RU2091362C1 - Isoprene production method - Google Patents
Isoprene production method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2091362C1 RU2091362C1 RU95122349/04A RU95122349A RU2091362C1 RU 2091362 C1 RU2091362 C1 RU 2091362C1 RU 95122349/04 A RU95122349/04 A RU 95122349/04A RU 95122349 A RU95122349 A RU 95122349A RU 2091362 C1 RU2091362 C1 RU 2091362C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- butanol
- isoprene
- tert
- water
- amount
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтехимии, а именно к способам получения изопрена из изобутилена и формальдегида. The invention relates to petrochemistry, and in particular to methods for producing isoprene from isobutylene and formaldehyde.
Изопрен находит широкое применение в качестве мономера для получения каучука по свойствам близкого к натуральному, а также в органическом синтезе. Isoprene is widely used as a monomer for the production of rubber with properties close to natural, as well as in organic synthesis.
Известен способ получения изопрена из изобутилена, содержащегося в C4 фракции пиролиза или дегидрирования изобутана, и формальдегида двухстадийным методом с образованием на первой стадии в присутствии кислотного катализатора промежуточного продукта 4,4-диметилдиоксана-1,3 (ДМД), выделением его из реакционной массы, разложением ДМД до изопрена на второй стадии в газовой фазе в присутствии кислотного катализатора с последующим выделением получаемого изопрена из реакционной массы [1] Катализатором первой стадии служат кислоты (серная, фосфорная, щавелевая), катализатором второй стадии могут служить фосфорная кислота на алюмосиликате, окись алюминия с 25% окиси кремния, смесь фосфатов и другие вещества кислотного характера.A known method for producing isoprene from isobutylene contained in the C 4 fraction of pyrolysis or dehydrogenation of isobutane and formaldehyde by a two-stage method with the formation of the intermediate product 4,4-dimethyldioxane-1,3 (DMD) in the first stage in the presence of an acid catalyst, isolating it from the reaction mass , decomposition of DMD to isoprene in the second stage in the gas phase in the presence of an acid catalyst, followed by separation of the resulting isoprene from the reaction mass [1] Acids (sulfuric, phosphorus) serve as the catalyst for the first stage rnaya, oxalic acid), the second stage catalyst may be phosphoric acid on silica-alumina, alumina with 25% silica, a mixture of phosphates and other substances of acid character.
Недостатками процесса являются его высокая энергоемкость, сложность технологической схемы, большое количество сточных вод. The disadvantages of the process are its high energy intensity, the complexity of the technological scheme, a large amount of wastewater.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения изопрена путем взаимодействия изобутилена, содержащегося во фракции углеводородов C4, с водой в присутствии серной кислоты с последующим выделением образующегося трет.бутанола, взаимодействием выделенного трет.бутанола с формальдегидом в присутствии кислотного катализатора в одну стадию при повышенных температуре и давлении с разделением реакционной массы на водный и масляный слой и выделением изопрена из масляного слоя ректификацией и отмывкой [2] Для того, чтобы выделенный изопрен удовлетворял по качеству требованиям стереорегулярной полимеризации, используется четкая ректификация от легких и тяжелых примесей с большими флегмовыми числами и неоднократная отмывка на разных стадиях выделения изопрена, что усложняет технологическую схему и повышает энергоемкость процесса. Кроме того, в продуктах синтеза изопрена может присутствовать метилаль, образующийся в условиях синтеза изопрена из метанола и формальдегида. Метилаль практически не отделяется от изопрена ни четкой ректификацией (вследствие наличия тангенциального зеотропа), ни водной отмывкой, поэтому на практике используют обезметаноливание формалина. Процесс обезметаноливания весьма энергоемок, обезметаноленные водные растворы формальдегида нестабильны. Все это усложняет и удорожает процесс.Closest to the proposed method is a method for producing isoprene by reacting isobutylene contained in the C 4 hydrocarbon fraction with water in the presence of sulfuric acid, followed by isolation of the resulting tert.butanol, reacting the isolated tert.butanol with formaldehyde in the presence of an acid catalyst in one stage at elevated temperature and pressure with the separation of the reaction mixture into a water and oil layer and the separation of isoprene from the oil layer by distillation and washing [2] so that you The divided isoprene met the quality requirements of stereoregular polymerization, accurate distillation from light and heavy impurities with high reflux numbers and repeated washing at different stages of isoprene separation are used, which complicates the technological scheme and increases the energy consumption of the process. In addition, methylal may be present in isoprene synthesis products, which is formed under the conditions of synthesis of isoprene from methanol and formaldehyde. Methylal practically does not separate from isoprene either by clear distillation (due to the presence of a tangential zeotrope) or by water washing, therefore, formalin demeaning is used in practice. The process of demethanolation is very energy-intensive; demethanol-free aqueous formaldehyde solutions are unstable. All this complicates and increases the cost of the process.
Задача изобретения снижение энергоемкости процесса и повышение качества выделяемого изопрена. The objective of the invention is to reduce the energy intensity of the process and improve the quality of the released isoprene.
Для этого предлагается способ получения изопрена путем взаимодействия изобутилена, содержащегося во фракции углеводородов C4,с водой в присутствии кислотного катализатора с последующим выделением потока, содержащего преимущественно образующийся трет.бутанол, взаимодействием полученного трет.бутанола с формальдегидом в присутствии кислотного катализатора при повышенных температуре и давлении с разделением реакционной массы на водный и масляный слой и выделением изопрена из масляного слоя ректификацией и отмывкой, с последующей очисткой изопрена от кислородсодержащих соединений экстрактивной ректификацией с использованием в качестве селективного растворителя получаемого трет. бутанола с последующей десорбцией кислородсодержащих соединений из насыщенного растворителя и подачей десорбированного растворителя на взаимодействие с формальдегидом.To this end, a method is proposed for producing isoprene by reacting isobutylene contained in the C 4 hydrocarbon fraction with water in the presence of an acid catalyst, followed by isolating a stream containing predominantly formed tert-butanol by reacting the obtained tert-butanol with formaldehyde in the presence of an acid catalyst at elevated temperatures and pressure with the separation of the reaction mass into an aqueous and oil layer and the isolation of isoprene from the oil layer by distillation and washing, followed by source of isoprene from oxygen-containing compounds by extractive distillation using obtained tert. butanol, followed by desorption of oxygen-containing compounds from a saturated solvent and the supply of a desorbed solvent for interaction with formaldehyde.
Предпочтительно использовать не полную десорбцию кислородсодержащих соединений, а иметь степень десорбции 30 95%
Выделенный изопрен, направляемый на очистку, может содержать 2,0 20 мас. трет.бутанола.It is preferable to use not a complete desorption of oxygen-containing compounds, but have a degree of desorption of 30 95%
Selected isoprene, sent for cleaning, may contain 2.0 to 20 wt. tert.butanol.
В одном из вариантов предлагаемого способа получаемый трет.бутанол, содержащий до 15 мас. воды, подвергают контактированию с жидким потоком изопрена, выводимого сверху или в качестве бокового потока из верхней части колонны экстрактивной ректификации после чего отделяют образующийся нижний слой, содержащий преимущественно воду, и верхний слой, содержащий преимущественно изопрен и трет.бутанол, направляют в верхнюю часть колонны экстрактивной ректификации. In one embodiment of the proposed method, the resulting tert.butanol containing up to 15 wt. water, is subjected to contact with a liquid stream of isoprene, discharged from above or as a side stream from the upper part of the extractive distillation column, after which the formed lower layer, which contains mainly water, is separated and the upper layer, which contains mainly isoprene and tert-butanol, is sent to the upper part of the column extractive distillation.
В настоящем изобретении, вместо четкой ректификации, используемой в прототипе для очистки изопрена, предлагается использовать экстрактивную ректификацию. Использование в качестве селективного растворителя при экстрактивной ректификации трет.бутанола, получаемого взаимодействием изобутилена с водой и выделяемого из реакционной смеси, значительно упрощает и удешевляет процесс очистки изопрена. Обычно в системах экстрактивной ректификации растворитель циркулирует по контуру: колонна экстрактивной ректификации десорбер, что неизбежно приводит к накоплению, в нем нежелательных примесей и необходимости регенерации растворителя. В предлагаемом способе весь растворитель после десорбции выводится из системы экстрактивной ректификации на взаимодействие с формальдегидом и вместе с ним выводятся накапливающиеся в нем примеси, что значительно снижает опасность забивок оборудования узла экстрактивной ректификации солями, смолами, полимером и исключает необходимость регенерации растворителя. In the present invention, instead of the clear distillation used in the prototype for the purification of isoprene, it is proposed to use extractive distillation. The use of tert-butanol as an selective solvent during extractive rectification, obtained by the interaction of isobutylene with water and separated from the reaction mixture, greatly simplifies and reduces the cost of isoprene purification. Typically, in extractive distillation systems, the solvent circulates in a loop: the extractive distillation column desorber, which inevitably leads to the accumulation of unwanted impurities in it and the need for solvent regeneration. In the proposed method, the entire solvent after desorption is removed from the extractive distillation system to interact with formaldehyde and impurities accumulating in it are removed together with it, which significantly reduces the risk of clogging of the equipment of the extractive distillation unit with salts, resins, and polymer and eliminates the need for solvent regeneration.
Возможность использования не полной десорбции кислородсодержащих соединений из растворителя существенно снижает расход энергосредств на стадии десорбции. Такая возможность появилась в результате того, что установлено, что наиболее трудно десорбируются из растворителя примеси, которые при рецикле их с десорбированным растворителем или разлагаются на более легкие компоненты или, наоборот, подвергаются повторным реакциям с образованием более тяжелокипящих соединений, не попадающих в изопрен. The possibility of using incomplete desorption of oxygen-containing compounds from a solvent significantly reduces the energy consumption at the desorption stage. This possibility appeared as a result of the fact that it was found that impurities are most difficult to desorb from the solvent, which, when recycled with the desorbed solvent, either decompose into lighter components or, on the contrary, undergo repeated reactions with the formation of more heavily boiling compounds that do not fall into isoprene.
При очистке изопрена экстрактивной ректификацией облегчаются условия выделения изопрена-сырца предшествующей ректификацией, так как ключевым тяжелокипящим компонентом при предшествующем выделении изопрена-сырца становится трет. бутанол, содержащийся в масляном слое. Остальные нежелательные компоненты, даже более легко кипящие, чем трет.бутанол, отделяются от изопрена в условиях экстрактивной ректификации и поэтому, попаданием их в изопрен-сырец можно пренебречь, что позволяет значительно уменьшить флегмовое число в предшествующей колонне ректификации изопрена от тяжелых компонентов при выделении его из масляного слоя и, соответственно, уменьшить энергоемкость процесса. Кроме того, наличие трет.бутанола в подаваемом на очистку изопрене, увеличивает концентрацию селективного растворителя на тарелках колонны экстрактивной ректификации и повышает эффективность очистки изопрена. When purifying isoprene by extractive distillation, the conditions for the isolation of raw isoprene by previous distillation are facilitated, since tert becomes the key heavy boiling component in the previous separation of raw isoprene. butanol contained in the oil layer. The remaining undesirable components, even more easily boiling than tert.butanol, are separated from isoprene under conditions of extractive rectification and therefore, getting them into raw isoprene can be neglected, which can significantly reduce the reflux number in the previous isoprene rectification column from heavy components when it is isolated from the oil layer and, accordingly, reduce the energy intensity of the process. In addition, the presence of tert-butanol in the isoprene fed for purification increases the concentration of the selective solvent on the plates of the extractive distillation column and increases the efficiency of isoprene purification.
Трет.бутанол, используемый в процессе, получается гидратацией изобутилена, содержащегося в углеводородных фракциях, водой в присутствии кислотного катализатора с последующим выделением образующегося спирта из продуктов реакции. Гидратация обычно проводится при 60 130oC и давлении, обеспечивающем проведение процесса в жидкой фазе. В качестве катализатора могут быть использованы различные катализаторы кислотного типа: неорганические кислоты (серная, фосфорная), ионообменные смолы и др. Выделение трет.бутанола из продуктов реакции гидратации проводится обычными методами (ректификацией, экстракцией). При этом выделенный трет.бутанол может содержать до 15 мас. воды. Использование такого трет.бутанола в качестве селективного растворителя может привести к нежелательным явлениям, связанным с ограниченной растворимостью воды в изопрен-трет.бутанольных смесях. Специальная осушка трет. бутанола очень энергоемкий процесс. Поэтому, в качестве одного из вариантов настоящего изобретения предлагается контактирование получаемого трет.бутанола, содержащего до 15 мас. воды, с жидким потоком изопрена, выводимого сверху или в качестве бокового потока из верхней части колонны экстрактивной ректификации, после чего отделяют образующийся нижний слой, содержащий преимущественно воду, и верхний слой, содержащий преимущественно изопрен и трет. бутанол, направляют в верхнюю часть колонны экстрактивной ректификации. Нижний слой, содержащий преимущественно воду, может перерабатываться либо в результате рецикла его в реактор взаимодействия трет.бутанола с формальдегидом, либо направлением его в реакционную смесь перед ее разделением на водный и масляный слой, либо переработкой его совместно с водным или масляным слоями. Верхний слой, содержащий преимущественно изопрен и трет.бутанол, имеет минимальную концентрацию трет.бутанола при максимальном соотношении изопрена и воды по сравнению со всеми остальными составами на тарелках в зоне экстрактивной ректификации, что исключает возможность расслаивания жидкостных потоков на тарелках и соответствующие нежелательные явления (снижение КПД работы тарелки, перераспределение ингибиторов между слоями и т.п.).Tert.butanol used in the process is obtained by hydration of isobutylene contained in hydrocarbon fractions with water in the presence of an acid catalyst, followed by isolation of the resulting alcohol from the reaction products. Hydration is usually carried out at 60 130 o C and pressure, ensuring the process in the liquid phase. Various catalysts of the acid type can be used as a catalyst: inorganic acids (sulfuric, phosphoric), ion-exchange resins, etc. The separation of tert-butanol from the products of the hydration reaction is carried out by conventional methods (rectification, extraction). While the selected tert.butanol may contain up to 15 wt. water. The use of such tert.butanol as a selective solvent can lead to undesirable phenomena associated with the limited solubility of water in isoprene-tert.butanol mixtures. Special drying tert. butanol is a very energy intensive process. Therefore, as one of the variants of the present invention, the proposed contacting of the obtained tert.butanol containing up to 15 wt. water, with a liquid stream of isoprene discharged from above or as a side stream from the upper part of the extractive distillation column, after which the formed lower layer, which contains mainly water, and the upper layer, which contains mainly isoprene and tert, are separated. butanol, sent to the top of the extractive distillation column. The bottom layer, which contains mainly water, can be processed either by recycling it to a reactor for the interaction of tert-butanol with formaldehyde, or by sending it to the reaction mixture before it is separated into an aqueous and oil layer, or by processing it together with an aqueous or oil layer. The top layer, containing mainly isoprene and tert.butanol, has a minimum concentration of tert.butanol with a maximum ratio of isoprene and water compared to all other compositions on the plates in the extractive distillation zone, which eliminates the possibility of delamination of the liquid flows on the plates and the corresponding undesirable effects (reduction Plate efficiency, redistribution of inhibitors between layers, etc.).
Взаимодействие трет.бутанола с формальдегидом, используемым в виде водного раствора (формалина), проводится при 80 180oC, повышенном давлении и в присутствии кислотного катализатора, в качестве которого наиболее часто употребляются серная или фосфорная кислоты. Изопрен из продуктов реакции выделяется ректификацией и отмывкой. При использовании для очистки изопрена по предлагаемому способу экстрактивной ректификации, из технологической схемы выделения изопрена может быть исключена отмывка или отмывка может быть перенесена на конец схемы после экстрактивной ректификации. При этом задачей отмывки будет очистка изопрена от примесей трет.бутанола, что позволит снизить затраты на отделение изопрена от трет.бутанола в колонне экстрактивной ректификации.The interaction of tert.butanol with formaldehyde used in the form of an aqueous solution (formalin) is carried out at 80-180 ° C, elevated pressure and in the presence of an acid catalyst, which is most often used sulfuric or phosphoric acid. Isoprene from the reaction products is isolated by distillation and washing. When using isoprene for purification according to the proposed method of extractive rectification, washing can be excluded from the technological scheme for isolating isoprene or washing can be transferred to the end of the scheme after extractive rectification. In this case, the washing task will be to purify isoprene from tert.butanol impurities, which will reduce the cost of separating isoprene from tert.butanol in an extractive distillation column.
Способ иллюстрируется следующими примерами. The method is illustrated by the following examples.
Пример 1. Реактор, представляющий собой колонну, изготовленную из стали Х18Н10Т, внутренним диаметром 32 мм, снабженную "рубашкой", куда подают охлаждающую воду для снятия тепла реакции, заполнен катализатором КУ-2ФПП в количестве 4,0 л и водным раствором, содержащим 12% третичного бутанола. В низ реактора подают пиролизную фракцию в количестве 2400 г/ч, содержащую 55% изобутилена, и воду в количестве 415 г/ч. Молярное отношение вода:изобутилен
0,98:1,0. Процесс ведут при температуре 85-90oC и давлении 18-19 ати.Example 1. The reactor, which is a column made of steel X18H10T, with an inner diameter of 32 mm, equipped with a “jacket”, to which cooling water is supplied to remove the heat of reaction, is filled with KU-2FPP catalyst in an amount of 4.0 L and an aqueous solution containing 12 % tertiary butanol. A pyrolysis fraction in an amount of 2400 g / h containing 55% isobutylene and water in an amount of 415 g / h are fed to the bottom of the reactor. The molar ratio of water: isobutylene
0.98: 1.0. The process is carried out at a temperature of 85-90 o C and a pressure of 18-19 ati.
С верха реактора отбирают в количестве 2815 г/ч углеводородную фракцию, содержащую, мас. From the top of the reactor, a quantity of 2815 g / h of a hydrocarbon fraction containing, wt.
Изобутилен 13,6
Трет.бутанол 44,0
Вода 4,0
Трет-бутанол, выделенный из углеводородной фракции ректификацией в количестве 1338 г/ч, содержал в качестве примесей 0,01% углеводородов C4 и 7,5% воды.Isobutylene 13.6
Tert.butanol 44.0
Water 4.0
Tert-butanol, isolated from the hydrocarbon fraction by distillation in an amount of 1338 g / h, contained 0.01% C 4 hydrocarbons and 7.5% water as impurities.
Часть трет-бутанола в количестве 200 г/ч направляли на синтез изопрена, часть в количестве 1138 г/ч направляли в качестве селективного растворителя на очистку выделенного из продуктов реакции изопрена от примесей кислородсодержащих соединений. A part of tert-butanol in an amount of 200 g / h was sent to the synthesis of isoprene, a part in an amount of 1138 g / h was sent as a selective solvent to purify the isoprene extracted from the reaction products from impurities of oxygen-containing compounds.
Синтез изопрена ведут путем взаимодействия формальдегида с трет-бутанолом в присутствии катализатора на пилотной установке, включающей две последовательные реакционные зоны, каждая из которых содержит реактор, выполненный из титана. Isoprene is synthesized by reacting formaldehyde with tert-butanol in the presence of a catalyst in a pilot plant, which includes two successive reaction zones, each of which contains a reactor made of titanium.
В качестве катализатора используется серная кислота. Sulfuric acid is used as a catalyst.
Реактор 1-й реакционной зоны пустотелый, объем реакционной зоны 6 л. Реактор 2-й реакционной зоны имеет аналогичную конструкцию, объем реакционной зоны 6 л. The reactor of the 1st reaction zone is hollow, the volume of the reaction zone is 6 l. The reactor of the 2nd reaction zone has a similar design, the volume of the reaction zone is 6 liters.
Исходные и рецикловые продукты подают в нижнюю часть реактора 1-й зоны. Из верхней части реактора 1-й зоны реакционная масса выводится в нижнюю часть реактора 2-й зоны. С верха реактора 2-й зоны выводятся продукты реакции в паровой фазе, которая затем конденсируется и расслаивается на масляный и водный слои, которые собирают в приемные емкости. Из верхней части реактора 2-й зоны отбирают также жидкий поток, содержащий водный раствор катализатора, который после контакта с масляным слоем для экстракции из водного раствора катализатора высококипящих органических продуктов, рециклуют в нижнюю часть 1-й реакционной зоны. Температура в первом реакторе 130oC, во втором - 180oC. Время контакта 22 мин в каждом реакторе. Давление в реакторах 21-22 ати.Initial and recycle products are fed to the lower reactor of the 1st zone. From the upper part of the reactor of the 1st zone, the reaction mass is discharged into the lower part of the reactor of the 2nd zone. From the top of the reactor of the 2nd zone, the reaction products are removed in the vapor phase, which then condenses and exfoliates into oil and water layers, which are collected in receiving containers. A liquid stream containing an aqueous catalyst solution is also taken from the upper part of the reactor of the 2nd zone, which, after contact with the oil layer to extract high-boiling organic products from the aqueous solution of the catalyst, is recycled to the lower part of the 1st reaction zone. The temperature in the first reactor is 130 o C, in the second - 180 o C. Contact time 22 min in each reactor. The pressure in the reactors is 21-22 atm.
В качестве исходных и рецикловых продуктов в 1-ю реакционную зону подают:
формальдегид в виде водного раствора (формалин) в количестве 1270 г/ч, имеющего следующий состав, мас.As the source and recycle products in the 1st reaction zone serves:
formaldehyde in the form of an aqueous solution (formalin) in an amount of 1270 g / h, having the following composition, wt.
Формальдегид 39,5
Метанол 0,5
Вода 60,0;
трет-бутанол в количестве 200 г/ч, полученный на стадии гидратации изобутилена, имеющий состав, указанный выше;
трет-бутанол в количестве 1133 г/ч из куба колонны десорбции кислородсодержащих соединений узла очистки изопрена от кислородсодержащих соединений экстрактивной ректификацией с трет-бутанолом;
рецикловый изобутилен, выделенный из масляного слоя, в количестве 4450 г/ч, имеющий после экстракции им органических соединений из водного слоя в качестве примесей 2 мас. трет-бутанола, а также суммарно 1 мас. диметилдиоксана, метилдигидропирана и других органических продуктов;
рецикловый трет-бутанол, выделенный из тяжелой части масляного слоя в количестве 693 г/ч, содержащий в качестве примесей суммарно 3,6 мас. диметилдиоксана, метилдигидропирана, непредельных спиртов C5 и других органических продуктов, а также 4,4 мас. воды;
рецикловый водный раствор катализатора в количестве 2430 г/ч, имеющий состав, мас.Formaldehyde 39.5
Methanol 0.5
Water 60.0;
tert-butanol in an amount of 200 g / h obtained in the isobutylene hydration step, having the composition indicated above;
tert-butanol in an amount of 1133 g / h from the cube of the desorption column of oxygen-containing compounds of the isoprene purification unit from oxygen-containing compounds by extractive distillation with tert-butanol;
recycled isobutylene isolated from the oil layer in an amount of 4450 g / h, having after extraction with it organic compounds from the aqueous layer as impurities of 2 wt. tert-butanol, as well as a total of 1 wt. dimethyldioxane, methyldihydropyran and other organic products;
recycle tert-butanol isolated from the heavy part of the oil layer in an amount of 693 g / h, containing a total of 3.6 wt. dimethyldioxane, methyldihydropyran, unsaturated alcohols C 5 and other organic products, as well as 4.4 wt. water;
recycle aqueous catalyst solution in an amount of 2430 g / h, having a composition, wt.
Трет-бутанол 6,0
Вода 92,7
Серная кислота 0,5
Диметилдиоксан, метилдигидропиран, непредельные спирты C5 и другие органические продукты 0,8
После конденсации и разделения газового потока, отобранного из 2-й реакционной зоны, получено 6230 г/ч масляного слоя и 1548 г/ч водного слоя.Tert-butanol 6.0
Water 92.7
Sulfuric acid 0.5
Dimethyldioxane, methyldihydropyran, unsaturated alcohols C 5 and other organic products 0.8
After condensation and separation of the gas stream taken from the 2nd reaction zone, 6230 g / h of the oil layer and 1548 g / h of the water layer are obtained.
Состав водного и масляного слоев приведены в табл. 1. The composition of the water and oil layers are given in table. one.
Из масляного слоя с использованием ректификации и водной отмывки выделен изопрен-сырец в количестве 880 г/ч, содержащий в своем составе следующие примеси, мас. Raw isoprene in the amount of 880 g / h was isolated from the oil layer using distillation and water washing, containing the following impurities, wt.
Изобутилен 0,27
Углеводороды C5 0,17
Метилаль 0,004
МТБЭ 0,07
Метанол 0,02
Трет-бутанол 0,50
Прочие примеси (спирты, кетоны и др.) 0,20
Изопрен-сырец подают в колонну экстрактивной ректификации, имеющую внутреннее сечение 12,5 см2 и эффективность 80 теоретических тарелок в точку, соответствующую 20-й теоретической тарелке от куба колонны. Колонна работает под атмосферным давлением при температуре верха 35,0oC, куба - 85-87oC с флегмовым числом, равным 4.Isobutylene 0.27
Hydrocarbons C 5 0.17
Methyl 0.004
MTBE 0.07
Methanol 0.02
Tert-butanol 0.50
Other impurities (alcohols, ketones, etc.) 0.20
Raw isoprene is fed to an extractive distillation column having an internal section of 12.5 cm 2 and an efficiency of 80 theoretical plates at a point corresponding to the 20th theoretical plate from the column cube. The column operates under atmospheric pressure at a top temperature of 35.0 o C, cube - 85-87 o C with a reflux ratio of 4.
В колонну подают также в количестве 1138 г/ч трет-бутанол, полученный на стадии гидратации изобутилена, в точку, соответствующую 40-й теоретической тарелке. 1138 g / h of tert-butanol obtained in the isobutylene hydration step is also fed to the column at the point corresponding to the 40th theoretical plate.
В качестве верхнего продукта колонны отбирают после отстаивания унесенной воды изопрен-ректификат в количестве 865 г/ч, имеющий следующий состав, мас. As the top product of the column, isoprene rectified in the amount of 865 g / h, having the following composition, wt.
Изопрен 99,52
Изобутилен 0,27
Углеводороды C5 0,15
Метилаль 0,0001
Метанол 0,0002
МТБЭ 0,0001
Вода 0,02
Трет-бутанол 0,0003
Кубовый продукт направляют на питание в десорбционную колонну сечением 8,0 см2 и эффективностью 40 теоретических тарелок для извлечения кислородсодержащих органических соединений из насыщенного трет-бутанола в точку, соответствующую 30-й теоретической тарелке от куба колонны.Isoprene 99.52
Isobutylene 0.27
Hydrocarbons C 5 0.15
Methyl 0.0001
Methanol 0.0002
MTBE 0.0001
Water 0.02
Tert-butanol 0.0003
The bottoms product is fed to a desorption column with a cross section of 8.0 cm 2 and an efficiency of 40 theoretical plates to extract oxygen-containing organic compounds from saturated tert-butanol to the point corresponding to the 30th theoretical plate from the column bottom.
Десорбцию осуществляют под атмосферным давлением при температуре верха 50-54oC, куба 86-88oC с флегмовым числом, равным 250.Desorption is carried out under atmospheric pressure at a top temperature of 50-54 o C, a cube 86-88 o C with a reflux ratio of 250.
С верха колонны выводят в количестве 15 г/ч фракцию кислородсодержащих соединений, содержащую также 35 мас. изопрена. From the top of the column, a fraction of oxygen-containing compounds, also containing 35 wt. isoprene.
Из куба колонны очищенный трет-бутанол, содержащий 6,6% воды, а также 0,2% других примесей в количестве 1133 г/ч направляют в качестве сырья в реакционный узел синтеза изопрена. From the bottom of the column, purified tert-butanol containing 6.6% water and 0.2% other impurities in an amount of 1133 g / h is sent as a raw material to the isoprene synthesis reaction unit.
Пример 2. В качестве изобутиленсодержащего сырья используют C4-фракцию дегидрирования изобутана, содержащую 46,2% изобутилена.Example 2. As the isobutylene-containing feed, a C 4 -isobutane dehydrogenation fraction containing 46.2% isobutylene is used.
Гидратацию изобутилена осуществляют при 82-87oC и давлении 18-19 ати в реакционном аппарате, аналогичном описанному в примере 1.Hydration of isobutylene is carried out at 82-87 o C and a pressure of 18-19 atm in a reaction apparatus similar to that described in example 1.
Для осуществления эффективного теплосъема из верхней части реакционного аппарата выводят водный слой, который охлаждают и рециркулируют на вход в нижнюю часть реакционного аппарата. For effective heat removal, an aqueous layer is removed from the upper part of the reaction apparatus, which is cooled and recycled to the entrance to the lower part of the reaction apparatus.
В нижнюю часть реактора подают в количестве 3000 г/ч исходную изобутиленсодержащую C4-фракцию, а также свежую воду в количестве 410 г/ч и рецикловый водный слой в количестве 3300 г/ч.The initial isobutylene-containing C 4 fraction, as well as fresh water in an amount of 410 g / h and a recycle aqueous layer in an amount of 3300 g / h are fed into the lower part of the reactor in an amount of 3000 g / h.
С верха реакционного аппарата отбирают в количестве 3440 г/ч поток, содержащий 58,6% углеводородов C4 (в т.ч. 12,1% изобутилена), а также 37,2% трет-бутанола и 3,75% воды.A stream containing 58.6% C 4 hydrocarbons (including 12.1% isobutylene), as well as 37.2% tert-butanol and 3.75% water, was taken from the top of the reaction apparatus in an amount of 3440 g / h.
Из указанного потока с помощью ректификации отделяется в количестве 1380 г/ч трет-бутанол,содержащий 7,0% воды, а также 0,1% углеводородов C4, который разделяется на два потока: первый поток в количестве 280 г/ч направляют в качестве сырья в реакционный узел синтеза изопрена, а второй поток в количестве 1100 г/ч подают в качестве селективного растворителя в узел очистки изопрена от кислородсодержащих соединений экстрактивной ректификацией.1380 g / h of tert-butanol containing 7.0% water and 0.1% C 4 hydrocarbons, which is divided into two streams, are separated from the specified stream by rectification in an amount of 1380 g / h: the first stream in an amount of 280 g / h is sent to as a feedstock to the isoprene synthesis reaction unit, and a second stream in an amount of 1100 g / h is fed as a selective solvent to the isoprene purification unit from oxygen-containing compounds by extractive distillation.
Синтез изопрена осуществляют на пилотной установке, описанной в примере 1. Synthesis of isoprene is carried out on a pilot plant described in example 1.
В качестве катализатора для проведения процесса используют фосфорную кислоту. Phosphoric acid is used as a catalyst for the process.
Температура в первой реакционной зоне 110oC; во второй реакционной зоне 165oC. Давление в реакционных зонах 17-18 ати. Время контакта в каждой реакционной зоне 18 мин.The temperature in the first reaction zone is 110 ° C; in the second reaction zone 165 o C. The pressure in the reaction zones 17-18 ati. The contact time in each reaction zone is 18 minutes.
В нижнюю часть реакционной зоны в качестве исходных и рецикловых продуктов подают:
формальдегид в виде водного раствора (формалин) в количестве 1270 г/ч (состав, пример 1);
трет-бутанол в количестве 280 г/ч, полученный на стадии гидратации изобутилена, имеющий состав, указанный выше;
трет-бутанол в количестве 1121 г/ч из куба колонны десорбции кислородсодержащих соединений узла очистки изопрена от кислородсодержащих соединений экстрактивной ректификацией с трет-бутанолом, содержащий 5,8 мас. воды;
рецикловый изобутилен, выделенный из масляного слоя, в количестве 4426 г/ч, имеющий после экстракции им органических соединений из водного слоя в качестве примесей 1,7 мас. трет-бутанола, а также суммарно 0,7 мас. диметилдиоксана, метилдигидропирана и других органических продуктов;
рецикловый трет-бутанол, выделенный из тяжелой части масляного слоя в количестве 624 г/ч, содержащий в качестве примесей суммарно 5,5 мас. диметилдиоксана, метилдигидропирана, непредельных спиртов C5 и других органических продуктов, а также 5,4 мас. воды;
рецикловый водный раствор катализатора в количестве 2660 г/ч, имеющий состав, мас.In the lower part of the reaction zone as the source and recycle products are served:
formaldehyde in the form of an aqueous solution (formalin) in an amount of 1270 g / h (composition, example 1);
tert-butanol in an amount of 280 g / h obtained in the isobutylene hydration step, having the composition indicated above;
tert-butanol in an amount of 1121 g / h from the cube of the desorption column of oxygen-containing compounds of the isoprene purification unit from oxygen-containing compounds by extractive distillation with tert-butanol, containing 5.8 wt. water;
recycle isobutylene isolated from the oil layer in an amount of 4426 g / h, having, after extracting organic compounds from the aqueous layer as impurities, 1.7 wt. tert-butanol, as well as a total of 0.7 wt. dimethyldioxane, methyldihydropyran and other organic products;
recycled tert-butanol isolated from the heavy part of the oil layer in an amount of 624 g / h, containing a total of 5.5 wt. dimethyldioxane, methyldihydropyran, unsaturated alcohols C 5 and other organic products, as well as 5.4 wt. water;
recycle aqueous catalyst solution in an amount of 2660 g / h, having a composition, wt.
Трет-бутанол 5,9
Вода 88,7
Фосфорная кислота 4,5
Диметилдиоксан, метилдигидропиран,
непредельные спирты C5 и другие
органические продукты 0,9
После конденсации и разделения газового потока, отобранного из 2-й реакционной зоны, получено 6282 г/ч масляного слоя и 1531 г/ч водного слоя.Tert-butanol 5.9
Water 88.7
Phosphoric acid 4.5
Dimethyldioxane, methyldihydropyran,
unsaturated alcohols C 5 and others
organic products 0.9
After condensation and separation of the gas stream taken from the 2nd reaction zone, 6282 g / h of the oil layer and 1531 g / h of the water layer were obtained.
Состав водного и масляного слоев приведены в табл. 2. The composition of the water and oil layers are given in table. 2.
Из масляного слоя с использованием ректификации и водной отмывки выделен изопрен-сырец в количестве 870 г/ч, содержащий в своем составе следующие примеси, мас. Raw isoprene in the amount of 870 g / h was isolated from the oil layer using distillation and water washing, containing the following impurities, wt.
Изобутилен 0,15
Углеводороды C5 0,11
Метилаль 0,006
МТБЭ 0,20
Метанол 0,03
Трет-бутанол 2,0
Прочие примеси (спирты, кетоны и др.) 0,20
Изопрен-сырец, а также в количестве 1100 г/ч трет-бутанол, полученный на стадии гидратации изобутилена, подают в колонну экстрактивной ректификации.Isobutylene 0.15
Hydrocarbons C 5 0.11
Methyl 0.006
MTBE 0.20
Methanol 0.03
Tert-butanol 2.0
Other impurities (alcohols, ketones, etc.) 0.20
Raw isoprene, as well as in the amount of 1100 g / h of tert-butanol, obtained at the stage of hydration of isobutylene, is fed to the extractive distillation column.
Характеристика колонны экстрактивной ректификации, технологические параметры ее работы и точки подачи потоков аналогичны приведенным в примере 1. The characteristics of the extractive distillation column, the technological parameters of its operation and the flow feed points are similar to those shown in example 1.
В качестве верхнего продукта колонны отбирают после отстаивания унесенной воды изопрен-ректификат с концентрацией 99,6 мас. в количестве 843 г/ч, содержащий примеси, мас. As the top product of the column, isoprene rectified with a concentration of 99.6 wt. in the amount of 843 g / h, containing impurities, wt.
Углеводороды C4-C5 0,26
Метилаль 0,0001
МТБЭ 0,0003
Метанол 0,0003
Вода 0,02
Другие примеси 0,0003
Кубовый продукт направляют на питание в десорбционную колонну для извлечения кислородсодержащих органических соединений из насыщенного трет-бутанола. В этом случае используют колонну сечением 3,2 см2 и эффективностью 20 теоретических тарелок. Поток насыщенного экстрагента подают в точку, соответствующую 10-й теоретической тарелке от куба колонны.Hydrocarbons C 4 -C 5 0.26
Methyl 0.0001
MTBE 0.0003
Methanol 0.0003
Water 0.02
Other impurities 0.0003
The bottoms product is fed to a desorption column for extraction of oxygen-containing organic compounds from saturated tert-butanol. In this case, a column with a cross section of 3.2 cm 2 and an efficiency of 20 theoretical plates is used. A stream of saturated extractant is fed to the point corresponding to the 10th theoretical plate from the column cube.
Десорбцию ведут под атмосферным давлением при верха 48-50oC, куба - 83-85oC с флегмовым числом, равным 50.Desorption is carried out under atmospheric pressure at a top of 48-50 o C, cubic meters - 83-85 o C with a reflux ratio of 50.
С верха колонны выводят в количестве 8,0 г/ч фракцию кислородсодержащих соединений, содержащую также 40 мас. изопрена. From the top of the column, a fraction of oxygen-containing compounds, also containing 40 wt. isoprene.
Степень десорбции МТБЭ составляет 30-35% метилаля 50-55% метанола - 40-45%
Из куба колонны очищенный трет-бутанол в количестве 1121 г/ч направляют в качестве сырья в реакционный узел синтеза изопрена. Трет-бутанол в этом случае содержит следующие примеси, мас.The degree of desorption of MTBE is 30-35% methylal 50-55% methanol - 40-45%
From the bottom of the column, purified tert-butanol in an amount of 1121 g / h is sent as a raw material to the isoprene synthesis reaction unit. Tert-butanol in this case contains the following impurities, wt.
Углеводороды C4-C5 0,01
Метилаль 0,01
МТБЭ 0,12
Метанол 0,04
Вода 5,8
Другие примеси 0,1
Пример 3. Работа узла гидратации изобутилена не отличается от описанной в примере 2. Полученный на стадии гидратации изобутилена трет-бутанол, содержащий 7,0% воды, а также 0,1% углеводородов C4, полностью в количестве 1380 г/ч подают в качестве селективного растворителя в узел очистки изопрена от кислородсодержащих соединений экстрактивной ректификацией.Hydrocarbons C 4 -C 5 0.01
Methyl 0.01
MTBE 0.12
Methanol 0.04
Water 5.8
Other impurities 0.1
Example 3. The operation of the hydration unit of isobutylene does not differ from that described in example 2. Obtained at the stage of hydration of isobutylene tert-butanol containing 7.0% water and 0.1% C 4 hydrocarbons, fully in the amount of 1380 g / h as a selective solvent in the site of purification of isoprene from oxygen-containing compounds by extractive distillation.
Синтез изопрена осуществляют на пилотной установке, описанной в примере 1. Synthesis of isoprene is carried out on a pilot plant described in example 1.
В качестве катализатора для проведения процесса используют фосфорную кислоту. Phosphoric acid is used as a catalyst for the process.
Температура в первой реакционной зоне 100oC; во второй реакционной зоне 135oC. Давление в реакционных зонах 14-15 ати. Время контакта в каждой реакционной зоне 20 мин.The temperature in the first reaction zone is 100 ° C; in the second reaction zone 135 o C. The pressure in the reaction zones 14-15 ati. The contact time in each reaction zone is 20 minutes.
В нижнюю часть первой реакционной зоны в качестве исходных и рецикловых продуктов подают:
формальдегид в виде водного раствора (формалин) в количестве 1312 г/ч (состав, пример 1);
трет-бутанол в количестве 1610 г/ч из куба колонны десорбции кислородсодержащих соединений узла очистки изопрена от кислородсодержащих соединений экстрактивной ректификацией с трет-бутанолом, содержащий 5,0 мас. воды.In the lower part of the first reaction zone as starting and recycle products serves:
formaldehyde in the form of an aqueous solution (formalin) in an amount of 1312 g / h (composition, example 1);
tert-butanol in an amount of 1610 g / h from the cube of the desorption column of oxygen-containing compounds of the isoprene purification unit from oxygen-containing compounds by extractive distillation with tert-butanol containing 5.0 wt. water.
рецикловый изобутилен, выделенный из масляного слоя, в количестве 4430 г/ч, имеющий после экстракции им органических соединений из водного слоя в качестве примесей 2,0 мас. трет-бутанола, а также суммарно 0,5 мас. диметилдиоксана, метилдигидропирана и других органических продуктов. recycled isobutylene isolated from the oil layer in an amount of 4430 g / h, having, after extracting organic compounds from the aqueous layer as impurities, 2.0 wt. tert-butanol, as well as a total of 0.5 wt. dimethyldioxane, methyldihydropyran and other organic products.
рецикловый трет-бутанол, выделенный из тяжелой части масляного слоя, в количестве 405 г/ч, содержащий в качестве примесей суммарно 7,2 мас. диметилдиоксана, метилдигидропирана, непредельных спиртов C5 и других органических продуктов, а также 5,4 мас. воды;
рецикловый водный раствор катализатора в количестве 2650 г/ч, имеющий состав, мас.recycle tert-butanol isolated from the heavy part of the oil layer in an amount of 405 g / h, containing, as impurities, a total of 7.2 wt. dimethyldioxane, methyldihydropyran, unsaturated alcohols C 5 and other organic products, as well as 5.4 wt. water;
recycle aqueous catalyst solution in an amount of 2650 g / h, having a composition, wt.
Трет-бутанол 6,2
Вода 82,8
Фосфорная кислота 10,3
Диметилдиоксан, метилдигидропиран,
непредельные спирты C5 и другие органические продукты 0,7
После конденсации и разделения газового потока, отобранного из 2-й реакционной зоны, получено 6321 г/ч масляного слоя и 1529 г/ч водного слоя.Tert-butanol 6.2
Water 82.8
Phosphoric acid 10.3
Dimethyldioxane, methyldihydropyran,
unsaturated alcohols C 5 and other organic products 0.7
After condensation and separation of the gas stream taken from the 2nd reaction zone, 6321 g / h of the oil layer and 1529 g / h of the water layer were obtained.
Состав водного и масляного слоев приведены в табл. 3. The composition of the water and oil layers are given in table. 3.
Из масляного слоя с использованием ректификации и водной отмывки выделен изопрен-сырец в количестве 1062 г/ч, содержащий в своем составе следующие примеси, мас. Raw isoprene in the amount of 1062 g / h was isolated from the oil layer using distillation and water washing, containing the following impurities, wt.
Изобутилен 0,15
Углеводороды C5 0,11
Метилаль 0,005
МТБЭ 0,29
Метанол 0,03
Трет-бутанол 19,8
Прочие примеси (спирты, кетоны и др.) 0,25
Изопрен-сырец, а также в количестве 1380 г/ч трет-бутанол, полученный на стадии гидратации изобутилена, подают в колонну экстрактивной ректификации.Isobutylene 0.15
Hydrocarbons C 5 0.11
Methyl 0.005
MTBE 0.29
Methanol 0.03
Tert-butanol 19.8
Other impurities (alcohols, ketones, etc.) 0.25
Raw isoprene, as well as in the amount of 1380 g / h of tert-butanol, obtained at the stage of hydration of isobutylene, is fed to the extractive distillation column.
Характеристика колонны экстрактивной ректификации, технологические параметры ее работы и точки подачи потоков аналогичны приведенным в примере 1. The characteristics of the extractive distillation column, the technological parameters of its operation and the flow feed points are similar to those shown in example 1.
В качестве верхнего продукта колонны отбирают после отстаивания унесенной воды изопрен-ректификат с концентрацией 99,6 мас. в количестве 843 г/ч, содержащий примеси, мас. As the top product of the column, isoprene rectified with a concentration of 99.6 wt. in the amount of 843 g / h, containing impurities, wt.
Углеводороды C4-C5 0,27
Метилаль 0,0001
МТБЭ 0,0002
Метанол 0,0002
Вода 0,8
Трет-бутанол 0,0002
Кубовый продукт направляют на питание в десорбционную колонну, описанную в примере 2, в точку, соответствующую 10-й теоретической тарелке от куба колонны. Технологические параметры работы десорбционной колонны аналогичны описанным в примере 2.Hydrocarbons C 4 -C 5 0.27
Methyl 0.0001
MTBE 0.0002
Methanol 0.0002
Water 0.8
Tert-butanol 0.0002
The bottoms product is sent for food to the desorption column described in Example 2 to the point corresponding to the 10th theoretical plate from the bottom of the column. The technological parameters of the operation of the desorption columns are similar to those described in example 2.
С верха колонны выводят в количестве 8,5 г/ч фракцию кислородсодержащих соединений, содержащую также 34 мас. изопрена. Степень десорбции МТБЭ составляет 35-40% метилаля 50-55% метанола 45-50%
Из куба колонны очищенный трет-бутанол в количестве 1610 г/ч направляют в качестве сырья в реакционный узел синтеза изопрена. Трет-бутанол в этом случае содержит следующие примеси, мас.From the top of the column, an amount of oxygen-containing compounds containing also 34 wt. isoprene. The degree of desorption of MTBE is 35-40% of methylal 50-55% of methanol 45-50%
From the bottom of the column, purified tert-butanol in an amount of 1610 g / h is sent as a feed to the isoprene synthesis reaction unit. Tert-butanol in this case contains the following impurities, wt.
Углеводороды C4-C5 0,01
Метилаль 0,01
МТБЭ 0,14
Метанол 0,03
Вода 5,0
Трет-бутанол 0,1
Пример 4
В качестве изобутиленсодержащего сырья используют C4-фракцию с 42,6% изобутилена.Hydrocarbons C 4 -C 5 0.01
Methyl 0.01
MTBE 0.14
Methanol 0.03
Water 5.0
Tert-butanol 0.1
Example 4
As isobutylene-containing raw materials, a C 4 fraction with 42.6% isobutylene is used.
Гидратацию осуществляют в реакционно-экстракционном аппарате колонного типа внутренним диаметром 60 мм, в который загружено 10,0 л сульфоионитного катализатора КУ-2ФПП. Hydration is carried out in a column-type reaction-extraction apparatus with an inner diameter of 60 mm, into which 10.0 L of KU-2FPP sulfoionite catalyst is loaded.
Сверху в аппарат подают в количестве 14500 г/ч воду, а снизу в количестве 2400 г/ч исходную углеводородную C4-фракцию.14,500 g / h of water is fed into the apparatus from above, and an initial C 4 fraction of hydrocarbon from the bottom in an amount of 2,400 g / h.
Процесс проводят при температуре 80 85oC и давлении 19 20 ата. Молярное соотношение вода изобутилен 18,7 1,0.The process is carried out at a temperature of 80 85 o C and a pressure of 19 20 ata. The molar ratio of water to isobutylene is 18.7 1.0.
С верха аппарата отбирают в количестве 1437,8 г/ч C4-фракцию, содержащую 2,5% изобутилена, а также 1,6% трет-бутанола и 0,1% воды, из которой далее ректификацией отделяют в количестве 23 г/ч трет-бутанол, содержащий 0,2% углеводородов C4, направляемый в реакционный узел синтеза изопрена.From the top of the apparatus, 1,437.8 g / h of C 4 fraction was collected containing 2.5% isobutylene, as well as 1.6% tert-butanol and 0.1% water, from which 23 g were separated by distillation. h tert-butanol containing 0.2% C 4 hydrocarbons sent to the isoprene synthesis reaction unit.
Из куба аппарата выводят в количестве 15462,2 г/ч водный поток, содержащий 8,3% трет-бутанола, который направляют на питание в ректификационную колонну для извлечения трет-бутанола. An aqueous stream containing 8.3% tert-butanol is withdrawn from the cube of the apparatus in an amount of 15462.2 g / h, which is fed to a distillation column to extract tert-butanol.
Из куба ректификационной колонны воду, содержащую 0,2% трет-бутанола в количестве 13955,5 г/ч возвращают в реакционно-экстракционный аппарат на гидратацию, а верхний продукт ректификационной колонны трет-бутанол, содержащий 15,0% воды, в количестве 1506,8 г/ч направляют в производство изопрена в узел очистки изопрена от кислородсодержащих соединений экстрактивной ректификацией в качестве селективного растворителя. From the cube of the distillation column, water containing 0.2% tert-butanol in an amount of 13955.5 g / h is returned to the reaction-extraction apparatus for hydration, and the upper product of the distillation column tert-butanol containing 15.0% of water in an amount of 1506 , 8 g / h are sent to the production of isoprene in a unit for the purification of isoprene from oxygen-containing compounds by extractive distillation as a selective solvent.
Синтез изопрена осуществляют на пилотной установке, описанной в примере 1. Synthesis of isoprene is carried out on a pilot plant described in example 1.
В качестве катализатора для проведения процесса используют серную кислоту. Sulfuric acid is used as a catalyst for the process.
Температура в первой реакционной зоне 130oC; во второй реакционной зоне 190oC. Давление верха второй реакционной зоны 22 23 ати. Время контакта в каждой реакционной зоне 20 мин.The temperature in the first reaction zone is 130 ° C; in the second reaction zone 190 o C. The pressure of the top of the second reaction zone 22 23 ati. The contact time in each reaction zone is 20 minutes.
В нижнюю часть первой реакционной зоны в качестве исходных и рецикловых продуктов подают:
формальдегид в виде водного раствора (формалин) в количестве 1326 г/ч (состав, пример 1);
трет-бутанол в количестве 1560 г/ч из куба колонны десорбции кислородсодержащих соединений узла очистки изопрена от кислородсодержащих соединений экстрактивной ректификацией с трет-бутанолом, содержащий 5,3 мас. воды;
рецикловый изобутилен, выделенный из масляного слоя, в количестве 5035 г/ч, имеющий после экстракции им органических соединений из водного слоя в качестве примесей 1,6 мас. трет-бутанола, а также суммарно 0,6 мас. диметилдиоксана, метилдигидропирана и других органических продуктов;
рецикловый трет-бутанол, выделенный из тяжелой части масляного слоя, в количестве 550 г/ч, содержащий в качестве примесей суммарно 5,4 мас. диметилдиоксана, метилдигидропирана, непредельных спиртов C5 и других органических продуктов, а также 6,7 мас. воды;
рецикловый водный поток из емкости, в которой осуществляют смешение исходного трет-бутанола с частью флегмового потока колонны экстрактивной ректификации, в количестве 165 г/ч;
рецикловый водный раствор катализатора в количестве 1935 г/ч, имеющий состав, мас.In the lower part of the first reaction zone as starting and recycle products serves:
formaldehyde in the form of an aqueous solution (formalin) in an amount of 1326 g / h (composition, example 1);
tert-butanol in the amount of 1560 g / h from the cube of the desorption column of oxygen-containing compounds of the isoprene purification unit from oxygen-containing compounds by extractive distillation with tert-butanol containing 5.3 wt. water;
recycle isobutylene isolated from the oil layer in an amount of 5035 g / h, having after extraction of organic compounds from the water layer as impurities of 1.6 wt. tert-butanol, as well as a total of 0.6 wt. dimethyldioxane, methyldihydropyran and other organic products;
recycle tert-butanol isolated from the heavy part of the oil layer in an amount of 550 g / h containing a total of 5.4 wt. dimethyldioxane, methyldihydropyran, unsaturated alcohols C 5 and other organic products, as well as 6.7 wt. water;
a recycle water stream from a vessel in which the feed of tert-butanol is mixed with a portion of the reflux stream of an extractive distillation column in an amount of 165 g / h;
recycle aqueous catalyst solution in an amount of 1935 g / h, having a composition, wt.
Трет-бутанол 6,2
Вода 93,4
Серная кислота 0,4
Диметилдиоксан, метилдигидропиран, непредельные спирты C5 и другие органические продукты 1,0
После конденсации и разделения газового потока, отобранного из 2-й реакционной зоны, получено 7107 г/ч масляного слоя и 2540 г/ч водного слоя.Tert-butanol 6.2
Water 93.4
Sulfuric acid 0.4
Dimethyldioxane, methyldihydropyran, unsaturated alcohols C 5 and other organic products 1.0
After condensation and separation of the gas stream taken from the 2nd reaction zone, 7107 g / h of the oil layer and 2540 g / h of the water layer were obtained.
Состав водного и масляного слоев приведены в табл. 4. The composition of the water and oil layers are given in table. 4.
Из масляного слоя с использованием ректификации и водной отмывки выделен изопрен-сырец в количестве 1062 г/ч, содержащий 19,9% трет-бутанола, а также следующие примеси, мас. Raw isoprene in the amount of 1062 g / h, containing 19.9% tert-butanol, and also the following impurities, wt.%, Were isolated from the oil layer using distillation and water washing.
Изобутилен 0,16
Углеводороды C5 0,17
Метилаль 0,0015
МТБЭ 0,12
Метанол 0,04
Прочие примеси (спирты, кетоны и др.) 0,32,
который подают для очистки от кислородсодержащих и тяжелых примесей в колонну экстрактивной ректификации, имеющую сечение 12,5 см2 и эффективность 60 теоретических тарелок, в точку, соответствующую 50-й теоретической тарелке от куба колонны.Isobutylene 0.16
Hydrocarbons C 5 0.17
Methyl 0.0015
MTBE 0.12
Methanol 0.04
Other impurities (alcohols, ketones, etc.) 0.32,
which is fed for purification from oxygen-containing and heavy impurities to an extractive distillation column having a cross section of 12.5 cm 2 and an efficiency of 60 theoretical plates, at a point corresponding to the 50th theoretical plate from the column cube.
Колонна работает под атмосферным давлением при температуре верха 35 - 36oC, куба 85 87oC с флегмовым числом, равным 2 2,1 (отношение потока, возвращаемого в колонну, к отбираемому дистиллату составляет 4 1, но часть потока направляют на смешение с исходным трет-бутанолом).The column operates under atmospheric pressure at a top temperature of 35 - 36 o C, cubic 85 87 o C with a reflux ratio of 2 2.1 (the ratio of the stream returned to the column to the selected distillate is 4 1, but part of the flow is directed to mixing with starting tert-butanol).
Поток трет-бутанола из узла гидратации изобутилена в количестве 1506,8 г/ч охлаждают и направляют в емкость, снабженную отстойной зоной, для смешения с частью потока флегмы колонны экстрактивной ректификации в количестве 1685 г/ч. The flow of tert-butanol from the isobutylene hydration unit in an amount of 1506.8 g / h is cooled and sent to a tank equipped with a settling zone for mixing with a portion of the reflux stream of the extractive distillation column in an amount of 1685 g / h.
Расслаивание осуществляется при температуре 40 45oC. Время расслаивания 16 20 мин.The delamination is carried out at a temperature of 40 45 o C. The delamination time 16 20 minutes
Из указанной емкости после расслаивания смеси выводят в количестве 3027 г/ч углеводородный слой состава, мас. From the specified capacity after delamination of the mixture is removed in the amount of 3027 g / h hydrocarbon layer composition, wt.
Изопрен 55,3
Трет-бутанол 41,6
Вода 3,1,
который подают в колонну экстрактивной ректификации в качестве селективного растворителя, а также в количестве 165 г/ч водный слой, содержащий 86,1 мас. воды и 13,9 мас. трет-бутанола, который направляют совместно с потоком рециклового трет-бутанола в реакционный узел синтеза изопрена.Isoprene 55.3
Tert-butanol 41.6
Water 3.1,
which is fed into the extractive distillation column as a selective solvent, as well as in an amount of 165 g / h, an aqueous layer containing 86.1 wt. water and 13.9 wt. tert-butanol, which is sent together with a stream of recycled tert-butanol to the isoprene synthesis reaction unit.
В качестве верхнего продукта колонны экстрактивной ректификации отбирают после отстаивания унесенной воды изопрен-ректификат с концентрацией 99,4 мас. в количестве 837 г/ч, содержащий примеси, мас. As the top product of the extractive distillation column, isoprene rectified with a concentration of 99.4 wt. in the amount of 837 g / h, containing impurities, wt.
Углеводороды C4-C5 0,33
МТБЭ 0,0002
Метанол 0,0001
Метилаль 0,0001
Вода 0,09
Трет-бутанол 0,12
Далее изопрен-ректификат может быть направлен в колонну водной отмывки для очистки от примесей трет-бутанола до достижения полимеризационной чистоты.Hydrocarbons C 4 -C 5 0.33
MTBE 0.0002
Methanol 0.0001
Methyl 0.0001
Water 0.09
Tert-butanol 0.12
Further, the isoprene rectified product can be sent to a column of water washing to purify tert-butanol impurities to achieve polymerization purity.
Кубовый продукт направляют на питание в десорбционную колонну, описанную в примере 1, в точку, соответствующую 30-й теоретической тарелке от куба колонны. The bottoms product is sent for food to the desorption column described in Example 1 to the point corresponding to the 30th theoretical plate from the bottom of the column.
Колонна в этом случае работает под атмосферным давлением при температуре верха 50 53oC, куба 83 85oC с флегмовым числом 200.The column in this case operates under atmospheric pressure at a top temperature of 50 53 o C, cube 83 85 o C with a reflux ratio of 200.
Степени десорбции кислородсодержащих примесей (МТБЭ, метилаля, метанола) при этом составляют 90 96%
С верха колонны выводят в количестве 16,3 г/ч фракцию кислородсодержащих соединений, содержащую также 37 мас. изопрена.The degree of desorption of oxygen-containing impurities (MTBE, methylal, methanol) is 90 96%
From the top of the column, a fraction of oxygen-containing compounds is also removed in an amount of 16.3 g / h, which also contains 37 wt. isoprene.
Из куба колонны очищенный трет-бутанол в количестве 1560 г/ч, содержащий 5,3 мас. воды, а также 0,2 мас. других примесей, направляют в качестве сырья в реакционный узел синтеза изопрена. From the cube of the column, purified tert-butanol in an amount of 1560 g / h, containing 5.3 wt. water, as well as 0.2 wt. other impurities are sent as raw materials to the reaction unit for the synthesis of isoprene.
Пример 5. Работа узла гидратации изобутилена не отличается от описанной в примере 4. Синтез изопрена осуществляют на пилотной установке, описанной в примере 1. В качестве катализатора используют серную кислоту. Example 5. The operation of the isobutylene hydration unit does not differ from that described in example 4. The synthesis of isoprene is carried out on a pilot plant described in example 1. Sulfuric acid is used as a catalyst.
Условия проведения синтеза изопрена аналогичны описанным в примере 4. The conditions for the synthesis of isoprene are similar to those described in example 4.
В нижнюю часть первой реакционной зоны в качестве исходных и рецикловых продуктов подают:
формальдегид в виде водного раствора (формалин) в количестве 1336 г/ч (состав, пример 1);
трет-бутанол в количестве 1572 г/ч из куба колонны десорбции кислородсодержащих соединений узла очистки изопрена от кислородсодержащих соединений экстрактивной ректификацией с трет-бутанолом, содержащий 4,5 мас. воды;
рецикловый изобутилен, выделенный из масляного слоя, в количестве 5025 г/ч, имеющий после экстракции им органических соединений из водного слоя в качестве примесей 1,8 мас. трет-бутанола, а также суммарно 0,55 мас. диметилдиоксана, метилдигидропирана и других органических продуктов;
рецикловый трет-бутанол, выделенный из тяжелой части масляного слоя, в количестве 632 г/ч, содержащий в качестве примесей суммарно 4,9 мас. диметилдиоксана, метилдигидропирана, неопределенных спиртов C5 и других органических продуктов, а также 6,4 мас. воды;
рецикловый водный поток из емкости, в которой осуществляли смешение исходного трет-бутанола с потоком, выводимым из колонны экстрактивной ректификации в точке, расположенной на 5 тарелок выше точки подачи селективного растворителя, в количестве 156 г/ч;
рецикловый водный раствор катализатора в количестве 1838 г/ч, имеющий состав, мас.In the lower part of the first reaction zone as starting and recycle products serves:
formaldehyde in the form of an aqueous solution (formalin) in an amount of 1336 g / h (composition, example 1);
tert-butanol in the amount of 1572 g / h from the cube of the desorption column of oxygen-containing compounds of the isoprene purification unit from oxygen-containing compounds by extractive distillation with tert-butanol containing 4.5 wt. water;
recycle isobutylene isolated from the oil layer in an amount of 5025 g / h, having after extraction with it organic compounds from the aqueous layer as impurities of 1.8 wt. tert-butanol, as well as a total of 0.55 wt. dimethyldioxane, methyldihydropyran and other organic products;
recycled tert-butanol isolated from the heavy part of the oil layer in an amount of 632 g / h, containing a total of 4.9 wt. dimethyldioxane, methyldihydropyran, unspecified alcohols C 5 and other organic products, as well as 6.4 wt. water;
a recycle water stream from a vessel in which the feed of tert-butanol was mixed with the stream withdrawn from the extractive distillation column at a point 5 plates above the feed point of the selective solvent in an amount of 156 g / h;
recycle aqueous catalyst solution in an amount of 1838 g / h, having a composition, wt.
Трет-бутанол 6,2
Вода 93,35
Серная кислота 0,45
Диметилдиоксан, метилгидропиран, неопределенные спирты C5 и другие органические продукты 1,0
После конденсации и разделения газового потока, отобранного из 2-й реакционной зоны, получено 7095 г/ч масляного слоя и 2522 г/ч водного слоя.Tert-butanol 6.2
Water 93.35
Sulfuric acid 0.45
Dimethyldioxane, methylhydropyran, unspecified alcohols C 5 and other organic products 1.0
After condensation and separation of the gas stream taken from the 2nd reaction zone, 7095 g / h of the oil layer and 2522 g / h of the water layer were obtained.
Состав водного и масляного слоев приведены в табл. 5. The composition of the water and oil layers are given in table. 5.
Из масляного слоя с использованием ректификации и водной отмывки выделен изопрен-сырец в количестве 1081 г/ч, содержащий 19,9% трет-бутанола, а также следующие примеси, мас. Raw isoprene in the amount of 1081 g / h, containing 19.9% tert-butanol, as well as the following impurities, wt.%, Were isolated from the oil layer using rectification and water washing.
Изобутилен 0,15
Углеводороды C5 0,17
Метилаль 0,0011
МТБЭ 0,10
Метанол 0,04
Прочие примеси (спирты, кетоны и др.) 0,30,
который подают в колонну экстрактивной ректификации для очистки от кислородсодержащих и тяжелых примесей.Isobutylene 0.15
Hydrocarbons C 5 0.17
Methyl 0.0011
MTBE 0.10
Methanol 0.04
Other impurities (alcohols, ketones, etc.) 0.30,
which is fed to the extractive distillation column for purification from oxygen-containing and heavy impurities.
Колонна имеет сечение 12,5 см2, эффективность 80 теоретических тарелок и работает под атмосферным давлением при температуре верха 35 - 36oC, куба 85 88oC с флегмовым числом, равным 4.The column has a cross section of 12.5 cm 2 , the efficiency of 80 theoretical plates and operates under atmospheric pressure at a top temperature of 35 - 36 o C, cube 85 88 o C with a reflux ratio of 4.
Поток трет-бутанола из узла гидратации изобутилена в количестве 1506,8 г/ч охлаждают и направляют в емкость, снабженную отстойной зоной, для смешения с потоком, выводимым из колонны экстрактивной ректификации в точке, соответствующей 50-й теоретической тарелке от куба колонны, в количестве 4160 г/ч. The flow of tert-butanol from the isobutylene hydration unit in an amount of 1506.8 g / h is cooled and sent to a tank equipped with a settling zone for mixing with the stream discharged from the extractive distillation column at the point corresponding to the 50th theoretical plate from the column cube, in the amount of 4160 g / h.
Расслаивание ведут при 40 45oC. Время расслаивания 10 12 мин.The delamination is carried out at 40 45 o C. The time of delamination 10 12 minutes
Из указанной емкости после расслаивания смеси выводят в количестве 5511 г/ч углеводородный слой состава, мас. From the specified capacity after delamination of the mixture is removed in the amount of 5511 g / h hydrocarbon layer composition, wt.
Изопрен 71,5
Трет-бутанол 26,7
Вода 1,8,
который подают в колонну экстрактивной ректификации в качестве селективного растворителя в точку, соответствующую 40-й теоретической тарелке, а также в количестве 156 г/ч водный слой, содержащий 87,2 мас. воды и 12,8 мас. трет-бутанола, который направляют совместно с потоком рециклового трет-бутанола в реакционный узел синтеза изопрена.Isoprene 71.5
Tert-butanol 26.7
Water 1.8,
which is fed into the extractive distillation column as a selective solvent at the point corresponding to the 40th theoretical plate, as well as in the amount of 156 g / h of an aqueous layer containing 87.2 wt. water and 12.8 wt. tert-butanol, which is sent together with a stream of recycled tert-butanol to the isoprene synthesis reaction unit.
В качестве верхнего продукта колонны экстрактивной ректификации отбирают после отстаивания унесенной воды изопрен-ректификат с концентрацией 99,6 мас. в количестве 855 г/час, содержащий примеси, мас. As the top product of the extractive distillation column, isoprene rectified with a concentration of 99.6 wt. in the amount of 855 g / hour, containing impurities, wt.
Углеводороды C4-C5 0,32
МТБЭ 0,0001
Метанол 0,0001
Вода 0,08
Трет-бутанол 0,0002
Кубовый продукт направляют на питание в десорбционную колонну, описанную в примере 1, в точку, соответствующую 30-й теоретической тарелке от куба колонны.Hydrocarbons C 4 -C 5 0.32
MTBE 0.0001
Methanol 0.0001
Water 0.08
Tert-butanol 0.0002
The bottoms product is sent for food to the desorption column described in Example 1 to the point corresponding to the 30th theoretical plate from the bottom of the column.
Десорбцию осуществляют под атмосферным давлением при температуре верха 50 53oC, куба 84 87oC с флегмовым числом 200.Desorption is carried out under atmospheric pressure at a top temperature of 50 53 o C, cube 84 87 o C with a reflux ratio of 200.
Степени десорбции кислородсодержащих примесей (МТБЭ, метилаля, метанола) при этом составляют 90 98%
С верха колонны выводят в количестве 14,3 г/ч фракцию кислородсодержащих соединений, содержащую также 40 мас. изопрена.The degree of desorption of oxygen-containing impurities (MTBE, methylal, methanol) is 90 98%
From the top of the column, a fraction of oxygen-containing compounds is also removed in an amount of 14.3 g / h, which also contains 40 wt. isoprene.
Из куба колонны очищенный трет-бутанол в количестве 1572 г/час, содержащий 4,5 мас. воды, а также 0,2 мас. других примесей, направляют в качестве сырья в реакционный узел синтеза изопрена. From the cube of the column, purified tert-butanol in an amount of 1572 g / h, containing 4.5 wt. water, as well as 0.2 wt. other impurities are sent as raw materials to the reaction unit for the synthesis of isoprene.
Литература
1. Паушкин Я.М. Адельсон С.В. Вишнякова Т.П. Технология нефтехимического синтеза, (в 2-х частях). ч. 1 "Углеводородное сырье и продукты его окисления". М. Химия, 1973, с. 182 186.Literature
1. Paushkin Y.M. Adelson S.V. Vishnyakova T.P. Technology of petrochemical synthesis, (in 2 parts). Part 1 "Hydrocarbon raw materials and products of its oxidation." M. Chemistry, 1973, p. 182,186.
2. The oil and Gas Journal. June 26, 1972, p. 66 67. 2. The oil and Gas Journal. June 26, 1972, p. 66 67.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95122349/04A RU2091362C1 (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Isoprene production method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95122349/04A RU2091362C1 (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Isoprene production method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2091362C1 true RU2091362C1 (en) | 1997-09-27 |
| RU95122349A RU95122349A (en) | 1997-11-27 |
Family
ID=20175269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95122349/04A RU2091362C1 (en) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Isoprene production method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2091362C1 (en) |
-
1995
- 1995-12-28 RU RU95122349/04A patent/RU2091362C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Паушкин Я.М. и др. Техноглогия нефтехимического синтеза. ч.1. "Углеводородное сырье и продукты его окисления". - М.: Химия, 1973, с. 182 - 186. 2. Kazumi T. The Oil and Gas Journal, 70, N 26, 1972. h. 66 - 67. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2109003C1 (en) | Method of producing methanol, ethanol, n-propanol, and isobutyl alcohol streams for use chiefly in production of anti-knock products from mixtures containing above-mentioned alcohols, water, and other low- and high-boiling substances | |
| JP4800584B2 (en) | Method for producing isobutene and reactor for isothermally carrying out equilibrium reaction | |
| RU2569848C2 (en) | Purification of propylene oxide | |
| EP1242348B1 (en) | Production of phenol using reactive distillation | |
| KR920007872B1 (en) | Process for recovery of methacrylic acid | |
| EP0289178B1 (en) | Process for producing methacrylic ester | |
| EP0718266B1 (en) | Process for obtaining separate streams of methanol and ethanol, n-propanol, isobutanol from mixtures containing these alcohols | |
| RU2004117601A (en) | METHOD FOR PURIFICATION OF WATER-ENLICHED FLOW RECEIVED IN THE FISHER-TROPSH REACTION | |
| US4469903A (en) | Process for the production of isopropyl alcohol | |
| RU96123848A (en) | METHOD FOR PRODUCING ALKYL ACRYLATE | |
| JP2003026633A (en) | Method for producing methacrylic ester | |
| US3957880A (en) | Extractive distillation of a methacrolein effluent | |
| EA010358B1 (en) | Process and apparatus for converting oxygenate to olefins | |
| KR100223709B1 (en) | Method for separating ethyl tert-butyl ether from mixtures with ethanol | |
| US4562283A (en) | Continuous separation of maleic anhydride from gaseous reaction mixtures | |
| US4113780A (en) | Extractive distillation of acetone | |
| RU2091362C1 (en) | Isoprene production method | |
| RU2368593C1 (en) | Method of extracting isobutylene | |
| RU2280022C1 (en) | Process of producing isoprene from isobutene and formaldehyde | |
| RU2099319C1 (en) | Method for production of isoprene | |
| RU2197461C2 (en) | Isoprene production process | |
| JP3812851B2 (en) | Method for separating phenol from 1-phenylethanol, acetophenone or mixtures thereof | |
| KR20220002970A (en) | Method for Purification of Aqueous-Alcoholic Feedstock Containing Ethanol and Acetaldehyde | |
| RU2765441C2 (en) | Method for producing isoprene | |
| SU1133257A1 (en) | Process for recovering and purifying cyclododecanone |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20050727 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071229 |