NL8402385A - Werkwijze voor de bereiding van zeer zuiver 1-buteen met een laag energieverbruik. - Google Patents

Description

1 * 843086/Ar/mk

Korte aanduiding: Werkwijze voor de bereiding van zeer zuiver 1-buteen met een laag energieverbruik.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een 5 werkwijze voor de bereiding van zeer zuiver 1-buteen met laag energieverbruik.

Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor de bereiding van 1-buteen van polymerisatie kwaliteit met een laag energieverbruik.

10 1-Buteen is een produkt, waarvan het verbruik de laatste jaren is toegenomen, in het bijzonder in verband met de toepassing als comonomeer bij de bereiding van lineair lage dicht-heid-polyetheen (LLDPE).

Andere toepassingen ervan zijn de bereid ing van 15 poly-l-buteen, waarvan in het bijzonder bekend is dat het een goede stabiliteit bij hoge temperatuur bezit, en als comonomeer bij de bereiding van hoge dichtheid-polyetheen.

1-Buteen wordt gewoonlijk aangetroffen in C^-stromen van raffinaderij- of stoomkraakprocessen en de van belang 20 zijnde stromen bevatten afhankelijk van hun oorsprong variërende hoeveelheden isobutaan, n-butaan, isobuteen, 1-buteen, trans- en cis-2-buteen, kleinere hoeveelheden C^- en (^-koolwaterstoffen en eventueel butadieen en acetylenische koolwaterstoffen (methyl-ethyn, propadieen, ethyl-ethyn, vinyl-ethyn).

25 Wanneer het butadieen aanwezig is in aanzienlijke hoeveelheden, zoals in het geval van een van stoomkraakprocessen afkomstige C^-stroom, moet het in een geschikte extractie-eenheid geëxtraheerd worden.

De Cj-frakties, die afkomstig zijn uit stromen 30 van stoomkraken of vloeibare katalytische kraakprocessen bezitten na de afscheiding van butadieen samenstellingen, die bijvoorbeeld in het volgende gebied liggenr Cg bestanddelen 0,2 - 1,5 gew.%

Isobutaan 1-30 gew.£ 8402335 ../¾ ? f · -2-

Isobuteen 1-60 gew.$ n-Butaan 3-20 gew.# 1-Buteen 10-40 gew.$ 5 cis- en trans-2-buteen 8-30 gew.^

Cg-bestanddelen 0,1 - I gew.^

Butadieen + acetylenische verbindingen 0,1 - 6 gew.^

Men heeft op verrassende wijze gevonden, dat 10 1-buteen met zeer grote zuiverheid en met een laag energieverbruik verkregen kan worden uit een stroom met een samenstelling zoals vermeld, nadat een dergelijke stroom eerst zo grondig mogelijk (dat wil zeggen tot een eindconcentratie van 30 tot 200 dpm) met behulp van bekende methoden van 1-buteen bevrijd is.

15 De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding omvat de volgende trappen: 1) de in hoofdzaak van butadieen vrije stroom wordt toegevoerd aan een veretheringseenheid, waarin men het isobuteen laat reageren met een verzadigde alifatische alkanol, in het bijzonder gekozen 20 uit methanol en/of ethanol, in aanwezigheid van een heterogene katalysator met funktionele suifongroepen aan een styreen-di-vinylbenzeen-matrix, in het bijzonder van het Amberlyst-type, waardoor de overeenkomstige tertiaire butylether of ethers verkregen worden; 25 2) de aldus verkregen tertiaire butylether of ethers wordt of worden door destillatie gescheiden van het overblijvende, niet omgezette deel van de stroom in hetzelfde reactievat of in een van de reactiezone gescheiden destillatiezone; het ethervrije produkt zal hierna aangeduid worden als "geraffineerde stroom"; 30 3) de geraffineerde stroom wordt onderworpen aan een hydrogenerings- bewerking om butadieen en de acetylenische verbindingen selectief te hydrogeneren, waardoor hun gehalten verlaagd worden tot een totale waarde van 30 tot 200 ppm, waarbij de selectieve hydrogenering uitgevoerd wordt in aanwezigheid van een geschikte 8402385 -—, Ï -3- £ en bekende katalysator bij een temperatuur tussen 35 en 50 C en een absolute druk tussen 40 en 20 atmosfeer, waardoor de isomerisatie van 1-buteen tot 2-buteen zo gering mogelijk gehouden wordt; 5 4) nadat de geraffineerde stroom selectief gehydrogeneerd is, wordt deze toegevoerd aan een eerste fraktioneringstrap, die uitgevoerd wordt bij een absolute druk tussen 4 en 20 atmosfeer en bij voorkeur tussen 8 en 12 atmosfeer, waaruit als topstroom isobutaan en een geringe hoeveelheid 1-buteen en als bodem-10 stroom de overige bestanddelen van de voeding verkregen worden; 5) de bodemstroom van de eerste fraktioneringstrap wordt toegevoerd aan een tweede fraktioneringstrap, die uitgevoerd wordt bij een absolute druk tussen 4 en 12 atmosfeer en bij voorkeur tussen 6 en 10 atmosfeer, waardoor een topstroom bestaande uit 15 zeer zuiver 1-buteen, in het bijzonder van polymerisatie-kwali-teit en een bodemstroom bestaande uit n-butaan, cis- en trans-2-buteen en een geringe hoeveelheid 1-buteen worden verkregen, welke werkwijze gekenmerkt is doordat de topstroomprodukten uit de tweede fraktioneringstrap samengeperst worden met behulp 20 van een compressor en na aldus te zijn samengeperst gedeeltelijk toegevoerd worden aan de herverdamper van de eerste fraktioneringstrap en de rest naar de herverdamper van de tweede fraktioneringstrap om het bodemprodukt van de twee fraktione-ringstrappen te verdampen, waarbij het gecondenseerde 1-buteen 25 in de twee herverdampers gedeeltelijk als eindprodukt wordt afgevoerd en gedeeltelijk in andere trappen van de werkwijze wordt toegepast.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvozm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt het 1-buteen, dat niet afgevoerd 30 wordt als eindprodukt, gedeeltelijk toegevoerd aan de topstroom van de tweede fraktioneringstrap, waarin het als terugvloeimiddel wordt toegepast, en gedeeltelijk naar de topcondensor van de eerste fraktioneringstrap, waar het door zijn volledige verdamping toegepast wordt als koelmedium voor het condenseren van de top- 8 4 ö 2 3 8 5 -4- 1 I * stroom van de eerste fraktioneringstrap, die men gedeeltelijk laat terugvloeien en gedeeltelijk afvoert.

Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding laat men het 1-buteen, dat toege-5 voerd wordt aan de topstroom van de tweede fraktioneringstrap om daarin als terugvloeimiddel toegepast te worden en/of het 1-buteen, dat toegevoerd wordt aan de condensor van de eerste fraktionerings-trap, expanderen alvorens ze respektievelijk als terugvloeimiddel in de tweede trap en als koelmiddel in de eerste trap worden ge-10 leid, en tijdens deze expansie wordt een volume van 1-buteendampen gevormd, dat tesamen met de dampen van 1-buteen afkomstig uit de condensor van de eerste trap en die van de topstroom van de tweede trap toegevoerd wordt aan een of beide herverdampers van de twee fraktioneringstrappen, na een voorafgaande compressie. De her-15 verdampers van de twee fraktioneringstrappen kunnen tevens gevoed worden met stoom van buiten, wanneer het 1-buteen niet genoeg is, en dit gebeurd in het algemeen, wanneer aan de herverdampers alleen het 1-buteen wordt toegevoerd, dat afkomstig is uit de topstroom van de tweede fraktioneringstrap.

20 Het is van belang om op te merken, dat door uit voering van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, in het bijzonder in zijn voorkeursuitvoeringsvorm en bijzondere uitvoeringsvorm, de uitsluitend toegepaste energie degene is, die noodzakelijk is voor de compressietrap en daarnaast het gebruik van 25 sle (hts een compressiemiddel voor het mengsel van stromen van 1-buteen de bedrijfskosten van de werkwijze nog verder verlaagd.

De werkwijze volgens de uitvinding zal nu toegelicht worden aan de hand van de bijgevoegde tekening, die echter niet als een beperking van de uitvinding opgevat moet worden.

30 De koolwaterstofstroom (1), die isobuteen, n- bütaan, 1-buteen, cis- en trans-2-buteen en kleinere percentages Cg en (^-koolwaterstoffen, butadieen en acetylenische koolwaterstoffen bevat, wordt toegevoerd aan de veretheringseenheid (12), waarin de stroom reageert met methanol (2) onder vorming van methyl- 8402385 -5- tert.butylether (3), dat met bekende middelen van de overige prodokten in de stroom wordt gescheiden, De van iscbuteen bevrijde stroom (4) (geraffineerde stroom) wordt toegevoerd aan de eenheid (13) voor de selectieve hydrogenering van butadieen en acetyleen-5 verbindingen, waarin butadieen en de acetyleenverbindingen reageren met waterstof (5).

De stroom (36) bevat vrijwel alle niet omgezette waterstof en een bepaalde hoeveelheid C^-fraktie.

De gehydrogeneerde geraffineerde ptroom (6) wordt 10 toegevoerd aan de destillatiekolom (7) met een absolute druk tussen 8 en 12 atmosfeer; uit de top van de kolom worden isobutaan en een kleine hoeveelheid 1-buteen afgescheiden, de topstroom van de kolom (7) wordt gecondenseerd in de condens^oreenheid (14), waardoor een vloeibare stroom (15) wordt verkregen, die in hoofdzaak bestaat 15 uit isobutaan, en gedeeltelijk toegepast wordt als terugvloei- middel (16) en gedeeltelijk (8) wordt afgevoerd uit de inrichting.

Het bodemprodukt (9) wordt toegevoerd aan de destillatiekolom (17), waaruit aan de top zeer zuiver 1-buteen (18) wordt afgescheiden en aan de bodem de overige produkten van de 20 geraffineerde stroom (11) warden afgescheiden,

De stroom (18) wordt gemengd met de stroom (19) uit de condensor (14), waardoor aldus de stroom (20) wordt gevormd.

De laatstgenoemde stroom wordt samengeperst door 25 de compressor (21) vanaf een absolute druk van 3 atmosfeer tot een absolute einddruk van 10 tot 20 atmosfeer.

De samengeperste stroom (22) wordt toegevoerd aan de herverdampers (23) en (24) van de twee kolommen (7) en (17) en de condensaten (25) en (26) worden in het vat (27) geleid.

30 Het vloeibare 1-buteen (28) uit het vat (27) stroomt door de pomp (29) en wordt gedeeltelijk afgevoerd (10) en gedeeltelijk verdeeld in de twee stromen (30) en (31).

Het 1-buteen in de stroom (30) wordt gekoeld in (32), geexpandeerd in de expansieklep (33) tot een absolute druk 8402385 s*. -¾ 5, , -ó- ναη ongeveer 3 atmosfeer en vervolgens als koelmedium toegevoerd aan de condensor (14).

Het 1-buteen in de stroom (31) wordt gekoeld in (34), geëxpandeerd in (35) tot de in de kolom (17) heersende druk en tenslotte als terugvloeimiddel in de kolom (17) geleid.

Een balans van de werkwijze zal nu opgemaakt worden met verwijzing naar de bijgevoegde tekening voor een voeding met de vermelde samenstelling^ De buitengewone zuiverheid van het verkregen 1-buteen kan opgemerkt worden.

8402385 £ .-¾ -7 * Π -4 Μ -Π Η « Ο Ο Ί* 3 Η. Η-1 Μ w ** Ρ . Ρ 2 Η α r+ "< Ο + ut Η- Η 1 - ι a a f U Μ 2 c 3 Q t» —I Ο I WütflWCïOöOI 5 *" § 3 Η· > -KX'iaC ICg-O'Tijr S.

in Π ζΛ l> TiON3t*<+n*CC-JiO J+ S or^ «οι i q c e +· t· <o o <* S* “ e «=130300 <

MC Q w CL 3 3 O

Γ c -t- ® c 5“ * α >t o ® ® 2 2 2 i o 7 = 5 I 7 3 » 1 1 * 3 1 * Cï 3 >*> Q H* i—· CO NS JJ*

U X α >. Μ O M U . <Q

i-| O O OOOOOOOO C

« è ij * ^ S t— <a o H- i—* co ns _ ,2 ö t- 00*.VlOOMCJO i «

o NjCOCO'sJONSOs'O X

7Γ

NO t— I- «O NS <P

ai t ao Jw nj o to l \ ^ Ut nSuNNhOiO c p Q Ui o O O (Ji O O O c “ o ί *" 3 8 . ss£5o2oSo 1 1

X o h- SSSSNlvOt—UiNS X

7Γ us

Os I I I I i I 1 I I o ξ

CO O ^ UI

* w δ S BS

δ I l I I 1 I I I I P <

O O -X

SS (-» I-* NS NS ,2Γ UI S3 UI 03 00 CJ ώ μ £ , p s: , si s s s - §· H UI 8 M Os ^ ö K η- «s

_j O N- I- NO Np S

O O S3 UI S3 Ό O > O < X ' I * -s « l - - * O UlOH· NI I—· CO Ό <o" d NI I ΌΝΟΙ it S O N3 g" N| UI W H C3 ίο δί O H» H- CO NS 2 X Os NS CO I h- I Ό > ·“? , f % « I» ^ % ** *

q ca ό o» ι-» os ui ui X

M NS 2f*

< ij NS CO «J

p NJ UI cn so ^ >s èo I- I I- Os UI I S3 NS Ό O =

2 H

ril 00 2 H- «2 2 S oo o X δ O O Ό O Os CO < m I I» % J ^ ^ ^ *

O NS NS UI Η V| U X

Os I- H· NS ,** CO SS UI 03 UI <$ ^ O I S N S I NS 03 Η- I ‘e PS8 w. ta HO H NS N3 CO 2 3 O CONSOs -SO 5 X ~ I ' ' ' I'' I !·

O iO NS Os 00 N- X

e 84 0 2 3 8 5 J- it -8- σ -j <· -τι » ο η -μ 3Η- η* μ μ » ο χ -σ Ί Ο Ί· X Ο Μ ΟΙ Η· Η I ' I » ΙΛ Η· W Ν> Η- C 3 3 » -1 Ο 1 1» Ο 03 CJ 00 Ο Ο Ο I 2 7Γ -α 3 Ρ· > τι JT I 3CIC0“0--hJ· Ο ο α. ι» >- -, ο w «· ** « ί* <= c -* ο η* τν Η η 1“ Ο Ο I I Q C Ο <+ Μ Λ Ο » α q ar 3>—•CPN5Qt«0Q3h- σ* Τ Ο ¢¢13 0 3 0 3 € 5c Ο ·+- (Γ Ο. 3 3 Ο • c r+ Η* O' C Η· <Τ α η ο ο ο μ ο ο Τ Ο >13 0« Μ

3 Ο I 10 3 I

• Ο 3 Ν3 Μ 3" οι οι <α η 5 ι ι ιο > ι χ co ΐ“ ι ι c ® δ Κ <β ο ο 8 ο ο 8 ο ο 2

Tl « I I'·" ' ' ' II* Ο μ- οι α Ο ω ι- ^ "Ο 3 ,.

Al Τ* μ» ΪΓ Ν3 Ό Ο» V <0

^ Μ I CN 8 Οι I Οι I I IIC

Α 8 § 00 ° S Η- <α ι- Η Ο NO CJ A Ο ο Ο Η UI Ν) Ο ϊ ^ ' Ι'"'Ι'ΙΙ I I · Ο a VI οι Α I— — ο ο NJ Ον CJ !θ ΟΙ ΟΙ A Ο Α \

Α Ο l·- 00 00 I Μ U Μ IIC

ΟΙ ΟΙ > Οι IIWOA 5 ^ Τ *1 I— =σ οο ι- (Ο 8ό ο Ο Ο Ό Ο Ο . < ' II"' I ' ' ' I ι ·

Ο π* οι ο ω ι— X

ν ,?Γ Ο <3 I- > f-n £ α. 5 ίο Η £ -π Ό ο <α ϊΓ < 8 >< Η> Η- μ- (—· ^ I— Ον Ο CJ ΙΟ <00 00 Ο Ν| A Α \

Ρ ΟΙ I I Μ Ol I O' Ν CJ IIC

Ο ί>0 Ό 3

κ Λ Π Η NJ

Ο Ο Μ ο» 1 (Λ Η* ΙΟ CJ Η Ο Ό ® Ο Ο Ο Ο Ό Ο Ο « ΤΙ - I I '' I ' ' ' I I * Ο Η* ΟΙ Ο Ο I— Μ ^ Μ _ μ· μ- Η* 7Γ Ο Ml·- Α Ο. ΙΟ SI Ο» VJ Ον Ν 00 \

•vj I I 00 ΟΙ I Ν Ν μ I I C

Ο ΟΙ Ον C

Μ > *1 Μ Μ Ο 2 Ν3 οι Ο Ό μ- 13 Γ w ο Ό ο

ν| Ο Ο Ο Ό Ο Ο C

' II' ' I'"' I I ·

Ο μ- οι Ο ü η X

Μ ^ ο or < Ό ΟΙ » Ο ΙΟ

Ρ Μ Ο» Ό NJ ω A S

Q Ον I I οι Μ I Ο Ό ΙΌ IIC

μ no m Ο w g ,, οι Ο μ τ ω οι _ ο —ι μ- ΙΟ 8 § |(οο(^οο ι(2 Ο μ οι Ο Ο μ Ή r 8*02385 . £ "5 -9- ? s* " ·? S “οΓ & q ? r 7 «? » “ cP nF S'

β 3 Q <* -ί βτ·? 3?“?Γ Ο·ίιί· Q

* 5 g_ 7 £ ir^SS-i'cc^g S- Λ ® ο n eotioce^-H-go <· ο q 3· 3>— σ·Ν>α<+2293ϊ^ § 3- β «ciaasoo c

WC Q Η- Q- 3 3 Q

. C -+ <+ O C £' £

Q M O ® ® ί 2 H

3 β 1 10 3 1 • O 3 )— H- S. S so Τ' J, S W Ό ΙΌ Φ* <3 & O OBOkll-OlH-ll^.

O CO I I I—* O' c

O H

I— Ό H· CO

01 o « <n η· 4 -s , , ? -°. I ? -: . . i Q h- <J1 O CJ *-* ** Q Ο Λ” 2 01 ο ω w ta ^ CO O' Ό N) f* § , , ,- >0 I g 0. 0 < < g

0 CO w >1 fC

5 8 l 5 * « * CO Ο Ο ΟΟ,ΌΟΟ ,,5 ^ Q I—> CJt O CO &—1 ^ 8402385

Claims (3)

1. Werkwijze voor de bereiding van zeer zuiver 1- buteen met een laag energieverbruik uit een ruw materiaal bestaan-5 de uit een C^-stroom, die butadieen en acetylenische verbindingen in geringe hoeveelheden bevat, waaruit isobuteen verwijderd is door veretheren met een verzadigde alifatische alkanol omvattende de trap van het onderwerpen van de in hoofdzaak isobuteen-vrije stroom aan een selectieve hydrogenering om het gehalte aan buta-10 dieen en acetyleenverbindingen te verlagen tot een totale hoeveelheid van 30 tot 200 ppm en voorts de trap van het toevoeren van de van de selectieve hydrogenering afkomstige stroom aan een eerste fraktioneringstrap bij een absolute druk van 4 tot 20 atmosfeer, waaruit een topstroom bestaande uit isobutaan en een geringe hoe-15 veelheid 1-buteen en een bodemstroom bestaande uit de overige bestanddelen van de oorspronkelijke stroom worden verkregen, en tot slotte de trap van het toevoeren van de bodemstroom van de eerste fraktioneringstrap aan een tweede fraktioneringstrap bij een absolute druk van 4 tot 12 atmosfeer, waardoor een topprodukt bestaande 20 uit zeer zuiver 1-buteen en een bodemprodukt bestaande uit n-butaan, trans- en cis-2-buteen en een geringe hoeveelheid 1-buteen worden verkregen, met het kenmerk, dat men de topprodukten van de tweede fraktioneringstrap samenperst met behulp van een compressor en na samengeperst te zijn gedeeltelijk naar de herverr 25 damper van de eerste fraktioneringstrap en voor de rest naar de her-damper van de tweede fraktioneringstrap leidt, terwijl men het in t de twee herverdampers gecondenseerde 1-buteen gedeeltelijk als eindprodukt afvoert en gedeeltelijk in andere trappen van de werkwijze toepast.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat men het 1-buteen, dat niet afgevóerd wordt als eindprodukt, gedeeltelijk toevoert aan het topgedeelte van de tweede fraktioneringstrap, waarin het als terugvloeimiddel wordt toegepast, en gedeeltelijk naar de topcondensor van de eerste 8402385 fraktioneringstxcp, waarin het verdampt wordt en tce gepast wordt als koelmedium om de topprodukten te condenseren.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men het 1-buteen, dat als terugvloeimiddel naar 5 het topgedeelte van de tweede fraktioneringstrap en/of het 1-buteen dat toegevoerd wordt aan de condensor van de eerste fraktioneringstrap, laat expanderen alvorens het respectievelijk als terugvloeimiddel in de tweede trap en als koelmiddel in de eerste trap te leiden, waardoor een 1-buteendamp wordt gevormd, die men tesamen 10 met de in de condensor van de eerste trap gevormde 1-buteen-dampen en de van de top van de tweede trap afkomstige 1-buteen-dampen naar een of beide herverdampers van de twee fraktionerings-trappen leidt. 8402385