СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОТОКА БУТАДИЕНА УДАЛЕНИЕМ ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ, ОБРАЗОВАВШИХСЯ НА СТАДИИ ИЗБИРАТЕЛЬНОЙ ГИДРОГЕНИЗАЦИИ ПРИМЕСЕЙ Российский патент 2006 года по МПК C07C11/167 C07C7/167 

Область техники, к которой относится изобретение

Область техники, к которой относится изобретение, касается удаления высокомолекулярных побочных продуктов реакции избирательной гидрогенизации из выходящего из зоны реакции потока.

Уровень техники

Способы получения, выделения и очистки бутадиена известны, а сам бутадиен применяется в производстве синтетической резины. Неочищенный бутадиен получают при термическом и каталитическом крекинге углеводородов. При получении неочищенного бутадиена также образуются нежелательные побочные продукты, например этилацетилен и винилацетилен. Взрывоопасная природа ацетиленов и тенденция к образованию и отложению полимеров требует особых предосторожностей при работе с углеводородами, содержащими ацетилен. Кроме того, когда обогащенный бутадиеном поток применяется для получения синтетической резины, присутствие ацетилена очень нежелательно и он должен быть удален. Для того чтобы свести к минимуму трудности, вызванные присутствием ацетиленов, неочищенный бутадиен подвергают избирательной гидрогенизации в специальной реакционной зоне, в которой ацетилен превращается в диолефины. Однако при избирательной гидрогенизации ацетилена образуются следовые количества тяжелых побочных продуктов, которые обычно называют полимерами или "зеленым маслом". В конструктивно независимых способах избирательной гидрогенизации ацетиленов образующееся зеленое масло удаляют из получаемого бутадиена с помощью фракционной колонки, снабженной всем стандартным оборудованием, включая кипятильник-ребойлер, верхний конденсатор с приемником и насос для подачи оросителя.

В US-A-4,049,742 описан способ, в котором 1,3-бутадиен выделяют с помощью селективного растворителя из смеси С₄-углеводородов, содержащей 1,3-бутадиен, углеводороды, более растворимые в селективном растворителе, чем 1,3-бутадиен, включая ацетилены и возможно 1,2-бутадиен и С₅-углеводороды, и углеводороды, менее растворимые в селективном растворителе, чем 1,3-бутадиен. Неочищенную смесь С₄-углеводородов разделяют с помощью одной или нескольких экстрактивных дистилляционных зон на дистиллят, содержащий менее растворимые углеводороды, фракцию, состоящую из 1,3-бутадиена, и фракцию, содержащую более растворимые углеводороды, включая высшие ацетилены и 1,3-бутадиен.

В соответствии с настоящим изобретением было обнаружено, что, когда при избирательной гидрогенизации выходящий из зоны реакции поток жидкости, содержащий неочищенный бутадиен и следовые количества побочных продуктов, подвергается испарению при подготовке к последующему процессу экстракции бутадиена в селективном растворителе, то можно выделить фракцию, обогащенную тяжелыми побочными продуктами реакции. В настоящем изобретении применяется испаритель, содержащий фракционную зону, которая орошается технологическим жидким рафинатом из зоны экстрагирования растворителем.

Сущность изобретения

Было обнаружено, что усовершенствованный способ устранения тяжелых побочных продуктов реакции избирательной гидрогенизации из выходящего из зоны реакции потока может быть достигнут введением этого выходящего потока в испаритель для экстракции бутадиена, содержащий фракционную зону, которая орошается потоком рафината из зоны экстракции бутадиена. При этом образуется паровая фаза, содержащая бутадиен с пониженной концентрацией тяжелых побочных продуктов, и концентрированная жидкая фаза, содержащая тяжелые побочные продукты реакции.

Одно из воплощений настоящего изобретения относится к способу удаления тяжелых побочных продуктов реакции избирательной гидрогенизации из выходящего из зоны реакции потока, содержащего бутадиен и следовые количества тяжелых побочных продуктов, который включает: (а) подачу выходящего потока из зоны реакции избирательной гидрогенизации в испаритель для экстракции бутадиена, содержащий фракционную зону; (b) орошение фракционной зоны потоком рафината из зоны экстракции бутадиена; (с) отведение паровой фазы, содержащей бутадиен с пониженной концентрацией тяжелых побочных продуктов, из испарителя; (d) отведение и выделение концентрированной жидкой фазы, содержащей тяжелые побочные продукты реакции, из испарителя; (е) подачу паровой фазы, содержащей бутадиен, в зону экстракции бутадиена.

Другие воплощения настоящего изобретения охватывают другие аспекты, такие как устройство и режим работы фракционной зоны.

Краткое описание фигуры

Фигура представляет собой упрощенную схему технологических операций предпочтительного воплощения изобретения. Фигура предназначена для схематической иллюстрации настоящего изобретения, а не для его ограничения.

Подробное раскрытие изобретения

Исходным материалом для способа настоящего изобретения является выходящий поток из зоны реакции избирательной гидрогенизации, содержащий бутадиен и следовые количества тяжелых побочных продуктов. Исходный материал вводится в испаритель для экстракции бутадиена, содержащий фракционную зону. Испаритель для экстракции бутадиена предпочтительно снабжен кипятильником-ребойлером, а фракционная зона предпочтительно содержит от 3 до 7 теоретических тарелок. Испаритель предпочтительно работает в условиях, включающих температуру от 27 до 93°С и давление от 375 до 790 кПа.

Фракционная зона может состоять из любых подходящих элементов, таких как неупорядоченные насадки или любые известные ректификационные тарелки. В соответствии с настоящим изобретением фракционная зона предпочтительно содержит ректификационные тарелки. Фракционная зона предпочтительно работает при молярном коэффициенте орошения от 0,01 до 0,02, а концентрированная жидкая фаза, содержащая тяжелые побочные продукты, отводится и предпочтительно выделяется в количестве менее 0,5% от веса исходного материала.

Подробное описание фигуры

На фигуре способ настоящего изобретения раскрывается с помощью упрощенной схемы технологических операций, на которой такое оборудование, как насосы, приборы, контуры теплообмена и теплоотвода, компрессоры и подобное оборудование не приводятся как несущественные для понимания метода. Применение такого рода оборудования находится в компетенции специалистов в данной области.

Обратимся теперь к чертежу. Исходный поток неочищенных С₄-углеводородов и водорода поступает в процесс по линии 1 и попадает в зону избирательной гидрогенизации 2. Выходящий из зоны избирательной гидрогенизации 2 поток с пониженной концентрацией ацетиленовых соединений идет по линии 3 и поступает в испаритель для экстракции бутадиена 4, снабженный фракционной зоной 5. Поток рафината из зоны экстракции бутадиена подается в испаритель для экстракции бутадиена 4 по линии 6. Кубовая жидкость отводится из испарителя для экстракции бутадиена 4 по линии 8, а часть ее по линии 10 поступает в теплообменник 11. Нагретая жидкость выходит из теплообменника 11 по линии 12 и поступает в испаритель для экстракции бутадиена 4. По меньшей мере еще одна часть кубовой жидкости, проходящей по линии 8, выходит по линии 9 и поступает на утилизацию. Содержащая бутадиен паровая фаза с пониженной концентрацией тяжелых побочных продуктов отводится из испарителя для экстракции бутадиена 4 по линии 7 и поступает в зону экстракции бутадиена.

Далее способ настоящего изобретения раскрывается на следующем примере. Этот пример, однако, не имеет целью неоправданное ограничение способа изобретения, а служит лишь для иллюстрации преимуществ вышеописанного способа. Приведенные данные должны рассматриваться как вероятные и удовлетворительно раскрывающие ожидаемую эффективность изобретения.

Пример

Исходный поток неочищенных С₄-углеводородов в количестве и с характеристиками, приведенными в табл.1, поступает в зону избирательной гидрогенизации, содержащую катализатор избирательной гидрогенизации, содержащий медь. Исходный поток водорода также поступает в зону избирательной гидрогенизации со скоростью 11 кг/ч. Выходящий из зоны избирательной гидрогенизации поток поступает в испаритель для экстракции бутадиена, снабженный фракционной зоной. Фракционная зона орошается жидким рафинатом из зоны экстракции бутадиена в количестве и с характеристиками, приведенными в табл.1. Поток испаряющегося дистиллята в количестве 21882 кг/ч, характеристики которого приведены в табл.1, отводится из испарителя для экстракции бутадиена и поступает в зону экстракции бутадиена. Кубовая жидкость, содержащая тяжелые полимерные соединения, отводится из испарителя для экстракции бутадиена в количестве 54 кг/ч и поступает на утилизацию.

Таблица 1
Баланс по массе (кг/ч)КомпонентИсходный неочищ. С₄Исходный водородПоток рафината в испарительДистиллят из испарителяКубовая жидкость из испарителяВодород 11 1,6 Пропан2,2  2,2 Пропен6,5  15,6 Пропадиен6,5  6,5 Метил-ацетилен8,7  0,02 i-Бутан136,4 4,51450,1n-Бутан482,9 15,6503,21,01-Бутен3402,2 112,03604,75,3i-Бутен3989,1 127,54107,35,3цис-2-Бутен913,9 29,2939,42,8Транс-2-Бутен1124 35,911562,71,3-Бутадиен11317,6  11367,818,41,2-Бутадиен6,5 0,26,7 Этилацетилен45,5  0,04 Винилацетилен132,1  0,01 С₅+26  25,40,6Зеленое масло   0,317,4Итого, кг/ч21600113252188254

Предшествующее описание, фигура и пример четко раскрывают преимущества, присущие способу настоящего изобретения, и получаемые при его применении выгоды.

Изобретение относится к технологии выделения и очистки бутадиена, получаемого термокрекингом углеводородов, с последующим удалением тяжелых побочных продуктов из неочищенного потока бутадиена после избирательной гидрогенизации нежелательных примесей. Поток, выходящий из зоны реакции избирательной гидрогенизации, подают в испаритель для экстракции бутадиена, содержащий фракционную зону, которую орошают потоком рафината из зоны экстракции бутадиена. Из испарителя отводят паровую фазу, содержащую бутадиен с пониженной концентрацией тяжелых побочных продуктов, удаляют и направляют на стадию выделения концентрированную жидкую фазу, содержащую тяжелые побочные продукты реакции. Паровую фазу, содержащую бутадиен, возвращают в зону экстракции бутадиена. Фракционная зона содержит от 3 до 7 теоретических тарелок. В испарителе поддерживают температуру от 27 до 93°С и давление от 375 до 790 кПа. Технический результат - усовершенствование технологии получения очищенного бутадиена. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ удаления тяжелых побочных продуктов реакции избирательной гидрогенизации из выходящего из зоны реакции потока, содержащего бутадиен и следовые количества тяжелых побочных продуктов, включающий:

(a) подачу выходящего потока из зоны реакции избирательной гидрогенизации в испаритель для экстракции бутадиена, содержащий фракционную зону;

(b) орошение фракционной зоны потоком рафината из зоны экстракции бутадиена;

(c) отведение паровой фазы, содержащей бутадиен с пониженной концентрацией тяжелых побочных продуктов, из испарителя;

(d) отведение и выделение концентрированной жидкой фазы, содержащей тяжелые побочные продукты реакции, из испарителя;

(e) введение паровой фазы, содержащей бутадиен, в зону экстракции бутадиена.