Изобретение относится к разделению Сд, углеводородов, а именно бутанбутеновых и бутен-бутадиеновых фракций и может быть использовано в производстве бутяф иена, получаемого двухстадийтвлм дегидрированием н-бута на.

Известен способ разделения С, углеводородов двухстадийного дегидрироте вания н-бутана, в котором продукты первой стадии дегидрирования н-бутана подвергают предварительной ректификации в колонне, имеющей 100 практических тарелок. Дистиллат колонны тБ предварительной ректификации, содержащий, в основном, бутен-1 и бутадиен, после отделения углеводородов Ск направляют в колонну выделения бутадиена экстрактивиой ректификацией, а кубовый продукт после отделении от углеводородов С, содержащий смесь бутенов и н-бутана подают в колонну экстрактивиой ректификации с применением

2 в качестве разделяющего агента фурфурола.

В виде дистиллата в процессе экстрактивной ректификации получают бутановую фракцию, которую возвращают на дегидрирование н-бутана в бутены.

Кубовый продукт (бутеновую фракцию) возвращают на вторую стадию дегндри-рования бутенов в бутадиен.

Продукты дегидрирования н-бутенов после отделения от углеводородов С также подвергают предварительной ректификации в колонне, имеющей IDO практических тарелок. Дистиллат колонны совместно с дистиллатом колонны предварительной ректификации продуктов дегидрирования н-бутана направляют на выделение бутадиена экстрактивной ректификацией с применением в качестве разделяющего агента фурфурола. Кубовый продукт после отделения от углеводородов С возвращают на стадию дегидрирования бутенов в бутадиен Г11.

3 8

Недостаток способа вЂ” низкая селективность разделяющего агента (фур" фурола) по сравнению с ацетонитрилом (АН), диметилформамидом (ДИФА), 1 -метилпирролидоном (МП ) и другими.

В составе фракций, выделенных из продуктов дегидрирования н-бутана, иа стадию дегидрирования н-бутенов поступает н-бутан и изо-бутан, что приводит к их накоплению на стадии дегидрирования н-бутенов в бутадиен, снижению эффективности процесса выделения бутадиена и требует разработки специальных методов для вывода н-бутана и изо-бутана.

Известен способ разделения С,1 углеводородов двухстадийного дегидрирования н-бутана, в котором ректи- фикацию продуктов дегидрирования н-бутана (бутан-бутеновых фракций ) осуществляют с отборам в дистиллат

90-997. бутадиена и 1-10Х н-бутана

Ф от содержания их в исходной фракции и последующей подачей дистиллата в укрепляющую часть колонны выделения бутадиена из продуктов дегидрирования н-бутенов (бутен-бутадиеновых фракций) экстрактивной ректификацией с получением бутеновой фракции, возвращаемой на дегидрирование н-бутенов, и бутадиена-сырца, который направляют на очистку четкой ректификацией 12 j, Подача дистиллата колонны предварительной ректификации в колонну выделения бутадиена экстрактивной ректификацией практически не влияет на эффективность выделения бутадиена.

Однако, вследствие большого содержания 2-бутенов в продуктах дегидрирования н-бутенов (28-32 мас.X), затраты на выделение бутадиена остаются высокими.

Так, по сравнению с процессами выделения бутадиена из С фракций пиролиза, содержание 2-бутенов в которых составляет 8-10 мас., для обеспечения одинаковой степени разделения в процессах выделения бутадиена из продуктов дегидрирования н-бутенов требуется иа 25-30Х большая циркуляция разделяющего агента.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разделения бутанбутеновых и бутен-бутадиеновых фракций процесса двухстадийного дегидрирования н-бутана путем разделения бутан-бутеновой фракции экстрактив57094 4. ной ректификацией с ацетонитрилом (АН ) с последующей водной отмывкой получаемых бутановой и бутеновой фракций, включающий выделение бутадиена из бутеновой н бутен-бутадиеновой фракций экстрактивной ректификацией с диметилформамидом 1ДМФА) (3).

В известном способе бутан-бутеновую фракцию 1 стадии дегидрирования (ББФ) и бутен-бутадиеновую фракцию рецикл) 11 стадии дегидрирования

ББДФ-2) подвергают разделению экстрактивной ректификацней с АН с получением бутановой фракции и бутеновой фракции, содержащей бутадиен (ББДФ-1) которые затем подвергают отмывке от унесенного экстрагента фуз .льной водой. Отмытую бутановую фракцию возвращают на стадию дегидрирования бутана в бутены, а отмытую ББДФ-1 и ББДФ-2 подают на выделение бутадиена экстр активной р ектификацией с

ДЕФА. С верха колонны экстрактивной ректификацни отбирают бутеновую фрак25 цию, которую подают на стадию дегидрирования бутенов в оутадиен. Кубовый продукт колонны экстрактивнои ректификации (насыщенный бутадиеном

ДЕФА) подают на десорбцию. Часть

30 десорбированного бутадиена с верха колонны десорбции компрессором возвращают в куб колонны экстрактивнои ректификации, а остальное количество направляют на последующую очистку, 35

Однако для обеспечения одинаковои степени разделения при подаче в колонну выделения бутадиена из ББДФ-2 дополнительно ББДФ-1 для извлечения бутадиена требуется увеличение цир40 куляцни разделяющего агента на 307, что приводит к уменьшению пропускной способности колонн экстрактивной рек-. тификации и высоким затратам в процес45 се выделения бутадиена.

Кроме того, эффективность процесса разделения ББФ низкая, вследствие подачи рецикла ББДФ-2.

Цель изобретения вЂ” удешевление и увеличение производительности про50 цесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разделения бутан-бутеновых и бутен-бутадиеновых

SS фракций процесса двухстадийного дегидрирования н-бутана путем разделения бутан-бутеновой фракции экстрактнвной ректификацией с АН с последующей водной отмывкой, получаемых бутановой

4 6 бирают промывную воду, которую подают на ректификацию от экстрагента, Отмытую бутановую фракцию сверху колонны 21 по лишпт 24 подают на стадию дегидрирования бутана в бутены, а отмытую ББНФ-1 сверху колонны 20 по линии 25 подают в исчерпывающую часть ректификационной колонны 26.

В укрепляющую часть колонны 26 по линии 27 подают ББДФ-2. Колонну 26 обогревают горячей водой или паром через выносной кипятильник 28.

В качестве дистиллата колонны 26 отбирают бутеи-бутадиеновую фракцию (ББДФ), которую конденсируют в дефлегматоре 29, охлаждаемом проьпппленной водой, и собирают в емкости 30, Часть конденсата из емкости 30 насосом 31 по линии 32 возвращают в колонну 26 в качестве флегмы, а другую часть по линии 33 подают на выделение бутадиена.

Бутан-бутадиеновую фракцию (ББФ-2) из куба колонны 26 насосом 34 по линии 35 подают на стадию дегидрирования бутенов в бутадиен. Возможна также подача ББФ-2 по линии 36 через испаритель 37, обогреваемой за счет тепла десорбированного экстрагента, . в колонну 3.

ББДФ по линии 33 через испаритель

38, обогреваемой за счет тепла десорбированного экстрагента, подают на выделение бутадиена в колонну 39, экстрактивной ректификации. В верхнюю часть колонны по линии 40 через холодильник 4l, охлаждаемый промьпплеиной водой, подают разделяющий агент. Колонну 39 обогревают паром через выносной кипятильник 42. Сверху колонны отбирают бутеновую фракцию, которую конденсируют в дефлегматоре 43, охлаждаемом промьппленной водой. Конденсат собирают в емкости 44. Часть конденсата насосом 45 по линии 46 возвращают в колонну 39 в качестве флегмы, а другую часть по линии 47 подают иа стадию дегидрирования бутеиов в бутадиен.

Насыщенный экстрагент из куба колонны 39 по линии 48 подают на десорбцию в колонку 49. Обогрев колонны осуществляют паром через выносной кипятильник 50. Десорбированный экстрагент из куба колонны 49 по линии

40 возвращают на выделение бутадиена в колонну 39.

5 85709 и бутеновой фракций, бутен-бутадиеновую и бутеновую фракции подвергают совместной ректификацин при подаче бутеновой фракции ниже точки ввода бутан-бутадиеновой фракции с отбором в дистиллат от 98 до 99,9 мас.7. бутадиена, а в кубовый продукт от 40 до 90 мас.7. бутенов-2 от их суммарного содержания в исходных фракциях с последующей подачей полученного дистиллата на выделение бутадиена экстрак« тивной ректификацией с .ПИФА.

Бутен-бутадиеновую и бутеновую фракции предварительно подвергают ректнфикации описанным образом, и полученный дистиллат направляют на выделение бутадиена экстрактивной ректификацией с НИФА.

На чертеже представлен вариант технологического оформления процес- щ са.

ББФ по линии 1 через испаритель

2, обогреваемый за счет тепла десорбированного экстрагента, подают в колонну 3 экстрактивной ректификации, 2п

В верхнюю часть колонны 3 по линии

4 через холодильник 5, охлаждаемый промышленной водой, подают разделяющий агент. Колонну 3 обогревают паром через выносной кипятильник 6.

Сверху колонны 3 отбирают пары бутановой .фракции, которые конденсируют в дефлегматоре 7, охлаждаемом промьнпленной водой. Конденсат собирают в емкости 8. Часть конденсата насосом 9 по линии 10 возвращают в колонну 3 в качестве флегмы, а другую часть по линии ll подают на водную отмывку от унесенного экстрагента. Насьпценный экстрагент из куба колонны 3 по линии, 12 подают в десорбционную колонну 13.

Колонну 13 обогревают паром через вьгносной кипятильник 14. Сверху колонны отбирают пары ББДФ-1, которые конденсируют в дефлегматоре 15, охлаждаемом промьнпленной водой. Конденсат собирают в емкости 16. Часть конденсата насосом 17 по линии 18 возвращают в колонну 13 в качестве флегмы, а другую часть по линии 19 подают на водную отмывку от унесенного экстрагента.

Десорбированный экстрагент из куба колонны 13 по линии 4 возвращают в верхнюю часть колонны 3, Отмывку ББНФ-l и бутановой фракций осуществляют фузельной водой в колон-. нах 20 и 21. Фузельную воду по линии

22 подают в верхнюю часть колонн.

Снизу колонн 20 и 21 по линии 23 от7 85

Бутадиен в газовой фазе с верха колонны 49 поступает на компрессор

51. Часть бутадяена от компрессора

51 по линии 52 возвращают в нижнюю часть или куб колонны 39 в качестве рецикла, а другую часть по линии 53 подают на очистку.

Подачу бутеиовой фракции ББДФ-1 осуществляют на 10-40 тарелок ниже точки ввода бутен-бутадиеновой фракции ББДФ-2 в колонну предварительной ректификации. Такая подача указанных фракций на ректификацию позволяет с наименьшими затратами добиться требуемой степени разделения.

Вследствие того, что ректификацию

ББДФ-1 и ББДФ-2 осуществляют в одной колонне, а состав этих фракций но содержанию бутенов-2 значительно отличается (ББДФ-1 содержит 60-70 мас. % бутенов-2, а ББДФ-2 -30-35 мас. . бутенов-2), важным фактором для получения положительного эффекта.по предлагаемому способу является количество бутенов-2, отбираемых в кубовый продукт от суммарного содержания их в исходных фракциях. Отбор в кубовый продукт менее 40 мас. бутенов-2 обеспечивает повьпнение эффективности процесса вы-: деления бутадиена только за счет снижения циркуляции экстрагента, вследствие уменьшения нагрузки на колонну экстрактивной ректификации и результате предварительного концентрирова-. ния исходных фракций.

Проведение ректификации с отбором в кубовый продукт от 40 до 90 мас. бутенов-,2 позволяет получать дополнительный эффект (снизить флегмовое число и циркуляцию экстрагента) за счет снижения концентрации бутенов-2 . в смеси, поступающей на выделение бутадиена экстрактивной ректификацией, по сравнению с исходной фракцией. Увеличение отбора в кубовый продукт бутенов-2 более 90 мас. приводит к значительным затратам на предварительное концентрирование исходных фракций, которые превышают эффект получаемый за счет предварительного концентрирования на стадии выделения бутадиена экстрактивной ректификацией.

7094 8

Пример 1. ББФ в количестве

59,0 т/ч, содержащую мас. Х: углеводороды С3 0,1 изо-бутан 2,30 н-бутан

61,81 изо-бутен.+1-бутен 13,80 транс -2-бутен 11,87;ццс-2-бутен 8,83 бутадиен l, 14. углеводороды С О, 15 подвергают разделению экстрактивной ректификацией с AH на двух параллельно работающих блоках экстрактивной ректификации, каждый нз которых состоит из колонны экстрактивной ректификации, имеющей 132 практические тарелки, и колонны десорбции, имеющей

65 практических тарелок. Исходную фракцию подают на 73 тарелку колонны экстрактивной ректификации (счет тавЂ” релок от куба колонны), а циркулирующий растворитель в количестве 260 т/ч на 127 тарелку.

Колонна экстрактивной ректификации работает при флегмовом числе 2,7.

Температура верха колонны 45 С, куба о

116 С.

Давление верха колонны 4,2 ата, куба 5,0 ата. Колонна десорбции работает при флегмовом числе 3,2. Температура верха колонны 56 С,куба 121 С

Давление верха колонны 2,9 ата, куба

3,2 ата.

Получают 39,0 т/ч бутановой фракции, содержащей 3,431 бутенов и 1,4

АН и 21,1 т/ч ББДФ-l, содержащей

3,25 н-бутана и 2,8% АН, которые направляют на водную отмывку от унесенного экстрагента. Отмывку производят фузельной водой при температуре

40 С до остаточного содержания АН во фракциях 0,001 .

Отмытую бутановую фракцию в количестве 38 5 т/ч направляют на стадию дегидрирования бутана в бутены, а отмытую ББДФ-1, содержащую, мас,X: н-бутан 3,72; изо-бутен +1-бутен

33,40 транс -2-бутен 33,82;цнс-2-бутен

25» бутадиен 3,28; угцеводороды

С 0,44, в количестве 20 5 т/ч подают в колонну предварительной ректификации на 30 тарелку.

Колонна предварительной ректификации имеет 90 практических тарелок.

ББДФ-2 в количестве 45,5 т/ч, со-» держащую мас.%: углеводороды С 0,10; изо-бутан 3,10; изо-бутен +1-бутен

28,31; бутадиен 26,00; н-бутан 9,82 транс -2-бутен 19,14,асс-2-бутен 13,30р углеводороды С> 0,23, подают на 58 тарелку.

Колонна работает при флегмовом числе 5. Температура верха колонны

40 С, куба 52 С. Давление верха

4,5 ата, куба 5,1 ата..

Бутеновую фракцию, содержащую, мас. : н-бутан 7,80 изо-бутен +17094 l0

Пример 3. ББФ в количестве

45 59 т/ч, имеющую состав, аналогичный примеру 1, подвергают разделению и последукицей отмывке от унесенного, экстрагента по примеру l.

ББДФ-1 в количестве 20 5 т/ч и ББДФ-2 в количестве 45,5 т/ч, имеющие состав, аналогичный примеру 1, подвергают ректифнкацни,на колонне, имеющей 120 практических тарелок.

ББДФ-1 подают на 40 тарелку, а ББДФ-2 на 80.

Колонна работает при фпегмовом числе 10, Температура верха колонны о о

40 С, куба 58 С. Давление верха

4,5 ата, куба 5,3 ата.

9 85 бутен 2,01;транс-2-бутен 47,8;ц>>с-2бутен 41,)3> бутадиен 0,49; углеводороды С 0,77, в количестве 25,1 т/ч из куба колонны подают на дегидрирование бутенов в бутадиен, а ББДФ, содержащую мас.7;углеводороды С 0,11 изо-бутан 3,44; н-бутан 8,00; изобутен +1-бутен 46,97; транс-2-бутен

8,96;цис-2-бутен 2,30; бутадиен 30,22 в ккооллииччеесстве 40,9 т/ч сверху колонны подают на выделение бутадиена.

Количество бутадиена, от >бранного в дистиллат, сос звляет 99,07, а количество 2-бутенов, отобранных в кубовый продукт. вЂ” 82,7Х от содержания их в исходном питании>

Выделение бутадиена из ББДФ осуществляют экстрактивной ректификацией с ДИФА в колонне, имеющей 150 практических тарелок при флегмовом числе 2,1. ББДФ подают иа 43 тарелку>а экстрагент в количестве 178 т/ч на 145. Температура верха колонны

40 С, куба 100 С. Давление верха

4,4 ата, куба 5,4 ата.

Сверху колонны отбирают 28,5 т/ч бутеновой фракции, содержащей 0,57 бу>адиена, которую направляют на дегидрирование бутенов в бутадиен, Насыщениый экстрагент из куба колонны экстрактивной ректификации подают на десорбцию в колонну, имеющую 41 практическую тарелку. о

Температура верха десорбера 80 С, куба )65oG Давление верха l 2 ата куба 1,5 ата.

Бутадиен-сырец, содержащий 1,60Х бутенов с помощью компрессора в количестве 17,8 т/ч возвращают в куб колонны экстрактивной ректификации в качестве рецикла, а в количестве

12,4 т/ч подают на очистку от микропримесей. Десорбированный ДИФА воз-, вращают в колонну выделения бутадиена экстрактивной ректификацией.

Пример 2. ББФ s количестве

59 т/ч, имеющую состав, аналогичный примеру 1, подвергают разделению и последующей отм»вке отунесенного экстрагента по примеру 1.

ББДФ-1 в количестве 20.5 т/ч и БВДФ-2 в количестве 25,5 т/ч, имеющие состав. аналогичный примеру 1 подвергают ректификации на колонне, имеющей 64 практические тарелки.

ББДФ-1 подают на 25 тарелкч, а ББДФ-2на 36, Колонна работает пои флегмовом числе 2,0. Температура верха колонны

40оС куба 49 С. Давление верха ,4,2 ата, куба 4,6 ата.

Бутеновую фракцию, содержащую, мас.X: н-бутан 4,7 изо-бутен +1-бутен 3,35 транс-2-бутен 41,50;цис-2бутен 48,73; бутадиен 0,10 углеводороды С 1,62, в количество 11 9 т/ч из куба колонны подают на дегидрирование бутенов в бутадиен, а ББДФ, содержащую, мас.X: углеводороды С>

0,09j изо-бутан 2,61; н-бутан 8,63» изо-бутен +1-бутен 35t73)тРанс-2-бутен 19,79;цнс-2-бутен 10,07 бутадиен 23,08, в количестве 54,1 т/ч сверху колонны подают на выделение бутадиена.

Количество бутадиена, отобранного в дистиллат составляет 99,97, а бутенов-2, отобранных в кубовый продукт вЂ” 40,0X от содержания их в исходном питании.

Выделение бутадиена из ББДФ осуществляют экстрактнвной ректификацией с ДИФА в колонне, имеющей 150 практических тарелок, при флегмовом числе

2,3, ББДФ подают на 54 тарелку, а экстрагент в количестве 330 т/чвЂ” на 145. Температура верха колонны

40 С, куба 100 С. Давление верха

4,2 ата, куба 5,2 ата.

Сверху колонны отбирают 41,7 т/ч бутеновой фракции, содержащей 0,36Х бутадиена, которую направляют на дегидрирование бутенов в бутадиен.

Насыщенный ДИФА из куба колонны подают на десорбцию, которую проводят по примеру 1. Бутадиен-сырец, содержащий 1,60Х бутенов, в количестве

40,6 т/ч возвращают в куб колонны экстрактивной ректификации в качестве рецикла, а в количестве 12,4 т/ч подают на очистку от микропримесей.

8570

Бутенавую фракцию, содержащую мас.X: н-бутан 12,33> изо-бутен +1бутен 0,45 транс-2-бутен 48,83;цис-2бутен 36,82; бутадиен 0,88> углеводороды С 0,69 в количестве 28,3 т/ч из куба колонны подают на дегидрирование бутенов в бутадиен, а ББДФ, содержащую, мас.X: углеводороды С 0,12 изо-бутан 3,741,и-бутан 4,63; изобутен +1-бутен 51,93: транс-2-бутен !О

5,87;цис-2-бутен 1,25 бутадиен 32,46 в количестве 37,7 т/ч сверху колонны подают на выделение бутадиеиа. Количество бутадиена, отобранное в дистиллат, составляет 98Х, а 2-бутенов, ото-1э бранных в кубовый продукт вЂ” 90X от их содержания в исходном питании.

Выделение бутадиена из ББДФ осуществляется экстрактивной ректификацией с ДМФА в колонне, имеющей 150 прак-щ тических тарелок, при фпегмовом числе 1,8. ББДФ подают на 30 тарелку, а экстрагент в количестве 130 т/ч на 145. Температура верха колонны

40 С, куба 100 С. Давление верха 25

4,5 ата, куба 5,5 ата.

Сверху колонны отбирают 25,3 т/ч бутеновой фракции, содержащей 0,407. бутадиена, которую направляют на дегидрирование бутенов в бутадиен. Зо

Насыщенный ДМФА из куба колонны подают на десорбцию, которую проводят по примеру 1, Бутадиен-сырец, содержащий 1,6% бутенов, в количестве 9;6 т/ч возвращают в куб колонны экстрактивной ректификации в качестве рецикла, а в количестве 12,4 т/ч подают на очистку от микропримесей .

Пример 4. ББФ в количестве Фо

59 т/ч, имеющую состав, аналогичный примеру 1, подвергают разделению и последующей отмывке от унесенного экстрагента по примеру 1.

ББДФ-1 в количестве 20,5 т/ч и 4s

ББДФ-2 в количестве 45,5 т/ч, имеющие состав, аналогичный примеру 1, подают на выделение бутадиена экстрактивной ректификацией с ДМФА.

Колонна экстрактивной ректификации имеет 150 практических тарелок. ББДФ-2, подают на 73 тарелку, ББДФ-1 - на

101 а циркулирующий экстрагент в количестве 450 т/ч на 145 тарелку.

Колонна работает при флегмовом числе 2,5. Температура верха.40 С, куба 100 С. Давление верха 4,0 ата, куба 5 0 ата.

94 12

Сверху колонны отбирают 53,4 т/ч

4 бутеновой фракции, содержащей О. 502 бутадиена, которую напр авляют на дегидрирование бутенов в бутадиен.

Насыщенный ДМФА из куба колонны экстрактивной ректификации подают на десорбцию, которую проводят по примеру l

Бутадиен-сырец, содержащий 1,58Х бутенов и 1,53Х углеводородов С в количестве 52,0 т/ч возвращают в куб колонны экстрактивной ректификации в качестве рецикла, а в количестве 12,6 т/ч подают на очистку от микропримесей.

Предлагаемый способ позволяет на 25-307 увеличить мощнос1 ь установок выделения бутадиена экстрактивной ректификацией и снизить затраты на выделение 1 т бутадиена на 5-7 руб.

Формула изобретения

Способ разделения бутан-бутеновых и бутен-бутадиеновых фракций процесса двухстадийного дегидрирования н-бутана путем разделения бутан-бутеновой фракции экстрактивной ректификацией с ацетонитрилом с последующей водной отмывкой получаемых бутановой и бутеновой фракций, включающий выделение бутадиена из бутеновой и бутен-бутадиеновой фракций экстрактивной ректификацией с диметилформамидом, о твЂ” л и ч а ю шийся тем, что, с целью удешевления и увеличения производительности процесса, бутенбутадиеновую и бутеновую фракции предварительно подвергают совместной ректификации при подаче бутеновой фракции ниже точки ввода бутен-бувЂ” тадиеновой фракции с отбором в дистиллат от 98 до 99,9 мас.X бутадиена, а в кубовый продукт от 40 до 90 мас.X бутенов-2 от их суммарного содержания в исходных фракциях с последующей подачей полученного дистиллата на выделение бутадиена экстрактивной ректификацией.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Коган В.Б. Азеотропыая и экстрактивная ректификапия. Л., Химия", 1971, с ° 321-324.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 92395728,кл.С 07 С 7/04, 1976.

3. Кирпичников П.А, и др. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука. Л., "Химия", 1976, с, 10-11, 13" 14 (прототип).

Способ разделения бутан-бутеновых и бутен-бутадиеновых фракций

Похожие патенты: