DE19833941B4

DE19833941B4 - Process and distillation apparatus for the recovery of 1-octene

Info

Publication number: DE19833941B4
Application number: DE19833941A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.-Ing. Becker
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2018-07-29
Also published as: DE19833941A1; ZA994809B

Abstract

Verfahren zur Gewinnung von 1-Okten aus einem Gemisch von Kohlenwasserstoffverbindungen, wie es bei Anlagen mit Fischer-Tropsch-Synthese 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, dadurch gekennzeichnet, 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.method for the recovery of 1-octene from a mixture of hydrocarbon compounds, as obtained in systems with Fischer-Tropsch synthesis as light gasoline, wherein the mineral spirits next to the 1-Okten mainly close to the 1-Okten boiling Contains hydrocarbon compounds and the 1-octene by distillation Separation of lighter and heavier enriched than the 1-octene boiling is characterized in that the distillative separation compared to the 1-octene lighter boiling in a vacuum and the distillative separation of compared to the 1-octene heavy boilers at one opposite increased the ambient pressure Pressure performed become.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von 1-Okten aus einem Gemisch von Kohlenwasserstoffverbindungen, wie es bei Anlagen mit Fischer-Tropsch-Synthese 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 The invention relates to a process for obtaining 1-octene from a Mixture of hydrocarbon compounds, as in plants with Fischer-Tropsch synthesis as light gasoline accumulates, where the mineral spirits next to the 1-Okten mainly close to the 1-Okten boiling Contains hydrocarbon compounds and the 1-octene by distillation Separation of lighter and heavier than the 1-octene boiling is enriched.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Destillationsvorrichtung für die Durchführung des Verfahrens mit zwei Destillationskolonnen.The Invention also relates a distillation apparatus for the implementation 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-Synthese 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 Verfahrensschritt, es ist jedoch unter vertretbarem Aufwand nicht möglich, die gewünschte Reinheit des Alpha-Olefin-Produktes 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.Out Literature (C.L. Render, Z. Denga: "Sasol Alpha Olefins" from the lecture series "New Processes in chemical engineering " the ACHEMA Conference 1994), a method is known which allows Alpha-olefins and specifically 1-pentene and 1-hexene in relative pure form from the resulting liquid fraction in the Fischer-Tropsch synthesis to win. As in the immediate vicinity of the boiling point of the desired Alpha olefins a big one Number of other compounds of different types, of which Some even form azeotropic mixtures with the desired alpha olefins Although the distillative separation of interfering impurities important process step, but it is under reasonable effort not possible, the desired Purity of the alpha-olefin product to achieve by distillation alone. The known method used Therefore, in addition to the normal distillation still further separation methods such as. the extractive distillation and the separation of interfering compounds through 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 circumstances in the pure representation matched by 1-penten and 1-witches. All cleaning steps will be performed at about ambient pressure. Because the conditions at higher Alpha olefins are even more complex, it had to be assumed that their Obtaining by the known method is probably also possible, but that one because of such a process a variety of close to the higher ones Alpha-olefins boiling hydrocarbon compounds, such as arise in the Fischer-Tropsch synthesis is very expensive, when the required purities of alpha-olefins are achieved should.

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.task The invention is therefore a simple and energetic favorable Process and a simple distillation device for the purification a higher one Alpha-olefins, specifically for 1-octene propose.

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.These The object is achieved by a Process with the features of claim 1 and of a distillation device with the features of claim 4. embodiments of the invention are 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.characteristic in the method according to the invention is that the Distillative separation of compared with the 1-octene easier Evaporating in vacuo and the distillative separation of the compared with the 1-octene heavy boiling at one opposite the Increased ambient pressure Pressure performed become.

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 volatilities of the components, in the immediate vicinity boiled from 1-octene, revealed that the distillative fine separation of the lower boiling components can do much better in vacuum than at ambient pressure. A completely surprising The result of these investigations was that even components under Normal pressure slightly heavier boiling than 1-octene, in the vacuum as light Behave components and there even relatively well separated to let. Another unexpected result of these investigations that was from remove some of the heavy components under some increased pressure leave as at ambient pressure. With the method according to the invention can therefore significant savings in energy and investment costs be achieved.

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 Distillative separation of compared with the 1-octene easier Boiling becomes cheap at an absolute pressure below 0.8 bar, preferably below 0.5, especially preferably under 0.3 bar and the distillative separation of the compared with the 1-octene slightly boiling at an absolute pressure of more than 1.2 bar, preferably more than 1.5 bar, more preferably more than 2 bar carried out.

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 pressure ranges are the lowest in a production plant costs for the enrichment of 1-octene at high purities and yields of the 1-octene product expected.

Vorteilhafterweise werden zuerst die leichter Siedenden und dann die schwerer Siedenden abgetrennt.advantageously, first the lighter and then the heavier 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 lighter boilers is thermally coupled with the separation of the heavier boilers in such a way that the thermal energy required for the separation of the lighter boilers first for the separation of the used heavy boilers and then transferred to the separation of the lighter-boiling.

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 Boiling 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.More complex, but even more advantageous is the thermal coupling of the separation the lighter and the heavier by direct heat transfer in the way that out the separation of the heavier vapors at suitable point (s) of steam withdrawn, relaxed at the pressure of separation of the lighter boiling and the separation of the lighter boilers at appropriate site (s) supplied becomes.

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.characteristic at the distillation apparatus according to the invention is that the one column is designed as a vacuum column and the other as a pressure column. The extra effort for the overpressure and Underpressure design of the column is characterized by 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.The Vacuum column can in an intermediate part of an inlet line for light gasoline, in an upper part a discharge pipe for the lighter and boiling in a lower part at least one outlet line for liquid have.

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.A Outlet line for liquid from the lower part of the vacuum column can advantageously via a Booster pump open into a middle part of the pressure column, wherein the pressure column at a lower part of a discharge line for the heavier and the on an upper part a discharge line for the enriched 1-octene contains. The Booster pump for the liquid is for the Operation in a facility cheaper as an equally conceivable compressor in a 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 with advantage as a thermally coupled partition column be executed wherein in a lower region of the dividing wall column, the dividing wall two separate, parallel flowed through Distillation sections forms and the distillation sections with each one column bottom, a discharge line for liquid from the sump and an inlet pipe for gas from different Sections of the pressure column are provided. By the execution of Vacuum column as a thermally coupled partition column become energy costs saved up.

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 of the dividing wall column can via a booster pump open into the pressure column. The effort for the additional required booster pump is less than the saving of a reboiler in the vacuum column and a condenser in the pressure column, as in one embodiment the method according to the invention without dividing wall columns are required.

Die Erfindung wird anhand einer Ausführungsform mit zwei Figuren näher erläutert. The Invention is based on an embodiment closer with two figures explained.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren mit sequentieller Abtrennung von leichter und schwerer Siedenden in einer klassischen Destillationsvorrichtung. 1 shows a process according to the invention with sequential separation of light and heavy boilers in a classical distillation apparatus.

2 zeigt eine erfindungsgemäße Destillationsvorrichtung mit Vakuum-Trennwandkolonne für das Verfahren. 2 shows a distillation apparatus according to the invention with vacuum dividing wall column for the process.

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. 1 shows a diagram of an embodiment of the method according to the invention. benzine 1 from a plant with Fischer-Tropsch synthesis is a vacuum column 2 fed and distilled are compared with 1-octene lighter boiling 3 separated at a pressure below 0.5 bar and at the top of the vacuum column 2 deducted. From the bottom of the vacuum column 2 becomes a liquid 4 taken with 1-octene and heavy boilers and with a pump 5 an overpressure column 6 fed. Here are at a pressure of more than 1.5 bar heavier than the 1-octane boiling 7 withdrawn liquid and at the top of the pressure column a 1-octene product 8th recovered with 95-99 mol% purity. The columns 2 . 6 are heated in the sump and cooled at the top and are each with a reboiler 9 . 10 and a capacitor 11 . 12 equipped.

2 zeigt schematisch eine Ausführung des Verfahrens mit einer erfindungsgemäß als Trennwandkolonne ausgeführten Vakuumkolonne. (Äquivalente 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-Produkt 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. 2 shows schematically an embodiment of the method with an inventively designed as a dividing wall column vacuum column. (Equivalent parts of the method or the device are provided with the same reference numerals.) The light gasoline 1 becomes the dividing wall column 2 fed, and more easily boiling 3 are in an upper section of the column 2 separated at a pressure below 0.5 bar. In a lower section 15 ' the column 2 on the one hand, a stream enriched with 1-octene 4 ' withdrawn and via a pump 5 ' a middle part of the pressure column 6 fed, also in a parallel and through the partition 14 formed separate lower section 15 '' the column 2 a stream 4 '' obtained with a product purity of 95-99 mol%, partly as a 1-octene product 8th branched off and to another part at the top of the pressure column 6 abandoned and as return 16 is used. gas flows 17 . 18 from a middle part and from the head of the Druckko lonne 2 be in the parallel sections 15 ' . 15 '' used as stripping gas. The dividing wall column 2 gets on the head with a capacitor 11 cooled and the pressure column with a reboiler 10 heated. Aufkocher for the dividing wall column 2 and a condenser for the pressure column 6 omitted.

Claims

A process for the production of 1-octene from a mixture of hydrocarbon compounds, as obtained in plants with Fischer-Tropsch synthesis as light gasoline, the light gasoline contains in addition to the 1-Okten mainly close to the 1-Okten boiling hydrocarbon compounds and the 1-Okten by Distillative separation of lighter and heavier than the 1-octene boiling is enriched, characterized in that the distillative separation of the lighter compared with the 1-octene boiling in vacuo and the separation by distillation of compared with the 1-Okten heavy boilers at a Ambient pressure increased pressure.

Method according to claim 1, characterized in that that the Distillative separation of compared with the 1-octene easier Boiling at an absolute pressure below 0.8 bar, preferably below 0.5 bar, more preferably below 0.3 bar is performed.

Method according to claim 1, characterized in that that the Distillative separation of compared with the 1-octene easier Boiling at an absolute pressure of more than 1.2 bar, preferably more than 1.5 bar, more preferably more than 2 bar is performed.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized that first the lighter ones and then the heavier ones are separated become.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized that the Separation of the lighter boiling with the separation of the heavier is thermally coupled in such a way that for the separation of the lighter Boiling required thermal energy first to separate the heavy boiling used and then on the separation of the lighter Resuscitated transferred becomes.

Method according to claim 5, characterized in that that the thermal coupling of the separation of the lighter and the heavier Boiling by indirect heat transfer he follows.

Method according to claim 5, characterized in that that the thermal coupling of the separation of the lighter and the heavier Boiling by a direct heat transfer done in the way that out the separation of heavy boilers at suitable site (s) Steam withdrawn, on the pressure of separation of the lighter-boiling relaxed and the separation of the lighter boiling at suitable (s) Point (s) supplied becomes.

Distillation apparatus for carrying out the Method according to one of the claims 1 to 7 with two distillation columns, characterized in that the one Column is designed as a vacuum column and the other as a pressure column.

Distillation device according to claim 8, characterized characterized in that Vacuum column in a middle part of an inlet line for light gasoline, in an upper part a discharge pipe for the lighter and boiling in a lower part at least one outlet line for liquid has.

Distillation device according to claim 9, characterized characterized in that a Outlet line for liquid from the lower part of the vacuum column via a booster pump in a middle part of the pressure column opens, wherein the pressure column at a lower part of a discharge pipe for the heavier and on an upper part a discharge line for the enriched 1-octene contains.

Distillation device according to claim 10, characterized characterized in that Vacuum column is designed as a thermally coupled partition column, wherein in a lower region of the dividing wall column, the dividing wall two separate, parallel flowed through Distillation sections forms and the distillation sections with each one column bottom, a discharge line for liquid from the sump and an inlet pipe for gas from different Own sections of the pressure column.

Distillation device according to claim 11, characterized characterized in that two outlet lines for the liquid from the respective sump of the dividing wall column via a booster pump open into the pressure column.