Способ разделения углеводородных смесей с -с — SU 667537 (original) (raw)
ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцналистичесмикРеспублик(51)М. Кл.2 С 07 С 7/08 6) Дополнительное к авт. свид-ву 40574(21) 2026691/23-04 исоединением заявки М осударствеины й комнте СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 150679 Ьюллете 22 ата опуоликования описания 1506.7) СПОСОБ РАЗДЕЛЕ ла уве- ичества тоннтрила. П ери ацетонитриличиваются с увеличением колпромывных вод и ацетонитрнла.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является способ разделения углеводородных смесей С -С путем ректнфикации в присутствии экстрагента - диметилформамида. Способ предусматривает десорбцию экстрагента из углеводородов и подачу менее 20 десорбированного углеводорода на очистку от примесей димеров и полимеров углеводородов Ст-С путем ректификации в отгонной колоннеОчищенный экстрагентконденсируют и возвращают в системуэкстрактивной ректификацни 2)Способ требует значительных энергозатрат, необходимых на подвод теп"ла в колонны десорбции и отгонкипримесей,. кроме того, подача наочистку от примесей менее 20 десорбированного экстрагента приводит кснижению эффективности разделенияза счет накопления в циркулирующемв системе экстрагенте значительныхпримесей полимеров и димеров Ст-Сс,Целью изобретения является повы"шение эффективности разделения нснижение энергозатрат,от Изобретение относится к области разделения углеводородных смесей пу. тем экстрактивной ректификации в присутствии полярных экстрагентов или их смесей с водой.Известен способ выделения бутадиена из углеводородных смесей и одновременной очистки его путем экстрактивной ректификации в присутствии в качестве зкстрагента ацетонитрила с последующей десорбцией углеводородов из экстрагента 11 .Очистку экстрагента от димеров и полимеров непределъных углеводородов осуществляют путем подачи экстрагеита в одну из колонн водной отмывки углеводородов. Димеры и полимеры переходят при этом в углеводородный поток, а экстрагент в водный поток.Указанный прием приводит к загрязнению углеводородного потока димерами и полимерами углеводородов, что требует последующей очистки углеводородного потока. Смесь ацетонитрила рб и воды, получаемая при отмывке, является трудноразделимой смесью вследствие образования азеотропа, содержащего при 760 мм рт .ст, 30,3 мол,Ъ ,воды. При ректификации смеси ацеторитрила и воды протекает гидролиз .ацеГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕН С -СфПоставленная цель достигается подачей 20-60 десорбиронанного экстрагента на очистку от примесей димеров и полимеров углеводородов С -Си возвратом очищенного экстрагентав парообраэном состоянии на стадиюдесорбции,5Использование для обогрева десорбционной колонны тепла экстрагента,выведенного из колонны отгонки примесей, позволяет значительно сократить энергозатраты, 10Способ осуществляется следующимобразом.Смесь углеводородов С -С, содержащую диолефины, напранляют н колонну экстрактивной ректификации. Менее Юрастворимые углеводороды отбираюти конденсируют в конденсаторе. Частьконденсата возвращают в колонну зкстрактинной ректификации в качестнефлегмы, а другую часть выводят из 20системы экстрактивной ректификации.Кубовый продукт колонны экстрактиннойректификации направляют в десорбционйую колонну. Часть десорбированныхуглеводородов возвращают н куб колонны экстрактивной ректификацииСверхуколонны десорбции отбирают болеерастворимые углеводороды и конденсируют н конденсаторе, Часть конденсатавозвращают в колонну десорбции в качестве флегмы, а другую часть выводятиэ системы экстрактивной ректификации,Часть экстрагента из куба колонны десорбции,направляют в колонну экстрактинной ректификации, а другую частьнаправляют в колонну отгонки примесей.Сверху колонны в парообразном состоянии отбирают лоток эакстрагента,содержащий 0,1-1,0 димерон и полимеров диолефинов и, не конденсируя,н парообразном состоянии направляют 40н куб колонны десорбции. Количествотепла, вводимое н колонну десорбциис потоКом экстрагента, обеспечиваетдостаточно глубокую десорбцию углеводородов и экстрагента45Кубовый продукт колонны отгонки,содержащий 20-60 димеров и полимеров диолефинон, направляют на воднуюотмывку от экстрагента с последующейотгонкой его из промывных нод. Иэнлечение экстрагента из фракции димеров диолефинов может быть осуществлено также путем ректификации.В качестве экстрагентон для экстрактивной ректификации могут бытьиспользонаны нитрилы, например ацетонитрил, пропионитрил; нитропарафины,например нитрометан, нитроэтан; кетоны, например, ацетон, метилэтилкетону амиды, например, диметилформамид,диметилацетамид; лактоны, напримерМ-метилпирролидон,-бутилорактон;алкоксинитрилы, например метоксипропионитрил, этоксипропионитрил.П р и м е р 1. Фракцию углеводородов С пиролиза бензина направляют, 65 на выделение изопрена по описанной схеме. В качестве зкстрагента приме няют ацетонитрил, содержащий до 5 вес. воды, Исходная фракция содержит,: 2,3 угленодородон С, 30,5 пентанов, 31,9 пентенон, 17,26 изопрена, 17,3 пентадиенов, 0,29 пентинов и 0,6 углеводородов С . Подача исходной фракции 81 кг/ч. Циркуляция экстрагента 430 кг/ч. Колонна экстрактинной ректификации имеет 150 та" релок, температура куба 80 С, давление куба 2,2 ата. С верха колонны отбирают пентан-пентеновую фракцию с содержанием пентадиенов 3,75 вес. н количестве 50 кг/ч, не содержащую димеров и полимеров. Кубоный продукт колонны подают на десорбцию, имеющую 75 тарелок и работающую при температуре куба 110 С и давлении куба 2,4 ата. Из колонны отбирают фракцию пентадиенов н количестве 31 кг/ч с содержанием ацетонитрила 2,88 и воды 1,06 вес., Из куба колонны отбирают 760 кг/ч ацетонитрила, содержащего 5 воды и 9 димеров и полимеров. Часть экстрагента направляют в колонну экстрактинной ректификации (430 кг/ч), а другую часть (330 кг/ч, 43,5 от десорбированного экстрагента) - в отгонную колонну очистки от примесей, имеющую 10 тарелок и работающую при температуре куба 125 С и давлении куба 2,5 ата. Из куба колонны очистки отбирают 15 кг/ч раствора, содержащего,: 50,3 ацетонитрила, 2,7 воды и 47 димеров и полимеров. С верха колонны и паровой фазе отбирают ацетонитрил с содержанием воды 4,5 и димерон 1,0 и направляют в колонну десорбции .По иэнестному способу продукты разделения содержат до 0,9 димерон и полимеров.П р и м е р 2, Фракцию угленодородов С , полученную дегидриронаниемн-бутиденов, н количестве 3870,0 кг/ч,направляют на выделение бутадиена поописанной схеме. Фракция содержит 14,0 нес. н-бутана, 58,3 бутиленов и 27,7 бутадиенов, В качестве экстрагента применяют ацетонитрил с 5 нес. воды. Циркуляция экстрагента составляет 27,0 т/ч, Колонна экстрактивной ректификации имеет 15 тарелок. Давление верха колонны 4,0 ата,температура 40 С.Давление куба колонны составляет 5,0 ата, температура 80 С. Сверху колонны отбирают бутиленовую фракцию, содержащую 20,0 н-бутана, 79,5 бутиленов, 0,5 бу- тадиена. Она не содержит димеров и полимеров и составляет 2873 кг/ч,Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации напранляют в десорбционную колонну, имеющую 30 тарелок, Давление верха колонны составляет 5,0 ата, температура 80 С. Давление куба 5,3 ата, температура 135 С. Бу 66753760 тадиен отбирают сверху десорбционнойколонны, Он содержит 1, 0 бутиленов,0,1 ацетонитрила. Иэ куба десорбциояной колонны отбирают экстрагент, содержащий,: 92,6 ацетонитрила, 4,4воды, 3,0 димеров и полимеров углеводородов, Сухую часть экстрагента в 5количестве 15516,5 кг/ч направляютв колонну экстрактивной ректификации,другую часть (около 60 от десорбированного) в количестве 11483,5 кг/чнаправляют в отгонную колонну очистки 10от примесей, имеющую 10 тарелок.Сверху колонны отбирают 11100 кг/чэкстрагента, содержащего 4,5 водыи 0,1 димеров и полимеров, и направляют его в куб десорбционной колонны.Из куба колонны очистки от примесейотбирают продукт, содержащий,: 49,2ацетонитрила, 2,3 воды и 48,5 димеров и полимеров в количестве483,5 кг/ч. Давление верха колонныочистки составляет 5,4 ата, температура в кубе 150 С. Бутиленовая фракция по известному способу содержитдо 0,6 вес. димеров и полимеров углеводородов.П р и м е р 3. Фракцию углеводородов Сз дегидрирования изопентананаправляют на выделение изопрена поописанной схеме. Исходная фракциясодержит,: 0,62 углеводородов С,66,7 пентанов, 15,25 пентенов, 14,23 ЗОизопрена, 2,26 пентадиенов и 0,15углеводородов С . Подача фракции50 кг/ч. В качестве экстрагента используют диметилформамид (ДМФА), Циркуляция ДМФА 350 кг/ч, Колонна экстрактивной ректификации имеет 150 тарелок и работает при температурах идавлениях верха колонны и куба 4080 С и 1,2; 2,2 ата соответственно.Сверху колонны отбирают пентан-пентеновую фракцию, содержащую 0,5изопрена в количестве 41,5 кг/ч. Кубовый продукт колонны экстрактивнойректификации подают в колонну десорбции, где от ДМФА отгоняют пентадиены 45с содержанием пентенов 0,6 в количестве 8,5 кг/ч, Колонна десорбцииимеет 60 тарелок и работает при темопературе верха колонны 40 С, куба158 С, давление верха колонны 1, 1 ата,куба - 1,2 ата. Из куба колонныдесопбции отбирают 450 кг/ч ДМФА,содержащего 2 димеров пентадиенов иполимеров. Часть его (350 кг) возвращают на орошение колонны экстрактивной ректификации, а другую часть Ы(22,4 от десорбированного зкстрагента) направляют на отгонку от полимеров в колонну очистки, имеющую 5 таре.лок и работающую при давлении куба1, 3 ата. Температура куба 162 С,Сверху колонны отбирают 99 кг/ч ДМФЛ,содержащего 1,0 димеров и в паровойфазе возвращают в колонну лесорбции .Из куба отбирают 1 кг/ч раствора,содержащего 75 полимеров.65 П р и м е р 4, Фракцию углеводородов С(, пиролиза бензина в количестве 230 кг/ч направляют на выделениебутадиена экстрактивной ректификациейс применением в качестве зкстрагентаИ-метилпирролидона с 10 вес, воды.Фракция содержит,: 1,5 углеводородов С, 12 н-бутана и изобутана,55 бутиленов, 31 1,3 бутадиена и0,5 С 4 -ацетиленов, Циркуляция экстрагента составляет 1,0 т/ч. Колоннаэкстрактивной ректнфикации имеет160 тарелок. Давление верха колонны4,5 ата, температура 40 С. Давлениеакуба 5,0 ата, температура куба 90 С.Сверху колонны экстрактивной ректи -фикации отбирают бутан-бутиленовуюфракцию, содержащую 0,5 бутадиена,в количестве 160 кг/ч. Кубовый продукт колонны зкстрактивной ректификации направляют в десорбционнуюколонну, имеющую 15 тарелок. Давление верха десорбционной колонны1,.1 ата, температура 80 С, давлениеокуба 1,3 ата, температура куба 145 С,Бутадиен, отбираемый сверху колонныдесорбции, содержит 1,0 бутиленов.Из куба колонны десорбции отбираютэкстрагент, содержащий 3 димеров иполимеров бутадиена. Часть экстра. -гента в количестве 0,6 т/ч возврашают на орошение колонны экстрактивной ректификации, другую часть (40,0от десорбированного экстрагента) направляют на отгонку от полимеровв колонну очистки, имеющую 5 тарелоки работающую при давлении куба1,3 ата. Температура куба 195 С. Сверху колонны очистки отбирают экстрагент, содержащий 0,1 димеров и полимеров и в паровой фазе возвращаютв колонну. Из куба отбирают 2 кг/чпродукта, содержащего 30 полимеров.Способ позволяет исключить стадиюочистки продуктов разделения от димеров и полимеров непрелельных углево -дородов и за счет этого сократитьэнергозатраты на процесс разделения,Уменьшение энергозатрат достигает.ся также за счет тепла, унесенногоэкстрагентом из отгонной колонны вдесорбционную колонну, Практическиобогрев десорбционной колонны осуществляют за счет тепла, подводимогк отгонной колонне, Однако, это теплиспользуется для очистки экстрагентот полимеров и димеров пиолефинов вотгонной колонне, а также для десорб.ции углеводородов из экстрагента вдесорбционной колонне,Формула изобретенияСпособ разделения углеводородных смесей С(,-Спутем ректификации в присутствии экстрагента с последующей его десорбцией иэ углеводородов и подачей части экстрагента на очистку667537 Составитель Н.ГлебоваТекред Л. Алферова Корректор Н. Стец Редактор Н.Потапова Заказ 3380/20 Тираж 512 Подпи сн оецНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 от димеров и полимеров углеводородоьС-Су, отли чающий с я тем,что, с целью повышения эффективностиразделения и снижения энергозатрат,на очистку направляют 20-60 десорбированного экстрагента с последующимвозвратом:, очищенного экстрагентав парообразном состоянии на стадиюдесорбции. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе 1. А вт орское свидетельство СССР9 358927, кл, С 07 С 7/08, 1974,2. Технологический регламент для5 проектирования производства изопренаиз изопентана, т.4, НИИМСК,Ярославль, 1968.