Способ разделения углеводородов @ или @ разной степени насыщенности Советский патент 1983 года по МПК C07C7/08 

О1

vl

«

00 4::а Изобретение относится к разделен углеводородов С или Cj путем экстрактивной ректификации и может быть использовано в производстве мономер для синтетического каучука. В качестве разделяющих агентов для разделения углеводородов С или Cg разной степени ненасыщенности предрюжено большое. число полярных ррганических соединений различных классов, наиболее эффективным из ко торых является диметилформамид (ДМФЛ J 1 3 и С23. В реальных условиях разделения ДМФА Является одним из самых селективных экстрагентов, однако при раз работке промышленного процесса экстрактивной ректификации имеются трудности, связанные с гидролитичес кой нестабильностью и высокой, темпе ратурой кипения ДМФА, приводящей к термополимеризации непредельных угл водородов в процессе разделения. Известен способ экстрактивной ре тификации многокомпонентных смесей, в котором с целью повышения стабиль ности и уменьшения коррозионной агрессивности ДМФА к нему добавляют углеводороды с температурой кипения .более низкой, чем температура кипен растворителя, или углеводороды с те пературой кипения, близкой к температуре кипения растворителя З 3,. Недостатком указанного способа я ляется снижение относительной летучести разделяемых углеводородов по отношению к экстрагенту, что требуе увеличения эффективности колонн и/ил увеличения циркуляции экстрагента дл достижения той же четкости разделен и производительности установки, что в результате увеличивает энергоемкость процесса. Наиболее близким к предлагаемому является способ разделения легких углеводородов с одинаковым числом атомов углерода в молекуле, но разной степени насыценности, например углеводородов С или Су,экстрак тивной ректификацией с использовани ем в качестве экстрагента ДМФА -с добавкой веществ, ограничивающих растворимость углеводородов, но повышающих относительную летучесть дл-я трудноразделимых пар, например воды, или без добавки таковых. Коли чество добавляемой воды составляет 0-5% при разделении смесей алканов и алкенов и 6-10% при разделении смесей алкенов и алкалиенов С4 J. Недостатком известного способа являются высокие потери ДМФА в процессе разделения. С целью понижения температуры и потерь ДМФА в этом способе снижают давление в колонне десорбции. Однако при этом для поддержания необходимой температуры куба колонны экстрактивной ректификации углеводородный рецикл из дёсорбера приходится подавать в колонну экстрактивной ректификации компрессором или насосом, предварительно конденсируя углеводородный рецикл. Эти затраты увеличивают энергоемкость процесса. Цель изобретения снижение потерь диметилформамида и сокращение энергозатрат. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, разделения углеводородов С или С разной ста-, пени насыщенности путем экстрактивной ректификации, используют экстрагент, дополнительно содержащий ацетофенон при весовом соотношении длметилформаг.Ф1д - вода - ацетофенон равном 0,7-0,994:0,001-0,1 : :0,0035-0,20. Ацетофенон получают в процессе разделения продуктов эпоксидирования пропил€ша гидроперекисью этилбензола в производстве окиси пропилена и стирола .и при разделении продуктов, разложения гидроперекиси изопропилбензолс в производстве ацетона и фенола. Ацетофенон может быть введен в экстрагент в составе ацетофеноновых фракций, получаемых в указанных выше процессах. Ацетофеноновая фракция, полученная в процессе разделения продуктов эпоксидирования пропилена гидроперекисью этилбензола и в производств.е окиси пропилена и стирола, содержит , мае.%: метилфенилкарбинол 0,149, фенол н алкнлфенол 0,01-20, стирол и его олнгомери до 1,5 и остальное ацетофенон. Фракция выкипает не менее чем на 80% в пределах температур 200-205°С. Ацетофеноновая фракция, полученная при разделении продуктов разло- ., жения гидроперекиси изопропилбензола в производстве ацетона и фенола, содержит, мас.%: диметилфенилкарбинол О ,l-3:j; фенол и алкилфенол 0,072,5 и ocTaJ.ibHoe ацетофенон. Эта фракция выкипает не менее чем на 75% в пределах температур 200-205 С. I . . о Ацетофенон, кипящий при 202 С, является значительно более термичес-ки устойчивым соединением, чем ДМФА. Введение ацетофенона не снижает коэффициентов относительной летучести углеводородов. Так, при температуре 60 и содержании углеводородов в экстрс1генте 25 вес.% коэффициент относительной летучести 2-метил-2-бутена к изопрену в присутствии ДМФА равен 1,38, в присутствии смеси диметилформаглида, воды и ацетофенона в весовом соотношении: ljO,05:0,10 - 1,38, 1:0,10:0,20 - 1,39. Добавка ацетофенона не приводит к снижению растворимости углеводородов в экстрагенте. Указанное выше.отличие позволяет уменьшить потери ДМФА и затраты, энергосредств путем подачи углаводородного рецикла иэ десорберэ в ку& колонны экстрактивной ректификации самотеком за счет перепада давления между колоннс1ми или снижения количества рецикла. Пример. Фракцию углеводородов Cg двухстадийного дегидрирования изопентана, имеющую состав,мае.% углеводороди С 0,1/ изопентан 3,4; н-пентан 8,б;3-метил-1-бутен 2,6; 2-метил-2-бутен 32,6; 3-метил-1-бут.ен. 18,9; 1-пентен-0,5,- 2-пентен 2,7; изопрен 28,5; пиперилен l,8i циклопентадиен 0,2, углеводороды Cg 0,1 подвергают разделению экстрактивной ректификацией с исиользованием в качестве разделяющего агента смеси ДМФД с водой и ацетофеноном в весовом соотношении 0,7:0,1:0,20 на колонке экстрактивно ректификации эффективностью 132 практические тарелки. Флегмовое число 3. Подача экстрагента 280 т, угле водородного питания 31,2 т. Давление верха колонны 1,01 ата, в кубе 2,4 ата. Для поддержания температуры в кубе колонны не более 102с подаютг 19,9 г парового потока углеводоро дов из колонны десорбции за счет перепада давления. Из куба колонны отбирают 308,8 т насыщенного экстр.агента,содержащего 28,8 г углеводородов Су и подают в десорбционную колонну. Давление верха десорбционной колонны эффективностью 61 практи ческая тарелка 2,4 ата, куба 2,8 ата при температурах 62 и соответственно. Потери ДМФА за счет термического разложения составляют 5,6 кг/т изопрена. С верха десорбционной колонны отбирают 8,9 т изопрена-сырца, содержащего 1,0% изоамиленов, С верха колонны экстрактивной ректификации отбирают 22,3 т изоамиленовой фракции с содержанием изопре на 1,6%. Пример 2. Фракцию углеводородов С с составом, данным в примере 1, подвергают разделению в условиях примера 1 с использованием экстрагента, имеющего следующий состав, вес.ч: даФА 0,85, вода 0,05, ацетофенон 0,10. Десорбцию 316,1 т насыаде.нного экстрагента, содержащего 36,1 т углеводородов , проводят при давлении верха десорбционнои колонны 1,01 ата и. температуре 40°, давлении в кубе десорбера 1,4 ата и темтемпературе 40 С, давлении в кубе дё сорбера 1,4 ата и температуре 148 С Для поддержания температуры f02°C в кубе экстрактивной ректификации при авлении 2,4 ата подают 27,2 т изопрена-рецикла. На конденсацию и ох- лаждение рецикла затрачивают 2420 тыс. ккал охлаждающей воды, на подачу жидкого рецикла насосом 40 кВт.ч электроэнергии. Кроме того, дополнительные затраты пара увеличиваются на 2,42 Гкал за счет охлаждения внутреннего потока ( рецикла. Получают 22,3 т изоамиленовой фракции с содержанием изопрена 1,6% и 8,9 т изопрена-сырца, содержащего 1,0% изоамиленов. Потери ДМФА в описанных условиях составляют 5,2 кг на 1 т выделенного изопрена-сырца. Пример 3. Разделению подвергают две фракции углеводородов C. которыеимеют следующий состав, мае.%:, I фракция Дфракция Пропан .Изобутан1,1 йзобутилен4,6 d-бутилен28,85 Бутадиен3,4 н-бутан3,9 транс-р)-бути28.,85 16,8 лен 28,812,6 цис-/1-бутилен 0,50,20 Пент ан Колонна э.кстрактивной ректификации имеет 150 тарелок. Первую фракцию в количестве 21,2 т/ч подают на 101 тарелку колонны, а вторую в количестве 41 т/ч - 73 тарелки. (счет тарелок снизу). Флегмовое число 2,0. Давление верха-колонны 3,6 ата, куба 4.6ата. Температура верха , температура куба 90с. В качестве экстрагента используют смесь, мас.%: ДМФА 99,4; вода 0,1 и ацетофеноновая фракция, полученная при разложении.гидроперекиси изопропилбензола 0,5. Состав ацетофеноновой фракции, %: ацетофенон 70; диметилфенилисарбинол 28} фенол 2. Таким образомjв составе экстрагента.содержится 0,35% ацетофенона. Количество подавземогс экстрагента 308 т/ч. Сверху колонны отби-. рают 50,4 ж бутанбутиленовой фракции, содержащей 0,5% бутадиена. Насьпденный в количестве 388 т/ч подают в колонну десорбции, имеющую 40 практических тарелок. Давление верха колонны 1,45 ата, куба 1.7ата. Температура верха , температура куба 160с. С верха колонны десорбции отбирают 11,8 т/ч бутадиена, содержащего не более 0,5% бутиленов. Из куба колонны десорбированный экстрагент подают в колонну экстрактивной ректификации после его охлаждения. Для поддержания температуры в .кубе колонны экстрактивной ректификации бутадиен в количестве 68,2 т/ч охлаятают и компрессором возвращают в куб колонны экстрактивной ректификации. Расход охлаждающей воды соетавляет 44,2 ,- затраты электроэнергии на компрессор 1250 кВт-ч. Потери ДМФА составляют в этом случае 3,8 кг на 1 т вьаделенного бутадиена. Пример 4. Опыт проводят ана логично описанному в примере 3. В ка честве ацётофеноновой фракций исполь §уют фракцию, полученную в процессе разделения продуктов эпокс{одирования гидроперекиси этилбенэола пропиленом и содержащую, мас.%; ацетофенон 70) метилфенилкарбинол 28,5; фенол 1,5. , Параметры разделения углеводородов и потери ДМФА аналогичны приведенным «в примере 3. Пример 5 (для ера в но ни я ). Фракцию углеводородов С 5 с составом, описанным в примере 1, подвергают разделению в условиях примера 1 в присутствии в качестве эксхрс1гента ДМФА. При температуре куба колонны экстрактивной ректификации 102ЯСи давлении 2,4 ата отбирают 338 т насыщенного ДМФА, содержащего 58 т,углеводородов.Давление верха десорбера 1,01 ата куба .1,4 ата при температуре куба 169. Из колонны десорбции дляподдержания н€Юбходимой температуры в куб колонны экстрактивной ректификат ции подают рецикл в количестве 49,1т. На его конденсацию затрачивают 4,37 Гкал охлаждсцощей воды, что приводит к расходу 4,37 Гкаш пара и затратам на подачу рецикла 40 кВтч,электроэнергии. С верха колонны десорбции выделяют 8,9 т изопрена-сырца и 22,3 т изоамиленовой фракции, с содержанием изопреНа 1,6%. Потери ДМФА в этом случае составляют 8,5 кг на 1 т выделенного изопрена.. Использование предлагаемого способа позволит уменьшить потери ДМФА в процессе разделения. Экономия ДМФА составит до 3,3 кг на 1 т изопрена или 3,72 руб./т. Сокращается подача рецикла углеводородов в куб колонны экстрактивной ректификации. За счет этого экономится охлаждающая вода, греющий пар, электроэнергия. Экономия электроэнергии до 4,5 кВт-«с на, 1 т изопрена или 0,01 руб/т. Экономия охлаждающей воды 24,5 мр на 1 т изопрена или 0,18 руб./т. Экономия греющего пара 0,491 Гкал/1т изопрена или 2,71 РУ6./Т. Суммарная экономия на 1т изопрена составит 6,62 руб./1т изопрена.

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ С4 ИЛИ С 5 РАЗНОЙ СТЕПЕНИ НАСЫЩЕННОСТИ путем экстрактивной ректификации с использованием экстрагента на основе диметилформамида и воды, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь диметилформамида и сокращения энергозатрат, .используют экстрагент, дополнительно содержсвдий ацетофенон при весовом соотношении диметилформамид-вода-ацетофенон равном 0,7-0,994:0,001-0,1: :0,0035-0,20.