DE19833941A1 - Recovery of alpha-octene from mixed hydrocarbons produced by Fischer-Tropsch synthesis takes place in e.g. conventional columns in sequence, first under vacuum, then under elevated pressure - Google Patents
Recovery of alpha-octene from mixed hydrocarbons produced by Fischer-Tropsch synthesis takes place in e.g. conventional columns in sequence, first under vacuum, then under elevated pressureInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von 1-Okten aus einem Gemisch von Kohlenwasserstoffverbindungen, wie es bei Anlagen mit Fischer-Tropsch-Syn these als Leichtbenzin anfällt, wobei das Leichtbenzin neben dem 1-Okten hauptsächlich nahe am 1-Okten siedende Kohlenwasserstoffverbindungen enthält und das 1-Okten durch destillative Abtrennung von leichter und schwerer als das 1-Okten Siedenden angereichert wird.The invention relates to a method for obtaining 1-octene from a mixture of hydrocarbon compounds, as is the case with plants with Fischer-Tropsch syn This is obtained as light petrol, the light petrol next to the 1-okt contains mainly hydrocarbon compounds boiling close to the 1-octene and the 1-octene by distillative separation of lighter and heavier than that 1-octets is enriched.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Destillationsvorrichtung für die Durchführung des Verfahrens mit zwei Destillationskolonnen.The invention also relates to a distillation device for carrying out the Process with two distillation columns.
Aus der Literatur (C. L. Render, Z. Denga: "Sasol Alpha Olefins" aus der Vortragsreihe "Neue Prozesse in der chemischen Technik" auf der ACHEMA-Tagung 1994) ist ein Verfahren bekannt, das es erlaubt, Alpha-Olefine und zwar speziell 1-Penten und 1-Hexen in relativ reiner Form aus der bei der Fischer-Tropsch-Syn these entstehenden Flüssigfraktion zu gewinnen. Da in unmittelbare Nähe der Siedetemperatur der gewünschten Alpha-Olefine eine große Anzahl anderer Verbindungen unterschiedlichen Typs sieden, von denen einige sogar azeotrope Gemische mit den gewünschten Alpha-Olefinen bilden, ist zwar die destillative Abtrennung störender Verunreinigungen ein wichtiger Verfahrensschrift, es ist jedoch unter vertretbarem Aufwand nicht möglich, die gewünschte Reinheit des Alpha-Olefin-Pro duktes allein durch Destillation zu erreichen. Das bekannte Verfahren benutzt daher neben der normalen Destillation noch weitere Trennmethoden wie z. B. die Extraktivdestillation und die Abtrennung von störenden Verbindungen durch chemische Umwandlung zu leichter entfernbaren Verbindungen.From the literature (C.L. Render, Z. Denga: "Sasol Alpha Olefins" from the Lecture series "New processes in chemical engineering" at the ACHEMA conference 1994) a method is known which allows alpha olefins, specifically 1-pentene and 1-hexene in relatively pure form from the Fischer-Tropsch syn to obtain the resulting liquid fraction. Because in the immediate vicinity of the Boiling temperature of the desired alpha-olefins a large number of others Boil compounds of different types, some of which are even azeotropic Forming mixtures with the desired alpha-olefins is the distillative one Removing disruptive contaminants is an important procedure, however not possible with reasonable effort, the desired purity of the Alpha-Olefin-Pro to achieve the product solely by distillation. The known method is used therefore in addition to the normal distillation still other separation methods such. B. the Extractive distillation and the removal of interfering compounds chemical conversion to more easily removable compounds.
Dieses bekannte Verfahren ist speziell auf die Gegebenheiten bei der Reindarstellung von 1-Penten und 1-Hexen abgestimmt. Alle Reinigungsschritte werden etwa bei Umgebungsdruck durchgeführt. Da die Verhältnisse bei höheren Alpha-Olefinen noch komplexer sind, mußte davon ausgegangen werden, daß deren Gewinnung nach dem bekannten Verfahren zwar vermutlich auch möglich ist, daß aber ein derartiger Prozeß wegen einer Vielzahl von nahe an den höheren Alpha-Olefinen siedenden Kohlenwasserstoffverbindungen, wie sie bei der Fischer-Tropsch-Synthese entstehen, sehr aufwendig ist, wenn die erforderlichen Reinheiten der Alpha-Olefine erreicht werden sollen.This known method is specific to the conditions of the pure display matched by 1-pentene and 1-hexene. All cleaning steps are about Ambient pressure performed. Because the ratios at higher alpha olefins are still are more complex, it had to be assumed that their extraction after the known method is probably also possible, but such Process due to a variety of boiling close to the higher alpha olefins Hydrocarbon compounds as they arise in the Fischer-Tropsch synthesis is very expensive when the required purity of the alpha-olefins is reached should be.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein möglichst einfaches und energetisch günstiges Verfahren und eine einfache Destillationsvorrichtung für die Reindarstellung eines höheren Alpha-Olefins und zwar speziell für 1-Okten vorzuschlagen.The object of the invention is therefore to be as simple and energetic as possible inexpensive process and a simple distillation device for the pure display a higher alpha olefin, specifically for 1-octene.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und von einer Destillationsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4. Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by a method having the features of claim 1 and of a distillation device with the features of Claim 4. Embodiments of the invention are the subject of dependent claims.
Kennzeichnend an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, daß die destillative Abtrennung der verglichen mit dem 1-Okten leichter Siedenden im Vakuum und die destillative Abtrennung der verglichen mit dem 1-Okten schwerer Siedenden bei einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck durchgeführt werden.It is characteristic of the process according to the invention that the distillative Separation of the low-boiling components compared to the 1-octene in vacuum and the distillative separation of the heavy boilers compared to the 1-okt a pressure increased compared to the ambient pressure.
Eine theoretische Analyse der relativen Flüchtigkeiten der Komponenten, die in unmittelbarer Nähe von 1-Okten sieden, ergab, daß sich die destillative Feinabtrennung der leichter siedenden Komponenten im Vakuum deutlich besser bewerkstelligen läßt als bei Umgebungsdruck. Ein völlig überraschendes Ergebnis dieser Untersuchungen war, daß sogar Komponenten, die unter Normaldruck etwas schwerer sieden als 1-Okten, sich im Vakuum wie leichte Komponenten verhalten und sich dort sogar relativ gut abtrennen lassen. Ein weiteres unerwartetes Ergebnis dieser Untersuchungen war, daß sich von den schweren Komponenten einige unter etwas erhöhtem Druck besser abtrennen lassen als bei Umgebungsdruck. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können deshalb wesentliche Einsparungen an Energie und bei den Investitionskosten erzielt werden.A theoretical analysis of the relative volatility of the components involved in boiling in the immediate vicinity of 1-octene showed that the distillative Fine separation of the lower-boiling components in vacuum is significantly better can be accomplished than at ambient pressure. A completely surprising result of these investigations was that even components operating under normal pressure were somewhat heavier than 1-octene, behave like light components in a vacuum and can be separated relatively well there. Another unexpected result of these investigations was that some of the heavy components were under slightly better pressure can be separated than at ambient pressure. With the The method according to the invention can therefore make substantial energy savings and be achieved in investment costs.
Die destillative Abtrennung der verglichen mit dem 1-Okten leichter Siedenden wird günstig bei einem Absolutdruck unter 0,8 bar, vorzugsweise unter 0,5, besonders bevorzugt unter 0,3 bar und die destillative Abtrennung der verglichen mit dem 1-Okten leichter Siedenden bei einem Absolutdruck von mehr als 1,2 bar, vorzugsweise mehr als 1,5 bar, besonders bevorzugt mehr als 2 bar durchgeführt. The separation by distillation which compared to the 1-okt boiling is easier favorable at an absolute pressure below 0.8 bar, preferably below 0.5, particularly preferably below 0.3 bar and the distillative separation of the compared with the 1-octene low-boiling at an absolute pressure of more than 1.2 bar, preferably carried out more than 1.5 bar, particularly preferably more than 2 bar.
In diesen Druckbereichen werden bei einer Produktionsanlage die niedrigsten Kosten für die Anreicherung des 1-Okten bei hohen Reinheiten und Ausbeuten des 1-Okten-Produktes erwartet.In these printing areas, the lowest costs are at a production plant for the enrichment of the 1-octene with high purities and yields of 1-okt product expected.
Vorteilhafterweise werden zuerst die leichter Siedenden und dann die schwerer Siedenden abgetrennt.Advantageously, the easier to boil first and then the heavier Boiling separated.
Die Abtrennung der leichter Siedenden wird mit Vorteil mit der Abtrennung der schwerer Siedenden in der Weise thermisch verkoppelt, daß die zur Abtrennung der leichter Siedenden erforderliche thermische Energie zuerst zur Abtrennung der schwerer Siedenden verwendet und dann auf die Abtrennung der leichter Siedenden übertragen wird.The separation of the lower boilers is advantageous with the separation of the heavier boilers thermally coupled in such a way that the separation of the lighter boiling required thermal energy first to separate the heavier boilers used and then on the separation of the lighter boilers is transmitted.
Die thermische Kopplung der Abtrennung der leichter und der schwerer Siedenden erfolgt mit Vorteil durch indirekte Wärmeübertragung.The thermal coupling of the separation of the lighter and the heavier boilers is advantageously done by indirect heat transfer.
Komplexer, aber noch vorteilhafter ist die thermische Kopplung der Abtrennung der leichter und der schwerer Siedenden durch direkte Wärmeübertragung in der Art, daß aus der Abtrennung der schwerer Siedenden an geeigneter(n) Stelle(n) Dampf abgezogen, auf den Druck der Abtrennung der leichter Siedenden entspannt und der Abtrennung der leichter Siedenden an geeigneter(n) Stelle(n) zugeführt wird.The thermal coupling of the separation of the is more complex, but even more advantageous lighter and the heavier boilers through direct heat transfer in such a way that from the separation of the heavy boilers at a suitable point (s) steam deducted, relaxed at the pressure of separating the lighter boilers and the Separation of the low-boiling at a suitable point (s) is fed.
Kennzeichnend an der erfindungsgemäßen Destillationsvorrichtung ist, daß die eine Kolonne als Vakuumkolonne und die andere als Druckkolonne ausgeführt ist. Der Mehraufwand für die Überdruck- und Unterdruckauslegung der Kolonne wird durch geringere Größe der Kolonnen mehr als ausgeglichen.It is characteristic of the distillation device according to the invention that the one Column is designed as a vacuum column and the other as a pressure column. The Additional expense for the overpressure and underpressure design of the column is due to smaller size of the columns more than balanced.
Die Vakuumkolonne kann in einem mittleren Teil eine Eintrittsleitung für Leichtbenzin, in einem oberen Teil eine Austrittsleitung für die leichter Siedenden und in einem unteren Teil mindestens eine Austrittsleitung für Flüssigkeit besitzen.In a central part, the vacuum column can have an inlet line for light petrol, in an upper part an outlet pipe for the lower boilers and in one have at least one outlet line for liquid.
Eine Austrittsleitung für Flüssigkeit aus dem unteren Teil der Vakuumkolonne kann mit Vorteil über eine Druckerhöhungspumpe in einen mittleren Teil der Druckkolonne münden, wobei die Druckkolonne an einem unteren Teil eine Abzugsleitung für die schwerer Siedenden und an einem oberen Teil eine Abzugsleitung für das angereicherte 1-Okten enthält. Die Druckerhöhungspumpe für die Flüssigkeit ist für den Betrieb in einer Anlage günstiger als ein ebenfalls denkbarer Verdichter in einer entsprechenden Gasleitung aus der Vakuumkolonne in die Druckkolonne.An outlet line for liquid from the lower part of the vacuum column can with Advantage of a booster pump in a central part of the pressure column open, the pressure column at a lower part of a discharge line for the heavier boilers and a drain line for the upper part contains enriched 1-octene. The liquid booster pump is for the operation in a plant cheaper than a conceivable compressor in one corresponding gas line from the vacuum column into the pressure column.
Die Vakuumkolonne kann mit Vorteil als thermisch gekoppelte Trennwandkolonne ausgeführt sein, wobei in einem unteren Bereich der Trennwandkolonne die Trennwand zwei separate, parallel durchströmte Destillationsabschnitte bildet und die Destillationsabschnitte mit jeweils einem Kolonnensumpf, einer Austrittsleitung für Flüssigkeit aus dem Sumpf und einer Eintrittsleitung für Gas aus unterschiedlichen Abschnitten der Druckkolonne versehen sind. Durch die Ausführung der Vakuumkolonne als thermisch gekoppelte Trennwandkolonne werden Energiekosten gespart.The vacuum column can advantageously be used as a thermally coupled dividing wall column be carried out, the in a lower region of the dividing wall column Partition forms two separate, parallel flow distillation sections and the Distillation sections each with a column bottom, an outlet line for Liquid from the sump and an inlet line for gas from different Sections of the pressure column are provided. By executing the Vacuum column as a thermally coupled dividing wall column are energy costs saved.
Die beiden Austrittsleitungen für die Flüssigkeit aus dem jeweiligen Sumpf der Trennwandkolonne können über eine Druckerhöhungspumpe in die Druckkolonne münden. Der Aufwand für die zusätzlich erforderliche Druckerhöhungspumpe ist geringer als die Einsparung eines Aufkochers in der Vakuumkolonne und eines Kondensators in der Druckkolonne, wie sie bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne Trennwandkolonnen erforderlich sind.The two outlet lines for the liquid from the respective sump A dividing wall column can be fed into the pressure column via a booster pump flow out. The effort for the additionally required booster pump is less than the saving of a reboiler in the vacuum column and one Condenser in the pressure column, as in one embodiment of the inventive method without dividing wall columns are required.
Die Erfindung wird anhand einer Ausführungsform mit zwei Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail using an embodiment with two figures.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren mit sequentieller Abtrennung von leichter und schwerer Siedenden in einer klassischen Destillationsvorrichtung. Fig. 1 shows an inventive method with sequential separation of lighter and higher boiling in a conventional distillation apparatus.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Destillationsvorrichtung mit Vaku um-Trennwandkolonne für das Verfahren. Fig. 2 shows a distillation device according to the invention with a vacuum partition column for the process.
Fig. 1 zeigt als Schema eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Leichtbenzin 1 aus einer Anlage mit Fischer-Tropsch-Synthese wird einer Vakuumkolonne 2 zugeführt und destillativ werden verglichen mit 1-Okten leichter Siedende 3 bei einem Druck unter 0,5 bar abgetrennt und am Kopf der Vakuumkolonne 2 abgezogen. Aus dem Sumpf der Vakuumkolonne 2 wird eine Flüssigkeit 4 mit 1-Okten und schwerer Siedenden entnommen und mit einer Pumpe 5 einer Überdruckkolonne 6 zugeführt. Hier werden bei einem Druck von mehr als 1,5 bar schwerer als das 1-Okten Siedende 7 flüssig abgezogen und am Kopf der Überdruckkolonne ein 1-Okten Produkt 8 mit 95-99 mol.-% Reinheit gewonnen. Die Kolonnen 2, 6 werden im Sumpf beheizt und am Kopf gekühlt und sind hierzu mit je einem Aufkocher 9, 10 und einem Kondensator 11, 12 ausgerüstet. Fig. 1 shows as a diagram an embodiment of the inventive method. Light petroleum 1 from a plant with Fischer-Tropsch synthesis is fed to a vacuum column 2 and, by comparison with 1-octets, lighter boilers 3 are separated off at a pressure below 0.5 bar and drawn off at the top of the vacuum column 2 . A liquid 4 with 1-octene and heavy boilers is removed from the bottom of the vacuum column 2 and fed to a pressure column 6 with a pump 5 . Here, at a pressure of more than 1.5 bar heavier than the 1-octene boiling 7, liquid is drawn off and a 1-octene product 8 with 95-99 mol% purity is obtained at the top of the pressure column. The columns 2 , 6 are heated in the bottom and cooled at the top and are each equipped with a reboiler 9 , 10 and a condenser 11 , 12 for this purpose.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführung des Verfahrens mit einer erfindungsgemäß als Trennwandkolonne ausgeführten Vakuumkolonne. (Aquivalente Teile des Verfahrens bzw. der Vorrichtung sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.) Das Leichtbenzin 1 wird der Trennwandkolonne 2 zugeführt, und leichter Siedende 3 werden in einem oberen Abschnitt der Kolonne 2 bei einem Druck unter 0,5 bar abgetrennt. In einem unteren Abschnitt 15' der' Kolonne 2 wird einerseits ein mit 1-Okten angereicherter Strom 4' abgezogen und über eine Pumpe 5' einem mittleren Teil der Druckkolonne 6 zugeführt, außerdem in einem parallel liegenden und durch die Trennwand 14 gebildeten separaten unteren Abschnitt 15'' der Kolonne 2 ein Strom 4'' mit einer Produktreinheit von 95-99 mol.-% gewonnen, der teils als 1-Okten-Pro dukt 8 abgezweigt und zu einem anderen Teil am Kopf der Druckkolonne 6 aufgegeben und als Rücklauf 16 verwendet wird. Gasströme 17, 18 aus einem mittleren Teil und vom Kopf der Druckkolonne 2 werden in den parallelen Abschnitten 15', 15'' als Stripgas verwendet. Die Trennwandkolonne 2 wird am Kopf mit einem Kondensator 11 gekühlt und die Druckkolonne mit einem Aufkocher 10 beheizt. Aufkocher für die Trennwandkolonne 2 und ein Kondensator für die Druckkolonne 6 entfallen. Fig. 2 shows schematically an embodiment of the method according to the invention with a dividing wall column is designed as a vacuum column. (Equivalents parts of the method or the apparatus are provided with the same reference numbers.) The light naphtha 1 of the dividing wall column 2 is fed, and lower-boiling 3 are separated in an upper portion of the column 2 at a pressure below 0.5 bar. In a lower section 15 'of the' column 2 , on the one hand a stream 4 'enriched with 1-octene is drawn off and fed via a pump 5 ' to a central part of the pressure column 6 , and also in a separate lower section lying in parallel and formed by the dividing wall 14 15 '' of the column 2, a stream 4 '' with a product purity of 95-99 mol% is obtained, which branches off in part as a 1-octene product 8 and is added to another part at the top of the pressure column 6 and as a return 16 is used. Gas streams 17 , 18 from a central part and from the top of the pressure column 2 are used as stripping gas in the parallel sections 15 ', 15 ''. The dividing wall column 2 is cooled at the top with a condenser 11 and the pressure column is heated with a reboiler 10 . Boilers for the dividing wall column 2 and a condenser for the pressure column 6 are omitted.
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