтехимических процессов. -М., 1979, с. 66-72. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВТОРИЧНОГО

БУТИЛОВОГО СПИРТА обработкой бутиленсодержащего сырья серной кислотой, гидролизом образующейся бутилсерной кислоты, выделением из гидролизата острым водяным паром вторичного бутилового спирта, конденсацией отгона, разделением продуктов конденсации на водный, органический слой и бутиленсодержащий газ с последующим выделением н -бутиленов и вторичного бутилового спирта из органического слоя ипереработкой бутипенсодержащего газа в целевой продукт, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения процесса, снижения количества сточных вод, повьппения выхода целевого продукта, бутиленсодержащий газ подвергают адсорбции циркулирующим в системе регенерированным органическим слоем, являющимся кубовым от-. ходом стадии выделения ректификацией из органического слоя н-бутиленов и фракции вторичного бутилового спирта, при соотношении регенерированного органического слоя и н -бутиленов

4,2-23: 1 и температуре 8-40 С °

12 >90

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения вторичного бутилового спирта (ЗБС), находящего применение в качестве растворителя, компонента моторных топлив, а также для синтеза метилэтилкетона.

Цель изобретения — упрощение процесса, снижение количества сточных вод и повышение выхода целе>зого продукта достигается ацсорбцией бутиленсодержащего газа — побочного продукта процесса получения ВЕ>С гид-ратацией бутиленсодержащего сырья в присутствии серной кислоты — циркулирующим в системе регенерированным органическим слоем, являющимся кубовым отходом стадии выделения ректификацией из органического слоя н-бутиленов и фракции ВБС, при соотношении регенерированного органического слоя и й-бутиленов 4„.2-23."1

0 и температуре 8-40 С.

На чертеже изображена схема, поясняющая получение BBC.

В р"-акторный блок 1 получения бутилсерной кислоты (БСК) подают сырье 2, содержащее 35-857 н -бутиленов, Н вЂ” и иьо-бутан и другие примеси и 74-85Х-ный раствор 3 серной кислоты. Реакционная смесь 4 поступает в отстойник 5> гце разделяется на органическую (отработанную) Фракцию 6 и фракцию " БСК. Отработанная фракция поступает в промывную емкость 8, куда на промывку o;:ðàáoòàнной фракции подают воду 9. Промь>тую отработанную фракцию 10 перерабатывают известными способами,, а промывную воду 11 смешивают с фракцией

БСК (поток 7). При этом происходит гидролиз БСК и образуется ВБС. Полу— ченный гидролизат 12 подают >з верхнюю часть гидролизно-отпарной колонны 13, а в низ этой колонны подают острый водяной пар 14. Из нижней части гидролизно-отпарной колонны 13 выводят отработанную серную кислоту 15, Парогазовая смесь 16 — отгон из гидролизно-отпарной колонны 13 поступает в холодильник-конденсатор

17, из которого конденсат вместе с газом (преимущественно H --бутилены) и парами ВБС и воды (поток 18) поступает в сборник 19 конденсата. В сборнике конденсата происхоцит отцеление жидкости от газа. Жидкость в сборнике конденсата разделяется на

11 2 цве фазы — на водно-спиртовый и органический слой (ОС).

Газ — н -бутилены, содержащие пары спирта и воды (поток 20) подают в абсорбер 21 орошаемый регенерированвым органическим слоем (РОС). В абсорбере, работаюн ем при атмосферном давлении, прои"ходит полное растворение H --бутиленов, а также паров ВБС и воды в РОС. При этом получают насыщенный органический слой

{HOC). Из сборника 19 конденсата ОС

?3 подают в емкость-смеситель 24. В эту же емкость поступает НОС 25 иэ нижней части абсорбера 21. Полученпая таким путем смесь (поток 26) поступает в ректификационную колонну

27 выделения зозвратных бутиленов, работающую при давлении 4-6 атм, чтобы обеспечить конденсацию отгоняемых в этой колонне н -бутиленов 28 в холодильнике 29, охлаждаемом обо— ротнои водои. Сконденсированные и-бутилены 28 направляют в реакторный блок 1 получения БСК. Кубовый продукт 30 ректификационной колонны выделения возвратнь х бутиленов направ— ляют в ректификационную колонну 31 выделения ВБС. Кубовый продукт этой колонны — РОС 32 — делят на два потока. Большую часть (поток 22) охлаждают цо 8-40 С и подают на орошение абсорбера 21. Избыточное по балансу количество POC (поток 33) выводят из системы. Дистиллят 34 ректификационной колонны 31 выделения ВБС конденсируют и подсоединяют к водному раствору ВБС (поток 35), который выводят из сборника 19 конденсата. Полученную смесь 36 направляют в ректификационную колонну 37 отгонки азеотропа ВБС, в которой в качестве дистиллята (поток 38) отбирают водный азеотроп ВБС, содержащий около 307 воды. Лзеотроп ВБС при необходимости направляют на очистку от примесей и осушку известными способами. Из нижчей части колонны 37 отгонки азеотропа ВБС выводят сточную воду 39.

Пример 1 (известный). В реакторный блок получения БСК подают сырье в количестве 6363 кг/ч, в том числе, кг/ч: и -бутилены 2200; взо -бутилен 58; мо — и н -бутан

3957; пропилея 74; пропан 74; 857-ная серная кислота 4084, содержащая

H,SO, 3472 кг/ч, H„O 612 кг/ч. Взаимодействие бутиленов с серной кисотделяют полимеры в количестве

39 кг/ч, которые выводят из системы, (и получают.гидролизат в количестве

15608 кг/ч, в том числе, кг/ч: ВБС за

Н SO 3465 Н,О 9781, изопропиловый спйрт (ИПС) 60; ди- Вто (-бутиловый эфир (ДВБЭ) 29.

Процесс гидролиза БСК проходит при о

30-50 С. Гидролизат подают в верхнюю часть гидролизно-отпарной колонны, работающей при 100 †1 С.и при атмосферном давлении. В низ гидролизно— отпарной колонны подают острый водяной пар в количестве 9000 кг/ч. Из 40 нижней части гидролизно-отпарной колонны отбирают отработанную серную кислоту в количестве 9930 кг/ч, в том числе, кг/ч: Н БО< 3465; Н О

6435; органические примеси 30. Из 45 верха гидролизно-отпарной колонны отбирают 14678 кг/ч парогазовой смеси, в том числе, кг/ч. ВБС 1998; н-бутилена 151; Н О 12405; полимеры

35; ИПС 60; ДВБЭ 29. 50

Парогазовую смесь — отгон из гидролизно-отпарной колонны — подают в холодильник-конденсатор, из которого конденсат вместе с газом поступает в сборник конденсата. В сборнике кон- 55 денсата происходит отделение жидкости от бутиленсодержащего газа, который в количестве 164 кг/ч, в том числе„

3 1249 лотой происходит при 30-45 С и при давлении 8- 10 атм. Реакционная смесь в количестве 10447 кг/ч — отработанная фракция в количестве 4626 кг/ч в том числе, кr/ч: н -бутилены 168; полимеры 397; иЗь- и н-бутан 3869;

Н SO связанная 49; н-.бутилены связанные 28; Н,О 9; пропилеи 32; пропан 74,и фракция БСК в количестве

5821 кг/ч,в том числе, кг/ч: Ei>SO<. 10 свободная 323; Н SO связанная 3100;

Н О 603, н -бутилены связанные 1714; полимеры растворенные 39; пропилен (связанный 42. Отработанную фракцию

i промывают водой в количестве 15

9760 кг/ч, при этом получают промытую отобранную фракцию в количестве

4560 кг/ч, в том числе, KI /÷: н -бутилены 168; Н БО 7; полимеры 397; и3о — и í —; Н О 13; про- 20 пилен 32; пропан 74, которую направляют на дальнейшую переработку и промывную воду в количестве 9826 кг/ч, в том числе, кг/ч: Н О 9747; ВБС 37;

- НlSO 42, которую смешивают с фрак- 25 цией БСК. При этом от фракции БСК чают дистиллят в количестве 2821 кг/ч, в том числе, кг/ч: ВБС 1921; ИПС 60;

H O 840, и сточная вода в количестве 12286 кг/ч, в том числе, к /ч: Н О

12548; ВБС 38. Влажные возвратные бутилены, выходящие из абсорбера в количестве 141 кг/ч, в том числе, кг/ч: н — бутилены 138; Н О 3, поступают в осушитель с СаС1,где из газа удаляются водяные пары, а осушенные н — бутилены в количестве 138 Kl /ч

Поступают в аммиачный холодильник, где происходит их конденсация. Сконденсировавшиеся возвратные бутилены направляют в реакторный блок получения БСК. В результате получают ВБС в количестве 1921 кг/ч. В табл. 1 приведен материальный баланс получения

ВБС по примеру 1.

Пример 2 (предлагаемый).

Первоначальные операции, связанные с получением конденсата с газом, насыщенным парами ВБС и Н О (поток 18), в том числе количества и составы потоков, одинаковы с описанными в примере 1. н -Бутиленсодержащий газ (поток 20) в количестве 164 кг/ч, ВБС

18 кг/ч, Н О 8 кг/ч из сборника 19 конденсата направляют в абсорбер, куда также подают POC в количестве

588 кг/ч. В абсорбере при 8 С и атмосферном давлении происходит полное

011 4 кг/ч. н — бутилены 138; ВБС 18; Н О

8, из сборника конденсата направляют в абсорбер, куда также подают химочищенную воду в количестве 1000 кг/ч.

В абсорбере происходит отмывка бутиленсодержащего газа ВБС и конденсация большей части водяных паров. При этом получают промывную воду в Количестве

1023 кг/ч, в том числе: Н О 1005 и

ВБС 18. Жидкость в сборнике конденсата разделяют на две фазы — на водноспиртовой и отслаивающийся над ним

ОС. ОС в количестве 130 кг/ч, в том числе, кг/ч. н -бутилены 13; полимеры 35; ДВБЭ 29; ВБС 39; Н О 14, ? выводят из системы водно-спиртовой слой, выходящий из сборника конденсата, в количестве 14384 кг/ч, в том числе, кг/ч: Н О 12383; ВБС

i94i; ИПС 60, смешивают с промывной водой, выходящей из абсорбера, при этом получают смесь в количестве

15407 кг/ч, в том числе, кг/ч: ВБС

1959.; ИПС 60; Н О 13388. Эта смесь поступает в реакционную колонну отгонки азеотропа ВБС, в которой полу1249011 растворение (поглощение) бутиленов и паров ВБС, и Н О н ГОС. НОС н к личестве 752 кг/ч, в том числе, кг/ч:

H-áóòèëeны 138, ВБС 18,, Н„О 8;, POC . 588, иэ нижней части абсорбера поступает в емкость-смеситель 24, В эту же емкость поступает ОС 23 из сборника конденсата в количестве 130 кг/ч,, в том числе, кг/ч. H -бутилены 13; 10

ВБС 39; ДВБЭ 29; полимеры 35; H O 14,.

Полученная смесь (поток 26) в количестве 882 кг/ч, в том числе, кг/ч, н — бутилены 151; ВБС 57; Н 0 22,: ДВБЭ

29; полимеры 35; POC 588, поступает в ректификационную колонну выделения возвратных бутиленов..В ней при данлении 5-6 атм и при температуре верха 45-60 С отгоняют 151 кг/ч ноз— вратных бутиленон, которые после 20 охлаждения оборотной водой конденсируют и возвращают в реакторный блок получения БСК, Кубовый продукт этой колонны в количестве 731 кг/ч, в том числе, кг/ч: ВБС 57; H„O 22; 25

ДВБЭ 29; полимеры 35; POC 588, подают в ректификационную колонну выделения

ВБС, работающую при атмосферном давлении и температуре верха 90-100 С.

Дистиллят этой колонны в количестве з0

108 кг/ч, в том числе, кг/ч: ВБС 57;

Н О 22; ДВБЭ 29, смешивают с Водным раствором ВБС 35 из сборника 19 конденсата, при этом получают смесь в количестве 14492 кг/ч, в том

35 числе, кг/ч: ВБС 1998; ИПС 60; ДВБЭ

29; H ÄO 12405. Эта смесь поступает в колонну 37 отгонки азеотропа ВБС.

В этой колонне в качестве погона получают водный азеотроп 13bC в количестве 2908 кг/ч, в том числе, кг/ч."

ВБС 1963; ИПС 60; Н О 856; ДВБЭ 29, который при необходймости направляют на обезвоживание и очистку. С низу этОи кОлОнны ОтВОдят стОячую воду в р5 количестве 11584 кг/ч, в том числе, кг/ч: ВБС 35, Н О 11548. В табл, 2 приведен материальный баланс получе-.

1 ния ВБС по предлагаемому способу. р и м е р 3 (предлагаемый). Все 50 операции, связанные с получением ВБС и последующей утилизацией ч --бутиленов и ВБС, содержащихся в газе и н ОС, аналогичны описанным в пр мере 2 с теми отличиями, что поглощение бутиленов ВБС и H О из бутиленсодержащего газа н абсорбере осуществляют при 40 С и при подаче н абсорбер E OC н количестве 2572 кг/ч. В табл. 3 приведен материальный баланс получения ВБС по предлагаемому способу при указанных условиях.

Пример 4 (изнестный). Все операции, связанны. с получением ВБС и последующей утилизацией м -бутиленон и ВБС, содержащихся в газе, аналогичны описанным в примере 1 со следующими отличиями.

В качестве сырья используют смесь, имеющую следующий количественный состав, кг/ч: > -бутилены 20 15; и о -бутилен 69; С„Н „,. 270. Поглощение бутиленон н реакторном блоке получения БСК осуществляют 75%-ной серной кислотой н количестве 5222 кг/ч, н том числе, кг/ч. Н>$0 3864; Н О

1358. В абсорбер поступает бутйленсодержащий гаэ следующего количественного состава, кг/ч: н -бутилены

163; ВБС 55; H О 235. На отмывку ВБС из этого газа н абсорбер подают химочищенную воду в количестве 2500 кг/ч.

В сборнике конденсата получают ОС, имеющий следующий количественный состав, кг/ч: н -бутилены 7," ВБС 49;

ДВБЭ 25; полимеры 39; Н О 20. В табл. 4 приведен материальный баланс получения ВБС при этих условиях.

Пример 5 (предлагаемый).

Первоначальные операции, связанные с получением конденсата с газом, насыщенном парами ВБС и И О (поток 18), г н том числе количества и составы потоков, одинаковы с Описанными в примере 4. Дальнейшие операции, связанные с утилизацией H -бутиленон и ВБС, содержащихся в бутиленсодер>кащем газе, ныходящем из сборника 19 конденсата и в ОС, аналогичны описанным в примерах 2 и 3 с тем отличием, что в абсорбер 21 подают POC в количестве 3260 кг/ч. В табл. 5 приведен материальный баланс получения ВБС по предлагаемому способу при этих условиях.

В табл. 6 приведены сравнительные показатели по потерям И -бутиленов, BhC OC со сточными водами и по количеству сточных вод при получении

ВБС известным и предлагаемым способами.

1249011

Таблица 1

Получено

Подано

Количество кг/ч 7. 1,06 .

2200

7,28 с отработкой 168

2062

13 .

138 с ОС возвратные 138

2028

6,71

0,19

ВБС

1144

3,79 иЪО-Бутан

Выработано 1921

Потери с ОС 39

2813

9,31 н-Бутан

0,24

Пропилеи

0,24

Прап ан

3472

20372

471

612

1,56

Полимеры

9000

0,20

0,10

ДВБЭ

1056

9760

3,50 и)о -Бутан

9,32

2813 н -Бутан

1000

0,10

0,24

3472

Н 0

19853

Наименование

Н-Бутилены в том числе: с сырьем возвратные -Бутилен в том числе: с серной кислотой пар на отпарку спирта промывка с отработанной фракции промывка бутеленсодержащего газа

Количество кг/ч 7

11,49

67, 46

Наименование н-Бутилены в том числе . в том числе:

Потери со сточной водой

Потери с отработанной серной кислотой

Пропилеи

Пропан

Н SO

11,49

65,72 I249011

Т а б л и ц а 2

Подано

Получено

r/÷

168+ l51 1,07

=319

7,38

2200 с отработкой 168

2049 с сырьем

Отс с OC

151 возвратные 151

0,20

2028

1144

3,84

ВБС

9,44

2813

4-Бутан выработано 1963 потери с OC Отс

0,25

3472

65,02

19372

Н 0

471

1,58

612

Полимеры

0,20

ИПС

0,10

9760

ДВБЭ

3,54

1056

9000

9,44

2813

588

1,97 н-Бутан

POC

0,11

Пропилеи

0,25

3472

18853

Нг"

1,97

588

POC

Наименование н — Бутилены в том числе: возвратные Ì- Бутилен ЗО-Бутан

Пропилеи

Пропан

Н1 Soá в том числе: с серной кислотой промывка отработанной фракции пар на отпарку спирта

Количество (Наименование

4 -Бутилены в том числе: в том числе потери со сточной водой потери с отработанной серной кислотой >0 -Бутан

Пропан

Н SO

Количество

1 .

11,65

63,28!

2490!!!

Таблица 3

Подано

Получено

Количество. Количество кг/ч кг/ч 7

168+ 151=

=319

Н-Бутилены

6,92

2200 н -Бутилены

1 00 с отработкой 168

2049 с сырьем

Отс с ОС

151 возвратные возвратные 151

О, 18

58 ию-Бутилен

6,38

2028

ВБС

3,60

1144 и 0 -Бутан

8,85

2813 н-Бутан выработано 1963 потери с ОС Отс

0,23

Пропилеи

0,23

3472

19372

Н О

612

1,48

471

Полимеры

0,19

9760 ции

0,09

ДВБЭ

3,32

1056 и о — Бутан

8,09

2572

POC

8,85

2813 н -Бутан

0,10

Пропилеи

0,23

Пропан

3472

2SO

18853

8,09

2572

POC

Наименование в том числе:

Пропан

Н SO в том числе: с сернои кис— лотой промывка отработанной фракпар на отпарку спирта 9000

10,93

60,96

Наименование в том числе: в том числе потери со сточной водой потери с отработанной серной кислотой

10,93

59,33

1249011

Таблица 4

Получено

Подано к г/ч 7.

0,66

24+163=

=187

2015

7,15

1852 с отработкой 17 с сырьем

163 с ОС возвратные 163

О, 96

270

2229

ВБС

7,91

0,25

Н2 S04

3864

1,71 выработано 2 100 потери с ОС 49

21958

77,93

1358

9100

0,59

Полимеры

166

9000

TMK

О, jI0

ДВБЭ

С,09

270

2500

С„Н„„

0,96

Отс

Н Бо

3864

Н О

21107

ОС

Отс

Наименование н-Бутилены в том числе: возвратные

С„Н „, и -Бутилен в том числе с серной кислотой промывка отработанной фракции пар на отпарку спирта абсорбция ВБС иэ бутиленсодержащего газа

Количество кг/ч 7

Наименование

Н -Бутилены в том числе: в том числе: потери со сточной водой"-, потери с отработанной серной кислотой

Коли-ество

13,71

75,98! б

1249011

Таблица 5

Получено

Подано

Количество кг/ч Ж кг/ч

0,65

17+1 70= — 187

6,96

2015 с отработкой 17

1 с ОС Отс

1845 с сырьем

17О возвратные 170

7,70

2229

0,93

270

ВБС

0,24 выработано 2163 потери с ОС Отс

3864

Н SÎ

19458

Н О

1358

9 100

0,57

166

Полимеры

О,1

9000

TMK

0,09

ДВБЭ

0,93

270

Отс

3864

3260

11,27

Н О

18907

3260

Р0С

Наименование

Н-Бyтилeны в том числе возвратные

С„Н „, И30 -Бутилен в том числе: с серной кислотой промывка отработанной фракции пар на отпарку спирта абсорбция ВБС из бутиленсодержащего газа

POC

Количество

13,35

67,25

Наименование и- Бутилены в том числе: в том числе: потери со сточной водой потери с отработанной

Н28ОФ

» 2н+х

БО„

13,35

65,34

11,27

1249011

Таблица 6

Потери ВБС, кг/т

КоличестПример с ÎC со сточной водой

19,8

6,53

6,8

20,3

5,88

17,8

Отс

Отс

5,88

17,8

Отс

Отс.

5,96

22,0

3,3

23,3

4,84 15,2

Отс

Отс

Составитель Н. Капитанова

Техред Г„Гербер Корректор О. Луговая

Редактор Н. Бобкова

Заказ 4196/24 Тираж 379 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Потери н -б утиле

HOB c ОС кг/т ВБС во сточ ной воды, т/т ВБС