Способ выделения бутадиена

156 С 07 С 11/16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИ ТОРСН ЬСТВ СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 80.ь 1027146 АИзобретение относится к нефтехимии, в частности к выделению бутадиена иэ бутадиенсодержащих фракций, образующихся в процессах дегидрирования н-бутана и пиролиэа, и может быть использовано в производстве бутадиена - основного мономера для производства синтетического каучука.Для выделения бутадиена из продуктов двустадийного дегщрирования н-бу 10 тана и С-фракции пиролиза в промышленности применяется способ хемосорбции водно-аммиачным раствором ацетата закиси меди, который на большинстве промышленных установок не обеспечивает необходимой степени разделения, что приводит к потерям бутадиена и снижению его качества.4Известен способ выделения бутадиена из. С 4.-фракций, содержащий ацетиленовые углеводороды, согласно которому исходную фракцию контактируют с медно-аммиачным раствором (МАР). Насыщенный бутадиеном и ацетиленовыми соединениями погло- тительный раствор подают на предварительное отделение от поглощенных олефинов (предварительную десорбцию) путем нагревания раствора от 4 до 38 С. Выделившиеся олефины возвращают в куб колонны хемосорбции, а МАР направляют иа первую стадию десорбции, где при 49-82 О из раствора выделяется бутадиен, часть которого возвращают на стадию отпарки олефинов из МАР, а другую часть выводят из системы разделения. МАР с первой ступени десорбции подают на вторую ступень десорбциис целью уда - пения из раствора ацетиленовых соедине ний при 71-110 ф, Десорбированиый раствор со второй втупени десорбции возвращают на стадию извлечения бутадиена 11.Недостатком способа являются большие затраты на стадию рекуперации ам миака, так как аммиак отгонявтся как с бутадиеном, выделяемым на первой стадии десорбции, так и с ацетиленовыми соединениями, выделяемыми на второй стадии десорбции. Причем подача олефи-нов с предварительной десорбции в куб колонны абсорбции бутааиена МЬР приво О дит к снижению степени разделения, так как олефиновый поток контактирует с поглогительным раствором, насыщенным в основном бутадиеном. Подача десорбиро ванного бутадиена с первой ступени десорбции на стадию предварительной десорбции, т.е. в зону с повышенной температуройприводит к его частичной десорбции и переходу в поток олефинов,поступающих в куб колонны абсорбциибутадиена МАР, что влечет эа собой потери бутадиена с бутеновой фракцией,отбираемой с верха колонны абсорбции,либо увеличение циркуляции поглотительного раствора.Известен также способ выделения бутадиена иэ бутадиенсодержащих фракцийпутем хемосорбции медно-аммиачнымраствором, согласно которому насыщенный углеводородами поглотительный раствор подают в отпарную колонну, в которой при 4,5-38 фС от насыщенного поглотительного раствора отделяют олефины(бутеновую фракцию), после чего поглотительный раствор поступает в десорбционную колонну, в которой выделяют бутадиеновую фракцию. Выделенную бутеновуюфракцию возвращают в куб колонны хемосорбции, а бутадиеновую фракцию подаютв куб отпарной колонны. В указанном; способе возвращаемые углеводородныефракции имеют состав равновесный с насыщенным углеводородным раствором,поступающим из куба колонны хемосорбпии и куба отпарной колонны 2,Однако осуществление процесса поуказанному способу требует значительнобольших циркуляций поглотительного раствора, вследствие чего этот способ ненашел промышленного применения.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ выделения бутадиенаиз бутадиенсодержащих фракций хемосорбцией с использованием в качествепоглотительного раствора водно-аммиачного раствора ацетата закиси меди (МАР)осуществляемый путем подачи исходнойфракции в среднюю часть колонны хемосорбцин, поглотительного раствора - вверхнюю часть с отводом бутеновой фракции с верха колонны и насыщенного по-,глотительного раствора иэ куба колонныхемосорбции,В промышленности хемосорбцию бута диена МАР из бутадиенсодержащих фракций осуществляют в трех (или четырех) поглотительных колоннах, работающих как одна колонна хемосорбции. Из куба последней колонны насыщенйый МАР, подогретый за счет тепла десорбированного экстрагента и водяного пара, поступает на предварительнуюдесорбцию, которую проводят при 38. Десорбированные пары бутенов и бутадиена с предварительной десорбции возвращают в качестве рецикла в куб колонны хемосорбции, а насы3 1027щенный раствор поступает на окончатепьную десорбцию, Десорбиромнный бугадиен с верха колонны десорбции поступает на отмывку от аммиака, а десорбированный МАР после рекуперации тепла иохлаждения возвращают на стадию извлечения бутадиена3,Недостатком известного способа является подача парового потока, содержащего бутены и бутадиен с предваритепьной 1 Одесорбции. в куб копонны хемосорбции,Подача опефинов с предваритепьной десорбции в куб копонны. хемосорбции приводит к снижению степени раздепения,так как невозможно обеспечить требуемую степень вытеснения растворенныхв насыщенном МАР опефинов, а следовательно, и попучить требуемое качествобутадиена. В этом спучае необходимо пибо увепичение копичества МАР, подаме омого в колонну хемосорбции, либо увеличение количества тарелок (пибо высотынасадки) в копонне хемосорбции.Цепь изобретения - повышение частоты бутадиена ипи снижение расхода погпотитепьного раствора (при сохранениичистоты бутадиена на прежнем, уровне),Поставленная цепь достигается. тем, что согласно способу выделения бутадиена иэ бутадиенсодержащих фракций хемосорб-цией с испопьзованием в качестве погпотитепьного раствора водно-аммиачного раствора ацетата закиси меди, осуществляемому путем подачи исходной фракции в среднюю часть копонны хемосорбпии, погпотитепьного раствора в верхнюю часть с отводом бутеновой фракции с верха колонны и насыщенного поглотитепьного раствора - из куба колонны хемосорбции с последующей подачей насыщенного погпотитейьного раствора на предваритепь ную десорбцию, и окончатепьную десорбцию и возвратом бутен-бутадиеновой фракции, десорбированной на стадии предваритепьной десорбции, в куб колонны хемо сорбции, предиаритепьную десорбцию осуществляют в две ступени; при нагревании насыщенного погпотительного, раствора на первой ступени до 10-30 С и на втоорой ступени до 35-45 С, и дополнительновыделенную на первой ступени цредваритепьиой десорбции бутенсодержащую фракцию везвращают в копонну хемосорбции; в зону, расположенную между точками- подачи исходной фракции и погпотитепь 55 ного раствора, ипи в зону, распопоженную между точками подачи исходной фракции и кубом колонны хемосорбции. 146 43На чертеже представлен, вариант техно. логического оформления процесса по предпагаемому способу.Бутадиенсодержащую фракцию через холодильник 1 подают на извлечение бутадиена хемосорбцией в три поспедомтельно работающие колонны 2 - 4, Сверху копоины 2 отбирают бутеновую фракцию, а насыщенный, бутапиеном МАР нз куба копонны 4 через подогремтель 5 подают на первую ступень предваритепьной десорбции в сепаратор 6. Пары десорбированной бутенсодержащей фракции из сепаратора 6 направпяют либо в них- нюю часть копонны 3, пибо в нижнюю часть колонны 2. Насыщенный МАР иэ сепаратора 6 через подогремтепи 7 и 8 подают на вторую ступень предваритепь ной десорбции в сепаратор 9. Пары бутен-бутадиеновой фракции из сепаратора 9 подают в куб колонны 4, а частично десорбированный МАР из сепаратора 9 направпяют на окончатепьную десорбцию в колонну 10. Сверху колонны 10 отбира ют бутадиен, который направляют на отмывку от аммиака, а десорбйрованныйМАР из куба колонны 10 через рекуператоры 11,. 5 и 7 и хоподиньник 12 возвращают на извлечение бутадиена в копонну 2. П р и м е р 1. Буген-бутадиеновуюфракцию в количестве 22,О т/ч, содержащую (1 мас.% здесь и далее), %: угпеводороды С 9 0,3%; н-бутан 12,83; бутены 69,15; бутадиен 17,54; угпеводороды С 0,18, подают с температурой 5 о на выдепение бутадиена хемосорбциейМАР в копонну, имеющую 69 практичеоких тарелок, Конструктивно копонна хемосорбции раэденена на три колонны по 23 тарепки каждая и обязанные, как одна копокка.МАР амввт состав: Со+3,0 А воаи Со 0,34 г ион; йН 11,0 у.моль.,Я,и п СНЗСОО492 г-ионптемпература погпотитепьного раствора, подаваемого в коцонну хемосорбции 8,5, копичество 200 т/ч. Сверху коопонны отбирают 18225,6 кг/ч бутеновой фракции, имеющей состав, %: углеводороды С 0,36; н-бутан 15,49; бутены 83,27; бутадиен 0,88. Насышенный уга- водородами МАР иэ куба копонны хемосорбции подают на первую ступень предварительной десорбции, которую проводят при 10 . Десорбированные угпеводоро1027146 3ды с первой ступени преддесорбции в копичестве 500 кг/ч, имеющие состав, %:бутены 13,6, бутааиен 86,4, подают на50 тарелку копонны хемосорбции (счеттарелок от куба колонны). Частично дсорбированный МАР с первой ступенипреддесорбции подают на . вторую ступень,которую проводят при 45, Десорбирован 6ные углеводороды со второй ступени вколичестве 4125,6 кг/ч, имеющие сос 10тав, %: бутены 1,3; бутадиен 98,7, возвращают в куб копонны,хемосорбции.МАР со. второй ступени предаесорбцииподают на окончательную десорбцию вколонну, имеющую 40 практических тарепок. Температура куба каповы 96 о,Сверху колонны отгоняют 3774,4 кг/ч1 утадиена, содержащего бутенов 0,95%и углеводородов С 1,05% (отгоняемый. с угпеводородами аммиак не учитывает- Ося). Концентрация бутадиена без учетаут певоаородов С 99,04%.Десорбированный МАР иэ куба десорб-,пиойной кояонны после рекуперации теплаи охпажцевия возвращают на иэвпечениебутадиена в копонну хемосорбции,П р и м е р 2. Бутеи-бутадиэновую фракцию, имеющую состав,и количество, анапогичные примеру 1, подают наэвпе. ченз бутадиена хемосорбцаей МАР в уоповнях примера 1.Сверху копонны емосорбции отбирают 18190 кг/ч бутеновой фракции, имеющейсостав, %: углеводороды Сз 0,36; и бу-, тан 15,82; и-бутены 83,24; бутадиен О;88. Йасыщенный угпзводородами МАР ю куба копонны кемосорбции подают на терна ступень преддвсорбции, которую проходят при 30 ф. Деоорброванные углеводороды с первой ступен преддесорб-. "ций в копичествз 3240 кг/ч, имеющие , состав, %: бутены 5,07; бутадиен 94,93, подают на 1 О таренков копонны . хемосорц Ч но рбар вам й МАРс первой ступени преддесорбции. подают на вторую ступень, которую щаводят при 4 О . Десорбированныв угпеводороды со второй ступени в копичестве 1090 кг/ч имеющие состав, %: бутеей 2 2, бутадиен 97,8, возвращают в куб копонны хемосорбции. МАР со второй ступени . цреддесорбции подают на окончатепьнув десорбпню в усповнях примера 1, Попу- чают 3810 кг/ч бу ааиена, содер щего Я бутенов 1,88% и угпеводородов С 1,04% Концентрация бутадивна беэ учета углеводородов С 98,1%. П р и м е р 3. Бутен-бутадиеновую фракцию, имеющую состав и количество, . аналогичные примеру 1, подают на извпечение бутадиена хемосорбцией МАР в условиях примера 1. Количество МАР, подаваемого в копонну хемосорбции составпяет 181 т/ч. Сверху колонны хемэсорбции отбирают 18166,6 кг/ч бутеновой фракции, содержащей, %: углеводороды С 0,36, н-бутан 15,53, бутены 83,22; бутадиен 0,88. Насыщенный углеводородами МАР из куба колонны хемосорбции подают на первую ступень преддесорбции, которую проводят при 18 Десорбированные угпеврдороды с первой ступени предаесорбции в копичестве 633 кг/ч, имеющие состав,%: бутены 13,1; бутадиен 86,9, подают на 24 тарепку колонны хемосорбции, Частично десорбированный МАР с первой ступени преддесорбции подают на вторую ступень, которую проводят при 35 ОС. Десорбированные углеводороды со второй ступени в количестве 2592,6 т/ч, имеющие состав, %: бутены 3,2, бутадиен 96,8, воз вращают в куб колонны хемосорбции. МАР со второй ступени преддесорбции . подают на окончательную десорбцию в ус йовиях примера 1.Получают 3833,4 кг/ч бутадиена, содержащего бутенов 2,48% и угпевоаородов С 1,03%. Концентрация бутадиене без учета углеводородов С 97,5%эП р и м е р 4 (по известному способу), Бутен-бутадиеновую фракцию, имею-. щую состав и количество, анапогичные примеру 1, подают на извпечение бутадиена хемосорбцией МАР в условиях примера 1. Копичество и состав бутеновой фракции, отбираемой сверху колонны хемосорбции, аналогичны примеру 3.Насыщенный угпевоаородами МАР из. куба колонны хемосорбции подают на предварительную десорбцию, которую проводят при 38 . Десорбированные углеводородыос преддесорбции, имеющие состав, %; бутаднен 96,61; бутены 3,49, в количеотве.4066,6 кг/ч возвращают в куб колонны хемосорбции Частично десорбироваиный МАР с преддесорбции подают на окончатепьную десорбцию бутадиена в усповиях примера 1. Попучают бутааиен, по составу и квпичеству анапогичный примеру 3.Использование предпагаемого способа жэвопяет повысить степень раздепения, что ииражается пибо в повышении качеотва получаемого по преапагаемому спосс7 1027146 8бу бутадиена (примеры 1 и 2) по сравне- Таким образом, при использовании нию с бутадиеном, получаемым по невест- предлагаемого способа снижается расход ному способу, (пример 4) либо в сниже- . вспомогательных материалов (металнии циркуляции поглотительного раствора лической меди, аммиака, уксусной кислопри получении бутадиена того же качест ты, активированного угля), снижаются ва (примеры 3 и 4). Если для получения также энергозатраты (пар, холод) на из бутадиена концентрацией 97,5% (пример влечение бутадиена, качество выдепяемо) по предлагаемому способу требуется го бутадиена повышается.циркуляция +181 т/ч, то для полученияГодовой экономический эффект от бутадиена того же. качества по известно- использования ищобретения составит му способу требуется циркуляция 200 т/ч 1 млн. руб.1Составитель Г. ГуляеваРедактор О, Вугир Техред Т.Маточка, Корректор О,БилакЗаказ 4664/25 Тираж 418 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауюская наб., д, 4/5Филиал ППП фПатеитф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4