Способ разделения углеводородных смесей

Сотоз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл.2С 07 С 7/08 С 07 С 7/18 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ Изобретение. относится к области разделения углеводородных смесей экстрактивной ректификацией в присутствии ацетонитрила или его смесей с водой и другими экстрагентами и представляет интерес в технологии производства мономеров для синтетического, каучука,Известен способ разделения углеводородных смесей в присутствии ацетонитрила, включакщий водную отмывку углеводородов и отгонку экстрагента из промывных вод путем ректификацни. Для нейтрализации образукщейся уксусной кислоты используют добавки вещества основного характера, например аммиак 1 .Недостатком этого способа является то, что аммиак концентрируется в 33 ,.верхней части ректификационных колонн и не обеспечивает защиту ацетонитрила от гидролиза, а оборудование от коррозии в нижней части колонны. Известен также способ разделения углеводородов, где ввод аммиака осуществляют в куб колонны отгонки ацекгонитрила от промывных вод и в составе дистиллята его направляют в кубы колонны экстрактивной ректификации и десорбции 2.Однако при реализации способа происходит накопление аммиака в системе экстрактивной ректификации и водной отмывки. Избыток аммиака приводит к загрязнению углеводородных продуктов разделения аммиаком за счет высокого содержания его в воде, используемой для отмывки углеводородов. Кроме того, аммиак взаимодействует с углекислым газом, поступающим в систему экстрактивной ректификации в составе разделяемой углеводородной смеси с образованием коррозионно-агрессивнйх продуктов, что также способствует увеличению потерь ацетонитрила. Применение добавок веществ основного характера приводит к накоплению солей - продуктов взаимодействия добавок и уксусной кислоты в экстрагенте и промывной воде, наличие которых увеличивает пенообразование на тарелках колонн ректификации.Наиболее близким по технической сущности является способ разделения углеводородных смесей экстрактивной ректификацией с использованием в качестве экстрагента ацетонитрила вйрисутствии ингибиторов коррозии обо рудования и гидролиза ацетонитрила, например аэотсодержащего ингибитора и триэтаноламина с водной отмывкой углеводородов и последующим извлечением ацетонитрила 3.Недостатком этого способа является сравнительно большая скорость коррозии в системе экстрактивной ректиФикации и значительные потери экстр- агента.Целью изобретения является упрощение технологии процесса разделения уГлеводородных смесей и снижение коррозии оборудования.Поставленная цель достигается тем, что в способе разделение углеводородных смесей проводят экстрактив,ной ректифякацяей с использованием в качестве экстрагента ацетокитряла или его смесей с водой и другими экстрагентами в присутствии ингябятора коррозия оборудования я гидро- лиза ацетонитрила - солей щелочного металла кремнистой фосфорной яли борной кислоты пря конце ктрацяя ее в экстрагенте я/или промывной воде 0,0001-0,1 вес,Ъ с водкой отмывкой углеводородов и последующим извлечением ацетонитряла яз промывных вод ректификацией.П р и м е р 1 (для сравнения). На установке зкстрактявной ректяфякацяи разделяют ЗОЪ-кую бутан-бутиленовую фракцию ка 98 Ъ-ную бутаковую я 98 Ъ-ную бутялековую Фракций в присутствия ацетокятряла, содержащего 1,5 Ъ воды. Колонна зкстрактязкой ректяфякацяя имеет 120 тарелок. 11 авление верха составляет 5 ата. Давление верха десорбера 4,2 ата. Температура куба 135 ОС. В кубе колонны установлены образцы яз углеродистой сталя. Циркуляция ацетонятряла составляет 1600 г/ч, Количество исходной Фракции 150 г/ч.Количество бутановой фракции 106,5 мл/ч, Количество бутиленозой Фракции 46,1 мл/ч. Содержание ацетонятряла в бутановой фракции 1,5 Ъ я и бутяленовой фракции 2, 5 вес,Ъ, Вутановую я бутиленовую фракция подвергают водной отмывке, Количество воды после отмывки 102 мл/ч. Ацетонитрил отгоняют от воды в колонне, имеющей высоту насадки 0,5 мм, диаметр 16 мм при атмосферном давлении, Температура верха колонки 80 оС, температура куба 105 дС. В кубе колонны устанавливают образцы яз углеродистой стали. Количество дистиллята 3,1 мл/ч, количество воды 98,9 мл/ч, Концентрация ацетонитрила в прсмывной воде 2,5 Ъ, в дистилляте 85 вес.Ъ и в кубовом продукте 0,01 вес.Ъ. Потери ацетонитрила,составляют в системе экстрактивной ректифякации 0,3 г/ч, в системе водной отмывки 0,2 г/ч. Ско рость коррозии образцов 0,5 мм/год в системе экстрактивной ректификациь и 2,7 мм/год в системе водной отмывки,П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 проводят экстрактивную ректификацию с добавкой в экстрагент и промывную воду калиевой соли Фосфорной кислоты, Концентрация соли 0,1 вес,Ъ в зкстрагенте и 0,1 Ъ в промывной воде, Потери ацетонитрила составляют 0,08 г/ч в системе экстрактивной ректификации и 0,04 г/ч в системе водной отмывки. Скорость коррозия образцов 0,06 мм/год в системе экстрактивной ректификации я О, 06 мм в системе водной отмывки.П р я м е р 3, Аналогячко примеру 2 экстрактявкую ректяфякацию проводят с добавкой в зкстрагект катри- евой соля кремнистсй кислоты. Концентрация соля в экстрагенте я промывкой воде 0,0001 вес.Ъ. Потеря аце-.окятрила 0,1 г/ч в системе экстрактиикой ректяфякацяя я 0,05 г/ч в сяс=еме водной отмывки, Скорость коррозии 0,08 мм/год ка образцах в системе экстрактивной ректяфякацяи и 0,09 мм/год ка образцах в сис геме водксй отмывки.П р я м е р 4, В условиях разде - леняя, изложенных в примере 1, и экстрагент я промывную воду вводят натриевую соль кремнистой кислоты, Концентрация соли ),ОЪ в экстрагенте я 1,0 Ъ в промывной воде. Потери ацетоня".ряла составляют 0,02 г/ в системе экстрактявкой ректяфякация я 0,03 г/ч в системе водной отмывки. Скоро тк коррозия образцов 0,01 мм/год в системе водной отмывки и 0,02 мм/год в системе зкстрактявкой ректяфикацяя.П р я м е р 5. Аналогично примеру 1 экстрактивной ректяфякгция разделяют язоамиленизопрековую фракцию, содержащую 28 Ъ язопрена. Количество фракция 100 мл/ч. Циркуляция экстр- агента, в качестве которого ясгользу - ют ацетонитрил, содержащий 5 Ъ воды, составляет 1300 г/ч. Температура верха колонны экстрактивной ректнфикация 40 С, давление верха 1,5 ата,отемпература куба 80"С, Температура верха десорбера 40 С, давление верха 1,5 ата, температура куба 96 С, В качестве продуктов разделения получают изоамяленовую Фракцию, содержащую 1, ОЪ язопрена и 30 Ъ-ный изопре н. В экстрагент вводят натриевую соль борной кислоты в количестве 0,03 г/ч. Концентрация добавки в экстрагенте 0,01 вес.Ъ. Потеря ацетонитрила за счет гидролиза 0,02 г/ч, Скорость коррозии образцов 012 мм/год.П р и м е р 6, Аналогично примеру 5 в промывную воду вводят натриевую соль кремнистой кислоты с концентрацией 0,1 вес,Ъ. Потери ацетонитряла за счет гидроляза 0,05 г/ч Скорость коррозии образцов устаков 739047Формула изобретения Денных в кубе колонны отгонки ацетонитрила из промывных вод О, 05 мм/год.П р и м е р 7 (для сравнения)В стеклянную колбу с обратным холодильником вводят 900 мл раствора содержащего, : ацетамид 0,2, и уксусная кислота 0,05, остальное - вода. В паровую и жидкую Фазы системы помещают образцы углеродистой стали марки Сталь 3. Раствор прогревают на колбообогревателе при температуре кипения в течение 15 ч. Коррозию3 О определяют весовым методом. Скорость коррозии углеродистой стали составляет 4,70 мм/год и 5,07 мм/год в паровой и жидкой фазах соответственно.П р и м е р 8. Аналогично приме 15 ру 7 в раствор вводят 0,03 моль/л натриевой соли борной кислоты. Скорость коррозии углеродистой стали в паровой и жидкой Фазах системы 0,15 и 0,09 мм/год соответственно. 2 ОП р и м е р 9. Аналогично примеру 7 в раствор вводят 0,2 натриевой соли кремневой кислоты, Скорость коррозии углеродистой стали в паровой и жидкой фазах системы 0,9 мм/год и 25 0,624 мм/год соответственно.П р и м е р 1.0. Аналогично примеру 7 в раствор вводят 0,3 натриевой соли кремневой кислоты. Скорость коррозии углеродистой стали в паровой и 30 жидкой Фазах системы 0,19 мм/год и 0,18 мм/год соответственно.П р и м е р 11. Аналогично примеру 7 в раствор вводят 0,4 натриевой соли кремневой кислоты (жидкое стекло), Скорость коррозии углеродистой стали в паровой и жидкой фазах системы 0,153 мм/год и 0,2 щм/год соответственно.П р и м е р 12. Аналогично приме О ру 7 в раствор вводят 0,5 жидкого стекла. Скорость коррозии углеродистой стали в паровой и жидкой фазах системы О, 1 мм/год и О, 116 мм/год соответственно.П р и м е р 13. Аналогично примеру 7 в раствор вводят 1,0 жидкого стекла. Скорость коррозии углеродистой стали в паровой и жидкой Фазах системы 0,05 мм/год и 0,012 мм/год соответственно.5 О П р и м е р 14. В стеклянную колбу с обратным холодильником вводят 300 мл водного раствора, содержащего, : ацетамид 0,2, уксусная кислота 55 0,05 и жидкое стекло 1,0. В паровую и жидкую фазы системы помещают образцы углеродистой стали. Раствор кипятят 10 ч, после чего его заливают 300 мл раствора, содержащего, : ацетО амид 0,2, уксусная кислота 0,05 и жидкое стекло 0,2 и кипятят его еще 15 ч. Скорость коррозии стали в паровой и жидкой фазах составляет,соответственно 0,1 мм/год и 0,08 мм/год, 65 П р и м е р 15 (для сравнения),В стеклянную колбу с обратным холодильником вводят 300 мл водного раствора ацетонитрила, содержащего, :вода 20 и уксусная кислота 0,05. В паровую и жидкую Фазы системы помещаютобразцы углеродистой стали марки,Сталь 3, Раствор кипятят 15 ч. Скорость коррозии :тали 0,14 мм/год и2,055 мм/год в паровой и жидкой фазах соответственноП р и м е р 16. Аналогично приьеру 15 в раствор вводят 0,01 Фосфатанатрия. Скорость коррозии стали в паровой и жидкой Фазах системы0,138 мм/год и 0,121 мм/год соответственно.П р и м е р 17 (для сравнения).На колонне непрерывного действия высотой 0,5 мм и диаметром 16 ьи раз-деляют смесь ацетонитрила и воды. Подача исходной смеси 1000 мл/ч. Концентрация ацетонитрила 8,9. Количество дистиллата 120 мл/ч. Концентрация ацетонитрила 80 вес В кубе колонны установлены образцы иэ углеродистой стали. Потери ацетонитрилаза счет гидролиза 0,09 г/ч. Скоростькоррозии 3 мм/год,П р и м е р 18. В исходную смесь, ацетонитрила и воды вводят жидкое стекло в количестве 0,2 г/ч, что соответствует концентрации 0,2 вес,. Условия разделения аналогичны приьеру 17, Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,02 г/ч, Скорость коррозии 0,03 мм/год.П р и м е р 19. На установке экстр- активной ректификации разделяют изоамиленизопреновую фракцию, содержащую 28 изопрена. Количество фракции 100 мл/ч. В качестве зкстрагента используют ацетонитрил, содержащий 5 зес. взды. Циркуляция составляет 1300 г/ч, Температура верха колонны экстрактивной ректификации 40 С, давление верха 1,5 ата, температура куба 80 С, температура верха десорбера 40 оС, давление верха 1,5 ата, температура куба 95 С, В качестве продуктов разделения получают изоамиленовую Фракцию, содержащую, : 10 изопрена и 90-ный изопрен. В зкстрагент вводят натриевую соль борной кислоты в количестве 0,03 г/ч. Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,2 г/ч. Скорость коррозии образцов 0,06 мм/год. Способ разделения углеводородных смесей зкстрактивной ректификацией с использованием в качестве экстрагента ацетонитрила или его смесей с водой в присутствии ингибитора коррозии оборудования и гидролиза ацетонитрила, с водной отмывкой углеводо739047 Составитель В, ПолетаевРедактор М. Недолуженко Техред Л. Теслюк Корректор Ю. Макаренко Тираж 495 Подписное Эаказ 3002/3 ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб. д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 родов и последующим извлечением ацетоиитрила из промыэных вод ректификацией, о т л и ч а ю щ и я с я тем,что, с целью упроще ния технологииразделения и снижения коррозии оборудования, в качестве ингибитора используют соль щелочного металла кремнистой, фосфорной или борной кислотыпри концентрации ее в экстрагентеи/или промывноЯ воде от 0,0001 до0,1 вес.В. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Автор"кое свидетельство СССРР 358927, кл. С 07 С 7/08, опубпнк,1969.2. Авторское свидетельство СССР9 507548, кл. С 07 С 7/08, опублик197 б,3. Авторское свидетельство СССРМ 291901, кл. С 07 С 7/08, опублик.1971 (прототип),