DE102016224063A1 - Process for the preparation of butadiene - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Butadien aus Zusammensetzungen, welche Butan, vorzugsweise n-Butan und ggf. zusätzlich auch signifikante Mengen an Buten enthalten. Nach nicht-oxidativer katalytischer Dehydrierung (2) und oxidativer Dehydrierung (4) werden Butadien, Buten und Butan voneinander getrennt. Buten wird zur oxidativen Dehydrierung (4) und Butan zur nicht-oxidativen katalytischen Dehydrierung (2) zurückgeführt.The invention relates to a process for the preparation of butadiene from compositions which contain butane, preferably n-butane and optionally additionally also significant amounts of butene. After non-oxidative catalytic dehydrogenation (2) and oxidative dehydrogenation (4), butadiene, butene, and butane are separated. Butene is attributed to oxidative dehydrogenation (4) and butane to non-oxidative catalytic dehydrogenation (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Butadien aus Zusammensetzungen, welche Butan, vorzugsweise n-Butan, und ggf. zusätzlich auch signifikante Mengen an Buten, vorzugsweise n-Buten (1-Buten und/oder 2-Buten, cis und/oder trans) enthalten. Nach nicht-oxidativer katalytischer Dehydrierung und oxidativer nicht katalytischer und/oder katalytischer Dehydrierung werden das gewünschte Produkt Butadien sowie nicht bzw. nicht vollständig umgesetztes Buten, Butan und leichtsiedende Nebenprodukte voneinander getrennt. Buten wird zur oxidativen Dehydrierung und Butan zur nicht-oxidativen katalytischen Dehydrierung zurückgeführt.The invention relates to a process for the preparation of butadiene from compositions comprising butane, preferably n-butane, and optionally additionally also significant amounts of butene, preferably n-butene (1-butene and / or 2-butene, cis and / or trans ) contain. After non-oxidative catalytic dehydrogenation and oxidative non-catalytic and / or catalytic dehydrogenation, the desired product butadiene as well as not or not fully reacted butene, butane and low-boiling by-products are separated from each other. Butene is attributed to oxidative dehydrogenation and butane to non-oxidative catalytic dehydrogenation.

Herkömmliche großtechnische Verfahren zur Herstellung von Butadien umfassen die nicht-oxidative katalytische Dehydrierung von n-Butan. Neben Wasserstoff und Butadien fallen im Produktstrom jedoch erhebliche Mengen an nicht vollständig umgesetzten Buten, insbesondere 2-Buten, sowie erhebliche Mengen an nicht umgesetztem n-Butan an. Zur Verbesserung der Ausbeute an Butadien werden diese Produktströme daher häufig einer anschließenden oxidativen Dehydrierung unterworfen, wodurch Buten und zuvor nicht umgesetztes Butan zu Butadien oxydehydriert werden. Dennoch verläuft auch diese Verfahrensführung nicht vollständig, so dass im Endprodukt ggf. neben Wasserstoff, Kohlenstoffoxiden, leichtflüchtigen Nebenprodukten und Wasserdampf stets auch nicht unerhebliche Mengen an nicht weiter dehydriertem Buten und an nicht umgesetztem Butan enthalten sind, welche jeweils einen werthaltigen Rohstoff darstellen.Conventional industrial processes for the production of butadiene include the non-oxidative catalytic dehydrogenation of n-butane. However, in addition to hydrogen and butadiene, considerable amounts of incompletely reacted butene, in particular 2-butene, and considerable amounts of unreacted n-butane are produced in the product stream. To improve the yield of butadiene, these product streams are therefore often subjected to subsequent oxidative dehydrogenation, whereby butene and previously unreacted butane are oxydehydrated to butadiene. Nevertheless, this procedure is not complete, so that in the final product, where appropriate, in addition to hydrogen, carbon oxides, volatile by-products and water vapor always not inconsiderable amounts of not further dehydrogenated butene and unreacted butane are included, each representing a valuable raw material.

Es sind Verfahren zur Herstellung von Butadien durch nicht-oxidative katalytische Dehydrierung von n-Butan und anschließende Oxydehydrierung bekannt, bei denen nicht umgesetztes n-Butan vom Butadien abgetrennt und anschließend zur nicht-oxidativen katalytischen Dehydrierung zurückgeführt wird (vgl. z.B. WO 2004/007408 A1 , WO 2005/063656 A1 , WO 2005/063657 A1 , WO 2005/063658 A1 , WO 2006/050969 A1 , WO 2006/061202 A1 , WO 2006/066848 A1 und WO 2006/075025 A1 ).Processes for the preparation of butadiene by non-oxidative catalytic dehydrogenation of n-butane and subsequent oxydehydrogenation are known in which unconverted n-butane is separated off from butadiene and subsequently recycled to non-oxidative catalytic dehydrogenation (cf., for example, US Pat WO 2004/007408 A1 . WO 2005/063656 A1 . WO 2005/063657 A1 . WO 2005/063658 A1 . WO 2006/050969 A1 . WO 2006/061202 A1 . WO 2006/066848 A1 and WO 2006/075025 A1 ).

In der WO 2004/007408 A1 wird beispielsweise so vorgegangen, dass zunächst eine nicht-oxidative katalytische Dehydrierung erfolgt und der dabei erhaltene erste Produktgasstrom anschließend in einer zweiten Dehydrierzone einer oxidativen Dehydrierung unterzogen wird, wobei ein zweiter Produktgasstrom erhalten wird, der neben Butadien u.a. noch n-Butan, 1-Buten und 2-Buten enthält. Aus diesem zweiten Produktgasstrom wird dann Butadien gewonnen. Das n-Butan und die Butene werden dabei von einem Butadien enthaltenden Strom abgetrennt und ein Strom, der sowohl das n-Butan als auch die Butene enthält, wird dann gegebenenfalls in die nicht-oxidative katalytische Dehydrierung zurückgeführt.In the WO 2004/007408 A1 For example, the procedure is initially such that a non-oxidative catalytic dehydrogenation takes place and the first product gas stream obtained is then subjected to oxidative dehydrogenation in a second dehydrogenation zone to obtain a second product gas stream which, in addition to butadiene, also contains n-butane and 1-butene and 2-butene. Butadiene is then recovered from this second product gas stream. The n-butane and the butenes are thereby separated from a butadiene-containing stream and a stream containing both the n-butane and the butenes is then optionally recycled to the non-oxidative catalytic dehydrogenation.

Die bekannten Verfahren haben den Nachteil, dass die nicht-oxidative katalytische Dehydrierungsstufe bereits mit erheblichen Volumenströmen an nicht vollständig zu Butadien umgesetzten C4-Kohlenwasserstoffen beaufschlagt wird. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn das dem Verfahren zugeführte Edukt neben n-Butan bereits signifikante Mengen an n-Buten enthält.The known processes have the disadvantage that the non-oxidative catalytic dehydrogenation stage is already subjected to considerable volumetric flows of incompletely butadiene-reacted C 4 hydrocarbons. This is especially true when the educt added to the process already contains significant amounts of n-butene in addition to n-butane.

Es besteht ein Bedarf an Verfahren zur Herstellung von Butadien, welche die Nachteile des Standes der Technik überwinden. Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Butadien bereitzustellen.There is a need for processes for producing butadiene which overcome the disadvantages of the prior art. An object of the invention is therefore to provide an improved process for the production of butadiene.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Patentansprüche gelöst.This object is solved by the subject matter of the claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Butadien (d.h. von 1,3-Butadien) aus Butan, vorzugsweise aus n-Butan, umfassend die Schritte:

  1. (a) nicht-oxidatives katalytisches Dehydrieren einer Zusammensetzung enthaltend Butan unter Erzeugung einer Zusammensetzung A enthaltend Butadien, Buten und Butan;
  2. (b) oxidatives nicht katalytisches und/oder katalytisches Dehydrieren von in Zusammensetzung A enthaltenem Buten und Butan, unter Erzeugung einer Zusammensetzung B enthaltend Butadien, Buten und Butan;
  3. (c) Trennen der Zusammensetzung B in eine an Butadien angereicherte Zusammensetzung C1 und eine an Butadien abgereicherte Zusammensetzung C2;
  4. (d) Trennen der Zusammensetzung C2 in eine an Buten angereicherte Zusammensetzung D1 und eine an Butan angereicherte Zusammensetzung D2 und
  5. (e) Rückführen der Zusammensetzung D1 zu Schritt (b) sowie Rückführen der Zusammensetzung D2 zu Schritt (a).
A first aspect of the invention relates to a process for the preparation of butadiene (ie of 1,3-butadiene) from butane, preferably from n-butane, comprising the steps:
  1. (a) non-oxidative catalytic dehydrogenation of a composition containing butane to produce a composition A containing butadiene, butene and butane;
  2. (b) oxidatively non-catalytic and / or catalytic dehydrogenation of butene and butane contained in composition A to produce a composition B containing butadiene, butene and butane;
  3. (c) separating the composition B into a butadiene-enriched composition C1 and a butadiene-depleted composition C2;
  4. (d) separating the composition C2 into a butene-enriched composition D1 and a butane-enriched composition D2 and
  5. (e) recycling the composition D1 to step (b) and recycling the composition D2 to step (a).

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass auch Kohlenwasserstoffgemische, welche neben n-Butan signifikante Mengen an n-Buten enthalten, eingesetzt werden können, ohne dabei die nicht-oxidative katalytische Dehydrierungsstufe unnötig zu belasten. Für die nicht oxidative Dehydrierung (a) ergeben sich dadurch Vorteile hinsichtlich der erforderlichen Baugröße, der Menge an Katalysator und des Bedarfes an Wasserdampf und Heizenergie. Zudem wird aufgrund des geringeren Anteils an n-Buten im Edukt zu Schritt (a) nach dem Prinzip von Le Chatelier eine höhere Umsetzung von n-Butan zu n-Buten erwartet. Durch die Trennung von n-Butan und n-Buten kann letzteres stattdessen unmittelbar der oxidativen Dehydrierungsstufe zugeführt werden.The process according to the invention has the advantage that it is also possible to use hydrocarbon mixtures which contain significant amounts of n-butene in addition to n-butane without unnecessarily loading the non-oxidative catalytic dehydrogenation stage. For the non-oxidative dehydrogenation (a), this results in advantages in terms of the required size, the amount of catalyst and the need for steam and heating energy. In addition, due to the lower proportion of n-butene in the starting material to step (a) according to the principle of Le Chatelier a higher conversion of n-butane to n-butene expected. By the separation of n-butane and n-butene, the latter can instead be fed directly to the oxidative dehydrogenation step.

Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass weiterhin (b') in Zusammensetzung B enthaltenes Butan und Buten oxidativ dehydriert wird, sowie ggf. in Zusammensetzung D1 enthaltenes Buten oxidativ dehydriert wird, unter Erzeugung einer Zusammensetzung B' enthaltend Butadien, Buten und Butan und die Zusammensetzung B' in eine an Butadien angereicherte Zusammensetzung C1 und eine an Butadien abgereicherte Zusammensetzung C2 getrennt wird.A preferred development of the process according to the invention provides that (b ') butane and butene still contained in composition B are oxidatively dehydrogenated, and butene optionally present in composition D1 is oxidatively dehydrogenated to produce a composition B' comprising butadiene, butene and butane and separating the composition B 'into a butadiene-enriched composition C1 and a butadiene-depleted composition C2.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass
(c') die Zusammensetzung C2 mit einer Zusammensetzung C' enthaltend frisches Butan und frisches Buten unter Erzeugung einer Zusammensetzung C2' vereint wird und
die Zusammensetzung C2' in eine an Buten angereicherte Zusammensetzung D1 und eine an Butan angereicherte Zusammensetzung D2 getrennt wird und
die Zusammensetzung D1 zu Schritt (b') rückgeführt sowie die Zusammensetzung D2 zu Schritt (a) rückgeführt wird.
A further preferred development of the method according to the invention provides that
(c ') combining the composition C2 with a composition C' containing fresh butane and fresh butene to form a composition C2 ', and
the composition C2 'is separated into a butene-enriched composition D1 and a butane-enriched composition D2 and
the composition D1 is recycled to step (b ') and the composition D2 is recycled to step (a).

Schritte (b') und (c') des erfindungsgemäßen Verfahrens sind optional, d.h. können unabhängig voneinander von dem Verfahren umfasst oder nicht umfasst sein. Das Dehydrieren von in einer Zusammensetzung D1 enthaltenem Buten in Schritt (b) und (b') des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ebenfalls unabhängig voneinander optional, wobei die Zusammensetzung D1 in Schritt (d) abgetrennt und in Schritt (e) zu Schritt (b) oder (b') rückgeführt wird.Steps (b ') and (c') of the method according to the invention are optional, i. may independently or independently of the method comprise or not be included. The dehydrogenation of butene contained in a composition D1 in steps (b) and (b ') of the process according to the invention is also optionally independent, wherein the composition D1 is separated in step (d) and in step (e) to step (b) or (b ') is returned.

Schritte (a), (b), ggf. (b'), (c), ggf. (c'), (d) und (e) des erfindungsgemäßen Verfahrens werden vorzugsweise in alphabetischer Reihenfolge durchgeführt, wobei die Schritte nicht unmittelbar aufeinander folgen müssen, d.h. dass zwischen den einzelnen Schritten ggf. weitere Schritte durchgeführt werden können.Steps (a), (b), optionally (b '), (c), optionally (c'), (d) and (e) of the process according to the invention are preferably carried out in alphabetical order, the steps not being directly adjacent to one another must follow, ie if necessary, further steps can be carried out between the individual steps.

Sofern nicht ausdrücklich darauf hingewiesen wird, betrifft der Begriff „Butan“ erfindungsgemäß insbesondere n-Butan, auf dessen Umsetzung das erfindungsgemäße Verfahren gerichtet ist. Das isomere iso-Butan ist hingegen als unerwünschte Verunreinigung aufzufassen.Unless expressly stated, the term "butane" according to the invention relates in particular to n-butane, to the implementation of which the process according to the invention is directed. The isomeric iso-butane, however, is to be regarded as an undesirable impurity.

Sofern nicht ausdrücklich darauf hingewiesen wird, betrifft der Begriff „Buten“ erfindungsgemäß insbesondere n-Buten, insbesondere 1-Buten und 2-Buten (cis/trans), auf deren (weitere) Umsetzung das erfindungsgemäße Verfahren gerichtet ist. Das isomere iso-Buten ist hingegen als unerwünschte Verunreinigung aufzufassen.Unless expressly stated, the term "butene" according to the invention relates in particular to n-butene, in particular 1-butene and 2-butene (cis / trans), to the (further) implementation of the inventive method is directed. The isomeric isobutene, however, is to be regarded as an undesired impurity.

Sofern nicht ausdrücklich darauf hingewiesen wird, betrifft der Begriff „Butadien“ erfindungsgemäß insbesondere 1,3-Butadien, auf dessen Herstellung das erfindungsgemäße Verfahren gerichtet ist. Das isomere 1,2-Butadien ist hingegen als unerwünschtes Nebenprodukt aufzufassen.Unless expressly stated, the term "butadiene" according to the invention relates in particular to 1,3-butadiene, to the preparation of which the process according to the invention is directed. The isomeric 1,2-butadiene, however, is to be regarded as an undesirable by-product.

In Schritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Zusammensetzung, welche Butan enthält, nicht-oxidativ katalytisch dehydriert, wodurch eine Zusammensetzung A erzeugt wird, welche Butadien, nicht (vollständig) umgesetztes Buten sowie nicht umgesetztes Butan enthält. Die Zusammensetzung, welche Butan enthält, enthält bevorzugt das Butan im Wesentlichen als n-Butan.In step (a) of the process of the invention, a composition containing butane is non-oxidatively catalytically dehydrogenated to produce a composition A which contains butadiene, not (fully) reacted butene and unreacted butane. The composition containing butane preferably contains butane substantially as n-butane.

Erfindungsgemäß bevorzugt wird als Quelle für die Zusammensetzung, welche Butan enthält, ein n-Butan reiches Kohlenwasserstoffgemisch wie z.B. Liquefied Petroleum Gas (LPG) eingesetzt. LPG enthält neben Methan und Spuren von C6+-Kohlenwasserstoffen im Wesentlichen gesättigte C2-C5-Kohlenwasserstoffe. Die Zusammensetzung von LPG kann stark schwanken. Bevorzugt enthält das erfindungsgemäß eingesetzte Kohlenwasserstoffgemisch mindestens 10 Gew.-% Butane (n-Butan, iso-Butan). Alternativ kann als Quelle ein C4-Strom aus Crackern oder Raffinerien eingesetzt werden.According to the invention, the source of the composition containing butane is preferably a hydrocarbon mixture rich in n-butane, for example liquefied petroleum gas (LPG). In addition to methane and traces of C 6 + hydrocarbons, LPG contains substantially saturated C 2 -C 5 hydrocarbons. The composition of LPG can vary widely. The hydrocarbon mixture used according to the invention preferably contains at least 10% by weight of butanes (n-butane, isobutane). Alternatively, a C 4 stream of crackers or refineries can be used as a source.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst Schritt (a) zunächst die Bereitstellung der Zusammensetzung, welche Butan, vorzugsweise n-Butan, enthält, wobei bevorzugt folgende Teilschritte durchlaufen werden:

  • (a-1) Bereitstellen einer Kohlenwasserstoffzusammensetzung, vorzugsweise einer Liquefied Petroleum Gas (LPG)-Zusammensetzung; und/oder
  • (a-2) Abtrennen von Propan und ggf. Methan, Ethan und C5+-Kohlenwasserstoffen (insbesondere Pentane, Hexane, Heptane, Benzol, Toluol) von der Kohlenwasserstoffzusammensetzung, wobei die Zusammensetzung enthaltend Butan erhalten wird (n-Butan und iso-Butan); und/oder
  • (a-3) ggf. Abtrennen von iso-Butan aus der Zusammensetzung enthaltend Butan, wobei eine Zusammensetzung enthaltend im Wesentlichen n-Butan erhalten wird; und/oder
  • (a-4) ggf. Isomerisieren des abgetrennten iso-Butans zu einem n-Butan/iso-Butan-Gemisch und Rückführung des n-Butan/Isobutan-Gemischs in Schritt (a-3); und/oder
  • (a-5) ggf. Umsetzung von iso-Buten aus der Zusammensetzung enthaltend Butan zu Methyl-tert.-butylether durch chemische Reaktion mit zuzugebendem Methanol, und Abtrennen des gebildeten Methyl-tert.-butylether von Kohlenwasserstoffen durch Rektifikation.
In a preferred embodiment of the process according to the invention, step (a) initially comprises the preparation of the composition which comprises butane, preferably n-butane, preferably the following substeps being carried out:
  • (a-1) providing a hydrocarbon composition, preferably a liquefied petroleum gas (LPG) composition; and or
  • (a-2) separating propane and optionally methane, ethane and C 5+ -hydrocarbons (in particular pentanes, hexanes, heptanes, benzene, toluene) from the hydrocarbon composition, the composition comprising butane being obtained (n-butane and isobutane). Butane); and or
  • (a-3) optionally separating iso-butane from the composition containing butane to obtain a composition containing substantially n-butane; and or
  • (a-4) optionally isomerizing the separated iso-butane to an n-butane / iso-butane mixture and recycling the n-butane / isobutane mixture in step (a-3); and or
  • (a-5) if appropriate reaction of isobutene from the composition comprising butane to methyl tert-butyl ether by chemical reaction with methanol to be added, and separating the formed methyl tert-butyl ether of hydrocarbons by rectification.

Geeignete Maßnahmen zum Abtrennen von Propan und ggf. Methan, Ethan und C5+-Kohlenwasserstoffen in Schritt (a-2) sind einem Fachmann bekannt, beispielsweise Rektifizieren in herkömmlichen Rektifizierkolonnen. Beispielsweise können in einer ersten Rektifizierkolonne Leichtsieder (Methan, Ethan, Propan) über Kopf und in einer zweiten Rektifizierkolonne Schwersieder (C5+-Kohlenwasserstoffe) am Kolonnensumpf abgetrennt werden. Auf diese Weise wird eine Zusammensetzung enthaltend Butan erhalten, wobei das Butan üblicherweise sowohl n-Butan als auch iso-Butan umfasst. Geeignete Maßnahmen zum Abtrennen von iso-Butan in Schritt (a-3) sind einem Fachmann ebenfalls bekannt, beispielsweise Rektifizieren in einer herkömmlichen Rektifizierkolonne. Die verbleibende Zusammensetzung enthaltend im Wesentlichen n-Butan wird dann bevorzugt als Edukt der nachfolgenden nicht-oxidativen katalytischen Dehydrierung in Schritt (a) eingesetzt. Das gemäß Schritt (a-3) abgetrennte iso-Butan wird vorzugsweise in Schritt (a-4) einer Isomerisierung unterworfen. Dazu wird das iso-Butan in einen herkömmlichen Isomerisierungsreaktor eingespeist und das so erhaltene n-Butan/iso-Butan-Gemisch zu Schritt (a-3) zurückgeführt. Alternativ kann das abgetrennte iso-Butan einer anderen Verwendung zugeführt werden, beispielsweise der Herstellung von Methacrylsäure, Polyisobuten oder Methyl-tert.-butylether. Geeignete Maßnahmen zur Umsetzung von iso-Buten in Schritt (a-5) zu Methyl-tert.-butylether sind einem Fachmann bekannt, beispielsweise chemische Reaktion mit Methanol und anschließende Trennung von Methyl-tert.-butylether von Kohlenwasserstoffen in einer Rektifizierkolonne.Suitable measures for separating propane and possibly methane, ethane and C 5 + hydrocarbons in step (a-2) are known to a person skilled in the art, for example rectification in conventional rectification columns. For example, in a first rectification column low boilers (methane, ethane, propane) can be separated overhead and in a second rectification column high boilers (C 5 + hydrocarbons) at the bottom of the column. In this way, a composition containing butane is obtained, the butane usually comprising both n-butane and iso-butane. Suitable measures for separating iso-butane in step (a-3) are also known to a person skilled in the art, for example rectification in a conventional rectification column. The remaining composition containing substantially n-butane is then preferably used as starting material of the subsequent non-oxidative catalytic dehydrogenation in step (a). The iso-butane separated in the step (a-3) is preferably subjected to isomerization in the step (a-4). For this purpose, the isobutane is fed into a conventional isomerization reactor and the resulting n-butane / isobutane mixture is recycled to step (a-3). Alternatively, the separated iso-butane can be put to another use, for example, the production of methacrylic acid, polyisobutene or methyl tert-butyl ether. Suitable measures for the conversion of isobutene in step (a-5) to methyl tert-butyl ether are known to a person skilled in the art, for example chemical reaction with methanol and subsequent separation of methyl tert-butyl ether from hydrocarbons in a rectification column.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Schritt (a) die Zusammensetzung enthaltend Butan nicht als Edukt von außen frisch bereitgestellt, sondern entstammt der in Schritt (e) zu Schritt (a) zurückgeführten Zusammensetzung D2.In another preferred embodiment of the process according to the invention, in step (a) the composition comprising butane is not freshly prepared from the outside as starting material, but comes from the composition D2 recycled in step (e) to step (a).

Die Zusammensetzung, welche Butan enthält, wird anschließend nicht-oxidativ katalytisch dehydriert, wodurch eine Zusammensetzung A erzeugt wird, welche Butadien, nicht (vollständig) umgesetztes Buten, insbesondere n-Buten, sowie nicht umgesetztes Butan enthält, insbesondere n-Butan. Das Buten umfasst dabei üblicherweise 1-Buten sowie 2-Buten. Ferner enthält die Zusammensetzung H2, welcher durch die Dehydrierung freigesetzt wird, sowie leichtsiedende Nebenbestandteile, insbesondere Methan, Ethan, Ethen, Propan und Propen. Je nach Reaktionsführung kann Zusammensetzung A außerdem ggf. noch Kohlenstoffoxide (CO, CO2) und Wasserdampf enthalten.The composition containing butane is then non-oxidatively catalytically dehydrogenated to produce a composition A containing butadiene, not (fully) reacted butene, especially n-butene, and unreacted butane, especially n-butane. The butene usually comprises 1-butene and 2-butene. Furthermore, the composition contains H 2 , which is released by the dehydrogenation, and low-boiling secondary constituents, in particular methane, ethane, ethene, propane and propene. Depending on the reaction procedure, composition A may also contain carbon oxides (CO, CO 2 ) and water vapor.

Die Art und der jeweilige Gehalt der in Zusammensetzung A enthaltenen Bestandteile können abhängig von der Art der Dehydrierung stark variieren. So weist bei bevorzugt autothermer Dehydrierung unter Einspeisung von Sauerstoff das erzeugte Gasgemisch einen vergleichsweise hohen Gehalt an Wasserdampf und Kohlenstoffoxiden auf. Bei Umsetzungen ohne Einspeisung von Sauerstoff weist Zusammensetzung A einen vergleichsweise hohen Gehalt an Wasserstoff auf.The type and respective content of the ingredients contained in Composition A can vary widely depending on the type of dehydration. Thus, in preferred autothermal dehydrogenation with the introduction of oxygen, the gas mixture produced has a comparatively high content of water vapor and carbon oxides. In reactions without feed of oxygen, composition A has a comparatively high content of hydrogen.

Zusammensetzung A enthält typischerweise 0,1 bis 15 Vol.-% Butadien, 1 bis 20 Vol.-% 1-Buten, 1 bis 35 Vol.-% 2-Buten (cis/trans-2-Buten), 20 bis 80 Vol.-% n-Butan, 0 bis 70 Vol.-% Wasserdampf, 0 bis 10 Vol.-% leichtsiedende Kohlenwasserstoffe (Methan, Ethan, Ethen, Propan und Propen), 0 bis 40 Vol.-% Wasserstoff, 0 bis 70 Vol.-% Stickstoff und 0 bis 15 Vol.-% Kohlenstoffoxide.Composition A typically contains 0.1 to 15% by volume of butadiene, 1 to 20% by volume of 1-butene, 1 to 35% by volume of 2-butene (cis / trans-2-butene), 20 to 80% by volume % n-butane, 0 to 70% by volume of steam, 0 to 10% by volume of low-boiling hydrocarbons (methane, ethane, ethene, propane and propene), 0 to 40% by volume of hydrogen, 0 to 70 vol % Nitrogen and 0 to 15% by volume carbon oxides.

Die nicht-oxidative katalytische Dehydrierung kann erfindungsgemäß grundsätzlich in allen aus dem Stand der Technik bekannten Reaktortypen und gemäß allen bekannten Umsetzungsweisen durchgeführt werden. Die nicht-oxidative katalytische Dehydrierung kann erfindungsgemäß mit oder ohne sauerstoffhaltiges Gas durchgeführt werden. Geeignete Reaktoren umfassen Festbettrohr- oder Rohrbündelreaktoren. Als Dehydrierkatalysator wird vorzugsweise Promotoren enthaltendes Platin auf Zink-(Magnesium-)Spinell als Träger eingesetzt. Dabei wird das zu dehydrierende Butan vorzugsweise mit Wasserdampf verdünnt (STAR Prozess). Typisch ist ein molares Verhältnis von Wasserdampf zu Butan im Bereich von 0 bis 6. Der Reaktorausgangsdruck liegt häufig bei 2 bis 10 bar und die Reaktionstemperatur beträgt bevorzugt 480 bis 620°C.The non-oxidative catalytic dehydrogenation according to the invention can in principle be carried out in all reactor types known from the prior art and in accordance with all known reaction methods. The non-oxidative catalytic dehydrogenation can be carried out according to the invention with or without oxygen-containing gas. Suitable reactors include fixed bed tube or tube bundle reactors. The dehydrogenation catalyst used is preferably platinum containing promoters on zinc (magnesium) spinel as carrier. The butane to be dehydrated is preferably diluted with steam (STAR process). Typical is a molar ratio of steam to butane in the range of 0 to 6. The reactor outlet pressure is often 2 to 10 bar and the reaction temperature is preferably 480 to 620 ° C.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die nicht-oxidative katalytische Dehydrierung in Schritt (a) autotherm durchgeführt. Dazu wird der Zusammensetzung, welche Butan enthält, in mindestens einer Reaktionszone zusätzlich Sauerstoff zugemischt. Der in dem Reaktionsgasgemisch enthaltene Wasserstoff und/oder Kohlenwasserstoff wird zumindest teilweise verbrannt, wodurch zumindest ein Teil der benötigten Reaktionsenergie in der mindestens einen Reaktionszone direkt in dem Reaktionsgasgemisch erzeugt wird. Bevorzugt beträgt die insgesamt zugeführte Sauerstoffmenge, bezogen auf die Gesamtmenge des Butans, 0,001 bis 0,5 mol/mol, bevorzugt 0,005 bis 0,2 mol/mol, besonders bevorzugt 0,05 bis 0,2 mol/mol. Sauerstoff kann entweder als reiner Sauerstoff oder als sauerstoffhaltiges Gas im Gemisch mit Inertgasen, beispielsweise in Form von Luft, eingesetzt werden. Der zur Wärmeerzeugung verbrannte Wasserstoff ist der bei der nicht-oxidativen katalytischen Dehydrierung gebildete Wasserstoff sowie ggf. zusätzlich zugesetzter Wasserstoff. Die Wasserstoffverbrennung erfolgt katalytisch, wobei der eingesetzte Dehydrierungskatalysator im Allgemeinen auch die Verbrennung der Kohlenwasserstoffe und von Wasserstoff mit Sauerstoff katalysiert, so dass grundsätzlich kein von diesem verschiedener spezieller Oxidationskatalysator erforderlich ist. In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Gegenwart eines oder mehrerer Oxidationskatalysatoren gearbeitet, die selektiv die Verbrennung von Wasserstoff zu Sauerstoff in Gegenwart von Kohlenwasserstoffen katalysieren. Die Verbrennung dieser Kohlenwasserstoffe mit Sauerstoff zu CO, CO2 und Wasser läuft dadurch nur in untergeordnetem Masse ab. Vorzugsweise liegen der Dehydrierungskatalysator und der Oxidationskatalysator in verschiedenen Reaktionszonen vor.In a preferred embodiment of the process according to the invention, the non-oxidative catalytic dehydrogenation in step (a) is carried out autothermally. For this purpose, the composition containing butane is additionally mixed with oxygen in at least one reaction zone. The hydrogen and / or hydrocarbon contained in the reaction gas mixture is at least partially combusted, whereby at least part of the required reaction energy in the at least one reaction zone is generated directly in the reaction gas mixture. Preferably, the total amount of oxygen supplied, based on the total amount of butane, 0.001 to 0.5 mol / mol, preferably 0.005 to 0.2 mol / mol, particularly preferably 0.05 to 0.2 mol / mol. Oxygen can be used either as pure oxygen or as an oxygen-containing gas mixed with inert gases, for example in the form of air. The heat generation Burned hydrogen is the hydrogen formed in the non-oxidative catalytic dehydrogenation and possibly additionally added hydrogen. The hydrogen combustion takes place catalytically, wherein the dehydrogenation catalyst used generally also catalyzes the combustion of the hydrocarbons and of hydrogen with oxygen, so that in principle no special oxidation catalyst different from this one is required. In a preferred embodiment, the reaction is carried out in the presence of one or more oxidation catalysts which selectively catalyze the combustion of hydrogen to oxygen in the presence of hydrocarbons. The combustion of these hydrocarbons with oxygen to CO, CO 2 and water is therefore only to a minor extent. Preferably, the dehydrogenation catalyst and the oxidation catalyst are present in different reaction zones.

Erfindungsgemäß ist es möglich, weitere nicht-oxidative katalytische Dehydrierungen als Schritte (a'), (a"), (a'''), usw. anzuschließen, ehe das Produkt des letzten Schritts der nicht-oxidativen katalytischen Dehydrierung dem anschließenden Schritt (b) zugeführt wird.According to the invention, it is possible to add further non-oxidative catalytic dehydrogenations as steps (a '), (a "), (a' ''), etc., before the product of the last step of the non-oxidative catalytic dehydrogenation reaches the subsequent step ( b) is supplied.

In Schritt (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Buten und ggf. auch in geringerem Umfang Butan, welche in Zusammensetzung A enthalten sind, oxidativ dehydriert (oxydehydriert), wodurch eine Zusammensetzung B erzeugt wird, welche Butadien, nicht (vollständig) umgesetztes Buten sowie nicht umgesetztes Butan enthält, ggf. neben leichtsiedenden Nebenbestandteilen, Kohlenstoffoxiden und Wasserdampf, wobei der Gehalt an Butadien in Zusammensetzung B vorzugsweise höher ist als in Zusammensetzung A. Das oxidative Dehydrieren erfolgt dabei bevorzugt sowohl nicht katalytisch als auch katalytisch, d.h. beide Prozesse verlaufen parallel.In step (b) of the process according to the invention, butene and, to a lesser extent, butane, which are contained in composition A, are oxidatively dehydrated (oxydehydrogenated) to produce a composition B which contains butadiene, not fully reacted butene and not contains reacted butane, optionally in addition to low-boiling secondary constituents, carbon oxides and water vapor, wherein the content of butadiene in composition B is preferably higher than in composition A. The oxidative dehydrogenation is preferably carried out both non-catalytically and catalytically, ie both processes run in parallel.

Bevorzugt wird Schritt (b) autotherm unter Einspeisung eines sauerstoffhaltigen Gases durchgeführt, wobei das sauerstoffhaltige Gas vorzugsweise Luft ist. Abhängig von der zugeführten Sauerstoffmenge wird Schritt (b) exotherm verlaufen, so dass Wärme abzuführen ist.Preferably, step (b) is carried out autothermally with the introduction of an oxygen-containing gas, wherein the oxygen-containing gas is preferably air. Depending on the amount of oxygen supplied, step (b) will be exothermic, dissipating heat.

Zusammensetzung A kann bevorzugt in zwei Teilströme aufgetrennt werden, wobei nur einer der beiden Teilströme den weiteren Schritten (b) bis (e) des erfindungsgemäßen Verfahrens unterworfen wird und der andere der beiden Teilströme zur nicht-oxidativen katalytischen Dehydrierung in Schritt (a) zurückgeführt wird. Es ist jedoch auch möglich, Zusammensetzung A vollständig der oxidativen Dehydrierung gemäß Schritt (b) zuzuführen.Composition A can preferably be separated into two substreams, wherein only one of the two substreams is subjected to the further steps (b) to (e) of the process according to the invention and the other of the two substreams is recycled for nonoxidative catalytic dehydrogenation in step (a) , However, it is also possible to completely supply composition A to the oxidative dehydrogenation according to step (b).

Die oxidative Dehydrierung (Oxydehydrierung) kann grundsätzlich in allen aus dem Stand der Technik bekannten Reaktortypen, Katalysatoren und Umsetzungsweisen durchgeführt werden. Zur Durchführung der oxidativen Dehydrierung wird ein Gasgemisch benötigt, welches ein molares Sauerstoff: n-Buten-Verhältnis von mindestens 0,5 aufweist. Zur Einstellung dieses Wertes wird in der Regel das aus der nicht-oxidativen katalytischen Dehydrierung stammende Produktgasgemisch mit Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigem Gas, beispielsweise Luft, vermischt. Das erhaltene sauerstoffhaltige Gasgemisch wird dann der Oxydehydrierung zugeführt. Die Oxidehydrierung wird im Allgemeinen bei einer Temperatur von 220 bis 490°C durchgeführt.The oxidative dehydrogenation (oxydehydrogenation) can in principle be carried out in all reactor types, catalysts and reaction methods known from the prior art. To carry out the oxidative dehydrogenation, a gas mixture is required which has a molar oxygen: n-butene ratio of at least 0.5. In order to set this value, the product gas mixture originating from the non-oxidative catalytic dehydrogenation is generally mixed with oxygen or an oxygen-containing gas, for example air. The resulting oxygen-containing gas mixture is then fed to the oxydehydrogenation. The oxydehydrogenation is generally carried out at a temperature of 220 to 490 ° C.

Zusammensetzung B, welche in Schritt (b) erzeugt wird, enthält neben Butadien und nicht umgesetztem n-Butan üblicherweise noch nicht (vollständig) umgesetztes 2-Buten und Wasserdampf. Der Gehalt an 1-Buten in Zusammensetzung B ist häufig nur gering. Als Nebenbestandteile enthält Zusammensetzung B üblicherweise CO, CO2, O2, N2, Methan, Ethan, Ethen, Propan und Propen, ggf. Wasserstoff sowie sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoffe (Oxygenate), z.B. Aldehyde.In addition to butadiene and unreacted n-butane, composition B, which is produced in step (b), usually does not yet contain (fully) reacted 2-butene and water vapor. The content of 1-butene in composition B is often only small. As minor constituents, composition B usually contains CO, CO 2 , O 2 , N 2 , methane, ethane, ethene, propane and propene, optionally hydrogen and oxygen-containing hydrocarbons (oxygenates), for example aldehydes.

Zusammensetzung B enthält typischerweise 1 bis 50 Vol.-% Butadien (bevorzugt jedoch mehr als Zusammensetzung A), 20 bis 80 Vol.-% n-Butan, 0,5 bis 40 Vol.-% 2-Buten, 0 bis 20 Vol.-% 1-Buten, 0 bis 70 Vol.-% Wasserdampf, 0 bis 10 Vol.-% leichtsiedende Kohlenwasserstoffe (Methan, Ethan, Ethen, Propan und Propen), 0 bis 40 Vol.-% Wasserstoff, 0 bis 70 Vol.-% Stickstoff, 0 bis 10 Vol.-% Kohlenstoffoxide und 0 bis 10 Vol.-% Oxygenate.Composition B typically contains from 1 to 50% by volume of butadiene (but preferably more than Composition A), from 20 to 80% by volume of n-butane, from 0.5 to 40% by volume of 2-butene, from 0 to 20% by volume. % 1-butene, 0 to 70% by volume of steam, 0 to 10% by volume of low-boiling hydrocarbons (methane, ethane, ethene, propane and propene), 0 to 40% by volume of hydrogen, 0 to 70 vol. % Nitrogen, 0 to 10% by volume of carbon oxides and 0 to 10% by volume of oxygenates.

Im optionalen Schritt (b') des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bevorzugt Buten und Butan, welche in Zusammensetzung B enthalten sind, oxidativ dehydriert, wodurch eine Zusammensetzung B' erzeugt wird, welche Butadien, nicht (vollständig) umgesetztes Buten sowie nicht umgesetztes Butan enthält, wobei der Gehalt an Butadien in Zusammensetzung B' vorzugsweise höher ist als in Zusammensetzung B. Bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen somit zwei oxidative Dehydrierungen hintereinander, wodurch die Gesamtausbeute an Butadien insgesamt gesteigert werden kann.In optional step (b ') of the process of the invention, preferably butene and butane contained in composition B are oxidatively dehydrated to produce a composition B' containing butadiene, not (fully) reacted butene and unreacted butane the content of butadiene in composition B 'is preferably higher than in composition B. In this variant of the process according to the invention, two oxidative dehydrogenations are thus carried out in succession, whereby the overall yield of butadiene can be increased overall.

Bevorzugt wird auch Schritt (b') autotherm unter Einspeisung eines sauerstoffhaltigen Gases durchgeführt, wobei das sauerstoffhaltige Gas vorzugsweise Luft ist.Preferably, step (b ') is also carried out autothermally with the introduction of an oxygen-containing gas, wherein the oxygen-containing gas is preferably air.

Erfindungsgemäß ist es möglich, weitere oxidative Dehydrierungen als Schritte (b"), (b'''), usw. anzuschließen, ehe das Produkt des letzten Schritts der Oxydehydrierung dem anschließenden Schritt (c) zugeführt wird.According to the invention it is possible to add further oxidative dehydrogenations as steps (b "), (b '' '), etc., before the product of the last step of the oxydehydrogenation is fed to the subsequent step (c).

In Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Zusammensetzung B, bzw. falls das erfindungsgemäße Verfahren den optionalen Schritt (b') umfasst, Zusammensetzung B', vorzugsweise nach Abtrennung von nicht-C4-Bestandteilen, in eine an Butadien angereicherte Zusammensetzung C1 und eine an Butadien abgereicherte Zusammensetzung C2 getrennt. Dabei ist bevorzugt das in Zusammensetzung C1 enthaltene Butadien der Hauptbestandteil aller C4-Bestandteile in der Zusammensetzung C1. In step (c) of the process according to the invention, composition B or, if the process according to the invention comprises optional step (b '), composition B', preferably after removal of non-C 4 components, into a butadiene-enriched composition C 1 and a butadiene depleted composition C2 separated. In this case, the butadiene contained in composition C1 is preferably the main constituent of all C 4 constituents in the composition C1.

Vorzugsweise umfasst Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens vor dem Trennen von Zusammensetzung C1 und C2 einen oder mehrere der folgenden, vorangehenden Teilschritte

  • (c-1) Abkühlen; und/oder
  • (c-2) Verdichten; und/oder
  • (c-3) Abtrennen leichtflüchtiger Nebenprodukte; und/oder
  • (c-4) Umsetzung von iso-Buten aus der Zusammensetzung C zu Methyl-tert.-butylether durch chemische Reaktion mit zuzugebendem Methanol, und Abtrennen des gebildeten Methyl-tert.-butylether von Kohlenwasserstoffen durch Rektifikation.
Preferably, step (c) of the method according to the invention comprises, before separating Compositions C1 and C2, one or more of the following preceding substeps
  • (c-1) cooling; and or
  • (c-2) compacting; and or
  • (c-3) separation of volatile by-products; and or
  • (c-4) reaction of isobutene from the composition C to methyl tert-butyl ether by chemical reaction with methanol to be added, and separation of the formed methyl tert-butyl ether of hydrocarbons by rectification.

In Schritt (c3) werden die von den C4-Kohlenwasserstoffen (n-Butan, iso-Butan, 1-Buten, cis/trans-2-Buten, iso-Buten, Butadien) verschiedenen, leicht siedenden Nebenbestandteile zumindest teilweise, vorzugsweise aber im Wesentlichen vollständig aus Zusammensetzung B abgetrennt, wobei eine C4-Kohlenwasserstoffe enthaltene Zusammensetzung C erhalten wird, die dann erst anschließend in Zusammensetzung C1 und Zusammensetzung C2 getrennt wird.In step (c3), the low-boiling minor constituents other than the C 4 hydrocarbons (n-butane, isobutane, 1-butene, cis / trans-2-butene, isobutene, butadiene) become at least partly, but preferably essentially completely separated from composition B to obtain a composition C containing C 4 hydrocarbons, which is then subsequently separated into composition C1 and composition C2.

Bevorzugt wird von Zusammensetzung B zunächst Wasser abgetrennt, beispielsweise durch Auskondensieren nach Abkühlen in Schritt (c-1) und/oder Verdichten in Schritt (c-2). Die Abtrennung der leicht siedenden Nebenprodukte in Schritt (c-3) kann durch übliche Trennverfahren wie Destillation, Rektifikation, Membranverfahren, Absorption oder Adsorption erfolgen. Zur Abtrennung des in Zusammensetzung B enthaltenen Wasserstoffs kann Zusammensetzung B, ggf. nach erfolgter Kühlung, beispielsweise in einem indirekten Wärmetauscher, über eine Membran geleitet werden, die lediglich für molekularen Wasserstoff durchlässig ist. Der so abgetrennte molekulare Wasserstoff kann bei Bedarf zumindest teilweise in der Dehydrierung eingesetzt oder aber einer sonstigen Verwertung zugeführt werden. Das in Zusammensetzung B enthaltene Kohlendioxid kann durch CO2-Caswäsche abgetrennt werden. Der CO2-Caswäsche kann eine gesonderte Verbrennungsstufe vorgeschaltet werden, in der CO selektiv zu CO2 oxidiert wird.Preferably, first of all water is separated off from composition B, for example by condensation after cooling in step (c-1) and / or compression in step (c-2). The separation of the low-boiling by-products in step (c-3) can be carried out by conventional separation methods such as distillation, rectification, membrane process, absorption or adsorption. To separate the hydrogen contained in composition B, composition B, if appropriate after cooling, for example in an indirect heat exchanger, can be passed over a membrane which is permeable only to molecular hydrogen. If necessary, the molecular hydrogen thus separated can be used at least partially in the dehydrogenation or else sent for other recycling. The carbon dioxide contained in Composition B can be separated by CO 2 scrubbing. The CO 2 scrubbing can be preceded by a separate combustion stage in which CO is selectively oxidized to CO 2 .

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Zusammensetzung B in mindestens einer ersten Kompressionsstufe komprimiert und anschließend abgekühlt, wobei mindestens ein Wasser enthaltendes Kondensat auskondensiert und eine gasförmige Zusammensetzung enthaltend n-Butan, n-Buten, Butadien, Wasserstoff, Wasserdampf, ggf. Kohlenstoffoxide und ggf. Inertgase verbleibt. Schritte (c-1) und (c-2) können dazu also in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden. Die Kompression kann ein- oder mehrstufig erfolgen. Insgesamt wird bevorzugt von einem Druck im Bereich von 1,0 bis 4,0 bar auf einen Druck im Bereich von 3,5 bis 20 bar komprimiert. Nach jeder Kompressionsstufe folgt bevorzugt eine Abkühlstufe, in welcher die gasförmige Zusammensetzung auf eine Temperatur im Bereich von vorzugsweise 15 bis 60 °C abgekühlt wird. Die gasförmige Zusammensetzung umfasst im Wesentlichen C4-Kohlenwasserstoffe (n-Butan, n-Buten und Butadien), H2, CO2 und Wasserdampf. Daneben kann die gasförmige Zusammensetzung noch Leichtsieder, Inertgase (N2) und CO als weitere Nebenkomponenten enthalten. Das wässrige Kondensat enthält bevorzugt mindestens 80 Gew.-% Wasser und daneben in geringerer Menge Leichtsieder, C4-Kohlenwasserstoffe, Oxygenate und CO2.In a preferred embodiment of the process according to the invention, composition B is compressed in at least one first compression stage and then cooled, condensing at least one water-containing condensate and a gaseous composition containing n-butane, n-butene, butadiene, hydrogen, water vapor, optionally carbon oxides and if necessary, inert gases remain. Steps (c-1) and (c-2) can therefore be carried out in reverse order. The compression can be done in one or more stages. Overall, it is preferred to compress from a pressure in the range from 1.0 to 4.0 bar to a pressure in the range from 3.5 to 20 bar. After each compression stage, preferably followed by a cooling step, in which the gaseous composition is cooled to a temperature in the range of preferably 15 to 60 ° C. The gaseous composition essentially comprises C 4 hydrocarbons (n-butane, n-butene and butadiene), H 2 , CO 2 and water vapor. In addition, the gaseous composition may still contain low boilers, inert gases (N 2 ) and CO as further secondary components. The aqueous condensate preferably contains at least 80% by weight of water and, in addition, minor amounts of low boilers, C 4 hydrocarbons, oxygenates and CO 2 .

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die nicht kondensierbaren oder leicht siedenden Gasbestandteile wie H2, O2, CO, CO2, die leicht siedenden Kohlenwasserstoffe (Methan, Ethan, Ethen, Propan, Propen) und ggf. N2 in einem Absorptions/Desorptions-Cyclus mit Hilfe eines Absorptionsmittels abgetrennt, wobei Zusammensetzung C erhalten wird, deren Gehalt an C4-Kohlenwasserstoffen bevorzugt mindestens 80 Vol.-%, bevorzugter mindestens 90 Vol.-%, besonders bevorzugt mindestens 95 Vol.-% beträgt. Dazu wird Zusammensetzung B nach vorheriger Wasserabtrennung mit einem inerten Absorptionsmittel in Kontakt gebracht, in dem die C4-Kohlenwasserstoffe absorbiert werden, wobei mit C4-Kohlenwasserstoffen beladenes Absorptionsmittel und ein die übrigen Bestandteile enthaltendes Abgas erhalten werden. In einer Desorptionsstufe werden die C4-Kohlenwasserstoffe aus dem Absorptionsmittel wieder freigesetzt. Zur Desorption wird das beladene Absorptionsmittel erhitzt und/oder auf einen niedrigeren Druck entspannt. Alternativ dazu kann die Desorption auch durch Strippung oder in einer Kombination von Entspannung, Erhitzen und Strippung in einem oder mehreren Verfahrensschritten erfolgen. Das in der Desorptionsstufe regenerierte Absorptionsmittel wird in die Absorptionsstufe zurückgeführt. Geeignete Absorptionsmittel sind hochsiedende Lösungsmittel, in denen das abzutrennende C4-Kohlenwasserstoff-Gemisch eine deutlich höhere Löslichkeit als die übrigen Gasbestandteile aufweist.In a preferred embodiment of the method according to the invention are the non-condensable or low-boiling gas components such as H 2 , O 2 , CO, CO 2 , the low-boiling hydrocarbons (methane, ethane, ethene, propane, propene) and optionally N 2 in an absorption / Desorptions-Cyclus separated by means of an absorbent, wherein composition C is obtained, the content of C 4 hydrocarbons preferably at least 80 vol .-%, more preferably at least 90 vol .-%, particularly preferably at least 95 vol .-%. For this purpose, composition B is brought into contact after prior removal of water with an inert absorbent in which the C 4 hydrocarbons are absorbed, wherein C 4 hydrocarbons laden absorbent and an exhaust gas containing the remaining constituents are obtained. In a desorption step, the C 4 hydrocarbons are released from the absorbent again. For desorption, the loaded absorbent is heated and / or released to a lower pressure. Alternatively, the desorption may also be by stripping or in a combination of relaxation, heating and stripping in one or more process steps. The absorbent regenerated in the desorption stage is returned to the absorption stage. Suitable absorbents are high-boiling solvents in which the C 4 - Hydrocarbon mixture has a significantly higher solubility than the other gas components.

Zusammensetzung C enthält bevorzugt 20 bis 80 Vol.-% Butadien, 20 bis 80 Vol.-% n-Butan, 0 bis 50 Vol.-% 2-Buten und 0 bis 20 Vol.-% 1-Buten.Composition C preferably contains 20 to 80% by volume of butadiene, 20 to 80% by volume of n-butane, 0 to 50% by volume of 2-butene and 0 to 20% by volume of 1-butene.

Zusammensetzung C kann noch geringe Mengen Sauerstoff enthalten. Enthält Zusammensetzung C mehr als nur geringfügige Spuren Sauerstoff, so wird bevorzugt eine Verfahrensstufe zur Entfernung von Rest-Sauerstoff durchgeführt. Vorzugsweise wird die Sauerstoff-Entfernung unmittelbar nach der oxidativen Dehydrierung durchgeführt. Bevorzugt wird hierzu eine katalytische Verbrennungsstufe durchgeführt, in der Sauerstoff mit dem in der Zusammensetzung enthaltenen Wasserstoff in Gegenwart eines Katalysators umgesetzt wird. Geeignete Katalysatoren sind einem Fachmann bekannt. Hierdurch wird eine Verringerung des Sauerstoffgehalts bis auf geringe Spuren erreicht. Wird die Restsauerstoffentfernung erst nach der Absorptions-/Desorptionsstufe durchgeführt, muss der Zusammensetzung Wasserstoff oder wasserstoffhaltiges Gas zugesetzt werden.Composition C may still contain small amounts of oxygen. If composition C contains more than just traces of oxygen, it is preferred to carry out a process stage for removing residual oxygen. Preferably, the oxygen removal is performed immediately after the oxidative dehydrogenation. For this purpose, a catalytic combustion stage is preferably carried out in which oxygen is reacted with the hydrogen contained in the composition in the presence of a catalyst. Suitable catalysts are known to a person skilled in the art. As a result, a reduction in the oxygen content is achieved down to a few traces. If the residual oxygen removal is carried out after the absorption / desorption stage, hydrogen or hydrogen-containing gas must be added to the composition.

Die Trennung von Zusammensetzung B, B' bzw. C in die an Butadien angereicherte Zusammensetzung C1 und die an Butadien abgereicherten Zusammensetzung C2 kann auf herkömmliche Art und Weise erfolgen. Geeignete Maßnahmen sind dem Fachmann bekannt.The separation of composition B, B 'or C into the butadiene-enriched composition C1 and the butadiene-depleted composition C2 can be carried out in a conventional manner. Suitable measures are known to the person skilled in the art.

Vorzugsweise umfasst Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens dazu eine Extraktion. Dazu wird das zu trennende Gemisch der Zusammensetzung C mit einem geeigneten Lösungsmittel, welches mit Butan und Buten möglichst wenig, mit Butadien dagegen gut mischbar ist, versetzt. Das heterogene Flüssigkeitsgemisch aus der Butan/Buten reichen Raffinatphase und der das Lösungsmittel und Butadien enthaltenen Extraktphase wird mechanisch getrennt. Geeignete Vorrichtungen zur mechanischen Trennung zweier flüssiger Phasen sind einem Fachmann bekannt. Die Extraktphase kann beispielsweise mittels Rektifikation in einer Rektifizierkolonne in Butadien und Lösungsmittel getrennt werden Das abgetrennte Lösungsmittel kann wieder dem Extraktionsprozess zugeführt werden.Preferably, step (c) of the method according to the invention comprises an extraction for this purpose. For this purpose, the mixture of composition C to be separated is mixed with a suitable solvent, which is as little as possible with butane and butene, with butadiene miscible. The heterogeneous liquid mixture of the butane / butene rich raffinate phase and the extract phase containing the solvent and butadiene is mechanically separated. Suitable devices for the mechanical separation of two liquid phases are known to a person skilled in the art. The extract phase can be separated, for example, by rectification in a rectification column in butadiene and solvent. The separated solvent can be returned to the extraction process.

Alternativ umfasst Schritt (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Extraktivrektifikation. Dazu wird das zu trennende Gemisch der Zusammensetzung C mit einem geeigneten schwerflüchtigem Zusatzstoff, welcher den Siedepunkt des Butadiens im Gemisch mit dem Hilfsstoff erhöht, die Siedepunkte von Butan und Buten dagegen möglichst wenig beeinflusst, versetzt. Geeignete Vorrichtungen zur Trennung von Butan/Buten von dem schwerer flüchtigen Gemisch aus Butadien und dem Hilfsstoff beispielsweise in einer Extraktivrektifikationskolonne, sowie der Trennung von Butadien von dem schwerer flüchtigen Hilfsstoff in einer Rektifikationskolonne, sind einem Fachmann bekannt. Der abgetrennte Hilfsstoff kann wieder dem Extraktivrektifikationsprozess zugeführt werden.Alternatively, step (c) of the process according to the invention comprises an extractive rectification. For this purpose, the mixture to be separated Composition C with a suitable low volatility additive which increases the boiling point of butadiene in admixture with the excipient, the boiling points of butane and butene on the other hand as little as possible, added. Suitable devices for the separation of butane / butene from the less volatile mixture of butadiene and the auxiliary, for example in an extractive rectification column, as well as the separation of butadiene from the less volatile auxiliary in a rectification column, are known in the art. The separated excipient can be returned to the extractive rectification process.

Im optionalen Schritt (c') des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bevorzugt Zusammensetzung C2 mit einer Zusammensetzung C' vereint, welche frisches Butan und frisches Buten enthält, wodurch eine Zusammensetzung C2' erzeugt wird.In optional step (c ') of the process according to the invention, composition C2 is preferably combined with a composition C' which contains fresh butane and fresh butene, producing a composition C2 '.

Bevorzugt ist in Schritt (c') das frische Butan im Wesentlichen n-Butan und/oder das frische Buten im Wesentlichen lineares Buten (n-Buten).Preferably, in step (c ') the fresh butane is essentially n-butane and / or the fresh butene is essentially linear butene (n-butene).

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist Schritt (c') nicht umfasst und in Schritt (a) wird die Zusammensetzung enthaltend Butan als Edukt, bevorzugt aus Liquefied Petroleum Gas (LPG), bereitgestellt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform werden somit frische Kohlenwasserstoffe als Zusammensetzung enthaltend Butan in Schritt (a) von außen in das Verfahren eingeführt. Die in Schritt (e) zu Schritt (a) zurückgeführte Zusammensetzung D2 enthält dann im Wesentlichen nicht umgesetztes Butan (Edukt), welches die Schritte (a) bis (c) bereits zuvor durchlaufen ist. Analog enthält die in Schritt (e) zu Schritt (b) bzw. (b') zurückgeführte Zusammensetzung D1 dann im Wesentlichen nicht vollständig umgesetztes Buten, welches die Schritte (a) bis (c) bereits zuvor durchlaufen ist.In a preferred embodiment of the process according to the invention, step (c ') is not included and in step (a) the composition comprising butane as starting material, preferably from liquefied petroleum gas (LPG), is provided. Thus, in this preferred embodiment, fresh hydrocarbons as a composition containing butane are introduced into the process from the outside in step (a). The composition D2 recycled in step (e) to step (a) then contains essentially unreacted butane (educt), which has already passed through steps (a) to (c). Analogously, the composition D1 recycled in step (e) to step (b) or (b ') then contains substantially incompletely reacted butene, which has already passed through steps (a) to (c).

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Schritt (c') die Zusammensetzung C' enthaltend frisches Butan und frisches Buten als Edukt, bevorzugt aus Liquefied Petroleum Gas (LPG), bereitgestellt und in Schritt (a) wird die Zusammensetzung enthaltend Butan in Form von Zusammensetzung D2 aus Schritt (e) bereitgestellt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform werden somit frische Kohlenwasserstoffe als Zusammensetzung C' in Schritt (c') in das Verfahren eingeführt. Die in Schritt (e) zu Schritt (a) zurückgeführte Zusammensetzung D2 enthält einerseits frisches Butan, welches die Schritte (a) bis (c) bereits zuvor noch nicht durchlaufen ist, und andererseits nicht umgesetztes Butan, welches die Schritte (a) bis (c) bereits zuvor durchlaufen ist. Analog enthält die in Schritt (e) zu Schritt (b) bzw. (b') zurückgeführte Zusammensetzung D1 dann einerseits frisches Buten, welches die Schritte (a) bis (c) bereits zuvor noch nicht durchlaufen ist, und andererseits nicht umgesetztes Buten, welches die Schritte (a) bis (c) bereits zuvor durchlaufen ist.In another preferred embodiment of the process according to the invention, the composition C 'containing fresh butane and fresh butene as starting material, preferably from liquefied petroleum gas (LPG), is provided in step (c') and in step (a) the composition containing butane is added in Form of composition D2 provided by step (e). Thus, in this preferred embodiment, fresh hydrocarbons are introduced into the process as composition C 'in step (c'). The composition D2 recycled in step (e) to step (a) contains, on the one hand, fresh butane, which has not yet passed through steps (a) to (c), and, on the other hand, unreacted butane, which comprises the steps (a) to ( c) has already passed through before. Analogously, the composition D1 recycled in step (e) to step (b) or (b ') then contains, on the one hand, fresh butene, which has not yet undergone steps (a) to (c), and, on the other hand, unreacted butene, which has already passed through the steps (a) to (c).

Ein Fachmann erkennt, dass bevorzugt auch beide Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, so dass zwei verschiedene Edukte in zwei verschiedenen Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens von außen zugeführt werden, frisches n-Butan in Schritt (a) und frisches n-Butan/n-Buten in Schritt (c').A person skilled in the art will recognize that preferably both embodiments can be combined with each other, so that two different Educts are fed from the outside in two different steps of the process according to the invention, fresh n-butane in step (a) and fresh n-butane / n-butene in step (c ').

In Schritt (d) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Zusammensetzung C2, bzw. falls das erfindungsgemäße Verfahren den optionalen Schritt (c') umfasst, Zusammensetzung C2' in eine an Buten angereicherte Zusammensetzung D1 und eine an Butan angereicherte Zusammensetzung D2 getrennt.In step (d) of the process according to the invention, composition C2 or, if the process according to the invention comprises optional step (c '), composition C2' is separated into a butene-enriched composition D1 and a butane-enriched composition D2.

Bevorzugt ist in Schritt (d) das in Zusammensetzung D1 enthaltene Buten der Hauptbestandteil aller C4-Bestandteile in der Zusammensetzung D1; und/oder das in Zusammensetzung D2 enthaltene Butan der Hauptbestandteil aller C4-Bestandteile in der Zusammensetzung D2.Preferably, in step (d), the butene contained in composition D1 is the major constituent of all C 4 constituents in the composition D1; and / or the butane contained in composition D2 is the main constituent of all C 4 constituents in composition D2.

Vorzugsweise umfasst Schritt (d) des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Extraktivrektifikation. Dazu wird das zu trennende Gemisch der Zusammensetzung C2 bzw. C2' mit einem geeigneten schwerflüchtigen Zusatzstoff, welcher den Siedepunkt des Butens im Gemisch mit diesem Hilfsstoff erhöht, den Siedepunkt des Butans dagegen möglichst wenig beeinflusst, versetzt. Geeignete Methoden zur Trennung von Butan von dem schwerer flüchtigen Gemisch aus Buten und dem Hilfsstoff beispielsweise in einer Extraktivrektifikationskolonne, sowie der Trennung von Buten von dem schwerer flüchtigen Hilfsstoff in einer Rektifikationskolonne sind einem Fachmann bekannt. Als Hilfsstoff kann N-Formylmorpholin oder ein Gemisch mit anderen Stoffen, insbesondere Morpholin oder andere Morpholin-Derivate eingesetzt werden.Preferably, step (d) of the process according to the invention comprises an extractive rectification. For this purpose, the mixture to be separated composition C2 or C2 'with a suitable low-volatility additive which increases the boiling point of the butene in a mixture with this excipient, the boiling point of butane on the other hand, as little as possible, added. Suitable methods for the separation of butane from the less volatile mixture of butene and the excipient, for example in an extractive rectification column, and the separation of butene from the less volatile adjuvant in a rectification column are known in the art. As an excipient N-formylmorpholine or a mixture with other substances, in particular morpholine or other morpholine derivatives can be used.

Bevorzugt enthält die an Buten angereicherten Zusammensetzung D1 50 bis 100 Vol.-% n-Buten und 0 bis 10 Vol.-% weitere Bestandteile wie z.B. 1,2-Butadien, Isobuten, Propan, und Propen.Preferably, the butene-enriched composition D1 contains from 50 to 100% by volume of n-butene and from 0 to 10% by volume of other ingredients such as e.g. 1,2-butadiene, isobutene, propane, and propene.

Bevorzugt enthält die an Butan angereicherten Zusammensetzung D2 50 bis 100 Vol.-% n-Butan und 0 bis 10 Vol.-% weitere Bestandteile wie z.B. Isobuten, Propan, und Propen.Preferably, the butane-enriched composition D2 contains from 50 to 100% by volume of n-butane and from 0 to 10% by volume of further ingredients such as e.g. Isobutene, propane, and propene.

In Schritt (e) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Zusammensetzung D1 zu Schritt (b) oder, falls das erfindungsgemäße Verfahren den optionalen Schritt (b') umfasst, alternativ zu Schritt (b) oder (b') rückgeführt, d.h. zur Oxydehydrierung, und Zusammensetzung D2 wird zu Schritt (a) rückgeführt, d.h. zur nicht-oxidativen katalytischen Dehydrierung.In step (e) of the process according to the invention, composition D1 is recycled to step (b) or, if the process according to the invention comprises optional step (b '), alternatively to step (b) or (b'), i. for oxydehydrogenation, and composition D2 is recycled to step (a), i. for non-oxidative catalytic dehydrogenation.

Auf diese Weise wird die nicht-oxidative katalytische Dehydrierungsstufe entlastet, da das (rück-)gewonnene, abgetrennte Buten unmittelbar der Oxydehydrierungsstufe zugeführt wird.In this way, the non-oxidative catalytic dehydrogenation stage is relieved, since the (recovered) recovered, separated butene is fed directly to the Oxydehydrierungsstufe.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Butadien aus Butan umfassend die miteinander in Wirkverbindung stehenden Elemente:

  1. (a) eine Dehydriervorrichtung (2) zum nicht-oxidativen katalytischen Dehydrieren einer Zusammensetzung enthaltend Butan unter Erzeugung einer Zusammensetzung A enthaltend Butadien, Buten und Butan;
  2. (b) eine Oxydehydriervorrichtung (4) zum oxidativen nicht katalytischen und/oder katalytischen Dehydrieren von in Zusammensetzung A enthaltenem Buten und Butan, sowie in Zusammensetzung D1 enthaltenem Buten unter Erzeugung einer Zusammensetzung B enthaltend Butadien, Buten und Butan;
  3. (c) eine Trennvorrichtung (11) zum Trennen der Zusammensetzung B in eine an Butadien angereicherte Zusammensetzung C1 und eine an Butadien abgereicherte Zusammensetzung C2;
  4. (d) eine weitere Trennvorrichtung (15) zum Trennen der Zusammensetzung C2 in eine an Buten angereicherte Zusammensetzung D1 und eine an Butan angereicherte Zusammensetzung D2; und
  5. (e) Mittel (16) zum Rückführen der Zusammensetzung D1 zur Oxydehydriervorrichtung (4) oder Mittel (16') zum Rückführen der Zusammensetzung D1 zur weiteren Oxydehydriervorrichtung (4'); sowie Mittel (17) zum Rückführen der Zusammensetzung D2 zur Dehydriervorrichtung (2).
A further aspect of the invention relates to an apparatus for producing butadiene from butane comprising the elements which are in operative connection with one another:
  1. (a) a dehydrogenating device (2) for non-oxidative catalytic dehydrogenation of a composition containing butane to produce a composition A containing butadiene, butene and butane;
  2. (b) an oxydehydrogenator (4) for the oxidative non-catalytic and / or catalytic dehydrogenation of butene and butane contained in composition A, and butene contained in composition D1 to produce a composition B containing butadiene, butene and butane;
  3. (c) a separation device (11) for separating the composition B into a butadiene-enriched composition C1 and a butadiene-depleted composition C2;
  4. (d) another separation device (15) for separating the composition C2 into a butene-enriched composition D1 and a butane-enriched composition D2; and
  5. (e) means (16) for returning the composition D1 to the oxydehydrogenating device (4) or means (16 ') for returning the composition D1 to the further oxydehydrogenating device (4'); and means (17) for returning the composition D2 to the dehydrating device (2).

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst die Vorrichtung die folgenden miteinander in Wirkverbindung stehenden Elemente:

  • (a) eine Dehydriervorrichtung zum nicht-oxidativen katalytischen Dehydrieren einer Zusammensetzung enthaltend Butan unter Erzeugung einer Zusammensetzung A enthaltend Butadien, Buten und Butan; wobei die Dehydriervorrichtung (2) vorzugsweise eine oder mehrere der vorgeschalteten Komponenten (a-1) bis (a-5) umfasst:
    • (a-1) eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer Kohlenwasserstoffzusammensetzung; und/oder
    • (a-2) eine Vorrichtung zur Abtrennung von Propan und ggf. Methan, Ethan und C5+-Kohlenwasserstoffen (insbesondere Pentane, Hexane, Heptane, Benzol, Toluol) von der Kohlenwasserstoffzusammensetzung; und/oder
    • (a-3) eine Vorrichtung zur Abtrennung von iso-Butan aus der Zusammensetzung enthaltend Butan; und/oder
    • (a-4) eine Vorrichtung zur Isomerisierung des abgetrennten iso-Butans zu einem n-Butan/iso-Butan-Gemisch und Rückführung des n-Butan/Isobutan-Gemischs in Schritt (a-3); und/oder
    • (a-5) eine Vorrichtung zur chemischen Umsetzung von iso-Buten zu Methyl-tert.-butylether mit zuzugebendem Methanol, und Vorrichtung zur Abtrennung des gebildeten Methyl-tert.-butylether von Kohlenwasserstoffen;
  • (b) eine Oxydehydriervorrichtung zum oxidativen, vorzugsweise nicht katalytischen und/oder katalytischen Dehydrieren von in Zusammensetzung A enthaltenem Buten und Butan unter Erzeugung einer Zusammensetzung B enthaltend Butadien, Buten und Butan;
  • (b') ggf. eine weitere Oxydehydriervorrichtung zum oxidativen Dehydrieren von in Zusammensetzung B enthaltenem Butan und Buten unter Erzeugung einer Zusammensetzung B' enthaltend Butadien, Buten und Butan;
  • (c) eine Trennvorrichtung zum Trennen der Zusammensetzung B bzw. B' in eine an Butadien angereicherte Zusammensetzung C1 und eine an Butadien abgereicherte Zusammensetzung C2; wobei die Trennvorrichtung (11) vorzugsweise eine oder mehrere der vorgeschalteten Komponenten (c-1) bis (c-4) umfasst:
    • (c-1) eine Vorrichtung zur Abkühlung der Zusammensetzung B bzw. B' und/oder C1 und/oder C2; und/oder
    • (c-2) eine Vorrichtung zur Verdichtung der Zusammensetzung B bzw. B' und/oder C1 und/oder C2; und/oder
    • (c-3) eine Vorrichtung zur Abtrennung leichtflüchtiger Nebenprodukte; und/oder
    • (c-4) eine Vorrichtung zur chemischen Umsetzung von iso-Buten zu Methyl-tert.-butylether mit zuzugebendem Methanol, und Vorrichtung zur Abtrennung des gebildeten Methyl-tert.-butylethers von Kohlenwasserstoffen;
  • (d) eine weitere Trennvorrichtung zum Trennen der Zusammensetzung C2 in eine an Buten angereicherte Zusammensetzung D1 und eine an Butan angereicherte Zusammensetzung D2; und
  • (e) Mittel zum Rückführen der Zusammensetzung D1 zur Oxydehydriervorrichtung oder Mittel zum Rückführen der Zusammensetzung D1 zur weiteren Oxydehydriervorrichtung; sowie Mittel zum Rückführen der Zusammensetzung D2 zur Dehydriervorrichtung.
According to a preferred development of the invention, the device comprises the following elements which are in operative connection with one another:
  • (a) a dehydrogenating apparatus for non-oxidative catalytic dehydrogenation of a composition containing butane to produce a composition A containing butadiene, butene and butane; wherein the dehydrogenating device (2) preferably comprises one or more of the upstream components (a-1) to (a-5):
    • (a-1) an apparatus for providing a hydrocarbon composition; and or
    • (a-2) an apparatus for separating propane and optionally methane, ethane and C5 + hydrocarbons (especially pentanes, hexanes, heptanes, benzene, toluene) from the hydrocarbon composition; and or
    • (a-3) an apparatus for separating iso-butane from the composition containing butane; and or
    • (a-4) an apparatus for isomerizing the separated isobutane to an n-butane / iso-butane mixture and recycling the n-butane / isobutane mixture in step (a-3); and or
    • (a-5) an apparatus for chemically reacting isobutene to methyl tert-butyl ether with methanol to be added, and apparatus for separating the formed methyl tert-butyl ether from hydrocarbons;
  • (b) an oxydehydrogenation apparatus for the oxidative, preferably non-catalytic and / or catalytic dehydrogenation of butene and butane contained in composition A to produce a composition B containing butadiene, butene and butane;
  • (b ') optionally, another oxydehydrogenating apparatus for oxidatively dehydrating butane and butene contained in Composition B to produce a composition B' containing butadiene, butene and butane;
  • (c) a separation device for separating the composition B or B 'into a butadiene-enriched composition C1 and a butadiene-depleted composition C2; wherein the separation device (11) preferably comprises one or more of the upstream components (c-1) to (c-4):
    • (c-1) a device for cooling the composition B or B 'and / or C1 and / or C2; and or
    • (c-2) a device for compressing the composition B or B 'and / or C1 and / or C2; and or
    • (c-3) an apparatus for separating volatile by-products; and or
    • (c-4) an apparatus for chemically reacting isobutene to methyl tert-butyl ether with methanol to be added, and apparatus for separating the formed methyl tert-butyl ether from hydrocarbons;
  • (d) another separation device for separating the composition C2 into a butene-enriched composition D1 and a butane-enriched composition D2; and
  • (e) means for recycling the composition D1 to the oxydehydrogenating device or means for returning the composition D1 to the further oxydehydrogenating device; and means for recycling the composition D2 to the dehydrogenating device.

Die ggf. vorhandene weitere Oxydehydriervorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist bevorzugt, muss jedoch nicht zwingend vorhanden sein. Die Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung stehen miteinander in Wirkverbindung, d.h. die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst geeignete Mittel zum Überführen der Zusammensetzungen von einem Element zum nächsten, beispielsweise geeignete Rohrleitungen.The possibly existing further oxydehydrogenation device of the device according to the invention is preferred, but does not necessarily have to be present. The elements of the device according to the invention are in operative connection with each other, i. the device according to the invention comprises suitable means for transferring the compositions from one element to the next, for example suitable pipelines.

Bevorzugt sind die Oxydehydriervorrichtung und/oder die weitere Oxydehydriervorrichtung zum authothermen oxidativen Dehydrieren ausgelegt.Preferably, the Oxydehydriervorrichtung and / or the further Oxydehydriervorrichtung are designed for autothermal oxidative dehydrogenation.

Bevorzugt umfasst die Trennvorrichtung eine Extraktionsvorrichtung oder eine Extraktivrektifikationsvorrichtung.The separation device preferably comprises an extraction device or an extractive rectification device.

Bevorzugt umfasst die weitere Trennvorrichtung eine Extraktivrektifikation.Preferably, the further separation device comprises an extractive rectification.

Bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung

  • - einen der Trennvorrichtung vorgeschalteten Wärmetauscher zum Abkühlen der Zusammensetzung B bzw. B'; und/oder
  • - einen der Trennvorrichtung vorgeschalteten Kompressor zum Verdichten der ggf. zuvor im Wärmetauscher abgekühlten Zusammensetzung B bzw. B'.
The device according to the invention preferably comprises
  • - One of the separator upstream heat exchanger for cooling the composition B or B '; and or
  • - A separator upstream of the compressor for compressing the possibly previously cooled in the heat exchanger composition B or B '.

Der Wärmetauscher kann dem Kompressor vorgeschaltet sein oder umgekehrt.The heat exchanger may be upstream of the compressor or vice versa.

Alle bevorzugten Ausführungsformen, welche vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden, gelten analog auch im Hinblick auf die Auslegung und Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und werden daher diesbezüglich nicht wiederholt.All preferred embodiments, which were described above in connection with the method according to the invention, apply analogously also with regard to the design and construction of the device according to the invention and are therefore not repeated in this respect.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft daher die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The device according to the invention is particularly suitable for carrying out the method according to the invention. A further aspect of the invention therefore relates to the use of the device according to the invention for carrying out the method according to the invention.

Die Erfindung wird anhand der Figuren beispielhaft illustriert. Ein Fachmann erkennt, dass bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht zwingend alle abgebildeten Merkmale gleichzeitig verwirklicht sein müssen.The invention will be illustrated by way of example with reference to the figures. A person skilled in the art will recognize that, in the case of a device according to the invention, it is not absolutely necessary for all the imaged features to be realized simultaneously.

1 illustriert eine erfindungsgemäße Vorrichtung, mit deren Hilfe das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Dabei wird über Leitung (1) eine Zusammensetzung enthaltend Butan einer Dehydriervorrichtung (2) zum nicht-oxidativen katalytischen Dehydrieren zugeführt, in der eine Zusammensetzung A enthaltend Butadien, Buten und Butan erzeugt wird. Leitung (1) ist dabei teilweise gestrichelt ausgeführt, wodurch zum Ausdruck gebracht werden soll, dass entweder (i) über Leitung (1) frisches Butan als Edukt von außen zugeführt wird, welches mit über Leitung (17) rückgeführtem Butan vermischt wird, oder dass (ii) über Leitung (1) kein frisches Butan von außen als Edukt zugeführt wird, sondern stattdessen ein Gemisch umfassend Butan und Buten über Leitung (14) (ebenfalls gestrichelt ausgeführt) von außen als Edukt zugeführt wird, welches mit rückgeführtem Butan/Buten in Leitung (13) vermischt und in Trennvorrichtung (15) getrennt wird, wobei eine an Butan angereicherte Zusammensetzung über Leitung (17) zur Dehydriervorrichtung (2) geführt wird. Zusammensetzung A verlässt die Dehydriervorrichtung (2) und wird über Leitung (3) einer Oxydehydriervorrichtung (4) zum oxidativen Dehydrieren zugeführt, in der eine Zusammensetzung B enthaltend Butadien, Buten und Butan erzeugt wird. Dazu wird Luft oder ein sonstiges, sauerstoffhaltiges Gas über Leitung (5) der Oxydehydriervorrichtung (4) zugeführt. Zusammensetzung B verlässt die Oxydehydriervorrichtung (4) über Leitung (6) und wird bevorzugt in einem Wärmetauscher (7) abgekühlt und anschließend über Leitung (8) einem Kompressor (9) zugeführt, in dem die Zusammensetzung verdichtet wird. Wärmetauscher (7) und Kompressor (9) können erfindungsgemäß auch in umgekehrter Reihenfolge angeordnet sein. Die so ggf. abgekühlte und verdichtete Zusammensetzung B wird dann über Leitung (10) einer Trennvorrichtung (11) zum Trennen in eine an Butadien angereicherte Zusammensetzung C1 und eine an Butadien abgereicherte Zusammensetzung C2 zugeführt. Vorzugsweise umfasst Trennvorrichtung (11) eine Extraktionsvorrichtung oder eine Extraktivrektifikationsvorrichtung. Die an Butadien angereicherte Zusammensetzung C1 wird über Leitung (12) aus dem Verfahren als gewünschtes Produkt ausgeschleust. Die verbleibende, an Butadien abgereicherte Zusammensetzung C2 wird von Trennvorrichtung (11) über Leitung (13) einer weiteren Trennvorrichtung (15) zum Trennen in eine an Buten angereicherte Zusammensetzung D1 und eine an Butan angereicherte Zusammensetzung D2 zugeführt. Bevorzugt umfasst die weitere Trennvorrichtung (15) eine Extraktivrektifikationsvorrichtung. Dabei kann zunächst über Leitung (14) eine Zusammensetzung enthaltend frisches Butan und frisches Buten als Edukt von außen zugeführt und in Leitung (13) mit der an Butadien abgereicherten Zusammensetzung C2 vermischt werden. Die an Buten angereicherte Zusammensetzung D1 verlässt die weitere Trennvorrichtung (15) und wird über Leitung (16) zur Oxydehydriervorrichtung (4) zurückgeführt. Die an Butan angereicherte Zusammensetzung D2 verlässt ebenfalls die weitere Trennvorrichtung (15) und wird über Leitung (17) zur Dehydriervorrichtung (2) zurückgeführt. 1 illustrates a device according to the invention, with the aid of which the inventive method can be performed. It is via line ( 1 ) a composition comprising butane of a dehydrogenating device ( 2 ) for non-oxidative catalytic dehydrogenation, in which a composition A containing butadiene, butene and butane is produced. Management ( 1 ) is partially shown in dashed lines, which is to express that either (i) via line ( 1 ) Fresh butane is supplied as educt from the outside, which is connected via line ( 17 ), or that (ii) via line ( 1 ) no fresh butane is supplied from the outside as starting material, but instead a mixture comprising butane and butene via line ( 14 ) (also shown in dashed lines) is supplied from the outside as a starting material, which with recycled butane / butene in line ( 13 ) and in separation device ( 15 ), with a butane-enriched composition via line ( 17 ) to the dehydrogenating device ( 2 ) to be led. Composition A leaves the dehydrating device ( 2 ) and is transmitted via line ( 3 ) an oxydehydrogenation device ( 4 ) for oxidative dehydrogenation in which a composition B containing butadiene, butene and butane is produced. For this purpose, air or another, oxygen-containing gas via line ( 5 ) of the oxydehydrogenation device ( 4 ). Composition B leaves the oxydehydrogenation device ( 4 ) via line ( 6 ) and is preferably used in a heat exchanger ( 7 ) and then via line ( 8th ) a compressor ( 9 ), in which the composition is compressed. Heat exchanger ( 7 ) and compressor ( 9 ) can also be arranged according to the invention in reverse order. The thus possibly cooled and compressed composition B is then passed via line ( 10 ) a separating device ( 11 ) for separation into a butadiene-enriched composition C1 and a butadiene-depleted composition C2. Preferably, separation device ( 11 ) an extraction device or an extractive rectification device. The butadiene-enriched composition C1 is added via line ( 12 ) discharged from the process as a desired product. The remaining, butadiene-depleted composition C2 is separated from separation device ( 11 ) via line ( 13 ) a further separating device ( 15 ) for separation into a butene-enriched composition D1 and a butane-enriched composition D2. Preferably, the further separation device ( 15 ) an extractive rectification device. It can be done first via line ( 14 ) a composition comprising fresh butane and fresh butene as starting material fed from the outside and in line ( 13 ) are mixed with the butadiene depleted composition C2. The butene-enriched composition D1 leaves the further separation device ( 15 ) and is transmitted via line ( 16 ) to the oxydehydrogenation device ( 4 ) returned. The butane enriched composition D2 also leaves the further separation device ( 15 ) and is transmitted via line ( 17 ) to the dehydrogenating device ( 2 ) returned.

2 illustriert eine bevorzugte alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1, mit deren Hilfe das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Dabei ist eine weitere Oxydehydriervorrichtung (4') seriell der Oxydehydriervorrichtung (4) nachgeschaltet. Die an Buten angereicherte Zusammensetzung D1, welche in der weiteren Trennvorrichtung (15) vorzugsweise durch extraktive Destillation erhalten wird, kann alternativ über Leitung (16) zur Oxydehydriervorrichtung (4) und/oder über Leitung (16') (gestrichelt angedeutet) zur Oxydehydriervorrichtung (4') zurückgeführt werden. 2 illustrates a preferred alternative embodiment of the inventive device according to 1 , with the aid of which the method according to the invention can be carried out. In this case, a further Oxydehydriervorrichtung ( 4 ') serially the Oxydehydriervorrichtung ( 4 ) downstream. The butene-enriched composition D1, which in the further separation device ( 15 ) is preferably obtained by extractive distillation, can alternatively via line ( 16 ) to the oxydehydrogenation device ( 4 ) and / or via line ( 16 ') (indicated by dashed lines) to the Oxydehydriervorrichtung ( 4 ') to be led back.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

Leitungmanagement (1)(1) Dehydriervorrichtungdehydrating (2)(2) Leitungmanagement (3)(3) OxydehydriervorrichtungOxydehydriervorrichtung (4)(4) OxydehydriervorrichtungOxydehydriervorrichtung (4')(4 ') Leitungmanagement (5)(5) Leitungmanagement (5')(5 ') Leitungmanagement (6)(6) Wärmetauscherheat exchangers (7)(7) Leitungmanagement (8)(8th) Kompressorcompressor (9)(9) Leitungmanagement (10)(10) Trennvorrichtungseparating device (11)(11) Leitungmanagement (12)(12) Leitungmanagement (13)(13) Leitungmanagement (14) (gestrichelt angedeutet)(14) (indicated by dashed lines) Trennvorrichtungseparating device (15)(15) Leitungmanagement (16)(16) Leitungmanagement (16') (gestrichelt angedeutet)(16 ') (indicated by dashed lines) Leitungmanagement (17)(17)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (21)

Verfahren zur Herstellung von Butadien aus Butan umfassend die Schritte (a) nicht-oxidatives katalytisches Dehydrieren einer Zusammensetzung enthaltend Butan unter Erzeugung einer Zusammensetzung A enthaltend Butadien, Buten und Butan; (b) oxidatives nicht katalytisches und/oder katalytisches Dehydrieren von in Zusammensetzung A enthaltenem Buten und Butan, unter Erzeugung einer Zusammensetzung B enthaltend Butadien, Buten und Butan; (c) Trennen der Zusammensetzung B in eine an Butadien angereicherte Zusammensetzung C1 und eine an Butadien abgereicherte Zusammensetzung C2; (d) Trennen der Zusammensetzung C2 in eine an Buten angereicherte Zusammensetzung D1 und eine an Butan angereicherte Zusammensetzung D2 und (e) Rückführen der Zusammensetzung D1 zu Schritt (b) sowie Rückführen der Zusammensetzung D2 zu Schritt (a).Process for the preparation of butadiene from butane comprising the steps (a) non-oxidative catalytic dehydrogenation of a composition containing butane to produce a composition A containing butadiene, butene and butane; (b) oxidatively non-catalytic and / or catalytic dehydrogenation of butene and butane contained in composition A to produce a composition B containing butadiene, butene and butane; (c) separating the composition B into a butadiene-enriched composition C1 and a butadiene-depleted composition C2; (d) separating the composition C2 into a butene-enriched composition D1 and a butane-enriched composition D2 and (e) recycling the composition D1 to step (b) and recycling the composition D2 to step (a). Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei (b') in Zusammensetzung B enthaltenes Butan und Buten oxidativ dehydriert wird, sowie ggf. in Zusammensetzung D1 enthaltenes Buten oxidativ dehydriert wird unter Erzeugung einer Zusammensetzung B' enthaltend Butadien, Buten und Butan und die Zusammensetzung B' in eine an Butadien angereicherte Zusammensetzung C1 und eine an Butadien abgereicherte Zusammensetzung C2 getrennt wird.The procedure according to Claim 1 in which (b ') butane and butene contained in composition B are oxidatively dehydrated, and butene optionally contained in composition D1 is oxidatively dehydrogenated to produce a composition B' containing butadiene, butene and butane and the composition B 'in a butadiene-enriched one Composition C1 and a butadiene depleted composition C2 is separated. Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei (c') die Zusammensetzung C2 mit einer Zusammensetzung C' enthaltend frisches Butan und frisches Buten unter Erzeugung einer Zusammensetzung C2' vereint wird und die Zusammensetzung C2' in eine an Buten angereicherte Zusammensetzung D1 und eine an Butan angereicherte Zusammensetzung D2 getrennt wird und die Zusammensetzung D1 zu Schritt (b') rückgeführt sowie die Zusammensetzung D2 zu Schritt (a) rückgeführt wird.The procedure according to Claim 2 wherein (c ') the composition C2 is combined with a composition C' containing fresh butane and fresh butene to produce a composition C2 'and the composition C2' is separated into a butene-enriched composition D1 and a butane-enriched composition D2, and the composition D1 is recycled to step (b ') and the composition D2 is recycled to step (a). Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei - in Schritt (a) das Butan im Wesentlichen n-Butan ist; und/oder - in Schritt (c') das frische Butan im Wesentlichen n-Butan ist und/oder das frische Buten im Wesentlichen lineares Buten ist.The procedure according to Claim 3 wherein - in step (a) the butane is substantially n-butane; and / or - in step (c ') the fresh butane is substantially n-butane and / or the fresh butene is substantially linear butene. Das Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei - Schritt (c') nicht umfasst ist und in Schritt (a) die Zusammensetzung enthaltend Butan als Edukt bereitgestellt wird; oder - in Schritt (c') die Zusammensetzung C' enthaltend frisches Butan und frisches Buten als Edukt bereitgestellt wird und in Schritt (a) die Zusammensetzung enthaltend Butan in Form von Zusammensetzung D2 aus Schritt (e) bereitgestellt wird.The procedure according to Claim 3 or 4 wherein step (c ') is not included and in step (a) the composition comprising butane is provided as starting material; or - in step (c ') the composition C' containing fresh butane and fresh butene is provided as starting material and in step (a) the composition comprising butane is provided in the form of composition D2 from step (e). Das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei - in Schritt (c) das in Zusammensetzung C1 enthaltene Butadien der Hauptbestandteil aller C4-Bestandteile in der Zusammensetzung C1 ist; und/oder - in Schritt (d) das in Zusammensetzung D1 enthaltene Buten der Hauptbestandteil aller C4-Bestandteile in der Zusammensetzung D1 ist; und/oder das in Zusammensetzung D2 enthaltene Butan der Hauptbestandteil aller C4-Bestandteile in der Zusammensetzung D2 ist.The process according to any one of the preceding claims, wherein - in step (c) the butadiene contained in composition C1 is the main constituent of all C 4 constituents in the composition C1; and / or - in step (d) the butene contained in composition D1 is the main constituent of all C 4 constituents in the composition D1; and / or the butane contained in composition D2 is the major constituent of all C 4 constituents in the composition D2. Das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Schritt (c) eine Extraktion oder Extraktivrektifikation umfasst.The method of any one of the preceding claims, wherein step (c) comprises extraction or extractive rectification. Das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Schritt (d) eine Extraktivrektifikation umfasst.The method of any one of the preceding claims, wherein step (d) comprises an extractive rectification. Das Verfahren nach Anspruch 8, wobei in der extraktiven Destillation ein Extraktionsmittel eingesetzt wird, welches N-Formylmorpholin oder ein Gemisch aus N-Formylmorpholin und Morpholin oder andere Morpholin Derivate umfasst.The procedure according to Claim 8 , wherein in the extractive distillation, an extractant is used, which comprises N-formylmorpholine or a mixture of N-formylmorpholine and morpholine or other morpholine derivatives. Das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Schritt (a) einen oder mehrere der vorangehenden Teilschritte umfasst (a-1) Bereitstellen einer Kohlenwasserstoffzusammensetzung; (a-2) Abtrennen von Propan und ggf. Methan, Ethan und C5+-Kohlenwasserstoffen (insbesondere Pentane, Hexane, Heptane, Benzol, Toluol) von der Kohlenwasserstoffzusammensetzung, wobei die Zusammensetzung enthaltend Butan erhalten wird (n-Butan und iso-Butan); und/oder (a-3) Abtrennen von iso-Butan aus der Zusammensetzung enthaltend Butan, wobei eine Zusammensetzung enthaltend im Wesentlichen n-Butan erhalten wird; und/oder (a-4) Isomerisieren des abgetrennten iso-Butans zu einem n-Butan/iso-Butan-Gemisch und Rückführung des n-Butan/Isobutan-Gemischs in Schritt (a-3); und/oder (a-5) Umsetzung von iso-Buten aus der Zusammensetzung enthaltend Butan zu Methyl-tert.-butylether durch chemische Reaktion mit zuzugebendem Methanol, und Abtrennen des gebildeten Methyl-tert.-butylether von Kohlenwasserstoffen durch Rektifikation.The process of any one of the preceding claims, wherein step (a) comprises one or more of the preceding substeps (a-1) providing a hydrocarbon composition; (a-2) separating propane and optionally methane, ethane and C 5+ -hydrocarbons (in particular pentanes, hexanes, heptanes, benzene, toluene) from the hydrocarbon composition, the composition comprising butane being obtained (n-butane and isobutane). Butane); and / or (a-3) separating iso-butane from the composition containing butane to obtain a composition containing substantially n-butane; and / or (a-4) isomerizing the separated iso-butane to an n-butane / iso-butane mixture and recycling the n-butane / isobutane mixture in step (a-3); and / or (a-5) reaction of isobutene from the composition comprising butane to methyl tert-butyl ether by chemical reaction with methanol to be added, and separation of the resulting methyl tert-butyl ether from hydrocarbons by rectification. Das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Schritt (c) einen oder mehrere der vorangehenden Teilschritte umfasst (c-1) Abkühlen; und/oder (c-2) Verdichten; und/oder (c-3) Abtrennen leichtflüchtiger Nebenprodukte; und/oder (c-4) ggf. chemische Umsetzung von iso-Buten zu Methyl-tert.-butylether und Abtrennen des gebildeten Methyl-tert.-butylether von Kohlenwasserstoffen durch Rektifikation.The method of any one of the preceding claims, wherein step (c) comprises one or more of the preceding substeps (c-1) cooling; and / or (c-2) compacting; and or (c-3) separation of volatile by-products; and / or (c-4) optionally chemical reaction of isobutene to methyl tert-butyl ether and separation of the methyl tert-butyl ether formed by hydrocarbons by rectification. Das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Schritt (b) und ggf. Schritt (b') autotherm unter Einspeisung eines sauerstoffhaltigen Gases durchgeführt wird.The process according to any of the preceding claims, wherein step (b) and optionally step (b ') are carried out autothermally with the introduction of an oxygen-containing gas. Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei das sauerstoffhaltige Gas Luft ist.The procedure according to Claim 12 wherein the oxygen-containing gas is air. Vorrichtung zur Herstellung von Butadien aus Butan umfassend die miteinander in Wirkverbindung stehenden Elemente (a) eine Dehydriervorrichtung (2) zum nicht-oxidativen katalytischen Dehydrieren einer Zusammensetzung enthaltend Butan unter Erzeugung einer Zusammensetzung A enthaltend Butadien, Buten und Butan; (b) eine Oxydehydriervorrichtung (4) zum oxidativen nicht katalytischen und/oder katalytischen Dehydrieren von in Zusammensetzung A enthaltenem Buten und Butan, sowie in Zusammensetzung D1 enthaltenem Buten unter Erzeugung einer Zusammensetzung B enthaltend Butadien, Buten und Butan; (c) eine Trennvorrichtung (11) zum Trennen der Zusammensetzung B in eine an Butadien angereicherte Zusammensetzung C1 und eine an Butadien abgereicherte Zusammensetzung C2; (d) eine weitere Trennvorrichtung (15) zum Trennen der Zusammensetzung C2 in eine an Buten angereicherte Zusammensetzung D1 und eine an Butan angereicherte Zusammensetzung D2; und (e) Mittel (16) zum Rückführen der Zusammensetzung D1 zur Oxydehydriervorrichtung (4) oder Mittel (16') zum Rückführen der Zusammensetzung D1 zur weiteren Oxydehydriervorrichtung (4'); sowie Mittel (17) zum Rückführen der Zusammensetzung D2 zur Dehydriervorrichtung (2).An apparatus for producing butadiene from butane comprising the elements operatively connected to each other (a) a dehydrogenating device (2) for non-oxidative catalytic dehydrogenation of a composition containing butane to produce a composition A containing butadiene, butene and butane; (b) an oxydehydrogenator (4) for the oxidative non-catalytic and / or catalytic dehydrogenation of butene and butane contained in composition A, and butene contained in composition D1 to produce a composition B containing butadiene, butene and butane; (c) a separation device (11) for separating the composition B into a butadiene-enriched composition C1 and a butadiene-depleted composition C2; (d) another separation device (15) for separating the composition C2 into a butene-enriched composition D1 and a butane-enriched composition D2; and (e) means (16) for returning the composition D1 to the oxydehydrogenating device (4) or means (16 ') for returning the composition D1 to the further oxydehydrogenating device (4'); and means (17) for returning the composition D2 to the dehydrating device (2). Die Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei diese weiterhin umfasst: eine weitere Oxydehydriervorrichtung (4') zum oxidativen Dehydrieren von in Zusammensetzung B, sowie ggf. in Zusammensetzung D1 enthaltenem Buten und Butan unter Erzeugung einer Zusammensetzung B' enthaltend Butadien, Buten und Butan; eine weitere Trennvorrichtung (11) zum Trennen der Zusammensetzung B' in eine an Butadien angereicherte Zusammensetzung C1' und eine an Butadien abgereicherte Zusammensetzung C2'.The device after Claim 14 which further comprises: a further oxydehydrogenating device (4 ') for the oxidative dehydrogenation of butene and butane contained in composition B, and optionally in composition D1, to produce a composition B' containing butadiene, butene and butane; another separation device (11) for separating the composition B 'into a butadiene-enriched composition C1' and a butadiene-depleted composition C2 '. Die Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Dehydriervorrichtung (2) eine oder mehrere der vorgeschalteten Komponenten (a-1) bis (a-5) umfasst: (a-1) eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer Kohlenwasserstoffzusammensetzung; und/oder (a-2) eine Vorrichtung zur Abtrennung von Propan und ggf. Methan, Ethan und C5+-Kohlenwasserstoffen (insbesondere Pentane, Hexane, Heptane, Benzol, Toluol) von der Kohlenwasserstoffzusammensetzung; und/oder (a-3) eine Vorrichtung zur Abtrennung von iso-Butan aus der Zusammensetzung enthaltend Butan; und/oder (a-4) eine Vorrichtung zur Isomerisierung des abgetrennten iso-Butans zu einem n-Butan/iso-Butan-Gemisch und Rückführung des n-Butan/Isobutan-Gemischs in Schritt (a-3); und/oder (a-5) eine Vorrichtung zur chemischen Umsetzung von iso-Buten zu Methyl-tert.-butylether mit zuzugebendem Methanol, und Vorrichtung zur Abtrennung des gebildeten Methyl-tert.-butylether von Kohlenwasserstoffen.The device after Claim 14 or 15 wherein the dehydrogenating device (2) comprises one or more of the upstream components (a-1) to (a-5): (a-1) a device for providing a hydrocarbon composition; and / or (a-2) an apparatus for separating propane and optionally methane, ethane and C5 + hydrocarbons (especially pentanes, hexanes, heptanes, benzene, toluene) from the hydrocarbon composition; and / or (a-3) an apparatus for separating iso-butane from the composition containing butane; and / or (a-4) means for isomerizing the separated iso-butane to a n-butane / iso-butane mixture and recycling the n-butane / isobutane mixture in step (a-3); and / or (a-5) an apparatus for the chemical reaction of isobutene to methyl tert-butyl ether with methanol to be added, and apparatus for separating the resulting methyl tert-butyl ether from hydrocarbons. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Trennvorrichtung (11) vorzugsweise eine oder mehrere der vorgeschalteten Komponenten (c-1) bis (c-4) umfasst: (c-1) eine Vorrichtung zur Abkühlung der Zusammensetzung B bzw. B' und/oder C1 und/oder C2; und/oder (c-2) eine Vorrichtung zur Verdichtung der Zusammensetzung B bzw. B' und/oder C1 und/oder C2; und/oder (c-3) eine Vorrichtung zur Abtrennung leichtflüchtiger Nebenprodukte; und/oder (c-4) eine Vorrichtung zur chemischen Umsetzung von iso-Buten zu Methyl-tert.-butylether mit zuzugebendem Methanol, und Vorrichtung zur Abtrennung des gebildeten Methyl-tert.-butylether von Kohlenwasserstoffen;The device according to one of Claims 14 to 16 wherein the separating device (11) preferably comprises one or more of the upstream components (c-1) to (c-4): (c-1) a device for cooling the composition B or B 'and / or C1 and / or C2; and / or (c-2) a device for compressing the composition B or B 'and / or C1 and / or C2; and / or (c-3) an apparatus for separating volatile by-products; and / or (c-4) an apparatus for the chemical reaction of isobutene to methyl tert-butyl ether with methanol to be added, and apparatus for separating the resulting methyl tert-butyl ether from hydrocarbons; Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die Oxydehydriervorrichtung (4) und/oder die weitere Oxydehydriervorrichtung (4') zum authothermen oxidativen Dehydrieren ausgelegt ist.The device according to one of Claims 14 to 17 wherein the Oxydehydriervorrichtung (4) and / or the further Oxydehydriervorrichtung (4 ') is designed for autothermal oxidative dehydrogenation. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei die Trennvorrichtung (11) eine Extraktionsvorrichtung oder eine Extraktivrektifikationsvorrichtung umfasst.The device according to one of Claims 14 to 18 wherein the separation device (11) comprises an extraction device or an extractive rectification device. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die weitere Trennvorrichtung (15) eine Extraktivrektifikationsvorrichtung umfasst.The device according to one of Claims 14 to 19 wherein the further separating device (15) comprises an extractive rectification device. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, umfassend - einen der Trennvorrichtung (11) vorgeschalteten Wärmetauscher (7) zum Abkühlen der Zusammensetzung B bzw. B'; und/oder - einen der Trennvorrichtung (11) vorgeschalteten Kompressor (9) zum Verdichten der ggf. zuvor im Wärmetauscher (7) abgekühlten Zusammensetzung B bzw. B'.The device according to one of Claims 14 to 20 comprising - a heat exchanger (7) upstream of the separating device (11) for cooling the composition B or B '; and / or - one of the separating device (11) upstream compressor (9) for compressing the possibly previously in Heat exchanger (7) cooled composition B or B '.
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