CS200154B2

CS200154B2 - Method of separing styrene from mixture of aromatic,unsaturated and naphthenic hydrocarbons

Info

Publication number: CS200154B2
Application number: CS738189A
Authority: CS
Inventors: Alessandro Ginnasi; Alessandro Vetere; Pierantonio Martera
Original assignee: Snam Progetti
Priority date: 1972-11-29
Filing date: 1973-11-28
Publication date: 1980-08-29
Also published as: PH11399A; JPS4982638A; TR17833A; ATA998073A; EG11297A; AU6264173A; SU563910A3; IE38964B1; IN139182B; AT327168B; ZA738803B; CH605481A5; DE2359548A1; LU68878A1; YU37298B; IE38964L; BE807791A; BR7309361D0; YU303473A; DK138844B

Description

Předkládaný vynález se týká způsobu oddělování vinylaromatických uhlovodíků o vysoké čistotě ze směsí, uvedený uhlovodík obsahujících. Podrobněji se vynález týká způsobu oddělování vinylaromatických uhlovodíků o ' vysoké čistotě ze směsí uhlovodíků, uvedený uhlovodík obsahujících, extraktivní destilací v přítomnosti · vhodných rozpouštědel, obsahujících vodu.

K oddělování styrenu ze směsi uhlovodíků bylo vypracováno mnoho způsobů. Současné postupy jsou založeny na extraktivní destilaci · směsí uhlovodíků v přítomnosti vhodných rozpouštědel. Je · nutno zdůraznit, že teplota musí být při uvedených postupech , udržována ve velmi nízkých hodnotách, aby bylo zabráněno polymerizaci styrenu v důsledku působení tepla. Ve\ speciálním případě styrenu je nutno pracovat při teplotách nižších než 110 °C.· Při této teplotě činí · počáteční polymerizační rychlost, vyjádřená % za hodinu; méně nebo maximálně 1 %.

Vzhledem k tomu, že rozpouštědla o nejvyšší selektivitě vřou při vysoké · teplotě, je pro udržování těchto rozpouštědel při destilační teplotě nižší než 110 · °C nutno pracovat při velmi vysokém vakuu, což má za následek nepřijatelně vysoké náklady.

Nyní bylo překvapivě zjištěno, že přídavek vody k vysokovroucím polárním rozpouštědlům nebo · směsím rozpouštědel ze skupiny, tvořené aldo- a ketomorfoliny, zejména N-formylmorfolinem a N-methylpyrrolidonem do obsahu vody 1 až 30 °/o hmotnostních, vztaženo ná směs, a s výhodou od 5 do 20 % hmotnostních nesnižuje · průkazně sílu rozpouštědla. Při použití takových vodných rozpouštědel je tudíž možno udržovat · teploty pod hodnotou 110 °C · v kolonách extraktivní destilace a značně omezit nezbytné použití vakua, aniž by tento způsob byl zatížen znatelnými nevýhodami.

Dále je známo, že přídavek vody · k uvedeným rozpouštědlům · nebo směsím rozpouštědel, · umožňuje zvýšení selektivity samotného rozpouštědla. Účinek vody při snížení pracovního tlaku kolon extraktivní destilace je uveden v tabulce 1, uvádějící hodnoty pro' bezvodá rozpouštědla a pro rozpouštědla s různým obsahem vody ve vztahu k pracovním tlakům, · při teplotě v patě kolony· 100 °C.

Množství · přítomných xylenů je konstantní a rovné 10 % hmotnostním.

I

Tabulka 1

T (°C) Tlak (kPa)

N-methylpyrrolidon (bezvodý)
4-10 % xylenů	100	11,7
N-methylpyrrolidon (+ 5 % H2O) + 10 % xylenů	100	31,0
N-methylpyrrolidon (+ 10 % H2O) 4- 10 % xxlenů	100	54,6
N-methylpyrrolidon (+ 20 % H2O) 4- 10 % 'x^im	100	74,7
N-formylmorfolin (bezvodý) 4- Ю % 'x^en	100	6,7
N-formylmorfolin (4- 5 % H2O) + 10 % xylenů	100	3δ,7
N-formylmorfolrn (4- 20 % H2O) 4- Ю '/о 'У^У1п^П1	100	93,4

Předkládaný vynález se tedy týká způsobu oddělování styrenu ze směsi aromatických, nasycených a naftenických uhlovodíků, styren obsahujících, extraktivní destilací v přítomnosti · jednoho nebo více vysokovroucích polárních rozpouštědel, vyznačeného tím, že rozpouštědlo je voleno ze skupiny tvořené aldomorfoliny a ketomorfoliny a vysokovroucí polární rozpouštědlo je (jsou) ve směsi s vodou v rozmezí od 1 do· 30 % hmotnostních, s výhodou od · 5 do· 20 % hmotnostních.

Ve způsobu podle vynálezu · je rozpouštědlem výhodně· N-methylpyrrolidon.

Způsob podle vynálezu může být prováděn podle následujícího schématu, které, aniž by vlastní podstatu vynálezu nějak omezovalo, zahrnuje následující stupně: (viz výkres):

1) Přivedení směsi uhlovodíků, obsahující styren (získanou při krakování ' nafty párou) do intermediální zóny první kolony extraktivní destilace, do které je směs vody a rozpouštědla přiváděna v místě hlavy kolony.

2) Odvádění z hlavy první kolony extraktivní destilace proud . uhlovodíků, obsahující v podstatě ' většinu xylenů a současně nasycené a olefinické uhlovodíky, ethylbenzen a · vodu.

3) Vypuštění z · paty první kolony extraktivní destilace · proudu, tvořeného převážně styrenem, o-xylenem a eixtrakčním rozpouštědlem.

4) Přivedení proudu z bodu 3) do druhé kolony extraktivní destilace, kam je do hlavy přiváděna směs rozpouštědla a vody.

5) Odebrání z hlavy druhé kolony extraktivní destilace proudu, obsahujícího vodu, styren a o-xylen, přičemž je uvedený · proud recyklizován do první kolony extraktivní destilace v blízkosti původní náplně.

6) Odvedení z paty druhé kolony extraktivní destilace proudu, obsahujícího styren, rozpouštědlo a vodu.

7) Přivedení proudu z bodu 6) do odlučovače (strlpperu) za účelem získání ve formě produktu z hlavy, po oddělení vody, styrenu a jako produktu ' z paty rozpouštědla, které je recyklizováno do· kolony extraktivní destilace · v blízkosti jejího· vrcholu.

Následující příklady slouží k bližšímu dokreslení způsobu podle vynálezu, aniž by jeho podstatu nějak omezovaly. .

P říкla dl

V tomto příkladu bylo použito zařízení podle obrázku.

Do kolony 9 byl přiváděn proud 1 100 kg/h šarže Ce o následujícím složení:

Ce nasycené a olefinické uhlovodíky 3,5 kg/h

O-xylen 17,0 kg/h

- m-xylen 43,1 kg/h p-xylen 43,1 kg/h ethylbenzen 8,6 kg/h styren 27,8 kg/h

Reakční podmínky byly následující:

Horní tlak · = 118,7 kPa refluxní poměr == 5 počet · pater =10 spodní teplota = 100 “C

Do · hlavy · kolony 9 bylo potrubím 2 vedeno· extrakční rozpouštědlo, tvořené ' ' N-. --formylmorfolinem, obsahujícím 5 % H2O rychlosti 15krát vyšší . · než náplň 1.

Jako produkt z hlavy kolony byla odebírána voda 'a proud organického rafinátu o následujícím složení:

Ce nasycené a olefinické

3,5 kg/h 16,15 kg/h 43,10 'kg/h 43,10 kg/h

1,60 kg/h 0,30 kg/h

Proud byl veden do separátorů (dekanteru) 11 k oddělení od organického rafiuhlovodíky O-xylen m-xylen p-xylen ethylbenzen styren nátu 16 vody 17, která ' byla opět použita ve vhodném bodě cyklu.

Z paty kolony 9 byl odváděn (potrubí 4) proud tvořený rozpouštědlem a uhlovodíkovou frakcí o následujícím složení:

styren o-xylen

38,28 kg/h

6,8 Okg/h

Tento poslední proud byl veden do kolony extraktivní destilace 10, pracující při následujících podmínkách:

Horní tlak refluxní poměr počet pater spodní teplota = 21,4 kPa = 2,5 = 60 = 100 °C

Ke hlavě kolony. 10 bylo potrubím 5 vedeno· extrakční .rozpouštědlo, tvořené N-formylmorfolinem s 5 % HaO o rychlosti l,5krát vyšší než náplň.

Jako produkt ' z hlavy (potrubím 6) byla odebírána · voda' a proud ' organického rafinátu o následujícím složení:

styren 1^0,78 kg/h

O-xylen .......... 6 6,60kh/h

Tento poslední proud byl veden zpět do kolony . 9 ve stejné výšce jako primární náplň 1. .

Z paty kolony 10 byl odebírán proud 7 tvořený rozpouštědlem a uhlovodíkovou frakcí o následujícím složení:

styren 27,50 kg/h

O-xylen 0,05 kg/h

Proud 7 byl veden do odlučovače (stripperu) . 12 ' k oddělení . uhlovodíků od rozpouštědla. Rozpouštědlo bylo odebíráno z paty' kolony potrubím 14 a opětně použito v cyklu, po smíšení v 15 s vodou, regenerovanou v různých stupních cyklu 17 a 16 za účelem udržení konstantní koncentrace rozpouštědla.

Část' vody (17 a 16), regenerované ze separátorů (dekanterů), byla vedena k patě kolony extraktivní destilace 9 a 10 nebo. do jiných bodů cyklu v závislosti na potřebě.

Uhlovodíky, regenerované jako produkt z hlavy a oddělené od vody ve 13, byly · vedeny potrubím 6 k běžné rektifikaci za účelem dalšího přečištění. ^z

Čistota získaného styrenu činila asi 99,6 proč.

P. ř í k 1 a d '2

V tomto . příkladu ' bylo rovněž použito zařízení podle obr. 1.

Do kolony 9 byl přiváděn proud 1 o následujícím složení, vztaženo na 100 kg/h:

C6 uhlovodíky 51,06 kg/h

C7 uhlovodíky 27,40 kg/h

Cs nasycené a. olefinické uhlovodíky, m-xylen, p-xylen 11,37 kgeh styren 6,30' kg/h

O-xylen 3,85 kg/h

Pracovní podmínky byly následující:

Celkový tlak· v hlavě kolony = 16,7 kPa refluxní poměr = 5 počet pater · - = δ0 teplota paty, kolony = 100 °c

Ke hlavě kolony 9 bylo vedeno extrakční rozpouštědlo potrubím 2, ' přičemž uvedené rozpouštědlo bylo tvořeno N-formylmorfolinem, obsahujícím 5 ' % HzO a rychlost přivádění byla ' 30krát vyšší než rychlost náplně 1.

Z hlavy kolony byla odváděna (potrubím 3) HzO a proud uhlovodíkového rafinátu o' následujícím složení:

Сб uhlovodíky 51,08 kg/h

C7 uhlovodíky 27,40 kg/h

Ce nasycené a ' olefinické uhlovodíky, . m-xylen, p-xylen 11,36 kgeh

O-xylen 3,83 kg/h styren 0,06 kg/li

Tento proud byl veden do separátoru (dekanterů) 14 k oddělení vody 17 od organického rafinátu 16,' přičemž uvedená voda byla použita opětně ve vhodném bodě cyklu.

Z paty kolony 9 byl . odváděn (potrubím 4) proud, tvořený rozpouštědlem ' a uhlovodíkovou ' frakcí o následujícím složení:

O-xylen = 2,35 kg/h styren = 10,02 kg/h

Uvedený poslední proud byl veden do kolony . extraktivní destilace 10, pracující při . následujících podmínkách:

Tlak v hlavě kolony 21,4 kPa refluxní poměr 1,6 počet pater · 66 teplota paty kolony 100 °C

Extrakční rozpouštědlo, tvořené N-for? mylmorfolinem s 5 % vody, přiváděné rychlostí l,5krát vyšší než je rychlost přiváděné náplně, bylo do kolony 10 vedeno potrubím 5.

Jako produkt z hlavy kolony (potrubí 6) byla odebírána . voda a proud organického rafinátu o následujícím složení: _x

O-xylen styren

2,31 kg/h

3,76 kg/h

Tento proud byl veden zpět do kolony 9 ve· stejné výšce jako primární náplň 1.

Z paty kolony 10 byl odváděn proud 7, tvořený rozpouštědlem a uhlovodíkovou frakcí o následujícím složení:

O-xylen 0,01 kgh styren 6,24 kg/h

Proud 7 byl veden do- stripperu 12 k oddělení uhlovodíků, obsažených v uvedeném proudu od rozpouštědla. Rozpouštědlo bylo odváděno z paty potrubím 14 a opětně použito v cyklu, po smíšení v 15 s vodou, regenerovanou z různých stupňů procesu (proudy 17 a 18) za účelem udržení její konstantní koncentrace v rozpouštědle. Podle potřeby byla část vody z proudů 17 a 18 přiváděna _ do patních zón - kolon extraktivní destilace 9 a 10 nebo do jiných - bodů cyklu.

Uhlovodíky regenerované ve formě produktu z hlavy a oddělené od vody ve 13, byly vedeny potrubím 8 k běžné rektifikaci za účelem dalšího přečištění.

Čistota získaného styrenu činila asi 99,8 proč.

Příklad 3

V tomto příkladu bylo použito zařízení podle výkresu.

Claims

1. Způsob oddělování styrenu ze směsi aromatických, nasycených a naftenických uhlovodíků, styren obsahujících, extraktivní - destilací v přítomnosti jednoho nebo více - vysokovroucích polárních rozpouštědel vyznačený tím, že vysokovroucí polární rozpouštědlo náleží do skupiny fvořené aldomorfoliny a ketomorfoliny, zvláště N-for-

Přiváděn byl proud, tvořený šarží Ca, odpovídající šarži, použité v příkladu 1. Použitým rozpouštědlem byl N-methylpyrrolidon s 5 % H2O, jeho rychlost, byla 15krát vyšší než rychlost přiváděné - náplně; pracovní podmínky kolony 9 byly následující:

Tlak v hlavě kolony 18,7 kPa refluxní poměr5 počet pater80 teplota paty kolony 100°C

Pracovní podmínky kolony 10 byly následující:

Tlak v hlavě kolony 21,4kPa refluxní poměr2,5 počet pater60 teplota paty kolony 100

Extrahovaný styren vykazoval čistotu asi

99,8 %.

Všechny zbývající podmínky, vynechané v tomto příkladě byly podobné jako v příkladech - 1 a 2.

YNALEZU mylmorfolinem, a je ve - směsi s vodou v množství 1 až 30 -% hmotnostních.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující· setím, že množství vody v rozpouštědle činí 5 až 20 % hmotnostních.

3. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že rozpouštědlem je N-methylpyrrolidon. л,- - '