Способ очистки бутадиена от ацетиленовых углеводородов — SU 1032726 (original) (raw)
Формула
Способ очистки бутадиена от ацетиленовых углеводородов экстрактивной ректификацией и последующим отделением от кубового продукта последней в десорбционной колонне фракции ацетиленовых углеводородов, отбираемой боковым погоном, и парового бутадиенсодержащего потока, отбираемого верхним продуктом и возвращаемого в куб колонны экстрактивной ректификации, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, в верхнем продукте десорбционной колонны отбирают 55 80 мас. бутадиена от количества, подаваемого на очистку, и экстрактивную ректификацию осуществляют при содержании ацетонитрила в кубовом продукте, равном 75 83 мас.
Описание
Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к области очистки бутадиена от примесей ацетиленовых углеводородов, отравляющих каталитические системы полимеризации.
Изобретение может быть использовано в производстве бутадиена основного мономера для производства синтетического каучука.
Бутадиенсодержащие фракции, получаемые в процессах дегидрирования и пиролиза, в своем составе содержат микропримеси, отравляющие каталитические системы полимеризации, в частности примеси ацетиленовых углеводородов.
Одним из наиболее эффективных способов очистки бутадиена от ацетиленовых углеводородов, нашедшим широкое промышленное применение в СССР и за рубежом, является экстрактивная ректификация с применением в качестве разделяющих агентов полярных органических растворителей, например ацетонитрила, диметилформамида, N-метилпирролидона (1).
При этом в качестве разделяющего агента обычно применяют тот же растворитель, что и на стадии выделения бутадиена из бутан-бутеновых и бутен-бутадиеновых фракций.
Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности является способ очистки бутадиена от ацетиленовых углеводородов экстрактивной ректификацией в присутствии ацетонитрила (2).
Согласно этому способу бутадиен, выделенный из бутен-бутадиеновых фракций экстрактивной ректификацией, в газовой фазе подают в колонну очистки от ацетиленовых углеводородов экстрактивной ректификацией с ацетонитрилом (АН). Очищенный бутадиен отбирают в дистилляте колонны экстрактивной ректификации, а насыщенный углеводородами экстрагент из куба колонны подают в десорбционную колонну. В десорбционной колонне от насыщенного экстрагента отделяют фракцию ацетиленовых углеводородов, отбираемую боковым погоном. В верхнем продукте десорбционной колонны отбирают бутадиенсодержащую фракцию. Десорбированный экстрагент из куба десорбционной колонны после охлаждения возвращают в верхнюю часть колонны очистки экстрактивной ректификации.
Согласно этому способу экстрактивную ректификацию с целью предотвращения термополимеризации осуществляют при температуре куба 90oС. Причем эту температуру поддерживают путем рецикла парового бутадиенсодержащего потока, отбираемого в верхнем продукте десорбционной колонны, в куб колонны экстрактивной ректификации.
Количество бутадиена, возвращаемого в куб колонны экстрактивной ректификации в составе рецикла, является таковым, что концентрация разделяемых компонентов в кубе колонны экстрактивной ректификации составляет 14-15% или, что соответствует содержанию экстрагента в кубовом продукте колонны экстрактивной ректификации, равному 85-86 мас. Однако в составе рецикла в колонну поступает значительное количество ацетиленовых углеводородов, в несколько раз превосходящее их концентрацию в бутадиене, поступающем на очистку. Это снижает эффективность процесса разделения, а именно для достижения требуемой степени очистки необходимо использование колонн большой эффективности, высоких флегмовых чисел, высокой циркуляции экстрагента и, следовательно, приводит к увеличению энергозатрат.
Цель настоящего изобретения снижение энергозатрат.
Поставленная цель достигается описываемым способом очистки бутадиена от ацетиленовых углеводородов экстрактивной ректификацией в присутствии ацетонитрила с отбором очищенного бутадиена в дистилляте колонны экстрактивной ректификации и последующим отделением от кубового продукта последней в десорбционной колонне фракции ацетиленовых углеводородов, отбираемой боковым и парового бутадиенсодержащего потока, отбираемого верхним продуктом и возвращаемого в куб колонны экстрактивной ректификации, согласно которому в верхнем продукте десорбционной колонны отбирают 55-80 мас. бутадиена от количества подаваемого на очистку, и экстрактивную ректификацию осуществляют при содержании ацетонитрила в кубовом продукте, равном 75-83 мас.
Это позволяет при той же степени очистки снизить флегмовое число и циркуляцию экстрагента, то есть уменьшить энергозатраты на очистку.
Принципиальная технологическая схема процесса представлена на чертеже.
Бутадиен, содержащий примеси ацетиленовых соединений, в газовой фазе по линии 1 поступает на очистку в колонну экстрактивной ректификации 2. Очищенный бутадиен отбирают сверху колонны 2 по линии 3 и подают на окончательную очистку от тяжелои легкокипящих примесей четкой ректификацией. Насыщенный углеводородами экстрагент из куба колонны 2 по линии 4 подают на десорбцию в верхнюю часть колонны 5. Ацетиленовые соединения отбирают боковым погоном колонны 5 по линии 6, а десорбционный экстрагент из куба колонны после рекуперации тепла, по линии 7 возвращают в верхнюю часть колонны 2. Паровой поток, отбираемый сверху колонны 5, по линии 8 возвращают в колонну 2 в качестве рецикла.
П р и м е р 1. Бутадиен в количестве 7,94 т/ч, имеющий состав, мас. транс-2-бутена 0,1; цис-2-бутена 1,1; бутадиена 1,3-78,2; бутадиена - 1,2-0,01; бутенина- 0,2; бутина -1- 0,02; ацетальдегида- 0,1; фурана- 0,1; АН 20,2% поступает на очистку на блок экстрактивной ректификации, состоящий из колонны экстрактивной ректификации, имеющей 75 практических тарелок, и колонны десорбции, имеющей 75 практических тарелок.
Колонна экстрактивной ректификации работает при флегмовом числе 1,35. Температура верха колонны 38, куба 82oC. Давление верха колонны 4,2; куба 4,7 ата.
Бутадиен подают на 10 тарелку колонны экстрактивной ректификации (счет тарелок от куба колонны).
Циркулирующий экстрагент ацетонитрил с 5 мас. воды в количестве 14,5 т/ч подают на 65 тарелку.
Получают 6,31 т/ч очищенного бутадиена, имеющего состав, мас. транс-2-бутена 0,13; цис-2-бутена 1,36; бутадиена 1,3-98,4; бутадиена 1,2 0,007; бутина -1-0,001; бутенина 0,002; АН 0,1%
Насыщенный экстрагент в количестве 20,21 т/ч, имеющий состав, мас. бутадиена-1,3 16,50, бутенина 0,29, бутина-10,05, ацетальдегида 0,09; фурана 0,07; АН 83,0% направляют на верх колонны десорбции.
Температура верха десорбера 82, куба 139oC. Давление верха 4,7, куба 5,2 ата.
Паровой поток с верха десорбера в количестве 5,12 т/ч, что составляет (по бутадиену) 55% к бутадиену, подаваемому на очистку, состава, мас. бутадиена 1,3-81,4, бутадиена 1,2-0,05; бутина 1-0,2. бутенина 1,11; ацетальдегида 0,31; фурана 0,2. АН 16,73% поступает в качестве рецикла в куб колонны экстрактивной ректификации.
Фракцию ацетиленовых в количестве 0,2 т/ч состава, мас. бутадиена - 1,3-0,2; бутадеина 1,2-0,3; бутенина 11,7; бутина 1-0,9; ацетальдегида 5,2; фурана 4,8; АН 76,9% выводят боковым отбором десорбера и направляют на частичную конденсацию в конденсатор. Конденсат возвращают в десорбер, несконденсированные ацетиленовые на отмывку от АН.
Содержание углеводорода в десорбированном экстрагенте 0,001 мас.
Количество ацетиленовых углеводородов, приходящих в колонну очистки с исходной смесью 17,4 кг/ч, с рециклом парового потока с верха колонны десорбции 55 кг/ч. 2 П р и м е р 2. Бутадиен в количестве 7,94 т/ч, имеющий состав, аналогичный приведенному в примере 1, поступает на очистку в блок экстрактивной ректификации, состоящий из колонны экстрактивной ректификации, имеющий 75 практических тарелок и колонны десорбции, имеющей 75 практических тарелок.
Колонна экстрактивной ректификации работает при флегмовом числе 1,2. Температура верха колонны 38, куба 70oC. Давление верха колонны 4,2, куба 4,7 ата.
Бутадиен подают на 10 тарелку колонны экстрактивной ректификации (счет тарелок от куба колонны).
Циркулирующий экстрагент ацетонитрил с 5 мас. воды в количестве 12,9 т/ч подают на 65 тарелку.
Получают 6,31 т/ч очищенного бутадиена, имеющего состав, мас. транс-2-бутена 0,13; цис-2-бутена 1,46; бутадиена 1,3-98,4; бутадиена - 1,2-0,007; бутина 1-0,002; бутенина 0,003; АН 0,1%
Насыщенный экстрагент в количестве 20,13 т/ч, имеющий состав, мас. бутадиена 1,3-24,58; бутенина 0,26; бутина 10,04; ацетальдегида 0,09; фурана 0,07; АН 75,0% направляют на верх колонны десорбции.
Температура верха десорбера 71, куба 139oC. Давление верха 4,7. куба 5,2 ата.
Паровой поток с верха десорбера в количестве 5,58 т/ч, что составляет (по бутадиену) 80% к бутадиену, подаваемому на очистку, состава, мас. бутадиена 1,3-88,51; бутадиена 1,2-0,03, бутина 1-0,13; бутенина 0,66; ацетальдегида 0,22; фурана 0,14, АН 10,31% поступает в качестве рецикла в куб колонны экстрактивной ректификации.
Фракцию ацетиленовых в количестве 0,2 т/ч состава, мас. бутадиена - 1,3-2,0; бутадиена 1,2-0,3; бутенина 11,7; бутина 1-0,9; ацетальдегида 5,2; фурана 4,8; АН 75,1% выводят боковым отбором десорбера и направляют на частичную конденсацию в конденсатор. Конденсат возвращают в десорбер, несконденсировавшиеся ацетиленовые на отмывку от АН.
Содержание углеводородов в десорбированном экстрагенте 0,001 мас.
Количество ацетиленовых углеводородов, приходящих в колонну очистки с исходной смесью 17,3 кг/ч, с рециклом парового потока с верха колонны десорбции 47 кг/ч.
П р и м е р 3. Бутадиен в количестве 7,94 т/ч, имеющий состав, аналогичный приведенному в примере 1, поступает на очистку в блок экстрактивной ректификации, состоящий из колонны экстрактивной ректификации, имеющей 75 практических тарелок и колонны десорбции, имеющей 75 практических тарелок.
Колонна экстрактивной ректификации работает при флегмовом числе 1,30. Температура верха колонны 38, куба 76oC. Давление верха колонны 4,2, куба 4,7 ата.
Бутадиен подают на 10 тарелку колонны экстрактивной ректификации (счет тарелок от куба колонны).
Циркулирующий экстрагент ацетонитрил с 5 мас. воды в количестве 14,0 т/ч подают на 65 тарелку.
Получают 6,31 т/ч очищенного бутадиена, имеющего состав, мас. транс-2-бутена 0,13; цис-2-бутена 1,36; бутадиена 1,3-98,4; бутадиена - 1,2-0,007; бутина 1-0,001; бутенина 0,002; АН 0,1% Насыщенный экстрагент в количестве 20,6 т/ч, имеющий состав мас. бутадиена 1,3-20,54; бутенина 0,28; бутина 1-0,05; ацетальдегида 0,09; фурана 0,07; АН 79% направляют на верх колонны десорбции.
Температура верха десорбента 76, куба 138oC. Давление верха 4,7, куба 5,2 ата.
Паровой поток с верха десорбера в количестве 4,81 т/ч, что составляет 66% (по бутадиену) к бутадиену, подаваемому на очистку состава, мас. бутадиена 1,3-84,75, бутадиена 1,2-0,04, бутина 1-0,17; бутенина 0,89; ацетальдегида 0,26; фурана 0,17; АН 13,72% поступает в качестве рецикла в куб колонны экстрактивной ректификации.
Фракцию ацетиленовых в количестве 0,2 т/ч состава, мас. бутадиена - 1,3-1,0, бутадиена 1,2-0,3, бутенина 11,7, бутина 10,9, ацетальдегида 5,2; фурена 4,8; АН 76,1% выводят боковым отбором десорбера и направляют на частичную конденсацию в конденсатор. Конденсат возвращается в десорбер, несконденсированные ацетиленовые на отмывку от АН.
Содержание углеводорода в десорбированном экстрагенте 0,001 мас.
Количество ацетиленовых углеводородов, приходящих в колонну очистки с исходной смесью 17,3 кг/ч, с рециклом парового потока с верха колонны 50 кг.
П р и м е р 4 (сравнительный). Бутадиен в количестве 7,94 т/ч, имеющий состав, аналогичный приведенному в примере 1, поступает на очистку в блок экстрактивной ректификации, состоящий из колонны экстрактивной ректификации, имеющей 75 практических тарелок, и колонны десорбции, имеющей 75 практических тарелок.
Колонна экстрактивной ректификации работает при флегмовом числе 1,5. Температура верха колонны 38, куба 90oC. Давление верха колонны 4,2, куба 4,7 ата.
Бутадиен подают на 10 тарелку колонны экстрактивной ректификации (счет тарелок от куба колонны).
Циркулирующий экстрагент ацетонитрил с 5 мас. воды в количестве 16,12 т/ч подают на 65 тарелку.
Получают 6,31 т/ч очищенного бутадиена, имеющего состав, мас. транс-2-бутена 0,13; цис-2-бутена 1,36; бутадиена 1,3-98,4; бутадиена - 1,2-0,002; бутина 1-0,005; АН 0,1%
Насыщенный экстрагент в количестве 23,6 т/ч, имеющий состав, мас. бутадиена 1,3-11,5 бутенина 1,1; бутина 0,1; ацетальдегида 1,15; фурана 0,85; АН 85,3% направляют на верх колонны десорбции.
Температура верха десорбера 90, куба 139oC. Давление верха 4,7, куба 5,2 ата.
Паровой поток с верха десорбера в количестве 4,92 т/ч, что составляет 44% (по бутадиену) к бутадиену, подаваемому на очистку состава, мас. бутадиена 1,3-55,0; бутадиена 1,2-0,1; бутенина 5,0; бутина 1-0,5; ацетальдегида 5,4; фурана 4,0; АН 30,0% поступает в качестве рецикла в куб колонны экстрактивной ректификации.
Фракцию ацетиленовых в количестве 0,2 т/ч состава, мас. бутадиена - 1,3-0,2; бутадиена 1,2-0,3; бутенина 11,7; бутина 1-0,9; ацетальдегида 5,2; фурана 4,8; АН 76,9% выводят боковым отбором десорбера и направляют на частичную конденсацию в конденсатор. Конденсат возвращается в десорбер, несконденсированные ацетиленовые на обмывку от АН.
Содержание углеводородов в десорбированном экстрагенте 0,001 мас.
Количестве ацетиленовых углеводородов, приводящих в колонну очистки с исходной смесью 17,3 кг/ч, с рециклом парового потока с верха колонны десорбции 271 кг/ч.
Способ очистки бутадиена от ацетиленовых углеводородов экстрактивной ректификацией и последующим отделением от кубового продукта последней в десорбционной колонне фракции ацетиленовых углеводородов, отбираемой боковым погоном, и парового бутадиенсодержащего потока, отбираемого верхним продуктом и возвращаемого в куб колонны экстрактивной ректификации, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, в верхнем продукте десорбционной колонны отбирают 55 - 80 мас.% бутадиена от количества, подаваемого на очистку, и экстрактивную ректификацию осуществляют при содержании ацетонитрила в кубовом продукте, равном 75 - 83 мас.%.
Рисунки
Заявка
3234803/04, 12.01.1981
Кузнецов С. Г, Бубенков В. П, Горшков В. А, Павлов С. Ю, Зиновьев А. Ф, Шмук Ю. А, Бытина В. И, Федер В. М
МПК / Метки
МПК: C07C 11/167, C07C 7/08
Метки: ацетиленовых, бутадиена, углеводородов
Опубликовано: 20.09.1996