Способ разделения углеводородов с4-с5 разной степени насыщенности

О П-И С -А Н"И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихреспублик(23) Приоритет СССР Опубликовано 05.05.80. Бюллетень 17Дата опубликования описания 07,05,80 по долам иэооретеиий и открытий(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ С -С РАЗНОЙ СТЕПЕНИ НАСЫЩЕННОСТИ 4 5.Изобретение относится к способам разделения углеводородов С 4-С разной степе 5ни насыщенности путем экстрактивной ректификации в присутствии полярных органических экстрагентов и может найти ши 5 рокое применение в промышленности синтетического каучука, в производстве основных мономеров - бутадиена и изопрена Известен способ выделения диолефинов экстрактивной ректификацией с подачей в1 О колонну экстрактивной ректификации углеводородного рецикла 11, Инертный растворитель (углеводородный рецикл) подают В жидкой фазе В колонну экстрактивной15 ректификации, затем в составе насыщенного экстрагента направляют в десорбер, где Отделяют диолефины, и в дополнительный десорбер, где отделяют от экстрагента инертный растворитель, конденсируют и возвращают в жидкой фазе в колонну экстрактивной ректификации.В качестве инертного растворителя используют углеводород, имеющий, по краь ней мере, на один атом углерода больше,чем выделяемые диолефнны, напрнмергексан, гептан. В результате разбавлениякубового продукта колонны экстрактивнойректификации и снижения температуры кипения в кубе колонны существенно снижается термополимеризация диолефинов,Недостатком такого способа является введение специального инертного растворителя, что приводит к необходимости установки дополнительной колонны для его рекуперацип из экстрагента и отрццател 1но сказывается на технико-экономических показателях процесса,По технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу наиболее близок способ выделения углеводородов С -С разной степени насыщен 5ности путем экстрактивной ректификации в тарельчатой колонне с выделением в виде дистиллата алкан-алкеновой фракции и кубового продукта, который направляют в среднюю часть десорбера с выделением732 226 в виде верхнего продукта алкадиенов, нижнег о продукта-экстрагента, возвращаемогона экстрактивную ректификацию, и бокового продукта - углеводородного потока, который отбирают выше места ввода кубового продукта и подают на стадию экстрактивной ректификации,Углеводородный ноток содержит 1015 вес.% циклогексана и 85-90 вес.%диолефинов; его отбирают в паровой фазе Ов виде бокового продукта из зоны, расположенной на 5-1 О тарелок выше меставвода насыщенного экстрагента в десорбер, конденсируют и возвращают в кипятилыик колонны в. жидкой фазе.15Недостатками способа являются накопление алкенов в контуре: куб колонны экстрактивной ректификации - десорбер, чтоснижает эффективность разделения, а также высокий расход пара в кипятильниках 20колонны акстрактивной ректификации из-заподачи углеводородного потока в жидкойфазе.Целью изобретения является повышениестепени разделения,25Цель достигается способом разделенпяуглеводородов С 4 -С разной степени насьпценности путем экстрактивной ректифцкации в тарельчатой колонне с выделениемв виде дистиллата алкан-алкеновой фракции и кубового продукта, который направляют в среднюю часть десорбера с выделением в вице верхнего продукта алкадиенов, нижнего продукта-экстрагента, возвращаемого на экстрактивную ректификацию, и бокового продукта углеводородногопотока, который отбирают выше меставвода кубового продукта и в паровой фазеподают между точкой ввода исходного сырья и точкой отбора кубового продукта тарельчатой колонны.Отличительным признаком способа является подача углеводородного потока впаровой фазе между точкой ввода исходного сырья и точкой отбора кубового продукта тарельчатой колонны. Предложенный способ дает возможность существенно повысить концентрацию выделяемого алкадиена, увеличив таким обра 50 зом эффективность агрегата экстрактивной ректификации в целом.Кроме того, подача рецикловой углеводородной фракции в паровой фазе позвсьляет 1 0-20% тепла подвести за счет го 55 рячей воды, образующейся в избытке на стадии дегидрирования алканов с разбавлением водяным паром, Это соответстенно дает возможность сберечь 10-20% па 4ра или 3-6 т/ч при мощности установкизкстрактивной ректификяцпи 110 тыс.тнзопрена в год,Предлагаемый способ разделения можетбыть осуществлен по технологической схеме, изображенной на чертеже,Ллкап-алкен-алкадиеновая фракция полинии 1 поступает в колонну 2 экстрактивной ректификации. С верха этой колонны отбирают по линии 3 алкан-алкеновуюфракцию. Из куба колонны 2 по линии 4выводят насыщенный экстрагент и подаютв десорбционную колонну 5, С верха этойколонны по линии 6 отбирают десорбированные алкадиены, а экстрагент по линии 7направляют на орошение колонны 2,Из колонны 5 по линии 8 в паровой фазе отбирают углеводородный поток, конденсируют в аппарате 9, насосом подаютв испаритель 1 0 и затем в паровой фазена 1-40 тарелку колонны 2,П р и м е р 1 (по известному способу).Изоамилен-изопреновую фракцию дегидрирования изоамиленов подвергают разделению экстрактнвной ректификацией с диметилформамидом по схеме, аналогичнойприведенной на чертеже, по углеводородный рецикл, отбираемый из десорбционнойколонны, конденсируют и в жидкой фазеподают в кипятильник колонны экстрактивной ректификации, имеющей 120 колпачковых тарелок, Давление в верху колонны1,1 кг/см, температура 37 С, Температура в кубе этой колонны 90 С, давле-,ние 21 кг/см . Исходную фракцию подают в количестве 100 кг/ч, флегму269 кг/ч, экстрагент 810 кг/ч. С верха колонны отбирают изоамиленовую фракцию в количестве 68 6 кг/ч, В кубколонны экстрактивной ректификации подают 153,6 кг/ч рецикловой углеводороднойфракции, а из куба отбирают 995 кг/ч ненасыщенного экстрагента. Насыщенный экстрагент подают в десорбиионную колонну, имеющую 65 тарелок, на 30 тарелку, Лавл ение в верху этой колонны 1,1 кг/см, температураа 2 38 СДавление в кубе 1,3 кг/см, темопература 158 С, С верха колонны отбирают 31,4 кг/ч изопрена-сырца, а из куба выводят 810 кг/ч десорбированного экстрагента, На пять тарелок выше места подачи насыщенного экстрагента в паровой фазе отбирают углеводородную рецикловую фракцию в количестве 153,6 кг/ч и после конденсации в жидкой фазе подают5 732226 6в куб колонны экстрактивной ректифика- лонны экстрактивиой ректификапии 86, 2 кг/ч дии. Состав продуктов разделения дан в или 2,74 т на 1 т выделенного иэопреиатабл, 1, Расход пара в кипятильнике ко- сырца. Таблица 1 7,0035 0,01 34 2 0,00 2-Пентин 0,005 013 7 732226 8П р и м е р 2. Процесс проводят, углеводородной фракции работает при как в примере 1, но рецикловую углево С и обогревается горячей водой. дородную фракцию подают в паровой фазе Расход пара в кипятильнике экстракна 3 тарелку от куба колонны экстрактив- тивной ректификации 56 кг/ч или ной ректификации. Температурный режим Б 1,77 т на 1 т выделенного изопреи материальный баланс процесса те же, на-сырца. Состав продуктов разделения что в примере 1, Испаритель рецикловой приведен в табл. 2.Таблица 2732226 0 Продолжение табл, 2 Углеводороды С 0,20 0,64 0,64 Диметилформамид 81,4 0,50 Таблица 3 Как видно из табл. 1 и 2, концентрация изопрена (при подаче углеводородногорецикла в паровой фазе на 3 тарелку откуба) возрастает на 2 абс,% при сокращении расхода пара на 35,6%. 2 ОП р и м е р 3, (по известному способу).Изоамилен-изопреновую и изоамиленовуюфракции подвергают разделению экстрактивной ректификацией с М -метилпирролидоном, содержащим 5% воды, по схемепримера 1 на тех же колоннах. Режим колонны экстрактивной ректификации тот же,что и в примере 1,Изоамилен-изопреновую фракцию нодлзоют в количестве 90 кг/ч, а изоамиленовую - 45 кг/ч. флегмы используют288 кг/ч, экстрагента - 865 кг/ч. Сверха колонны отбирают 103,2 кг/ч изоамиленов. В куб колонны экстрактивнойректификации подают 164,5 кг/ч рецикловой углеводородной фракции, а из кубаотбирают 1061 кг/ч насыщенного экстрагента, Последний направляют в десорбционную колонну, имеющую 65тарелок, на4030 тарелку. Давление в верху колонны1,1 кг/см, температура 38 С. Давление2. оов кубе 1,3 кг/см, температура 145 С. Углеводороды С,070 061 Изопентан 1,90 12,00 11,34 С верха колонны отбирают 31,8 кг/чизопрена-сырца, Из куба выводят 865 кг/чдесорбированного.экстрагента. На пятьтарелок выше места подачи насыщенногоэкстрагента в паровой фазе отбирают углеводородную рецикловую фракцию в количестве 164,5 кг/ч и после конденсациив жидкой фазе подают в куб колонны экстрактивной ректификации. Состав продуг;тов разделения дан в табл. 3,Расход пара в кипятильнике колонныэкстрактивной ректификацип 96,8 кг/чили 3,04 т на 1 т выделенного изопрена-сырца.П р и м е р 4. Процесс проводят,как в примере 3, но рецикловую углеводородную фракцию подают в паровой фазена 40 тарелку от куба колонны экстрактивной ректификации. Температурный режим и материальный баланс процесса теже, что в примере 3, Испарптель рецикловой углеводородной фракции работает прио74 С, и обогревается горячей водой, получаемой при дегидрировании изоамиленов.Расход пара в кипятильнике экстрактивнойректификации 62 кг/ч или 1,95 т на 1 твыделенного изопрена-сырца, Состав продуктов разделения приведен в табл, 3.732226 П родоли ение та 3-Метил-бутен 5,40 3,40 5,35 и-Пентан 0,10 0,10 0,09 1 Пентан 3,30 2,00 3,19 2-Метил-бутен 212 1308 2074 6,50 3,88 6,24 2-Пентен 0,10 0,087 2,5 52,70 32,79 51 у 36 9,0 7,0 3 ф 5 6,40 28,0 1,00 76,4 78,4 81,9 82,9 0,018 0,01 0,002 0,005 12,30 2,1 3,30 Циклопента 1,13 0,40 диен 0,001 0,10 1-Пентин 0,012 0,01 0,01 2-Пентин 1129 1,129 1,1 0,20 0,4 0,4аеЮ 0,490 103,2 31,8 31,8 1,4-Пентадивн 2-М етил-бутен Изопрен 2-Б утин 3-М етил-бутин 1, 3-Пенчадиен 2-Метил- -бутен-ин УглеаодородыС Йимети- лформами 0,020,005 0,02 0,018 0,02 0,002 0,002 0,002 12,0 12,30 12,0 11 113 110 001 0 001 0 001 0,03 0,003 0,003 0,003 0,01273 Р 2 Как винно из составов изопрена-сырца, приведенных в табл, 3, концентрация изопрена при подаче углеводородной рецикловой фракции в паровой фазе на 40 тарелку от куба повышается на 5 або,% при сокращении расхода пара на 35,8%. формула изобретения Способ разделения углеводородов С 4-С 1 О разной степени насыщенности путем экстрактивной ректификации в тарельчатой колонне с выделением в виде дистиллата алкан-алкеновой фракции и кубового продукта, который направляют в среднюю часть десорбера с выделением в виде верхнего продукта алкадиенов, нижнего продуктаэкстрагента, который возврашают на эксч 26 14рактивную ректификацию и бокового продукта - углеводородного потока, которыйотбирают выше места ввода кубового продукта и подают на стадию экстрактивнойректификации, о т л и ч а ю щ и й с я.тем, что, с целью повышения степени разделения, углеводородный поток в паровойфазе подают между точкой ввода исходного сырья и точкой отбора кубового продукта тарельчатой колонны.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент СЙА Хо 2993841,кл. 260-681.5, опублик. 1961,2. Технологический регламент для промышленного проектирования производстваизопрена из изопентана,т, 4, п/яВ, Ярославль, 1968 (прототип),