SU761447A1

SU761447A1 - Способ выделения аллена и метилацетилена 1

Info

Publication number: SU761447A1
Application number: SU782668994A
Authority: SU
Inventors: Nina Zelentsova; Larisa K Guzenko; Sergej P Chernykh; Igor V Kalechits; Anatolij A Naumov; Valentina F Balashova; Elis V Pinkhasik; Irina E Filich; Vladimir S Sinin
Original assignee: Nina Zelentsova; Larisa K Guzenko; Sergej P Chernykh; Igor V Kalechits; Anatolij A Naumov; Valentina F Balashova; Elis V Pinkhasik; Irina E Filich; Vladimir S Sinin
Priority date: 1978-09-25
Filing date: 1978-09-25
Publication date: 1980-09-07

Description

Изобретение относится к химической, в частности нефтехимической, технологии. Оно может быть использовано при выделении аллена и метилацетилена из смесей углеводородных газов. Из числа таких смесей, прежде всего, следует назвать аллен-метилацетиленовую фракцию, получаемую при разделении газов пиролиза нефтепродуктов.

Аллен и метилацетилен используются для газопламенной обработки металлов, но особый интерес представляют для производства термостойких полимеров и синтеза других новых материалов и продуктов.

Выделения аллена и метилацетилена весьма сложно не только из-за близости физико-химических констант и необходимости прибегать к холодильной технике, но и в ввиду наличия азеотропов, а также взрывоопасности.

Известен способ выделения аллена и метилацетилена из смесей углеводородных газов, содержащих пропан и пропилен, заключающийся в том, что предварительное отделение пропана и пропилена ведут путем пропускания смеси через слой специально приготовленного адсорбента. Адсорбированные аллен и метилацетилен десорбируют и разделяют путем ректификации [1].

2

Недостатком способа являются громоздкая схема приготовления адсорбента и возможность образования взрывоопасных смесей в процессе десорбции. Это усложняет 5 технологию процесса и приводит к его удорожанию. Кроме того, чистота выделенных

продуктов невысокая.

Наиболее близкий к описываемому изобретению по технической сущности способ 0 выделения аллена и метилацетилена из смесей углеводородных газов, содержащих пропан и пропилен, заключающийся в том, что предварительное отделение пропана и пропилена ведут путем экстрактивной ректи5 фикации в присутствии ацетонитрила, а разделение аллен-метилацетиленовой фракции после десорбции проводят путем ректификации [2]. ρ-ρχ.ρι·.-., аа

Из-за близости растворимостей аллена и !0 пропилена происходят существенные потери аллена. Чтобы устранить этот недостаток, · необходимо проводить повторную экстрактивную ректификацию. Кроме того, способ не позволяет выделить аллен и ме!5 тилацетилен в чистом виде.

Цель изобретения — повышение чистоты целевых продуктов.

Поставленная цель достигается описываемым способом выделения аллена и меЮ тилацетилена из смесей углеводородных га761447

зов, содержащих пропан и пропилен, включающим предварительное отделение пропана и пропилена путем ректификации под давлением 1,3—9,5 кг/см² с отбором в качестве кубового остатка аллен-метилацетиленовой фракции, содержащей 3—15 вес. % пропана и пропилена, и последующее разделение остатка путем ректификации. Разделение остатка желательно проводить в две или три ступени с выделением на первой ступени в качестве дистиллята фракции, содержащей пропан-метилацетиленовый азеотроп. Дистиллат первой ступени предпочтительно возвращать на стадию предварительного отделения.

Отличием способа являются предварительное отделение пропана и пропилена под давлением 1,3—9,5 кг/см² с отбором в качестве дистиллята указанной выше фракции и последующее разделение остатка в предпочтительных условиях.

Процесс предварительного отделения пропана и пропилена ведут при флегмовом числе 20—38 и давлении 1,3—9,5 кг/см². При этом содержание пропана и пропилена в кубовом остатке, равное 3—.15%, гарантирует взрывобезопасность процесса.

Кубовый остаток предварительного отделения подвергают дальнейшей ректификации.

Для разделения кубового остатка достаточно двух ступеней, так как в большинстве случаев содержание С₄-компонентов пренебрежимо мало. Если возникает необходимость в их выделении, то это может быть достигнуто увеличением числа ступеней.

На первой из ступеней ректификации в качестве дистиллата отводят фракцию пропан-метилацётиленового азеотропа (содержащую до 15 вес. % метилацетилена и имеющую температуру кипения, в соответствующем диапазоне давлений, около минус 35°С), а кубовый остаток, если он не содержит С4-компонентов, разделяют на аллен (дистиллат) и метилацетилен (куб) на второй ступени.

На всех этих ступенях ректификации давление не должно превышать 2 кг/см², что вызвано значительным содержанием в кубовом продукте наиболее взрывоопасного аллена и практическим отсутствием пассивирующих разбавителей. По соображениям взрывобезопасности не следует допускать работы и под разрежением, так как подсос кислорода воздуха, даже в ничтожных количествах, может вызвать взрыв.

При невысоком содержании метилацетилена в дистиллате первой ступени целесообразно его не возвращать на стадию предварительного выделения.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Аллен и метилацетилен выделяют из смеси следующего состава, вес. %:

4

Пропан	19,7
Пропилен	15,5
Аллен	35,2
Метилацетилен	29,6
с₄	Следы

Выделение проводят путем непрерывной ректификации в системе из трех ректификационных колонн (колонны — насадочные, насадка — кольца Рашига размером 8Χ8χ Х1,5 мм, диаметр первых двух колонн 150 мм, третьей 300 мм, высота насадки в первой колонне 7 м, во второй и третьей 8 м, что соответствует 30 и 35 тарелкам).

Предварительное отделение пропана и пропилена ведут в первой колонне при давлении 9,5 кг/см². Выделенные пропан и пропилен составляют 99,4 вес. % дистиллата.

Остаток, т. е. кубовая жидкость, помимо аллена и метилацетилена, содержит 12,7 вес. % пропана и 2,3 вес. % пропилена (температура верха и низа колонны предварительного отделения составляет +13,2 и +30,5°С).

Последующее разделение остатка ведут во второй и третьей колоннах, в первой из которых в качестве дистиллата выделяют Пропан-метилацетиленовый азеотроп (содержащий 11,4 вес. % метилацетилена).

Азеотропный дистиллат с помощью жидкостного насоса возвращают в колонну предварительного отделения.

В последней из колонн выделяют аллен (дистиллат) и метилацетилен (кубовая жидкость). Дистиллат содержит 96,1 вес. % аллена, а кубовая жидкость — 97,4 вес. % метилацетилена.

Пример 2. В системе трех колонн, описанных в примере 1, выделяют аллен и метилацетилен путем непрерывной ректифика-

смеси следующего состава,
Пропан	16,2
Пропилен	4,1
Аллен	24,6
Метилацетилен	55,0
с₄	Следы

Предварительное отделение ведут при давлении 3,5 кг/см². Выделенные пропан и пропилен составляют 96 вес. % дистиллата.

Остаток, т. е. кубовая жидкость колонны предварительного отделения, помимо аллена и метилацетилена, содержит 5 вес. % пропана и 1 вес. % пропилена (температуры верха и низа колонны предварительного отделения составляют минус 14 и минус 2°С).

Последующее разделение остатка проводят так же, как это описано в примере 1, но с той лишь разницей, что азеотропный дистиллат не возвращают на разделение, а присоединяют к отделенной смеси пропана и пропилена.

В таблице приведены параметры разделения остатка (режимы второй и третьей колонн).

761447

5

6

Номер колениы	Давление в колонне, кг/см²	Температура, °С	Состав дистиллата и кубовой жидкости, вес. %*
верх	низ	пропан	пропилен	аллен	метилацетилен
2	2,0	—25	—11	76,5	14,3	1,7	7,5
				0,3	Следы	31,0	68,7
3	1,3	—23	— 13	1,3	Следы	95,34	3,36
					—	1,10	98,9

* В верхних строках указан состав дистиллятов, в нижних—кубовых жидкостей.

Пример 3. Аллен и метилацетилен выделяю/ из смеси следующего состава,

вес. %:

Пропан 9

Пропилен 6

Аллен 25

Метилацетилен 54

С₄ 6

Выделение проводят путем периодической ректификации (колонна — насадочная, насадка— цилиндрические спирали размером 15χ5χ1 мм, диаметр колонны 70 мм, высота насадки 7 м, что соответствует 50 тарелкам) .

На первой ступени — ступени предварительного отделения — поддерживают давление 1,3 кг/см². Выделенные пропан и пропилен составляют 99,0 вес. % дистиллята первой ступени (что соответствует температуре верха колонны минус 35°С).

Остаток, т. е. кубовая жидкость, к моменту завершения первой стадии содержит

4,4 вес. % пропана и 0,6 вес. % пропилена (температура кубовой жидкости к этому моменту составляет минус 23°С).

Последующее разделение остатка ведут в две ступени, на первой из которых температура верха колонны минус 32°С, а дистиллят имеет следующий состав, вес. %:

Пропан 77,2

Пропилен 12,0

Метилацетилен 10,3

Аллен 0,5

К моменту завершения этой ступени температура кубовой жидкости составляет минус 20°С, а ее состав следующий, вес. %:

Пропан	0,4
Пропилен	0,9
Метилацетилен	64,6
Аллен	26,9
с₄	7,2

Эту кубовую жидкость ректифицируют на последней ступени и получают дистиллят, содержащий 97,2 вес. % аллена (что соответствует температуре верха колонны минус 27°С), и кубовый остаток, включающий 90 вес. % метилацетилена и 10 вес. %

примесей С₄ (температура кипения кубового остатка минус 18°С).

Разделение остатка ведут при давлении

1,2 кг/см² (вторая ступень) и 1,1 кг/см²

5 (третья ступень).

Пример 4. В условиях примера 3 дистиллят второй ступени соединяют с исходной смесью следующего цикла разделений, а кубовый остаток.третьей ступени подверЮ гают дополнительной ректификации с целью очистки метилацетилена от фракции

С₄.

В результате получают метилацетилен концентрацией 99,3 вес. %.

15 Пример 5. В условиях примера 1 предварительное отделение пропана и пропилена ведут в первой колонне при давлении 6 кг/см². Выделенные пропан и пропилен составляют 99,2 вес. % дистиллата.

20 Остаток, т. е. кубовая жидкость, помимо аллена и метилацетилена, содержит 9,8 вес. % пропана и 2,2 вес. % пропилена. Последующее разделение остатка проводят так же, как это описано в примере 1. Получают

25 96,3%-ный аллен и 97,3%-ный метилацетилен.

Пример 6. Аллен и метилацетилен выделяют из смеси следующего состава,

вес. %:

30 Пропан 5,2

Пропилен 14,8

Аллен 22,0

Метилацетилен 58,0

35 Выделение проводят путем периодической ректификации в колонне, описанной в примере 3.

На первой ступени предварительного отделения поддерживают давление 1,5 кг/см². 40 Выделенные пропан и пропилен составляют 98,0 вес. % Дистиллата первой ступени (что соответствует температуре верха минус 37°С). К моменту завершения этой ступени кубовый остаток содержит 1,7 вес. % 45 пропана и 1,3 вес. % пропилена (температура кипения кубовой жидкости минус 23°С). Из-за высокого содержания пропилена в исходном сырье на ступени предварительного отделения происходит практи50 чески полное исчерпывание пропана и к

761447

7

моменту завершения первой ступени образование азеотропа пропан-метилацетилен не происходит. Поэтому вторая ступень является продолжением стадии предварительного выделения легких продуктов с соответствующим понижением давления до

1,2 кг/см². Разделение остатка проводят при давлении 1,1 кг/см² с получением дистиллата, содержащего. 98 вес. % аллена (что соответствует температуре верха колонны минус 27°С) и кубового продукта, содержащего 97,8 вес. % метилацетилена (температура кубовой жидкости минус 18°С).

Как видно из приведенных примеров, описанный способ позволяет выделить целевые продукты с чистотой 96—98%.

Существенно, что весь технологический процесс согласно предлагаемому способу реализуется в однотипном основном вспомогательном оборудовании, включая систему контроля и автоматизации.

Claims

Формула изобретения

1. Способ выделения аллена и метилацетилена из смесей углеводородных газов, со8'

держащих пропан и пропилен, включающий предварительное отделение пропана и пропилена и разделение остатка путем ректификации, отличающийся тём, что, с

5 целью повышения чистоты целевых продуктов, предварительное отделение ведут путем ректификации под давлением 1,3—

9,5 кг/см² с отбором в качестве кубового остатка аллен-метилацетиленовой фракции,

О содержащей 3—15 вес. % пропана и пропилена.
2. Способ поп. 1, отличающийся тем, что разделение остатка проводят в две или три ступени с выделением на первой в ка5 честве дистиллата фракции, содержащий пропан-метилацетиленовый азеотроп.
3. Способ по пп. 1, 2, отличающийся" тем, что дистиллат первой ступени возвращают на стадию предварительного отделе0 ния.