Способ очистки диметилформамида
Союз Советских
Социалистических
ОП ИСАН ИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
< >8)0655
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.11.77 (21) 2540876/23-04 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 06.05.81 (51) M.Кл з С 07 С 7/08
С 07 С 103/36
Государственный комитет ив делам изобретений и открытий (53) УДК 547.298.1.07 (088.8) f
С. Ю. Павлов, В. В. Смирнов, В. И. Бутин, Б. А. Сараев, Б. И. Пантух, А. Н. Бушин, В. А. Горшков, С. Г. Кузнецов, А. А. Тараканов, В. А. Сухов и Н. С. Горбик (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ДИМЕТИЛФОРМАМИДА
Изобретение опноеится к способам очистки экстрагентов, а имен но к способу очиспки диметилформамида, применяемого для разделения смесей углеводородов С4—
С5 экстрактивной дистилляцией, от дамеуов диолефинов н тяжелого остатка, вредставляюшего смесь продуктов гидролиза и разложения экстрагента, продуктов полнмеризации диолефи н ов, ингибиторов термополимеризации и т. д.
Известен способ очистки э кстрагентов, в том числе и диметнлформа мида, используемых для разделения углеводородов
С4 — Сз экстрактивной дистилляцией, путем отделения примесей двмеров диолефинов от часты десарбированного экспрагента ректификацией в присутствии воды .и параллельного переиспа|рения десарби рова нного экстрагента с получением целевого продукта и тяжелого остажа, из .которого дополнителыно извлекают целевой продукт азеотропной ректификапией в присутствии углеводородного Ipастворителя —,индивидуальных ненасыщенных углеводородов С вЂ” С з, содержащих от 1 до 3 кратных связей в молекуле, или .их смесей. П ри этом часть растворителя вместе с экстрагентом отбирают в качестве диспиллата колонны азеотронной ректификации, а другую часть вместе с тяжелыми смолами — в качестве,кубового продукта. Отделение,растворителя от экстрагента осуществляют смелтением с водой и последующим расслаиванием:на углеводородный слой, содержащий растворитель и возвращаемый в колонну азеотропной ректифик ацки, и водный слой, включающий выделенный из тяжелого остатка экстрагент. Водный слой подают в колонну отделения димерюв диолефинов от экстрагента ректификацией.
Недостаток способа состоит в том, что отделение отопнанного на стадии азеопропной ректификации диметилформамида от растворителя смешением с водой и последующим расслаиванием приводит к потерям диметилфо рмамида за счет гидролиза (потери составляют 3 — 3,8 кг!ч). Для выделення диметилформамида из его водного раствора требуется энергоемкая реквификацяя.
20 Целью изобретения являются упрощение процесса и сокращение потерь диметилформамида (ДМФА) за счет уменьтпения его гидролиза.
Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки ДМФА, используемого для разделения углеводородов С4 — Сз жслракпивной диспилляцией, путем отделения примесей днмеров диолефилов от:исходной смеси ректификащией в присутствии воды и па раллельного переиспа рения с по810655
66 лучением целевого |продукта и тяжелого остатка, из которого дополнительно извлекают целевой продукт азеотропной ректификацией в присутствии углвводородното
1раство рителя — ненасыщенных углеводородов С вЂ” Cl, содержащих от 1 до 3 крат,ных связей в молекуле, или их смесей, с отделением растворителя от целевого,продукта отделение ip,астворителя осуществляют одновременно с,ректификацией исходной смеси.
Отличием предлагаемого способа является совмещение стадий отделения растBoipHToJIH от ДМФА и отгонки димеров диолефино в в одну стадию. Это отличие позволяет существенно утп ростить схему процесса за счет исключения операции отмывки и последующего,концентрирования ДМФА .из лроиывных вод и уменьшить гид ролитичвские потери ДМФЛ, которые в таком способе составляют 2 — 2,5 кг/ч.
На чертеже представлена схема очист.ки экстрагента по п редлагаемому способу. .Один поток экстрагента по линии 1 подают в колонну 2, обогреваемую через ки,пятильник 8. С;верха колонны отбирают пары воды, димеров диоле фи нов и раство.рителя, которые конденсируют в дефлегматоре 4 и расслаивают в отстойнике 5. Верхний слой последнего, содержащий главным образом дииеры диолвф инов и растворитель, по линии 6 выводят из системы. Нижний слой отстойника 5, содержащий главным образом воду, по линии 7 подают,на
oipo111eHiHe колояны 2,,а избыток воды по лин|и и 8 выводят из системы.
Из куба колонны 2 по линии 9 выводят регенерированный от димеров диолефинов экстрагент и возвращают в систему экстрактивной ректификаци и. Колон на 2 работает при атмосферном давлениями, температура верха 100 С, куба 1 60 С.
Другой поток экстрагента,по лавинии 10 полают в нспаритель 11, оботреваемый через .кипятильник 12. Испаритель работает при 500 л л рт. ст. и температуре 135—
140 С. Пары экстрагента, не содержащие тяжелые смолы, кондвнсируют в дефлепматоре 18, "îáèðàþò в емкости 14!Н ло линии
15 возвращают в систему экстрактивной ректификации. жидкую фазу из испарителя 11 с содержанием тяжелых смол 10 — 15% по линии 16 подают в колонну 17, обогреваемую кипятильником 18. Сюда же по линии 19 подают растворитель для разбавления тяжелых смол.
ДМФА на регенерацию от тяжелых смол,в коломну 17 можно подавать, минуя испа ритель 11, по линии 16.
Отбираемые с верха холояны 17 пары
ДМФА:и части,раствор|ителя конденсируют в дефлегматоре 20. Часть конденсата по линии 21 поступает на орошение колонны
Г тт ттттттт
ДМФЛ
Полимеры .и смолы
Нитрит натрия
Соли
Альдепиды
Вода
95,439
4,5
0,005
0,001
0,005
0,005
Испаритель 11,работает при давлении
500 лл .рт. ст. и температуре 135 — 140 С.
iHo линии 15 отбирают 2592,7 кг/ч экстрагента состава:
98,71
1,226
0,006
0,058
ДМФА
Легкие смолы
Альдегиды
Вода и возвращают его в систему экстрактивной ректификации.
Кубовый продукт в количестве 407,3 кг, ч с.остава:
74,59
35,36
0,043
0,007
ДМФА
Полимеры и смолы
Нитрит натрия
Соли по линии 16 направляются на дополнитель1Ioe извлечение целевого продукта азеотроп ной ректификацией, которую осуществляют в присутствии фракции полиалкибензолов (ПАВ), кипящей в пределах 152 — 350 С, n)n..я пл1 RR RR c.я побочным пподчкрастворитель в количестве от 0,5 до 20 вес. %, по линии:22 выводят из системы и по JIHIHHiH 23 подают в колонну 2 для отделения растворителя от ДМФА.
Из куба коло н ны 17,по линии 24 выводят,из системы тяжелые смолы. Колонна
17 работает при давлении 350 л м рт. ст., температуре верха 110 — li25 С, температуре куба 150 — 160 С.
Поток ДМФЛ, поступающий на регенеipa1IHIo, не имеет постоянного состава. Состав егo за висит от режи ма работы колон,ны экстрактиьной ректификации, точки вывода ДМФЛ на регенерацию и количества выводимого экстрагента.
В качестве растворителя, используют ароматические, алкила роматичвские и нафтеновые углеводороды или их смеси, например полиалиилбензолы, фракции тяжеJIb1x углеводородов, образующихся при дегвдрировании па рафинов ил и олефиноэ С4 или С5, 75 — 98% которых выкипает при
100 — 370 С.
Пример 1. Регенерацию ДМФА, при,меняемого;в качестве экстрагента для выделения .и очистки бутадиена, осуществляют по схеме, лриведенной иа чертеже. По лини и 10 в испаритель подают 3000 кг/ч экстрагента, отбираемого из ли нии pecoipбированного экстрагента и имеющего следующий состав (вес. % здесь и далее):
810655
Нижний, водный слой в количестве
270 кг/ч по линии 7 возвращают на орошение колонны 2, а 1,3 кг/ч по линии 8 выводят из системы. Из куба этой колонны по
5 линии 9 отбирают 856 кг/ч регенерированного ДМФЛ состава:
ДМФЛ
Вода
Карбонильные продукты
Дпмеры бутадиена
99,6
0,2
0,01
0,1 и возвращают в систему экстрактивной ректификации.
П р и и е р 2. Регенерацию ДМФА, применяемого в качестве экстрагснта для выделения и очистки изопрена, осуществляют по схеме, приведенной на чертеже.
20 По линии 10 в испаритель ll подают
1200 кг/ч экстрагента, отбираемого из ли..ни десорбированного экстрагента и имеющего состав:
ДМФЛ
ПАБ
Карбональные соединения
97,98
1,95
0,07
ДМФА
ПолимеpbI, смолы
ПАБ
3,74
30,18
66,08
ДМФА
Вода
Димеры изопрена
Циклогексанон
98,63
0,05
1,02
0,3
40 и возвращают в систему экстрактивной ректи фи ка ци и.
Кубовый продукт в количестве 24 кг/ч
93,9
5,5
0,1
0,5
ДМФЛ
Полимеры
Нитрит натрия
Формиат натрия
Циклогексанон
62,5
0,5
0,3
11,7 направляют.по JIHHIHIH 16 .на из влечение дополнительного количества экстрагента азе55 стропной ректификацией в колонну 17. Ректнфикацию осуществляют в присутствии растворителя-смеси диэтилбензолов (ДИЭБ) с началом температуры кипения 181 — 185 С.
Гастворитель вводят в колонну по линии
00 19 в количестве 26,6 кг/ч. Колонна 17 работает при давлении 350 мм рт. ст. Температура верха 120 — 125 С, температура куба 150 — 160" С. С верха этой колонны отбирают парообразную смесь ДМФА и
ДИЭБ в количестве 59,4 кг/ч состава:
70М процесса получения изопропилбензола и имеет состав:
Изопропилбензол 1,5 — 4,2
1,3-Этилизопропилбензол 4,0 — 14,2
1,4-Этилизопропилбензол 1,1 — 9,1
1,3-Диизопропилбензол 40,5 — 44,4
1,2-Диизопропилбензол 0,4 — 0,3
1,1,3-Триметилиден 7,5 — 15,1
1,4-Диизопропилбензол 20,6 — 26,3
Тяжелые (т. кип.)210 С) 5,1 — 11,8
Фракцию ПАБ вводят в колонну 17 по линии 19 в количестве 232 кг/ч, Колонна работает при давлении 350 мм рт. ст. Температура верха 110 — 115 С, температура куба колонны 150 — 160 С.
С верха колонны 17 отбирают парообразную смесь ДМФА и ПАБ, конденсируют, часть конденсата (594 кг/ч) возвращают в колонну 17 по линии 21, а в другую часть (29? кг/ч) состава: по линии 22 направляют на отделение от растворителя в колонну 2. Из куба колонны
17 по линии 24 отбирают 342,3 кг/ч тяжелых смол и растворителя. Поток в линии
24 имеет состав:
В колонну 2 по линии 1 подают 600 кг/ч
ДМФА, который отбирают из десорбционной колонны. Сюда же по линии 28 направляют смесь целевого продукта и растворителя. Поток в линии 1 имеет состав:
ДМФА
Дпмеры бутадиена
Карбонильные продукты
Вода
Колонна 2 работает при атмосферном давлении; температура верха 100 С, темпе. ратура куба 160 С.
Колонна 2 орошается водой. Пары воды, димеров бутадиена и растворителя отбирают с верха этой колонны, конденсируют и расслаивают в отстойнике 5. Верхний слой отстойника в количестве 38,6 кг/ч состава:
Димеры бутадиена 83,15
ПАБ 15,02
Карбонильные продукты 1,80
Вода 0,02 выводят из системы на сжигание по линии б.
ДМФА
Полимеры-смолы
Нитрит натрия
Формиат натрия
Димеры изопрена
30 Цпклогексанон
Вода
Тс. пература в пспарптеле
По линии 15 отбирают гента состава:
97
0,5
0,01
0,005
1,0
0,5
0,05
135 — 140 С.
1176 кг/ч экстра810655
ДМФА
ДИЭБ
Циклогексанон
68,6
20,0
11,4 и состав потоколонну 2, те
5 состава:
95,3
0,8
3,8
0,1
ДМФА
Вода
Димеры нзопрена
89,5
0,5
10,0
ДМФА
Вода
99,95
0,05
Димеры изопрена
ДИЭБ
Циклогексанон
Вода
71,4
22,8
5,7
0,1
97,935
0,5
0,01
0,005
1,0
0,5
0,05
ДМФА
Полимеры и смолы
Нитрит натрия
Формиат натрия
Димеры изопрена
Циклогекса кон
Вода
50
0,3
0,15
2,05
7,5
7,5
Полимеры и смолы
Нитрит натрия
Формиат натрия
ДМФА
Циклогексанон
Растворитель
ДМФА
ДИИПБ
Циклогексанон
86,8
0,5
12,7
ДМФА
Димеры изопрена
Вода
Циклогексанон
Растворитель
Отобранную смесь конденсируют, часть конденсата (39,6 кг/ч) возвращают на орошение колонны 17, а избыток (19,8кг/ч) |подают по линии 28 в колонну 2 для отделения растворителя от ДМФА. Режим работы колонны 2 аналогичен режиму работы этой колонны в примере 1.
В колонну 2 по линии 1 подают 125 кг/ч экстрагента для отделения от димеров изо ирена. Поток в линии 1, отбираемый из исчерпывающей части десорбционной колонны, имеет состав:
С верха колонны 2 отбирают парообразную смесь димеров изопрена, растворителя и воды, конденсируют и подвергают расслаиванию в отстойнике 5. Верхний слой состава: в количестве 17,5 кг/ч по линии б выводят из системы на сжигание. Нижний слой, воду в количестве 43,2 кг/ч возвращают на орошение колонны 2.
Из куба колонны 2 по линии 9 выводят
128,5 кг/ч регенерированного ДМФА, который возвращают в систему экстрактивной ректификации.
П р и м с р 3. Переиспарение ДМФА, применяемого в качестве экстрагента для
Гь!делеIIIII! i! Очисте!! изопрена, В испарителе 11 осуществляют в условиях примера 2.
Азеотропную ректификацию осуществляют, используя в качестве растворителя смесь диизопропилбензолов (ДИИПБ), выкипающую в пределах 200 — 230 С.
Смесь ДИИПБ подают IIQ линии 19 в колонну 17 в количестве 22,7 кг/ч.
Режим работы этой колонны такой же, ка к и в примере 1. С верха колонны 17 отбирают парообразную смесь ДМФА и
ДИ И|ПБ в количестве 47,1 кг/ч состава:
Отобранную смесь конденсируют, часть конденсата (31,4 кг/ч) по линии 21 возвращают на орошение колонны 17, а избыток (15,7 кг/ч) подают по линии 28 в колонну 2 для отделения растворителя от ДМФА. Режим работы колонны 2 аналогичен режиму в примере 1. количество ка в линии 1, подаваемого в же, что в примере 2.
Верхний слой отстойника
Димеры изопрена
ДИИБ
Циклогексанон
Вода
10 в количестве 13,1 кг/ч выводят из системы по линии б. Нижний водный слой в количестве 38,5 кг/ч возвращают на орошение колонны 2 по линии 7.
Из куба колонны 2 по линии 9 выводят
125,5 кг/ч регенерированного ДМФА состава: и возвращают его в систему экстрактивной ректификации.
25 Пример 4. ДМФА, применяемый в качестве экстрагента для выделения и очистки изопрена, подают по линии lб в колонну 17 на регенерацию от тяжелых смол в количестве 1200 кг/ч. Поток в линии lб имеЗО ет состав:
4о Режим работы этой колонны аналогичен режиму работы колонны в примере 2.
В колонну 17 по линии 19 вводят в качестве растворителя 37 кг/ч фракции алкилароматических углеводородов с началом
45 температуры кипения 195 С. Из куба колонны 17 по линии 24 отбирают 40 кг/ч раствора полимеров и смол в растворителе и направляют его на сжигание.
Поток в линии 24 имеет состав:
С верха колонны 17 после конденсации отбирают 110,7 кг/ч ДМФА состава:
98,11
1,0
0,05
0,25
0,59
810655
1О
68,6
20,0
11,4
ДМФА
Растворитель
Циклогексан
99,95
0,05
ДМФА
Вода и по линии 28 подают в колонну 2 для отделения растворителя от ДМФА.
Режим работы колонны 2 аналогичен режиму работы колонны 2 в примере 1, количество и состав потока в линии 1, подаваемого в колонну 2, те же, что в примере 2.
Верхний слой отстойника 5 состава:
Димеры изопрена 71
Циклогексанон 8,7
Растворитель 20,3
I в количестве 34 5 кг/ч выводят по линии б из системы.
Нижний слой, воду, в количестве
150 кг/ч возвращают на орошение колонны
2 по линии 7.
Из куба колонны 2 по линии 9 выводят
1286,9 кг ч регенерированного ДМФА состава: и возвращают его в систему экстрактивной ректификации.
Пример 5. ДМФА, отобранный из линии десорбированного экстрагента, подают в количестве 1200 кг/ч по линии 10 в испаритель 11. Состав подаваемого ДМФА, а также режим работы этого испарителя те же, что в примере 2.
Кубовый продукт испарителя ll в количестве 24 кг/ч такого же состава, что в примере 2, направляют по линии lб на вторую ступень регенерации в колонну 17. Регенерацию осуществляют в присутствии в качестве растворителя углеводородной фракции, полученной при ректификации от легких примесей побочного продукта дегидрирова ния парафинов или олефинов С4 или С, 75 — 78 /о фракции выкипает в пределах
100 †3 С. Растворитель вводят в колонну 17 по линии 19 в количестве 28,2 кг/ч.
Режим работы этой колонны тот же, что в примере 2. С верха колонны 17 отбирают парообразную смесь ДМФА и растворителя в количестве 69,3 кг/ч состава:
Отобранную смесь конденсируют, часть конденсата (49,5 кгlч) возвращают на орошение, а избыток (19,8 кг/ч) подают в колонну 2 для отделения растворителя от
ДМФА. Режим работы, составы поступающих и выходящих потоков те же, что в примере 2.
Использован не предлагаемого способа дает следующие преимущества: уменьшает15 ся количество операций в процессе регенерации ДМФА, что приводит к упрощению технологии, сокращается контакт ДМФА с водой, что приводит к уменьшению потерь
ДМФА за счет гидролиза на 40 — 50О/О по
20 сравнению с известным способом.
Формула изобретения
Способ очистки диметилформамида, используемого для разделения углеводородов
С4 — С экстрактивной дистилляцией, путем отделения примесей дим еров диоле финов от исходной смеси ректификацией в присутствии воды и параллельного переиспаренпя с получением целевого продукта и тяжелого остатка, из которого дополнительно извлекают целевой продукт азеотропной ректификацией в присутствии углеводородного растворителя — ненасыщенных углез5 водородов С вЂ” С», содержащих от 1 до 3 кратных связей в молекуле, или их смесей, с отделением растворителя от целевого про дукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и уменьшения по40 терь диметилформамида, отделение растворителя осуществляют одновременно с ректификацией исходной смеси.
Источник информации, принятый во
45 внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2367659/23-04 кл. С 07 С 7/00, 1976 (прототип).
810655
Составитель Г. Антонова
Редактор 3. Бородкина
Техред А. Камышникова
Корректор С. Файн
Заказ 422/357 Изд. № 293 Тираж 448 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
Тип. Харьк. фил. пред. кПатент»
Г.Ь.6
