Способ извлечения ацетоннитрила

Союз Советскик Социвлистичмкик Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 030177 (2 2437423(235)М Кл.7 С 121/18 дарственный комитетСССРделам нзобретеннйн открытнй(23) Приори 53) УДК 547. 339 .2.03. (088,Олубликовено 15.09,79. Бюллетень И Дата опубликования описания 1 Ю 9.7 В.А,Горшков С Б.С.Короткевич Л.К.Ератов, Т.Бушин, Бытина, ириллова ОТ 9 Н НИТРИЛА Изо эвлеч ных во во осоставляет чество аце мывной вод количества требований вать воду водородов ке высокое 20(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ бретение относится к способу и ения ацетонитрила из промывд в процессах разделения углед родов.Известен способ извлечения ацетонитрила, уносимою в виде азеотропных смесей с продуктами разделения, путем отмывки водой и ректнфикацией 1,Недостатками указанного способа являются высокие потери ацетонитрила за счет гидролиза и большие затраты греющего пара, воды и электроэнергии в колонне выделения ацетонитрила из промывных вод.Наиболее близким к предлагаемому способу является способ извлечения ацетонитрила из про)явной воцы в процессах разделения углеводородов С 4 с помощью экстракции его разделяемой углеводородной смесью с последующим выделением из экстракта основной массы ацетонитрила перегонкой,и ретификацией рафината с выделением водного ацетонитрила. Экстрак цию проводят при температуре, равной температуре в колоннах водной отмывки (на уровне 30-40 С) 21. Степень извлечения ацетонитрила при этом 50, значительное колитонитрила остается в прое. Отделение остаточногоацетонитрила от воды допозволяющих исользоповторно для отмывки угле"и обеспечивающих при отмывкачество углеводородов по содержанию ацетонитрила, все еще требует большого расхода энерго." средств и приводит к значительным потерям ацетонитрила.Цель изобретения - повышение степени извлечения ацетонитрила.Поставленная цель достигается тем, что извлечение ацетонитрила иэ промывных вод зксракцией осуществляют при 50-140 С, а из полученного рафината выделение водного ацето" нитрила ректификацией в присутствии ацетата щелочного металла при рН 7 ю 5 10 ф 5Предпочтительно водный ацетонитрил, выделенный из промывных вод ректификацией, может быть возвращен либо на экстракцию с подачей его в верхнюю часть экстрактора (промывные воды, полученные при водной от)ывке углеводородных потоков приб 85 бб 2 этом попадают на 5-15 тарелок нижеверха экстрактора), либо его подаютв систему экстрактивной ректификации. ВоэвРат воДного ацетонитриЛана стадию экстракции предотвращаетобводнение ацетонитрила, циркуляруюещго в системе экстрактивной 5ректификацин, что приводит к повымению растворяющей способности ,экстрагента и снижению его потерьза счет гидролиэа.Экстракция при более высокой 10температуре, чем водная отьввка,позволяет увеличить степень извлечения ацетонитрила на 10-45%, так как при увеличении температуры двухФазной жидкой смеси, состоящей из углеводорода, ацетонитрила и воды, углеводородная Фаза обогащается аце" тоиитрилом, а водная Фаза обедняет" ся. За счет этого проведение водной ОтьВвки и экстракции прн разных темф пературах позволяет повысить степень извлечения ацетонитрила, Увели" чение степени извлечения ацетонитрила приводит к уменьшению остаточного количества его в промывной воде и позволяет уменьщить ежо потери за счет Гидролиза и снизить энергозат раты при ректиФикации. Присутствие солей щелочных металлов, в частности ацетата иатрияу образующегося иэ ук" Сусной нислоты и гидроокиси или ЗО солей щелочного металла, позволяет поддержать рИ воды на уровне 7,510 р 5 р чтО Очень важно ддя снижения скорости гидролиза ацетоиитрила. Ацетат натрия в данном случае выпол" 35 няет роль буферау регулирующего рН раствора ейа чертеже представлен один иэ вариантов технологический схемы извлечения ацетонитрила, 40Исходнув Фракцию подают в нижнюю часть экстрактора 1. Промывные воды подают и верхнюв часть экстрактора 1 по линии 2. Смесь углеводородов и ацетонитрила по линии 3 через испаритель 4 направляют в колонну 5 экстрактивной ректиФикации, обогреваемую через кипятильник б. Менее растворимые углеводороды через конденсатор 7 по линии 8 направляют на воднув отмывку в колонну 9. Еу" бовый продукт колонны 5 по линии 10 направляют в десорбер 11, обогрева,емый через кипятильник 12.Более растворимые углеводороды ,через конденсатор 13 по линии 14 направляют в колонну 15 водной отмывки. Десорбированный зкстрагент по линии 16 через кипятильник 6, испаритель 4 и холодильник 17 возвращают в колонну 5 экстрактивной ректиФикации.Промывные воды из куба колонны 1 по линии 18 направляют в колонну 19, :обогреваемую через кипятильник 20. Сверху колонны 19 через конденсатор 65 421 по линии 22 отбирают смесь, состоящую 1 главным образом из ацетонит рила и воды, которую по линии 22 возвращают либо в экстрактор 1, либо в систему экстрактивной ректификации,фузельную воду из куба колонны 19 через теплообменннки 23 и 24 по линии 25 направляют в колонны водной отмывки 9 и 15, Бутановую и бутиленовую Фракции выводят иэ колонн 9 и 15 как продукты разделения. В куб колонны 19 по линии 22 отбирают смесь, состоящую главным образом. из ацетонитрила и воды, которую по линии 22 возвращают либо в экстрактор 1, либо в систему экстрактивной рек- тификации.Фузельную воду из куба 19 через теплообменники 23 и 24 по линии 25 направляют в колонны водной отмывки 9 и 15. Бутановую и бутиленовую Фракрии выводят йз колонн 9 и 15 как продукты разделения. В куб колонны 19 по линии 26 вводят гидроокиси или соли щелочных металлов. Отмывка углеводородов от ацетонит.: рила может провоциться в системе жидкость-жидкость путем экстракции или в системе жидкость"пар путем абсорбции.П р и м е р 1. (Сравнительный по 2) .Бутан-бутиленовую Фракцию, содержащую вес.Ъ 65 бутана, 33,5 бутиленов и 1,5 бутадиена в количестве 255 г подают в нижнюю часть экстрак-, тора 1. Промыэные воды с содержанием ацетоннтрила 9,0, вес%, углеводородов С 4- 0,1 вес.В в количестве 324 г/ч подают в верхнюю часть экс- трактора 1. Экстрактор 1 имеет диаметр 32 мм и заполнен насадкой высотой 1,8 м. Температура экстракциио40 С, давление 4,0 ата, Сверху экстрактора отбиравт 270 г/ч углеводородовсодержащих 5,5% ацетонитрила и направляют в колонну 5 экстрактивной ректификации, В качестве экстрагента применяют ацетонитрил, содержащий 1,5% воды. Циркуляция экстрагента составляет 2500 г/ч. Сверху колонны 5 отбирают 98-ную бутановую Фракцию, содержащую 2,0 вес.З ацетонитрила, которую направляют на вод-ную отмывку в колонну 9, Бутиленовую фракцию с концентрацией 98%, содержащую 2,5 вес.% ацетонитрила.,отбирают сверху десорбера 11 и направляютв колонну 15 водной отмывки. Из куба экстрактора отбирают 309 г/ч промыв-, ной воды, содержащей 4,7 вес,% ацетонитрила,которую направляют на ректиФикацию от ацетонитрила в колонну 19. Ректификацию йроводят в тарельчатойчасти колонны, имеющей диаметр 32 мм и 40 колпачковых тарелок. Температура верха колонны составляет 40 С, давление верха 0,4.ата.Температуракуба составляет 90 С н давление куба 0,4 ата. Днстиллат, содержащий, вес.: 79,9 ацетонитрила, 20 воды и 0,1 аммиака в количестве 18,1 г/ч по линии 22 возвращают в систему экстрактивной ректификации. Количе" ство Флегмы с оставляет 36 г/ч. Количество воды, отбираемой из куба колонны, составляет 290,9 г/ч. В куб колонны подают аммиак в количестве, обеспечивающем концентрацию его в воде на уровне 0,001 вес., Вода содержит по 0,001 вес. ацетонитрн,ла и аммиака. Воду направляют повторно на отмывку углеводородов. Степень извлечения ацетонитрнла в экс.тракторе составляет 50,5. Потери ацетонитрила на 1 т бутиленов за чет гидролиза составляют 1,8 кг. атраты на ректификацию составляют ,5 рублей на 1 т промывной воды.П р и м е р 2. При условиях разделения, изложенных в примере 1, экстракцию ацетонитрила из промывной воды проводят при 80 С. Давление в экстракторе составляет 10 ата, Количество промывной воды и исходной Фракции составляет 324 и 255 г/ч соответственно. Сверху колонны отбирают 280 г/ч углеводородов, содержащих 8,9 ацетонитрииа;Иэ куба экстрактора 1 отбирают 299 г/ч воды, содержащей 1,3 ацетонитрила, которую направляют иа ректиФикацию в колонну 19. Дистиллат в количестве 5 г/ч по линии 22 возвращают в систему экстрактивной ректиФикации. Количество Фузельной воды 284 г/ч, Флегмы 16 г/ч. В куб колонны вводят 0,01 г/ч аммиака и 0,001 г/ч натриевой щелочи, обеспечивающей в воде 0,001-иую концентрацию аммиака, 0,01-нув ацетата натрия и рН 9,0, Степень извлечения ацетоитрила составляет 86,0. Потери цетонитрила на 1 т бутиленов за чет гидролиза составляют 0,8 кг, атрати на ректификацию 1 т воды оставляю 0,2 руб.П р и м е р 3 , При условиях разделения примера 1 экстракцию проводят при 50 фС и давлении 2,7 ата. Сверху экстрактора отбирают 275 г/ч углеводородов, содержащих 7,1 ацеФонитрила. Из куба экстрактора отбирают 202 г/ч воды, содержащей 4,8 ацетонитрила. Степень извлечения ацетонитрила составляет 66,5. Потери ацетонитрила составляют 1,4 кг иа 1 т бутиленов.П р и м е р 4. При условиях разделения примера 1 экстракцию проводят при 140 С и давлении 30 ата. Сверху экстрактора отбирают 283 г/ч углеводородов, содержащих 9,9 ацетонитрила. Из куба экстрактора отбирают 196 г/ч води, содержащей 0,6 ацетонитрила. Степень извлечения ацетонитрила составляет 95,9. Поте" 85662ьри ацетонитрила составляют 0,3 кгна 1 т бутиленов.П р н и е р 5. При условиях ректификации ацетонитрила из промывных.вод примера 2 в колонну ректификации вводят ацетат натрия в колнчест 5 ве, обеспечивающем концентрацию,ацетата натрия в фузельной воде0,001 и рН 7,6. Потери ацетонитрила на 1 т бутнленов за счет гидролиза составляют 0,9 кг.10 П р и м е р 6. При условиях ректификации ацетонитрнла из промывныхвод примера 2 в колонну ректификациивводят гидроокись натрия в количестве, обеспечивающем концентрациюацетата натрия в фузельной воде0,1 вес., гидроокиси натрия0,001 вес. н рй 10,5. Потери ацето,нитрила эа счет гидролиза составляют 0,6 кг.П р и и е р 7. Из Фракции дегядрирования бутиленов, содержащей 32,5бутадиеиа, выдепявт 99-ний бутадиен. Бутиленовая Фракция содержит0,5 бутадиена. В качестве экстрагента используют ацетонитрил, содержащий 50 диметилацетамида, Циркуляция экстрагента составляет 2860 г/ч.Рекуперацию ацетонитрила из углеводородных потоков осуществляют путемводкой отмывки. Исходнув фракцию вЗО количестве 440 г/ч подают в нижнюючасть ъкстрактора 1.Промывиые воды из колонны водной 1отмывки углеводородных потоков отацетонитрила с содержанием ацетонит 35 рида 17,4 в количестве 237 г/ч подают иа верхнвв 45-в тарелку экстрактора 1. Кроме того, по линии 22 на35 тарелку экстрактора 1 подают15,4 г/ч дистиллата колонны 19, со 40 держащего 50 ацетоитрила. Экстракцию проводят при 65 С и давлении7,5 ата. Сверху экстрактора отбирают 481 г/ч углеводородов, содержащих 8,6 ацетонитрила. Из куба экстрактора отбирают 218, 3 г 7 ч воды,содержащей 3,5 ацетонитрила, изкоторой ректификацией выделяют15,4 г/ч ацетонитрила, содержащего50 воды. Этот поток возвращают вверхнюю часть экстрактора. Степеньизвлечения ацетонитрила составляет84,2. Потери ацетонитрила составляют 0,1 кг на 1 т бутадиена.Предлагаемый способ по сравнениюс известным позволит увеличить степень извлечения ацетонитрила за счетпроведения экстракции при высокойтемпературе; снизить потери ацетонитрилаза счет гидролиза вследствие уменьшения его остаточного коли 60 чества в промывной воде 1 уменьшитьзатраты на извлечение остаточногоколичества ацетонитрила из промывной воды путем ректификации,Способ при внедрении на действую 65 щих производствах бутадиена может5662 Составитель В.СтыценкТехред М.Петко актор П.Потапо ектор Г,Р тни ж 513 Подписнорственного комитета СССРзобретений и открытий-35, Раушская набд.4/5 Заказ 5404/28 ИИПИ Госу по делам Москва,атент, г.Ужгород, ул.Проектная,4 Филиал 68 обеспечить экономический эФФект око ло 250 тыс.руб. для каждой установки типовой мощностью 90 т/год бутадиена. Формула изобретения1. Способ извлечения ацетоннтрила из промывных вод в процессе разделения углеводородов С экстракцией разделяемой углеводородной смесью при нагревании с получением при этом экстракта и раФината, извлечением основной массы ацетонитрила из экс" тракта перегонкой и ректиФикацией рафината с выделением водного афетонитрила, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени . извлечения ацетонитрила, экстракцию 8"осуществляют при 50-140 фС, а ректификацию рафината проводят в присутствии ацетата щелочного металла прнрН 7,5-10,5,2, Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что водный ацетонит 5 рил, выделенный на стадии ректиФикации раФината, возвращают на стадиюэкстракции.Источники инФормации, принятыево внимание при экспертизеавторское свидетельство СССР9 358927, кл, С 07 С 121/18, 1972.2. Заявка В 2158445/23"04,кл. С 07 С 121/18, 1975, по которойпринято решение о выдаче авторского15 свидетельства поототип).