Способ рекуперации ацетонитрила

 

Способ рекуперации ацетонитрила из углеводородных потоков в процессах разделения углеводородных смесей путем водной отмывки с последующим извлечением ацетонитрила из промывных вод ректификацией при температуре 105-110^oС куба колонны в присутствии аммиака, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь ацетонитрила, ректификацию ведут в присутствии органического азотсодержащего основания, имеющего константу основности 2·10^-6 - 4·10^-1, в количестве, обеспечивающем pH воды 8,0-11,0.

Изобретение относится к усовершенствованному способу рекуперации ацетонитрила, используемого в процессах разделения углеводородов на фракции насыщенных и ненасыщенных углеводородов путем экстрактивной ректификации. В процессах разделения углеводородных смесей указанные углеводородные потоки отмывают от ацетонитрила водой. Ацетонитрил из промывных вод извлекают ректификацией [1] В колонне извлечения ацетонитрила из промывных вод имеет место гидролиз ацетонитрила с образованием уксусной кислоты, вызывающей коррозию технологического оборудования. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому известен способ рекуперации ацетонитрила из углеводородных потоков, образующихся в процессах разделения углеводородных смесей путем водной отмывки, с последующим извлечением ацетонитрила из промывных вод ректификацией при введении аммиака в куб колонны ректификации. Дистиллат этой колонны вновь направляют в систему экстрактивной ректификации для разделения углеводородных смесей [2] Основной недостаток известного способа состоит в том, что для надежного подавления гидролиза в кубе колонны при температуре 105-110^oC требуется большой расход аммиака. Большой расход аммиака приводит к увеличению давления в колонне ректификации, что ухудшает качество воды для отмывки углеводородных смесей, и, следовательно, ведет к потерям ацетонитрила и аммиака с углеводородными потоками за счет высокого остаточного содержания ацетонитрила и аммиака в воде для отмывки углеводородов. В то время как к качеству углеводородных потоков предъявляются жесткие требования по содержанию аммиака и ацетонитрила (не более 0,001 мас.). Потери ацетонитрила за счет гидролиза составляет до 0,42 г на 1 кг бутеновой фракции. Цель данного изобретения состоит в снижении потерь ацетонитрила. Поставленная цель достигается тем, что используют способ рекуперации ацетонитрила из углеводородных потоков в процессах разделения углеводородных смесей, путем водной отмывки с последующим извлечением ацетонитрила из промывных вод ректификацией при температуре 105-110^oC куба колонны в присутствии аммиака, отличительная особенность которого состоит в том, что ректификацию ведут в присутствии органического азотсодержащего основания, имеющего константу основности 2·10^-6-4·10^-1, в количестве, обеспечивающем рН воды 8,0-11,0. Потери ацетонитрила за счет гидролиза составляют от 0,17-0,31 г/на 1 кг ненасыщенной фракции. В предлагаемом способе предпочтительно использовать основания, которые имеют температуру кипения от 10 до 100^oC, так как при этом они практически полностью переходят в ацетонитрил и не теряются с промывной водой. Однако могут быть использованы органические основания, имеющие температуру кипения более 100^oC, и твердые вещества. Использование данного изобретения позволяет снизить потери ацетонитрила в 2-2,5 раза. Применение смеси аммиака и органического основания является более эффективным, чем применение аммиака или органического азотсодержащего соединения в отдельности. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. П р и м е р 1 (для сравнения). Бутан-бутеновую фракцию в количестве 350 мл/ч, имеющую состав (мас. здесь и далее): углеводородов С₃ 0,16; изобутана 0,75; н-бутана 67,27; бутадиена 1,1; углеводородов С₅ 0,08; изобутена 0,69; н-бутенов 29,95, подвергают разделению экстрактивной ректификацией с ацетонитрилом, содержащим 2,0% воды. Получают 98% бутановую и 98% бутеновую фракции. Циркуляция экстрагента 1400 мл/ч. Содержание ацетонитрила в углеводородных потоках до отмывки составляет 2,0% в бутановой фракции и 2,5% в бутеновой фракции. Рекуперацию ацетонитрила из углеводородных потоков осуществляют путем водной отмывки при температуре 40^oC. Содержание ацетонитрила в отмытых углеводородных фракциях 0,01% Часть циркулирующего экстрагента в количестве 10 мл/ч подается на регенерацию в колонну отмывки бутановой фракции. Количество промывных вод составляет 260 мл/ч. Содержание ацетонитрила в промывной воде 4,8% Выделение ацетонитрила из промывных вод осуществляют ректификацией на колонне эффективностью 40 колпачковых тарелок. Температура куба 105^oC. Давление куба 1,2 ата, количество дистиллата составляет 20 мл/ч. Количество флегмы 50 мл/ч. Для подавления гидролиза ацетонитрила в куб колонны ректификации ацетонитрила из промывных вод вводят аммиак в количестве 250 см³/ч. Содержание аммиака в промывной воде, выходящей из куба колонны ректификации 0,001% рН промывной воды 10,0. Потери экстрагента за счет гидролиза определяют по накоплению продуктов гидролиза, а именно ацетат-иона, в промывной воде. Эксплуатация установки составляет 100 ч. Содержание ацетат-иона в промывной воде до работы установки отсутствует после указанного периода работы 1,54% Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,42 г на 1 кг бутеновой фракции. П р и м е р 2 (для сравнения). При условиях разделения бутан-бутеновой фракции и рекуперации ацетонитрила из промывных вод, изложенных в примере 1, количество дистиллата составляет 50 мл/ч, количество флегмы 100 мл/ч. Для подавления гидролиза ацетонитрила в куб колонны ректификации вводят триэтиламин, имеющий константу основной диссоциации 7,4-10^-4, в количестве 0,12 мл/ч. При этом его содержание в промывной воде составляет 0,001% рН промывной воды 9,3. Содержание ацетат-иона в промывной воде после эксплуатации установки равно 1,02% Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,28 г на 1 г бутеновой фракции. П р и м е р 3. При условиях разделения бутан-бутеновой фракции и рекуперации ацетонитрила из промывных вод, изложенных в примере 1, для подавления гидролиза экстрагента в куб колонны ректификации вводят триэтиламин и аммиак в количестве 0,08 мл/ч и 69 см³/ч соответственно. Содержание в промывной воде триэтиламина 0,0003% рН промывной воды 9,1. Содержание ацетат-иона в промывной воде после указанного периода работы установки - 0,62% Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,17 г на 1 кг бутеновой фракции. П р и м е р 4. Бутен-бутадиеновую фракцию, имеющую состав: углеводородов С₃ 0,3; изобутана 0,5; н-бутана 18,0; изобутана 7,2; н.бутены 43,7% бутадиена 30,0 ацетиленовых углеводородов 0,04; углеводородов С₅ 0,26 в количестве 350 мг/ч подвергают разделению экстрактивной ректификацией с ацетонитрилом, содержащим 5% воды. Получают бутеновую фракцию, содержащую 0,5% бутадиена, и бутадиен-сырец, содержащий 2,0% бутенов. Циркуляция ацетонитрила составляет 2500 мг/ч. Содержание ацетонитрила в бутеновой фракции 2,5% в бутадиене-сырце 0,1% Рекуперацию ацетонитрила из бутеновой фракции осуществляют водной отмывкой при температуре 40^oC. Содержание ацетонитрила в бутеновой фракции после отмывки 0,01% Бутадиен-сырец без предварительной отмывки от ацетонитрила направляют на стадию очистки от ацетиленовых углеводородов экстрактивной ректификацией с ацетонитрилом. Часть циркулирующего ацетонитрила в количестве 25 мл/ч направляют на регенерацию в колонну водной отмывки бутеновой фракции. Количество промывных вод составляет 330 мл/ч. Содержание ацетонитрила в промывной воде 7,1% Выделение ацетонитрила из промывных вод осуществляют в условиях примера 1. Количество дистиллата 37,0 мл/ч количество флегмы 92 мл/ч. Для подавления гидролиза экстрагента в куб колонны ректификации вводят дициклогексиламин, имеющий константу основной диссоциации 3,2·10^-4, и аммиак в количестве, обеспечивающем их концентрацию в промывной воде 0,003 и 0,007 соответственно. При этом рН промывной воды 9,8. Содержание ацетат-иона в промывной воде после работы установки 0,92% Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,31 г на 1 кг бутадиена. П р и м е р 5. Изопентан-изоамиленовую фракцию, имеющую состав: углеводороды С₄ 0,1% изопентан 60,1% изоамилены 32,0% изопрен 2,4% н-пентан 1,5% н-амилены 3,2% пиперилен 0,6% углеводороды С₆ 0,1% в количестве 350 мл/ч подвергают разделению экстрактивной ректификацией с ацетонитрилом, содержащим 0,5% воды. Получают изопентановую фракцию, содержащую 7% изоамиленов, и изоамиленовую фракцию, содержащую 1,0% изопентана. Циркуляция ацетонитрила составляет 1500 мл/ч. Содержание ацетонитрила в изопентановой фракции 5,0% в изоамиленовой 7% Рекуперацию ацетонитрила из углеводородных потоков осуществляют водной отмывкой при температуре 40^oC. Содержание ацетонитрила в углеводородах после отмывки 0,01% Часть циркулирующего ацетонитрила в количестве 10 мл/ч направляют в колонну отмывки изопентановой фракции на регенерацию. Количество промывных вод 560 мл/ч. Содержание ацетонитрила в промывной воде 3,7% Выделение ацетонитрила из промывных вод осуществляют в условиях примера 1. Количество дистиллата составляет 33,0 мл/ч, количество флегмы 82 мл/ч. Для подавления гидролиза экстрагента в куб колонны ректификации вводят дифенилгуанидин, имеющий константу основной диссоциации 1,3·10^-4 и аммиак в количестве, обеспечивающим их концентрацию в промывной воде 0,002% и 0,001% соответственно. При этом рН промывной воды 9,5, содержание ацетат-иона в промывной воде после пробега 0,31% Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,15 г на 1 кг изоамиленовой фракции. П р и м е р 6. При условиях разделения и рекуперации ацетонитрила из промывных вод, изложенных в примере 1, для подавления гидролиза экстрагента в куб колонны ректификации вводят моноэтаноламин, имеющий константу основной диссоциации 3,16·10^-4, и аммиак в количестве, обеспечивающем их концентрацию в промывной воде 0,00005 и 0,0008% соответственно. При этом рН промывной воды 8,2. При этом рН промывной воды 8,2. Содержание ацетат-иона в промывной воде после пробега 0,6% Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,16 г на 1 кг бутеновой фракции. П р и м е р 7. При условиях разделения и рекуперации ацетонитрила из промывных вод, изложенных в примере 1, для подавления гидролиза экстрагента в куб колонны ректификации вводят гуанидин, имеющий константу основной диссоциации 4,0·10^-1, и аммиак в количестве, обеспечивающим их концентрацию в промывной воде 0,00008 и 0,0005% соответственно. При этом рН промывной воды 11,0. Содержание ацетат-иона в промывной воде после пробега 0,71% Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,19 г на 1 кг бутеновой фракции. П р и м е р 8. При условиях разделения и рекуперации ацетонитрила из промывных вод, изложенных в примере 4, для подавления гидролиза экстрагента в куб колонны ректификации вводят пиперидин, имеющий константу основной диссоциации 1,33·10^-3, и аммиак в количестве, обеспечивающем их концентрацию в промывной воде 0,003 и 0,0001% соответственно. При этом рН промывной воды 10,8. Содержание ацетат-иона в промывной воде после пробега 0,86% Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,28 г на 1 кг бутадиена. П р и м е р 9. При условиях разделения и рекуперации ацетонитрила из промывных вод, изложенных в примере 4, для подавления гидролиза экстрагента в куб колонны ректификации вводят гликоноль, имеющий константу основной диссоциации 2,7·10^-2, и аммиак в количестве, обеспечивающем их концентрацию в промывной воде 0,003 и 0,0001% соответственно. При этом рН промывной воды 11,0. Содержание ацетат-иона в промывной воде после пробега 0,33% Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,16 г на 1 кг изоамиленовой фракции. П р и м е р 10. Бутан-бутиленовую фракцию, содержащую 1,9% изобутана; 63,1% н-бутана; 1,9% изобутана; бутена-1; 11,3% транс-2-бутена, 8,2% цис-2-бутена; 0,2% углеводородов С₅, разделяют на 98%-ную бутеновую и бутиленовую фракции на промышленной установке экстрактивной ректификации. В качестве экстрагента применяют ацетонитрил. Колонна экстрактивной ректификации имела 132 тарелки. Десорбер имел 65 тарелок. Циркуляция экстрагента 190 т/ч и бутиленовой фракции 8,5 т/ч. Температура верха колонны экстрактивной ректификации 50^oC, куба 125^oC при давлении 5,0 ата для верха колонны и 6,0 ата для куба колонны, количество флегмы 50 т/ч при температуре подаваемого экстрагента 40^oC. Температура верха десорбера 45^oC при давлении 4,0 ата. Температура куба десорбера 136^oC. Бутановую и бутиленовую фракции подвергают водной отмывке. Количество промывных вод 18,7 т/ч. Концентрация ацетонитрила в промывной воде с учетом подачи 1 т/час ацетонитрила в колонну отмывки бутановой фракции составляет 9,1% Ацетонитрил из промывных вод отгоняют в колонне, имеющей 46 тарелок. Температура верха колонны составляет 80^oC, температура куба 105^oC. Давление верха 1,1 ата, давление куба 1,5 ата. Количество регенерированного ацетонитрила 2,0 т/ч и количество фузельной воды, отбираемой из куба колонны, 16,7 т/ч. В качестве азотсодержащего соединения применяют триэтаноламин, имеющий константу диссоциации 2,0·10^-6. Триэтаноламин вводят в систему экстрактивной ректификации. В промывную воду триэтиламин переходит в составе ацетонитрила, подаваемого на регенерацию. Количество вводимого триэтаноламина 0,5 кг/ч. Концентрация триэтиламина в воде составляет в среднем 0,02 мас. что обеспечивает рН воды на уровне 9,0. Регенерированный ацетонитрил имеет состав: ацетонитрил 83,1, вода 16% и аммиак 0,9% мас. и возвращают в систему экстрактивной ректификации на разделение углеводородных смесей. Потери ацетонитрила в узле водной отмывки составляют 0,18 кг на 1 тонну бутеновой фракции.

Формула изобретения

Способ рекуперации ацетонитрила из углеводородных потоков в процессах разделения углеводородных смесей путем водной отмывки с последующим извлечением ацетонитрила из промывных вод ректификацией при температуре 105-110^oС куба колонны в присутствии аммиака, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь ацетонитрила, ректификацию ведут в присутствии органического азотсодержащего основания, имеющего константу основности 2·10^-6 4·10^-1, в количестве, обеспечивающем pH воды 8,0-11,0.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---