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"Procédé de séparation d'acétylènes d'un courant porteur de butadiène".
La présente invention est relative à un système de la- vage préalable amélioré pour le séparation sélective d'acétylènes d'avec un courant porteur de butadiène souillé de ces acétylènes, avant l'extraction du butadiène dans une installation d'extraction, par air. En particulier, la présente invention est relative à la séparation sélective de vinyl, éthyl et éthyl acétylène à partir. d'un courant porteur de butadiène, par traitement de ce courant
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contenant les acétylènes, avec des solutions d'acétate d'ammonium' cupreux.
11 est connu que des courants porteurs de butadiène issus de sources telles qu'un cracking thermique non catalytique ont tendance à contenir des quantités importantes d'acétylènes, qui amènent des difficultés lorsque le butadiène est par la suite ) extrait et purifié. On a suggéré de mettre en contact le courant hydrocarboné porteur de butadiène, contenant des acétylènes, avec des quantités relativement petites d'une solution d'acétate d'am- monium cupreux pour extraire sélectivement tous les acétylènes de . ce courant hydrocarboné sans extraire des quantités importantes de butadiène.
Les petites quantités de butadiène, qui sont extrai- tes par le procédé précédent sont désorbées par l'application de chaleur et la solution d'acétate d'ammonium cupreux contenant de l'acétylène peut être rectifiée pour donner de l'acétylène et une solution d'ammonium cupreux régénérée maigre. Bien que cette tech- nique constitue déjà un progrès par rapport à la technique antéri- eure, plusieurs inconvénients indésirables se présentent avec un tel procédé. Par exemple, il est connu que les acétylènes polymé- risent au repos, spécialement lorsqu'il y a une application de chaleur.
Les conditions généralement requises lorsque les acétylè- nes sont séparés d'une solution d'acétate d'ammonium cupreux gras- se tendraient à la formation d'un polymère. De même, dans un tel procédé, les acétylènes polymériseront durant la phase de désorp- tion du butadiène. Ce polymère doit être ensuite séparé de la solu- tion d'acétate d'ammonium cupreux afin de réutiliser celle-ci dans' une phase initiale d'extraction. Des quantités importantes de pely- mère dans le système provoqueront une formation de mousse et un encrassage et une obstruction des conduites, pompes et tours et rendront le procédé inopérant.
Un procédé de ce genre pour enlever un polymère d'acéty- lène consiste à faire passer la solution de cuivre contenant le polymère à travers un filtre à produit de carbonisation. On a trou-.
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vé que ce processus a pour résultat des frais opératoires anorma- lement élevés car le polymère d'acétylène se constitue rapidement jusqu'à un point tel qu'il faut prévoir un remplacement drès fré- quent du filtre. De plus, certains des polymères à poids molécu- laire inférieur sent difficiles à enlever de la solution par fil- tration.
Un but principal de la. présente invention est, rar con- séquent, de prévoir un procédé d'enlèvement sélectif d'acétylènes à partir d'un courant porte,ur de butadiène, procédé dans lequel la formation de polymère d'acétylène peut être maintenue à un mi- nimum absolu. En réduisant sérieusement ou en éliminant la polr- mérisation, les frais de la phase de filtration peuvent être for- tement recuits, et on peut éliminer la seconde installation prévue pour permettre une opération continue malgré l'obstruction.
Un autre but de l'invention consiste à prévoir un sys- tème de lavage préalable du type mentionné précédemment, dans le-
Quel les phases nécessaires sont extrêmement souples et peuvent être modifiées de façon simple sans nuire'à l'enlèvement quantita- tif des acétylènes à partir du courant hydrocarboné.
La présente invention consiste, par conséquent, en un procédé pour la séparation d'acétylènes d'un courant porteur de butadiène, contenant de tels acétylènes en petites proportions, qui comprend la mise en contact du courant porteur de butadiène avec une solution aqueuse' diluée d'acétage d'ammonium cupreux ne@ contenant pas plus de 2 moles par litre d'ions cupreux; avec-des proportions de 1 à 3 livres de solution d'acétate d'ammonium cu- preux par livre d'alimentation, et la séparation d'une solution porteuse de butadiène ayant une teneur sensiblement réduite en acétylènes.
Des courants porteurs de butadiène du type qu'on peut employer dans le présent procédé contiendront des quantités diver- ses de différents hydrocarbures, notaient des hydrocarbures mono- oléfiniques et dioléfiniques saturés, et de petites quantités d'a-
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cétylène. Le tableau suivant donne une alimentation typiquement particulière qui est applicable au présent procédé.
TABLEAU I
EMI4.1
<tb> Alimentation <SEP> hydrocarbonée <SEP> 2 <SEP> en <SEP> poid
<tb>
<tb>
<tb> Total <SEP> C3 <SEP> 0,3
<tb>
<tb>
<tb> Butadiène <SEP> 27
<tb>
<tb>
<tb> Butylènes <SEP> 72,50
<tb>
<tb>
<tb> Acétylènes <SEP> 0,2
<tb>
La rapidité et l'achèvement de la séparation dépendent de la co@centration d'ions cupreux et de la concentration d'acé- tylènes dans la solution d'acétate d'ammonium cupreux. Pour illus- trer les effets de diverses concentrations d'ions cupreux et de diverses concentrations d'acétylène, plusieurs tests ont été réa- lisés.
Plusieurs solutions d'acétate d'ammonium cupreux, contenant'. des acétylènes sous fume d'acétylures, étaient rectifiées avec les conditions et les résultats donnés au tableau suivant.
TABLEAU II #######
EMI4.2
<tb> Analyse <SEP> de <SEP> la <SEP> solution <SEP> Acétylures <SEP> dans <SEP> Température <SEP> % <SEP> régé- <SEP> @
<tb>
<tb>
<tb> à'acétate <SEP> d'ammonium <SEP> la <SEP> solution <SEP> d'a- <SEP> des <SEP> dépôts <SEP> de <SEP> nératicn <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> cupreux <SEP> cétate <SEP> d'ammo- <SEP> l'appareil <SEP> de <SEP> acétylè-
<tb>
<tb>
<tb> ++ <SEP> + <SEP> nium <SEP> cupreux <SEP> rectification <SEP> ne
<tb>
<tb>
<tb> Cu <SEP> Cu <SEP> NH3 <SEP> Ac- <SEP> Avant <SEP> @ <SEP> Après <SEP> F
<tb>
<tb>
<tb> rectifica- <SEP> rectIFI-
<tb>
<tb> tion <SEP> cation
<tb>
<tb>
<tb> 0,09 <SEP> 3,01 <SEP> 10,85 <SEP> 6,29 <SEP> 0,046 <SEP> 0,020 <SEP> 194 <SEP> 57
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0,18 <SEP> 2,93 <SEP> 10,84 <SEP> 5,95 <SEP> 0,079 <SEP> 0,025 <SEP> 194 <SEP> 68
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0,14 <SEP> 2,
77 <SEP> 9,97 <SEP> - <SEP> 0,028 <SEP> 0,006 <SEP> 194 <SEP> 78
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0,21 <SEP> 2,14 <SEP> 9,73 <SEP> 5,02 <SEP> 0,063 <SEP> 0,009 <SEP> 200 <SEP> 86
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0,40 <SEP> 1,54 <SEP> 8,95 <SEP> 5,00 <SEP> 0,037 <SEP> néant <SEP> 190 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0,38 <SEP> 1,44 <SEP> 8,24 <SEP> 4,64 <SEP> 0,024 <SEP> néant <SEP> 193 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0,29 <SEP> 1,57 <SEP> 8,24 <SEP> 4,72 <SEP> 0,020 <SEP> néant <SEP> 197 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Ces résultats montrent qu'une rectification plus complète peut être réalisée aux mêmes conditions lorsque l'ion cu- preux est maintenu en dessous de 2 moles par litre.
Les solutions d'acétate d'ammonium cupreux utilisées dans la présente invention ont la composition suivante.
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TABLEAU III
EMI5.1
<tb> Valeur <SEP> préférée <SEP> Gamme
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cu++ <SEP> (moles <SEP> litre) <SEP> 0,20 <SEP> 0,10 <SEP> - <SEP> 0,20
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cu+ <SEP> " <SEP> 1,80 <SEP> 0,90 <SEP> - <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> NH3 <SEP> " <SEP> 10 <SEP> 6 <SEP> 10,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ion <SEP> Acétate <SEP> Il <SEP> 5,8 <SEP> 2,3 <SEP> - <SEP> 6,5
<tb>
La solution d'acétate d'ammonium cupreux est utilisée dans des proportions de 1 à 3 livres par livre d'alimentation, de préférence 1,2 à 2 livres, et on peut dire qu'avec le rapport sole- tion alimentation le plus élevé (c'est-à-dire, la concentration la plus basse d'acétylènes dans la solution riche), la polymérisation est réduite au minimum et la rectification peut être réalisée de façon plus efficace et plus complète.
Le procédé d'extraction peut être un procédé à phase unique ou à phase multiple.
Au dessin annexé, on a représenté un appareil convenant pour l'utilisation lorsque l'extraction est réalisée en tant que procédé à phase unique.
Le courant hydrocarboné 10 et la solution d'acétate d'ammonium cupreux 20 sont amenés à travers un échangeur de cha- leur 1, et ensuite à travers un mélangeur à orifice 2 vers un ré- servoir de séparation 3. Le produit traité 11 est emmené du sommet de ce réservoir et le courant de solution d'acétate d'ammonium cu- preux porteur- d'acétylène, -contenant-'une certaine quantité d'hydro carbure, est emmené du bas du réservoir 3 par le conduit 12 et un réchauffeur 13 vers une tour de désorption de butadiène 4. Le bu- tadiène est désorbé (vaporisé à partir de la solution) par le haut de la tour 4, passé à travers une zone de refroidissement ou de réfrigération 5 et repampé par la pompe 14 vers le courant d'a- limentation 10.
Le courant d'acétate d'ammonium cupreux porteur d'acétylènes est envoyé à travers un séparateur d'acétylènes 7, après adjonction d'ammoniaque 15 ec passage à travers un réchauf- feur 16. L'acétylène 17 est enlevé du haut du séparateur 7, tandis que la solution d'acétate d'ammonium cupreux est passé à travers
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un percolateur à produit de carbonisation 8, un filtre 18 et un réfrigérateur 19 vers un réservoir d'emmagasinage pour être ensui-
EMI6.1
te utilisée pour le traitement d'u-ie quantité supplémentaire d' a- alimentation, de la solution maigre de copièrent étant ajoutée par 21.
EXEMPLE.
Un courant hydrocarboné ayant la composition particu- lière donnée au tableau I est mélangé de façon continue avec la
EMI6.2
solution d'acétate d ta::u2oniur cupreux donnée au tableau II, à un taux de 1 partie en poids de courant hydrocarboné pour 1,; partie en poids de solution, à une te:;l±r9.t"re de 45 F et à une pression de ou livres par pouce cfrré, le m41nnze ét.aiii passé dans un a;,}''3.- reil où la séparation se réalise. Le courant d'slinrentation hydro- cax1'onée conte.'.ait 2000 parties d'acétylènes par nillion. Le rro- duit traité en contenait 200 à z00 parties par million.
La solu- tion d'acétate Q r am:Iioniu:: cupreux contenant des e.cétylur8s était ensuite envoyée dans un réchauffeur, où elle était chauffée jus- qu'à environ 10 -15 i, et vaporisée dans la tour de désorption où le butadiène et une certaine quantité des acétylènes étaient enlevés au sorbet, condensés et renvoyés au courant d'alimenta-
EMI6.3
tion. Le courant d'acétate dtalileni-uri cupreux était enlevé du bas de la tour de désorption en passant par un réchauffeur pour aller à un séparateur où il était rectifié avec de la vapeur d'ammonia- et que à 210 F,/à une pression effective de 8 livres, la durée du
EMI6.4
séjour étant de 5 à 10 minutes.
La solution d'acétate dtam-monium cupreux rectifié, qui contient moins de 40 parties d'acétylènes par million, était ensuite envoyée à travers un percolateur conte-
EMI6.5
nant un produit de carbonisation et y maintenue à l90 -2CO F pen- dant une période de 5 heures, de !:lanière que les traces d'acéty- lènes soient polymérisées et enlevées. La solution d'acétate d'am- recyclée monium cupreux était ensuite xxxxxxx à la zone d'extraction initi- ale.