JPH04312536A - 抽出蒸溜によるブタンとブテンとの分離方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、抽出蒸溜によるブタン
とブテンとの分離方法に関する。

【０００２】

【従来技術および解決すべき課題】蒸気クラッキングま
たは接触クラッキングから生じるＣ４留分の処理におい
て、ブテン−ブタン分離は、一般に、１，３　−ブタジ
エンの抽出蒸溜、およびメチル第三ブチルエーテル（Ｍ
ＴＢＥ）の合成装置の下流に位置する。従って１，３　
−ブタジエンが除去され、かつイソブテンが非常にプア
になったＣ４留分が入手できる。

【０００３】ブテンは、有効利用できる物質であるので
、ブテンとブタンとを分離することになる。実際、ブテ
ンは、それ自体が、１−ブテンと２−ブテンに分離され
うるか、あるいはイソブテンに異性化されうる。このイ
ソブテンは、ＭＴＢＥの合成装置に再循環される。ブテ
ンはまた、ＤＩＭＥＲＳＯＬ（登録商標）方法によって
、ガソリンにおいて利用可能な物質にも二量化されうる
。この二量化は、均質触媒作用によって実施される方法
である。この方法では触媒は損なわれる。触媒の効率は
、仕込原料中のその濃度に比例するので、パラフィンが
除去された仕込原料によって、触媒の節約が可能になる
。さらに、反応しなかったブテンは、仕込原料から予め
ブタンが除去されているならば、再循環されてもよい。

【０００４】Ｃ４留分中のブタンとブテンとを、抽出蒸
溜によって分離することは知られている。以前に記載さ
れた方法（１９８７年８月１６〜１９日、１９８７年Ｓ
ｕｍｍｅｒ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｍｅｅｔｉｎｇ　の、
Ｓ．　ＯＧＵＲＡ、Ｔ．　ＯＮＤＡ　”Ａｄｖａｎｃｅ
ｓ　ｉｎ　　Ｃ４Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ　Ｐｒｏｃｅ
ｓｓｉｎｇ　ＡｌＣｈＥ”　）は、溶媒として、ジメチ
ルホルムアミド（ＤＭＦ）　を用い、加圧下に抽出蒸溜
を実施することからなり、溶媒の回収は、大気圧下で実
施され、ブテンの精製は加圧下に実施される。抽出蒸溜
塔の底部生成物は、大気圧下の塔へ送られ、この塔にお
いて、ブテンは脱着され、溶媒の一部と共に頂部から出
て行くが、一方底部物質は、ほぼ純粋なＤＭＦ　からな
る。ついで頂部ブテンは、精製されるために加圧塔へ送
られる。この加圧塔の底部において回収される溶媒は、
依然としてブテンを含んでおり、大気圧塔へ戻る。

【０００５】この方法に従って操作を行なう場合の欠点
は、仕込原料のブテンの大部分が２度蒸溜されなければ
ならないことであり、このことは、ブテン蒸気の再圧縮
が必要なことを考慮に入れると、高いエネルギー消費を
生じることになる。

【０００６】抽出蒸溜によるブテンとブタンとの新規分
離方法が、いまや見出だされた。これは、仕込原料のブ
テンの二重蒸溜を行なわず、かつブテン蒸気の限定再圧
縮だけでよいという利点を示す。

【０００７】上記の先行技術の方法のように、本発明の
方法は、加圧抽出蒸溜工程を含むが、溶媒の再生工程お
よびブテンの精製工程は、以下の明細書中で明らかにさ
れるように、異なる方法で実施される。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のブタンとブテン
との分離方法は、一般的に、下記のように定義できる。 すなわち、分離されるブタンとブテンとを含む仕込原料
が、加圧抽出蒸溜塔に導入され、この塔で仕込原料は極
性溶媒と接触させられるが、この溶媒中ではブタンの揮
発性の方がブテンより高く、頂部から出る留出物は、主
として、分離されたブタンであり、溶媒とブテンとを主
として含む、底部で回収された残渣は、加圧塔へ送られ
、この塔において、底部温度は、ブテンの脱着が完全な
ものにならないように調節され、このことによって、塔
の底部温度を制限することができ、その結果、溶媒の熱
分解を防ぐことができる。

【０００９】ブテンの１フラクションを含む、底部から
出る溶媒は、大気圧付近の圧力下の精製塔へ送られる。 この塔の作動は、主としてブテンからなる頂部蒸気が、
溶媒の１フラクションをも含むように調節されており、
このことによって、これを一部凝縮して、この段階での
圧縮を避けることにより、塔の還流を確実に行なうこと
ができる。蒸気留出物は、圧縮後、加圧脱着塔へ送られ
、底部から出る精製溶媒は、抽出蒸溜塔の方へ再循環さ
れる。

【００１０】処理される仕込原料は、一般に、蒸気クラ
ッキングまたは接触クラッキングのＣ４留分である。こ
の留分は、例えば抽出蒸溜によって、ブタジエン−１．
３　が除去されており、かつこれのイソブテン含量は、
例えばＭＴＢＥ合成装置において減じられたものであっ
てもよい。

【００１１】従って該仕込原料は、一般に、主としてブ
テン（１−ブテン、シス−２−ブテン、およびトランス
−２−ブテン）、ｎ−ブタン、イソブタン、イソブテン
を小さい割合で含んでおり、炭素原子数３〜５の炭化水
素を痕跡状態で含んでいる。

【００１２】仕込原料のより特別な組成は、例えば下記
のものであってもよい。 イソブタン　　　　　　　　　　：１５〜２０重量％ｎ
−ブタン　　　　　　　　　　：７〜１５重量％１−ブ
テン　　　　　　　　　　：２０〜２５重量％イソブテ
ン　　　　　　　　　　：＜５重量％トランス−２−ブ
テン：２５〜３０重量％シス−２−ブテン　　　　：１
５〜２０重量％。

【００１３】本発明の方法において用いられる溶媒は、
あらゆる選択的な極性溶媒、すなわちこの溶媒中ではブ
タンの揮発性がブテンより高い溶媒である。非限定的な
例として、モノメチルホルムアミド、ジメチルホルムア
ミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドお
よびＮ−メチルピロリドンを挙げることができる。最も
多くの場合、ジメチルホルムアミドを用いる。

【００１４】本発明の方法は、添付図面を参照して、よ
り詳細にこの後に記載される。この図面は、実施におけ
る単純化された配列を表わしている。

【００１５】例えば熱交換器（Ｅ２）を通って５０〜７
０℃の温度に予め再加熱された、処理される仕込原料を
、管路（１）　を経て、４〜１０バールの加圧下の抽出
蒸溜塔（Ｃ１）に導入する。

【００１６】該圧力においてその沸騰温度より低い温度
の抽出溶媒は、管路（２）　を経て、塔（Ｃ１）の上部
に導入される。この溶媒の導入温度は例えば５０〜９０
℃である。溶媒の流量は、仕込原料の流量とは、３〜１
５　ｋｇ／ｋｇの重量比にあってもよい。

【００１７】塔（Ｃ１）は、例えば底部温度９０〜１４
０　℃で作動する。頂部温度は、３０〜７０℃の値に落
着く。

【００１８】管路（３）　を経て頂部から出る留出物は
、主としてイソブタンとｎ−ブタンとを含み、場合によ
ってはこの塔の調節によって、少量の１−ブテンとイソ
ブテンとを含む。留出物の１フラクションは、凝縮後、
還流物として、管路（４）　を経て塔（Ｃ１）の方へ再
送される。流出物の残部を、管路（５）　を経て回収す
る。この残部は、例えばＣ４プールに再送されてもよい
。

【００１９】ブタンが非常にプアになった塔底部の残渣
は、管路（６）　を経て、塔（Ｃ１）の圧力に近い圧力
下にある脱着塔（Ｃ２）の下部の方へ送られる。溶媒が
変質し始める温度より低い塔（Ｃ２）の底部温度は、ブ
テンの部分脱着を実施するように調節される。この温度
は、例えば１５０　〜１７０　℃である。頂部温度は、
３０〜６０℃であってもよい。

【００２０】管路（７）　を経て頂部から出る流出物は
、主として１−ブテンと２−ブテン、および場合によっ
てはわずかな割合のイソブテンを含む。この流出物は凝
縮され、一部、還流物として塔（Ｃ２）の方へ管路（８
）　を経て再送される。流出物の残部を管路（９）　を
経て回収する。

【００２１】管路（１０）を経て出る、塔（Ｃ２）の底
部残渣は、ブテンの１フラクション、例えば３〜５重量
％を依然として含んでいる溶媒流からなる。これは、１
バール付近（例えば０．７　〜１．５　バール）の圧力
、１４０　〜１７０　℃の底部温度と、１２０　〜１５
０　℃の頂部温度との間で作動する精製塔（Ｃ３）の上
部の方へ送られる。

【００２２】管路（１１）を経て塔（Ｃ３）の頂部から
出る流出物は、一部凝縮される。

【００２３】液相は、還流物として還流タンク（Ｂ）　
から塔（Ｃ３）の方へ、管路（１２）を経て再送される
。主としてブテンからなり、小さい割合（例えば３〜６
重量％）の溶媒を含む蒸気相は、管路（１３）を経て圧
縮器（Ｋ）　へ送られる。ここでこの相は、塔（Ｃ２）
の圧力にされた後で、管路（１４）を経て塔（Ｃ２）の
下部に導入される。

【００２４】管路（１５）を経て出る塔の底部残渣は、
ほぼ純粋な溶媒である。これは、抽出蒸溜塔（Ｃ１）の
方へ再循環される。この溶媒流によって運ばれる熱エネ
ルギーは、一般に温度１５０　〜１７０　℃で、一部は
熱交換器（Ｅ１）を介して塔（Ｃ１）の底部を加熱する
ため、一部は熱交換器（Ｅ２）を介して、仕込原料をそ
の泡立ち点まで再加熱するために利用することができる
。溶媒流はさらに、熱交換器（Ｅ３）を通って冷却され
、その後にポンプ（Ｐ）　および管路（１６）を経て塔
（Ｃ１）に送られてもよい。溶媒の補給は、管路（１７
）を経て行われる。

【００２５】本発明の方法によると、主として、用いら
れる溶媒の割合、および抽出蒸溜塔の効率（棚段の数）
によって、例えば約９７重量％、あるいは必要であれば
それ以上の純度で、ブテンを得ることができる。

【００２６】この明細書において、示されている圧力は
絶対圧力である。１バールは０．１　ＭＰａ　であるこ
とを確認する。

【００２７】

【実施例】以下に、本発明の方法の実践的な実施例を示
す。

【００２８】実施例：処理される仕込原料は、表１の第
二欄に示された組成を有する。用いられた溶媒は、純度
が９９．８％以上の無水ジメチルホルムアミドである。 用いられた塔は、下記特徴を有する。抽出蒸溜塔（Ｃ１
）は直径５０　ｍｍ　の鋼製の塔であり、これは、排出
口を備えた１００個の穿孔棚段を備えている。脱着塔（
Ｃ２）は直径５０　ｍｍ　の鋼製の塔であり、これは、
排出口を備えた２０個の穿孔棚段を備えている。精製塔
（Ｃ３）は直径５０　ｍｍ　のガラス製の塔であり、こ
れは、排出口を備えた１０個の穿孔棚段を備えている。

【００２９】これら３つの塔は、鋼製の塔については熱
損失の補償装置によって、およびガラス製の塔について
は熱遮断によって断熱されている。

【００３０】以下にこれらの塔の作動条件、および物質
流の特徴を示す。各塔について、棚段は上から下へ数え
られる。

【００３１】塔（Ｃ１）は、平均圧力５．６　バールで
作動する。この塔には、流量４３６　ｇ／ｈ　で５０℃
の仕込原料、および塔（Ｃ３）から出た、かつ６５℃に
された溶媒が６２段目の棚段のレベルに供給される。１
０段目の棚段のレベルへの溶媒の流入流量は、２，８１
４　ｇ／ｈ　である。９３０　ｇ／ｈ　の留出物の還流
物は、塔の頂部へ送られる。

【００３２】凝縮後の頂部流出物（留出物）の流量およ
び組成は、この表の第三欄に示されている。

【００３３】

【表１】 塔（Ｃ２）は、平均圧力５．４　バールで作動する。こ
の塔には、先行残渣が１８段目の棚段のレベルへ、また
予め５．５　バールに圧縮された精製塔（Ｃ３）の蒸気
流出物１１４ｇ／ｈ　（再循環）が１３０　℃で、２０
段目の棚段のレベルに供給される。留出物１３０　ｇ／
ｈ　の還流物が作られる。

【００３４】凝縮後の頂部流出物（留出物）の流量およ
び組成、並びに残渣の流量および組成は、各々この表の
第四および五欄に示されている。

【００３５】塔（Ｃ３）は大気圧で作動する。この塔に
は、先行塔の残渣が、１段目の棚段のレベルへ１４０　
℃で供給される。頂部流出物の一部凝縮から生じる２０
０　ｇ／ｈ　の液体還流物が作られる。頂部流出物の蒸
気フラクションは、前記のように塔（Ｃ２）へ再循環さ
れる。塔（Ｃ３）の底部において、ほぼ純粋なＤＭＦ　
が回収される。これは、塔（Ｃ１）へ戻される。

【００３６】

【発明の効果】本発明のブタンとブテンとの分離方法に
よると、約９７重量％以上の純度で、ブテンを得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を示す工程図である。

【符号の説明】

（Ｃ１）…抽出蒸溜塔 （Ｃ２）…脱着塔 （Ｃ３）…精製塔 （Ｂ）　…還流タンク （Ｋ）　…圧縮器 （Ｅ１）（Ｅ２）（Ｅ３）…熱交換器 （Ｐ）　…ポンプ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ブタンとブテンとを含む仕込原料から
   の、ブタンとブテンとの分離方法であって、前記仕込原
   料を加圧抽出蒸溜塔へ導入し、この仕込原料と極性溶媒
   とを接触させるが、この溶媒中ではブタンの揮発性の方
   がブテンより高く、頂部から出る留出物が主としてブタ
   ンからなるものである方法において、前記方法は、主に
   溶媒とブテンとを含む、底部で回収される残渣を、加圧
   脱着塔へ送り、この塔において、頂部から出る前記ブテ
   ンの一部脱着が実施され、ブテンのフラクションを含む
   底部から出る溶媒を、大気圧に近い圧力で精製塔へ送り
   、ブテンと溶媒のフラクションとを含む、この塔の頂部
   流出物を一部凝縮し、この凝縮物を、還流物として前記
   精製塔へ再送し、蒸気相を、圧縮後、前記加圧脱着塔へ
   再送し、底部から出る精製溶媒を、抽出蒸溜塔の方へ再
   循環することを特徴とする方法。
2. 【請求項２】　　前記極性溶媒が、モノメチルホルムア
   ミド、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、
   ジメチルアセトアミドおよびＮ−メチルピロリドンから
   選ばれることを特徴とする、請求項１による方法。
3. 【請求項３】　　抽出蒸溜塔が４〜１０バールの圧力で
   作動し、溶媒が前記抽出蒸溜塔の上部へ、前記仕込原料
   の流量との重量比が３〜１５である流量で導入され、塔
   の底部温度が９０〜１４０　℃であり、頂部温度が３０
   〜７０℃であることを特徴とする、請求項１または２に
   よる方法。
4. 【請求項４】　　脱着塔の圧力が４〜１０バールであり
   、溶媒の分解温度より低い底部温度が１５０　〜１７０
   　℃であり、頂部温度が３０〜６０℃であることを特徴
   とする、請求項１〜３のうちの１つによる方法。
5. 【請求項５】　　前記脱着塔の残渣が、大きな割合の溶
   媒と、３〜５重量％のブテンとを含むことを特徴とする
   、請求項１〜４のうちの１つによる方法。
6. 【請求項６】　　精製塔の圧力が約１バールであり、底
   部温度が１４０　〜１７０　℃であり、頂部温度が１２
   ０　〜１５０　℃であることを特徴とする、請求項１〜
   ５のうちの１つによる方法。
7. 【請求項７】　　前記精製塔の頂部流出物が、大きな割
   合のブテンと、３〜６重量％の溶媒とを含むことを特徴
   とする、請求項１〜６のうちの１つによる方法。
8. 【請求項８】　　純度が少なくとも９７重量％のブテン
   混合物が得られることを特徴とする、請求項１〜７のう
   ちの１つによる方法。