SU488396A3 - Способ выделени бутадиена - Google Patents

Description

Давление, при котором провод т экстрактивную дистилл цию, может мен тьс  и зависит от состава сырь , желаемого разделени  и способа копденсации головного продукта зоны экстрактивной дистилл ции. Дл  того чтобы избежать неэкономичного рефрижераторного оборудовани  или компрессора дл  облегчени  конденсации паров головки, экстрактивную дистилл цию обычно провод т при таком давлеинн, чтобы конденсацию было эффективио проводить при помощи вод ного охлажденн . Рекомендуетс  давление 3-7,5 атм, причем наиболее часто используют давление 4,2-7 атм в верхней части колоины. Пол рный растворитель, который ввод т в нижнюю секцию зоны экстрактивной дистилл ции , обычно недалеко от верха протекает через зону, по пути коитактиру  с поднимающимис  парами. В присутствии пол рпого растворител  менее ненасыщенные углеводороды , такие как бутаиы и бутеиы,  вл ютс  более летучим компонентом смеси, отгон ютс  в виде головного продукта. Более пенасыщенные углеводороды смеси, такие как бутадиен и ацетиленовые, увлекаютс  пол рпым растворителем иа дио, как кубовый остаток, так называемый «жирный растворитель.

В процессе, соответствующем изобретению, теплова  энерги , необходима  дл  нроведени  экстрактивной дистилл ции, обеспечиваетс  при помощи обогащеииых бутадиеном паров, вводимых в дно зоны. Рибойлер, св занный с нижией частью зоны экстрактивной дистилл ции, может быть исиользовап в качестве добавочного источника тенловой энергии; однако предночтителеи процесс, который не требует применени  рибойлера, а вс  необходима  теплова  энерги  дл  которой поставл етс  за счет сжатых паров рециркул ции.

Жириый растворитель, выделенный из зоны экстрактивной дистилл ции, может быть введеи непосредственно в первую зону отпаривани , обычно в промежуточную точку ее, где его отнаривают посредством рибойлера, а пары, обогащенные бутадненом, выдел ют в качестве головного продукта.

В наиболее предпочтительиой схеме процесса , соответствующего изобретению, жирный растворитель сначала ввод т в исиарительную зону нри рабочем давлении ниже, чем в зоне экстрактивной дистилл ции, а затем в первую отиариую зоиу, также работающую нри давлеиии более низком, чем в зоне экстрактивной дистилл ции. По этому способу все углеводороды , содержащиес  в растворителе, выдел ютс  в виде двух иаровых фаз, называемых паровыми нотокаМИ, обогащенными бутадиеном .

В этой иснарительной происходит заметный нагрев жирного растворител , чтобы обесиечнть иснарение больщей части содержащихс  в растворителе углеводородов при низком давлеиии с образоваиием иервой паровой фазы и частичного объединени  жнрного растворител .

Рабочее давление в испарительной зоне находитс  в пределах 1,26-3,5 и 1,7-3,5 атм, когда процесс желательно провести с обеспечеиием второй отпарки, о которой уже упомииалось . Температура в испарительной зоне при этих услови х иоддерживаетс  в пределах 49-82°С. Однако без ограничени  давлени  вследствие второй отпарки температура может составл ть около 38°С.

Па практике обедиенный жирный растворитель отбирают со диа испарительной зоиы и направл ют в первую отпарную зону низкого давлени , где ои вводитс  в секцию, наход щуюс  между верхом и серединой зоны.

Растворитель, содержащий смесь бутадиенов, стекает вниз, по пути контактиру  с парами, иодиимающимис  снизу из рибойлера, в результате чего растворитель, выводимый со диа зоны, значительно освобожден от бутадиенов . Одновременно но крайией мере часть отдел емых паров или обедиеииого растворител  повторно ввод т в зону экстрактивной дистилл ции по схеме рецикла. Рабочее давлеиие в первой отпарной зоне поддерживают

иесколько выще атмосферного.

При осуществлении процесса согласно изобретеиию удал ютс  иежелательные ацетиленовые примеси.

Вследствие низкой температуры, котора 

поддерживаетс  в зоне отпарки низкого давлени , различие в летучести между бутадиеном и ацетиленами приводит к преимуществениому удалению ацетилеиа с обогащенным им растворителем, который затем может быть

отделен прн помощи отпарки бокового погона.

Рабочее давление отиарной секции низкого

давлеии  должно быть достаточно высоким,

чтобы при проведении отпаривани  бокового

иогона обеспечить разность давлений, иужную

дл  осуществлени  процесса без примеиени  комирессора. При отиариванни бокового погона без рибойлера рабочее давление отиарной зоны низкого давлени  должно быть выще 3,5 атм, в этом случае соответствующа  температура куба составл ет прнблизительно 12ГС. Однако даже нри этих услови х максимальна  температура куба значительно ниже, чем во многих существующих процессах.

Если примен ют схему с испарителем, то

обогащенный бутадиеном поток пара, выводимый из первой отпарной зоны, обычно объедин ют с обогащенной бутадиеиом паровой фазой , выделенной из зоны испарени . Объединеиные иары затем сжимают и возвращают в

донную зону экстрактивной дистилл ции.

Больща  часть сжатых обогащеиных бутадиеном паров возвращаетс  в куб зоны экстрактивной дистилл ции дл  обеспечени  подвода тепла, требуемого дл  проведени  экстрактивной дистилл ции. Друга  часть паров вводитс  в иромежуточиую секцию второй отпарной зоиы, где бутадиен выдел ют в качестве головного продукта.

Давленне верха второй отпарной зоны поддерживают на таком уровне, чтобы дл  конденсации паров не требовалс  хладагент или дополнительное сжатие. Давление верха находитс  в пределах 3,87-7,6, часто 4,2-7 атм. При этом интервале давлений максимальна  температура куба находитс  в пределах от 54-82, возмол на температура и вне этого предела.

В тех схемах, где ацетиленовые углеводороды выдел ют при отпарке бокового погона, тощий растворитель (обычно часть топ;его растворител ) удал ют из первой зоны отпаривани  и ввод т в верх второй зоны отпаривани , так чтобы все ацетиленсодержащие материалы выводились из второй зоны отпаривани  в качестве кубового остатка. Этот кубовой остаток, содержащий бутадиен, ацетиленовые вещества и другие высококип щие углеводороды, возвращают в отпарную зону, где различные компопенты выдел ют и раздел ют . Если ацетиленовые материалы не удал ют , введение растворител  в верх второй отнарной зоны не требуетс .

Тенлова  энерги , необходима  дл  нроведеан  процесса отпаривани , содержитс  в С}катых нарах, вводимых в зону. Однако доиолнительиа  энерги  может быть нолучена за счет теилообмена с гор чим тощим растворителем из нервой отпарной зоны.

Пример 1. На фнг. 1 представлена схема материальных потоков процесса выделени  бутадиена из смесей углеводородов €4 предлагаемым сиособом. В качестве растворител  нри экстрактивной дистилл ции примен ют водный ацетонитрил.

Р1сходную фракцию €4 из зоиы дегидрогенизации ввод т по линии 1 в колонну экстрактивной дистилл ции 2 в промежуточной точке. Эта колонна имеет 90 тарелок и работает при давлеиии верха приблизительно 6,3 атм и давлении в кубе приблизительно 7,3 атм. Растворитель (ацетонитрил, содержащий приблизительно 10 вес. % воды) ввод т в верхнюю часть колонны экстрактивной дистилл цни по липии 3 нри 54°С. Поток углеводородов , содержащий олефины €4 и парафины и зиачнтельно освобожденный от бутадиена, удал ют из верха колонны по линии 4. Жирный растворитель, содержащий главным образом бутадиен, любые ацетилены, такие как винил- и этилацетилен и водный ацетонитрил, вывод т из основани  колонны экстрактивной дистилл ции по линии 5. Тепловую энергию, необходимую дл  проведени  ироцесса экстрактивной дистилл ции, получают, ввод  нары бутадиена но линии 6 в дно колонны экстрактивной дистнлл ции. В таком варианте осуществлени  нроцесса поддерживают темпер туру куба колонны экстрактивно дистилл ции 2 весьма низкой (82°С).

Жириый растворитель со дна крлоины экстрактивной дистилл ции но лииии 5 нодают в первую колонну отпаривани  7 (30 теоретических тарелок). В нервой отиарной колонне тепло ввод т посредством рнбойлера 8 дл  отнаривани  остаточного бутадиена из

жирного растворител . Обедненный растворитель , почти нацело отнаренный от бутадиена, возвращают в качестве кубового продукта по лнннн 9. Рабочее давление первой отпарной

колонны составл ет приблизительно около 2,4-2,8 атм ири сравнительно ннзкой температуре куба 110С. При сравиительно низкой температуре, поддерживаемой в нервой отнарной колонне, улучшаетс  разделение бутадиена н винил- и этнлацетиленов, в результате чего содержание ацетилеиовых в конечном продукте достаточно низко. Обогащенные ацетиленом нары но линии 10 вывод тс  из нромежуточной точкн нервой отпарной колонны.

Обогащенный бутадненом ноток паров 11 из верха отпарпой колонны 7 сжимают комнрессором 12 до давлени  около 8 атм. Одну часть сжатых паров рецпклизуют но лииин 6 на дно колонны экстрактивной днстилл ции 2. Другую часть передают но линии 13 во вторую отпарную колонну 14, где бутадиен отдел ют в качестве головного продукта ио линии 15. Чистота бутадиена 99,2%.

Рабочее давление BTOpoii колонны отпарнвани  нриблнзительио 6,3 атм дл  облегчени  коиденсацни выход щ11Х из верха иаров бутадиена нри помощп обычной охлаждающей воды. Колнчество теоретнческпх тарелок в колон.не 14 составл ет 32. Обедненный растворитель но липпн 16 ввод т в верх колонны дл  разделени  бутаднена и присутствующих ацетиленовых углеводородов. Обогащенный растворитель со дна колонны 14 но линни 17 ввод т в нервую отиарную колонну 7 дл  выделенн  оставшегос  бутаднена. Тенлова  энерги  дл  второй операции отпарнсанн  поставл етс  при помощп теплообмепннка 18. .Макснмальна  температура на дне второй колоппы отпарнвапн  составл ет прнблнзительно ЮОС.

П р н е р 2. На фнг. 2 нредставлена схема другого предпочтптельного варнанта нроцесса, соответствующего нзосретению.

30 вес. ч. смеси углеводородов по лнпнн 1 ввод т в промежуточной точке в колонну экстрактивной дпстнлл цнп 2. Смесь содержнт вес. % воды) но лпннн 3 в верх колонны 9,3 нзобутена; 7,6 бутена-2; 2,6 н-бутана;

1,4 внннлацетнлепа н малые количества нзобутана , бутадиена-1.2 ит. н. Колонна экстрактивной дпстилл цин н, рабочее давление куба 4,6 атм и тсмнературу , а температура и давлеипе верха соответственно 43С и

3,4 атм. В качестве пол рного растворител  ввод т 223 вес. ч. водного ацетопитрпла (11 вес. % воды) по линии 3 в перх колонпы экстрактнвиой днстплл цпп. По линнн 4 выдел ют 17 вес. ч. смесп паров, содержащпх

бутен-1, бутен-2, нзобутен н незначительные колнчества нзобутана, н-бутана, ацетоннтрпла н воды. Тепловую эпергпю, пужпую дл  проведепп  процесса экстрактивной дпстнлл цип. получают, ввод  75 вес. ч .обогап1,енных на ров

бутаднепа (содсржапне бутадпена 78,8%) но линии 6 на дно колонны зкс1рактивной дистилл ции . Со дна колонны экстрактивиой дистилл дии вывод т 311 вес. ч. жирного растворител  и по линии 5 нередают в иснаритель 19, работающий при давлении 1,75 атм и температуре 66°С. По линии 20 247 вес. ч, частично обедненного растворител  из испарител  ввод т в верхиюю секцию первой колонны отнаривани  7. Эта колонна имеет рабочее давление куба 2,2 атм и температуру 115°С, а давление верха 1,0 атм и температуру 64°С. Р1з промежуточной точки первой отпарной колонны отбирают 61 вес. ч. бокового иогопа, отводимого но линии 10 и содержащего главным образом все ацетиленовые вещества, присутствующие в сырье. По линни 9 отвод т 215 вес. ч: обедненного растворител  и но лииии II, обогащеппые бутадиеиом.пары (47 вес. ч., нрп содержании бутадиена 79,7 вес. %). Этот н.оток соедин ют с первым нотоком бутадиеновых паров из испарител . Объедипеиный поток паров (111 вес. ч. при содержании бутадиепа 78,8 вес. %) пропускают через комп )ессор 12 и сжимают до давлепи  5,5 атм. 75вес. ч. сжатых паров возвращают обратпо в колониу зкстрактивпой днсаилл ции 2, оставшуюс  часть иропускают по лииии 13 во вторую отпариую колонну 14 с температурой куба 78°С и давлением 4,6 ат.м, температурой верха 45°С и давленнем 4,2 атм. Обедиеиный растворитель но лннни 9 из )1ервой колонны отпаривапи  объедин ют с потоком свежего растворител  (не показано) дл  комиенсацни удал емого но линии 10 растворител . Этот объединенный ноток (278 вес. ч.) нронускают через теплообменннк 18 и затем раздел ют па две части, из которых одпа по линии 3 возвращаетс  в верхнюю часть колонны зкстрактивиой дистилл ции, а друга  (55 вес. ч.) по лииии 16 вводитс  в верхпюю секцию второй колоппы Отпаривапи  14. Со дпа этой колоппы по линии 17 удал ют 76вес. ч. потока и возвращают в зону отпаривапи  ппзкого давлени . Этот поток включает (вес. %) .71,6 ацетонитрила, 7,2 водУ, 19,4 бутадиена-1,3 и небольшие количества бутадиена-1,2 п ацетиленовых углеводородов. Из верхней части колонны отпаривани  высокого давлени  14 по липии 15 вывод т 15 вес. ч. -паров чистого бутадиена-1,3 (99,2 вес. %). Предмет изобретени  1.Способ выделени  бутадиена из смесей углеводородов С путем экстрактивной дистилл ции ири повыщепиом давлении в присутствии пол рного растворител  с последующим двзхступенчатым отпариванием растворител  ири давлении на первой ступени более иизком, чем давление на стадии экстрактивной дистилл ции, с использованием сжати  получепного на этой ступени нарового потока н подачи его на стадию экстрактивной дистилл ции , отличающийс  тем, что, с целью повыщеии  эффективности процесса, часть парового потока после его сжати  возвращают па стадию экстрактивной дистилл ции с нодачей оставшейс  части во вторую стунень отпаривани . 2.Сиособ по п. 1, отличающийс  тем, что в качестве пол рного растворител  используют ацетонитрил, содержащий добавку около 10 вес. % воды. .3. Способ по пп. I и 2, отличающийс  тем, что экстрактивпую дистилл цию осуществл ют под давлепием 3-7,5 ат.м. 4. Способ но пп. 1-3, отличающийс  тем, что растворитель перед первой стуненью отпаривани  нодают в исиарительную зону, давление в которой ниже давлеии  па стадии экстрактивиой дистилл ции н составл ет 1,26-3,5 атм, п нолучеппые при этом пары смешивают с паровым нотоком нервой ступепи отпаривапи  перед сжатием. 5. Способ по пи. 1-4, отличающийс  те.м, что отнарнваиие второй ступепи осуществл ют под давлением 4,2-7 атм.

Фиг. г

16