Способ разделения смесей углеводородов с или с разной степени насыщенности — SU 697491 (original) (raw)

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ия(51)М. Кл. С 07 С 7/08 Госудерстеонньа каннтет СССР ко делам нзооротонкй н отмрктнй(53) УДК 547.347, ,07. (088,8) ОпУбликовано 15.11.79. Бюллетень 1 Нь 42 Д та опубликования описания 15.11.79(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ УГЛЕВОДОРОДОВ С 4 ИЛИ С 5 РАЗНОЙ СТЕПЕНИ НАСЫЩЕННОСТИ Изобретение относится к области разделения смесей углеводородов С или С, экстрактивной ректификацией с полярными органическими экстрагентами или их смесями с водой.Известны способы разделения углеводоро 5 дов С 4 или С, экстрактивной ректификацией с ацетонитрилом 111 или его смесями с во.дой 2.Ацетонитрил является наиболее селективным экстрагентом. Коэффициент относительной лету. чести н.бутана по отношению к 1-бутену в при. сутствии 85% вес, ацетонитрила при 50 С составляет 1,45. Однако растворяюцаяся способность ацетонитрила по отношению к углеводородам недостаточна. Так, растворимость н.бутана в ацетонитриле при 40 С составляет 25,0%. Раство. римость изопентана при тех условиях 22% вес.Наиболее близким к изобретению по техни.ческой сущности и достигаемому результату яв. ляется способ разделения смесей алифатических углеводородов С 4 или С, разной степени насыщенности экстрактивной ректификацией с использованием в качестве экстрагента смеси ацетонитрила с кетоном или смеси ацегонитрила с водой и с кетоном, взятом в количестве от 0,1 до 20% вес. В качестве кетонов используют ацетон, метилэтилкетон, диэтилкетон, метилизопропилкетон 131.Известный способ позволяет увеличить растворяющую способность экстрагента. Однако используемые в нем кетоны являются малоселек. тивными разделяющими агентами. Кроме того, кетоны - низкокипящие продукты, вследствие чего наблюдается их значительный унос с углеводородными потоками, что усложняет схему рекуперации и регенерации ацетонитрила и при.водит к его потерям. Целью изобретения является уменьшение потерь ацетонитрила.Поставленная цель достигается описываемым способом разделения смесей углеводородов С 1 или С 5 разной степени насыщенности, заключа. ющимся в том, что указанную смесь подвергают экстрактивной ректификации в присутствии смеси экстрагентов, одним из которых является 1 ацетонитрил или его смесь с водой и вторым - диметилацетамид в количестве 5 -75% вес.697491Отличием способа является использованиев качестве второго экстрагента диметилацетами.да в количестве 5 - 75% вес.При проведении ректификации в заявленныхусловиях рекуперация ацетонитрила из углеводородныхпотоков может проводиться известными способами, например водной отмывкой. Од.нако наиболее предпочтительной является реку.перация ацетонитрила из углеводородных пото.ков путем экстрактивной ректификации с применением в качестве экстрагента диметилацетамида, что значительно упрощает процесс.Разделение бутан-бутиленовых фракций сприменением экстрагента, содержащего диметилацетамид, с рекуперацией ацетонитрила из углеводородных потоков путем водной отмывкиможет осуществляться по схеме, приведеннойна фиг. 1,Исходную фракцию углеводородов черезиспаритель 1 по линии 2 подают в колонну экс.трдктивной ректификации 3. Экстрагент подаютпо линии 4. Бутановую фракцию конденсируютв конденсаторе 5, Часть конденсата по линии 6возвращают в колонну 3 в качествефлегмы,другую часть по линии 7 направляют в колонну 3 для извлечения ацетонитрила путем воднойготмывки, Тепло в колонну 3 подводят черезкипятильники 9 и 10.Кубовый продукт колонны 3 по линии 11направляют в колонну 12; обогревдемую черезкипятильник 13. Бутиленовую фракцию конденсируют в конденсаторе 14. Часть конденсата полинии 15 возвращают в колонну 12, другуючасть по линии 16 направляют в колонну вод.ной отмывки 17. Отмытую бутдновую фракциювыводят иэ колонны 8 по линии 18 и отмытуюбутиленовую фракцию из колонны 17 - по линии 19, Промывные водь по линии 20 черезиспаритель 21 подают в колонну 22, обогреваемую через кипятильник 23, для извлеченияацетонитрила. Азеотроп дцетонитрила и водыконденсируют в конденсаторе 24. Часть его полинии 25 возвращают в колонну 22. Другуючасть по линии 26 возвращают в систему экстрактивной ректификации. Воду из куба колон. 45ны 22 по ликии 27 через теплообменник 21 направляют в колонны 8 и 17, Часть экстрагента. выводят на регенерацию,Технологическая схема разделения бутанбутиленовых фракций с применением в качестве экстрагента смеси ацетонитрила и диметилацетамида с рекуперацией ацетонитрила из углеводородных потоков экстрактнвной ректификацией с диметилацетамидом приведена на фиг. 2,Исходную фракцию углеводородов С, черезиспаритель 1 по линии 2 подают в колоннуэкстрактивной ректификашти 3, обогреваемуючерез кипятильники 4 и 5. Бутановую фракцию по линии 6 направляют в колонну 7 для реку. перации ацетонитрила, В верхнюю часть колонны 7 по линии 8 подают диметилацетамид, Свер. ху колонны отбирают бутановую фракцию и конденсируют в конденсаторе 9, Часть конденсата из сборника 10 по линии 11 возвращают в колонну 7 в качестве флегмы, а другую часть по линии 12 отбирают как продукт разделения. Кубовый продукт выводят по линии 13, смешивают с зкстрагентом в емкости 14 и по линии 15 направляют в колонну 3. По линии 16 из емкости 14 выводят соли и другие нерастворимые в экстрагенте примеси.Кубовый продукт колонны 3 по линии 17 направляют в колонну 18, обогреваемую через кипятильник 19. По линии 20 в верхнюю часть колонны 18 подают диметилацетамид. Сверху колонны отбирают бутиленовую фракцию и конденсируют в конденсаторе 21. Конденсат из емкости 22 частично возвращают в колонну 18 по линии 23 в качестве флегмы, а частично выводят как продукт разделения.,Кубовый продукт колонны 18 по линии 24 через кипятильник 4, испаритель 1 и холодильник 25 направляют в емкость 14, Часть экстрагента по линии 26 выводят в колонну 27, обогреваемую через кипятильник 28. Ацетонитрил отбирают сверху колонны и конденсируют в дефлегмдторе 29. Конденсат из емкости 30 по линии 31 частично возвращают в колонну 27 в качестве флегмы, а частично по линии 32 через узел ретенерации экстрагента направляют в колонну 3. Кубовый продукт колонны 27 по линии 34 направляют в колонны 7 и 18 на рекуперацию ацетонитрила, Часть циркулирующего экстрагента выводят на регенерацию.При выделении и очистке бутадиена на рекуперацию ацетонитрила направляют, только бутиленовую фракцию и фракцию ацетиленовых углеводородов.П р и м е р 1, (для сравнения), Бутан-бу. тиленовую фракцию в количестве 25,5 т/ч, име. ющую состав (% вес., здесь и далее): углеводородов Сз 0,1; изобутана 0,6; н-бутана 68,5;1-бутена 8,4; изобутена 0,5; транс-бутена 11,5 б; цис.бутена 9,04, бутадиена 1,2; углеводородов С, О,1, подвергают разделению экс. трактивной ректификацией с "ацетонитрилом в колонне эффективностью 130 колпачковых тарелок с флегмовым числом 3,9. Циркуляция экстрагента составляет 210 т/ч. Получено 17,6 т/ч бутановой фракции, имеющей состав: углеводо. родов Сз 0,14; изобутана 0,85; н-бутана 97,08;1-бутена 1,79; изобутенд О,1: транс-бутена 0,04, и 7,9 т/ч бутилеиовой фракции, имеющей состав: н.бутена 1,93; 1.бутена 23,81; изобутс нд 1,43; транс-бутена 38,4; цнс.бутенд 30,1; бутадиена 4,0, угленолоролов С, 0,33, Извлече.,пачковых тарелок и флегмовое число 0,1, Дистиллят в количестве 13,9 т/ч, состоящий из апетонитрила 97,0% и диметилацетамида 3,0%, на. правляют в систему разделения. Кубовый про. дукт колонны в количестве 13,1 т/ч, содержащий ацетонитрила 0,01% и диметилацетамида 99,99%, направляют на очистку бутановой и бутиленовой фракции от ацетонитрила экстрактив. ной ректификацией с диметилацетам ядом. Поте. ри ацетонитрила за счет гидролиза отсутствуют, Затраты на рекуперацию ацетонитрила составляют 4,1 руб на 1 т бутиленовой фракции.П р и м е р 4. Бутен-бутадиеновую фракцию с первой стадии дегидрирования, имеющую состав: н-бутана 5,3; изобутена 3,6; 1-бутена 17,8; транс-бутена 35,5; цис.2-бутена 29,0; бутадиена 8,5; углеводородов С, 0,3; в количестве 10,2 т/ч и бутен бутадиеновую фракцию со второй стадии дегидрирования, имеющую состав: углеводородов С, 0,3; изобутана 0,1; н-бутана 18,32; изобутана 9.8; 1-бутена 12,8; транс-бутена 15,3; цис-бутена 17,1; бутади. ена 26,0; углеводородов С, 0,28, в количестве 16,3 т/ч подвергают разделепяю экстрактивной ректификацпей со смешанным экстрагентом, имеющим состав: ацетонитрила 86,5; днметилацетамида 5,0; воды 8,5: циркуляция экстраген та составляет 300 т/ч, Эффективность колонны 150 тарелок, флегмовое число 1,5. Получают 5,2 т/ч фракции, содержащей 0,5% бутадиена. Извлечение ацетонитрила нз углеводородных потоков осуществляют водной отмывкой. Содержание ацетопитрнла до отмывки составляет 2,5% в бутиленовой фракции, 50% во фракции ацетиленовых углеводородов и после отмывки 0,01%.Количество промывных вод составляет 14,3 т/ч. Содержание ацетонитрила в промывной воде составляет 4,74%. Отделение ацетонитрила из промывных вод осуществляют в условиях, аналогичных примеру 1.П р и м е р 5. Фракцию С, опностадийно. го дегидрированпя изопентапа под вакуумом, имеющую состав: углеводородов С 4 0,78, изопентана 63,96: З-метил.бутена 0,78; н.пентана 1,67; 1-пентена 0,08, 2-мепял-бутена 5,43;2-нентена 0,31; 2.метил-бутона 9,61; изопрена 14,84; 1,3 пентадиена 2,05, циклопентадиена 0,31; углеводородов С 6 0,17, в количестве 42 т/ч подвергают разделепио экстрактивной ректификацией с экстрагентом, содержащим 65% ацетонитрила, 32% диметилацетамида и 3% воды. Циркуляция экстрагента составляет 200 т/ч. Эффективность колонны 150 тарелок, флегмо. вое число 1,2. Получают 7,2 т/ч изопрена.сырца, имеющего состав: 2-метил-бутена 1,6; 5 697491ние ацетонитрила иэ углеводородных потоковосуществляют водной отмывкой в колоннахрекуперации, Содержание ацетонитрила до отмывки составляет 1 - 3% и после отмывки 0,001 -.: ф)1%.Количество промывных вод составляет 532,4 т/ч. Содержание ацетонитрила в промывнойводе составляет 9,0%, Отделение ацетонитрилаот промывной воды осуществляют путем ректификации. Температура верха колонны 40 С, температура куба 90 С. Давление верха 0,2 ата,давление куба 0,6 ата. Количество дистиллятасоставляет 3,6 т/ч. Содержание воды в дистилляте 20%. Количество кубового продукта 28,8 т/ч,количество флегмы 7,2 т/ч, Потери ацетонитрила за счет гидролиза составляют 7,9 кг/ч. Затраты на рекуперацию и регенерацию ацетонитрила составляют 5,о руб, на 1 т б"тиленовойфракции.П р и м е р 2. Бутан.бутиленовую фракцию,имеющую состав, аналогичный приведенному впримере 1, подвергают разделению экстрактивной ректификацией в условиях, аналогичныхпримеру 1, с использованием экстрагента, содержащего 49% ацетонитрила, 50% диметилацетамида и 1,0% воды. Извлечение ацетонитрила из25углеводородных потоков осуществляют воднойотмывкой. Содержание ацетонитрила цо отмывки составляет 0,7 - 2,0%, после отмывки 0,0010,01%. Количество промывных вод составляет20;0 т/ч, содержание ацетонитрила в промывной30воде составляет 1,45%. Отделение ацетонитрилаот промывных вод осуществляют в условияхпримера 1. Количество дистиллята составляет1,5 т/ч, Содержание воды в дистилляте 2 С%, Количество кубового продукта 18,5 т/ч, количество флегмы 3,0 т/ч.Потери ацетонитрила за счет гидролиза составляют 5,3 кг/ч, Затраты на рекуперацию ирегенерацию экстрагента составляют 3,4 руб.на 1 т бутиленовой фракции,40П р и м е р 3. Бутан.бутиленовую фракцию,имеющую состав, аналогичный приведенному впримере 1, подвергают разделению экстрактив.ной ректификацией. в условиях, аналогичныхпримеру 1, с использованием экстрагента, содер 45жащего 49% ацетонитрила, 49% диметилацетамида и 2,0% воды, Извлечение ацетонитрила изуглеводородных потоков осуществляют путемэкстрактивной ректификации с диметилацетамидом в колоннах, имеющих по 30 колпачковых50тарелок, Количество диметилапетамида, подаваемого на очистку бутановой фракции, составля.ет 8,4 т/ч, на очистку бутиленовой фракции3,7 т/ч. Содержание ацетонитрила в очищенных55бутановой и бутиленовой фракциях составляет0,01%, Часть циркулирующего в системе смешанного экстрагента в количестве 27,0 т/ч подверга"ют ректификации в колонне, именяпей 15 колизопрена 84,60; 1,3.пентадиена 12,0; циклопентадиена 1,81; углеводородов С 0,59, и 34,8 т/ч697491 иэопентан изоамнленовой фракции, имеющейсостав: углеводородов С 4 0,94; изопентана 77,06;З.метилбутена 0,96; и-пентана 2,02; 1.ленте.на 0,11; 2.метил-бутена 6,62; 2-пентена 0,37;2.метил.2.бутена 11,42; иэопрена 0,5, Извлечение ацетонитрила иэ углеводородных потоковосуществляют экстрактивной ректификациейс диметилацетамидом в колоннах, имеющих по30 тарелок. Содержание ацетонитрила до отмывки в изоамилен-иэопреновой фракции составля-Жет 3,0%, в изопрене-сырце 2,3%, Количество диметилацетамида, подаваемого на очистку изопентанизоамиленовой фракции, составляет 11,4 т/ч, Количество диметилацетамида, подаваемого на очистку изопрена-сырца, составляет 7,5 т/ч, Содержаниеацетонитрила в очищенных фракциях не превышает 0,01%. Часть циркулирующего в системесмешанного экстрагента в количестве 57,3 т/чподвергают ректификации в условиях примера 3,Дистиллят в количестве 38,4 т/ч направляют всистему разделения, а кубовый продукт в количестве 18,9 т/ч направляют на очистку углеводородных потоков от ацетонитрила,Предлагаемый способ имеет следующие преимущества: его применение позволяет получитьрастворяющун способность экстрагента по отношению к углеводородам, близкую к растворя.юшей способности смеси ацетонитрииа с кетонами, но при более высокой селективности до.бавки, Например, коэффициент относительнойлетучести цис-бутена по бутадиену при 50 Ссоставляет 1,23 в присутствии 70% вес.диметцлапетамида и 1,13 в присутствии ацетона.Использование высококнпящего диметнл.формамида уменьшает унос ацетонитрила с углеводородными токами за счет снижения егоконцентрации на тарелках колонны экстрактивной ректификации, Это позволяет значительноснизить затраты на рекуперацию ацетонитрила,8В известном способе требуемая растворя.ющая способность экстрагента по отношению книтриту натрия, используемому при разделениив качестве ингибитора термополимериэации,обес печивается добавлением к ацетонитриду 5 - 10%вес.воды.Наличие диметилацетамида в составе экстра.гента н более высокая вследствие этого растворяющая способность экстрагента по отношению 10 к нитрнту натрия, а также новый прием рекуперации ацетонитрила позволяют снизить концентрацию воды в экстрагенте и уменыпить потериацетонитрила за счет гидролиза.При пщролизе ацетонитрила и диметилацетамида образуется один и тот же продукт - уксусная кислота. Это упрощает задачу борьбыс гидролиэом экстрагента и коррозией технологического оборудования.,Формула изобретения Способ разделения смесей углеводородовС 4 или С разной степени насьпценности путемректнбнкации в присутствии смеси двух экстрагентов, одним из которых является ацетонитрилнли его смесь с водой, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью снижения потерь ацетонитрила,в качестве второго экстрагента используют диметилацетамид в количестве 5 - 75% вес,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Р 259825,кл. С 07 С 7/08,. 1970,2. Авторское свидетельство СССР М 270716,кл. С 07 С 7/08, 1970,3. Авторское свидетельство СССР по заявкеУ 2045031/23-04, кл. С 07 С 7/08, 974 1 прото.4 о тнп) .

Смотреть

Способ разделения смесей углеводородов с или с разной степени насыщенности