NO156447B - Fremgangsmaate ved separasjon av relativt lett loeselige hydrokarboner fra en hydrokarbonblanding. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en forbedring ved en fremgangsmåte for adskillelse av konjugerte diolefin hydrokarboner så som 1,3-butadien eller isopren som er relativt lett løslige hydrokarboner fra en hydrokarbonblanding, spesielt en hydrokarbonblanding eller en C,. hydrokarbonblanding,

ved én to-trinns ekstraktiv destillasjonsprosess som enkeltvis benyt-ter et polart ekstraksjonsløsningsmiddel, slik som angitt i krav l's ingress. Nærmere bestemt vedrører den en forbedring i tilknytning til én ekstraktiv destillasjonsprosess hvilken består i et første trinn for fjerning av relativt tungtløslige karboner så som parafinske og olefinske hydrokarboner og et andre trinn for å fjerne mer løselige hydrokarboner så som acetylenske hydrokarboner og konjugerte" diolefin hydrokarboner.

I foreliggende oppfinnelse menes med uttrykket "relativt tungt-løsligahydrokarboner" og "lett løslige hydrokarboner" kvantita-tive forskjeller i løsligheten av hydrokarboner i et ekstra-herende løsningsmiddel.Alifatiske hydrokarboner og olefiner er relativt tungløslig hydrokarboner sammenlignet med konjugerte diolefin hydrokarboner, og acetylen hydrokarboner er relativt lett løslige sammenlignet

med konjugerte diolefin hydrokarboner.

Konjugerte diolefin hydrokarboner, spesielt 1,2-butadien og isopren, er viktige utgangsmaterialer for syntetisk gummi,

fibre, harpiks, etc. Disse konjugerte diolefin hydrokarboner foreligger i relativt store mengder i og C,. hydrokarbon-fraksjoner som opptrer som biprodukter i fremstillingen av etylen osv. ved termisk cracking av LPG, nafta, kerosen, etc.

De konjugerte diolefin hydrokarboner erholdes også ved de-hydrogenering av parafinske eller olefinske hydrokarboner eller ved andre syntetiske metoder. I alle tilfeller erholdes de konjugerte diolefin hydrokarboner som en blanding av alifati-ske hydrokarboner, olefiner og konjugerte diolefin -hydrokarboner . For å adskille 1,3-butadien eller isopren fra en slik hydrokarbonblanding og rense den, er en-trinns og to-trinns ekstraktiv destillasjonsprosesser som anvender et ekstraktivt løsningsmiddel så som dimetyl formamid, N-metyl-

pyrrolidon, furfural eller acetonitril kjente.

I to-trinns ekstraktiv destillasjonsprosessen utføres den ekstraktive destillasjon ved å bruke et apparat som .er sammensatt av en enhet bestående av en ekstraktiv destillasjonskolonne og en strippekolonne. I denne prosessen drives den ekstraktive destillasjonskolonne ved atmosfæretrykk eller høyere trykk, og strippekolonnen drives ved atmosfæretrykk eller lavere trykk for å strippe relativt lett løslige hydrokarboner som er oppløst i det ekstraktive løsningsmiddel så fullstendig som mulig. Normalt kondenseres de relativt lett løslige hydrokarboner som gjenvinnes fra toppen av strippekolonnen til det første ekstraktive destillasjonstrinn til væske og sendes til den ekstraktive destillasjonskolonnen i det andre trinnet, eller komprimeres først av en kompressor til et høyere trykk og transporteres så til den andre ekstraktive destillasjonskolonnen for å rense dem videre. I det andre trinnet av den ekstraktive destillasjonsprosess fraskilles de lett løslige hydrokarboner ved destillasjon i nærvær av et ekstraktivt løsningsmiddel fra de konjugerte diolefin hydrokarboner så som 1,3-butadien eller isopren. Det konjugerte diolefin hydrokarbon gjenvinnes fra toppen av den ekstraktive destillasjonskolonne i det andre trinnet og tas ut som et sluttprodukt. Eller for å fjerne spor av forurensninger underkastes de et påfølgende trinn.

Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en to-trinns ekstraktiv destillasjonsprosess som består i å adskille et spesifisert relativt lett løslig hydrokarbon fra en hydrokarbonblanding ved bruk av et ekstraktivt destillasjonsapparat bestående av to trinn av en enhet omfattende en ekstraktiv destillasjonskolonne og en strippekolonne, der forbed-ringen ligger i at en første trinre ekstraktiv destillasjonskolonne drives ved et høyere bunntrykk enn bunntrykket til det andre trinns esktraktive destillasjonskolonne, og en forstrippingskolon-ne er anordnet mellom første trinns ekstraktiv stillasjons-kolonne og en første trinns strippekolonne, og ved å drive forstrippe-kolonnen ved et trykk som er likt med eller lavere enn bunntrykket til første trinns ekstraktive destillasjonskolonne og likt med eller høyere enn bunntrykket til en andre trinns ekstraktive destillasjonskolonne, og innbefattende at en gass av det relativt lett løslige hydrokarbon som frembringes i forstrippekolonnen sendes direkte til den andre trinns ekstraktive destillasjonskolonne uten å gå gjennom første trinns strippekolonne, en kompressor eller en pumpe.

Ifølge den forbedrede fremgangsmåte ifølge foreliggende oppfinnelse kan den elektriske energien for pumpen og kompressoren som er installert mellom første trinns destillasjonskolonne og andre trinns destillasjonskolonne reduseres, og belastningen på første trinns strippekolonne kan reduseres. I foreliggende oppfinnelse fører maksimalisering av mengden av det relativt lettløslige hydrokarbon som strippes i forstrippe-kolonnen til minimalisering av belastningen og den påfølgende strippeoperasjon i første trinns strippekolonne, og belastningen på kompressoren for transport av relativt lett løslig hydrokarbon fra første trinns strippekolonne til andre trinns ekstraktiv destillasjonskolonne, eller belastningen på pumpen for væsketransport. Følgelig er det i foreliggende oppfinnelse ønskelig i forstrippekolonnen å anordne en re-koker

for økning av temperaturen til det ekstraktive løsningsmiddel i forstrippekolonnen for å hjelpe strippeoperasjonen i forstrippekolonnen.

Oppfinnelsen er videre beskrevet nedenunder ved henvisning til de medfølgende tegninger.

Disse tegninger viser et eksempel på en fremgangsmåte ved adskillelse av konjugerte diolefin hydrokarboner så som 1,3-butadien eller isopren fra en hydrokarbonblanding eller C,- hydrokarbonblanding og begrenser på ingen måte foreliggende oppfinnelse.

Fig. 1 viser en prosess for ekstraktiv destillasjon ifølge fremgangsmåten ved foreliggende oppfinnelse, og fig. 2 viser en konvensjonell ekstraktiv destillasjonsprosess.

Under henvisning til fig. 1 og 2, føres en utgangshydro-karbonblanding inn i en mellomliggende del av en første trinns destillasjonskolonne (DA) fra en rørledning (1). Gjennom ekstraktiv destillasjon konsentreres et relativt tungtløslig hydrokarbon på toppen av kolonnen, og alle de tungtløslige hydrokarboner tas ut fra systemet som et destil-lat gjennom en rørledning (2).Det ekstraktive løsningsmid-del tilføres toppen av det første trinns ekstraktiv destillasjonskolonne (DA) gjennom en rørledning (3), og mens det strømmer nedover gjennom kolonnen, blir det en anriket løs-ning av relativt lett løslig hydrokarbon gjennom den ekstraktive destillasjonsoperasjon. Normalt bør konsentrasjonen av løsningsmidlet i den ekstraktive destillasjonskolonne holdes høy. Mengden av løsningsmiddel som skal tilføres bestemmes gjennom destillasjonsberegning ved grovt å sette den flere ganger til flere titalls ganger mengden av det tilførte hydrokarbon som en standard. I fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen brukes gjerne et polart løsningsmiddel så som dimetylformamid, N-metyl pyrrolidon, furfural eller acetonitril, og fremfor alt dimetyl formamid.

Vanligvis drives første trinns ekstraktive destillasjonskolonne under et trykk i likevekt med en temperatur ved hvilken relativt tungtløslig hydrokarbon ved toppen av kolonnen kan kondenseres gjennom kjølevann. Ved bunnen av kolonnen er trykket flere ganger høyere enn på toppen av kolonnen på grunn av trykkfallet i kolonnen. En re-koker (EA) for tilfør-sel av den nødvendige varme for den ekstraktive destillasjon er anordnet ved bunnen av den første trinns ekstraktive destillas jonskolonne . Re-kokeren tjener også til å kontrollere mengden av relativt lett løslig hydrokarbon oppløst i ekstraktivt løsningsmiddel uttatt fra bunnen av kolonnen. Med andre ord er konsentrasjonen av relativt lett løslig hydrokarbon i det ekstraktive løsningsmiddel som tas ut fra en rørledning (4) i likevektstilstand med konsentrasjonen av hydrokarbonet på toppen av kolonnen. Løsligheten avtar med høyere temperatur og øker med lavere temperatur. Følgelig kan mengden av relativt lett løslig hydrokarbon oppløst i løsningsmidlet økes eller reduseres ved å regulere temperaturen. Hvis på den annen side dette ekstraktive løsningsmiddel for oppløsning av relativt lett løslig hydrokarbon holdes på en høy temperatur over en viss grense, aksellereres polymerisering av et konjugert dien og den resulterende polymer kleber til apparatet og nedsetter dets funksjon som varmeveksler osv. Følgelig bestemmes den øvre grensen for temperaturen til kolonnebunnen eksperimentelt eller gjennom erfaring. Da temperaturen i vanlig ekstraktiv destillasjon ved bunnen av en første trinns destillasjonskolonne holdes på under den øvre grense, overskrider mengden av relativt lett løslig hydrokarbon oppløst i det ekstraktive løsningsmiddel nødvendigvis den optimale mengde av relativt lett løslig hydrokarbon ekstrahert fra bunnen av kolonnen. På grunn av behovet for å holde en materialbalanse i den ekstraktive destillasjonskolonne tilbakeføres overskuddet av relativt lett løslig oppløst hydrokarbon til den første trinns ekstraktive destillas jonskolonne (DA) gjennom en rørledning (8) via den første trinns strippekolonne (DC) og en kompressor (K).

I prosessen i foreliggende oppfinnelse sendes det ekstraktive løsningsmiddel som inneholder ekstrahert materiale fra bunnen av første trinns ekstraktive destillasjonskolonne til en forstrippekolonne (DB) vist i fig. 1 via en rørledning (4).

En del av det relativt lettløslige hydrokarbon i det ekstraktive løsningsmiddel fordampes ved å drive forstrippekolonnen (DB) ved et trykk likt med eller lavere enn trykket på bunnen av første trinns ekstraktive destillasjonskolonne (DA) og likt med eller høyere enn trykket ved bunnen av andre trinns ekstraktive destillas jonskolonne (DE). Fortrinnsvis tilføres den nødven-dige varme for fordampning av det relativt lite løslige hydrokarbon av re-kokeren (EB) som er anordnet på bunnen av forstrippekolonnen. Ved å fordampe en størst mulig mengde av det relativt lett løslige hydrokarbon og transportere de frembragte gasser direkte til annet trinns ekstraktive destillas jonskolonne , er det mulig å redusere strippeoperasjonen for det relativt lett løslige hydrokarbon i første trinns strippekolonne og belastningen på kompressoren for transpor-tering av det relativt lett løslige hydrokarbon fra første trinns strippekolonne til andre trinns ekstraktive destillasjonskolonne (DE). En tom kolonne eller en kjeletype varmeveksler kan brukes som forstrippekolonne i foreliggende oppfinnelse.

Det ekstraktive løsningsmiddel som tas ut fra bunnen av forstrippekolonnen,sendes til første trinns strippekolonne (DC) gjennom en rørledning (5) og det relativt lett løslige hydrokarbon skilles fra og gjenvinnes fullstendig fra løsningsmid-let i første trinns strippekolonne. Det relativt lett løslige hydrokarbon som således strippes innføres som en damp i kompressoren (K) og sammenpresses til et trykk som er litt høyere enn trykket på bunnen av første trinns ekstraktive destillasjonskolonne, og all eller mesteparten av den kompri-merte hydrokarbongass tilbakeføres til bunnen av første trinns destillasjonskolonne gjennom en rørledning (8). Konsentrasjonen av de relativt tungt løslige hydrokarboner

i det relativt lett løslige hydrokarbon ved første trinns

i ekstraktive destillasjonskolonne kan reguleres ved å tilføre en del av gassen som kommer ut fra kompressoren til andre trinns ekstraktive destillasjonskolonne via en rørledning (9) .

i I den andre trinns ekstraktive destillasjon fjernes et mer lett løslig acetylenisk hydrokarbon etc. fra de relativt lett løslige hydrokarboner som er separert i første trinns ekstraktive destillasjonstrinn ved en ekstraktiv destilla-sjonsmetode i nærvær av et ekstraktivt løsningmiddel. I dette trinnet brukes en annen trinns ekstraktiv destillasjonskolonne (DE)ogen annen trinns strippekolonne (DF) for stripping av acetyleniske hydrokarboner fra det ekstraktive løsningsmid-del som inneholder de acetyleniske hydrokarboner. De relativt lett løslige hydrokarboner fra det første destillasjonstrin-net føres til den andre trinns ekstraksjons destillasjonskolonne (DE) gjennom en rørledning (10). De tilførte hydrokarboner kommer i motstrømskontakt med det ekstraktive løsningsmiddel fra en rørledning (12) for å konsentrere de acetyleniske hydrokarboner etc., og det ønskede konjugerte

diolefin hydrokarbon så som 1,3-butadien eller isopren gjenvinnes fra toppen av andre trinns ekstraktive destillasjonskolonne (DE) gjennom en rørledning (13) . For å fjerne spor av forurensninger underkastes det gjenvunne konjugerte diole-

fin hydrokarbon videre flere destillasjonssykler og tas så

ut av systemet som et sluttprodukt.

I mellomtiden sendes løsningsmiddel-løsningen med absorbert acetylen hydrokarboner etc. til toppen av andre trinns strippekolonne (DF) fra bunnen av andre trinns destillasjonskolonne (DE) gjennom en rørledning (14). De acetyleniske hydrokarboner tas ut fra et parti nær midten av andre trinns strippekolonne gjennom en rørledning (17) og brukes etter gjenvinning av det medførte løsningsmiddel som brensel osv.

Da gassen på toppen av andre trinns strippekolonne inneholder det konjugerte diolefin hydrokarbon i temmelig høy konsentra-sjon, tilbakeføres det fortrinnsvis til sugesiden av kompressoren (K) gjennom en rørledning (15) for gjenvinning.

De ekstraktive løsningsmidler som ikke inneholder de konjugerte diolefin hydrokarboner og acetyleniske hydrokarboner som tas ut fra rørledningene (11) og (16) fra bunnen av første trinns strippekolonne (DC) og andre trinns strippekolonne (DF) tilbakeføres til første trinns ekstraktive destillasjonskolonne og andre trinns ekstraktive destillasjonskolonne hhv. etterat varmen i løsningsmidlene er gjenvunnet, temperaturene i løsningsmidlene justert til forutbestemte verdier ved en vannkjøler (EG), og strømningshastigheten av løsningsmidlene er regulert.

Ifølge fremgangsmåten ved foreliggende oppfinnelse som er beskrevet ovenfor kan en større del av de relativt lett løslige hydrokarbonene som er skilt fra og gjenvunnet ved bunnen av første trinns ekstraktive destillasjonskolonne,

føres til andre trinns ekstraktive destillasjonskolonne uten å gå gjennom første trinns strippekolonne (DC) og kompressoren. Følgelig kan belastningen på første trinns stippekolonne (DB) reduseres og det elektriske energiforbruket til kompressoren (K)

kan reduseres markert sammenlignet med en konvensjonell to-trinns ekstraktiv destillasjonsprosess.

Det følgende eksempel illustrerer spesifikt foreliggende oppfinnelse.

Eksempel

Apparatur av den type som er vist i fig. 1 (oppfinnelsen)

og (teknikkens stand) anvendes. Antall bunner i hver kolonne var som følger:

Et materiale med følgende sammensetning ble tilført med en hastighet på 15,29 N m3, /t til et midtre trinn av den første ekstraktive destillasjonskolonne, og dimetylformamid som løsningsmiddel ble tilført fra toppen av kolonnen med en hastighet på 276 l/t. Utgangsmaterialet ble således ekstraktivt destillert i denne kolonnen.

(Sammensetning av en C. hydrokarbonblanding)

Operasjonsbetingelsene i den første trinns ekstraktive destillasjonskolonne, den andre trinns ekstraktive destillasjonskolonne og forstrippekolonnen var som nedenfor oppsatt. Mengden av gasser suget av kompressoren hver gang var 7,1 Nm<3>/t.

Til sammenligning var i tilfelle teknikkens stand (fig. 2) mengden av gasser suget av kompressoren under de samme ope-rasjonsbetingelser 11,4 Nm 3/t.

Ifølge fremgangsmåten ved foreliggende oppfinnelse og teknikkens stand var konsentrasjonen av 1,3-butadien i de relativt tungt løslige hydrokarboner i toppen av den første ekstraktive destillasjonskolonnen 0,2 vektprosent og ren-heten av gjenvunnet 1,3-butadien fra andre trinns ekstraktive destillasjonskolonne var 96,5 vektprosent.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte ved separasjon av et spesifikt relativt lett løslig hydrokarbon fra en hydrokarbonblanding som består av ekstraktiv destillasjon av hydrokarbonblandinger i et ekstraktivt destillasjonsapparat sammensatt av to trinn, enkeltvis bestående av en ekstraktiv destillasjonskolonne (DA/ DE) og en strippekolonne (DC/ DF), ved bruk av et polart ekstraktivt løsningsmiddel, karakterisert ved at det første trinns ekstraktive destillas jonskolonne (DA) drives ved et høyere bunntrykk enn bunntrykket i det andre trinns ekstraktive destillasjonskolonne (DE), og en forstrippekolonne (DB) er anordnet mellom første trinns ekstraktive destillasjonskolonne (DA) og første trinns strippekolonne (DC), og ved å drive forstrippekolonnen (DB) ved et trykk tilsvarende eller lavere enn bunntrykket i første trinns ekstraktive destillasjonskolonne og likt med eller høyere enn bunntrykket i andre trinns ekstraktive destillasjonskolonne, og innbefattende at en gass med relativt lett løslig hydrokarbon frembragt i forstrippingskolonnen (DB) sendes direkte til andre trinns ekstraktive destillasjonskolonne (DE) uten å gå gjennom den første trinns destillasjonkolonne, en kompressor eller pumpe.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man som polart ekstraktivt løsnings-middel anvender dimetylformamid.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at 1,3-butadien som relativt lett løslig hydrokarbon skilles fra en C^ hydrokarbonblanding .

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at isopren som relativt lett løslig hydrokarbon skilles fra en C^ hydrokarbonblanding.