RU2255928C1 - Isoprene production process - Google Patents
Isoprene production process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2255928C1 RU2255928C1 RU2004105123/04A RU2004105123A RU2255928C1 RU 2255928 C1 RU2255928 C1 RU 2255928C1 RU 2004105123/04 A RU2004105123/04 A RU 2004105123/04A RU 2004105123 A RU2004105123 A RU 2004105123A RU 2255928 C1 RU2255928 C1 RU 2255928C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- column
- isoprene
- dimethyl
- mpa
- decomposition
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтехимической промышленности, точнее к области получения мономеров для синтеза полимеров. Более конкретно изобретение относится к области получения изопрена.The invention relates to the petrochemical industry, more specifically to the field of monomers for the synthesis of polymers. More specifically, the invention relates to the field of isoprene production.
Изопрен является мономером при получении полиизопренового каучука, бутилкаучука, изопренсодержащих полимеров, которые применяют в шинной промышленности и в производстве резинотехнических изделий.Isoprene is a monomer in the production of polyisoprene rubber, butyl rubber, isoprene-containing polymers, which are used in the tire industry and in the manufacture of rubber products.
Известен способ получения изопрена, включающий стадию жидкофазного синтеза 4,4-диметил-1,3-диоксана (ДМД) конденсацией формальдегида в виде водного раствора с изобутиленом в виде изобутиленсодержащей фракции С4 в присутствии в качестве катализатора серной кислоты при температуре 85-95°С, давлении 1,8-2,0 МПа, с разделением реакционной массы на водный и масляный слои. Из масляного слоя ректификацией выделяют ДМД и смесь высококипящих побочных продуктов (ВПП). Водный слой, содержащий серную кислоту и ВПП, нейтрализуют щелочью, затем упаривают. Остаток после упарки, содержащий соли и ВПП, направляют в сточные воды производства. Полученный ДМД далее подвергают гетерогенно-каталитическому разложению в изопрен на кальций-фосфатном катализаторе при температуре 370-390°С в присутствии водяного пара. Контактный газ после разложения ДМД охлаждают, разделяют на водный и углеводородный слои, из углеводородного слоя ректификацией выделяют изопрен [Огородников С.К. и Идлис Г.С. Производство изопрена. - Л.: Химия, 1973, с.48-63].A known method of producing isoprene, including the stage of liquid-phase synthesis of 4,4-dimethyl-1,3-dioxane (DMD) by condensation of formaldehyde in the form of an aqueous solution with isobutylene in the form of isobutylene-containing fraction C 4 in the presence of sulfuric acid as a catalyst at a temperature of 85-95 ° C, a pressure of 1.8-2.0 MPa, with the separation of the reaction mass into water and oil layers. DMD and a mixture of high-boiling by-products (WFP) are isolated from the oil layer by distillation. The aqueous layer containing sulfuric acid and the runway is neutralized with alkali, then evaporated. The residue after evaporation, containing salts and runways, is sent to the wastewater of the production. The resulting DMD is then subjected to heterogeneous catalytic decomposition into isoprene on a calcium phosphate catalyst at a temperature of 370-390 ° C in the presence of water vapor. After decomposition of the DMD, the contact gas is cooled, separated into aqueous and hydrocarbon layers, isoprene is isolated from the hydrocarbon layer by distillation [Ogorodnikov S.K. and Idlis G.S. Isoprene production. - L .: Chemistry, 1973, p. 48-63].
Недостатками данного способа являются наличие сточных вод, загрязненных солями и ВПП, значительное количество отходов - ВПП, которые не используются в самом процессе.The disadvantages of this method are the presence of wastewater contaminated with salts and runways, a significant amount of waste - runways that are not used in the process.
Известен способ получения изопрена, включающий стадию жидкофазного синтеза ДМД конденсацией формальдегида в виде водного раствора с изобутиленом в виде изобутиленсодержащей фракции С4 в присутствии в качестве катализатора серной кислоты при температуре 65-75°С, давлении 1,0-1,2 МПа, с разделением реакционной массы на водный и масляный слои, с упаркой водного слоя, с добавлением к остатку после упарки исходного водного раствора формальдегида и рециркуляцией полученной смеси в зону конденсации формальдегида с изобутиленом, с выделением ректификацией из масляного слоя ДМД и смеси ВПП. Полученный ДМД далее подвергают гетерогенно-каталитическому разложению в изопрен на катализаторе фосфорная кислота на носителе при температуре 250-300°С в присутствии водяного пара. Контактный газ после разложения ДМД охлаждают, разделяют на водный и углеводородный слои, из углеводородного слоя ректификацией выделяют изопрен [Огородников С.К. и Идлис Г.С. Производство изопрена. - Л.: Химия, 1973, с.64-70].A known method of producing isoprene, including the stage of liquid-phase synthesis of DMD by condensation of formaldehyde in the form of an aqueous solution with isobutylene in the form of isobutylene-containing fraction C 4 in the presence of sulfuric acid as a catalyst at a temperature of 65-75 ° C, pressure 1.0-1.2 MPa, s separation of the reaction mixture into water and oil layers, with evaporation of the aqueous layer, adding to the residue after evaporation of the initial aqueous solution of formaldehyde and recycling the resulting mixture to the condensation zone of formaldehyde with isobutylene, with the release of rect identification from the oil layer of DMD and the runway mixture. The resulting DMD is then subjected to heterogeneous catalytic decomposition into isoprene on a supported phosphoric acid catalyst at a temperature of 250-300 ° C in the presence of water vapor. After decomposition of the DMD, the contact gas is cooled, separated into aqueous and hydrocarbon layers, isoprene is isolated from the hydrocarbon layer by distillation [Ogorodnikov S.K. and Idlis G.S. Isoprene production. - L .: Chemistry, 1973, p.64-70].
Недостатками такого способа являются образование смол, вызванное серной кислотой при упарке водного слоя, коррозия аппаратуры в присутствии серной кислоты, сложность эксплуатации реактора разложения ДМД с применяемым катализатором, значительное количество отходов.The disadvantages of this method are the formation of resins caused by sulfuric acid during evaporation of the aqueous layer, corrosion of equipment in the presence of sulfuric acid, the difficulty of operating the DMD decomposition reactor with the catalyst used, a significant amount of waste.
Наиболее близким к заявляемому является известный способ получения изопрена, включающий стадию жидкофазного синтеза ДМД конденсацией формальдегида в виде водного раствора с изобутиленом в виде изобутиленсодержащей фракции С4 в присутствии щавелевой кислоты в качестве катализатора при температуре 80-100°С, давлении 1,6-2,0 МПа, с разделением реакционной массы на водный и масляный слои, с упаркой водного слоя, с добавлением к остатку после упарки исходного водного раствора формальдегида и рециркуляцией полученной смеси в зону конденсации формальдегида с изобутиленом, с выделением ректификацией из масляного слоя ДМД и смеси ВПП, включающий последующую стадию гетерогенно-каталитического разложения ДМД в изопрен на кальций-фосфатном катализаторе при температуре 290-380°С, давлении 0,12-0,16 МПа в присутствии водяного пара, с охлаждением и разделением контактного газа после разложения ДМД на водный и углеводородный слои, с выделением изопрена ректификацией из углеводородного слоя [Кирпичников П.А., Береснев В.В., Попова Л.М. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука. - Л.:Химия, 1986, с.36-53].Closest to the claimed is a known method for producing isoprene, comprising the stage of liquid-phase synthesis of DMD by condensation of formaldehyde in the form of an aqueous solution with isobutylene in the form of isobutylene-containing fraction C 4 in the presence of oxalic acid as a catalyst at a temperature of 80-100 ° C, a pressure of 1.6-2 , 0 MPa, with separation of the reaction mixture into water and oil layers, with evaporation of the aqueous layer, with addition of the formaldehyde aqueous solution to the residue after evaporation and recirculation of the resulting mixture into the condensation zone rmaldehyde with isobutylene, with distillation from the oil layer of DMD and a runway mixture, including the subsequent stage of heterogeneous-catalytic decomposition of DMD into isoprene on a calcium phosphate catalyst at a temperature of 290-380 ° C, a pressure of 0.12-0.16 MPa in the presence of water steam, with cooling and separation of the contact gas after the decomposition of DMD into the aqueous and hydrocarbon layers, with the release of isoprene by rectification from the hydrocarbon layer [Kirpichnikov PA, Beresnev VV, Popova LM The album of technological schemes of the main industries of the synthetic rubber industry. - L.: Chemistry, 1986, p. 36-53].
Недостатками вышеуказанного способа являются образование значительного количества отходов, не используемых в самом процессе (количество ВПП составляет 440-460 кг в расчете на 1 т полученного изопрена), недостаточная выработка изопрена из исходного сырья - формальдегида и изобутилена.The disadvantages of the above method are the formation of a significant amount of waste that is not used in the process itself (the number of runways is 440-460 kg per 1 ton of isoprene obtained), insufficient production of isoprene from the feedstock - formaldehyde and isobutylene.
Задачей заявляемого способа является снижение количества отходов процесса получения изопрена и повышение выработки изопрена из того же самого количества сырья.The objective of the proposed method is to reduce the amount of waste from the isoprene production process and to increase the production of isoprene from the same amount of raw material.
Указанная задача решается способом получения изопрена, включающим стадию жидкофазного синтеза ДМД конденсацией формальдегида в виде водного раствора с изобутиленом в виде изобутиленсодержащей фракции С4 в присутствии кислотного катализатора при температуре 80-100°С, давлении 1,6-2,0 МПа, с разделением реакционной массы на водный и масляный слои, с упаркой водного слоя, с добавлением к остатку после упарки исходного водного раствора формальдегида и рециркуляцией полученной смеси в зону конденсации формальдегида с изобутиленом, с выделением ректификацией из масляного слоя ДМД и смеси ВПП, включающим последующую стадию гетерогенно-каталитического разложения ДМД в изопрен на кальций-фосфатном катализаторе при температуре 290-380°С, давлении 0,12-0,16 МПа в присутствии водяного пара, с охлаждением и разделением контактного газа после разложения ДМД на водный и углеводородный слои, с выделением изопрена ректификацией из углеводородного слоя, причем смесь ВПП, полученных на стадии синтеза ДМД, перегоняют на двух последовательно соединенных вакуумных ректификационных колоннах, сначала на первой колонне, затем полученный дистиллят в количестве 60-70 мас.% от питания первой колонны перегоняют на второй колонне, откуда выводят дистиллят в количестве 75-90 мас.% от питания и кубовый остаток, далее дистиллят второй колонны направляют на гетерогенно-каталитическое разложение в изопрен на керамической насадке при температуре 400-450°С, давлении 0,12-0,16 МПа в присутствии водяного пара, подаваемого в массовом соотношении к ВПП (2-5):1, контактный газ после разложения ВПП, содержащихся в дистилляте второй колонны, перерабатывают совместно с контактным газом после разложения ДМД, а кубовый остаток второй колонны направляют в зону конденсации формальдегида с изобутиленом.This problem is solved by a method of producing isoprene, including the stage of liquid-phase synthesis of DMD by condensation of formaldehyde in the form of an aqueous solution with isobutylene in the form of isobutylene-containing fraction C 4 in the presence of an acid catalyst at a temperature of 80-100 ° C, a pressure of 1.6-2.0 MPa, with separation reaction mass on the water and oil layers, with evaporation of the aqueous layer, with the addition of formaldehyde to the residue after evaporation of the initial aqueous solution and recirculation of the resulting mixture into the condensation zone of formaldehyde with isobutylene, with the allocation rectification from an oil layer of DMD and a runway mixture, including the subsequent stage of heterogeneous catalytic decomposition of DMD into isoprene on a calcium phosphate catalyst at a temperature of 290-380 ° C, a pressure of 0.12-0.16 MPa in the presence of water vapor, with cooling and separation contact gas after the decomposition of DMD into aqueous and hydrocarbon layers, with the isolation of isoprene by distillation from the hydrocarbon layer, the mixture of runways obtained at the DMD synthesis stage is distilled on two series-connected vacuum distillation columns, first ala in the first column, then the obtained distillate in the amount of 60-70 wt.% from the power of the first column is distilled in the second column, from where the distillate is removed in the amount of 75-90 wt.% from the power and the bottom residue, then the distillate of the second column is sent to heterogeneous catalytic decomposition into isoprene on a ceramic nozzle at a temperature of 400-450 ° C, pressure 0.12-0.16 MPa in the presence of water vapor supplied in a mass ratio to the runway (2-5): 1, contact gas after decomposition of the runway contained in the distillate of the second column, process together about with contact gas after the decomposition of DMD, and the bottom residue of the second column is sent to the condensation zone of formaldehyde with isobutylene.
Как вариант предлагается способ, заключающийся в том, что в качестве кислотного катализатора синтеза ДМД используют щавелевую кислоту, фосфорную кислоту или смесь этих кислот.Alternatively, a method is proposed that consists in the use of oxalic acid, phosphoric acid or a mixture of these acids as an acid catalyst for the synthesis of DMD.
Также как вариант предлагается способ, заключающийся в том, что на первой ректификационной колонне перегонку ВПП осуществляют при следующих условиях:Also, as an option, a method is proposed, consisting in the fact that on the first distillation column, runway distillation is carried out under the following conditions:
температура верха,°С 155-170top temperature, ° C 155-170
температура куба,°С 190-200cube temperature, ° C 190-200
давление, МПа 0,015-0,03pressure, MPa 0.015-0.03
число тарелок 22-28number of plates 22-28
флегмовое число 1-1,5,reflux number 1-1.5,
а на второй колонне при следующих условиях:and on the second column under the following conditions:
температура верха,°С 135-155top temperature, ° C 135-155
температура куба,°С 165-180cube temperature, ° C 165-180
давление, МПа 0,002-0,007pressure, MPa 0.002-0.007
число тарелок 22-28number of plates 22-28
флегмовое число 1-1,5.reflux number 1-1.5.
Отличительными от прототипа признаками предлагаемого способа являются следующие:Distinctive features of the prototype of the features of the proposed method are the following:
смесь ВПП, полученных на стадии синтеза ДМД, перегоняют в две стадии на двух последовательно соединенных вакуумных ректификационных колоннах;the mixture of runways obtained in the DMD synthesis stage is distilled in two stages on two series-connected vacuum distillation columns;
после первой колонны перегонки ВПП получают дистиллят в количестве 60-70 мас.% от питания, полученный дистиллят затем перегоняют на второй колонне, откуда выводят дистиллят в количестве 75-90 мас.% от питания и кубовый остаток;after the first runway distillation column, distillate is obtained in an amount of 60-70 wt.% from the feed, the obtained distillate is then distilled in the second column, where distillate is removed in the amount of 75-90 wt.% from the feed and the bottom residue;
ВПП, содержащиеся в дистилляте второй колонны, направляют на гетерогенно-каталитическое разложение в изопрен на керамической насадке при температуре 400-450°С, давлении 0,12-0,16 МПа в присутствии водяного пара, подаваемого в массовом соотношении к ВПП (2-5):1;The runways contained in the distillate of the second column are sent for heterogeneous catalytic decomposition into isoprene on a ceramic nozzle at a temperature of 400-450 ° C, a pressure of 0.12-0.16 MPa in the presence of water vapor supplied in a mass ratio to the runway (2- 5): 1;
контактный газ после разложения ВПП перерабатывают совместно с контактным газом после разложения ДМД;contact gas after decomposition of the runway is processed together with contact gas after decomposition of DMD;
кубовый остаток второй колонны перегонки ВПП подают в зону конденсации формальдегида с изобутиленом.VAT residue of the second runway distillation column is fed to the condensation zone of formaldehyde with isobutylene.
В предлагаемом способе отходом процесса получения изопрена является кубовый остаток первой ректификационной колонны перегонки ВПП. Остальное количество ВПП, образующихся при синтезе ДМД, используют в самом процессе для получения изопрена.In the proposed method, the waste of the isoprene production process is the bottom residue of the first distillation distillation column of the runway. The remaining amount of runways formed during the synthesis of DMD is used in the process itself to produce isoprene.
Кубовый остаток первой ректификационной колонны перегонки ВПП представляет собой смесь наиболее высокомолекулярных и высококипящих компонентов ВПП - производных диоксановых спиртов, полиолов, полимеров. Из этих соединений в указанных условиях гетерогенно-каталитического разложения образуются только кокс и смолы, которые приводят к быстрой дезактивации катализатора. Даже небольшие количества этих соединений снижают активность, увеличивают коксообразование и ухудшают работу катализатора разложения ВПП. В связи с этим разложение непосредственно всей массы ВПП является практически трудноосуществимой задачей.The bottom residue of the first distillation distillation column of the runway is a mixture of the highest molecular weight and high boiling components of the runway - derivatives of dioxane alcohols, polyols, polymers. Of these compounds, under the indicated conditions of heterogeneous catalytic decomposition, only coke and resins are formed, which lead to rapid catalyst deactivation. Even small amounts of these compounds reduce activity, increase coke formation and impair runway decomposition catalyst. In this regard, the decomposition of the entire runway mass directly is an almost impossible task.
При использовании для перегонки ВПП только одной ректификационной колонны количество дистиллята, не содержащего компонентов смеси ВПП, ухудшающих работу катализатора разложения, составляет только 30-35 мас.% от подаваемого питания.When using only one distillation column for runway distillation, the amount of distillate that does not contain runway mixture components that degrade the decomposition catalyst is only 30-35 wt.% Of the supplied power.
Перегонка ВПП в две стадии позволяет увеличить количество дистиллята, не содержащего компонентов смеси ВПП, ухудшающих работу катализатора разложения. В свою очередь, это позволяет снизить количество отходов процесса получения изопрена. Снижение доли дистиллята менее 60 мас.% на первой колонне и менее 75 мас.% на второй колонне не позволяет в возможной мере уменьшить количество отходов процесса, так как отгоняются не все компоненты ВПП, полезные с точки зрения последующего их разложения в изопрен. Увеличение доли дистиллята более 70 мас.% на первой колонне и более 90 мас.% на второй колонне приводит к увеличению содержания высокомолекулярных компонентов смеси ВПП в дистилляте второй колонны, что приводит к ухудшению работы катализатора разложения ВПП.Distillation of the runway in two stages allows you to increase the amount of distillate that does not contain components of the runway mixture, which degrade the decomposition catalyst. In turn, this reduces the amount of waste from the isoprene production process. A decrease in the fraction of distillate of less than 60 wt.% In the first column and less than 75 wt.% In the second column does not make it possible to reduce the amount of process wastes, since not all runway components that are useful for their subsequent decomposition into isoprene are distilled off. An increase in the fraction of distillate of more than 70 wt.% On the first column and more than 90 wt.% On the second column leads to an increase in the content of high molecular weight components of the runway mixture in the distillate of the second column, which leads to a deterioration in the performance of the catalyst for decomposition of the runway.
Проведение перегонки ВПП под вакуумом (при пониженном давлении) позволяет снизить рабочую температуру перегонки в колоннах и избежать осмоления ВПП во время перегонки.Distillation of the runway under vacuum (at reduced pressure) allows to reduce the operating temperature of the distillation in the columns and to avoid tarring of the runway during distillation.
Используемая в качестве катализатора разложения керамическая насадка обеспечивает достаточную глубину превращения ВПП и достаточный выход изопрена. Водяной пар, подаваемый в зону разложения в массовом соотношении к ВПП (2-5):1, используется в качестве теплоносителя, для снижения коксообразования, поддержания стабильности каталитического действия и для улучшения работы катализатора. При снижении соотношения менее 2:1 снижается выход изопрена и увеличивается коксообразование. Увеличение соотношения более 5:1 нецелесообразно в связи с увеличением удельных энергозатрат.The ceramic nozzle used as the decomposition catalyst provides a sufficient runway conversion depth and a sufficient yield of isoprene. Water vapor supplied to the decomposition zone in a mass ratio to the runway (2-5): 1 is used as a coolant to reduce coke formation, maintain the stability of the catalytic effect and to improve the operation of the catalyst. With a decrease in the ratio of less than 2: 1, the yield of isoprene decreases and coke formation increases. An increase in the ratio of more than 5: 1 is impractical due to the increase in specific energy consumption.
При уменьшении температуры разложения менее 400°С снижается глубина превращения ВПП, уменьшается выход изопрена и снижается выработка изопрена.With a decrease in the decomposition temperature below 400 ° C, the runway conversion depth decreases, the yield of isoprene decreases, and the production of isoprene decreases.
При увеличении температуры более 450°С снижается выход изопрена и увеличивается коксообразование.With an increase in temperature of more than 450 ° C, the yield of isoprene decreases and coke formation increases.
Объединение контактного газа после разложения ВПП с контактным газом после разложения ДМД облегчается проведением контактирования как при разложении ДМД, так и ВПП под одинаковым давлением. Объединенный контактный газ далее перерабатывают совместно, что упрощает процесс.The combination of contact gas after decomposition of the runway with contact gas after the decomposition of DMD is facilitated by contacting both the decomposition of DMD and the runway under the same pressure. The combined contact gas is further processed together, which simplifies the process.
В кубовом остатке второй ректификационной колонны перегонки ВПП содержатся в основном диоксановые спирты. Подача этого кубового остатка в зону синтеза ДМД позволяет получить дополнительное количество ДМД и соответственно увеличить выработку изопрена.The bottoms of the second runway distillation distillation column contain mainly dioxane alcohols. The supply of this bottoms in the synthesis zone of DMD allows you to get an additional amount of DMD and, accordingly, increase the production of isoprene.
В результате использования вышеописанных приемов предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет снизить количество отходов процесса до 120-160 кг в расчете на 1 т изопрена, увеличить выработку изопрена на 9-10 мас.% из того же самого количества исходного сырья.As a result of using the above techniques, the proposed method compared to the prototype allows to reduce the amount of process waste to 120-160 kg per 1 ton of isoprene, to increase the production of isoprene by 9-10 wt.% From the same amount of feedstock.
Способ проверен экспериментально в промышленных условиях. Использование способа иллюстрируется технологической схемой процесса и примерами, которые не исчерпывают всех возможных вариантов реализации изобретения, и возможно использование иных технических решений при соблюдении сути изобретения, изложенной в формуле изобретения и описании.The method was tested experimentally in an industrial environment. The use of the method is illustrated by the technological scheme of the process and examples that do not exhaust all possible embodiments of the invention, and it is possible to use other technical solutions while observing the essence of the invention set forth in the claims and description.
Способ осуществляют по представленной на чертеже технологической схеме процесса следующим образом.The method is carried out according to the flow diagram of the process as follows.
В реакторный блок 3, состоящий из пяти трубчатых реакторов, подают изобутан-изобутиленовую фракцию по линии 1 после экстрактора 10 и формальдегидную шихту по линии 2 из смесителя 13. В реакторном блоке 3 проводят синтез ДМД при температуре 80-100°С, давлении 1,6-2,0 МПа. В этих условиях реакционная смесь находится в жидком состоянии. Формальдегидная шихта представляет собой водный раствор, содержащий формальдегид и кислотный катализатор - смесь щавелевой и фосфорной кислот. В реакторный блок 3 также подают рецикловые потоки: ВПП по линии 31 из кубовой части ректификационной колонны 29 и триметилкарбинольную фракцию по линии 21 из ректификационной колонны 20.The isobutane-isobutylene fraction is fed to the reactor block 3, which consists of five tubular reactors, through line 1 after the extractor 10 and the formaldehyde charge along line 2 from mixer 13. In the reactor block 3, DMD is synthesized at a temperature of 80-100 ° С, pressure 1, 6-2.0 MPa. Under these conditions, the reaction mixture is in a liquid state. Formaldehyde charge is an aqueous solution containing formaldehyde and an acid catalyst - a mixture of oxalic and phosphoric acids. Recycling streams are also fed into the reactor block 3: the runway through line 31 from the bottom of the distillation column 29 and the trimethylcarbin fraction through line 21 from the distillation column 20.
Из реакционного блока 3 реакционную массу выводят по линии 4 в отстойник 5, где реакционную массу разделяют на водный и масляный слои.From the reaction block 3, the reaction mass is withdrawn via line 4 to the sump 5, where the reaction mass is divided into water and oil layers.
Водный слой из отстойника 5 подают по линии 6 в колонну упарки 7. Кубовый остаток колонны упарки 7, содержащий кислотный катализатор, подают по линии 12 в смеситель 13 для приготовления формальдегидной шихты. В смеситель 13 также подают свежий формалин по линии 14 с установки окисления метанола и возвратный формалин по линии 16 из колонны укрепления формальдегида 52.The aqueous layer from the sump 5 is fed through line 6 to the residue column 7. The bottom residue of the residue column 7 containing the acid catalyst is fed via line 12 to the mixer 13 for preparing the formaldehyde charge. The mixer 13 also serves fresh formalin through line 14 from the methanol oxidation unit and return formalin through line 16 from the formaldehyde strengthening column 52.
Дистиллят колонны упарки 7, представляющий собой водный раствор, содержащий формальдегид, органические продукты (ДМД, триметилкарбинол, примеси ВПП), по линии 9 подают в экстрактор 10. В экстракторе 10 происходит извлечение из дистиллята упарки органических продуктов с помощью свежей изобутан-изобутиленовой фракции, которую подают в экстрактор 10 по линии 11. После экстрактора 10 изобутан-изобутиленовую фракцию по линии 1 направляют на синтез ДМД в реакторный блок 3. С нижней части экстрактора 10 выводят разбавленный водный раствор формальдегида и затем по линии 15 подают в колонну укрепления формальдегида 52.The distillate of the evaporation column 7, which is an aqueous solution containing formaldehyde, organic products (DMD, trimethylcarbinol, impurities of the runway), is fed to line 10 through the line 9 to the extractor 10. In the extractor 10, the residue is removed from the distillate using fresh isobutane-isobutylene fraction, which is fed to the extractor 10 through line 11. After the extractor 10, the isobutane-isobutylene fraction through line 1 is sent for the synthesis of DMD in the reactor block 3. From the bottom of the extractor 10, a dilute aqueous solution of formaldehyde is discharged and then fed via line 15 into column 52 strengthen formaldehyde.
Масляный слой из отстойника 5 по линии 8 после предварительной промывки водой (на схеме не показано) подают в ректификационную колонну 17, где отгоняют отработанную изобутан-изобутиленовую фракцию (непревращенные углеводороды), которую отправляют по линии 18 на дальнейшую переработку известными методами.The oil layer from the sump 5 along line 8 after preliminary washing with water (not shown in the diagram) is fed to a distillation column 17, where the spent isobutane-isobutylene fraction (unconverted hydrocarbons) is distilled off, which is sent via line 18 for further processing by known methods.
Кубовую жидкость ректификационной колонны 17 по линии 19 подают в ректификационную колонну 20, где отгоняют триметилкарбинольную фракцию, которую рециркулируют по линии 21 в реакторный блок 3.The bottom liquid of the distillation column 17 through line 19 is fed to the distillation column 20, where the trimethylcarbin fraction is distilled off, which is recycled through line 21 to the reactor unit 3.
Кубовую жидкость ректификационной колонны 20 по линии 22 направляют в ректификационную колонну 23, где полученный ДМД отгоняют от смеси ВПП. Отогнанный ДМД-дистиллят колонны 23 выводят по линии 24, присоединяют к нему подаваемый по линии 51 возвратный ДМД (непревращенный ДМД после разложения в изопрен) и объединенный поток ДМД по линии 54 подают на гетерогенно-каталитическое разложение в изопрен в реакторы 34.The distillation column bottoms liquid 20 is sent via line 22 to distillation column 23, where the obtained DMD is distilled off from the runway mixture. The distilled DMD distillate of the column 23 is withdrawn via line 24, the return DMD (non-converted DMD after decomposition into isoprene) supplied through line 51 is connected to it, and the combined DMD stream through line 54 is fed to the heterogeneous catalytic decomposition in isoprene to reactors 34.
В реакторах 34 (два попеременно работающих секционных реактора) проводят разложение ДМД в изопрен на кальций-фосфатном катализаторе при температуре 290-380°С, давлении 0,12-0,16 МПа в присутствии водяного пара, который подают в реакторы по линии 35. Водяной пар подают в массовом соотношении к ДМД (1,5-1,9):1.In reactors 34 (two alternately operating sectional reactors), DMD is decomposed into isoprene on a calcium phosphate catalyst at a temperature of 290-380 ° C, a pressure of 0.12-0.16 MPa in the presence of water vapor, which is fed to the reactors through line 35. Water vapor is supplied in a mass ratio to DMD (1.5-1.9): 1.
Образующийся контактный газ после реакторов 34 выводят по линии 36, затем по линии 38 на переработку, которая включает следующие основные операции.The resulting contact gas after the reactors 34 is withdrawn through line 36, then through line 38 for processing, which includes the following basic operations.
Контактный газ по линии 38 подают в систему охлаждения и конденсации 39 (котел-утилизатор, водяной холодильник, воздушный холодильник, промывной скруббер, аммиачный холодильник). Полученную жидкость по линии 40 направляют в отстойник 41, где разделяют на водный и углеводородный слои.Contact gas via line 38 is supplied to the cooling and condensation system 39 (waste heat boiler, water cooler, air cooler, washing scrubber, ammonia refrigerator). The resulting liquid is sent through line 40 to a sump 41, where it is separated into aqueous and hydrocarbon layers.
Водный слой из отстойника 41 направляют по линии 42 в ректификационную колонну 43, где отгоняют “легкую” органику (ДМД, непредельные спирты и др.), которую по линии 44 возвращают в отстойник 41. Кубовую жидкость колонны 43, представляющую собой разбавленный водный раствор формальдегида, по линии 45 подают в ректификационную колонну укрепления формальдегида 52. В колонну 52 подают также разбавленный водный раствор формальдегида по линии 15 после экстрактора 10. С верха колонны 52 отбирают дистиллят - концентрированный водный раствор формальдегида (возвратный формалин), который по линии 16 направляют в смеситель 13 для приготовления формальдегидной шихты. Кубовую жидкость колонны 52 (фузельная вода) по линии 53 направляют в сточные воды процесса.The aqueous layer from the sump 41 is sent via line 42 to a distillation column 43, where the “light” organics (DMD, unsaturated alcohols, etc.) are distilled off, which are returned via line 44 to the sump 41. The bottoms liquid of column 43, which is a dilute aqueous solution of formaldehyde , through line 45 it is fed to a distillation column for strengthening formaldehyde 52. A diluted aqueous solution of formaldehyde is also fed to column 52 through line 15 after extractor 10. From the top of column 52, distillate is taken - a concentrated aqueous solution of formaldehyde (in VRÁTNA formalin), which is directed through line 16 into mixer 13 for preparing formaldehyde charge. The bottom liquid of the column 52 (fuselage water) is sent through line 53 to the process wastewater.
Углеводородный слой после отстойника 41 по линии 46 подают на установку выделения и очистки изопрена 47. После проведения операций, включающих несколько последовательных ректификаций, с установки 47 получают целевой продукт - изопрен по линии 48. Изопрен далее используют для получения полиизопренового каучука.The hydrocarbon layer after the settling tank 41 is fed through line 46 to the installation of isolating and purifying isoprene 47. After operations involving several successive distillations, the target product isoprene is obtained from unit 47 — isoprene via line 48. Isoprene is then used to produce polyisoprene rubber.
Кроме изопрена с установки 47 получают возвратный изобутилен по линии 49, который присоединяют к свежей изобутан-изобутиленовой фракции, получают возвратный ДМД по линии 51, который вместе с основным потоком ДМД подают затем по линии 54 на разложение в изопрен, и побочные продукты, образующиеся при разложении ДМД, которые по линии 50 направляют на склад.In addition to isoprene from unit 47, return isobutylene is obtained via line 49, which is attached to the fresh isobutane-isobutylene fraction, and return DMD via line 51, which, together with the main DMD stream, is then fed through line 54 for decomposition into isoprene, and by-products formed during decomposition of DMD, which are sent to the warehouse along line 50.
Смесь ВПП из кубовой части колонны 23 по линии 25 подают в ректификационную колонну 26, где проводят первую стадию перегонки ВПП. В колонне 26 поддерживают следующий режим работы:The runway mixture from the bottom of the column 23 through line 25 is fed to a distillation column 26, where the first stage of distillation of the runway is carried out. Column 26 supports the following operation mode:
температура верха,°С 155-170top temperature, ° C 155-170
температура куба,°С 190-200cube temperature, ° C 190-200
давление, МПа 0,015-0,03pressure, MPa 0.015-0.03
число тарелок 22-28number of plates 22-28
флегмовое число 1-1,5.reflux number 1-1.5.
С верха колонны 26 отбирают дистиллят в количестве 60-70 мас.% от поданного питания, затем этот дистиллят по линии 27 направляют в ректификационную колонну 29, где проводят вторую стадию перегонки ВПП.From the top of column 26, distillate is taken in an amount of 60-70 wt.% Of the supplied power, then this distillate is sent via line 27 to distillation column 29, where the second runway distillation stage is carried out.
Кубовый остаток колонны 26 является отходом процесса синтеза изопрена. Этот кубовый остаток отводят по линии 28 и далее утилизируют известными способами.The bottom residue of column 26 is a waste of the isoprene synthesis process. This VAT residue is withdrawn along line 28 and then disposed of by known methods.
В ректификационной колонне 29 поддерживают следующий режим работы:In the distillation column 29 support the following mode of operation:
температура верха,°С 135-155top temperature, ° C 135-155
температура куба,°С 165-180cube temperature, ° C 165-180
давление, МПа 0,002-0,007pressure, MPa 0.002-0.007
число тарелок 22-28number of plates 22-28
флегмовое число 1-1,5.reflux number 1-1.5.
С верха колонны 29 отбирают дистиллят в количестве 75-90 мас.% от поданного питания, затем этот дистиллят по линии 30 подают на гетерогенно-каталитическое разложение в изопрен в реакторы 32.From the top of column 29, distillate is taken in an amount of 75-90 wt.% Of the supplied power, then this distillate is fed through line 30 for heterogeneous catalytic decomposition into isoprene into reactors 32.
Кубовый остаток колонны 29 направляют по линии 31 на стадию синтеза ДМД в реакторный блок 3.The bottom residue of column 29 is sent via line 31 to the DMD synthesis stage in the reactor block 3.
В реакторах 32 (два попеременно работающих секционных реактора) проводят разложение ВПП, которые содержатся в дистилляте колонны 29, в изопрен. Разложение проводят на керамической насадке, размещенной на полках реакторов, при температуре 400-450°С, давлении 0,12-0,16 МПа в присутствии водяного пара, который подают в реакторы по линии 33. Водяной пар подают в массовом соотношении к ВПП (2-5):1.In reactors 32 (two alternately operating sectional reactors), the runways, which are contained in the distillate of column 29, are decomposed into isoprene. The decomposition is carried out on a ceramic nozzle placed on the shelves of the reactors, at a temperature of 400-450 ° C, a pressure of 0.12-0.16 MPa in the presence of water vapor, which is supplied to the reactors through line 33. Water vapor is supplied in a mass ratio to the runway ( 2-5): 1.
Образующийся контактный газ после реакторов 32 выводят по линии 37, затем объединяют с контактным газом после реакторов 34 разложения ДМД, выходящим по линии 36. Объединенный поток контактного газа далее подают по линии 38 на совместную переработку, которая описана выше.The resulting contact gas after the reactors 32 is withdrawn through line 37, then combined with the contact gas after the DMD decomposition reactors 34 leaving line 36. The combined contact gas stream is then fed through line 38 to the co-processing described above.
Данные примеров осуществления способа сведены в таблицу.Data examples of the method are summarized in table.
Как следует из приведенных в таблице данных, предлагаемый способ позволяет снизить количество ВПП - отходов процесса получения изопрена до 120-160 кг в расчете на 1 т полученного изопрена. Кроме того, по сравнению с известным способом предлагаемый способ позволяет повысить выработку изопрена на 9-10 мас.% без увеличения потребления исходного сырья.As follows from the data in the table, the proposed method allows to reduce the number of runways - wastes of the isoprene production process to 120-160 kg per 1 ton of isoprene obtained. In addition, compared with the known method, the proposed method allows to increase the production of isoprene by 9-10 wt.% Without increasing the consumption of feedstock.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004105123/04A RU2255928C1 (en) | 2004-02-25 | 2004-02-25 | Isoprene production process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004105123/04A RU2255928C1 (en) | 2004-02-25 | 2004-02-25 | Isoprene production process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2255928C1 true RU2255928C1 (en) | 2005-07-10 |
Family
ID=35838344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004105123/04A RU2255928C1 (en) | 2004-02-25 | 2004-02-25 | Isoprene production process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2255928C1 (en) |
-
2004
- 2004-02-25 RU RU2004105123/04A patent/RU2255928C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| П.А. КИРПИЧНИКОВ и др. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука, Л., Химия, 1986, с. 36-53. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106687437B (en) | Optimized method for preparing methylacrolein | |
| CN1202146A (en) | Preparation of polyalcohols | |
| US9695142B2 (en) | Method for producing 2-substituted 4-hydroxy-4-methyl-tetrahydropyrans, said method using recycling | |
| JP6120830B2 (en) | Method for producing isophorone in the presence of at least one defoamer in a wastewater tower in an aftertreatment section | |
| RU2255928C1 (en) | Isoprene production process | |
| US10377690B1 (en) | Method for catalytic production of refined enal products from an aldehyde feed stream using a single enclosed unit | |
| RU2255936C1 (en) | Method for preparing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane | |
| RU2255929C1 (en) | Isoprene production process | |
| RU2280022C1 (en) | Process of producing isoprene from isobutene and formaldehyde | |
| RU2458900C1 (en) | Method of producing isoprene | |
| RU2116286C1 (en) | Method for producing isoprene | |
| CN102119136A (en) | Process for the purification of methanol by distillation | |
| WO2009082260A1 (en) | Plant for the liquid phase synthesis of isoprene from isobutylene and formaldehyde | |
| RU2458922C2 (en) | Method of producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane | |
| RU2330008C1 (en) | Method of processing methyl-dihydropropane and/or by-products of synthesis of isoprene from isobutylene and formaldehyde | |
| CN1192007C (en) | Method for separation of formaldehyde from reaction mixture containing polyols by addition of solvents before and/or during distillation | |
| RU2248961C1 (en) | Isoprene production process | |
| RU2330007C1 (en) | Method of obtaining isoprene | |
| RU2458923C1 (en) | Method of producing 4,4-dimethyl-1,3-dioxane | |
| RU2459790C1 (en) | Method of producing isoprene | |
| JP3285439B2 (en) | Method for producing reaction crude liquid and method for producing 1,3-butylene glycol | |
| RU2258690C1 (en) | Method for preparing isoprene | |
| RU2248960C2 (en) | Isoprene production process | |
| RU2575926C1 (en) | Method of producing isoprene | |
| JP7380181B2 (en) | Method for producing paraaldol |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080226 |