Способ очистки -углеводородной фракции от изобутилена

(и спольз подверг ТБС, по Изобретение относится к способу ,очистки углеводородных Фракций С, от изобутилена путем обработки их водой в присутствии формованных ионит. ных катализаторов. При этом иэобутилен вступает во взаимодействие с водой, образуя третбутиловый спирт ТБС), который хорошо растворяется как в углеводородах, таки в воде.При значительном избытке воды одновремен. но с реакцией происходит отыювка очи-щенной углеводородной фракции от ТБС.Особенно большое значение этот способ имеет для очистки бутиленовой фракции от нэобутилена, которая затем используется для получения, бутадиена3 окислительным дегидрированием 1,1 Однако в данном способе даже незначительные количества изобутилена 0,5-1,5 Х) сильно снижают скорость реакции дегидрирования и ухудшают показатели процесса.Этот способ может быть иован также для очистки любых других И,А.Бубнова, И.В. о нский,В.М.Столярчук П.А.Ве , Д.А.Гнеденков,Г,Й.СозиновБ.С.Короткевич.иЙ,И.Врье эобутановых, бутилен-бутан-изобуленовых) Фракций. Использованиеочищенной от изобутилена иэобутано,вой Фракции, подаваемой иа дегидри"рование, позволяет повысить выходизобутилена, а также улучшить техни.процесса,Известен способ очистки С- углеводородной фракции от иэобутилена,согласно которому исходную фракциюобрабатывают водой в присутствии ионитного фориованного катализатора вусловиях прямоточного контактированиПроцесс осуществляют при 70-130 С идавлении, достаточном для того, чтобыиэобутилен и С 4- фракция находилисьв жидком состоянии, в присутствии полярного раствбрителя, Соотношение С 4,ф.углеводородная фракция : вода составляет 1: 5 - 1:20 моль/моль. Углеводородную фракцию после извлечения изобутилена ают ректификации отпримесей . лярного оастворителяи димеров изобутилена. Данный способ обеспечивает получение очищенной Фракции с содержанием 5-77. изобутилена при исходном 30-453. Конверсия изобутилена составляет 92-973 2.Однако использование укаэанного способа для очистки углеводородных фракций связано с рядом трудностей. Для обеспечения контактирования реагирующих компонентов на катализаторе в исходную смесь вводят гомогенизнрующие добавки - полярный растворитель и эмульгатор. Полярный растворитель образует побочные продукты, а эмульгирующие добавки затрудняют разделе" ние реакционной смеси на углеводородную и водную фазы, что в целом усложняет схему разделения, удорожает про" цесс за счет дополнительюис затрат на вспомогательные материалы и энергетические средства, Кроме того, полного извлечения изобутилена из Фракций не достигается, что приводит к потерям изобутилена.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки С-углеводородной Фракции от изобутилена путем противоточного контактирования исходной Фракции с вс,дой в колонне в присутствии формованного ио" нитного катализатора, расположенного в зоне реакции указанной колонны,с выводом в виде верхнего продукта очищенной С- углеводородной фракции н в виде нижнего продукта водного раствора третбутилового спирта, который подают на ректификацию.1 25 В известном способе скорость пода 40 чи воды составляет 5-30 и/ч и скорость движения С- углеводородной фракции в слое катализатора 0,0005" 0,020 м/с. Процесс проводят прн 70- 30 С, давлении, достаточном для осуО45 ществления реакции в жидкой фазе, и объемном соотношении вода : С - углеводородная фракция не менее 5. Прн прохождении углеводородной фракции через слой катализатора изобутилен реагирует с водой с образованием ТБС и последний за счет,экстракции,переходит н водную фазу. В результате сверху гидрататора выводится очищенная С 4 -углеводородная Фракция, содержащая не более 0,5% изобутилена, а снизу - водный раствор ТБС. Конверсия изобутилена составяет около99,987, производительность гидрататора по изобутилену может достигать0,14 кг/л реакционного объема.При использовании этого способапроизводительность процесса гидратации возрастает с увеличением линейной скорости воды и концентрацииизобутилена во фракции, Прн проведении процесса с линейной скоростьюводы более 10 м/ч высокую конверсию(около 1003)можно получить при объемном соотношении воды и С фракции неменее 8При этом достигается производительность по изобутилену 0,14 кг/лреакционного объема 3,Недостатком даыиого способа является большой расхрд воды нри проведении процесса с высокой производительностью и глубокой степенью извлечения изобутнлена, что влечет за собой высокие расходы энергии и увеличеа 4 е объема оборудоважя.При меньшем соотношении воды и СФракции не достигается высокой степени извлечения иэобутилена беэ снижения производительности процесса.В процессе гидратации при низких соотношениях Фаэ наблюдается накоплениеТБС в зоне реакции. В результате это"го равновесие реакции сдвигается вобратную сторону и резко снижаетсяскорость процесса.Цель изобретения - повышение эф.Фективности процесса, захлючакщеесяв увеличении производительности, сокращении капитальаях затрат и расходовна энергию за счет уменьшения объемоваппаратов и количества циркулирующейв процессе воды.Поставленная цель достигается тем,что в способе очистки С, - углеводородной фракции путем противоточногоконтактирования исходной фракции сводой в колонне в присутствии Формованиого ионитного катализатора, рас.положенного в зоне реакции указаннойколонны, с выводом в виде верхнегопродукта очищенной С 4- углеводородной Фракции и в виде нижнего продукта водного раствора третбутиловогоспирта из зоны реакции выводят Суглеводородную фракцию, содержащую5-50 вес.7. водного раствора третбутилового спирта, и подают на дополнительную очистку с отделением водного раствора третбутилового спиртаи продуктов очистки, которые рециркулируют в зону реакции,На фиг. 1 представлена технологическая схема предлагаемого способа.85934 Способ осуществляют следующим образом.В верховою часть гидрататорапредставляющего собой колонну, заполненную катализатором, подают воду по линии 2 со скоростью 5-30 и/ч, Углеводородную Фракцию по линии 3 подают вниз гидрататора. Катализатор типа КУФНН, представляющий аформованную смесь норовкообразного сульфи роваииого сополимера стирола с дивииилбеизолом и термопластичного материала, или МИФ, получаецийся сувьфвроваинем сформованной смеси сополммера стирола с дивинилбензолом и И термоплаетичного материала, изготовлен в виде гранул различной формы, в частности цилиндриков размером 5 х 10 мм,н одновременно выполняет роль насадки; Скорость подъема углеводо- Ю родмой фракции в слое катализатора составляет 0,0005-0,020 и/с. Изобу" тилак вступает в реакцию с водой на катализаторе с образованием ТБС, который распределяется между водой и углеводородной Фракцией. Углеводородную Фракцию, содержа" щую 5-5 ОХ ТВС, по пинии 4 отбирают из эоны реакции н подают на очистку от ТВС в аппарат 5. Очистку от ТВС осуществляют известыжщ методами " отмывкой, ректификацией и др, Очищенные от ТЕС углеводороды вновь подают в гидрататор в ту же зону по линии 6.35В гндрататоре поддерживают температуру 70-13 ФС и давление, достаточ" кое рдя осуществления реакции в жидкой Фазе. Производительность гидра" татора но иэобутилену достигает 0,12 кг(л реакционного объема, конверсия около 99,98 Х, Очищенную от иэобутилена С 1- углеводородную фракцию отбирают сверху гидрататора по линни 7. Остаточное содержание изобутипеиа составляет не более 0,5 Х.Водный раствор ТБС выводят снизу гидрататора по линии 8 и подают на концентрирование в колонну 9 ректифмкации. Раствор ТБС, выделенный нз С- углеводородной Фракции в аппарате 5, выводят по линии 10 на смещение с концентрированным раствором ТВС, выводимым из аппарата 9 по линии 11.П р и м е р . В гидрататор, пред- ставляющий собой колонну нз стали Х 18 И 10 Т высотой О и и внутренним диаметром 147 мм, загружают 00 л катализатора КУФПП, полученного экстру 3 6эней смеси, состоящей из 30 вес,ч.ипорощкообразного сульфированного сопо."лимера стирала с дивинилбензолом и30 вес.ч, полипропилена. Катализаторимеет статическую обменную емкость2,9 мг-экв/г сухого катализатора.Насыпной вес набухюего катализатора0,35 г/мл.Сверху в гндрататор подают воду слинейной скоростью 17 м/ч в количестве 290 л/ч, а снизу - пиролизную Фрак"цию, содержащую 53 Х нэобутилена, вколичестве 48 л/ч. Температура в гидрататоре 80-82 оС, давление 20 атм.Концентрация нзобутилена во фракциипосле гидрататора 31 Х, конверсия иэо-бутилена 61 Х.Концентрация ТБС в углеводороднойФракции на высоте гищрататора 1,5 м1 Х, 4 м 36 Х и 7 м 28 Х. Углеводо-,родную Фракцию, содержащую 36 Х ТБСвыводят иэ гидрататора иа уровне4 м, направляют в ректификационнуюколонну с числом тарелок 15. РектнФмкацню ведут с Фпегмовым числом0,5. Углеводородную фракцию послеректификации, содержащую 0,5 Х ТБС,вводят в гидрататор на уровне 4 м.Очищенная от иэобутилена Фракция после гндрататора содержит 0,5 Х нзобу.тилена,Водный Раствор ТВС с нижней частигндрататора подают на концентрирование в ректификацнонную колонну счислом тарелок 39. Ректифмкацию ведут с флегмовым числом 1-1,5. Получают ТЕС концентрацией 85 Х, Послесмещения раствора с ТВС, выделенююмна углеводородной Фракции, концентрация его составляет 97 Х.П .р н и е р 2 В гидрататор загружают катализатор КУФНП, как впримере 1. Сверху подают воду соскоростью 14 и/ч в количестве 240 л/чснизу - изобутан-иэобутилеиовую фракцию, содержащую 40,3 Х иэобутилена,в количестве 40 л/ч. Объемное соот-.ноаеюее вода : углеводородная фракция равно 6. Температура в гидрататоре 81 С, давление 20 атм. Концентрация иэобутилеиа во Фракциипосле гидратацни 3-5 Х, конверсия изобутнлена 93,6-96,2 Х. Концентрация ТВС в С 1 - углеводородной фракции на высоте гидрататора 1,5 м 8 Х, 3 м 5 Х и 5 м 2 Х. Углеводородную фракцию, содержащую 5 Х ТБС, выводят иэ гидрататора, ох59343 8вводят в гидрататор на уровне 4 м.Очищенную углеводородную фракцию вы-.водят из .верхней части гидрататорас содержанием О,ЗХ изобутилена.Водный раствор ТБС после гидрататора концентрируют до содержания 88 Хи добавляют к нему ТБС, выделенный изуглеводородной фракции. КонцентрацияТБС составляет 95 Х.1 о П р и м е р 4., В гидрататор, заполненный катализатором КУФПП, подают сверху воду со скоростью 18 м/ч ,в количестве 310 л/ч, снизу - пиролизную фракцию, содержащую 62,5 Х изо 1 з бутилена, в количестве 48 л/ч. Объемное соотношение врда:углеводороднаяфракция составляет 6,5.Температурав гидрататоре 80 О С, давление 20 атм,Концентрация иэобутилена во фракции 2 О после гидратации 20 Х, конверсия изобутилена 83 Х.Концентрация ТБС в углеводороднойфракции на высотегидрататора 1,5 м31 Х, 4 м 50 Х и 7 м 24 Х. Подачеводы,обесле,чивещщаату жеконверсиючто н свыводомТВС, л/ч Подачаводы,л/ч а к Соотношефез Производительность,кг СНд ример и реакц.объем ч ной очищенной Вез вы., водаТБС 00,092 31 э 0 4 С выводокТВС б 90 0,1521 0,5 7 8паждают до 20-ЗОоС и направляют вскруббер диаметром 80 мм, высотой1500 мм, заполненный кольцами Рашига.Отмывку ведут при соотношении вода:углеводородная фракция 3:1 по весу.После отмывки содержание ТБС во фракции составляет 0,4 вес.Х. Освобож,ценную от ТБС фракцию возвращают вгидрататор на уровне 3 м,Водный раствор ТБС с нижней частигидрататора вместе с промывной водойподают на концентрирование и получают ТБС с концентрацией 88 Х.Очищенную от изобутилена фракциювыводят из верхней части гидрататорас содержанием 0,2 Х изобутилена.П р и м е р 3. В гидрататор загружают катализатор КУФПП, как впримере 1. Сверху подают водусо скоростью 17 м/ч в количестве 290 л/ч,снизу - пиролиэную фракцию, содержащую 45 Х иэобутилена, в количестве40 л/ч, Объемное соотношение вода1 углеводородная фракция равно 7, Температура в гидрататоре 85 оС, давление 21 атм. Концентрация изобутиленав очищенной фракции 5-7 Х, конверсияизобутилена 90,9-93,6 Х.Концентрация ТБС в углеводороднойфракции на высоте гидрататора 1,5 м15 Х, 4 м ЗОХ и 7 м 9 Х Углеводородную фракцию выводят из гидрататора ссодержанием ТБС ЗОХ и направляют вректификационную колонну,как в примере 1. Углеводородная фракция послеректификации содержит 0,4 Х ТБС. Ее 25Углеводородную фракцию, содержа"щую 50 Х ТБС, выводят из гидрататераи направляют на ректификацию, какв примере 1. Освобожденную от ТБСЗО фракцию, содержащую 0,5 Х ТБС, возвращают в гидрататорПосле гидратации очищенная от иэобутилена фракция.содержит О,ОЗХ изобутилена, концентрация ТБС 94 Х.э Результаты проведенных испытанийпредставлены в таблице. вржанкв ызобу- Еонверси ене, ввс Л во изобутил фракции ма,весЛ10 859343 Продолжение таба. юмвеввЮ ы еКонверсияиеобутилма,вас.Х ржание иеобу иав ес е Х арво1 фракции Проиэводительно скг Суй Пода воды а реакц. обэем ч Везвывода ТВС 40 0,093- 40 О,О 89,Э ; 99,629 О О, 108 таблиособ чт выводят С 4.- углеводород содержащую 5-50 вес.Х во ра третбутилового спирта на дополнительную очистк нием водного раствора тр спирта и продуктов очист рециркулируют в зону реа предла леводо а позв и ную фракцию, диого раств ,и подают у с отделе- етбутиловог С,-у утиле истк оляет3 ость проце и, коткции Формул обретени Способ очистки С- фракции от изобутилен точного контактировани ции с водой в колонне формованного ионитног расположенного в зоне ной колоннЫ, с выводо него продукта очищенндородной фракции и в продукта водного рас лового спирта, о т л ,. с я тем, что, с цель фективности процесса,еводородной инф рмации,ри экспертиедьство ССС/011975. путем противо я исходной фра в присутствии ание свид 07 С катализа а,анреакции в виде й С 4- у свидетельство СССР 642/23-04, 1976 е нижнег третб е вор 50 3. Авторское9 2481599/23-04 977(прототип) . видетельство ССС кл. С 07 С 7/01. и ношения эф зоны реа ной фракции от и повысить эффекти Источни принятые во вни859343 оставитель Л.Бобровсхред Т.Маточка М. Митро ед аказ 7464/3 ВН