Способ разделения бутан-бутиленовых смесей

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 19) 8 РЕСА УБЛИ С 07 С 708 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВ(71) Омский завод синтетического каучука(56) 1. Авторское свидетельство СССР йе 259825,кл. С 07 С 7/08, 1965,2. Коган В. Б. Азеотропная и экстрактивнаяректификация. ЛГХИ, 1961, с, 288 - 290 (прототи )(54) (57) С ЛЕНОВЫХ С фикации в п ющийс технологии используют ПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ БУТМЕСЕЙ путем экстрактиврисутствии растворителя,я тем, что, с цельюпроцесса, в качестве раокись мезитила. АН.БУТИной.ректи.тличаупрощениястворителя и ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИИзобретение относится к разделению угле.водородных смесей экстрактивной ректифика.цией в присутствии растворителя и можетбыть использовано в нефтехимической промышлени ости.Известен способ разделения смесей углево.дородов различной степени насыщенностипутем экстрактивной ректификации с использованием в качестве растворителя ацетонитрилаили его смесей с водой 1,Недостатком способа является необходи.мость отмывки получающихся фракций углеводородов от ацетонитрила, кроме того, пригидролизе ацетонитрила образуется уксуснаякислота, выэывающая коррозию оборудования,Известен также способ разделения углеводородных смесей С 4 различной степени насыщен.ности путем экстрактивной ректификациив присутствии в качестве растворителя ацетонаили его смесей с водой Щ,Недостатком известного способа являетсято, что ацетон, образуя азеотропные смесис углеводородами, попадает в выделяемыефракции, что требует отмывки их от ацетона,Кроме того, ацетон имеет недостаточнуюселективность, так коэффициент относительнойлетучести бутана и бутиленов составляет 1,26.Цель изобретения - упрощение технологиипроцесса за счет исключения попадания се.лективного растворителя в выделяемыеуглеводороды и устранения стадии отмывкиих от растворителя.Поставленная цель достигается способомраэделешя бутан-бутиленовых смесей путемэкстрактивной ректификации в присутствиирастворителя-окиси мезитила.Окись мезитила - устойчивое соединениес т. кип. 130 С, в воде практически не под.вергается гидролизу, Не образует с углеводо.родами азеотропных смесей, Имеет относитель.но малую токсичность.П р и м е р 1 (для сравнения), Разделению подвергают 200 г бутан-бутиленовойсмеси следующего состава, вес.%: С - С 70,07;- СН 1 о 0,45; и - С 4 Н 1, 65,68;- С 4 Н 8 0,07; сумма бутиленов 32,15; бута.диен 1,78; С 0,06 в присутствии водногоацетона при весовом соотношении углеводороды:растворитель 1:14. Процесс проводятпри 60 С и давлении б атм.В результате получают 66 г бутиленов состава,%: и - С 4 Н, 4,64;- С 4 Н 8 0,69; суммабутиленов 88,48; бутадиен б,19 и 134 г бута.новой фракции состава,%: С - С 3 0,12;- СДНО 0,25; и - С,Н 1,95,68; сумма бутиле.нов 3,95,П р и м е р 2. Проводят разделение бу.тан.бутеновой смеси аналогично примеру1, но с и:пользованием окиси мезитила в ка. честве растворителя, Получают в результатеэксперимента 70 г бутиленов состава,%:н - С 4 Н о 3,05; 3 - С 4 Н 8 0,70; сумма бутиленов 91,04; бутадиен 5,21 и 130 г бутановой5 фракции состава,%: С - С 3 0,12;- С 4 НВ0,27; и - С 4 Н 96,93; сумма бутиленов 2,68,П р и м е р 3. В условиях, аналогичныхпримеру 1, разделяют бутан-бутиленовуюсмесь состава,%:- С 4 Н 00,32; и - С 4 Н 1 о 60,348;сумма бутиленов 36,507; С 4 Н 6 2,824. Раство.ритель - окись мезитила в соотношении к разделяемой смеси 12:1. Получено 70 г бутиле.нов состава,%: н - С 4 Но 2,7; 1 - С 4 НО 0,4;сумма бутиленов 94,26; СН 6 2,64 и 130 г15 бутановой смеси состава,%:- С 4 Н о 0,2;н-бутан 97,43; сумма бутиленов 2,47,П р и м е р 4. Аналогично примеру 3разделяют бутан-бутиленовую смесь состава,%:С 1,366;- С 4 Но 0,58; н - С 4 Нг, 60,58;20 сумма бутиленов 36,78; С 4 Нб 3,33, Получают 7070,4 г бутиленов состава,%: ЫС 4 НО 0,46;и бутан 2,1; сумма бутиленов 92,34; СН 64,1 и 129,5 бутановой фракции состава,%;С 3 1,42;- СНО 0,22; н - С 4 Но 96,76;25 сумма бутиленов 1,6.С целью подтверждения полученных результатов определяют коэффипиенты активностиуглеводородов и их растворимость в растворителях,П р и и е, р 5. Определяют коэффициентотносительной летучести (К) бутана и / .бу.тиленов прн относительной концентрации 3бутиленов в углеводородной смеси 50 вес.%.Определение проводят в изотермическихусловиях при 40 С путем барботажа углевоодородной смеси через растворитель до техпор, пока составы входящего и выходящегогазов не сравняются. Коэффициент относительной летучести при 40 С и содержании 1 э .бути.оленов в углеводородной смеси 50 вес.% равен1,7,В табл, 1 приведены результаты определениякоэффициента относительной летучести.Селективность растворителя - окиси мези-:.,тила мало меняется при изменении насьпцения.При 65 С селективность при изменении насыощения от 0,1 до 0,4 мольной доли изменяетсявсего с 1,74 до 1,71.П р и м е р б. Определяют растворимостькомпонентов бутан.бутиленовой смеси в окиси мезитила и для сравнения - в водном аце.тоне и ацетонитриле. Полученные данные пред.ставлены в табл. 2.Из представленных данных видно, что окись, мезитилена при высокой селективности обладает большей растворяющей способностью, чемацетон или ацетонитрил. Это позволяет сократить расход селективного растворителя. Коли.чество растворителя можно сократить по от.1062203 ношению к разделяемой смеси до 8:1 (вместо14:1 для ацетона). Кроме того, вследствие того, что окисьl мезитила не образует с углеводородами С 4Бути лены С3.Бутан Окись мезитнла Опыт 1 84,52 86,14 8,815 6,817 6,665 7,043 0,299 0,358 6,564 С 4 НО 0,32 и - С(Н,10 6034-С 4 Н(О 0,58 через окись мезитила при 40 С Пропускание бутан-бутиленовой фракции состава, вес.% 7 СН т 36,507С 4 Н 6 2,824 через окись мезитила при 40 С Пропускание бутан-бутнлено. вой фракции состава, вес.%: и-С 4 НО 0,5777 и - С 4 Н 8 36,78С 4 Н 6 33291 86,137 85,37 .85;139 азеотропов, можно, подавая необходимоеколичество орошения в колонну разделенегпри р - 4 - 5 атм практически не допускатьуноса растворителя, а следовательно, исклю.5 чнть отмывку углеводородов от растворителя,Таблица 1 Хроматографический состав фазы, вес,%1062203Продолжение табл. 1 Хроматографический состав фазы, вес,%словиянроведеиняопыта Бутиле Бутан Дивииил 63,574 63,398 34,134,214 2,0172,03 1,41 1,91 77,38 1778 59,287 2,247 1,52 61,18 1,716 1,6251062203 Таблица 2 Хроматографический анализ жидкой фазы Содержа- Содержание бута ние бутина, вес,% ленов,вес.% Содержа. ние ацеСодержа ние оки тона, вес.% зитила,вес.% Опыт 1 Опыт 2 Опыт 3 Опыт 4 Опыт 5 Условия проведения опыта Пропускание бутана через87 оный водный растворацетона при 40 С Пропускание бутиленов через87 о ный водгый раствор ацетона при 40 С Пропускание бутана чейз окись мезитила при 40 С Пропускание бутиленов через окись мезитила при40 ОС Нропускание бутан-бутилено.вой фракции через окисьмезитила при 40 С Опыт 6Пропускание бутан-бутилено.вой фракции черезоацетон водный при 40 С 96,425 97,267 97,061 96,671 97,424 95,575 94,146 91,912 92,148 92626 91,607 97,729 90,566 90;549 92,079 90,763 86,175 78,973 81,62682,9 74,664 80,628 83,17880,76682,80380,55883,633 95,105 94,592 91,615 93,975 94,403 Содержание аце. онитриа, вес.% 3,575 2,732 2,938 3,328 2,575 2,271 9,434 9,451 7,921 9,237 6,728 8,052 6,763 8,197 6,766 2,573 2,641 3,674 2,916 2,485 3,187 4,609 6,536 6,133 5,881 6,791 8,375 14,016 10,289 9,51 16,516 1069710 1062203 Продолжение табл. 2 ФХроматографический анализ жидкой фазыФ Содержа. держае ок одер жа.нне бути енов, ес,% одержание аце. Опыт 7 Пропускание бутан. бутнленовой фракции через аце. онитрнл при 40 С ыт 7332 6,006 7,735 6,153 4,75 2,215 3,993 2,338 Пропускание бутан-бутиле.новой фракции через окисьмезитила при 80 С 5,35,12,4299 Составитель Н, КирилловаТехред Л,Пилипенко Корректор Г. Реше Редак. Егорова Тираж 418 ВНИИПИ Государственн по делам изобретений 13035, Москва, Ж.35, Ра, ул, Проектная Патент Условия проведения опытаЭ ние ацтона,вес.% 94,9794,14991,08990,966 о комитета Соткрытийшская наб Содерж- е бута.вес.% 2,867 2,477 3,403 4,006 883 801 475 243