Способ разделения смесей близкокипящих с -или с - углеводородов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 524785 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 22.02.74 (21) 1998284/04 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.08.76. Бюллетень ¹ 30 (45) Дата опубликования описания 04.04.77 (51) N. Кл, -

С 07 С 7/08

Гесударстеенный комитат

Спета Миниетраа СССР па делам изобретений и еткрытий (53) УДК 66.048 .65 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Горшков, С. 10. Г1авлов, В. А. Колобихин„А. Л. Цайлингольд, F. А. Степанов, Г. А. Кириллова, Л. К. Ератов, T. Г. Заикина, 10. В. Орлов, В. И. Бытина и О. M. Ренкина (71) Заявитель (54) СГ1ОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ БЛИЗКОКИНЯЩИХ

С4 или С5 УГЛЕВОДО1 ДОВ

Изобретение относится к области разделения углеводородов разной степени ненасьпценности, содержащих ацетиленовые углеводороды, путем экстрактивной ректификации с выделением из смеси алканов, алкенов, алкадиенов, алкинов и алке- 5 нинов.

Известны способы разделения смесей углеводородов С или С.- различной степени непасьпценностив присутствии селективных растворителей, например производных фосфорной кислоты, амидов, нитри- 10 лов, алифатических и ароматических аминов (1) .

Разделение указанных смесей в значительной степени затруднено из-за присутствия ацетиленовых углеводородов, образующих азеотропные смеси с разделяемыми углеводородами, что ведет к значи- Il5 тельным потерям диолефинов.

Известен, например, способ разделения смесей

С4-углеводородов, где фракцию ацетиленовых углеводородов выводят в составе экстрагента, который отбирают s жидкой фазе с одной из тарелок 20 в нижней части десорбционной колонны, Соотношение бутенина и бутадиена при этом поддерживают равным 1:1. Однако очистка диолефинов с высоким содержанием ацетиленовых углеводородов при таком разбавлении ацетиленовых углеводородов диолефинов привощгт к большим потерям диолефина (2) .

При снижении клщентрации диолефинов во фракции ацетиленовых углеводородов возникает опасность взрыва вследствие экзотермическои реакции нолимеризации ацетиленового углеводорода и бутадиена. Установлено, например, что при концентрации бутенина в смеси его с бутадиеном более

30 вес.% при температуре вьпнс 135 С наступает вероятность протекания реакции полимеризации, сопровождающейся взрывом.

Известен также способ выделения и очистки бутадиена, в котором примеси ацетиленовых соединений выводятся в виде бокового погона десорбционной колонны, причем в среднюю часть колонны вводится циклогексан с целью снижения термополимеризации непредельных углеводородов. Безопасная концентрация ацетиленовых углеводородов в указанном способе достигается за счет отбора фракции ацетиленовых углеводородов с тарелок, имеющих высокие концентрации бутадиена. Однако в этом случае также происходят потери бутадиена, вследствие чего снижается степень его извлечения и не исключается опасность взрыва выводимой ацетиленовой фракции (3).

524785

Для повышения эффективности процесса по предлагаемому счособу в боковой погон, содержащий ацетиленовые углеводороды рекомендуется вводить азот или индивидуальные С1-С4 углеводороды, или их смеси в количестве 20-40 вес.%.

В качестве высскокипящих растворителей (экстрагентов) используют полярные органические растворители — ацетонитрил, диметилформамид, N — метилпирролидон, P — меток спропионитрил, фурфурол и другие или их смеси.

В колонны десорбции или экстрактивной ректификации, в частности, вместе с разделяемой смесью углеводородов можно вводить более высококипящий по отношению к разделяемым

15 углеводородам разбавитель, которыи затем выводится из десорбера вместе с фракцией ацетиленовых углеводородов. В этом случае указанную смесь, выводимую из десорбера, можно первоначально смешивать с низкокипящим разбавителем, после чего смесь ацетиленовых углеводородов 20 с низкокипящим разбавителем отделять от высококипящего разбавителя и возвращать в колонну десорбции или экстрактивной ректификации.

На фиг.l и 2 приведены схемы осуществления

Я5 предлагаемого способа.

Ло технологической схеме, приведенной на фиг. 1, исходную смесь через подогреватель 1 подают в колонну экстрактивной ректификации 2 по линии 3. Экстрагент в колонну 2 вводят по линии 4.

Сверху колонны 2 по линии 5 отбирают бутадиен и 30 конденсируют в конденсаторе 6. Конденсат частично возвращают в колонну 2 по линии 7 в качестве флегмы, а частично отбир..ют как целевой продукт по линии 8.

Колонну 2 обогревают через кипятильники 9 35 и 10. В качестве теплоносителей используют экстрагент или водяной пар. Кубовый продукт колонны 2 направляют в десорбционную колонну 11 по линии 12.

Колонну 11 обогревают через кипятильник 13.

В качестве теплоносителя применяют водянои пар, Десорбированные углеводороды, отбираемые сверху колонны, полностью возвращают в колонну 2 по линии 14. Десорбированный экстрагент из куба ко45 лонны 11 и после охлаждения в холодильнике 15 возвращают в колонну 2.

Фракцию ацетиленовых углеводородов в смеси с высококипящим разбавителем и экстрагентом в парообраэном состоянии выводят в качестве боко50 вого отбора десорбера, смешивают с низкокипящим разбавителем, подаваемым по линии 16, и подают в ректификационную колонну 17 по ли« нии 18. В колонне 17 смесь низкокипящего разбавителя с углеводородами С4 и С, отделяют от

55 высококипя.цих продуктов, состоящих преимущественно из экстрагента и высококипящего разбавителя. Высококипящие продукты по линии 19 возвращают в колонну 11 на тарелку, расположенную между тарелкой вывода фракции ацетилено69 вых углеводородов и кубом десорбционной колонны. Смесь низкокипящего разбавителя с углеводородами С и С отбирают сверху колонны 17 и частично конденсируют в парциальном конденсаторе 20. Конденсат из емкости 21 полностью возвращают в колонну 17 в качестве флегмы. Несконденсированный низкокипящий продукт и углеводороды из емкости 21 по линии 22 направляют на водную отмывку для извлечения экстрагента и далее на сжигание. Взамен унесенного с потоком 22 высококипящего разбавителя по линии 23 вводят свежий высококипящий разбавитель. Возможны и другие технологические схемы, отличающееся от вышеприведенной способами обработки фракции ацетиленовых углеводородов.

Пример 1. Бутадиен, содержащий 4 вес.% бутенина, в количестве 0,75 кг/ч подают на очистку по схеме, приведенной на фиг. 1. Колонны 2 и 11 диаметром 32 мм имеют по 60 колпачковых тарелок. В качестве экстрагента применяют ацетонитрол с примесью 3-4 вес.% воды. Давление в верхней части колонны 2 составляет 4,5 кг/см, температура г

4, С. Температура куба колонны 11 равна 135

В качестве высококипящего разбавителя применяют фракцию углеводородов С,, а в качестве низкокипящего разбавителя — азот. Флегмовое число в колонне 2 составляет 1,5. Количество подаваемого экстрагента составляет 1,62 кг/ч. Составы продуктов разделения и количества потоков приведены в табл. 1.

Пример 2. В условиях, приведенных для примера 1, высококипящий разбавитель подают вместе с исходной фракцией. В качестве низкокипящего раэбавителя применяют топливный газ. Составы продуктов разделения приведены в табл. 2.

Hp и ме р 3. Бутадиен, выделенньй экстрактивной ректификацией из фракции жесткого пиролиза, направляют на очистку от ацетиленовых углеводородов. В качестве экстрагента применяют безводный диметилформамид. Установка для очистки, приведенная на фиг. 2 не имеет колонны 17, Раздет ление бокового отбора на паровую и жидкую фазы проводят с помощью конденсации. Конденсат полностью возвращают в колонну 11. Температура

O о в верхней части колонны 25 С, а в кубе 160 С, Колонны 2 и 11 имеют диаметр 32 мм и соответственно 50 и 40 колпачковых тарелок. Флегмовое число колонны 20,5. В качестве высококипящего разбавителя применяют циклогексан, а в качестве низкокипящего разбавителя топливный газ. Составы продуктов разделения приведены в табл. 3.

Пример 4. На установке, приведенной на фиг. 2, проводят очистку бутадиена от ацетиленовых углеводородов. В качестве экс-рагента

N — метилпирролидон с 5% воды. Температура в верхней части колонны 25 С, в кубе 145оС, флегMosoe число 0,5. В качестве высококипящего разбавителя применяют ацетон, а в качестве низкокипящего разбавителя — азот. Составы продуктов разделения приведены в табл.. 4.

524785

Пример 5. Изопрен, содержащий 5,0% изопропенилацилецетилена, подвергают очистке от ацетиленовых углеводородов по схеме, приведенной на фиг. 1. Количество изопрена 0,40 кг/ч. Колонны разделения 2 и 11 объединены в одну колонну, которая имеет диаметр 32 мм. Общее количество тарелок 150 штук. Ацетонитрил содержит 5% воды.

Давление в верхней части колонны 1,5 ата, температура 40 С, Флегмовое число колонны 5,0 количество экстрагента 4,5 кг/ч. В верхней части колонны отбирают 0,39 кг/ч, изопрена, содержащего 3 sec% экстрагента и менее 0,0005% изопропенилацетилена.

Расход вводимого низкокипящего раэбавителя метана составляет 0,03 кг/ч. В качестве высококипящего разбавителя используют 0,002кг/ч ацетона.

Разбавленный метаном поток, подаваемый со скоростью 0,17 кг/ч по линии 18, содержит, вес%: изопропенилацетилена 23,5, изопрена 5,9, зкстрагента 41,2, циклогексана 11,8 и метана 17,6.

Поток, подаваемый со скоростью 0,11 кг/ч по

Ь линии 19, содержит, вес,%: изопропенилацетилена

18,2, изолрена 4,5, экстрагента 6,9 и ацетона 16,4.

Фракция ацетиленовых углеводородов содержит вес.%: изопропенилацетилена 33,4, изопрена 8,3, экстрагента 5,5, ацетона 3,3 и метана 50,0. Количест® во ее составляет 0,06 кг/ч относительные потери изопрена 1,3%. Степень извлечения изопрена 98,7Я.

Без разбавления концентрация изопренз во фракции ацетиленовых углеводородов составляет

60 вес.%,что соответствует степени извлечения 92; относительных. Потери составили бы 8,6% относительных.

4 г

o„ о о

O о о

О о

O о

С»

Г4

»г

О 00,О М

О» г 4 г4» 00»3 C „

O ". Г „,4" " а

» Г4 »г

О

0С Г-- М Г- 04 Г4

О О С» О О м

С„ О О О» О» О О

О О О О О О О г

О

О м> м м

С» о о

I г- м

"О М

О м

Г4 1О г О О" г4 00 О1

О О

o o o

o o o о

О

О м

О о о о

О Оо o» o

О О

О г4 м

С» о о о

О

О

О о г

О

О м

Г М3 CII О Г4 04 о o o o м

О O O O О О

О O O O О О

О

О

С» о

О

О

О

О

О о о о о г1 мм

О

00 о

O„

О

О

» о

О о гч а„

Г4

Г 4 н

Г 4 о о о о м и о о

О

О о м г м о„о о о ! о о о м ф о о Я о о о >Я х о г ) 524785

О а >» > 4 >

» > -. > <»

Г- 0О М

С >

>>:> >». Г М> М

О О М О О

О О O О O О„O

О О О О O О О

>> Я

» (O О Г >

O O O

О О О

»

>» >

° . О

"О C М 00 О Г М

О О О» О С > с

О O„ O„ O„ О О О

С> О О О О О О

» >

О С >

О О

О О О

QO

С>

O О O

"О М >» >

О O <

>/» М Г

<+ О D

О С> О О

О О О

>-»

Н >Я

Ж

»>:>

» > Ч

Д» i> l4

>> >

»3

>» >

О

>О (О

М („

С»>

1О

М

UD

>> > 4„

О

О

С>

Г»>

>Г)

Г»>

С>

О

Ю

М

С>

О

>» >

М

>» >

Г.

М

>» >

Ю

О

О м Ф

О

С>

О

С>

М

О

О

D ь

С>

С>,>О

Ю

Ю

D

М

М

Ю

С>

С>

Ю

С>

О

О

О

О м б

С>

D

Ю

С>

С>

С>

О

О (»>

>/>

С»>

О

О

С>

О н

О н

524785

16

Формула изобретения фиг.f

Составитель Н, Глебова

Техред О.Луговая

Корректор Н. Ковалева

Редактор В. Емельянова

Заказ 5090/595 Тираж 575 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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

1. Способ разделения смесей близкокипящих

C4 — или С, — углеводородов, содержащих ацетиленовые соединения, включающий экстрактивную ректификацию исходной смеси, в присутствии высококипящего растворителя с последующей десорбцией растворителя и отбором ацетиленовых углеводородов в виде бокового погона, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения эффектив- 10 ности процесса, в боковой погон, содержащий ацетиленовые углеводороды, вводят азот, или индивидуальные углеводороды С1 — С4, или их смеси в количестве 20 — 40 вес.%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. С.К. Огородников. Производство изопрена, 1973, 224.

2. Пат. США Р 3316227, к л. 260 — 681.5, 1967 г.

3. Авт. свид. N 358927, кл. С 07 С 7/08 оп. 1971 (прототип) .