Способ разделения смесей близкокипящих углеводородов Советский патент 1976 года по МПК C07C7/10 

Изобретение относится к области разделения близкокипящих углеводородов, в частности к области разделения ненасыщенных соединений, отличающихся по структуре, или отделения ненасыщенных углеводородов от насыщенных.

Известны способы разделения близкокипящих углеводородов с помощью хемоэкстрагентов - растворов солей одновалентной меди в полярных органических растворителях. Согласно указанным способам разделение может осуществляться путем экстрактивной ректификации или экстракции жидкость - жидкость.

Однако при проведении процесса разделения с одним экстрагентом для получения достаточно чистой фракции продукта, более растворимого в экстр агенте, необходимо осуществление значительного рецикла его в колонну разделения. Это связано с большими энергетическими затратами. Кроме того, при проведении экстрактивной ректификации необходимо иметь более высокие температуры в системе, что приводит к понижению стабильности растворов солей одновалентной меди.

Известен также способ разделения углеводородов €4 или GS путем экстракции в присутствии двух экстрагентов, например, диметилсульфоксида и парафина, подаваемого в куб колонны экстракции.

Однако используемые экстрагенты недостаточно эффективны для разделения смесей углеводородов.

С целью устранения указанных недостатков и повышения эффективности процесса по предлагаемому способу в качестве второго экстрагейта используют трифторацетат одновалентной меди в органическом растворителе.

Эффективность процесса повышается и за

счет снижения энергозатрат, поскольку парафин подают в куб экстракционной колонны в рецикле с разделяемыми углеводородами.

Для извлечения поглощенных углеводородов из растворов солей одновалентной меди применение отгонки или ректификации часто оказывается невозможным из-за нестабильности указанных растворов при высоких те.мпературах. В этом случае для извлечения углеводородов из растворов солей меди можно использовать экстракцию инертным растворителем во втором экстракторе, например, парафином, который используется в качестве инертного растворителя при разделении углеводородов в первом экстракторе.

Согласно способу предлагается весь десорбированный инертный растворитель (парафин) направлять на извлечение поглощенных углеводородов из раствора солей меди, после чего часть инертного растворителя с извлеченными углеводородами подавать на десорбцию.

а остальную часть инертного растворителя с извлеченными углеводородами направлять в первый экстрактор, где осуществляется разделение углеводородов.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства, при помощи которого можно осуществить предлагаемый способ.

Смесь разделяемых углеводородов подают по линии 1 в экстрактор 2. В верхнюю часть экстрактора по линии 3 подают хемосорбент, представляющий собой раствор соли (солей) одновалентной меди в органическом растворителе, а в нижнюю часть экстрактора 2 по линии 4 - парафиновый углеводород. С верхней части экстрактора непоглощающиеся раствором углеводороды (например, алкены) вместе с парафином, углеводороды (например, алкены) вместе с парафином, унесенным растворителем, по линии 5 через теплообменники 6 направляют в колонну 7 для отгонки углеводородов от парафина и растворителя.

Сверху колонны 7 по линии 8 пары углеводорода поступают в дефлегматор 9, где конденсируются. Часть конденсата по линии 10 возвращается в колонну 7, а остальная часть отбирается как готовый продукт по линии И. Колонна 7 обогревается водяным паром через кипятильник 12.

Горячий парафин с растворенным небольщим количеством растворителя из куба колонны 7 по линии 13 направляют на рекуперацию тепла в теплообменник 6, и после дополнительного охлаждения в холодильнике 14 по линии 15 его направляют в десорбционную колонну 16.

Насыщенный раствор из куба экстрактора 2 по линии 17 направляют также в десорбционную колонну 16, где проходит извлечение поглощенного раствором углеводорода парафином, поступающим в нижнюю часть колонны 16 по линии 15. С верхней части десорбционной колонны 16 по линии 18 часть парафина с извлеченным углеводородом направляют в теплообменник 19, а остальную часть по линии 4 возвращают в экстрактор 2.

Из теплообменника 19 нагретый насыщенный парафин направляют на отгонку поглощенного углеводорода (алкадиена) в колонну 20. Пары углеводорода из колонны 20 по липни 21 направляют в дефлегматор 22, где они конденсируются. Часть конденсата по линии 23 возвращают в колонну 20 в качестве флегмы, а остальную часть отбирают как готовый продукт по линии 24. Обогрев колонны осуществляют водяным паром через кипятильник 25.

Горячий парафин из куба колонны 20 по линии 26 направляют на рекуперацию тепла в теплообменник 19 и после дополнительного охлаждения в холодильнике 27 по линии 28 подают в десорбционную колонну 16 вместе с парафином, поступающим по линии 15 из колонны 7.

Десорбированный (тощий) хемоэкстрагент по линии 29 из колонны 16 через фильтр 30

с металлической медью после охлаждения в холодильниках 31 и 32 по линии 3 снова подают в экстрактор 2 для разделения исходных углеводородов.

Часть горячего парафина из куба колонны 20 но линии 33 подают в колонну регенерации 34, где происходит удаление из него накапливающихся полимеров и димеров. Сверху колонны 34 по линии 35 отбирают

пары парафинового углеводорода и унесенного растворителя, которые конденсируются в дефлегматоре 36. Часть конденсата возвращают в колонну 34 по линии 37, а остальную часть по линии 38 после дополнительного охлаждения в холодильнике 39 также возвращают в десорбционную колонну 16 вместе с октаном, ностунающим ив куба колонны 20 по линии 28. Из куба колонны димер и нолимер выводятся на сл :игание. Колонна 34 обогревается водяным паром через кипятильник 40.

Пример 1. 55,6 г смеси, содержащей 20,7 вес. % изопрена и 79,3 вес. %2-метил-2-бутена в присутствии 9 г н.-гексана смешивают с

44,4 г раствора, содержащего 37,6 вес. % Си(СРзСОО) -в ( -метоксипропионитриле, в течение 30 мин.

Смесь расслаивается на два слоя. Углеводородные составы верхнего и нижнего слоев

и коэффициент относительной экстрактивности приведены в табл. I.

Таблица 1

Пример 2. 61 г смеси, содержащей 32,8% изопрена и 67,2% 2-метил-2-бутена, в присутствии 10,5 г н.-октана - смешивают в течение 30 мин с 40 г раствора состава, указанного в примере 1. Смесь расслаивается на два слоя. Углеводородные составы верхнего и нижнего слоев и коэффициент относительной экстрактивности приведены в табл. 2.

Таблица 2

Пример 3. Фракцию двухстадийного дегидрирования изопентана на катализаторе КНФ содержащую (вес. %):

изопентан - 12,43; З-метил-1-бутен - 4,33; 2-метил-1-бутен -15,21; пентен-2 - 4,03; 2-метил-2-бутен - 32,96; изопрен - Я7.42: гоанс-пиперитен - 1,66; {(ыс-пиперилен - 1,96, подвергают разделению с целью извлечения изопрена в колонне 2 хемоэкстракцией 37%-ным раствором Си(СРзСОО) в р-метоксипропилнитриле (МОПН). Для достижения высокой чистоты экстракта в нижнюю часть колонны 2 подается рецикл извлеченных пентадкенов вместе с н.-парафином из десорбционной колонны 16, имеющий состав (вес. %): изопентан - 0,007; З-метил-1-бутен - 0,023; 2-метил-1-бутен - 0,04; пентен-2 - 0,04; 2-метил-2-бутен - 0,134; изопрен - 21,86; транс-пиперилен -1,11; ч«с-пиперилен - 1,35; МОПН - 1,0; н.-парафин - 74,42; димеры - 0,016. Рафинат колонны 2, имеющий состав (вес. %): изопентан - 2,65; З-метил-1-бутен - 0,91; 2-метил-1-бутен - 3,24; пентен-2 - 0,86; 2-метил-2-бутен - 7,01; изопрен - 0,04; транспиперилен - 0,04; 1{ыс-пиперилен - 0,04; МОПН - 1,14; н.-парафин - 84,08, направляют в колонну 7 для отгонки от н.-парафина и растворителя. Экстракт колонны 2, имеющий углеводородный состав (вес. %): изопентан - 0,03; З-метил-1-бутен - 0,133; 2-метил-1-бутен - 0,164; пентен-2 - 0,153; 2-метил-2-бутен - 0,53; изопрен - 87,75; гранс-пентадиен - 4,64; г{«с-пиперилен - 5,60; н.-парафин- 1,0, подают в десорбционную колонну 16 с целью извлечения из насыщенного хемозкстрагента поглощенных углеводородов экстрак цией парафином. Десорбированный хемоэкстрагент, содержащий не более 0,3 вес. % поглощенных углеводородов, с нижней части десорбиионкпй колонны 16 подают снова на разделение исходной фракции в колонну 2. С верхней части колонны 16 н.-парафин, насыщенный извлекаемыми углеводородами, подают в колонну 20, причем часть его подают в качестзе рецикла в экстрактор 2. В колонне 20 происходит ректификация поглощенных углеводородов от н.-парафина. С верхней части колонны 20 отбирают изолрен-сырец, имеющий состав (вес. %): изопентан - 0,03, 3-метил-1-бутен - 0,13; 2-метил-1-бутен - 0,15; 2-метил-2-бутен - 0,54; изопрен - 89,03; г/за«с-пиперилен - 4,5; г «с-пнперилен - 5,47. Н.-парафин, содержащий не более 0,02 вес. % углеводородов, с низа колонны 20 подают снова в десорбционную колонну 16 на извлечение поглощенных углеводородов из хемоэкстрагента. Формула изобретения Способ разделения смесей близкокипящих углеводородов путем экстракции в присутствии двух экстр агентов, одним из которых является парафин, подаваемый в куб экстракционной колонны, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности процесса, в качестве второго экстрагента используют тркфторацетат меди в органическом растворителе.