Способ очистки экстрагента

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заввлеио 260576(21 2365650/04с присоединением заявки Мо(51)М, Кл,С 07 С 7/01 С 07 С 7/08 С 10 С 21/28 Государственный номнтет СССР по делам нзобретеннй н отнратнй(53) УДК 547,298, . 11 (088. 8) Дата опубликования описание 250979. Изобретение относится к способамочистки экстрагентон, применяемых дляразделения смесей углеводородов Су,содержащих пентадиены, от димеровпентадиенов и тяжелого остатка, представляющего смесь продуктов гидролиза и экстрагента, продуктов полимеризации пентадиенов, ингибиторовтермополимеризации и т.д.Известен способ очистки М-метилпирролидона, содержащего 3-7 воды,от димеров пентадиенов и тяжелогоостатка 1. По этому способу жидкийпоток десорбиронанного от углеводородов Сэкстрагента подают на азеотропную ректификацию н присутствииводы, При этом с нодой отделяютсядимеры пентадиенов, Далее большуючасть потока возвращают в системуэкстрактивной ректификации, а меньшую 20часть направляют на испарение оттяжелого остатка.Однако для этого способа характерны высокие энергозатраты на регенерацию вследствие вывода в большом 25количестве экстрагента на регенерацию и значительные гидволитическиепотери экстрагента,Известен способ очистки диметилформамида (ДМФА) от димеров пентади- ЗО енов и тяжелого остатка в процессе разделении я и зопел тая /и зоамиленончх и из оамил ен/из опрея оных смесей экстрактинной ректификацией 2 . Согласно этому способу вывод экстрагента на регенерацию из системы экстрактивной ректификации осуществляется в жидкой фазе из колонны десорбции углероводородов С. При этом на регенерацию выводят 2-3 вес.% от всего количества ДМФА, циркулирующего н системе. Сначала димеры пентадиенон с т,кип. 160-180 С отделяют от ДМФА азеотропной ректификацией н присутствии воды, а затем кубовый продукт подают на очистку от тяжелого остатка ректификацией под вакуумом. Тяжелый остаток, отбираемый из колонны ректификации, содержит 20-80 вес.Ф ДМФА. Гидролитические потериДМФА в системе очистки ДМФА составляют 0,5 вес.Ъ от количества очищенного экстрагента.Для этого способа характерны большие энергозатраты вследствие большого вывода экстрагента на очистку, образование токсичных продуктов за счет взаимодействия нитрита натрия с про" дуктами гидролиза ДМФА ,нитрит натрия входит в состав ингибирующей компози -ции), а также большие потери экстрагента (ДМФА) с кубовым продуктом.Целью изобретения является сокращение потерь экстрагента при очистке.Поставленная цель достигается предложенным способом очистки экстрагента, используемого для разделения5 углероводородов С экстрактив ной ректиФикацией,включающим десорбцию экстрагента с последующим отделением примесей димеров пентадиенов и тяжелого остатка от части десорбированного экстрагента путем отбора со стадии десорбции парового потока экстрагента в количестве 0,05-20 вес.Ъ от общего количества десорбированного экстрагента и отделением от него.димеров пентадиенов ректификацией о .одновременный отбором со стадии десорбции жидкого потока экстрагента в количестве 0,05"10% вес." от общего количества десорбированного экстрагента и отделением от этого потока тяжелого остатка путем ректификации или экстрактивной дистилляции в присутствии селективного растворителя в количестве 25-200 от веса жидкого пото 4 а В качестве селективного растворителя предпочтительно использовать мазут, соляровое масло, дизельное 3 О тОпливо, полиалкилбенэолы.Способ применим для очистки ДИФА, диметилацетамида, И"метилпирролидона к их смесей с водой.На фиг.1 изображена схема очист" 35 ки экстрагента предлагаемым способом.Насыщенный экстрагент после колонны экстрактивной ректификации по линии 1 подают в десорбционную колонну 2. С промежуточных тарелок укРепляю щей части колонны 2 по линии 3 отбирают рециклизуемые углеводороды, подаваемые в куб колонны экстрантивной ректификации. С верхней части колонны 2 по линии 4 отбирают диеновые углеводороды, а из куба колонны по линии 5 отводят десорбированныи экстрагент.С промвжуточньи тарелок исчерпывающей части колонны 2 в паровой Фазе, по линии 6 отбирают 0,05-20 вес .% 5 О циркулирующего экстрагента, конденсируют.и по линии 6 направляют в колонну 7 на ректкфикацию от димеров. Отбираемые с верхней части колонны 7 пары димеров дкеновых углев 9 дородов, 5 экстрагента и воды конденсирувт. Часть конденсата возвращают в колонну 7 в качестве флегьы, а,балансовый избыток по линии 8 выводят из системы бОВ случае образования при конденсации водной Фазы последнвв отделяют от димеров вотстойнике 9 к по линии 10 направляют в колонну ректкфикацкк экстрагента от воды. 65 Из куба колонны 7 по линии 11 отбирают очищенный от димеров экстра- гент н возвращают в колонну экстрактивной ректификации.Из линии 5 в жидкой фазе отбирают 0,05-10 вес,% десорбированного экстрагента и по ,линии 12 подают в ректификационную колонну 13, работающую при пониженном давлении, По линии 14 на тарелку, расположенную нк-же точки ввода питания в колонну 13, подают растворитель. С верхней части колонны 13 по линии 15 отбирают экстрагент, не содержащий тяжелых продук". тов. Из куба колонны 13 по линни 16 отводят тяжелый остаток с растворителем.Использование предлагаемого способа дает следующие преимущества:вывод экстрагента на очистку от димеров пентадиенов: из паровой Фазы с тарелки, лежащей в исперпывающей зоне десорбера,позволяет подавать на очистку поток с болыяей концентрацией димеров пентадиена, что уменьшает, объем вывода экстрагента по сравнению с известным способом в 10-50 раз;отсутствие воды при очистке экстрагента от димеров пентадиенов резко сокращает его потери за счет гидро- лиза (в 20-60 раз по сравнению с известным способом)1применение растворителя в колонне очистки экстрагента от тяжелого остатка позволяет резко снизить потери экстрагента с кубовым продуктом (в 10-20 раз по сравнению с известным способом)П р и м е р 1. (для сравнения). Очистку экстрагента осуществляют по схеме, приведенной на Фиг. 2. Насыщенный ДМФА по линки 1 подают в десорбционную колонну 2, имеющую эффективность 65 практических тарелок, на 35 тарелку (счет снизу). Колонна работает при давлении верха 0,1 атк, температура верха 37 С, куба 158 С. Поток в линии 1 равен 756 кг/ч. Иэ паровой Фазы колонны 2 с сороковой тарелки по линии 3 отбирают рецикли" зуемые углеводороды,(94,5 кг/ч или 12,5 от питания), подаваемые в колонну экстрактивной ректификации для регулирования температуры куба. Сверху по линии 4 отбирают 31,5 кг/ч (илк 4,20 от питания) десорбированного иэопрена-сырца. Из куба колонны по линии 5 отбирают 630 кг/ч (илк 83,3 от питания) десорбированного ДИФй, имеющего следующий состав,вес.ЪДИФА 97,89Вода 0,2Нитркт натрия , 0,01Циклогексан 0,5Формиат натрия ,005Тяжелый остаток 0,2Димеры пентадиенов 1,23 от потока в линии 5 по линии 6 подают на очистку в колонну 7 азеотропной ректификации с водой. Колонна аэеотропной ректификации имеет 41 практическую тарелку, работает под атмосферным давлением при температуре куба 158 С и температуре верха 100 С. Верхний продукт колонны конденсируют и расслаинают, Верхний слой - димеры пентадиенов - по лилии 8 отбирают на сжигание, а нижний слой - воду - воэнращают по линии 9в колонну в качестве флегмы. На18,9 кг/ч питания подают 3,8. кг/ч водной флегмы,В отдунках дефлегматора,водном и димерных слоях определяют диметиламин - продукт гидролиза ДМФА,а в водной флегме определяют нитрозодиметиламин - сильно токсичное вещество. Иэ куба колонны 7 по линии 10 от бируют ДМдА, содегщащий тяжелила остаток, 0,1 вес,Ъдимеров пентадиена и 0,2-0,5 вес.Ъ воды и подают н колонну 1.1 ректификации от тяжелого остатка. Колонна работает под давлением 25450 мч рт.ст. Температура верха 130 С,куба 156 С . С верхней части колонны отбирают очищенный ДМФА, содержащий 0,2-0,5 вес.Ъ воды,0,1 нес,Ъ циклогексана и 0,1 вес.Ъ димерон пентадие. 30 нов,и возвращают по линии 12 и линию 5.Иэ куба по линии 13 отбирают тяжелый остаток с содержанием ДМФА 50. Попытки получить кубовый продукт с концентрацией ДМФА ниже 50 нес, приводят к эабивке колонны тнердыж продуктами.При очистке экстрагента описанным н данном примере способом потери ДМФА составляют, кг/ч:401 с димерами пентадиенон 0,022 с тяжелым остатком 0,3083 гидролитические потери 0,1 или суммарные потери на 1 т товарного изопрена 17,1 кг.П р и и е р 2, Очистку ДМФА осу ществляют по схеме, приведенной на Фиг. 1, Режим работы колонны 2 аналогичен режиму работы колонны 2 из примера 1, Вывод первого потока на ,очистку от димеров осуществляют из 50паровой фазы десятой от куба тарелкив количестве 1,86 кг/ч(0,3 от циркулирующего),конденсируют и по лиани 6 направляют на ректификацию н колонну 7,имеющую 40 практических тарелок, у "остав бокового отбора следующий, нес,: ДМФА 86,3, димеры пентадиенов 12,9, вода 0,8, Тяжелый остаток и нитрит натрия в боковом отборе отсутствуют, Колонна 7 работает при атмосферном давлении с температурой верха 130-146 С, и температурой куба 160 фС. Доля отбора в дистиллат (линия 8) составляет 0,285 или 0,52 кг/ч. Флегмовое число колонны 3. Состав дид-( тиллата, нес.Ъ: димеры пентадиена46, вода 2 и ДМФА 52. Иэ куба колонны по линии 11 отбирают ДМФА, содер;жащий 0,01-0,03 вес. воды и 0,05вес.Ъ димерон пентадиенов, и возвращают в колонну экстрактинной ректификации. Из потока в линии 8 ДМФАизвлекают путем водной отмывки сдальнейшим выцеяением его иэ водыректификацией. Потери ДМФА при этомсоставляют 0,005 кг/ч.Иэ линии 5 по линии 12 отбирают18,9 кг/ч (3 от циркулирующего) десорбированного ДМФА, имеющего состав,вес.Ъ:Д 4 ФА 98,24Вода 0,05Нитрит натрия 0,01Циклогексан 0,5Формиат натрия 0,005Тяжелый остаток 0,2Димеры пентадиенон . 1,0и подают н кояонну 13, имеющую 10практических тарелок и работакщуюпод вакуумом 350 мм рт.ст., при70 С . По линии 15 отбирают ДМФА,не содержащий тяжелого остатка. Навторую от куба тарелку по линии 14подают 20 кг/ч (100 от питания)солярового масла. Иэ куба колонныпо линии 16 отбирают тяжелый остатокв соляровом масле с концентрациейДМФА 0,1 вес Потери ДМФА при этомсоставляют, кг/ч:1 с димерами пентадиенон 0,0052 с тяжелыми смолами 0,023 гидролитические потери 0,001или суммарные потери на 1 т товарногс.изопренакг.П р и и е р 3. Очистке подвергают циркулирукщий диметилацетамид(ДМАА), содержащий 5 нес. воды,2,5 вес.Ъ димеров пентадиена и 0,08нес,Ъ тяжелого остатка (см. Фиг. 1),В паровой фазе иэ исчерпывающей эоны колонны 2 с днадцатой тарелки откуба отбирают поток, содержащий 18вес.Ъ димерон пентадиена, 15 вес.Ъводы и 67 вес.Ъ диметилацетамида вколичестве 0,3 кг/ч (0,05 от циркулирующего экстрагента) и по линии6 направляют н колонну 7. Для отбора на колонну 7 0,42 от питания или0,13 кг/ч. Верхний продукт конденсируют при 100 С и расславиют. Частьдимерного слоя в количестве 0,03,кг/ч(или 10 от питания) направляют ввиде Флегмы обратно н колонну, абалансовый избыток в количестве 0,06кг/ч (или 19 от питания) состана4,6 нес . ДМАА и 94,0 - 95,4 вес.димеров направляют на промывку водойпо линии 8,Водный слой с отстойника 9 н количестве 0,07 кг/ч (или 23 от питания),состава 35 нес.Ъ ДМАА и 65 нес,Ъ воды, смешивают с водой после промывкидимерного слоя и подают в колонну ректификации от ДМАА. Общие пбтери ДМАА(включая гидролитические) составляют0,001 кг/ч или 0,02 кг на 1 т товарного изопрена,ДМАА, содержащий 0,5 вес, тяжелого остатка, иэ куба колонны 2 по линии 12 подают в колонну 13 в количестве 63 кг/ч (10 от циркулирующегоэкстрагента). На третью тарелку откуба по линии 14 подают мазут в количестве 16 кг/ч (25 на питание). Сверхней части колонны при 80 С отбирают 63 кг/ч ДМАА, содержащего 0,010вес. тяжелого остатка, а иэ кубаотводят. тяжелый остаток в количестве16 кг/ч с содержанием ДМАА 0,15 вес, 5Потери ДМАА с кубовым продуктом 0,024кг/ч или 2,4 кг на 1 т товарного изопрена. Суммарные потери на 1 т товарного изопрена 2,42 кг,П р и м е р 4Очистке от димеров 20пентадиенов подвергают циркулирующий метилпирролидон (МП), содержащий3 вес. воды 1,5 вес. димеров (см.фиг. 1). Вывод потока осуществляют иэпаровой Фазы пятнадцатой тарелки (откуба) колонны 2, имеющей 65 тарелок,Питание в колонну 2 подают на тридцатуютарелку. Боковой отбор в количестве126 кг/ч (20.от циркулирующего экстрагента), состоящий в основном иэ 1,8вес .димеров пентадиенов, 5 вес .воды и 93,2 вес. МП, конденсируют ипо линии 6 подают в колЪнну 7. Колонна. 7 имеет 41 практическую тарелку.Подачу питания осуществляют на двадцатую (от куба) тарелку. иэ куба колонны по Линии 11 отбирают 114,86 кг/чМП, содержащего воду и димеры пейтадиена в количестве 0,2 кг. Колоннаработает под давлением 350 мм рт.ст.Температура куба колонны 180 С. Доля 40отбора в дистиллят 0,083 от питанияили 11,14 кг/ч. Пары, отбираемые сверхней части колонны, конденсируюти расслаивают в отстойнике 9,Нижний (Водный) слойу имеющий состав: 30 вес. МП и 70 вес. воды, вколичестве 8,7 кг/ч по линии 10 подают на ректификацию воды от МП, а димерный слой, содержащий 93 вес. димеров и 7 вес., МП, частично в количестве 2,4 кг/ч возвращают в колоннув виде флегмы, а другую часть (по балансу) в количестве 2,44 кг/ч на-правляют на промывку водой по линии8. Промывную воду объединяют с нижнимслоем иэ отстойника. Пбтери МП, включая гидролитические, составляют 0,008кг/ч или 0,57 кг на 1 т товарного изопрена. И-Метилпирролидон; содержащий1 вес. тяжелого остатка из куба колонны 2, по линии 12 подают в колон Ону 13 в количестве 0,3 кг/ч (0,05циркулирукщего экстрагента) .На вторую тарелку от куба по линии 14 подают мазут в количестве 60 кг/ч(органический) 0,3Димеры пентадиенов 1Очистку от димеров пентадиенов осуществляют по аналогии с примером 2. Для очистки от тяжелого органического остатка ДМФА выводят иэ линии 5 десорбированного экстрагента в количестве 12,6 кг/ч (2 от циркулирующего) и подают в колонну 13. По линии 15 отбирают 12,558 кг/ч ДМФА, не содержащего тяжелого остатка. Йз куба колонны по линии 16 отбирают 0,042 кг/ч тяжелого остатка с содержанием ДМФА 5 вес.,Потери ДМФА с тяжелыми смолами при этом составляют (0,002 кг/ч или суммарные потери на 1 т товарного иэопрена 0,31 кг.П р и м е р 6.Очистке подвергают циркулирующий диметилацетамид (ДМАА), содержащий 5 вес. воды, 2,5 вес. димеров пентадиена и 0,08 вес, тяжелого остатка, как указано в примере 3 (см. Фиг, 1), Для очистки ДМАА от тяжелого остатка на третью тарелку от куба колонны 13 по линии 14 подают дизельное топливо в количестве 16 кг/ч (25 от питания) . С верхней части колонны при 80 С отбирают 63 кг /ч ДМАА,. содержащего 0,010 вес, тяжелого остатка, а иэ куба отводят тяжелый остаток в количестве 16 кг/ч с содержанием ДМАА 0,2 вес Потери ДМАА с кубовым про-. дуктом составляют 0,32 кв/ч.или 3, 2 кг на 1 т товарного иэопрена . Суммарные потери на 1 т товарного изопрена 3,22 кг.П р и м е р 7. Очистке подвергают циркулирующий ДИАА, содержащий 5 вес. воды, 2,5 вес. димеров пентадиена и 0,08 вес. тяжелого остатка, как указано в примере 3 (см. фиг, 1). Для .очистки ДМАА от тяжелого остатка на третью тарелку от куба колонны 13 по линии 14 подают полиалкилбензолы в количестве 16 кг/ч (25 от питанияо С верхней части колонны при 80 С колонны по лилии 15 при 75 С отбиваютКП с 0,02 вес. тяжелого остатка,а изкуба по линии 16 отводят тяжегяй остаток в количестве 60 кг/ч с содержанием МП 0,02 вес Потери МП с кубовымпродуктом составляют 0,012 кг/ч или1,2 кг на 1 т товарного иэопрена. Суммарные потери на 1 т товарного иэопрена составляют 1,77 кг.П р и м е р 5. Очистке от тяжелогоостатка подвергают ДМФА, используемыйдля разделения иэопентан/изаамиленовой фракции, имеющей следующий состав,вес,: парафины 60, олефины 35, диолефины 3,циркулирующий ДМФА имеет следующий состав, вес.ДМФАотбирают 63 кг/ч ДМАА, содержащего 0,010 вес. тяжелого остатка, а из куба отв-,дят тяжелый остаток в количестве 16 кг/ч с содержанием ДМАА 0,15 вес Потери ДМАА с кубовым продуктом составляют 0,024 кг/ч или 2,4 кг на 1 т товарного изопрена. Суммарные потери на 1 т товарного изопрена 1,42 кг,Аналогичную систему вывода тяжелого остатка из экстрагента можно примеО нять и для очистки экстрагента в системах экстрактивной ректификации, где для подавления термополимеризации диолефинов используют органические ингибиторы.Формула изобретения1. Способ очистки экстрагента; используемого для разделения углеводородов С экстрактивной ректификацией, включакщий десорбцию экстрагента и последующее отделение примесей димеров пентадиенов и тяжелого остатка от части десорбированного экстраген та с использованием ректификации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения потерь экстрагента,со стадии десорбции отбирают паровойпоток экстрагента в количестве 0,0520 вес.от общего количества десорбированного экстрагента и отделяют отнего димеры пентадиенов ректификацией с одновременным отбором со стадии десорбции жидкого потока экстрагента в количестве 0,05-10 вес. отобщего количества десорбированногоэкстрагента и отделением от этогопотока тяжелого остатка путем ректификации или экстрактивной дистилляциив присутствии селективного растворителя в количестве 25-200 от веса жидкого потока.2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве селективного растворителя используют мазут,соляровое масло, дизельное топливо,полиалкилбензолы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФР 1 9 1248202,кл. 23 Ь 2/01, опублик, 1968.2. Технологический регламент дляпроектирования производства изопренаиз изопентана, т. 4, Ярославль, 1968687057Составитель Н. Левиноваа Техред Н. Ковалева Корректор Г. РешетникнедактоЗакаэ 5653/23Тираж 513 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4 Филиал ППП Патент г. Ужгород, ул. Проектная, 4