Способ разделения углеводородов сс разрядной степени насыщенности

 

ВСЕСЬ, йу

5ATE/JT":

Еевз Соеететттех

Сециеттттстмцесуэцт

Республик

О + " "." " Н И < 653245

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

- К АВИФСКОМУ СВИДИЯЛЬ4РВМ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 24.12.76(21) 2433942/23-44 с присоединением заявки № (23) Приоритет (5() М. Кл.

С 07 С 7/08

С 07 С 7/10

Гееуааретеекньа конетет

СССР ее аеяам «заеретеккк и открытке

Опубликовано 25.03.79.Бюллетень № 11 (53) УДК547.313., .3 (088.8) Дата опублиноваиня описания 28,03.79 (УЯ) Авторы изобретения

Ю. М. Аптер, А. А, Гайде, В. А. Горшков, С. Ю. Павлов, В. А. Проскуряков, Б. А. Сараев и Л. В. Семенов (Щ3аявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ С - С

РАЗНОЙ СТЕПЕНИ НАСЫШЕННОСТИ

Изобретение относится к способам разделения углеводородов разной степени насыценностй с использованием полярных разделяющих агентов, оно может быть использовано, в частности, нри внтделе- . нии бутадиена и изопрена иэ фракций уг леводородов С4 — С

Известны способы разделения смесей углеводородов разной степени насыщен-, ности путем экстракций, экстрактнвной ректификации или абсорбции с использованием s качестве разделяющего агента фурфурола, ацетонитрила, диметйлформ;амида, диметилацетамида Р1 Й P-метилпирролидона или его смеси с водой (2).

Перечисленные экстрагенты обладают определенными особенностями. Фурфурол малоселективеи и склонен к осмолению;

Апет"онитрил относительно летуч и требует специальной системы для его рекуперации иэ продуктов разделения. Диметилацетамид малоселективен. Дяметилформамнд нестабилен в присутствии воды и при повьппенных температурах гндролиэуется до муравьиной «ислоты, «оторва вызывает коррозию "оборудования. Й -Ме. тилпирролидон малодостуйен, дорог и может осмоляться при высоких температурах, кроме того, производство Й-метилпирролидона сложно и многостадийно, а селективность недостаточно высокая.

Иелью изобретения является повьпнение селективности и упрощение процесса.

Предлагаемый способ разделения углеводородов С, — С разной степени насы5 щенностн путем экстрактивной ректификапии, экстра«пни нли селективной абсорбции в присутствии экстрагента или его

tS смеси с водой отличается тем, что исходкую смесь углеводородов подвергают разделению и присутствии вкстрагентасоединения общей формулы и (653245 где Х- О; Я; СН;

Н;СН СН, Отличием предлагаемого способа является использование и качестве экстрагента соединения указанной формулы.

Указанйые соединения по селективности превосходят известные разделяющие агенты.

Физико-химические свойства предлагаемых растворителей приведены втабл.1 .

Производные оксаэолидина, приведенные в табл.1, получают ацилированием оксазолидина ангидридами соответствующих кислот. В свою очередь, оксазолидин может быть получен конденсацией моноэтаноламина с формальдегидсм, по следующей схеме:

СН ОН Нр — 0

+ СНБО- > + Нр сн йн, . @i cu

1

Н

Нр —.O, . Н e O ! 4 (йсо) о — ! + +

Н2 ЛНр Б ». СНр

Н И

1 О .Н С

Е

Формильные производные оксазолидина

H пирролидина получают формилпрованием их хлоралем.

Таким образом, сырье для производства предлагаемых растворителей - моноэтаноламин, формальдегид, ангидриды кислот, хлораль - являе тся доступным и дешевым, а сам процесс получения растворителей протекает с высоким выходом (свыше 90%) и легко может быть о<.уществлен в промышленности.

Термическая стабильность и коррозионная активность были иссйедованы для одного из представителей да шого ряда растворителей — N --ацетилоксазолидина.

Испытание термической стабильности

К-ацетилоксаэолидина проводили путем

v выдерживания era при 150 С в течеь е

80 ч. Вязкость образца при этом не:изменилась, что свидетельствует о том, ч полимеры при длительном нагревании растворителя не образуются, т.е. о его высокой термической стабильности.

Скорость коррозии стали 1Х13 в о среде М -ацетплоксазолидина при 1 50 С со :тавляет около 0,02 мм в год, т .е. коррозия сталей в присутствии М-аиетилоксаэолндина весьма незначительна.

Пример 1, Фракцию углеводородов С<, полученную дегидрированием изоаминов на хромкальцийникельфосфат- ном катализаторе (КНФ), подают в колонну экстрактирной ректификации, орошаемую И-ацетилоксазолидином. В колонне,, имеющей 150 тарелок и внутреннее флегмовое число 4,6, происходит отделение пентадиенов от алканов и алкенов. Количество циркулирующего экстрагента 9,5 т на 1 т исходной фракции.

10 Пентадиены выделяют из насьпценного

Я-ацетилоксазолидина в десорбционной колонне, имеющей 65 практических тарелок и флегмовое число 1,0. Далее иэI вестными способами из фракции пентадиенов выделают чистый изопрен. В табл. 2 приведен состав продуктов разделения.

Пример 2. Основным критерием пригодности полярного растворителя является величина коэффициента относительной летучести в присутствии этого вещества. Коэффициенты относительной летучести углеводороцаС поотношению к бутадиену при 50 С в избытке - „ -ацетилок- сазолидина (безводного) составляют:

H-Бутан . 3,50

Цис-2-Бутен . 1,54 .

1,3-Бутадиен 1,00

Бутенин 0,22

В табл.3 представлены величины коэффициента относительной летучести для о углеводородов С при 30 и 50 С при бесконечном раэбавлении растворителями: И-ацетилоксаэолидином (АОЗ), Я-формилоксазрлидином (ФОЗ), И-про35 пионилоксазолидином (ПОЗ),. И-ацетилтиаэолидином (АТЗ), й-формилпирролидином (ФП), М-метилпирролндоном-2 .(МП), диметилформамидом (ДМФА), дчметилацетамидом (ДМ АА) .

Как следует из табл. 3 предлагаемые соединения превосходят по селективности диметилформамид н диметнлацетамид, а

Я-формил- и И -ацетилоксазолидин более селективны по сравнению и с

И -метилпирролидоном.

Пример 3. В табл.4 даны результаты определения селективности И -ацетилто оксазолидина при рабочих концентрациях

50 углеводорода в смеси при исполвбовании безводного и водного растворителя.

Как следует нэ представленных данных, и при рабочей концентрации

Я -ацетилоксазолидин проявляет, как правило, более высокую селективность при разделении углеводородов С по сравнению с известными растворителями.

Пример 4. Выделение бутадиеиа из фракции жесткого пиролиза бензина, Таблица1

Физико-химические свойства предлагаемых растворителей с5

Й-Формилоксазолидин

Ц .! о

С, Н

115/20 оксаэолидин

И- Иропионилоксазолидин

- -- - - - 1, 4 69 5

84/1

N О

С, Р5

И- Ацетилтиазолидии

1 22/3

1,5437

ФО

СН

Я

i0

СФ

6 содержащей 40% бутадьена, осуществляют путем экстрактивной ректификации в присутствии И -ацетилоксаэолидина. Количество.фракции составляет 100 мл/час.

Количество экстрагента 250 мл/час. Колонна экстрактивной ректификации имеет

120 тарелок. Температура верха колоно ны 40 С, давление верха 4,2 атс, тем53245 ) о . пература куба 120 С. Бутиленовую фрак цию в количестве 60 мл/час отбирают иэ верхней части колонны и она содержит

0,3% бутадиена. Бутадиен отделяют от

5 экстрагента в десорбционной колонне, имеющей 15 тарелок и направляют на очистку от примесей, препятствующих полимериэации.

Концентрация бутадиеиа составляет 98 вес,%, I

80/5, — 1,4720

1,1 41 1,4700

230/760

211-212/748 1,0407 1,4800

653245

C &s сирьа н продуктов разделении

Углеводороды С

Иэопент&н

3-Метил-1-бутен

0,10

0,14

2,00 2,91

1,91

2-Метил-.1-бутен

13,17 19,18

32,99 47,58

27,79 1,00 1,3-Пентадиен

Онилонентадиен

-3-ин

1-Пентин

0,30

0,30

0,632

Углеводороды С

0,198

2-Метилбутен

Иэопрен

1„60

1,34

0,70 1,022

12,00 17,47

3,43 5,00

0,001

0,001

0,003

0,003. хо

С0

l о о о

С4 о о

С1

1 о о о 1 (О

t»

ci (O

O ч о

СО

С9

lQ 1 о

СО

03 о

-сО

СО о о о 1

С 1

o"

СЧ

Щ о о о о о о

Р3 1" о о

СО

1 о

1 о

СО 1 о о о

° 11

t о с

<О 1 о о о (Q

1 о Ф Ф о

CD о с1 (5

3 о

Щ

O о о

С4

t о о о

C()

1 о

0) о о о

СО

QQ о

fQ о

Ф 1 о

СО о

fQ

t о

С )

Cb о

М

653245 о о о

l

СО о (О о

С9

С9 с1 о

Ж

О3 о

653245

Коэффициенты относительной летучести углеводородов С» в. присутствии экстрагента при соотношении алкенов и алкадиенов о в смеси 1 1 (по весу), температура 50 С

Изопентан

2,72 5,38

2,88

3-Метил-1-бутен

2,52

2,45 4,18

2,96,2,97

2,21 4,09 2,45

2,46

1,68 3,51

2-Метйл-1-бутен

1,80

1,67

1,82

1,87

1,79 2,34

1-Пентен

1,91

2-Метил- 2-бутен

1,33 1,69

1,34

1,00

0,79

1,00

Изопрен

1,00

1,00

0,79

0,79

1,3-Пеи гадиен

0,73

0,78

2-Метил-1-бутен- t./

-3-ин ...0,49

0,62 0,805 .0,65

0,65

0,60

О 58 050 060

0,57

Пентин-1 где Х вЂ” О, 5; CH

Я- Н, CH5, CgH .

1 0 с

Е Составитель Н. лебова

Редактор О. Кузнецова Текред 3. Фанта . Корректор

Заказ 1221/19 Тираж 512 . Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ разделении углеводородов ССк разной стейени насыщенности пу;ем экстрактивной ректификации, экстракции или селективной абсорбции в присутствик экстрагента или его смеси с водой, о тл и ч а ю шийся "тем, что, с цельюповьпаения селективности и упрощения пропесса, в качестве экстрагента исполь зуют соединение общей формулы

Х щ Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N 2426705, кл. 260-681.5, 1947 °

2. Процессы выделения и очистки . изопрена, И с 1972. с. 24.