СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВЫСОКОКИПЯЩЕЙ ФРАКЦИИ ЭПОКСИДАТА ПРОИЗВОДСТВА ОКИСИ ПРОПИЛЕНА СОВМЕСТНО СО СТИРОЛОМ Российский патент 1999 года по МПК C07D301/32 C07D303/04 

Изобретение относится к производству окиси пропилена совместно со стиролом, в частности, к способу разделения высококипящей фракции, полученной эпоксидированием пропилена гидроперекисью этилбензола, и может быть использовано в процессе получения изопрена и изобутилена.

Известен способ разделения высококипящей фракции эпоксидата путем последовательного выделения под вакуумом легкокипящих продуктов и воды, затем этилбензола, бензальдегида и высококипящих продуктов [Кирпичников Н.А. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука. Л. Химия, 1986, с. 107-109].

Недостатком указанного способа является повышенное образование тяжелокипящих побочных продуктов, высокие энергозатраты и сложность технологической схемы.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ, согласно которому из высококипящей фракции под вакуумом отгоняется на первой по ходу колонне легколетучие, вода и этилбензол, которые затем разделяют на двух колоннах ректификации под давлением, а из кубовой жидкости на следующей колонне отгоняют бензальдегид. [Патент СССР 1740374, 1992]. Данный способ позволяет несколько упростить технологическую схему, снизить образование высококипящих в метилфенилкарбинольной фракции, однако не исключает попадение в этилбензол-возврат окислов железа, которые являются ядом для процесса получения гидроперекиси этилбензола.

Предлагаемый способ лишен указанных недостатков, т.к. позволяет выделить этилбензол-возврат по содержанию ионов железа в соответствии с ГОСТ, исключить из технологической схемы одну из колонн разделения легколетучих и этилбензола, существенно снизить габариты второй колонны, снизить энергозатраты и образование высококипящих побочных продуктов.

Задачей изобретения является получение качественного этилбензола-возврата, снижение энергозатрат и образования высококипящих продуктов, упрощение технологической схемы.

Поставленная задача решается тем, что разделение высококипящей фракции эпоксидата проводят под вакуумом на первой по ходу ректификационной колонне, в которой этилбензол-возврат выделяют боковым отбором, в качестве дистиллата отбирают легколетучую фракцию, которую после конденсации и отделения воды отгоняют под давлением на второй колонне от остатков этилбензола, которые затем возвращаются в питание колонны, а кубовую жидкость первой колонны подают на колонну выделения бензальдегида, а затем на дегидратацию метилфенилкарбинола в стирол.

Как вариант, разделение легколетучих, отогнанных на первой колонне, проводят сначала на двух системах конденсации с отделением воды и возвратом углеводородного конденсата первого конденсатора, а из второго конденсатора на вторую колонну ректификации, где в качестве дистиллята отгоняют фракцию легколетучих, а кубовой жидкостью отбирают этилбезол-возврат.

В состав легколетучей фракции, отгоняемой на первой по ходу, входят в основном бензол, толуол, этанол, вода, а также проскочивший с ними этилбензол.

Значительное количество этих углеводородов отгоняется в виде азеотропа с водой.

Содержание этилбензола в боковом отборе этой колонны достигает 99,8%, а ионов железа не более 0,00001мас.%.

Первая схема выделения легколетучих с одной системой конденсации, которая предусматривает возврат всего проскочившего с ними этилбензола на первую по ходу колонну, обеспечивает получение качественного этилбензола, однако требует некоторого увеличения расхода водяного пара, а вторая менее энергоемка, однако требует постоянного контроля за содержанием железа в возвращаемом этилбензоле, хотя его количество ничтожно мало к общей массе этилбензола-возврата.

Осуществление данной схемы ректификации целесообразно при использовании так называемых регулярных насадок типа фирм "Зульцер", "Нортон" и др., обладающих высоким КПД и низким гидравлическим сопротивлением слоя.

Применение такой насадки с высокой эффективностью разделения позволяет значительно снизить размеры колонны или добиться выделения легколетучих с минимальным содержанием этилбензола в дистилляте.

Расчеты показывают, что для выделения этилбензола-ректификата с содержанием основного вещества 99,9 мас.% и обеспечения содержания этилбензола в кубовой жидкости не более 0,3 мас.% требуется около 50 теоретических тарелок. Применение регулярных насадок, 1 метр которых заменяет примерно 2-2,5 теоретических тарелок, решает проблему размеров колонны.

Колонны оснащены специальными распределительными устройствами.

В связи с образованием целого ряда азеотропов воды с бензолом, толуолом, этилбензолом и др. углеводородов, необходимо тщательное обезвоживание поступающей на разделение тяжелокипящей фракции эпоксидата. Как правило перед ректификацией устанавливается коалесцирующий фильтр, а для исключения попадания механических примесей на насадку и механический фильтр.

По предлагаемому способу (фиг. 1) высококипящая фракция эпоксидата подается по линии 1 в подогреватель 2, объединяется с возвратной фракцией этилбензола, поступающей по линии 19, проходит через механический 4, а затем коалесцирующий фильтр 5 и направляется для разделения в колонну 6.

Дистиллят колонны по линии 7 направляется в конденсаторы 8 и 9, конденсат из которых поступает в емкость 11 для отстоя и отделения воды.

Конденсат - легколетучая фракция углеводородов и увлеченный с ней этилбензол частично подается в верх колонны 6 в качестве флегмы, а частично по линии 10 направляется в колонну 17 для отгонки легколетучих от этилбензольной фракции, которая из куба колонны по линии 19 возвращается на колонну 6.

Кубовая жидкость колонны 6 - метилфенилкарбинольная фракция поступает в теплообменник 2, а затем в вакуумную колонну 23 для отгонки бензальдегидной фракции.

Кубовая жидкость колонны 23 по линии 25 направляется на дегидратацию метилфенилкарбинольной фракции в стирол.

По второму варианту (фиг. 2) легколетучая фракция с колонны 6 по линии 7 направляется в конденсатор 8 в емкость 11, где отбирается отстоявшаяся вода по линии 12, а углеводородный конденсат, содержащий этилбензол, направляется по линии 14 в питание колонны 6.

Несконденсированные в конденсаторе 8 газы направляются в конденсатор 9, конденсат собирается в емкости 15, из которого удаляется отстоявшаяся вода, а углеводородный конденсат насосом 18 частично направляется в колонну 6 по линии 17 в качестве флегмы, а частично направляется в колонну 21 для отгонки легколетучей фракции. В качестве кубовой жидкости выделяется этилбензол-возврат, который объединяется с основным его количеством, выделенным боковым отбором с колонны 6 по линии 19.

Предлагаемый способ позволяет исключить из технологической схемы одну колонну и значительно уменьшить габариты колонны выделения легколетучей фракции, снизить энергозатраты, повысить выпуск стирола, уменьшить образование высококипящих продуктов в метилфенилкарбинольной фракции, а также обеспечить получение возвратного этилбензола, соответствующего ТУ.

Пример 1 (по прототипу). Разделение высококипящей фракции эпоксидата проводится на 4-х ректификационных колоннах.

Фракция эпоксидата в количестве 83300 кг/ч подается на колонну выделения под вакуум легколетучих, воды и этилбензола. Отогнанная фракция конденсируется, из нее отделяется основное количество воды и направляет на 2 колонны для разделения легколетучих и этилбензола под давлением. На первой колонне отгоняются легколетучие, а в качестве кубовой жидкости отбирается этилбензол-возврат, а затем производится доочистка легколетучих от остатков этилбензола, которые отбираются как кубовая жидкость и возвращаются на первую колонну отгонки легколетучих.

Кубовая жидкость первой по ходу колонны поступает на колонну выделения бензальдегида, а затем на дегидратацию метилфенилкарбинола в стирол.

При этом выдерживается технологический режим (см. в конце описания к примеру 1).

Покомпонентный материальный баланс процесса приведен в табл. 1.

Пример 2. По предлагаемому способу разделение высококипящей фракции эпоксидата проводится на 3-х ректификационных колоннах (фиг. 1).

Фракция эпоксидата в количестве 83135 кг/ч подается на колонну 6 выделения под вакуумом легколетучих и воды, а этилбензол-возврат отбирается с глухой тарелки этой колонны по линии 20. В качестве кубовой жидкости отбирается метилфенилкарбинольная фракция, которая после отгонки из нее бензальдегидной фракции под вакуумом на колонне 23 направляется на дегидратацию метилфенилкарбинола в стирол.

Легколетучие и проскочиваший с ними этилбензол - дистиллат колонны 6 конденсируются в апп. 8, в затем в апп. 9, собираются в емкость 11, где удаляется отстоявшаяся вода, и частично направляются в верхнюю часть колонны 6 в виде флегмы, а частично в колонну 17, где отгоняются легколетучие, а кубовая жидкость - этилбензольная фракция возвращается в питание колонны 6.

При этом выдерживается технологический режим (см. в конце описания к примеру 2).

Покомпонентный материальный баланс процесса приведен в табл. 2.

Пример 3. По предлагаемому способу разделение высококипящей фракции эпоксидата проводится на 3-х ректификационных колоннах (фиг. 2).

Фракция эпоксидата в количестве 82905 кг/ч подается на колонну 6 выделения под вакуумом легколетучих и воды, а этилбензол-возврат выводится боковым отбором по линии 19. В качестве кубовой жидкости отбирается метилфенилкарбинольная фракция, которая после отгонки из нее бензальдегидной фракции под вакуумом на колонне 26 направляется на дегидратацию метилфенилкарбинола в стирол.

Легколетучие и проскочиваший с ними этилбензол - дистиллат колонны 6 конденсируются в апп. 8, в затем в апп. 9, и раздельно собираются в емкостях 11 и 15 , где выделяется отстоявшаяся вода. Углеводородный конденсат из емкости 11, обогащенный этилбензолом, возвращается в питание колонны 5, а из емкости 15 частично подается на колонну 6 в качестве флегмы, а частично на колонну 21 для полного отделения легколетучих от остатков проскочившего с колонны 6 этилбензола.

При этом выдерживается технологический режим (см. в конце описания к примеру 3).

Покомпонентный материальный баланс процесса приведен в табл. 3.

Преимущество нового процесса по сравнению с прототипом показано в табл. 4.

Разделение высококипящей фракции эпоксидата проводится на трех ректификационных колоннах. На первой по ходу колонне под вакуумом боковым отбором выделяют этилбензол-возврат, а в качестве дистиллята отбирают легколетучую фракцию, которую после конденсации и отделения воды отгоняют под давлением на второй колонне от остатков этилбензола, который затем возвращают в питание первой колонны, а кубовую жидкость первой колонны подают на колонну выделения бензальдегида, а затем на дегидратацию метилфенилкарбинола в стирол. Как вариант, разделение легколетучей фракции, полученной на первой колонне, проводят сначала на двух системах конденсации с отстоем и выделением воды и возвратом углеводородного конденсата первого конденсатора в питание первой колонны, а конденсат из второго конденсатора подают на вторую колонну ректификации, где в качестве дистиллята отгоняют фракцию легколетучих, а кубовой жидкостью отбирают этилбензол-возврат. Снижаются энергозатраты и образование высококипящих побочных продуктов, упрощается технологическая схема, получают качественный этилбензол-возврат. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл.

1. Способ разделения высококипящей фракции эпоксидата производства окиси пропилена совместно со стиролом путем выделения под вакуумом на первой по ходу ректификационной колонне дистиллята, содержащего легколетучую фракцию, воду, этилбензол, причем легколетучую фракцию после конденсации и отделения воды отгоняют под давлением на второй колонне от остатков этилбензола, которые затем возвращают в питание колонны, а из кубовой жидкости первой колонны на колонне выделения бензальдегида выделяют под вакуумом бензальдегидную фракцию, отличающийся тем, что на стадии разделения высококипящей фракции эпоксидата на первой по ходу ректификационной колонне выделяют боковым отбором этилбензол-возврат. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что разделение легколетучей фракции проводят сначала на двух системах конденсации с отстоем и выделением воды и возвратом углеводородного конденсата первого конденсатора в питание первой по ходу колонны, а из второго конденсатора - на вторую колонну ректификации, где в качестве дистиллята отгоняют фракцию легколетучих, а кубовой жидкостью отбирают этилбензол-возврат.