СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ C УГЛЕВОДОРОДНЫХ ФРАКЦИЙ Российский патент 2006 года по МПК C07C7/08 

Изобретение относится к области нефтехимии, конкретно к разделению С₄ углеводородных фракций экстрактивной ректификацией, и может быть использовано в промышленности синтетического каучука.

Известен способ разделения бутан-бутеновой фракции методом экстрактивной ректификации с использованием в качестве экстрагента ацетона или ацетонитрила (П.А.Кирпичников, В.В.Береснев, Л.М.Попова "Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука". Л., "Химия", 1986, стр.14-16). На разделение подается бутан-бутеновая фракция, выделенная из контактного газа первой стадии дегидрирования бутана, и рецикловая бутен-бутадиеновая фракция.

Способ предназначен для разделения С₄ углеводородных фракций с низким содержанием изобутилена и направлен на получение бутадиена-1,3.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разделения С₄ углеводородных фракций каталитического крекинга, которые характеризуются практическим отсутствием бутадиена и сравнительно низким содержанием изобутилена (12-16% масс.), или С₄ углеводородных фракций пиролиза бензина, содержащих до 45% масс. бутадиена, путем экстрактивной ректификации (С.Ю.Павлов "Выделение и очистка мономеров для синтетического каучука". Л., "Химия", 1987, стр.167-170).

Недостатком описанного способа является неполное извлечение бутанов из разделяемых фракций, что отрицательно сказывается на их дальнейшей переработке. Кроме того, способ позволяет осуществлять разделение или пиролизных или крекинговых фракций, и не предназначен для переработки фракций, имеющих различный состав.

Задачей изобретения является разработка способа, позволяющего разделять С₄ углеводородные фракции различного состава с достижением высокой степени разделения.

Поставленная задача решается разработкой способа разделения С₄ углеводородных фракций, полученных в результате крекинга и/или пиролиза углеводородного сырья, путем ректификации в присутствии экстрагента аминного типа, при этом на ректификацию дополнительно подают бутилен-изобутиленовую фракцию, полученную в результате изомеризации бутиленов в изобутилен и содержащую 30-70% масс. бутиленов, 25-65% масс. изобутилена и 3-8% масс. бутанов, при этом массовое соотношение смесь фракций углеводородов С₄: бутилен-изобутиленовая фракция выдерживают равным 1:3-7.

Отличием предлагаемого способа от наиболее близкого является то, что на разделение С₄ углеводородных фракций дополнительно подают полученную в результате изомеризации бутиленов в изобутилен фракцию, содержащую 30-70% масс. бутиленов, 25-65% масс. изобутилена и 3-8% масс. бутанов, выдерживая массовое соотношение фракция углеводородов С₄: бутилен-изобутиленовая фракция, равным 1:3-7.

Ректификация может осуществляться в присутствии экстрагента, содержащего, например, ацетонитрил, диметилформамид, диметилацетамид и др.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

С₄ углеводородную фракцию, полученную в результате крекинга и/или пиролиза углеводородного сырья, и бутилен-изобутиленовую фракцию, полученную в результате изомеризации бутиленов в изобутилен и содержащую 30-70% масс. бутиленов, 25-65% масс. изобутилена и 3-8% масс. бутанов, подают в колонну экстрактивной ректификации. Массовое соотношение фракция углеводородов С₄: бутилен-изобутиленовая фракция выдерживают равным 1:3-7. В колонне экстрактивной ректификации в присутствии экстрагента аминного типа происходит разделение углеводородных фракций на бутан-изобутановую и бутилен-изобутиленовую фракции. С верха колонны экстрактивной ректификации отбирают пары бутан-изобутановой фракции, которые после конденсации направляют на отмывку от экстрагента и дальнейшую переработку. Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации направляют в колонну десорбции. С целью снижения количества технологического оборудования кубовая часть колонны экстрактивной ректификации может быть соединена с колонной десорбции. В десорбционной колонне происходит выделение бутилен-изобутиленовой фракции из экстрагента. С верха колонны десорбции отбирают пары бутилен-изобутиленовой фракции, которые после конденсации направляют на отмывку от экстрагента и дальнейшую переработку.

Осуществление способа разделения С₄ углеводородных фракций иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1

С₄ углеводородную фракцию, полученную в результате крекинга углеводородного сырья, имеющую состав, % масс.: углеводороды С₃ - 2,61, ∑ бутанов - 31,85, бутилены - 23,72, изобутилен - 41,82, и фракцию, полученную в результате изомеризации бутиленов в изобутилен, содержащую % масс.: углеводороды С₃ - 2,01, бутилены - 55,23, изобутилен - 39,48, ∑ бутанов (бутан+изобутан) - 3,28, подают в колонну экстрактивной ректификации, куда в качестве экстрагента подают 10%-ный водный раствор ацетонитрила. Массовое соотношение фракция углеводородов С₄: бутилен-изобутиленовая фракция выдерживают равным 1:3.

С верха колонны экстрактивной ректификации отбирают пары бутан-изобутановой фракции, которые после конденсации направляют на отмывку от экстрагента и дальнейшую переработку, следующего состава, % масс.: углеводороды С₃ - 1,95, ∑ бутанов (бутан+изобутан) - 97,05, бутилены - 0,4, изобутилен - 0,6.

Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации направляют в колонну десорбции. С верха колонны десорбции отбирают пары бутилен-изобутиленовой фракции, которые после конденсации направляют на отмывку от экстрагента и дальнейшую переработку, следующего состава,% масс.: ∑ бутанов - 0,45, бутилены - 51,74, изобутилен - 47,81.

Пример 2

С₄ углеводородную фракцию, полученную в результате пиролиза углеводородного сырья, имеющую состав, % масс.: углеводороды С₃ - 1,51, ∑ бутанов - 36,18, бутадиен-1,3 - 1,0, бутилены - 30,54, изобутилен - 30,77, и фракцию, полученную в результате изомеризации бутиленов в изобутилен, содержащую% масс.: углеводороды С₃ - 2,01, бутилены - 30,53, изобутилен - 59,46, ∑ бутанов (бутан+изобутан) - 8,0, подают в колонну экстрактивной ректификации, куда в качестве экстрагента подают 8%-ный водный раствор ацетонитрила. Массовое соотношение фракция углеводородов С₄: бутилен-изобутиленовая фракция выдерживают равным 1:7.

С верха колонны экстрактивной ректификации отбирают пары бутан-изобутановой фракции, которые после конденсации направляют на отмывку от экстрагента и дальнейшую переработку, следующего состава, % масс.: углеводороды С₃ - 1,95, ∑ бутанов (бутан+изобутан) - 97,05, бутилены - 0,3, изобутилен - 0,7.

Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации направляют в колонну десорбции. С верха колонны десорбции отбирают пары бутилен-изобутиленовой фракции, которые после конденсации направляют на отмывку от экстрагента и дальнейшую переработку, следующего состава, % масс.: ∑ бутанов - 2,45, бутилены - 49,74, изобутилен - 47,81, бутадиен-1,3-1,0.

Пример 3

С₄ углеводородную фракцию, полученную в результате крекинга углеводородного сырья, имеющую состав, % масс.: ∑ бутанов - 61,28, бутилены - 23,72, изобутилен - 15,0, C₄ углеводородную фракцию, полученную в результате пиролиза углеводородного сырья, имеющую состав, % масс.: углеводороды С₃ - 1,51, ∑ бутанов - 30,18, бутадиен-1,3 - 0,5, бутилены - 37,04, изобутилен - 30,77, и фракцию, полученную в результате изомеризации бутиленов в изобутилен, содержащую % масс.: углеводороды С₃ - 1,01, бутилены - 69,53, изобутилен - 25,18, ∑бутанов (бутан+изобутан) - 4,28, подают в колонну экстрактивной ректификации, куда в качестве экстрагента подают 10%-ный водный раствор ацетонитрила. Массовое соотношение фракция углеводородов С₄: бутилен-изобутиленовая фракция выдерживают равным 1:5.

С верха колонны экстрактивной ректификации отбирают пары бутан-изобутановой фракции, которые после конденсации направляют на отмывку от экстрагента и дальнейшую переработку, следующего состава, % масс.: углеводороды С₃ - 1,95, ∑ бутанов (бутан+изобутан) - 97,05, бутилены - 0,5, изобутилен - 0,5.

Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации направляют в колонну десорбции. С верха колонны десорбции отбирают пары бутилен-изобутиленовой фракции, которые после конденсации направляют на отмывку от экстрагента и дальнейшую переработку, следующего состава, % масс.: ∑ бутанов - 0,45, бутилены - 51,74, изобутилен - 47,81.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ позволяет разделять С₄ углеводородные фракции различного состава и достичь высокой степени разделения.

Использование: нефтехимия. Сущность: проводят ректификацию С₄ углеводородных фракций, полученных в результате крекинга и/или пиролиза углеводородного сырья в присутствии экстрагента аминного типа, при этом на ректификацию дополнительно подают бутилен-изобутиленовую фракцию, полученную в результате изомеризации бутиленов в изобутилен и содержащую 30-70% масс. бутиленов, 25-65% масс. изобутилена и 3-8% масс. бутанов. При этом массовое соотношение смесь фракций углеводородов С₄ : бутилен-изобутиленовая фракция выдерживают равным 1:3-7. Технический результат: разделение С₄ углеводородных фракций различного состава с достижением высокой степени разделения.

Способ разделения С₄ углеводородных фракций, полученных в результате крекинга и/или пиролиза углеводородного сырья, путем ректификации в присутствии экстрагента аминного типа, отличающийся тем, что на ректификацию дополнительно подают бутилен-изобутиленовую фракцию, полученную в результате изомеризации бутиленов в изобутилен и содержащую 30-70 мас.% бутиленов, 25-65 мас.% изобутилена и 3-8 мас.% бутанов, при этом массовое соотношение смесь фракций углеводородов С₄:бутилен-изобутиленовая фракция выдерживают равным 1:3-7.