Способ выделения бутадиена Советский патент 1983 года по МПК C07C7/156 C07C11/167 

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к выдепению бутадиена из бутадиенсодержащих фракций, образующих ся в процессах дегидрирования н-бутана и пиролиза, и может быть использовано в производстве бутадиена - основного мо номера дпя производства синтетического; каучука. , Дпя выделения бутадиена из продуктов двустадийного дегвдрирования н-бутана и Сл-фракции пиролиза в промышле ности применяется способ хемосорбаии водно-аммиачным раствором ацетата зак си меди, который на большинстве промышленных установок не обеспечивает необходимой степени разделения, что при водит к потерям бутадиена и снижению его качества. Известен способ ш 1 1еления бутадиена из. О -фракций, содержащий ацетиленовые углеводороды, согласно которому исходну фракцию контактируют с медно-аммиачным раствором (MAP), Насыщенный бутадиеном и ацетиленовыми соединениями погло тительный раствор подают на предвар тельное отделение от поглощенных олефинов (предварительную десорбцию) путем нагревания раствора от 4 до . Bbfделившиеся олефины возвращают в куб колонны хемосорбции,. а MAP направляют на первую стадию десорбции, где при 49-82 из раствора выделяется бутадиен часть которого возвращают на стадию отпарки олефинов из MAP, а другую част выводят из системь разделения, MAP с первой ступени десорбции подают на вторую ступень десорбции с цельгЮ уда ления из раствора ацетиленовых соединений щчя 71-110. Десорбированный рао твор со второй втухюни десорбции возв; щают на стадию извлечения бутадиена ij Недостатком способа являются большие затраты на стадию рекуперации аммиака, так как аммиак отгоняется как с бутадиеном, выделяемым на первой стадии десорбции, так и с ацетиленовыми соединениями, выдегшемыми на второй стадии десорбции. Причем подача олеф№нов с предварительной десорбции в куб колонны абсорбция бутадиене MAP праводит к снижению сгепенв раздепения, так как о№финовый поток ковтвктирует с поглогвтельнь1м раствором, насыщенным в основном бутадиеном. Подача де.сорбвро ванного бутадиена с первой ступени десорбции на стадию предварительной десорбции, т.е. в зону с повышенной температурой, приводит к его частичной десорбции и переходу в поток олефинов, поступающих в куб колонны абсорбции бутадиена MAP, что впечет за собой потери бутадиена с бутеновой фракцией, отбираемой с верха колонны абсорбции, либо увеличение циркуляции поглотительного раствора. Известен также способ выделения бу тадиена из бутадиенсодержащих фракций путем хемосорбции медно-аммиачным раствором, согласно которому насыщенный углеводородами поглотительный раствор подают в отпарную колонну, в которой при 4,5-3fiPC от насыщенного поглотительного раствора отделяют олефины (бутеновую фракцию), после чего поглот тельный раствор поступает в десорбционную колонну, в которой ш 1деляют бутадиеновую фракцию. Выделенную бутеновую фракцию возвращают в куб колонны хемосорбции, а бутадиеновую фракцию подают в куб отпарной колонны. В указанном i способе возвращаемые углеводородшле фракции имеют состав равновесный с нас щенным углеводородным раствором, поступающим из куба колонны хемосор& ции и куба отпарной колонны 2j. Однако осуществление процесса по указанному способу требует значительно больших циркуляции поглотительного раотвора, вследствие чего этот способ не нашел промышленного- применения. . Наиболее близким к- предлагаемому является способ выделения бутадиена из бутадиенсодержащих фракций хемосорбцией с использованием в качества поглотительного раствора водно-аммиачного раствора ацетата закиси меди (MAP) осуществляемый путем подачи исходной фракции в среднюю часть колонны хемосорбции, поглотительного раствора - в верхнюю часть с отводом бутеновой фракции с верха колонны и насыщенного по- . глотительного раствора из куба колонны хемосорбции. В промышленности хемосорбцию бутадивН1а MAP вз бутадиенсодержащих фракций осуществляют в трех (или четырех) поглотительных колоннах, работающих как одна колонна хемосорбции. Из куба последней колонны насыщенный MAP, подогретый за счет теппа десорбироваиного экстрагента и водяного паре, поступает на предварительную десорбцию, котор проводят при 38. Десорбированные прары бутенов и бутадиена с предварительной десорбции возвращают в качестве рецикла в куб колонны хемосорбцин, а насышенкый раствор поступает на окончатепьиую аесорбцию. Десорбированный бутадиен с верха колонны десорбции поступает на отмывку от аммиака, а десорбированный MAP после рекуперации теппа и охлаждения возвращают на стадию извлечения бутадиена С Sj. Недостатком известного способа является подача парового потока, содержащего бутень и бутадиен с предварительной десорбции в куб колонны хемосорбции. Подача олефинов с предварительной десорбции в куб колонны Чемосорбции при водит к снижению степени разделения, так как невозможно обеспечить требуемую степень вытеснения растворенных в насушенном MAP олефинов, а следовательно, и получить требуемое качество бутадиена. В этом случае необходимо либо увеличение количества MAP, подаваемого в колонну хемосорбции, либо увеличение количества тарелок (либо высоты насадки) в колонне хемосорбции. Цель изобретения - повышение частоты бутадиена или снижение расхода поглотительного раствора (при сохранении чистоты бутадиена на прежнем уровне). Поставленная цель достигается тем, что согласно способу в гяеления бутадиена .. ИЗ бутадиенсодержаших фракций хемосорбцией с использованием в качестве поглотительного раствора водно-аммиачного раствора ацетата закиси меди, осущест&ляемому путем подачи исходной фракции в среднюю часть колонны хемосорбпии, поглотительного раствора в верхнюю част с отводом бутеновой фракции с верха колонш и насыщенного поглотительного раствора - из куба колонны хемосорбции с последующей подачей насыщенного поглотительного раствора на предварительную десорбцию, и окончательную десорбццю и возвратом бутен-бутадиеновой фрак ции, десорбированной на стадии предварл тельной десорбции, в куб колонны хемосорбции, предварительную десорбцию осуществляют в две ступени: при нагревании насьтоенного поглотительного раствора - на первой ступени до 10-ЗО С и на второй ступени до 35-45 С, и дополнительно выделенную на первой ступени предварительной десорбции бутенсодержащую фракna/tto возвращают в колонну хемосорбаии в зону, расположенную между точкамиподачи исходной фракции и йоглотитель ного раствора, или в зону, расположенную между точками подачи исходной фракции и кубом колонны хемосорбцни. На чертеже представлен вариант технологического оформлента процесса по предлагаемому способу. Бутадиенсодержащую фракцию через холодильник 1 подают на извлечение бутадиена хемосорбцией в три последовательно работающие колонны 2-4. CBSJVху KonostHbi 2 отбирают буте новую фракцию, а насыщенный, бутадиеном MAP из куба колонны 4 через подогреватель 5 подают на первую ступень предварителыной десорбции в сепаратор 6. Пары десорбированной бутенсодержащей фракции из сепаратора б направляют либо в нижнюю часть колонны 3, либо в нюкнюю часть колонны 2. Насыщенный MAP из сепаратора 6 через подогреватели 7 и 8 подают на вторую ступень предварительной десорбции в сепаратор 9. Пары 6j тен-бутадиеновой фракции из сепаратора 9 подают в куб колонны 4, а частично Десорбированный MAP из сепаратора 9 направляют на окончательную десорбцию в колонну Ю. Сверху колонны 10 отбирают бутадиен, который направляют на OTNftiBKy от аммиака, а Десорбированный MAP из куба колонны Ю через рекупеpaTOffci 11, 5 и 7 и холодильник 12 воэвращают на извлечение бутадиена в колонну 2. Пример 1. Бу ен-бутадиеновую фракцию в количестве 22,О т/ч, содержащую (1 мас.% здесь и далее), %: углеводороды Сз 0,3%; н-бутан 12,83; бугены 69,15; бутадиен 17,54; углеводороды Cg- О,IS, подают с температурой Б на выделение бутадиена хемосорбцией MAP в колонну, имеющую 69 практических тарелок. Конструктивно колонна хемосяэрбции разделена на три колонны по 23 тарелки каждая и обязанные, как одна колоннаJViAP имеет состав:С5+.3,0 I -HDHJ - л 0,34 г-ион; 11,0 ; . . --д л - 4,2 п-ион . л Температура поглотительного раствора, подаваемого в колонну хемосорбции 8,5, количество 200 т/ч. Сверху колонны отбирают 18225,6 кг/ч бутеновой фракции, имеющей состав, %: углеводороды С- 0,36; -бутан 15,49; бутены 83,27; бутадиен 0,88. Насыщенный углеводородами MAP из куба колонны хемосорбции подают на первую-ступень предварительной десорбции, которую проводят, при 10 . Десорбированные угпеводороды с первой ступени преаоесорбиии в ко пвчестве 5ОО кг/ч, имеющие состав, %: бутеиы 13,6, бутадиен 86,4, подают на 5О тарепку К01ЮНКЫ хемосорбоии (счет тарвпок от куба колонны) . Частично десорбированшлй MAP с первой ступени преддесорбцйн подают на вторую ступень, которую проводят при 45 , Десорбированные угпевойороды со второй ступени в копичестве 4125,6 кг/ч, имеющие , %: бутеньг 1,3; бутадиен 98,7, воэврашают в куб колонны хемосорбоии. MAP со второй сту1юни преддесорбшга подают на окончательную десорбцию в колонну, имеющую 4О практических тарепок. Температура куба копонны Эб. Сверку колонны отгоняют 3774,4 кг/ч бутадиена, с6де} кащего бутеков О,95% И углеводородов С, 1,05% (отгоняемый с угпеводррсщами аммтк не-учитываетей). Конаевтрашш бутадввда без учета углеводородов Сд-99jp4%. /{есо1 ированный MAP вз куба десорб кояовШ4 после рекуперапщ тепла и оклахзденвя возвращают на извлечевве бутадиена в коповку хемосорбаш. пример 2. Бутей-бутаддавовзто кцгао, имеющую состав и количество, аналогичные примеру 1, подают на взвле чевиа бутадяева хемосорбцяей MAP в условиях хфимера 1. Сверху копонны хемосорбцви отбирают 1819О кг/ч бут воЕюй закцт, вмеюшей состав, %: угтеводоррды Cj 0,36; tt yган 15,52; н-бутвны вЗ,24; бутадиен 0;88, Насыщевшлй угпевоаородамв MAP вз куба колошы хемосорбдвв сюдают ва ступень преодесорбпвв, которую йроходат при 30. Деро{:( угле вошроды с первой ступэсш предпесорб Vjnm в копичествд 324О кг/ч, имеютаие . состав, %; бутевы 5,О7; 94,93 подают ва 1О таретсу 1с товвы хёмо сорбшци. Частичво аесорб ювашшй MAP с первой стуяввв преддесорбоив подают на вт6рую ступень, которую прсиводя т прв 4О . ДесорбироваВ№в углеводороды со втчзрой ступёШ в котпестве 109О-кг/ч имеющие состав, %: бутевы 2,2 бутаaeeli 97,8, возвращают в куб коповвы халосорбтш. MAP со второй ступевв преддесорбцин подают ва о|юв 1атепьвую десорбишо в условиях {фвмера 1. Получают 381О кг/ч бутадвеиа, содержащего бутевов 1,88% в углеводородов ,04 Ковпввтраиия бутадиена без учета угл&водородов Cf 98,1%. Пример 3. Буте -бутадиеновую фракцию, имеющую состав и количество, . аналогичные примеру 1, подают на извлечение бутадиена хемосорбцией MAP в условиях примера 1. Количество MAP, подаваемого в колонну хемосорбции составляет 181 т/ч. Сверху колонны хемосорбции отбирают 18166,6 кг/ч бутеновой фракции, содержащей, %: углеводороды 6,36, н-бутан 15,53, бутены 83,22; бутадиен 0,88. Насыщенный углеводородами MAP из куба копонны хемосорбции подают на первую ступень преддесорбшга, которую проводят при 18. . Десорбированные углеводороды с первой ступени преддесорбции в количестве 633 кг/ч, имеющие состав,%: бутены 13,1; бутадиен 86,9, подают на 24 тарелку копонны хемосорбции. Частично/ десорбированный MAP с первой ступени преддесорбции подают на вторую ступень, которую проводят при 35С. Десорбировавные углеводороды со второй ступени в количестве 2592,6 т/ч, имеющие состаВ| %: бутены 3,2, бутадиен 96,8, возвращают в куб колонны хемосорбции. iAP со второй ступени преддесорбции подают на окончательную десорбцию в уо ловиях примера 1 .Получают 3833,4 кг/ч бутадтова, сояержащего бутенов 2,48% V угпевояоролюв С 1,03%. Концентрация бутадиене без углеводородов С 97,5%. . Пример 4 (по известному способу), Буте№-бутадиеновую фракцию, имею-. шую состав и количество, аналогичные 1, подают на извлечение бутадиена хемосорбцией MAP в условиях примера 1. Количество и состав бутеновой фракции, отбВ1«емой сверху колонны хемосорбции, аналогичны примеру 3. Насыщенный углеводородами MAP изкуба коповвы хемосорбции подают на предварите лшую десорбцию, которую проводят при 38. Ддсорбвровавньте углеводороды с преддесс вии, имеющие состав, %: бутадиен 96,61; бутены 3,49, в количестве 4066,6 кг/ч возвращают в куб ко ловны хемосорбцвв. Частично десорбиро «и ваввый MAP с преддесорбдии подают на окоенательвую десорбцию бутадиена в условиях примера 1. Получают бутадиен, по составу V количеству аналогичный пркмеру 3. Исполизовавве предлагаемого способа позволяет повысить степень разделения, что выражается либо в повыщении качеотва получаемого по предпагаемому способу бутадиена (примеры 1 и 2) по сравнению с бутадиеном, попучаемым по известному способу, (пример 4) либо в снижении пиркупяции погпотитёпьного раствора при попучении бутадиена того же качества (примеры 3 и 4). Еспи для получения бутадиена концентрацией 97,5% (пример 3) по предлагаемому способу требуется циркуляция 18i т/ч, то для получения « бутадиена того же качества по известному способу требуется циркуляция 2ОО т/ч

Таким образом, при использовании предлагаемого способа снижается расход вспомогательных .материалов (металлической меди, аммиака, уксусной кислоты, активированного угля), снижаются также энергозатраты (пар, холод) на иэвпечение бутадиена, качество выделяемого бутадиедш повышается.

Годовой коно1.{ический эффект от использования изобретения составит 1 млн. руб.

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БУТАДИЕНА из бутадиевсодержащих фракций кемрсорбииёй с испопьзованием в качеотве погпотитвпьного раствора водно-аммиачко1Ч} раствора ацетата закиси м0ди, осуществляемый путем подачи исходно фраквии в среднкяо часть копоинь хемо сорбшаи, поглотительного раствора в верхнюю часть с отводом бутеновой фракции с верха копЬнйы и насыщеиноро Шгпотитепьного pacTfiopa вз куба копояны хеМосорбции с поспедую с ей подачей васмше ного погпотитепьиого раствора на предйаритёпьную десорбцию и окончат0пьну десорбцию и возвратом буте -бутад ей ж й фракции, десорбифованной не стаанй предварительно , в куб К01ЮНВЫ хемосорбции, о т п.г ч а ю щей с я тем, что, с целью повышения чистоты бутадиена или снижения pacxcxia петло титепьвого раствора, предваритвльну дв сорбиию осутцествпяют в две ступешс прк нагреваний насыщеаного поглотительного раствора на ЗЕЮрвой ступени и на второй ступени до 35-45 С, и 4f полните льно выделенную ш первой стрбвнн предваритеЛЫ10Й десорбции бутёвсхшержащую эакцию возвращают в колонну хемосорбинв, в зону, р1асполаженвую между точками подачи исходной кцШ К поглотительного i5aствора, или в зону, расположенную между точками подачи во ходйой фракции и кубом коЛонвы хемо COpi6l BH.