Способ разделения смесей углеводородов @ разной степени насыщенности

 

союз советсних

Р«С1 1У БЛИН

1В11 4 С 07 С 7/09 7/08

)З

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СЮФДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТН«ННЫЙ НОМИТ«Т СССР по дним изоБР«т«ний и отиРытий (21) 3725794/23- 04 (22) 13.02.84 (46) 30.08.86. Бюл. В 32 (71) Институт химии Башкирского филиала AH СССР (72) Ю.И.Муринов, А.В.Курочкин, О.A.Êîëÿäèíà и Ю.Е.Никитин (53) 547.315.2(088.8) .(56) Павлов С.Ю. и др . Процессы выде" леиия .и очистки бутадиена. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1971, с.51-53, 69-72.

Авторское свидетельство СССР .

В 644764, кл. С 07 С 7/10, 1977. (54) (57) 1. СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ

УГЛЕВОДОРОДОВ С РАЗНОЙ СТЕПЕНИ HACHЯ0„„1253966 А1

ЩЕННОСТИ путем абсорбции селективным растворителем на основе нефтяных сульфоксидов в разделительной колонне, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности процесса, используют селективный растворитель, дополнительно copepaaapN

30-75 об,X диметилформамида, и абсорбцию ведут при температуре верха разделительной колонны 20-30 С и температуре низа 35-66 С

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что используют селективный растворитель, содержащий

65 o6.X нефтяных сульфоксидов и

35 об.Х диметилформамида.

1253966

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к разделению углеводородов фракции С разной степени насыщенности, получаемых в процессах нефтехимического синтеза, и может быть использовано в технологии выделения и очистки изобутилена при получении полииэобутилена, 1-бутена в производстве н-бутилового спирта, бутадиена-1,3 в производстве каучуков.

Цель изобретения — повышение селективности процесса за счет использования при разделении углеводородов

С разной степени насыщенности путем абсорбции селективного растворителя, содержащего н фтяные сульфаксиды (НСО) и дополнительно содержащего

30-75 об.% диметилформамида (ДМФ), и проведения абсорбции при температуре

О верха разделительной колонны 20-30 С и температуре низа 35-66 С.

Используемые в примерах нефтяные сульфоксиды (НСО) представляют собой смесь молекул, в основном (85X) представленную окисями алкилтнацикланав, 25 остальное — арилалкил-, диалкилсульфоксиды и сульфаксиды палитиацикла- нов са средней мол.массой 190-260.

Наилучшие разделяющие свойства проявляют сульфоксиды молекулярной массы 190-210 получаемые окислением

Э

0, сульфиднаго концентрата t80-200 С фракции дизтоплива Арланской нефти.

Они представляют собой поДвижную прозрачную жидкость слабо-желтагс 35 цвета со слабым запахом, нетаксичны, каррозионно неактивны, имеют удельный вес около t,0 г/см, концентрацик

3 сульфоксидной серы t6-17%. Нефтяные сульфаксиды гидралитически и химичес- 40 ки стабильны, термостабильны (180200 С), дешевы (аколо 400 руб/т).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Фракция углевода- 45 родов С состава, мол.%: н-бутан

1,42; бутен-1 7,43; транс-бутен-2

7,70; цис-бутен-2 5,85; изабутилен

46,5; бутадиен 1,3-31, 1, при 20 С в условиях, моделирующих работу одной 50 теоретической тарелки, нри давлении

1 ата пропускают через НСО в течение времени, необходимого для установления равновесия гаэ — жидкость.

Состав углеводородов С в жидкой 55 фазе, определенный храматографически, следующий, мал,%: н-бутан 1,7; бутеи-1 5,8; транс-бутен-2 4,3; цис-бутен-2 3,9; изобутилен 45,5; бутадиен 38,8.

Относительная летучесть углеводородов при постоянном составе газовой фазы составляет (бутадиен 1,3-1,00); и-бутан 1,07; бутен I,64; транс-бутен-2 2,3; цис-бутен-2 t,87; иэобутилен 1,28. В условиях примера 1 получены величины относительных летучестей углеводородов, характеризующие обогащение жидкой фазы бутадиеном-1,3 на одной теоретической ступени разделения в присутствии селективных растворителей другого состава и других температурных условиях. Данные представлены в табл. 1

Иэ табл.1 следует, что наиболее эффективными являются смешанные растворители состава 65 аб.% НСО и

35 об.X ДЕФА.

В примерах 2-8 показана эффективность предлагаемого способа разделения смесей углеводородов С

П р и и е р 2. Выделение бутадиена из смеси углеводородов С

В среднюю часть насадочной разделительной колонны эффективностью около 25 теаретическйх тарелок подают 280 г/ч смеси углеводородов С

4 состава, моль %: н-бутан 1,42; бутен-1 7,43; транс-бутен-2 7,70; цисбутен-2 5,85; изобутилен 46,5; бутадиен-1,3 31,1. Сверху колонну орошают смешанным растворителем состава, НСΠ— 65 об.%, ДМФА — 35 об.%. в количестве 1000 r/÷. Температура верха

20"С, температура в кубе 38. С. Сырье подают в пароабразнам состоянии.

С верха колонны отбирают 72 л/ч (P= 2,332 r/ë) газа состава, моль %: и-бутан 2,1; бутен-1 10,9; транс-бутен-2 11 3; цис-бутен-2 8,6; иэобутилен 66,9; бутадиен=1,3 до 100 (191 г/ч). С низа колонны отбирают жидкую фазу в количестве 1088 r/÷, содержащую кроме растворителя 88 г/ч

- углеводородов С состава, мол.7.: и-бутан отсутствует, бутены-1 и

2 0,2; изобутилен 0,4; бутадиен 99,4; флегмавое число 5,7. Кратность растворителя 3,6.

Пример 3. Очистка изобутилена от бутадиена.

В условиях примера 2 на разделение подают 250 г/ч смеси состава, мол.X: н-бутан 0,27; бутен-1 0,81; иэобутилен 95,2; бутадиен-1,3 до 100. С вер ха колонны отбирают газ состава, 1253966 тадиен-t,3 до 100 (370,5 г/ч). С нкра 2 растворитель имеет состав ДИФА за колонны отбирают 960 г/ч жидкой 5о фазы, содержащей 160 г/ч углеводоро75 об.Х и НСО 25 об.X. Температура верха 20 С температура куба 40 С. дов С4 состава, мол.X: н-бутан отсут- Сырье подают в парообразяом состояствует; бутены-1 и 2 1,4; изобути- нии. С верха отбирают 201 r/÷ углелен 2,9; бутадиен 95,7. Флегмовое =водородов С состава, мол.X: í-бутая 2,0; 1-бутен 10,4; транс-бутенвЂ. 2 10,8; цис-бутен-2 8,2; изобутнчисло 2,6. Кратность растворителя .у

1,5.

Пример 6 В условиях приме . лен 64,6; бутадиен-1,3 до 100. Отбнров 2 и 5 в колонну подают 176 г/ч раемый с низа колонны растворитель мол.Х: н-бутена 0,30; бутен-1 0,85; - углеводородов С, а сверху колонны иэобутилен 98,85; бутадиен-1,3 — от- 1050 r/÷ растворителя. Температура сутствует, в количестве 234 г. Отби верха колонны 30 С, куба колонны раемый с низа колонны растворитель 51 С. С верха отбирают 124,5 r/÷ угсодержит 16 г углеводородов С . соста- 5 леводородов С состава, мол.Х: н-бува, мол. ; н-бутан отсутствует; бу- тан 1,9; 1-бутен 10,5; транс-бутентен 1-0,2; иэобутилен 40,8; бутади- -2 10,9; цис-бутен-1 8,3; изобутиен-1,3 50. Температура верха колонны лен 65,4; бутадиен до 100..С низа

20 С, температура куба 66 С, Флегмо- колонны отбирают 1101 r/÷ жидкой фавое число 4,3. Кратность раствори 10 зы, содержащей 51,5 г/ч углеводоротеля 4,0. дов С4 состава, мол.X: н-бутан отсутПример 4. Очистка 1-бутена ствует, бутены-1 и 2 0,3; изобути- . от бутадиена и 2-бутенов. лен 0,5; бутадиен 99,2. Флегмовое

B условиях примера 2 на разделе- число 8,8. Кратность растворитеwe подают 300 г/ч смеси состава, 5 ля 6,0. мол.Х: бутен-1 51,0; цис- и транс- Таким образом, иэ сопоставления бутен-2 5, 1; изобутилен 43,6; бутади- примеров 2, 5 и 6 оптимальными услоен-1,3 0,3. Температура верха 20 С, виями разделения (в конкретном про-. ниэа 35 C. С верка колонны отбирали цессе - выделении бутадиена-1,3) яв151 r/ч смеси состава, мол.X: 1-бу- 20. ляются температуры верха и низа котен 99,5; изобутилен 0,4; буте- лонны в диапазоне 20-40 С. Уменьшены-2 0,1; бутадиен. — отсутствует. С ние температуры верха до 5, а низа низа колонны отбирают растворитель, до 23 С приводит к ухудшению разделесодержащий 148 г/ч углеводородов C ния углеводородов С : степень выде1 состава, Х: иэобутилен 87,0; бу- 25 ления бутадиена-1,3 95,3 мас.Х, его тен-1 1,2; бутены-2 11,2; бутадиен чистота 95,6 мас.X. При увеличении до 100. Флегмовое число 7,6. Крат- температуры верха до ЗО С, а низа до ность раств. рителя 3,3. 51 С повышаются флегмовые числа и

Таким образом, примеры 2-4 показы- кратность растворителя при уменьшевают возможность применения предлага" 30 йии степени выделения бутадиена -1,3 емого способа для различных конкрет- (95,8 мас.X) ных процессов разделения углеводоро-. Пример. 7. В условиях примера дов С . 2 растворитель имеет состав: ДИФА

Пример 5. В среднюю часть 30 об.X и НСО ?О об.X. Температура насадочной разделительной колонны 35 верха 20 С, температура куба 40 С. эффективностью около 25 теоретичес- Сырье подают в парообразном состояких тарелок подают 530 г/ч .смеси нии. С верха отбирают 194 r/÷ углеуглеводородов С состава примера 1.. водородов С состава, мол.Х: н-бу4

Csepxy колонну орошают смешанным рас" . тан 2.,0; 1-бутен 10,6; транс-бутентворителем состава 65 об.X НСО и 4р -2 11,2; цис-бутен-2 8,4; изобути35 об.Х ДИФА в количестве 800 г/ч. лен 66,6-; бутадиен-1,3 1,2. ОтбираеТемпература верха колонны 5ОС, темпе- мый с низа колонны растворитель соратура куба колонны 23 C. Сырье пода- держит.86 г/ч углеводородов С„ састают в парообразном состоянии. С верха ва, мол,Х н-бутан О, 1; 1- и 2-бутеколонны отбирают 160 л/ч паров (p g5 ны 0,4; изобутилен 1,4; бутадиен=2,31 г/л) состава, мол.Х.: н-бутан -1,3 98, t. Флегмовое число 5,2. Крат2„0; 1-бутен 10,5; транс-бутен-2 10,9; ность растворителя 3,6. цис-бутен-2 8,0; иэобутилен 65,3; бу- Пример 8. В условиях приме24@в я ° 1

Отаосатвлъмвв вв

8 ввсутетем6 вамазаУФэя в 20 0,87

r-046

0,776

0,843

i,070

1,87

0,167

0, 141

О,i35

0,129

0,127

О, 125

О,113

0,069

О, 167

0,275

100 &СО

75 8C0+ 25 3868

65 880 + 35 ДНИ

50 800 i 50 ДНЭ&

25 800 в 75 ДН46

1,64

1 2&

1,О7

6,1

1,73

3,9

1,45

2 ° 25

4 ° 2

8,2

2,1

1 ° 51

1 ° 50

8,9 4,3

1,9

1,96

1!Ф5

1,76

4 1

1,47

1,83

20 800 + 80 В944

8,1

1,8

3,9

1,50

1,56

100 ДН86

43 11РО + 33 дн84 63 ФЭ + 35 ДММ

45 &CO + 35 ДНЮ

3,5

1,79

5,3

1ч55

3,7

1,93

7 3

1,98

1,53

6,0 3,8

1 ° 9

1,6 1

2,01

% 1253966 б содержит 79 г/ч углеводородов С, сос- ных условиях прн десятикратном пробетава, мол.X: 1- и 2-бутены 0,3; изо- ге селективного растворителя не оббутилен 1, 1.; бутадиеи-1,3 98,6. Флег- наружено гидролиза ДМФА и деструкции мовое число 5,4. Кратность раствори нефтяных сульфоксидов, а также накап"

1 теля 3,6. 5 ления димеров и тримеров бутадиена

Результаты разделения фракций yr- (анализ на хроматографе УХ-2, Т„ „ леводородов С к примерам 2-8 сведе- 100 С, длина колонки 4 м, носитель ны в табл.2; хроматон, неподвижна жидкая фаза

Регенерацию растворителя проводят оксидипропионитрил. ступенчато. Основную часть С угле- 10 водородов отгоняют нри атмос1 ерном

Таким образом, как видно из придавлении, остаточную часть при дав- меров 2-8 предлагаемый способ за ленни 400-650 мм рт.ст. Регенериро- счет повышения селективности позвованный селективный растворитель ис- ляет повысить чистоту целевых выдепользуется многократно. В оптималь- 15 ляемых фракций.!

253966

4ч

4! Са Э Cl а! охи

Ф ф а а о л

@gyes

I !

«О у л а е а

Q\ °

CIa Oa 4!с

«Ч 4 Ъ а а

СО МЪ

Oa CIa

4»Ъ а а л

Ф1 4!4

«Ч Ч>

A а а а

О« CO Ю Ф «!О

Oa Oa Oa ОС «Ъ\

МЪ КВ а а

О мЪ

Ch 4!4

«о а бо

ЯЪ

o» 3u !

- e IC y ь

МЪ о! б о о

МЪ

an

«Ъ «Ч а

Щ

f» !!

Cl б

I о о о о

«Ъ «ч «Ч о о

1 !

4»Ъ

О МЪ

«ч о о о а а а аО 4 Ъ

4 Ъ ln а а

РЪ!! 4-аа

А I доео3 мхда!.

Л «Ъ 4Ъ «О аО «Ч Ч! а а а а а мЪ + л «Ч CO мЪ мЪ

«Ia Ф 5

$ x 5

o$

МЪ

CO а мъ а

МЪ О а а

° » «О О4 I

МЪ СР Л! !

» t

44! РФ

О I 4.«Х !

4 !4Ф

О dl 4» о a a о о о о о мъ о о

О «О О О О

3 мъ о 4 ъ л Ро «о

CaI «Ч 4 Ъ МЪ CV «Ч!

Ф О б! а!

М эмэоа!-й

Ct Х «» I» X Х Р CI

ОФВООЕ ««I ом5акааЗI

4»4 РЪ а а

О МЪ

4»Ъ «йь о а а о

МЪ 4"Ъ

4»Ъ «"Ъ ФЪ а а а о о о 4 Ъ «»Ъ 4 Ъ! I!

Фс 4«I й

«N и а фа о! — 1

Ф 4

Ю о

«о х мЪ an

4 Ъ Е Ъ

+ +

МЪ a an л

+ +

МЪ О щ(л

+ о

1д йй

es 4«ъ ч! мъ а л «а з 5 ее и а

If о

&4 ! !

I ! !

CJ

Ф

3t

fo

Ф д ь

Ф

io.а

Ф о

«ф и к!

«Х о а

4б а ! «б