NO139477B - Fremgangsmaate til utvinning av isopren i azeotrop blanding med n-pentan fra c-5 hydrocarbonblanding ved to-trinns destillasjon - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår utvinning av isopren fra hydrocarbonstrømmer bestående helt eller overveiende av hydrocarboner inneholdende 5 carbonatomer, herefter kalt C-5 hydrocarboner. Hydrocarjonstrømmer inneholdende for det meste C-5 hydrocarboner resulterer fra dampkrakking av nafta og andre hydrocarbonutgangs-materialer hovedsakelig for fremstilling av ethylen. Disse bi-produkt C-5 strømmer inneholder tilstrekkelig isopren til at de er særlig egnet for utvinning av isopren.

Den senere utvikling innen polymerkjemien har gjort isopren til et ønsket produkt. Katalysatorsystemer er utviklet som,

når de anvendes i oppløsningspolymerisasjonen av isopren, bevirker at isoprenet danner et polyisopren med stereospesifikk struktur.

Av særlig interesse er et polyisopren i hvilket isoprenenhetene er koblet på slik måte at der dannes polyisopren inneholdende en høy prosent, noe over 90 % isoprenenheter i en cis-1,4-konfigurasjon, ved anvendelse av katalysator omfattende en blanding av aluminiumtrialkylforbindelse og titantetraklorid. Dette høye cis-1,4-polyisopren er særlig egnet som erstatning for naturlig gummi i slike ting som bildekk og andre gummiartikler.

Der er beskrevet mange metoder for syntetisk fremstil-

ling av isopren eller utvinning av isopren fra slike produktstrøm-mer som ovenfor angitt.

I britisk patentskrift 1.255.578 er beskrevet en syntetisk prosess for fremstilling av isopren hvor isobutylen omsettes eller kondenseres med formaldehyd i dampfase og i nærvær av en fast syrekatalysator omfattende siliconoxyd og antimonoxyd.

Andre metoder har også vært foreslått for å separere

eller utvinne det isopren som inneholdes i hydrocarbonstrømmer rike på isopren, slik som de hydrocarbonstrømmer som fåes fra dampkrakking av nafta. I f.eks. US patentskrift 3.692.861 separeres et meget rent isopren fra en C-5 hydrocarbonfraksjon avle-

det fra krakking av petroleum, særlig nafta. Fra denne strøm inneholdende C-5 paraffiner, C-5 monoolefiner, C-5 diolefiner (isopren) , C-5 acetylener og mindre mengder av andre C-5 og C-6 hydrocarboner og svovel, fjernes hoveddelen av cyclopentadien og acetylenene ved dimerisering ved varmefuktning (heat soaking) og destillasjon og behandling av den gjenværende fraksjon med natrium dispergert i alifatiske enverdige alkoholer med 1-18 carbonatomer. I US patentskrift 2.971.036 er beskrevet en fremgangsmåte for separering av renset isopren fra en dampkrakket C-5 fraksjon inneholdende monoolefiner og diolefiner innbefattet isopren og cyclopentadien, hvilken omfatter varmefuktning av hydrocarbon-fraksjonen for å dimerisere en betydelig mengde cyclopentadien, hvorefter en isoprenrik fraksjon selektivt destilleres fra den varmefuktede fraksjon, hvorefter der foretas en separering av isoprenet, monoolefinene og paraffiner ved ekstraksjonsdestillasjon med et oppløsningsmiddel for å ekstrahere isoprenet og cyclopentadien, hvorefter et isoprenkonsentrat separeres og varmefuktes i en andre sone for å dimerisere det gjenværende cyclopentadien, hvorefter isoprenet destilleres fra den varmefuktede fraksjon. I US patentskrift 3.301.915 er beskrevet en fremgangsmåte for utvinning av en isoprenfraksjon som et overløp ved fraksjonert destillasjon fra en hydrocarbonstrøm inneholdende isopren og cyclopentadien og bestående hovedsakelig av C-5 hydrocarboner, i hvilken fremgangsmåte væske fjernes under forløpet av den fraksjonerte destillasjon ved et mellomliggende punkt i destillasjonssystemet

og underkastes dimeriseringsbetingelser for å dimerisere cyclopentadienet og føre denne fraksjon tilbake til det mellomliggende punkt i det fraksjonerte destillasjonssystem. , I britisk patentskrift 1.225.549 er beskrevet en fremgangsmåte for separering av isopren fra et C-5 hydrocarbonutgangsmateriale inneholdende cyclopentadien og acetylener som består i at C-5 strømmen underkastes en første ekstraksjonsdestillasjon for derved å fjerne en hoved-mengde av cyclopentadienet og acetylen, hvorefter det gjenværende av utgangsmateriale t fra den første ekstraksjonsdestillasjon underkastes en annen ekstraksjonsdestillasjon for derved selektivt å ekstrahere et isoprenrikt materiale og underkaste dette isopren-rike materiale to destillasjonsprosesser.

US patentskrift 3.577.239 beskriver en fremgangsmåte for separering av en C-5 hydrocarbonstrøm i dens komponenter ..ved at der først foretas en varmebehandling av strømmen ved 90-110°C

i 1 - 3 timer for å dimerisere en hoveddel av cyclopentadienet, efterfulgt av tre suksessive destillasjoner under dannelse av fire konsentrater, et dieyclopentadienkonsentrat, -et konsentrat av bestanddeler som er mer flyktige enn isopren, et isoprenkonsentrat og piperylenkonsentrat.

Alle disse kjente metoder har enkelte ulemper. Hovedulempen forbundet med de kjente metoder som anvender C-5 hydrocar-bonstrømmer inneholdende isopren er at altfor mange trinn anvendes, slik som varmefuktning, ekstraksjonsdestillasjoner og doble fraksjoneringer for å fjerne de paraffiniske hydrocarboner og de monoolefiniske hydrocarboner fra isopren. Andre ulemper ved de kjente metoder hvori C-5 isoprenholdige strømmer anvendes som utgangsmateriale er at de er tidskrevende og krever ekstra utstyr for utvinning av isopren. Hovedulempen ved alle disse kjente metoder er at de krever enten stort kapitalforbruk til anlegg og/ eller krever betydelig energi til varme for de multiple destillasjoner og lignende.

Ved foreliggende oppfinnelse er mange av disse ulemper

overvunnet.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for utvinning av isopren i azeotrop blanding med n-pentan fra en strøm av isopren, n-pentan og ellers hovedsakelig andre C-5 hydrocarboner, som underkastes to suksessive høyeffektive destillasjoner, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at første destillasjon utføres på slik måte at hydrocarboner som er mer flyktige enn azeotropen av isopren/n-pentan fjernes som en toppfraksjon, og de andre hydrocarboner i strømmen tas ut som en bunnfraksjon som derefter underkastes en andre destillasjon som utføres på slik måte at azeotropen av isopren/n-pentan tas ut som en toppfraksjon og de andre hydrocarboner som er mindre flyktige enn azeotropen av isopren/n-pentan fjernes som en bunnfraksjon.

Det er kjent at utgangsmaterialer som fåes fra dampkrakking av nafta inneholder et stort antall hydrocarbonfraksjo-ner. Den fraksjon som fullstendig eller dominerende er sammen-satt av hydrocarboner inneholdende 5 carbonatomer inneholder vanligvis mellom 8 og 20 vekt% isoprén, fra ca. 12 til 30 vekt% pen-tener, fra ca. 6 til ca. 14 vekt*,, piperylen, fra ca. 4 til ca. 20 vekt% 1,3-cyclopentadien, ca. 0,'bl - 0,6 % forskjellige acetylener, ca. 9 - ca. 20 vekt% isopentan, ca. 10 til ca. 20 % normal-pentan og fra ca. 2 til ca. 10 % cyclopentan.

Det er alminnelig kjentj-at i fremgangsmåter for polymerisering av isopren under dannelse av høy-cis-1,4-polyisopren ved hjelp av koordinasjonskatålysatorér, særlig blandinger av aluminiumtrialkylforbindelser og titantetraklorid, bør polymerisasjons-blandingen være relativt fri for cyclopentadien og acetylener, da økende mengder av disse materialer er tilbøyelig til å virke som gifter på slike polymerisasjonskatålysatorér. På grunn av den binære azeotrop som foreligger mellom isopren og n-pentan og de binære azeotroper som foreligger mellom n-pentan og forskjellige katalysatorgifter innbefattet 1,3-cyclopentadien og forskjellige acetylener, har det alltid vært ansett umulig å utvinne isopren av polymerisasjonskvalitet direkte ved destillasjon uten først å fjerne n-pentan fra strømmen ved slike midler som ekstraksjonsdestillasjon med et polart oppløsningsmiddel. Det er imidlertid oppdaget at ved å underkaste en C-5 strøm inneholdende disse komponenter en meget høyeffektiv destillasjon, kan isopren/n-pentan-azeotropblandingen utvinnes hovedsakelig fri for katalysatorgifter. Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte ved hvilken isopreninnholdet i disse urene C-5 strømmer kan utvinnes fra de andre uønskede hhdrocarboner, særlig cyclopentadien og acetylener. Selvom forskjellige oppløsningsmidler anvendes i polymerisasjonen, er det rensede n-pentan som utvinnes med isoprenet meget nyttig og ønsket som et polymerisasjonsoppløsnings-middel for isopren.

Ganske typisk behandler foreliggende fremgangsmåte isopren/n-pentanazeotropen som et rent hydrocarbon mer enn en blanding av to hydrocarboner. Den azeotrope blanding inneholder ca. 73,4 vekt% isopren og 26,6 vekt% n-pentan. F.eks. underkastes en uren C-5 strora inneholdende en dominerende mengde isopentan, 1-penten, 2-methyl-1-buten, isopren, n-pentan, 2-methyl-2-buten, 1-trans-3-pentadien, l-cis-3-pentadien, noe cyclopenten, noe cyclopentan, noe 2-methy1-pentan, noe 1,4-pentadien og. noe 1,3-cyclopentadien og noe 3-methyl-1-buten sammen med små mengder av forskjellige acetyleniske forbindelser et forste destillasjonstrinn i hvilket de tilstedeværende hydrocarboner som er mere flyktige enn azeotropen av isopren/n-pentan fjernes. Overlopsfraksjonen inneholder dominerende mengde isopentan, 1-penten, 2-methyl-1-buten, en meget liten mengde isopren, 3-methyl-1-buten og 1,4-pentadien såvel som mindre mengder av forskjellige andre mettede og umettede C-4 og C-5 hydrocarboner, særlig acetylener. Denne overlbpsfraksjon fra forste destillasjon kan avsettes som bensin, da mesteparten, om ikke alt, av n-pentanet er fjernet slik at raffinatet således er forbedret med hensyn til oktantall. Bunnproduktene fra denne forste destillasjon som inneholder en dominerende mengde isopren, n-pentan, 1,3-pentadien, cyclopenten, trans-2-penten, cis-2-penten, 2-methy1-2-buten, 1,3-cyclopentadien, cyclopentan, dicyclopentadien og andre hydrocarboner innbefattende andre C-5 acetylener underkastes derefter en andre destiliasjon.I den annen destillasjon taes den azeotrope blanding av isopren/n-pentan som overlop i mengder på ca. 73 vekt% og ca. 27 vekt% n-pentan. - Enkelte ubetydelige mengder, vanligvis mindre enn 30 deler pr. million, av 1,3-cyclopentadien, isopryn (2-methyl-l-buten-3-yn), 2-tubyn, 1-pentyn og l-penten-4-yn ledsager isopren/n-pentanazeotropen.. På grunn av arten av den separasjon som diskuteres (separasjon av isopren/n-pentanazeotropen fra overskudd n-pentan) vil sammensetningen av overlopet nærme seg sammensetningen av azeotropen fra den n-pentanrike side. Sammensetningen av overlopet vil således være 65/35 isopren/n-pentan eller et noe annet forhold mellom forholdet mellom disse bestanddeler i utgangsmaterialet til den annen kolonne og den azeotrope sammensetning. Den hoyeste renhet for en gitt kolonnefunksjon ville imidlertid oppnåes fra en overlopssammensetning som nærmet seg den azeotrope sammensetning. Bunnproduktene fra den annen destillasjon som hovedsakelig består av n-pentan, trans-2-penten, 2-methyl-2-buten, 2-methyl-penten, 1,3-pentadien og hexan såvel som små mengder av andre C-5 hydrocarboner og eventuelt dimerisert 1,3-cyclopentadien som er mindre flyktige enn azeotropen kan utnyttes 6kon:dnisk på

flere måter. Bunnproduktene fra den annen destillasjon kan være et hydrocarbonharpiksutgangsmateriale som anvendes ved fremstilling av andre elastomerer, det kan hydrogéneres og selges som et iblandings-raateriale til bensin, eller de kan brennes og anvendes som brensel. Således fremgår det at foreliggende oppfinnelse består i utvinning av den azeotrope blanding-av isopren/n-pentan såvel som andre verdifulle hydrocarbonblandinger.

Destillasjonsbetingelser for en gitt separasjon er ikke spesifisert, da mange kombinasjoner av teoretiske trinn og tilbakelopsforhold vil resultere i hovedsakelig den samme separering. Også forskjeller i sammensetningen av utgangsmaterialet påvirker betin-gelsene for utvinning av et produkt av samme sammensetning. Gene-relt vil imidlertid separering av isopren/n-pentanazeotropen fra en C-5 strom direkte ved destillasjon i en form egnet for polymerisa-sjon (meget få deler 1,3-cyclopentadien og acetylener pr. million deler) kreve 100 - 250 teoretiske trinn eller trau. Hvis mere enn spormengder av 1,3-cyclopentadien og acetylener vil kunne tolereres på grunn av en sekundær rensemetode eller ved at der anvendes en polymerisasjonskatalysator som er mindre folsom overfor disse gifter, kan den hovedsakelig rene azeotrop utvinnes i kolonner med færre teoretiske trinn.

Om dnsket kan de små mengder 1,3-cyclopentadien i den azeotrope blanding av isopren/n-pentan fjernes ved å underkaste den azeotrope blanding eller overlopsfraksjonen fra det annet destillasjonstrinn kjemisk behandling for fjernelse av 1,3-cyclopentadienet. Der er kjent forskjellige kjemiske behandlinger for å fjerne cyclopentadien fra andre hydrocarbonblandinger. F.eks. er det kjent at reaksjonen mellom maleinsyreanhydrid og 1,3-cyclopentadien vil selektivt tillate fjernelse av cyclopentadien fra en blanding av hydrocarboner inneholdende cyclopentadien. Det eneste man har å gjore er å behandle hydrocarbonstrommen inneholdende cyclopentadienet med maleinsyreanhydrid, eller med maleinsyreanhydrid opplost i et egnet opplosningsmiddel, som selektivt danner et addukt med 1,3-cyclopentadien som kan fjernes fra azeotropen ved flashdestillasjon eller ved å vaske blandingen med en vannopplosning av natriumhydroxyd.

En annen metode som kan anvendes for å fjerne 1,3-cyclopentadien er å behandle den azeotrope blanding inneholdende 1,3-cyclopentadienet med natrium i nærvær av en alifatisk alkohol. Ved denne natriumbehandling er det vanligvis fordelaktig å ha natriumet dispergert i et lett separerbart hydrocarbonmedium, vanligvis i en partikkelstorrelse fra 1 til ICO micron. Dispersjonen inneholder vanligvis fra 20 til 60 vekt% natrium. De alifatiske alkoholer som er egnet for anvendelse i denne prosess er methyl, ethyl, propyl, butyl, amyl, hexyl og lignende. Av disse foretrekkes vanligvis å anvende ~isopropyl, isoarayl eller tertiær butylalkohol. Natriummengden er vanligvis basert på mengden av det 1,3-cyclopentadien som finnes i hydrocarbonblandingen,og natriummengden i forhold til mengden av cyclopentadiener er ca. en ekvivalentmengde eller et meget svakt overskudd.

Om det dnskes å fjerne spormengdene av acetylene som foreligger i den azeotrope blanding av isopren/n-pentan som fåes fra destillasjonen, er en egnet metode den samme som er foreslått for cyclopentadien, en behandling med natrium i nærvær av en alifatisk alkohol. Således kan man bevirke fjernelse av 1,3-cyclopentadienet samtidig som acetylenene fjernes ved å behandle den azeotrope blanding av isopren/n-pentan inneholdende både 1,3-cyclopentadien og acetylener med tilstrekkelig natrium-alkoholblanding til å omsettes med både cyclopentadienet og acetylenene samtidig.

En annen metode for fjernelse av acetylenene selektivt er

å selektivt hydrogenere de acetyleniske forurensninger ved å fore azeotropen sammen med hydrogen over en typisk hydrogeneringskatalysator, slik som f.eks. kobberbasert katalysator i forste rekke kob-ber på en silicabærer. Andre hydrogeneringskatalysatorer som kan anvendes er cobolt/molybden, palladium på aluminiumoxyd, palladium på kobberkromit eller bariumaktivert kobberkromit.

Fagmannen innen området vil lett kunne bestemme de nødven-dige betingelser for maleinsyreanhydridbehandlingen, natrium/alko-holbehandlingen og hydrogeneringen av den azeotrope blanding av isopren/n-pentan for å fjerne 1,3-cyclopentadienet og/eller acetylenene fra denne azeotrope blanding, da disse metoder er velkjente innen faget.

Der er et utall prosessformer som angår utvinning av isopren av polymerisasjonskvalitet fra C-5 strommer som en blanding med n-pentan, i forste rekke som isopren/n-pentanazeotrop. Valget av den foretrukne form vil avhenge av C-5 hydrocarbonkilden, lokal-iseringen av de forskjellige anlegg og den dnskede renhet av isoprenet.

Fremgangsmåten ifolge oppfinnelse vil bli ytterligere for-klart med henvisning til de medfolgende tegninger. I tegningene hvor

Fig. 1 viser en foretrutøken utfdrelsesform, er A den des-tillas jjonskolonne .hvori den forste destillasjon utfores for å fjerne som overlop fra destillasjonskolonne A* alle C-5 hydrocarbonkomponenter av utgangsmaterialet som er mere flyktig enn azeotropen av isopren/n-pentan, og B betegner det annet destillasjonstårn som drives for å separere overskudd n-pentan og alle andre C-5 hydrocarboner som er mindre flyktige enn azeotropen, og disse hydrocarboner fjernes fra kolonne B som bunnprodukter, og azeotropen fjernes som overlop fra kolonne B.

Hvis kravet med hensyn til renhet av isoprenet var mere moderat, eller hvis sekundære behandlinger for fjernelse av katalysatorgifter, slik som 1,3-cyclopentadien og acety lener, av enkelte grunner var onsket, kunne den form som er vist i fig. 1 drives ved redusert effektivitet, og en uren blanding av isopren og n-pentan kunne anvendes direkte, eller ytterligere behandlinger kunne anvendes for å gi den dnskede renhet.

Fig. 2 viser en annen utfbrelsesform av oppfinnelsen. Kolonnene A og B er de samme som beskrevet i fig. 1, og C er en kontakt-anordning hvor azeotropen bringes i kontakt med maleinsyreanhydrid eller annen kjemisk behandling for å fjerne 1,3-cyclopentadien. Denne behandling med maleinsyreanhydrid bevirker en reaksjon med 1,3-cyclopentadien, og azeotropen fjernes fra disse reaksjons-produkter i vasker D som et overldpsprodukt efter at det er bragt i kontakt med vannopplosningen av natriumhydroxyd. En ikke vist alternativ metode for utvinning av den rensede azeotrop fra maleinsyreanhydrid-cyclopentadienadduktet ville være en enkel flash-destillasjon.

I fig. 4 som illustrerer en annen utfdrelsesform av oppfinnelsen er kolonnene A og B de samme som beskrevet i fig. 1, og E er. en hydrogeneringsenhet for hydrogenering av acetyleniske forbindelser som eventuelt foreligger i azeotropen.

Fig. 3 illustrerer en annen utfdrelsesform av oppfinnelsen hvor kolonnene A og B har de samme funksjoner som i utfdrelsesformen ifolge fig. 1. Den azeotrope blanding som forlater kolonne B omsettes videre med hydrogen i nærvær av en katalysator for å hydrogenere de acetyleniske forbindelser som eventuelt finnes i azeotropen. Efter at hydrogeneringen er fullfort, kan den azeotrope blanding bringes i kontakt med maleinsyreanhydrid eller annen kjemisk behandling for å fjerne 1,3-cyclopentådien i C, og adduktet av 1,3-cyclopentadien og maleinsyreanhydrid vaskes ut i vasker D eller flash-destilleres i en strippekolonne som ikke er vist.

På*"gru'nn <;>åv den reaktive natur av? 1,3-cyclopentadien som finnes i konsentrasjoner opp til 20 vekt% i typiske C-5 strommer, vil den lett dimerisere til dicyclopentadien. Som tidligere angitt innbefatter mange kjente fremgangsmåter for rensning eller utvinning av isopren, dimerisering av cyclopentadien til dicyclopentadien som vanligvis angis som varmefuktning (heat soaking). Den foretrukne utfdrelsesform av foreliggende oppfinnelse har vært vist med C-5 strommer inneholdende opp til 5 vekt% 1,3-cyclopentadien. For å sikre utvinningen av en isopren/n-pentanazeotrop med meget lave konsentrasjoner av 1,3-cyclopentadien, kan det være dnskelig å redusere konsentrasjonene av 1,3-cyclopentadien i utgangsmateria let i den utfdrelsesform sem er illustrert ved fig. 1 til en konsentra-sjon mindre enn den som finnes i en frisk C-5 strom fra en naftha-dampkrakker. Det er hdyst sannsynlig at hvis denne C-5 strom lag-res en viss tid for destillasjonenen for atvinning av isopren, vil en betydelig mengde cyclopentadien ha dimerisert. I ethvert system for utvinning av isopren, innbefattet den form som er vist i fig. 1, kan den forste destillasjonskolonne eller A utformes til å tilveiebringe eh varmefuktningstid nodvendig for å dimerisere en betydelig mengde av cyclopentadienet. I de fleste konstruksjoner gir en kolonne for utforelse av operasjonen en tilstrekkelig tid for dimerisering uten at en betydelig forandring i driftsbetingel-ser eller kolonnekonstruksjon er nodvendig. Dette faktum er en for-del ved foreliggende oppfinnelse, da krav og omkostninger for en se-parat varmefuktningsoperasjon kan elimineres.

Imidlertid kan som et alternativ til hver av de ovenfor beskrevne utfdrelsesformer og i det tilfelle at C-5 strdmmen ikke

krever noen vesentlig lagring for utvinning av isoprenet, en pre-liminær varmefuktningsenhet anvendes for å redusere konsentrasjonen av cyclopentadienet i utgangsmaterialstrdmmen. Dette er vist i fig.

5 som er en modifikasjon av utfdrelsesformen ifolge fig. 1 hvori F ganske enkelt er en stor lagertank hvor C-5 strdmmen inneholdende en hdy prosent cyclopentadien holdes ved omgivelsenes temperatur eller hdyere en tilstrekkelig tid til å dimerisere en betydelig mengde av pentadienet til dicyclopentadien som kan fjernes ved bun-nen av kolonne B gjennom rorledning 14 sammen med andre hydrocarboner som er mindre flyktige enn azeotropen. Kolonner A og B drives på samme måte i fig. 5 som i fig. 1.,

Ved drift av utfdrelsesformen ifolge fig. 1 inngår den urene blandede C-5 inn i kolonne A gjennom innldpsrdrledning 11. De hydrocarbonkomponenter som er mere flyktige enn azeotropen av isopren/n-pentan forlater kolonne A som overlop gjennom rorledning 12 og anbringes som tidligere, angitt! De gjenværende komponenter forlater kolonne A gjennom rorledning 13 og fores inn i kolonne B. I kolonne B forlater overskudd av n-pentan og alle andre komponenter som er mindre flyktige enn isopren/n-pentanazeotropen kolonne B gjennom rorledning 14 og anbringes som tidligere angitt. Azeotropen av isopren/n-pentan utvinnes fra kolonne B som overlop gjennom rdrledning 15 for videre anvendelse i polymerisasjonsanlegget.

I den utfdrelsesform som er vist i fig. 2 virker A og B på samme måte som i fig. 1; imidlertid innfores den azeotrope blanding til kontaktanordning C gjennom rorledning 15, og maleinsyreanhydrid eller maleinsyreanhydrid i et egnet oppldsningsmiddel innfores i C gjennom rorledning 16. Efter at adduktet av maleinsyreanhydrid/ cyclopentadienet er dannet, forlater den totale blanding C gjennom rcJrledning 16 til vasker D hvor adduktet vaskes ut av azeotropen eller innfores alternativt i en flash-destillasjonskolonne som ikke er vist, hvor azeotropen flashes fra adduktet. I D innfores NaOH-vannet gjennom rorledning 22, og efter at det er bragt i kontakt med blandingen for å fjerne adduktet fra azeotropen, forlater NaOH-vannet D gjennom rorledning 19 og fjernes eller resirkuleres for ytterligere bruk. Azeotropen forlater D gjennom rorledning 18 og utvinnes for senere polymerisasjonsanvendelse.

Ved drift av den utfdrelsesform som er vist i fig. 4 virker kolonner A og B på samme måte som i fig. 1. Kolonne E er pakket med en egnet hydrogeneringskatalysator. Isopren/n-pentanazeotropen innfores i kolonne E gjennom rorledning 15. Hydrogen i en mengde tilstrekkelig til å hydrogenere acetylenene som kan forelig-ge i den azeotrope blanding,■ innfores i kolonne E gjennom rorledning 20, og azeotropen og hydrogenet tillates å strdmme oppover i kolonne E for å hydrogenere acetylenene i azeotropen som en hydrogenering i strommende skikt. Azeotropen og de hydrogenerte acetyl-enprodukter forlater kolonne E gjennom rorledning 21 og oppsamles for ytterligere anvendelse i den éfterfSigende polymerisering.

Ved drift av den utfdrelsesform som er vist i fig. 3 drives kolonner A og B på samme måte som i fig. 1. Når azeotropen forlater kolonne B gjennom rorledning 15, fores den inn i kolonne E. Kolonne E er pakket med en egnet hydrogeneringskatalysator. Hydrogen innfores i kolonne E gjennom rorledning 20, og azeotropen og hydrogen tillates å stromme oppover i kolonne E for å hydrogenere acetylenene i azeotropen i et strdmmende skikt. Den hydrogenerte azeotrop forlater kolonne E gjennom rorledning 21, og innfores i kontakt-anordning C. Kontakt-anordning C og vasker D drives på samme måte som angitt i fig. 2.

Ved drift av den utfdrelsesform som er illustrert ved fig.5 fores utgangsmaterialet bestående av C-5 hydrocarboner inneholdende betydelige mengder 1,3*-cyclopentadien til oppbevaringstank F gjennom rorledning 10. Efter tilstrekkelig tid til å dimerisere en betydelig del av 1,3-cyclopentadienet til dicyclopentadien, innfores blandingen i kolonne A gjennom rorledning 11. Kolonner A og B virker fra dette tidspunkt på samme måte som i fig. 1.

I enhver av de utfdrelsesformer som er vist ved fig. 1, 2, 3, 4 eller 5 fores den rensede azeotrope blanding av isopren og n-pentan til polyisoprenanlegget. I polyisoprenanlegget polymeriseres isoprenet til hoy cis-1,4-polyisopren om dette er dnsket. Et antall katalysatorsystemer er kjent ved hvilke isopren kan omdannes til hoy cis-1,4-polyisopren, vanligvis som oppldsningspolymerisasjoner. På den annen side kan isoprenet som taes ut fra gjenvinningsopera-sjonen anvendes for en hvilken som helst annen prosess, da det foreligger som en meget ren isopren/n-pentankomposisjon. n-pentanet i isoprenblandingen supplerer det inerte oppldsningsmiddel i hvilket isoprenet og polyisoprenet oppldses under polymerisasjonstrinnet.

Efter at isoprenet er polymerisert, utvinnes n-pentanet fra polymerutvinningstrinnet, og n-pentan kan selges for anvendelse som oppldsningsmiddel, eller det kan selges for anvendelse som et utgangsmateriale for dampkrakking for fremstilling av ethylen. Som tidligere angitt vil i praksis fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen oppdele en C-5 fraksjon fra dampkrakking av naftha til nyttige bestanddeler som kan anvendes for iblanding i bensin, for kjemisk bruk, polyisoprenfremstiIling eller som utgangsmateriale for dampkrakking. Oppfinnelsen tilveiebringer ikke bare en ny og dkonomisk fremgangsmåte for utvinning av isopren av polymerisasjonskvalitet, men utgjor også en utmerket metode til å tilveiebringe et renset oppløsningsmiddel for oppløsningsmiddelpolymerisasjon av isopren. Den gir også verdifulle biprodukter til bensin og kjemisk anvendelse og utgangsmaterialer for ytterligere krakkingprosesser.

Oppfinnelsen illustreres ytterligere i de efterfølgende eksempler. I disse eksempler er alle prosenter på vektbasis hvis ikke annet er angitt. Destillasjonene ble utført på samme måte som angitt på fig. 1.

Eksempel 1

En blandet hydrocarbonstrøm inneholdende en dominerende mengde hydrocarboner med 5 carbonatomer resulterende fra dampkrakking av nafta ble destillert i to trinn. I første destillasjonstrinn ble der anvendt en kolonne som var 7,6 cm i diameter og 10,8 m lang, ekvivalent med 118 teoretiske trinn. De hydrocarboner som var mer flyktige enn den azeotrope blanding av isopren/n-pentan ble fjernet som overløp. Bunnproduktene ble redestillert

i et annet destillasjons trinn hvor der ble anvendt en kolonne lik den i første destillasjonstrinn, og som også var ekvivalent med 118 teoretiske trinn, hvor den azeotrope blanding av isopren/n-pentan ble fjernet som overløp fra overskudd normal-pentan og andre materialer som var mindre flyktige enn den azeotrope blanding som ble tatt ut som bunnprodukter fra det annet destillasjonstrinn.

En typisk C-5 hydrocarbonstrøm med sammensetning som nedenfor angitt ble innført i den første destillasjonskolonne (kolonne A i fig. 1) med en hastighet slik at isopreninnholdet i overløpet bare utgjorde gjennomsnittlig ca. 3,2 vekt%.

Utgangsmateriale til forste trinn

Kolonnen ble drevet ca. 16 dager under fdlgende betingelser :

Overlopet fra dette forste destillasjonstrinn hadde et midlere innhold som nedenfor angitt.

Forste trinns overlop

Bunnproduktene fra forste destillasjonstrinn hadde en midlere sammensetning som nedenfor angitt:

Forste trinns bunnprodukt

Bunnproduktene fra forste destillasjonstrinn ble innfort i den annen destiliasjonskolonne (kolonne B i fig. 1) med en hastighet slik at isopreninnholdet i bunnproduktet utgjorde bare 1,1%.

Kolonnen ble drevet under fdlgende betingelser -. i ca. 12 dager.

Det annet destillasjonstrinn dannet et overlop som besto hovedsakelig av azeotropen av isopren/n-pentan, og som hadde en midlere sammensetning som nedenfor angitt, hvilken er egnet for polymerisering til polyisopren ved bruk av en katalysator, slik som en blanding av aluminiumtrialkylforbindelser og titantetraklorid.

Annet trinns overlop

Bunnproduktene fra annet trinn hadde en midlere sammensetning som nedenfor angitt.

Annet trinns bunnprodukt

Eksempel 2

En blandet hydrocarbonstrdm inneholdende en dominerende mengde hydrocarboner med 5 carbonatomer resulterende fra dampkrakking fra naftha ble destillert i to trinn i en destillasjonskolonne lik den som ble anvendt i den forste destillasjon i eksempel 1. De materialer som kokte ved en lavere temperatur enn azeotropen av isopren/n-pentan ble fjernet som overlop i forste kolonne. Bunnproduktene fra forste kolonne ble destillert i et annet destillasj ons-trinn hvor der ble anvendt en kolonne lik den som ble anvendt i annen destillasjon ifolge eksempel 1 hvori azeotropen av isopren/n-pentan ble fjernet som overlop fra overskudd n/pentan og andre materialer som kokte ved en hdyere temperatur enn azeotropen, hvilke materialer ble fjernet som bunnprodukter fra annet destillasjonstrinn.

En typisk C-5 hydrocarbonstrom med en sammensetning som nedenfor angitt ble innfort til forste destillasjonskolonne med en hastighet slik at isopreninnholdet i det lette overlop utgjorde gjennomsnittlig 8,7 %.

Matning til forste trinn

Kolonnen ble drevet i ca. 14 dager under fdlgende betingelser :

Overlopet fra dette forste destillasjonstrinn hadde en midlere sammensetning som nedenfor angitt:

Forste trinns overlop

Bunnproduktene fra dette forste destillasjonstrinn hadde en sammensetning som nedenfor angitt: Forste trinns bunnprodukt Bunnproduktene fra dette forste destilllasjonstrinn ble innfort i den annen destillasjonskolonne med en hastighet slik at . isopreninnholdet i bunnproduktet gjennomsnittlig utgjorde 1,5 %. Denne kolonne ble drevet under fdlgende betingelser i ca. 7 dager:

Det annet destillasjonstrinn dannet et overlop som besto hovedsakelig av den azeotrope blanding av isopren/n-pentan og som

hadde en midlere sammensetning som nedenfor angitt, og som er egnet for polymerisering til polyisopren ved anvendelse av en katalysator slik som en blanding av en aluminiumtrialkylforbindelse og titantetraklorid.

Annet trinns overlop

Bunnproduktene fra annet trinn hadde en midlere sammensetning som nedenfor angitt:

Annet trinns bunnprodukt

forts. Annet trinns bunnprodukt

Det er vist eksperimentelt at isopren av polymerisasjonskvalitet kan utvinnes direkte ved destillasjon fra C-5 strommer i form av isopren/n-pentanazeotrop. Antallet teoretiske trinn er hdyt, men destiliasjonskravene er sammenlignbare med dem for iso-prenstrommer av samme renhet uten tilstedeværende n-pentan. Destillasjonene som ble utfort eksperimentelt er ekvivalent med ca. 200 teoretiske trinn ved et tilbakelopsforhold på 30/1.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for utvinning av isopren i azeotrop blanding med n-pentan fra en strøm av- isopren, n-pentan og ellers hovedsakelig andre C-5 hydrocarboner, som underkastes to suksessive høyeffektive destillasjoner, karakterisert ved at f ør-~ ste destillasjon utføres på slik måte at hydrocarboner som er mer flyktige enn azeotropen av isopren/n-pentan fjernes som en toppfraksjon, og de andre hydrocarboner i strømmen tas ut som en bunnfraksjon som dereftér underkastes en andre destillasjon som utføres på slik måte at azeotropen av isopren/n-pentan tas ut som en toppfraksjon og de andre hydrocarboner som er mindre flyktige enn azeotropen av isopren/n-pentan fjernes som en bunnfraksjon.