Способ разделения углеводородов или разной степени насыщенности

СОЮЭ СОВЕТСКИХсаиЛекресникРЕСПУБЛИК 19) 01 М 50 С 07 С 7/О И СТ СВИДЕТ К ОСУДДРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ СССРПа ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ НИЕ ИЗО(56) 1. Павлов С.Юи др. Процессывыделения и очистки бутадиена, М.ЦНИИГЭнефтехим, 1971, с. 36-41,2. Павлов С,Ю. и др. Процессывыделения и очистки иэопрена. М.,ЦНИИТЭнефтехим, 1972, с. 11-19.3. Авторское свидетельство СССРМ 159827, кл. В 01 П 11/04, 1962.4, Авторское свидетельство СССУ 134362, кл. С 07 С 7/08, 1959) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОИЛИ С РАЗНОЙ СТЕПЕНИ ЙОСТИ путем экстрактивной ренин с использованием экстрагенснове диметилформамида и вол и ч а ю щ и й с я тем, целью снижения потерь диметила и сокращения энергозатрат, уют экстрагент, дополнительно ий ацетофенон при весовом енин диметилформамид-вода-ацеравном 0,7-0,994:0,001-0,1:Изобретение относится к разделению углеводородов С или С путем экстрактивной ректификации и может быть использовано в производстве мономеров .для синтетического каучука.В качестве разделяющих агентов 5 для разделения углеводородов С 4 или С разной степени ненасыщенности Предложено большое число полярных ррганических соединений различных классов, наиболее эффективным из которых является диметилформамид ДМФЛ 3 Г 1 Э и Г 2 .В реальных условиях разделения ДМФА является одним из самых селективных экстрагентов, однако при разработке промыапенного процесса экстрактивной ректификации имеются трудности, связанные с гидролитической нестабильностью и высокой температурой кипения ДМФА, приводящей к термополимеризации непредельных углеводородов в процессе разделения.Известен способ экстрактивной ректификации многокомпонентных смесей,в котором с целью повышения стабильности и уменьшения коррозионной агрессивности ДМФА к нему добавляют углеводороды с температурои кипения ,более низкой, чем температура кипения растворителя, или углеводороды с температурои кипения, близкои к темпе- ЗО ратуре кипения растворителя 3 3,Недостатком укаэанного способа является снижение относительной лету-чести разделяемых углеводородов по отношению к зкстрагенту, что требует Зэ увеличения эффективности колонн и/или увеличения циркуляции экстрагента для достижения той же четкости разделения и производительности установки, что в результате увеличивает энергоем кость процесса.Наиболее близким к предлагаемому является способ разделения легких углеводородов с одинаковым числом атомов углерода в молекуле, но 45 разной степени насыенности, например углеводородов С или С ,экстрактивной ректификацией с использованием в качестве экстрагента ДМФА.с добавкой веществ, ограничивающих растворимость углеводородов, но повышающих относительную летучесть для трудноразделимых пар, например воды, или без добавки таковых. Количество добавляемой воды составляет 0-5 при разделении смесей алканов и алкенов и 6-10 при разделении смесей алкенов и алкалиенов 4 3.Недостатком известного способа являются высокие потери ДМФА в про" цессе разделения. С целью понижения 60 температуры и потерь ДМФА в этом способе снижают давление в колонне десорбции.Однако при этом для поддержания необходимои температуры куба колон ны экстрактивной ректификации углеводородный рецикл из десорбера приходится подавать в колонну экстрактивной ректификации компрессором или насосом, предварительно конденсируя углеводородный рецикл, Эти затраты увеличивают энергоемкость процесса.Цель изобретения - снижение потерь диметилформамида и сокращение энергозатрат.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разделения углеводородов С 4 или С разной сте-. пени насыщенности путам зкстрактивной ректификации, используют экстра- гент, дополнительно содержащий ацетофенон при весовом соотношении диметилформамнд - вода - ацетофенон. равном 0,7-0,994:0,001-0,1 0,0035-0,20,Лцетофенон получают в процессе разделения продуктов эпоксидирования пропилена гидроперекисью этилбензола в производстве окиси пропилена и стирола .и при разделении продуктов разложения гидроперекиси изопропилбензола в производстве ацетона и фенола. Ацетофенон может быть введен в экстрагент в составе ацетофеноновых фракций, получаемых в указанных выше процессах.Лцетофеноновая фракция, полученная в процессе разделения продуктов эпоксидирования пропилена гидроперекисью этилбензола и в производстве окиси пропилена и стирола, содержит, мас.: метилфенилкарбинол 0,1- 49, Фенол и алкилфенол 0,01-20, стирол и его олигомеры до 1,5 и остальное ацетофенон. Фракция выкипает не менее чем на 80 в пределах температур 200-205 С. Ацетофеноновая фракция, полученная прн разделении продуктов разложения гидроперекиси изопропилбензола в производстве ацетона и фенола,содержит, мас,: диметилфенилкарбинол 0,1-3 э;фенол и алкилфенол 0,07. -2,5 и остальное ацетофенон. Эта фракция выкипает не менее чем на 75 впределах температур 200-205 С,оАцетофенон, кипящий при 202 С,является значительно более термичес-.ки устойчивым соединением, чем ДМФА.Введение ацетофенона не снижает коэффициентов относительной летучестиуглеводородов. Так, при температуре60 ОС и содержании углеводородов вэкстрагенте 25 вес. коэффициентотносительной летучести 2-метил-бутена к иэопрену в присутствии ДМФАравен 1,38, в присутствии смеси ди-метилформаиида, воды и ацетофенона ввесовом соотношении:1 ф 0,050,10 - 1,38,1:0,1010,20 - 1,39.Добавка ацетофенона не приводитк снижению растворимости углеводородов в экстрагенте.Указанное выше отличие позволяетуменьшить потери ДМФА и затраты.энергосредств путем подачи углеводородного рецикла иэ десорбера в кубколонны экстрактивной ректификациисамотеком за счет перепада давления .между колоннами или снижения количества рецикла. 10П р и м е р 1. Фракцию углеводородов С двухстадийного дегидрирования изойентана, имеющую состав,мас.Ъ;углеводороды С 4 0,1;изопентан 3,4; н -пентан 8,6; 3-метил-бутен 2,6; 2-метил-бутен32,Ь; 3-метил-бутен. 18,9; 1-пентен,5; 2-пентен 2,7; изопрен 28,5;пиперилен 1,8; циклопентадиен 0,2,углеводороды С 6 0,1 подвергают разделению экстрактивной ректификациейс использованием в качестве разделяющего агента смеси ДМФА с водой иацетофеноном в весовом соотношении0,7:0,1:0,20 на колонке зкстрактивной 25ректификации эффективностью 132практические тарелки. Флегмовое число 3. Подача экстрагента 280 т, углеводородного питания 31,2 т, Давлениеверха колонны 1,01.ата, в кубе2,4 ата. Для поддержания температурыв кубе колонны не более. 102 С подают 19,9 г парового потока углеводородов из колонны десорбции за счет перепада давления, Из куба колонныотбирают 308,8 т насыщенного экстр- З 5..агента, содержащего 28,8 г углеводородов С и подают в десорбционную .колонну. Давление верха десорбционной колонны эффективностью 61 практическая тарелка 2,4 ата, куба 2,8 ата 40при температурах 62 и 165 С соответственно. Потери ДМФА за счет термического разложения составляют. 5,6 кг/т изопрена. С верха десорбционнои колонны отбирают 8,9 т изопрена-сырца, содержащего 1,0 изоамиленов. С верха колонны экстрактивнойректификации отбирают 22,3 т изоамиленовой фракции с содержанием изопре.на 1,6,50П р и м е р 2. Фракцию углеводородов С с составом, данным в примере 1, подвергают разделению в условиях примера 1 с использованиемэкстрагента, имеющего следующий состав, вес.ч,; ДМФА 0,85) вода 0,05,ацетофенон 0,10.Десорбцию 316,1 т насыщенногоэкстрагента, содержащего 36,1 т углеводородов, проводят при давленииверха десорбционнои колонны 601,01 ата и.температуре 40 ОС, давлении в кубе десорбера 1,4 ата и темтемпературе 40 С, давлении в кубе десорбера 1 4 ата и температуре 148 С.1оДля поддержания температуры х 02 С в 65кубе экстрактивной ректификации при давлении 2,4 ата подают 27,2 т изопрена-рецикла. На конденсацию и охлаждение рецикла затрачивают2420 тыс. ккал охлаждающей воды, на подачу жидкого рецикла насосом - 40 кВт.ч электроэнергии. Кроме того, дополнительные затраты пара увеличиваются на 2,42 Гкал за счет охлаждения внутреннего потока ( рецикла ). Получают 22,3 т изоамиленовой фракции с содержанием изопрена 1,6 и 8,.9 т изопрена-сырца, содержащего 1,0 изоамиленов. Потери ДМФА в описанных условиях составляют 5,2 кг на 1 т выделенного изопрена-сырца.П р и м е р 3. Разделению подвергают две фракции углеводородов С которые имеют следующий состав, мас.Ъ:1 фракция рефракция 0,2 ПропанИзобутан 6,0 Изобутилен 4,6 6,8 с-бутилен 28,85 20,1 Бутадиен 3,4 26,4 10,9 3,9 н-бутан транс-р-бутилен 16,8 12,6 28,85 28,8 цис-р-бутилен Пентан 0,5 0,20Колонна экстрактивной ректификации имеет 150 тарелок. Первую фракцию в количестве 21,2 т/ч подают на 101 тарелку колонны, а вторую в количестве 41 т/ч - 73 тарелки.счет тарелок снизу). Флегмовое число 2,0. Давление верха-колонны 3,6 ата, куба 4,6 ата. Температура верха 39 С, .темо пература куба 90 С. В качестве экстр- агента используют смесь, мас.Ъ: ДМФА 99,4, вода 0,1 и ацетофеноновая фракция, полученная при разложении гидроперекиси изопропилбензола 0,5. Состав ацетофеноновой фракции, Ъ: ацетофенон 70; диметилфенил.арбинол 28, фенол 2. Таким образом,в составе экстрагента,содержится 0,35 ацетофе- . нона. Количество подаваемогс экстр- агента 308 т/ч. Сверху колонны отбирают 50,4 у бутанбутиленовой фракции, содержащей 0,5 бутадиена.Насыщенный ДМФА в количестве 388 т/ч подают в колонну десорбции, имеющую 40 практических тарелок. Давление верха колонны 1,45 ата, куба 1,7 ата, Температура верха 78 С, температура.куба 160 С. С верха колонны десорбции отбирают 11,8 т/ч бутадиена, содержащего не более 0,5 бутиленов. Из куба колонны десорбированный экстрагент подают в колонну экстрактивной ректификации после его охлажЗаказ 9505/28 Тираж 418 ПодписноеВНИИПИ Государсгвенного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская.наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул.Проектная, 4 дения. Для поддержания температуры в ,кубе колонны экстрактивной ректификац бутадиен в количестве 68,2 т/ч охлаждают и компрессором возвращают в куб колонны экстрактивной ректификаци. Расход охлаждающей воды составляет 44,2 мЗ/ч, затраты электроэнергии на компрессор 1250 кВт-ч. Потери ДМФА составляют в этом слУЧае 3,8 кг на 1 т вьщеленного бутадиена.П р и м е р 4, Опыт проводят ана.логично описанному в примере 3. В качестве ацетофеноновой фракций используют фракцию, полученную в процессе разделения продуктов эпоксидирования гидроперекиси этилбенэола пропиленом 5 и содержащую, мас.Ф; ацетофенон. 70, метилфенилкарбинол 28,5; фенол 1,5., Параметры разделения углеводородов и потери ДМФА аналогичны Приведенным .в примере 3. П р и м е р 5 для сравнения ).Фракцию углеводородов С 5 с составом,описанным в примере 1, подвергаютразделению в условиях примера 1 вприсутствии в качестве экстрагентаДЯФА. При температуре куба колонныэкстрактивной ректификации 1026 идавлении 2,4 ата отбирают 338 т насыщенного ДМФА, содержащего 58 т,углеводородов,Давление верха десорбера 1,01 ата,куба 1,4 ата при температуре куба 1 б 9 С, Из колонны десорбцин для поддержания необходимой температуры вкуб колонны экстрактивной ректификации подают рецикл в количестве 49,1 т.На его конденсацию затрачивают4,37 Гкал охлаждающей воды, что приводит к расходу 4,37 Гкал пара и за-,тратам на подачу рецикла 40 кВт ч."электроэнергии.С верха колонны десорбции выделяют 8,9 т изопрена-сырца н 22,3 т нзоамиленовои фракции с содержанием изопрена 1,6.Потери ДМФА в этом случае составляют 8,5 кг на 1 т выделенного изопрена,Использование предлагаемого способа позволит уменьшить потери ДМФАв процессе разделения. Экономия ДМФАсоставит до 3,3 кг на 1 т изопренаили 3,72 руб/т.Сокращается подача рецикла углеводородов в куб колонны экстрактивнойректнфикации. За счет этого экономится охлаждающая вода, греющий пар,электроэнергия. Зкономия электроэнергии до 4,5 кВт-ч на, 1 т изопрена или0,01 руб/т. Экономия охлаждающей воды 24,5 мна 1 т изопрена или0,18 руб/т. Зкономия греющего пара0,491 Гкал/1 т изопрена или2,71 руб/т, Суммарная экономия на1 т изопрена составит 6,62 руб/1 тизопрена.