Способ комплексной переработки побочных продуктов процесса выделения изопрена из фракции C пиролиза Российский патент 2018 года по МПК C07C13/10 C07C9/15 C07C9/18 C10G67/04 C07C7/04 C07C7/08 

Изобретение относится к области нефтехимии, а именно к способам комплексной переработки побочных продуктов процесса выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза, с получением из них циклопентановой и пентан-изопентановой фракций.

В промышленности для извлечения ароматических углеводородов пиролизный бензин подвергают глубокому гидрированию, при котором удаляются непредельные алифатические углеводороды. Наличие в пиробензине фракции С₅ с высоким содержанием непредельных алифатических соединений является нежелательным, так как затрудняет процесс гидрирования, поэтому фракцию С₅ предварительно выделяют из пиробензина и ее можно использовать для производства изопрена.

Содержание изопрена в пиролизной фракции С₅ составляет 15-20% [Соболев В.М., Бородина И.В. Промышленные синтетические каучуки - М.: Химия, 1977. - 392 с.]. Ниже приведен состав, в мас. %, фракции С₅, полученной пиролизом бензина при различных температурных режимах [Кирпичников П.А., Лиакумович А.Г., Победимский Д.Г., Попова Л.М. Химия и технология мономеров для синтетических каучуков: Учебное пособие для вузов - Л.: Химия, 1981. - 264 с.]:

пентаны 15,20-22,40 циклопентан 0,68-1,88 пентены 16,04-19,13 циклопентен 2,98-4,10 изопрен 12,60-17,00 пиперилены 11,70-13,43 пентадиены 0,84-0,99 циклопентадиен 25,85-29,50 ацетиленовые углеводороды 0,05-0,16 неидентифицированные углеводороды 2,06-2,31

Выделение изопрена из фракции С₅ пиролиза является многоступенчатым сложным процессом. Связано это с тем, что и к мономеру, и к растворителю для стереорегулярной полимеризации предъявляются достаточно жесткие требования по качеству, то есть необходимо очистить эти продукты от примесей, которые являются ядами стереорегулярной полимеризации - это циклопентадиен, ацетиленовые, кислород- и азотсодержащие соединения. Присутствие этих примесей отрицательно сказывается и на кинетике процесса полимеризации, и на качестве получаемого каучука. Определенные трудности для выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза представляют наличие в ее составе углеводородов, имеющих близкие температуры кипения или создающих азеотропные смеси, что усложняет их отделение только простой ректификацией. Поэтому, как правило, для выделения изопрена полимеризационной чистоты из фракции С₅ пиролиза применяют несколько последовательных комбинированных физико-химических методов, посредством которых удаляют близкие по тем или иным свойствам примеси.

Обычно первоначально из пиролизной фракции С₅ выделяют циклопентадиен путем термической димеризации циклопентадиена с последующим выделением димера и его расщеплением [Кирпичников П.А., Лиакумович А.Г., Победимский Д.Г., Попова Л.М. Химия и технология мономеров для синтетических каучуков: Учебное пособие для вузов - Л.: Химия, 1981. - 264 с.]. Затем из фракции С₅, очищенной от циклопентадиена, выделяют пиперилены и далее методом экстрактивной ректификации выделяют изопрен с использованием в качестве экстрагентов ацетонитрила, диметилформамида (ДМФА), N-метилпирролидона. [Соболев В.М., Бородина И.В. Промышленные синтетические каучуки - М.: Химия, 1977. - 392 с.]. В процессе выделения изопрена из фракции С₅ в качестве побочных продуктов образуются пипериленовая и амиленовая фракции [Кирпичников П.А., Лиакумович А.Г., Победимский Д.Г., Попова Л.М. Химия и технология мономеров для синтетических каучуков: Учебное пособие для вузов - Л.: Химия, 1981. - 264 с.].

Указанная пипериленовая фракция характеризуется высоким содержанием циклопентанобразующих компонентов, которые при соответствующем преобразовании могут быть использованы для получения циклопентана, который можно использовать в качестве растворителя для полимеризации или в качестве экологически безопасных вспенивающих агентов, используемых при производстве вспененного пенополиуретана.

Другая побочная фракция - амиленовая, образующаяся в процессе выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза, отличается высоким содержанием ядов полимеризации, а именно, кислород- и азотсодержащих соединений. Присутствие кислородсодержащих соединений обусловлено их образованием в процессе пиролиза нефтепродуктов, а наличие азотсодержащих соединений связано с загрязнением данной фракции реагентами, используемыми при экстрактивной ректификации в процессе выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза.

Известен способ получения циклопентана и/или циклопентена (заявка Германии 19849425, опубл. 2000, МПК С07С 13/10) из головного погона частично гидрированной С₅ фракции пиролиза путем многостадийной фракционной перегонки для удаления низко- и высококипящих углеводородов и отделения циклопентана от циклопентена, по необходимости с последующим гидрированием для максимального преобразования циклопентена в циклопентан. Процесс производства циклопентана и/или циклопентена фракционированием головного погона частично гидрированного бензола или С₅-фракции включает: (а) первую фракционную перегонку для выделения первой головной фракции (H1), содержащей вещества с точками кипения ниже, чем у циклопентена, и первой остаточной фракции (В1), содержащей циклопентен и углеводороды с более высокими точками кипения, чем у циклопентена, с последующей фракционной перегонкой (b1) В1 для выделения циклопентена в качестве второй головной фракции (Н2) и циклопентана с углеводородами, имеющими более высокие точки кипения, чем у циклопентана, в качестве второй остаточной фракции (В2), с последующей третьей перегонкой В2 для выделения циклопентана в качестве третьей головной фракции (Н3) и более высококипящих углеводородов в качестве остаточной фракции (В3) или (b2); каталитическое гидрирование В1 с последующей фракционной перегонкой для выделения циклопентана в качестве головной фракции и более высококипящих углеводородов в качестве остаточной фракции, или (b3) фракционную перегонку В1 для выделения углеводородов с более высокими точками кипения, чем у циклопентана, в качестве кубового продукта с последующим каталитическим гидрированием головной фракции для получения циклопентана из циклопентена.

Недостатком данного способа является использование в качестве сырья предварительно гидрированной фракции С₅ пиролиза, что сужает сырьевую базу для получения циклопентана, низкий выход циклопентана, а также достаточно сложная технологическая схема переработки сырья с несколькими стадиями фракционирования и гидрирования, в том числе стадии гидрирования С₅-углеводородов в циклопентен, а затем в циклопентан. Недостатком данного способа является также достаточно сложная схема ректификации уже гидрированных потоков для выделения целевых продуктов, которые гидрированием доводят до соответствующего качества.

Известен способ по патенту США №6468399, опубл. 2002, МПК B01D 3/00, С07С 5/03, которым защищается процесс выделения циклопентана и/или циклопентена дистилляционным разделением частично гидрированной С₅ фракции, включающей циклопентен и циклопентан. Способ состоит из стадий:

а) удаления в качестве первого верхнего продукта низкокипящих соединений, точки кипения которых ниже, чем у циклопентена, в первой фракционной перегонке частично гидрированной С₅-фракции, и удаления в качестве первого кубового продукта высококипящих соединений, содержащих циклопентен и углеводороды, точки кипения которых выше, чем у циклопентена, и циклопентана и углеводородов, точки кипения которых выше, чем у циклопентана;

b1) подачи первого кубового продукта на вторую фракционную перегонку, и удаления циклопентена в качестве второго верхнего продукта, и удаления в качестве второй кубовой доли циклопентана вместе с углеводородами, точки кипения которых выше, чем у циклопентана, и подачи второго кубового продукта на третью фракционную перегонку, где циклопентан выделяется в качестве третьего верхнего продукта, и отделения в качестве третьего кубового продукта углеводородов, точки кипения которых выше, чем у циклопентана;

b2) подачи первого кубового продукта на каталитическое гидрирование и последовательное разделение продукта каталитического гидрирования в фракционной перегонке на циклопентан в качестве верхнего продукта и углеводороды, точки кипения которых выше, чем у циклопентана в качестве кубового продукта;

b3) подачи первого кубового продукта на вторую фракционную перегонку, отделения в качестве второго кубового продукта углеводородов, точки кипения которых выше, чем у циклопентана, и затем подачи верхнего продукта на каталитическое гидрирование для выделения циклопентана, и в некоторых случаях

с) подачи фракции, верхнего продукта или нижнего продукта в любую из стадий а), b1), b2) и b3) для водной промывки.

Гидрирование проводят при температуре 20-60°С на платиновом катализаторе и при 120-180°С на никельсодержащем катализаторе. При первичном фракционировании циклопентансодержащая фракция удаляется из куба колонны.

Сырье, представляющее собой гидрированную фракцию С₅ с низким содержанием С₅-диенов, имеет следующую композицию, в мас. %:

углеводороды С₄ 0-4 углеводороды С₅ 30-60 2-метил-2-бутен 8-20 циклопентан 6-24 циклопентен 8-27 углеводороды С₆ и выше 0-25 С₅-диены 0-0,5

В процессе предусмотрена водная экстракция, которая проводится между первой и второй стадиями фракционирования.

Недостатком способа является использование предварительно гидрированных фракций, что сужает сырьевую базу для получения циклопентана, достаточно сложные схемы фракционирования для выделения циклопентена, его гидрирования до циклопентана, что усложняет и удорожает процесс получения циклопентана в целом. Также данная технологическая схема не предусматривает возможность переработки фракций, содержащих C₅-диены, в связи, с чем и введено в формуле изобретения по патенту США №6468399 ограничение по их содержанию в перерабатываемом сырье.

Наиболее близким по типу используемого сырья является способ переработки побочных продуктов пипериленовой и амиленовой фракций, содержащей н- и изоамилены, образующихся в процессе выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза [Кирпичников П.А., Лиакумович А.Г., Победимский Д.Г., Попова Л.М. Химия и технология мономеров для синтетических каучуков: Учебное пособие для вузов - Л.: Химия, 1981. с. 49], согласно которому амиленовую фракцию подвергают гидрированию с целью получения н- и изопентана или проводят разделение н- и изоамиленов с одновременной скелетной изомеризацией н-амиленов в изоамилены, а пипериленовую фракцию также подвергают гидрированию до н-амиленов. При этом все получаемые продукты используют для последующего получения изопрена.

Недостатком данного способа является сложность аппаратурного оформления, низкая эффективность каталитической дистилляции, не предусмотрена очистка амиленовой фракции от кислород- и азотсодержащих соединений в процессе получения из нее н- и изопентана или изоамиленов, наличие которых также нежелательно для последующего процесса получения изопрена дегидрированием. Также, согласно данному способу, пипериленовую фракцию подвергают гидрированию только до н-амиленов, что потребует последующей изомеризации амиленов для возможности их дальнейшего использования в процессе синтеза изопрена, при этом данный способ не позволяет совместно переработать пипериленовую и амиленовую фракции с получением дополнительно еще и циклопентановой фракции из циклопентанобразующих компонентов, изначально содержащихся в пипериленовой фракции.

Задачей изобретения является создание простого и экономичного способа комплексной переработки побочных продуктов процесса выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза с максимальным получением из них пентан-изопентановой и циклопентановой фракций.

Для реализации изобретения предлагается способ комплексной переработки побочных продуктов процесса выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза с получением пентан-изопентановой и циклопентановой фракций, при этом смесь побочных продуктов процесса выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза включает пипериленовую фракцию, возможно содержащую более 70 мас. % непредельных соединений, из которых более 45 мас. % С₅-диенов, и амиленовую фракцию, возможно содержащую более 15 мас. % непредельных углеводородов, из которых более 10 мас. % амиленов и выше 3 мас. % ацетиленовых углеводородов, а также примеси азотсодержащих и кислородсодержащих соединений, в массовом соотношении пипериленовой и амиленовой фракций, равном 1:1-2.

Способ по заявляемому изобретению характеризуется тем, что смесь побочных продуктов процесса выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза направляют на разделение в колонну фракционирования, где с верха отбирают фракцию С₅-углеводородов с температурой кипения ниже, чем у циклопентана, и из куба - фракцию углеводородов С₆ и выше с температурой кипения выше, чем у циклопентана, фракцию C₅-углеводородов, выделенную с верха колонны фракционирования, направляют в колонну водной экстракции от кислородсодержащих соединений, верхний продукт которой направляют на двухстадийное гидрирование на катализаторе гидрирования при температуре 80-130°С, часть прогидрированной фракции С₅-углеводородов направляют на смешение с верхним продуктом колонны водной экстракции перед его подачей в реактор гидрирования в массовом соотношении 3-5:1, оставшуюся часть прогидрированной фракции С₅-углеводородов направляют на разделение в ректификационную колонну с получением с верха колонны пентан-изопентановой фракции, которую направляют на дальнейшее использование, например, в производстве изопрена, и из куба колонны циклопентановой фракции, которую можно использовать в качестве вспенивающего агента при производстве пенополиуретана и/или растворителя для полимеризации.

При этом количество подаваемого водорода в первый реактор гидрирования возможно составляет 30-50 мас. % от стехиометрического количества водорода, необходимого для гидрирования всех непредельных углеводородов, содержащихся во фракции С₅-углеводородов, выделяемой с верха колонны водной экстракции и направляемой на гидрирование.

Возможно фракцию С₅-углеводородов, выделенную с верха колонны фракционирования, направляют в колонну водной экстракции от кислородсодержащих соединений в массовом соотношении с водой, равном 1-30:1.

Указанная пипериленовая фракция содержит в своем составе следующие компоненты, в мас. %:

н-пентан 0,01-0,02 изопрен 0,01-0,03 сумма изо-амиленов 0,01-4,0 сумма н-амиленов 0,01-0,03 транс-пиперилен 25,0-40,0 цис-пиперилен 20,0-28,0 циклопентадиен 0,5-4,0 циклопентен 9,0-18,0 циклопентан 3,0-13,0 сумма углеводородов С₆ 3,0-8,0 сумма углеводородов выше С₆ 5,5-11,5

Указанная амиленовая фракция содержит в своем составе следующие компоненты, в мас. %:

н-бутан 0,01-0,03 бутилены 1,01-2,30 бутин-2 3,10-7,00 изопропенилацетилен 0,59-1,50 изопентан 12,69-27,15 н-пентан 10,00-50,10 изопрен 8,06-17,70 сумма изоамиленов 7,97-11,50 сумма н-амиленов 9,01-10,70 транс-пиперилен 0,01-0,10 цис-пиперилен 0,01-0,02 пентадиен-1,4 6,25-14,10 циклопентадиен 0,20-0,50 сумма углеводородов С₆ 0,42-0,98 сумма кислородсодержащих 0,36-1,00 соединений ДМФА 0,23-0,40

Отличительными признаками изобретения являются следующие:

- смесь побочных продуктов процесса выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза направляют на разделение в колонну фракционирования, где с верха отбирают фракцию С₅-углеводородов с температурой кипения ниже, чем у циклопентана, и из куба - фракцию углеводородов С₆ и выше с температурой кипения выше, чем у циклопентана;

- фракцию С₅-углеводородов, выделенную с верха колонны фракционирования, направляют в колонну водной экстракции от кислородсодержащих соединений, верхний продукт которой направляют на двухстадийное гидрирование на катализаторе гидрирования при температуре 80-130°С;

- часть прогидрированной фракции С₅-углеводородов направляют на смешение с верхним продуктом колонны водной экстракции перед его подачей в реактор гидрирования в массовом соотношении 3-5:1;

- оставшуюся часть прогидрированной фракции С₅-углеводородов направляют на разделение в ректификационную колонну с получением с верха колонны пентан-изопентановой фракции и из куба колонны циклопентановой фракции;

- смесь побочных продуктов процесса выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза включает пипериленовую фракцию, содержащую более 70 мас. % непредельных соединений, из которых более 45 мас. % С₅-диенов, и амиленовую фракцию, содержащую более 15 мас. % непредельных углеводородов, из которых более 10 мас. % амиленов и выше 3 мас. % ацетиленовых углеводородов, а также примеси азотсодержащих и кислородсодержащих соединений, в массовом соотношении пипериленовой и амиленовой фракций, равном 1:1-2;

- количество подаваемого водорода в первый реактор гидрирования составляет 30-50 мас. % от стехиометрического количества водорода, необходимого для гидрирования всех непредельных углеводородов, содержащихся во фракции С₅-углеводородов, выделяемой с верха колонны водной экстракции и направляемой на гидрирование.

- фракцию С₅-углеводородов, выделенную с верха колонны фракционирования, направляют в колонну водной экстракции от кислородсодержащих соединений в массовом соотношении с водой, равном 1-30:1.

Предлагаемый способ не описан ни в одном литературном источнике, что позволяет говорить о его «новизне», он также соответствует критерию «изобретательский уровень», так как позволяет высокоэффективно комплексно переработать побочные продукты процесса выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза, содержащие большое количество непредельных соединений, в первую очередь С₅-диенов, ацетиленовых углеводородов, а также примеси кислород- и азот- содержащих соединений, в определенном массовом соотношении пипериленовой и амиленовой фракций, с получением из них максимального количества пентан-изопентановой и циклопентановой фракции, которая не описана ни в одном известном источнике в качестве сырья для получения циклопентана, при этом способ оказалось возможным реализовать благодаря разработанной схеме, включающей стадию выделения с верха колонны фракционирования фракции С₅-углеводородов с температурой кипения ниже, чем у циклопентана, и из куба колонны фракционирования фракции углеводородов С₆ и выше с температурой кипения выше, чем у циклопентана, стадию водной экстракции фракции С₅-углеводородов, выделенной с верха колонны фракционирования, от кислородсодержащих соединений в определенном интервале смешения с водой, а также специально подобранному сочетанию интервалов смешения перед гидрированием фракции С₅-углеводородов, выделенной с верха колонны водной экстракции, с прогидрированной фракцией, и стадии двухстадийного гидрирования смеси этих фракций в определенном интервале температуры и подаче водорода в первый реактор гидрирования в определенном количестве, а также разделению прогидрированной фракции С₅-углеводородов в ректификационной колонне с получением верхом пентан-изопентановой фракции и кубом циклопентановой фракции, что также не описано ни в одном известном источнике, описывающих способы переработки побочных продуктов процесса выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза.

«Промышленная применимость» иллюстрируется описанием примеров реализации способа по предлагаемому изобретению, представленному на фигуре.

Пример 1. Побочные продукты процесса выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза, а именно: пипериленовую фракцию (поток I) в количестве 1600 кг/ч и амиленовую фракцию (поток II) в количестве 1600 кг/ч, что соответствует их массовому соотношению 1:1, направляют в емкость 1 для смешения. Полученную смесь указанных фракций из емкости 1 (поток III) в количестве 3200 кг/ч направляют на разделение в колонну фракционирования 2, где с верха отбирают фракцию С₅-углеводородов с температурой кипения ниже, чем у циклопентана (поток IV) в количестве 2991 кг/ч, и из куба - фракцию углеводородов С₆ и выше с температурой кипения выше, чем у циклопентана, в количестве 209 кг/ч (поток V). Фракцию С₅-углеводородов, выделенную с верха колонны фракционирования 2, направляют в колонну водной экстракции 3, куда также подают воду в количестве 99,7 кг/ч, что соответствует массовому соотношению вода: С₅-углеводороды 1:30. В колонне водной экстракции 3 проводят отмывку фракции С₅-углеводородов от кислородсодержащих соединений, после чего загрязненный водный слой с растворенными в нем примесями с нижней части колонны водной экстракции 3 (поток VI) в количестве 101,15 кг/ч направляют на очистку любым из известных способов, например, отпариванием. Отмытую фракцию С₅-углеводородов с верхней части колонны водной экстракции 3 (поток VII) в количестве 2989,55 кг/ч направляют в емкость 4, в которой осуществляют его смешение с частью (поток XIII) прогидрированной фракции С₅-углеводородов, полученной с нижней части сепаратора 10 расходом 14947,75 кг/ч, что соответствует их массовому соотношению 1:5. Далее полученную смесь (поток VIII) в количестве 17937,3 кг/ч через теплообменник 5, где происходит ее охлаждение до 30°С, подают на двухстадийное гидрирование в последовательно соединенные реакторы гидрирования 6 и 8, в которых проводят процесс гидроочистки от непредельных углеводородов в присутствии активированного водородом катализатора «никель на кизельгуре» (ТУ 2172-033-73776139-2015) при температуре 80°С. В реакторы гидрирования 6 и 8 подают водород, суммарное количество которого на оба реактора гидрирования составляет 201,19 кг/ч, причем в первый реактор гидрирования 6 количество подаваемого водорода составляет 30,18 кг/ч, что соответствует 30 мас. % от стехиометрического количества водорода, необходимого для гидрирования всех непредельных соединений, содержащихся во фракции С₅-углеводородов (поток VII), направляемой на гидрирование. После первого реактора гидрирования 6 частично прогидрированный продукт (поток IX) в количестве 17967,48 кг/ч через теплообменник 7, где происходит его охлаждение с 80°С до 30°С, направляют во второй реактор гидрирования 8, в котором происходит его полная гидроочистка от всех непредельных соединений. Далее гидрогенизат после второго реактора гидрирования 8 (поток X) в количестве 18138,49 кг/ч через теплообменник 9, где он охлаждается с 80°С до 30°С, направляют в сепаратор 10 для выделения из его верхней части продукта с температурой кипения ниже, чем у изопентана в количестве 190,78 кг/ч (поток XI). Продукт с нижней части сепаратора 10 в количестве 17947,71 кг/ч (поток XII) частично направляют на смешение в емкость 4 в количестве 14947,75 кг/ч (поток XIII) с верхним продуктом колонны водной экстракции 3 (поток VII), что соответствует их массовому соотношению 5:1, для последующего гидрирования данной смеси, а другую часть в количестве 2999,96 кг/ч (поток XIV) направляют на разделение в ректификационную колонну 11 для выделения в качестве дистиллята пентан-изопентановой фракции в количестве 2764,6 кг/ч (поток XV), которую направляют на дальнейшее использование, например, в производстве изопрена. Из нижней части ректификационной колонны 11 выделяют циклопентановую фракцию в количестве 235,36 кг/ч (поток XVI), содержащую в своем составе 97,7 мас. % циклопентана, остальное - углеводороды С₆, которую направляют на дальнейшее использование в качестве вспенивающего агента при производстве пенополиуретана и/или растворителя для полимеризации.

Пример 2. Побочные продукты процесса выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза, а именно: пипериленовую фракцию (поток I) в количестве 800 кг/ч и амиленовую фракцию (поток II) в количестве 1600 кг/ч, что соответствует их массовому соотношению 1:2, направляют в емкость 1 для смешения. Полученную смесь указанных фракций из емкости 1 (поток III) в количестве 2400 кг/ч направляют на разделение в колонну фракционирования 2, где с верха отбирают фракцию С₅-углеводородов с температурой кипения ниже, чем у циклопентана (поток IV) в количестве 2300 кг/ч, и из куба - фракцию углеводородов с температурой кипения выше, чем у циклопентана, в количестве 100 кг/ч (поток V). Фракцию С₅-углеводородов, выделенную с верха колонны фракционирования 2, направляют в колонну водной экстракции 3, куда также подают воду в количестве 2300 кг/ч, что соответствует массовому соотношению вода: С₅-углеводороды 1:1. В колонне водной экстракции 3 проводят отмывку фракции С₅-углеводородов от кислородсодержащих соединений, после чего загрязненный водный слой с растворенными в нем примесями с нижней части колонны водной экстракции 3 (поток VI) в количестве 2315,97 кг/ч направляют на очистку любым из известных способов, например, отпариванием. Отмытую фракцию С₅-углеводородов с верхней части колонны водной экстракции 3 (поток VII) в количестве 2284,03 кг/ч направляют в емкость 4, в которой осуществляют его смешение с частью (поток XIII) прогидрированной фракции С₅-углеводородов, полученной с нижней части сепаратора 10 расходом 6852,09 кг/ч, что соответствует их массовому соотношению 1:3. Далее полученную смесь (поток VIII) в количестве 9136,12 кг/ч через теплообменник 5, где происходит ее охлаждение до 30°С, подают на двухстадийное гидрирование в последовательно соединенные реакторы гидрирования 6 и 8, в которых проводят процесс гидроочистки от непредельных углеводородов в присутствии активированного водородом катализатора «никель на кизельгуре» (ТУ 2172-033-73776139-2015) при температуре 130°С. В реакторы гидрирования 6 и 8 подают водород, суммарное количество которого на оба реактора гидрирования составляет 127,11 кг/ч, причем в первый реактор гидрирования 6 количество подаваемого водорода составляет 31,78 кг/ч, что соответствует 50 мас. % от стехиометрического количества водорода, необходимого для гидрирования всех непредельных соединений, содержащихся во фракции C₅-углеводородов (поток VII), направляемой на гидрирование. После первого реактора гидрирования 6 частично прогидрированный продукт (поток IX) в количестве 9167,9 кг/ч через теплообменник 7, где происходит его охлаждение с 130°С до 30°С, направляют во второй реактор гидрирования 8, в котором происходит его полная гидроочистка от всех непредельных соединений. Далее гидрогенизат после второго реактора гидрирования 8 (поток X) в количестве 9263,23 кг/ч через теплообменник 9, где он охлаждается с 130°С до 30°С, направляют в сепаратор 10 для выделения из его верхней части продукта с температурой кипения ниже, чем у изопентана в количестве 109,55 кг/ч (поток XI). Продукт с нижней части сепаратора 10 в количестве 9153,68 кг/ч (поток XII) частично направляют на смешение в емкость 4 в количестве 6852,09 кг/ч (поток XIII) с верхним продуктом колонны водной экстракции 3 (поток VII), что соответствует их массовому соотношению 3:1, для последующего гидрирования данной смеси, а другую часть в количестве 2301,59 кг/ч (поток XIV) направляют на разделение в ректификационную колонну 11 для выделения в качестве дистиллята пентан-изопентановой фракции в количестве 2171,67 кг/ч (поток XV), которую направляют на дальнейшее использование, например, в производстве изопрена. Из нижней части ректификационной колонны 11 выделяют циклопентановую фракцию в количестве 129,92 кг/ч (поток XVI), содержащую в своем составе 97,9 мас. % циклопентана, остальное - углеводороды С₆, которую направляют на дальнейшее использование в качестве вспенивающего агента при производстве пенополиуретана и/или растворителя для полимеризации.

Обозначения потоков приводятся для их идентификации в таблицах 1 и 2 с составами потоков сырья и продуктов реакции по примерам 1 и 2, соответственно.

Составы фракций и их количество, описанные в примерах изобретения, могут меняться и не являются единственно возможными.

Изобретение относится к способу комплексной переработки побочных продуктов процесса выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза, содержащих пипериленовую и амиленовую фракции. Способ включает стадии разделения и гидрирования и характеризуется тем, что смесь побочных продуктов процесса выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза направляют на разделение в колонну фракционирования, где с верха отбирают фракцию C₅-углеводородов с температурой кипения ниже, чем у циклопентана, и из куба - фракцию углеводородов С₆ и выше с температурой кипения выше, чем у циклопентана, фракцию С₅-углеводородов, выделенную с верха колонны фракционирования, направляют в колонну водной экстракции от кислородсодержащих соединений, верхний продукт которой направляют на двухстадийное гидрирование на катализаторе гидрирования при температуре 80-130°С, часть прогидрированной фракции С₅-углеводородов направляют на смешение с верхним продуктом колонны водной экстракции перед его подачей в реактор гидрирования в массовом соотношении 3-5:1, оставшуюся часть прогидрированной фракции С₅-углеводородов направляют на разделение в ректификационную колонну с получением с верха колонны пентан-изопентановой фракции и из куба колонны циклопентановой фракции. Способ позволяет максимизировать получение пентан-изопентановой и циклопентановой фракций. 3 з.п. ф-лы, 2 пр., 2 табл., 1 ил.

1. Способ комплексной переработки побочных продуктов процесса выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза, содержащих пипериленовую и амиленовую фракции, включающий стадии разделения и гидрирования, отличающийся тем, что смесь побочных продуктов процесса выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза направляют на разделение в колонну фракционирования, где с верха отбирают фракцию C₅-углеводородов с температурой кипения ниже, чем у циклопентана, и из куба - фракцию углеводородов С₆ и выше с температурой кипения выше, чем у циклопентана, фракцию С₅-углеводородов, выделенную с верха колонны фракционирования, направляют в колонну водной экстракции от кислородсодержащих соединений, верхний продукт которой направляют на двухстадийное гидрирование на катализаторе гидрирования при температуре 80-130°С, часть прогидрированной фракции С₅-углеводородов направляют на смешение с верхним продуктом колонны водной экстракции перед его подачей в реактор гидрирования в массовом соотношении 3-5:1, оставшуюся часть прогидрированной фракции С₅-углеводородов направляют на разделение в ректификационную колонну с получением с верха колонны пентан-изопентановой фракции и из куба колонны циклопентановой фракции.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смесь побочных продуктов процесса выделения изопрена из фракции С₅ пиролиза включает пипериленовую фракцию, содержащую более 70 мас.% непредельных соединений, из которых более 45 мас.% С₅-диенов, и амиленовую фракцию, содержащую более 15 мас.% непредельных углеводородов, из которых более 10 мас.% амиленов и выше 3 мас.% ацетиленовых углеводородов, а также примеси азотсодержащих и кислородсодержащих соединений, в массовом соотношении пипериленовой и амиленовой фракций, равном 1:1-2.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество подаваемого водорода в первый реактор гидрирования составляет 30-50 мас.% от стехиометрического количества водорода, необходимого для гидрирования всех непредельных углеводородов, содержащихся во фракции С₅-углеводородов, выделяемой с верха колонны водной экстракции и направляемой на гидрирование.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фракцию С₅-углеводородов, выделенную с верха колонны фракционирования, направляют в колонну водной экстракции от кислородсодержащих соединений в массовом соотношении с водой, равном 1-30:1.