Способ получения изопрена

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к процессу получения изопрена, используемого в качестве мономера в производстве синтетического каучука. Сущность: проводят двухстадийное дегидрирование изопентана. После каждой стадии дегидрирования проводят конденсацию контактного газа, абсорбцию и десорбцию несконденсировавшихся углеводородов, затем последующее разделение углеводородного конденсата ректификацией с выделением дистиллятом колонны паров легкокипящих углеводородов и их конденсацией. Кубовый продукт колонны разделяют экстрактивной ректификацией с получением после первой стадии дегидрирования изопентановой и изоамиленовой фракций и изопреновой и изоамиленовой фракций после второй стадии дегидрирования. Несконденсировавшиеся пары легкокипящих углеводородов, выделенные дистиллятом ректификационной колонны, направляют на смешение с несконденсировавшимися углеводородами первой стадии дегидрирования, подаваемыми на компримирование, сепарирование и последующую абсорбцию. Технический результат - максимальное использование С₅-углеводородов, приводящее к снижению расхода изопентана при получении изопрена. 4 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к процессу получения изопрена, используемого в качестве мономера в производстве синтетического каучука.

Известен способ получения изопрена путем двухстадийного дегидрирования изопентана. Контактный газ первой стадии дегидрирования конденсируют, выделяют из конденсата ректификацией легко- и высококипящие углеводороды и далее - изоамилены и/или изопрен экстрактивной ректификацией (Огородников С.К., Идлис Г.С. "Производство изопрена", Ленинград, "Химия", 1973, стр.125-132).

При получении изопрена описанным способом значительное количество С₅-углеводородов теряется вместе с легкокипящими углеводородами, выделяемыми дистиллятом ректификационной колонны, которые не подвергаются последующему разделению.

Известен способ получения изопрена и 3-метилбутена-1 методом двухстадийного дегидрирования изопентана. Способ включает конденсацию контактного газа первой стадии дегидрирования, выделение из полученного конденсата изопентан-изоамиленовой фракции и разделение ее экстрактивной ректификацией на изопентановую и изоамиленовую фракции, конденсацию контактного газа второй стадии дегидрирования с последующей ректификацией конденсата с выделением дистиллятом колонны фракции, содержащей углеводороды С₃-С₅, а кубовым продуктом - изопрен-изоамиленовой фракции, разделение изопрен-изоамиленовой фракции экстрактивной ректификацией на изоамиленовую и изопреновую фракции (Патент РФ №2032649, МПК С 07 С 7/04, опубл.10.04.95).

Получение изопрена и З-метилбутена-1 таким способом более эффективно и менее энергоемко, но расход изопентана остается повышенным.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения изопрена двухстадийным дегидрированием изопентана, включающий после первой и второй стадий дегидрирования компримирование и конденсацию контактного газа, абсорбцию и десорбцию несконденсировавшихся углеводородов и разделение ректификацией полученных конденсатов. Дистиллятом колонны выделяют пары легкокипящих углеводородов, которые конденсируют и возвращают в колонну в виде флегмы. Несконденсировавшиеся пары легкокипящих углеводородов отводят в топливную сеть. Кубовый продукт колонны направляют на экстрактивную ректификацию. После первой стадии дегидрирования получают изопентановую и изоамиленовую фракции, а после второй стадии дегидрирования - изоамиленовую и изопреновую фракции (П.А.Кирпичников, В.В.Береснев, Л.М.Попова "Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука", Ленинград, "Химия", 1986, стр.56-63).

Недостатком способа является неполное отделение С₅-углеводородов от легкокипящих углеводородов, выделяемых дистиллятом ректификационной колонны, и направление их в топливную сеть.

Задачей изобретения является максимальное использование С₅-углеводородов, приводящее к снижению расхода изопентана при получении изопрена.

Поставленная задача решается способом получения изопрена двухстадийным дегидрированием изопентана, включающим после каждой стадии дегидрирования конденсацию контактного газа, абсорбцию и десорбцию несконденсировавшихся углеводородов, последующее разделение углеводородного конденсата ректификацией с выделением дистиллятом колонны паров легкокипящих углеводородов и их конденсацией, разделение кубового продукта колонны экстрактивной ректификацией с получением после первой стадии дегидрирования изопентановой и изоамиленовой фракций и изопреновой и изоамиленовой фракций после второй стадии дегидрирования, при этом несконденсировавшиеся пары легкокипящих углеводородов, выделенных дистиллятом ректификационной колонны, направляют на смешение с несконденсировавшимися углеводородами первой стадии дегидрирования, подаваемыми на компримирование и сепарирование и последующую абсорбцию.

Отличием предлагаемого способа получения изопрена от наиболее близкого является то, что несконденсировавшиеся пары легкокипящих углеводородов, выделенные дистиллятом ректификационной колонны, направляют на смешение с несконденсировавшимися углеводородами первой стадии дегидрирования, подаваемыми на компримирование и сепарирование и последующую абсорбцию.

Предлагаемый способ получения изопрена осуществляют следующим образом.

Контактный газ из блока дегидрирования изопентана 1 поступает в конденсатор 2, где охлаждается до 30°С (Фиг.1). Углеводородный конденсат из конденсатора 2 собирается в емкости 3, откуда направляется в колонну 20. Несконденсировавшиеся углеводороды поступают в сепаратор 4, откуда направляются на компримирование в компрессор 5 и в виде газожидкостной смеси через конденсатор 6 подаются в сепаратор 7. Конденсат из сепаратора 7 стекает в емкость 8, а несконденсировавшиеся углеводороды направляются в абсорбционную колонну 9. В качестве абсорбента используется С₆ фракция углеводородов. Неабсорбированные углеводороды из верха колонны 9 поступают в сепаратор 10 для отделения унесенного абсорбента и далее отводятся в топливную сеть (состав углеводородов приведен в таблице 1). Абсорбент из сепаратора 10 стекает в емкость 11.

Насыщенный абсорбент из куба колонны 9 насосом 12 через теплообменник 13 подается в десорбционную колонну 14. Пары углеводородов из верха колонны 14 через конденсатор 15 подаются в сепаратор 16 для отделения газа от конденсата. Конденсат стекает в емкость 17, откуда часть углеводородов подается насосом 18 в виде флегмы колонны, а основная часть - в емкость 8. Несконденсировавшиеся углеводороды из сепаратора 16 направляются на смешение с несконденсировавшимися углеводородами, выходящими из конденсатора 2.

Углеводородный конденсат из емкостей 3 и 8 подогревается в теплообменнике 19 и подается в ректификационную колонну 20 для отделения легкокипящих углеводородов. Пары углеводородов, отбираемые дистиллятом колонны 20, конденсируются в дефлегматоре 21. Конденсат стекает в емкость 22, откуда насосом 23 подается в виде флегмы в колонну 20. Несконденсировавшиеся углеводороды дополнительно захолаживаются в конденсаторе 24 и подаются в сепаратор 25. Жидкие углеводороды С₄ из сепаратора 25 направляются на склад хранения. Несконденсировавшиеся пары углеводородов из сепаратора 25 (состав углеводородов приведен в таблице 2) направляются на смешение с несконденсировавшимися углеводородами, выходящими из конденсатора 2.

Кубовый продукт колонны 20 направляется в колонну 26 на разделение С₅ фракции и тяжелокипящих углеводородов. Кубовый продукт колонны 26 направляется в десорбционную колонну 14. Дистиллят колонны 26 подается в колонну 27 на экстрактивную ректификацию. В качестве экстрагента используется диметилформамид (ДМФА). Изопентановая фракция из верха колонны 27 через холодильник 28 подается в емкость 29. Из емкости 29 часть фракции насосом 30 подается в виде флегмы в колонну 27, а остальная часть направляется на первую стадию дегидрирования в блок 1.

Кубовый продукт колонны 27, изоамилены в ДМФА, направляется в десорбционную колонну 31. ДМФА из куба колонны 31 направляется в колонну 27, а дистиллят колонны 31 - на вторую стадию дегидрирования в блок 32 (Фиг.2).

Контактный газ дегидрирования изоамиленов в изопрен из блока дегидрирования изоамиленов 32 поступает в конденсатор 33, где охлаждается до 70°С (Фиг.2). Углеводородный конденсат из конденсатора 33 собирается в емкости 34, откуда направляется в колонну 51. Несконденсировавшиеся углеводороды поступают в сепаратор 35, откуда направляются на компримирование в компрессор 36 и в виде газожидкостной смеси через конденсатор 37 подаются в сепаратор 38. Конденсат из сепаратора 38 стекает в емкость 39, а несконденсировавшиеся углеводороды направляются в абсорбционную колонну 40. В качестве абсорбента используется С₆ фракция углеводородов. Неабсорбированные углеводороды из верха колонны 40 поступают в сепаратор 41 для отделения унесенного абсорбента и далее отводятся в топливную сеть (состав углеводородов приведен в таблице 3). Абсорбент из сепаратора 41 стекает в емкость 42.

Насыщенный абсорбент из куба колонны 40 насосом 43 через теплообменник 44 подается в десорбционную колонну 45. Пары углеводородов из верха колонны 45 через конденсатор 46 подаются в сепаратор 47 для отделения газа от конденсата. Конденсат стекает в емкость 48, откуда часть углеводородов подается насосом 49 в виде флегмы, а основная часть - в емкость 39. Несконденсировавшиеся углеводороды из сепаратора 47 направляются на смешение с несконденсировавшимися углеводородами, выходящими из конденсатора 2, первой стадии дегидрирования.

Углеводородный конденсат из емкостей 34 и 39 подогревается в теплообменнике 50 и подается в ректификационную колонну 51 для отделения легкокипящих углеводородов. Дистиллят колонны 51 конденсируется в дефлегматоре 52. Конденсат стекает в емкость 53, откуда насосом 54 подается в виде флегмы в колонну 51. Несконденсировавшиеся углеводороды дополнительно захолаживаются в конденсаторе 55 и подаются в сепаратор 56. Жидкие углеводороды С₄ из сепаратора 56 направляются в емкость 8. Несконденсировавшиеся пары углеводородов из сепаратора 56 (состав углеводородов приведен в таблице 4) направляются на смешение с несконденсировавшимися углеводородами, выходящими из конденсатора 2, первой стадии дегидрирования.

Кубовый продукт колонны 51 направляется в колонну 57 на разделение С₅ фракции и тяжелокипящих углеводородов. Кубовый продукт колонны 57 направляется в колонну десорбции 45. Дистиллят колонны 57 подается в колонну 58, куда принимается экстрагент ДМФА. Изоамиленовая фракция из верха колонны через холодильник 59 поступает в емкость 60. Из емкости 60 часть фракции насосом 61 подается в виде флегмы в колонну 58, а остальная часть направляется на первую стадию дегидрирования в блок 1.

Кубовый продукт колонны 58, изопрен в ДМФА, направляется в десорбционную колонну 62. ДМФА из куба колонны направляется в колонну 58. Дистиллятом колонны 62 выделяется изопрен, который направляется на дальнейшую очистку.

Направление несконденсировавшихся углеводородов, выделенных дистиллятом ректификационных колонн, на переработку вместе с контактным газом первой стадии дегидрирования изопентана позволяет максимально извлекать С₅-углеводороды из контактного газа первой и второй стадий дегидрирования изопентана. При этом в отводимых в топливную сеть углеводородах практически отсутствуют С₅-углеводороды. Предлагаемый способ дает возможность дополнительно выделять и использовать углеводороды С₅ и таким образом снизить расход изопентана при получении изопрена.

Таблица 1
Наименование	Н2	N2	CH4	СО	СО2	С2Н4	С3Н8	С3Н6	ΣC4	ΣC5
Состав углеводородов, мас.%	11,8	41,0	10,7	4,2	7,2	7,4	5,7	9,0	3,0	отс.
Таблица 2
Наименование	N2	H2	CO2	СО	CH4	C2H4	ΣC3	С4Н6	ΣC4Н8 и С4Н10	ΣC5
Состав углеводородов, мас.%	1,1	2,9	2,0	0,3	1,6	3,8	25,6	14,8	39,9	8,0
Таблица 3
Наименование	Н2	N2	СН4	СО	CO2	C2H4	С3Н8	С3Н6	ΣC4	ΣC5
Состав углеводородов, мас.%	10,8	45,0	8,4	2,0	6,1	8,5	3,7	12,5	2,8	0,2
Таблица 4
Наименование	N2	Н2	CO2	СО	СН4	С2Н4	ΣС3	С4Н6	ΣС4Н8 и С4Н10	ΣC5
Состав углеводородов, мас.%	1,9	2,1	2,0	0,3	1,3	3,4	26,6	16,8	40,2	5.4

Способ получения изопрена двухстадийным дегидрированием изопентана, включающий после каждой стадии дегидрирования конденсацию контактного газа, абсорбцию и десорбцию несконденсировавшихся углеводородов, последующее разделение углеводородного конденсата ректификацией с выделением дистиллятом колонны паров легкокипящих углеводородов и их конденсацией, разделение кубового продукта колонны экстрактивной ректификацией с получением после первой стадии дегидрирования изопентановой и изоамиленовой фракций и изопреновой и изоамиленовой фракций после второй стадии дегидрирования, отличающийся тем, что несконденсировавшиеся пары легкокипящих углеводородов, выделенные дистиллятом ректификационной колонны, направляют на смешение с несконденсировавшимися углеводородами первой стадии дегидрирования, подаваемыми на компримирование, сепарирование и последующую абсорбцию.