CS200504B2

CS200504B2 - Process for the separation of diolefines and aromatic hydrocarbons

Info

Publication number: CS200504B2
Application number: CS77242A
Authority: CS
Inventors: Carlo Rescalli
Original assignee: Snam Progetti
Priority date: 1976-01-14
Filing date: 1977-01-14
Publication date: 1980-09-15
Also published as: YU39984B; AU2112777A; BR7700296A; PL112578B1; IN145336B; NL7700405A; CH631203A5; AR214059A1; ES455306A1; AT356790B; IE45113B1; JPS5288278A; IE45113L; HU178726B; FR2338235A1; AU508405B2; EG12337A; DD128592A5; DE2701466A1; PH13737A

Description

(54) Způsob oddělování diolefinů a aromatických uhlovodíků

Vynález se týká způsobu oddělování diolefinů a aromatických uhlovodíků.

Zejména se vynález týká způsobu oddělování diolefinů, jako butadienu a isoprenu_t ze směsi uhlovodíků se 4—5 atomy uhlíku a aromatických uhlovodíků, jako styrenu, benzenu, toluenu a xylenů, samotných nebo ve směsi s ostatními, ze směsi uhlovodíků se 6—8 atomy uhlíku extrakční destilací nebo extrakcí kapalina—kapalina.

Při oddělování uhlovodíků z uhlovodíkových směsí extrakční destilací nebo extrakci kapalina—kapalina je známa možnost použití heterocyklických sloučenin jako extrakčních rozpouštědel.

Československé patenty č. 166 679,167 866, 167 923 a 152 477 popisují extrakci aromatických uhlovodíků za použití N-formylmorfolinů jako eixtrakčních rozpouštědel.

Při hodnocení těchto sloučenin za účelem jejich průmyslového využití se musí vzít v úvahu různá hlediska, jako selektivita, schopnost dopravy, stabilita, snadnost synthesy, toxicita, tlak páry, měrná hmotnost, bod varu, bod tání a další.

Bylo zjištěno, že N-methylmorfolin-3-on je sloučenina, která obecně uspokojivě splňuje všechny tyto požadavky a má ve srovnání se známým výše uvedeným extrakčním rozpouštědlem lepší selektivitu společně s přirozenou rozpouštěcí schopností a značně sníženou (ve skutečnosti téměř nulovou) tendencí k hydrolýze, když se použije ve spojení s vodou.

Podstata způsobu oddělování diolefinů, jako butadienu a isoprenu, ze směsi uhlovodíků, jako styrenu, benzenu, toluenu a xylenů, samotných nebo ve směsi s ostatními, ze směsi uhlovodíků se 6—8 atomy uhlíku extrakční destilací nebo extrakcí kapalina—kapalina, podle vynálezu spočívá v tom, že se oddělování provádí, v extrakční ch destilačních kolonách s počtem pater v rozmezí 20 až 80, při tlaku na hlavě kolony 9,8 až 490 kPa a teplo.tě na spodku kolony 40 až 150 °C a jako rozpouštědlo se použije N-methylmorfolin-3-on.

Zejména se může použít N-methylmorfolin-3-on buď samotný, nebo ve směsi s vodou do 20 hmot. % a/nebo s dalším organickým rozpouštědlem, jako například ethylenglykolem, do· 20 hmot. %.

Rozpouštědlo podle vynálezu se může také použít s výhodou pro oddělování směsí nasycených olefinických nebo aromatických uhlovodíků ze směsí nebo také pro oddělování jednotlivého olefinického nebo aromatického uhlovodíku ze směsí olefinů, nasycených uhlovodíků a diolefinů nebo ze směsí aromatických uhlovodíků.

. Následující příklady objasňují postup podle vynálezu, aniž ho jakýmkoliv způsobem omezují.

Příklad 1

Podle obrázku 1 se uvádí do extrakční destilační kolony 9 potrubím 1 proud následujícího složení: isopren

Isopentan

1- penten

2- methhlil-buten norm. pentan trans 2-penten 2-isopenten 2-mh^Ii-^l-bute.nri

1,3-ογΜορ6^ηάίθη itopropeοylacetylun

282,0 molů/h

13.2 molů/h

39.7 molů/h

67.3 molů/h

120,1 molů/h

29.4 molů/h

18,1 molů/h

11,3 molů/h

1.7 molů/h

0,1 molů/h

Pracovní podmínky jsou následující:

hydrostatický tlak 107 kPa

L/D 0,9 počet pater 65

Do stejné kolony se přivede potrubím 2 500 kg/h směsi N-methylmorfolin^-on/voda ve hmot, poměru 94 : 6,

Z vrcholku (potrubí 3] se odvádí proud následujícího složení:

Isopren ^op^tan

1- penten

2- methyl-l-butuο norm^nt'^ trans Z-penten cis 2-penten 2-me'^ll^-^l-bdJunn

5,6 molů/h

13.2 molů/h

39,7 molů/h

67.3 molů/h

120,1 molů/h

29.4 molů/h

11,1 molů/h molů/h

Proud odcházející ze spodku kolony 9 (potrubí 4) se vede do druhé extrakční dustilačοí kolony 10, společně .s proudem 60' kg/h výše uvedeného rozpouštědla (potrubí 5).

Kolona 10 pracuje za následujících podmínek:

hydrostatický tlak 107 kPa

L/D 0,9 počet pater 75

Z hlavy kolony se vypouští potrubím 6 proud isoprenu o čistotě vyšší než 99 °/o, který zejména obsahuje:

isopren , 270,8 molů/h

2-methyl-b-bu0en 0,3 molů/h

Zatímco se odvádějí z postranního potrubí 7 v plynné fázi polárnější uhlovodíky (1,3-cykloptntadien a itopropenylacutyluο), ze spodku se získá potrubím 8 rozpouštědlo zbavené uhlovodíku, které ^cirkuluje do výše uvedené extrakční destilační kolony 9 a 10,

Příklad 2

Podle obr, 1 se uvádí do extrakční destilační kolony 9 potrubím 1 1 . kg/h proudu následujícího složení:

nasycené uhlovodíky se atomy uhlíku otofinické uhlovodíky se atomy uhlíku

1,3-butadien acetylénová Sloučenina (jako vinylacetylén) hmot, % hmot, % hmot, %

1,0.00 ppm

Pracovní podmínky jsou následující: hydrostatický tlak 392 kPa

L/D 0,9 počet pater ⁷⁰

Do stejné kolony se přivede potrubím 2 10 kg/h směsi N-methyl-l-morfolin-3-onu a vody ve hmot, poměru 93 : 7,

Z hlavy kolony (potrubí 3) se vypouští proud (0,65 kg/h), který hlavně obsahuje nasycené a olufiοlcké uhlovodíky,

Proud vycházející ze spodku kolony 9 potrubím 4 se posílá do druhé extrakční kolony 10, společně s proudem 2 kg/h výše uvedeného rozpouštědla (potrubí 5.)

Oddělování v koloně 10 se provádí za. následujících podmínek:

hydrostatický tlak 117 kPa

L/D 0,9 počet pater 80

Z hlavy kolony se vypouští potrubím 6 proud 0,34 kg/h 1,3-butadienu o čistotě vyšší než 99 °/o, ' a který obsahuje asi 20 ppm acetonových sloučenin,

Z postranního potrubí 7 se odvádějí v plynné fázi acetonové uhlovodíky společně s 0,01 kg butadienu za . hodinu, zatímco ze spodku se odvádí potrubím . 8 rozpouštědlo zbavené uhlovodíku, které ^cirkuluje do výše uvedené extrakční kolony 9 a 10.

P ř í k 1 a d 3

Podle obrázku 2 se uvádí 'do extrakční dustilačοí 'kolony 8 potrubím 1 proud reformovaného benzinu složení:

benzen .1,50 kg/h toluen 2,00 kg00 xyleny 3,50 kg^ nearomatické látky 3,00 kg0h.

Pracovní podmínky jsou následující:

hydrostatický tlak 107 ' kPa

L/D 0,7 počet pater 55

Db stejné kolony se přiveden potrubím 2 30' kg/h směsi N-^(^t^l^^^l-l^-^morl^olii^-3^-^onu a monoet:hytonglykolu ve hmot, poměru 95 : 5,

Z hlavy kolony se vypouští potrubím 3 3,05 kg/h proudu, který hlavně obsahuje všechny nearomatické uhlovodíky přiváděné do stejné kolony 8.

Produkt ze spodku kolony se vede potrubím 4 do vypuzovací kolony 9, která pracuje za následujících podmínek:

hydrostatický tlak 19,6 kPa

L/D 0,2 počet pater 25

Z hlavy kolony se získá potrubím 5 proud aromatických uhlovodíků majících předem zvolené množství nasycených sloučenin, zatímco ze spodku se získá rozpouštědlo, které se nechá recirkulovat do kolony 8.

Destilace proudu získaného· ze spodku kolony 8 se může také provádět ve dvou stupních, jak ukázáno na obr. 3.

V tomto případě se vede stejný produkt ze spodku kolony potrubím 4 do první vypuzovací kolony 9, která pracuje za následujících podmínek:

hydrostatický tlak

L/D počet pater

107 kPa

0,2

Z hlavy kolony se získá potrubím 5 proud mající specifikovaný obsah nasycených sloučenin, a který obsahuje:

benzen 1,49 kg/h toluen 1,99 kg/h xyleny 0,47 kg/h

Ze spodku potrubím 6 se vypouští proud, který se vede do druhé vypuzovací kolony 10, která pracuje za následujících podmínek:

tlak 19,6 kPa

L/D 0,1 počet pater 15 •Zatímco se odvádí z hlavy kolony potrubím 7 proud xylenů podle dříve zvolené specifikace (3,03 kg/h), ze spodku se odvádí rozpouštědlo, které se nechá recirkulovat do· kolony 8.

Pracovní podmínky jsou následující:

hydrostatický tlak 118 kPa

L/D 5 počet pater 80

Do stejné kolony se přivede potrubím 2 1,300 kg/h směsi N-methylmorfolin-3-onu a vody ve hmot, poměru 96 : 4.

Z hlavy kolony se vypouští potrubím 3 voda a proud organické rafinované směsi složení:

nasycené a olefinické uhlovodíky s 8 atomy uhlíku o-xylen m-xylen a n-xylen ethylbenzen styren

3,5 kg/h

16,9 kg/h

1 k^CT/h

8^6 kg/li

0,3 kg/h

Tento proud se vede do rozdělovače 11, aby se oddělila voda (potrubí 17) od rafinované směsi (potrubí 16).

Ze spodku se vypouští potrubím 4 proud, který se vede do extrakční kolony 10 společně s proudem 150 kg/h výše uvedeného rozpouštědla. Separace v této koloně se provádí za následujících podmínek:

hydrostatický tlak 21 kPa

L/D 2,5 počet pater 60

Z hlavy kolony se odstraní potrubím 6 proud, který obsahuje o-xylen a styren, který recirkuluje do kolony 9, zatímco ze spodku se vypouští potrubím 7 proud, který se vede do vypuzovací kolony 12.

Tato vypuzovací kolona pracuje za následujících podmínek:

hydrostatický tlak 25 kPa počet pater 30

Z hlavy kolony se vypouští proud, který se vede do rozdělovače 13. Potrubím 8 se získá styren o čistotě vyšší než 99,8 %.

Ze spodku stejné kolony se odvádí rozpouštědlo, které po smíchání v mísiči 15 s temperovanou vodou z potrubí 17 a 18 se nechá recirkulovat.

Příklad 4

Příklad 5

Podle obrázku 4 se uvádí do extrakční destilační kolony potrubím 1 proud 100 kg/h Сз frakce, mající následující složení:

nasycené a olefinické uhlovodíky s 8 atomy uhlíku 3,5 % o-xylen 17,0 % m-xylen a p-xylen 43,1 % ethylbenzen 8,6 °/o styren 27,8 %

Podle obr. 5 se přivádí do vypírací kolony plyn—kapalina 9 proud (1 kg/h) následujícího složení:

nasycené uhlovodíky se 4 atomy uhlíku asi 20 hmot. % olefinické uhlovodíky se 4 atomy uhlíku asi 45 hmot. % ·

Pracovní podmínky jsou následující:

hydrostatický tlak 490 kPa počet pater 40

Do stejné kolony se přivede potrubím 2 asi 8,5 kg/h směsi N-methylmorfolin-3-onu a vody ve hmot, poměru 94 : 6.

Z hlavy kolony se vypouští potrubím 3 0,65 kg/h proudu plynu, který obsahuje v podstatě nasycené a . olefinické uhlovodíky, zatímco proud ze spodku kolony se posílá potrubím 4 do vypuzovací kolony 10.

Kolona 10 pracuje při následujících podmínkách: .

hydrostatický tlak 539 kPa počet pater 45

Z hlavy této kolony se odvádí potrubím 5 plynný proud olefínů se 4 atomy uhlíku a 1,'3-butadien, který · recirkuluje do kolony

9, zatímco ze spodku kolony se vypouští proud potrubím ' 6, který se vede do' druhé vypuzovací kolony 11. Tato kolona pracuje zá následujících podmínek:

hydrostatický tlak 107 kPa počet pater 30

Plynný proud ' se odvádí z hlavy kolony do kompresoru 12. Po kondensaci . se získá z potrubí 8 podle specifikace asi 0,35 kg/h

1,3-butadienu obsahujícího nasycené a olefinické sloučeniny (čistota vyšší než 99,5 hmot. %), zatímco . potrubím 7 recirkulují frakce . výše uvedeného proudu do kolony

10.

Ze . spodku kolony 11 se získá rozpouštědlo, které . se znovu použije v koloně 9.

Příklad 6

Podle obr. 6 se použije jako vsázka (potrubí 1) benzin . . následujícího složení:

benzen 15 hmot. % toluen! 25 hmot. °/o xyleny 25 hmot. % nasycené uhlovodíky 35 hmot. %

Tento proud se uvádí do extrakční kolonv kapalina—kapalina' 14, mající 60 pater při rychlosti . toku 5 kg/h. Potrubím 13 se přivádí 13 kg/h směsi N-methylmorfolm-3-onu a vody ve hmot, poměru 95 : 5, celá kolona se udržuje při 40—45 °C (hydrostatický tlak asi 196 kPa).

Z hlavy kolony se vypouští potrubím 3 proud, který je hlavně tvořen nasycenými sloučeninami, které byly přítomny v původní dávce.

Extrakt vytékající ze spodku kolony se přivádí na hlavu kolony 15 (hydrostatický tlak asi 117 kPa, počet pater = 30).

Proud z hlavy kolony 15 se vede potru bím 5 do dvou následných stupňů 17 a 18, kde kohdensuje. Proud kondenso.vaný nad 120 °C se vede .potrubím 6 a .přimíchá se do vsázky, . zatímco proud odvedený potrubím 7 recirku-luje . do základny extraktoru 14 kapalina—kapalina.

Proud odvedený ze . spodku kolony 15 se vede potrubím 8 do kolony 16 (hydrostatický tlak = 117 kPa, 30 pater).

Z hlavy kolony se vypouští plyn, který se rozděluje v rozdělovači 9. Potrubím 10 se odvádí 3,05 kg/h proudu aromatických uhlovodíků majících . specifikovaný obsah nasycených sloučenin, zatímco . ze . spodku rozdělovače . 9 se odvádí vodný proud, který se uvádí částečně jako zpětný . tok do stejné kolony 16 (1,5 . kg/h) a částečně recirkuluje do kolony . 14 (0,7 kg/h). Rozpouštědlo odváděné ze. spodku kolony 10 se znovu použije . ve stejném extraktoru kapalina—kapalina.

P ř í k 1 a d 7

Podle obr. 7 se použije jako. vsázka (potrubí 1) reformovaný benzín následujícího· složení:

benzen 4hmot.-% toluen 15 hn^ofo/o xyleny 20 210101% nasycené uhlovodíky 61 6ϊη(Λ.·%

Tento proud se vede do první extrakční kolony kapalina—kapalina 12, která má 40 pater, při rychlosti toku 100 kg/h. Potrubím 5 se přivede 250 kg/h N-methylmorfolin-3-onu, zatímco potrubím 10 se vede do stejné kolony 40 kg/h pentanu, extraktor se udržuje při 25 °C (hydrostatický tlak . je 0,294 MPa).

Proud odvedený z hlavy kolony potrubím 2 se posílá do . destilační kolony 13, zatímco z hlavy této kolony se získá potrubím 8 penten, který se vrací do extraktoru, ze spodku se vypouští potrubím 9 asi 61,3 kg/h proudu, který v podstatně obsahuje nasycené uhlovodíky, které byly obsaženy v původní vsázce (potrubí 1).

Proud. ze dna extraktoru 12 se posílá do druhého extraktoru kapalina—kapalina 14 společně s 220 kg/h pentanu potrubím 11. Tato kolona má 20 pater a pracuje při 25 stupních Celsia a 0,196 . MPa. '

Proud vypouštěný z hlavy kolony potrubím’ 4 se posílá do destilační. kolony 15. Zatímco . z hlavy této . kolony se získá potrubím 6 pentan, který je potřebný pro . práci extraktoru, ze spodku se odvádí potrubím 7 proud 38,7 kg/h směsi benzenu, toluenu a xylenu, mající udané procento nasycených sloučenin.

Ze spodku druhého¹ extraktoru se získá rozpouštědlo, které se použije v extraktoru 12. .

Příklad 8

Podle obr. 8 se přivádí do extrakční kolony kapalina—kapalina 12 proud stejného složení jako v příkladu 1.

Do stejné kolony (50 pater a pracující při tlaku 117 kPa) se vede potrubím 7 také 150 ' kg/h směsi N-methylmorfolin-3-onu a vody ve hmot, poměru 95/5.

Z hlavy kolony se vypouští potrubím 2 proud, který po oddestilování obsaženého rozpouštědla (operace, která není na obrázku znázorněna} má složení: .

isopren	. 8,4 molů/h
isopentan '	13,2 molů/h
1-penten	39.7 molů/h
2-melhyl-l “buton	«*7 Q K
	V > U1U1U/ 11
n-pentah	120,1 molů/h
trans 2-penten	29,4 molů/h
cis 2-penten	18,1 molů/h
2-methyl-2-buton	10.8 molů/h
Proud vypouštěný ze	spodku potrubím 3
se vede do vypuzovací	kolony 13 (hydro-
statický tlak 147 kPa, 30 pater).

Z hlavy kolony se odvádí potrubím 4 proud olefinů a isoprenu, . který recirkuluje do¹ e-xtraktoru, zatímco ze spodku· se odvádí potrubím 5 proud, který se vede· do druhé vypuzovací kolony 14 (hydrostatický tlak 117 kPa, 20 pater, L/D = 0,2).

Z potrubí 6 se získá isopren, mající uda.ný obsah olefinů a nasycených sloučenin, který se vede · do extrakční kolony 11, kde se odstraní polární uhlovodíky, zatímco potrubím 7 se získá rozpouštědlo, které je potřebné prol práci kolony 12.

Kolona 12 pracuje za následujících podmínek:

hydrostatický tlak 107 kPa

L/D 0,9 počet pater 75

Z hlavy kolony se vypouští potrubím 8 proud isoprenu o čistotě vyšší než 99 %, který zejména obsahuje:

isopren 268,0 molů/h

2-methyl-2-buten 0,5 molů/h

Zatímco se postranním potrubím 9 odvádějí v plynné fázi nejpolárnější · uhlovodíky (1,3-cyklopentadien a isopropylacetylen), ze · spodku se odvádí potrubím 10 rozpouštědlo, které je zbaveno· uhlovodíku · a takto · se znovu použije ve stejné koloně 11.

P říkl ad 9

Podle obr. 5 se uvede do vypírací kolony plyn—kapalina 9 proud následujícího složení:

n-butan isobutan b-beton trans 2-buten cis 2-buten b,3-aueadien

89,5 molů/h

22,4 molů/h

285,2 molů/h

117,6 molů/h

91,0 molů/h

6,8 molů/h

Pracovní podmínky jsou následující:

hydrostatický tlak 490 kPa počet pater 40

Do stejné kolony se uvádí potrubím 2;

1,200 kg/h směsi N-methylmorfolin-3-onu · a vody v hmot, poměru 93 : 7.

Proud ze spodku této kolony se posílá potrubím 4 do první vypuzovací kolonylO, zatímco z hlavy kolony se vypouští plynný proud obsahující:

norm. butan 87,7 molů/h isobutan 22,4 molů/h

1-u>etai 5,7 molů/h

Pracovní podmínky kolony 10 jsou následující:

hydrostatický tlak počet pater

539 kPa

Z hlavy kolony se vypouští plynný proud olefinů a nasycených uhlovodíků se· 4 atomy uhlíku, který recirkuluje do· kolony 9, zatímco ze spodku se odvádí potrubím 6 proud, který se vede do druhé vypuzovací kolony 11.

Tato kolona pracuje za následujících podmínek:

hydrostatický tlak počet pater

107 kPa

Plynný proud se vede do· kompresoru 12. Potrubím 8 se získá po kondensaci proud obsahující:

norm. buton 1,8 molů/h b-uuten 279,5 molů/h trans 2-buten 117,6 molů/h cis 2-buten 91,0 molů/h b,u-bueadien 6,8 molů/h.

Část výše uvedeného proudu uvedeného do kompresoru recirkuluje potrubím 7 do kolony 10.

Ze spodku kolony 11 se získá rozpouštědlo, které se znovu použije v koloně 9.

Ve výše uvedených příkladech znamená zkratka L/D refluxní poměr; L je část kondensovaných par, které recirkulují z kondensátoru na hlavu kolony, a D je zbývající část kondensovaných par, které se odvádějí z kondensátoru. · Výraz „požadovaná specifikace” a podobně značí, že sloučeniny mají analytické složení, které musí odpovídat požadavkům zákazníka · nebo určitým standardům.

Claims

P ft E D Μ E T

1. Způsob oddělování ' diolefinů, jako butádienu a isoprenu, ze směsí uhlovodíků se 4 až 5 atomy uhlíku a aromatických uhlovodíků, jako styrenu, toluenu a xylenů, samotných nebo, ve směsi s ostatními, ze směsi uhlovodíků se 6 až 8 atomy uhlíku extrakční destilací nebo extrakcí kapalina— , —kapalina, vyznačený tím, ,že oddělování se provádí v · extrakčních destilačních kolonách s počtem pater v rozmezí 20 , až 80, při tlaku ná hlavě kolony .9,8 kPa až· 490 vynalezu kPa a teplotě na. , spodku , kolony , 40 · až 150 stupňů Celsia a jako, rozpouštědlo.,se použije N-methylmorf olin-3-on. ·
2. Způsob ·podle , bodu 1, vyznačený tím, že se jako rozpouštědlo použije , Ň-methylmorfolin-3-on ve směsi s vodou a/nebo ethylenglykolem.
3. Způsob podle bodů , 1 , · a 2, vyznačený tím, že voda a/nebo ethylenglykol je obsažen do 20 hmot. %.