SU1646487A3

SU1646487A3 - Способ обезвоживани смеси метанола с С @ - С @ - спиртами

Info

Publication number: SU1646487A3
Application number: SU884355542A
Authority: SU
Inventors: Рескалли Карло; Ригги Рициеро; Скаццоги Адриано; Чанчи Флавно
Original assignee: Снампрогетти С.П.А. (Фирма)
Priority date: 1987-04-02
Filing date: 1988-04-01
Publication date: 1991-04-30
Also published as: GB2203148B; DE3811150A1; GB2203148A; IT1206774B; IT8719938A0; DE3811150C2; FR2613358A1; AU1386788A; GB8807195D0; US4874474A

Abstract

Изобретение касаетс производства спиртсодержащего топлива Цель - повышение степени обезвоживани новым способом. Дл этого используют исходную смесь, содержащую, мас.%: метанол 57-58, спирты из группы С2-С 15, вода 8,6-19, углеводороды и/или кислородсодержащие соединени (но не спирты, а кетоны, простые или сложные эфиры, кислоты или гетероциклы) 8- 9,4, Эту смесь подают в 1-ю ректификационную колонну, откуда с головной части вывод т поток газа (содержащего в основном часть углеводородов и/или неспиртовых кислородсодержащих веществ), из боковой точки, лежащей на уровне, выше 2/3 высоты колонны, выпускают принудительно поток, содержащий в основном метанол и этанол, а из нижней части колонны - водный поток, содержащий 0,0005-0,025% метанола 0,46-1,5% этанола, спирты и органические соединени . Этот водный поток обрабатывают водным раствором NaOF или Fa2 C03 и подвергают разделению при охлаждении до 30-32&deg;С на водную и органическую фазы. Последнюю подают во 2-ю колонну азеотроп- ной перегонки, в которой используют .циклогексан или бензол дл разделени жидкой и паровой фаз и двух жидких фаз. Из нижней части 2-й колонны вывод т безводный поток, содержащий в основном спирты из группы , а из головной части - поток, содержащий метанол, этанол, пропанол, воду и использованный азеотропный агент. Этот поток добавл ют в продукт, выход щий из нижней части 1-й колонны. Водную фазу, состо щую из объединенных водных Фаз 1-й и 2-й колонн, на правл ют в 3-ю колонну, из нижней части которой вывод т поток, содержащий в основном воду, а из верхней - поток, обогащенный метанолом и Са-С$- спиртами, который добавл ют в исходную , подлежащую обезвоживанию смесь до подачи в 1-ю колонну (дл рециркул ции ) . Кроме того, лучше, когда через боковой вход 1-й колонны подают антипенный раствор - водносили- коновый, а в поток, выход щий из головной части 2-й колонны, .добавл ют деионизированную воду в количестве 5,1-5,6% от массы этого потока. Эти услови позвол ют достигать высокой степени обезвоживани примен емой смеси (остаточное содержание воды составл ет до 0,08 мас.%).4 з„п„ ф-лы 1 ил. 6 табл. i IB 05 4ь 05 4ь 00 о

Description

Изобретение относитс к способам обезвоживани смесей алифатических спиртов, а именно к способам обезвоживани смесей метанола с С2 С5-спир- тами, которые в смеси с бензином могут использоватьс в качестве топлива .

Цель изобретени - разработка нового эффективного способа обезвожи вани смесей метанола с С -С -спир- тами, позвол ющего получать смеси с низким содержанием воды, пригодные в качестве добавок к топливуе

На чертеже представлена схема способа обезвоживани смеси метанола

с С Ч -спиртами.

Подлежащую обезвоживанию смесь метанола с высшим Сг-С5-спиртами, полученную из смеси окиси углерода и водорода в синтез-реакторе, подают в систему потоком 1, который вместе с рециркулирующим потоком 2 после нагрева в точке 32 подают в первую ректификационную колонну 4 в виде объединенного потока 3.

Из головной части колонны выпускают поток газа, который после конденсации в точке 5 направл етс в сборник 6, из которого выходит поток газа 7, содержащий в основном часть углеводородов и/или кислородсодержащих органических соединений, не вл ющихс спиртами, а оставшуюс жидкую фазу 8 возвращают в верхнюю часть колонны 4,

Из расположенной сбоку этой колонны 4 на уровне выше 2/3 ее высоты точки 9 принудительно выпускают безводный поток, содержащий в основном метанол и, возможно, этанол.

Во избежание нарушени функционировани колонны из-за образовани пены в колонну подают антипенный раствор 10.

Из нижней части колонны выпускают поток 11, содержащий метанол и, воз можно, этанол в количестве не более 10 мас0%, при этом колонна работает в режиме относительно низкой скорости ОТГОНКИо

После охлаждени в точке 35 к потоку 11 добавл ют водный раствор 12, содержащий NaOH или Na2C03, с тем чтобы нейтрализовать содержащиес ъ потоке кислотные соединени , после чего провод т его разделение за счет охлаждени в фазовом сепара

0

торе 13 на органическую 14 и водную 15 фазы.

В органическую фазу 14 добавл ют деионизированную воду 16 с одновременной подачей в фазовый сепаратор 17 потока 24, выпущенного из кон- денсатора 25 второй азеотропной ко- |лонны 20, после чего провод т разделение органической фазы 14 на органическую 18 и водную 19 азы„

После нагрева в точке 21 отделенную органическую фазу 18 подают во вторую колонну 20 азеотропной перегонки , в которой в качестве раздел ющего агента используют циклогексан или бензол.

Из нижней части второй колонны получают безводный поток 22, содержащий в основном высшие спирты, а выход щий из головной части колонны поток

24содержит метанол, этанол, пропа- нол, циклогексан и воду. Как указано выше, после конденсации в точке

25этот поток добавл ют к органической фазе 14, в которую может добавл тьс также водный поток 16 до разделени потока 14 в точке 17.

Водные фазы 19 и 15 объедин ют в точке 26, нагревают в точке 27 и подают в ректификационную колонну 28. Из нижней части колонны 28 выпускают поток 29, содержащий в основном воду, а выпускаемый сверху поток 30. содержащий в основном спирт и воду, рециркулирует с потоком 2 в виде добавки к подлежащей обезвоживанию смеси метанола с высшими спиртами.

Позици ми 31 и 33 обозначены верхний конденсатор и ребойлер колонны 28, а позици ми 34 и 23 - ре- бойлеры колонн 4 и 20 соответственно.

5

0

Пример 1 „ Процесс провод т 5 по схеме, представленной на чертеже.

В первую ректификационную колонну 4 (каскадна колонна со стекл нными колпачковыми тарелками модели СТЕЙДЖ, диаметром 50 мм с адиабатическим нижним звеном, общим числом тарелок 80, точка подачи - 34- тарелка , гидравлическим напором, равным атмосферному давлению выпускным отверстием на уровне 70-й тарелки) при температуре 50°С подают поток 3, содержащий необработанную смесь 1 метанола с высшкими спиртами (MAS) и рециркулирующий поток 2, имевшие следующий состав (таблс 1).

Колонна 4 работает при атмосферном давлении в головной части, при температуре 59-63°С вверху колонны и 92-93°С в кубе при скорости потока 8 6000 г/ч, при отношении h/v (возвращенна жидкость/ удаленный дистиллат - газова фаза 200 г/г.

Из сборника 6 выпускают газообразный поток 7 со скоростью 30,2 г/ч, содержащий все поданное исходным сырьем количество С02 и д метилового эфира, а также малое количество метанола (9,1 г/ч), други органические соединени (13,2 г/ч) и воду (0,1 г/ч).

Выпущенную из этой точки со скоростью 6000 г/ч жидкую фазу 8 полностью возвращают в колонну. В основном она образована метанолом (3812,1 г/ч), диметиловым эфиром (615,1 i /ч), другими органическими соединени ми (1600,4 г/ч) и малым количеством воды (2,4 г/ч).

С 70-й тарелки со скоростью 1685,5 г/ч выпускают безводный поток 9, содержащий в основном все количество подаваемого метанола и этанола, в частности, следующего состава, г/ч:

Метанол1606,0

Этанол50,8

Другие органические соединени (карбонильные соединени , простые и сложные эфиры,

кислоты, углеводороды, гетероциклические соединени )28,4 Вода1,3

(0,08 мас.%)

Суммарный поток 1686,5 Во избежание нарушени функционировани колонны из-за пенообразова ни , на уровень 55-й тарелки в колонну подают 1 мас.% водносиликоновый раствор 10 со скоростью 3 г/ч.

Дл получени столь высокого уровн обезвоживани колонна работает в режиме относительно низкой скорости отгонки метанола и этанола в нижней части: из этой точки колонны 4 выйус- кают поток 11, который при последующем охлаждении до 30°С раздел ют на водную фазу 15 и органическую фазу 14, в точке до Фазового сепаратора 13 со скоростью 20 г/ч подают 7 мас.% водного раствора КаОН с це16464876

лью нейтрализации содержавшихс в потоке 11 кислотных соединений.

Потоки 11, 14 и 15 имеют следующий состав, приведенный в табл. 2.

Полученный таким образом поток 14 направл ют во вторую колонну 20 азео- тропной перегонки (стекл нна ко- лонна с набивкой диаметром 25 мм с адиабатическим нижним звеном, набивка - стекл нные кольца Рашига 4x4 мм, точка подачи - верхний Фазовый сепаратор, гидравлический на- пор равен атмосферному давлению),

в которой в качестве разделител жидкой и паровой фаз и двух жидких Фаз использовали циклогексан, обеспечивающий удаление остатков воды из сме- си высших спиртов

Колонна 20 работает при 79-84 С в головной части, при 114-118°С - (в кубе, скорости потока 18 1143,1 г/ч, отношении L/D (возвра- щенна жидкость) удаленный дистиллат - жидка Лаза) 5,2 г/г

Выпущенную из сепаратора 17 органическую Фазу 18 рециркулируют в колонну , а водна фаза 19 обеспечива- ет полное разделение подаваемых в колонну метанола и этанола. Дл упрощени этой операции в Фазовый сепаратор направл ют дополнительный поток 16 деионизированной воды в коли- честве 70 г/ч, из нижней части колонны 20 выпускают безводный поток 22 высших спиртов, не содержащих ни циклогексана, ни метанола, ни этанола Поток содержит полное количество подаваемых n-пропанола и i-бута- нола.

Потоки, св занные с колонной 20, имеют следующий состав, приведенный в табл. 3,

Водный поток 19, объединенный с аналогичным потоком 15, подают в третью ректификационную колонну 28

дл извлечени спиртов в качестве верхней фракции 30, после чего воду, содержащуюс в исходном материале, которую использовали в процессе, выпускают в качестве нижней фракции 29. Колонна 28 образована двум стекл нными полуколоннами диаметром 25 мм, снабженными наружным адиабатическим нижним звеном и заполненными кольцами Рашига (4x4 мм) на высоту 70 см от точки подачи вверх и вниз, соответственно, гидравличес-

кий напор в колонне был равен атмосферному давлению, а коэффициент деф легмации 1,8. Температура головной части колонны 90-95°С, в кубе 102- 106° С.

П р и м е р 2. При осуществлении процесса в соответствии со схемой, приведенной на чертеже в ректификационную колонну 4 (колонна со стек- л нными тарелками модели СТЕЙДЖ, диаметр 50 мм, адиабатный колпак, общее число тарелок 80, подача сырь на уровне 30-й тарелки, температура подачи 50°С, отбор погона на уровне 68-й тарелки) подают поток 3, состо щий из сырь 1 (смесь метанола и высших спиртов) и рецир- кулируемого потока 2, включающий компоненты , представленные в табл„ 40

Из сборника 6 удал ют газовый поток 7 в количестве 25,2 г/ч, содержащий всю двуокись углерода и простой диметиловый эфир, которые присут ствуют в сырье вместе с небольшими количествами метанола (7,9 г/ч), другими органическими соединени ми (9,2 г/ч) и водой (0,2 г/ч)„

Колонна 4 характеризуетс темпе- ратурой в нижней части 92-93 С и температурой в головной части 58-62° Отношение L/v (поток 8, разделенный потоком 7) составл ет около 1бОг/г„

С продуктовой тарелки удал ют поток 9 (1043,3 г/ч), содержащий, г/ч: Метанол976,4

Этанол49,9

Другие органические соединени 25,4 Вода0,6

Итого1043,3

Дл того чтобы предотвратить сбои в схеме осуществлени процесса на 55-ю тарелку подают водно-силиконовый раствор (в количестве 1 мас.%, т.е. 2 г/ч).

Из нижней части колонны удал ют поток 11, который после охлаждени до 32°С раздел ют на водную фазу 15 и органическую фазу 14: к месту вхо- да потока в сепаратор 13 направл ют 18 г/ч 10%-ного водного раствора 12, содержащего Na2C03, дл нейтрализаци кислых соединений в потоке 11. Поток 11, 14 и 15 включают компоненты, представленные в табл„ 5.

Поток 14 подают в азеотропную ректификационную колонну 20 (колон

о

5

0

5

на со стекл нными тарелками модели СТЕРДЖ, диаметр 40 мм, с адиабатным колпаком, расположенным снаружи, общее число тарелрк 40, подача в головную часть разделител , подача осуществл етс при температуре окружающей среды, давление в головной части атмосферное, температура в головной части 78-83 С, температура в нижней части 113-119 С), в которой с помощью бензола, используемого в качестве агента дл разделени двух жидкостей, происходит отделение воды , котора все еще может присутствовать в спиртовой смеси о

Органическую фазу 18, удал емую из разделител 17, рециркулируют в колонну, в то врем как водную фазу 19 удал ют, чтобы удалить этанол и метанол, если они присутствуют Отношение L/D (поток 18/поток 19) составл ет 5,6 г/г.

Дл облегчени протекани процесса в сепараторе туда направл ют дополнительный поток воды 16, поступающий из нижней части колонны 28 в количестве 65 г/ч.

Из нижней части колонны 20 удал ют безводный поток 22 высших спиртов, не содержащий бензола.

Потоки в колонне имеют следующий состав, представленный в таблс 6,,

Водные потоки 15 и 16 подают в последнюю ректификационную колонну 28 с целью регенерации спиртов и удалении из нижней части воды, котора присутствовала в сырье, используемом на предыдущих стади х.

Колонна 28 состоит из двух стекл нных труб (модель СТЕЙДЖ, диаметр тарелки 40 мм, общее число тарелок 45, питательна тарелка вл етс 30-й, температура подачи - температура окружающей среды). Така колонна действует при атмосферном давлении в головной части и при коэфЛици- енте орошени 2,0 г/г, что эквивалентно скорости орошени потока 251,2 г/ч.

Claims

1. Способ обезвоживани смеси метанола с С -С -спиртами, содержащей 57-58 мас.% метанола, 15 мас.% спиртов , выбранных из группы с 2-5 атомами углерода, 8,6 - 19 мас.% воды и

8,0-9,4 мас.% углеводородов и/или кислородсодержащих органических соединений , которые не вл ютс спиртами , например простые эфиры, карбонильные соединени , сложные эфиры, кислоты, гетероциклические соединени отличающийс тем, что смесь метанола с С -С -спиртами, подлежащую обезвоживанию, подают в первую ректификационную колонну, из головной части которой вывод т поток газа, содержащего в основном часть углеводородов и/или кислородсодержащих органических соединений, не вл ющихс спиртами, из точки в боковой стене колонны, лежащей на уровне выше 2/3 высоты колонны, принудительно выпускают поток, содержащий в основном метанол и этанол, а из нижней части колонны - водный поток, содержащий 0,0005-0,025% метанола, 0,46-1,5% этанола, С -С -спирты и органические соединени , в который добавл ют водный раствор NaOH или Na2C03, и подвергают разделению при охлаждении до 30-321 С на водную и органическую фазы, органическую фазу подают во вторую колонну азеотропной перегонки, в которой используют цик- логексан или бензол дл разделени жидкой и паровой фаз и двух жидких фаз, из нижней части колонны азеотропной перегонки вывод т безводный поток, содержащий в основном спирты, выбранные из группы, содержащей 2-5

, 64648710

атомов углерода, а из головной части этой колонны получают поток, содержащий метанол, этанол, пропанол, воду и использованный раздел ющий агент, который добавл ют в поток, выпущенный из нижней части первой колонны, водную фазу, состо щую из объединенных водных фаз первых двух колонн, подают в третью ректификационную колонну, из нижней части которой вывод т поток, содержащий в основном воду, из верхней - поток, обогащенный метанолом и C2-Cg.-cmipTa- ми, который добавл ют в подлежащую

10

15

20

25

30

35

обезвоживанию смесь метанола с Cj-Cj- спиртами до подачи ее в первую ректификационную колонну дл рециркул ции .

2.Способ по п. 1, отличающийс тем, что через боковой вход первой ректификационной колонны подают антипенный раствор.

3.Способ по п. 2, отличающийс тем что в качестве антипенного раствора используют водно- силиконовый раствор.

4.Способ по п. отличающийс тем, что в поток, выход щий из головной части второй колонны азеотропной перегонки, добавл ют воду в количестве 5,1-5,6 мас.% от этого потока.

5.Способ по п. 4, отличающийс тем, что добавл ют деионизованную воду.

э Таблица 1

блица 2

Другими органическими соединени ми вл ютс : изо- амиловый спирт, карбонильные соединени , сложные эбиры, простые эЛиры, кислоты, углеводороды, гетероциклические соединени 13

164648714

Таблица 5