Способ разделения смесей алифатических углеводородов с4 или с5 разной степени насыщенности Советский патент 1977 года по МПК C07C7/08 C07C9/00 C07C11/00 

(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ АЛИФАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ С, ИЛИ С; РАЗНОЙ СТЕПЕНИ НАСЫЩЕННОСТИ

Изобретение олносится к рг,зз.еленкк) алифатических углеводородов С клй GS экстрактивной ректификацией с поляр.чыми органическими экстратентами шш их смесями с водой. Известны способы разделения углеводородов €4 ИЛИ GS экстрактивной ректификацией с ацетоном ИЛИ его водными смесями. Ацетон обладает высокой растворяющей способностью по отношению к разделяемым углеводородам, но является малоселективным экстрагентом. Коэффициент относительной летучести н-бутана по отношению к 1-бутену в присутствии 85 вес.% ацетона, содержащего 15 вес.%воды, при 50° С составляет 1,26. Наиболее близким к описьшаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ разделения алифатических углеводородов С4 или С; разной степени насыщенности путем экстрактивной ректификации с использованием в качестве экстрагента ацетонихрила ИЛИ его смеси с водой. .Ацетонитрил является более селективным экстрагентом. Коэффициент относительной летучести н - бутана по отношению к 1 - бутену в присутствии 85 вес.% ацетонитрила при 50° С составляет 1,45. Однако растворяющая способность атдетонитрила по отношению к угясзо лородам значительно ниже, чгм ацетона. Парафикозые углеводороды €4 ИЛИ Cs ограниченно растворяются в ацето1итркле. Растворимость н - бутана Б ацгтснитриле при 40°С составляет 25,0 вес.%. Растворимость изопентана при тех же условиях составляет всего ЛИШЬ 22,0 вес.%. Кроме того, растворяющая способность ацетонитрила резко ci-шжается с увеличением концентрации воды в экстрагенте. Наличие в технологической схеме процесса разделе1а1я водной отмывки углеводородов от экстрагенга и существование азеотрона ацетонитрил - вода, содержащего (давление 760мм рт. ст.) 16 вес.% воды, приводит к обводнению экстрагента и требует специальных мероприятий по обезвоживанию экстрагента для повыщения его растворяющей способности. Цель изобретения - увеличение растворяющей способности экстрагента. Это достигается при осуществлении описываемого способа разделения алифатических углеводородов С4 ИЛИ GS разной степени насьпценности путем экстрактивной ректификации с использованием в качестве экстрагента ацетонитрила или его

смеси с водой с добавкой соединения общей формулы

RI-C -Rn II )

О

где RirRj - углеводородные радикалы, содержащие 1-3 атома углерода,

в количестве 0,1 - 20 вес.%.

Отличительные признаки способа - использование экстрагента с добавкой соединения общей формулы

Tt-i с R о

I

Коэффициент относительной летучести 1-бутена к бутадиену при 50° С в избытке экстрагента

Адетонитрил без добавок Адетонитрил с 5 вес.% ацетона Адетонитрил с 10 вес.% ацетона

Ацетонитрил с 5 вес.% метилэгилкетона

Адетонитрил с 10 вес.% циклогексана

Повышение растворяющей способности экстрагента позволяет понизить его концентрацию на тарелках колонны экстрактивной ректификации и тем самым уменьпшть циркуляцию экстрагента. Это приводит к снижению затрат на процесс разделения и уменьшению размеров оборудования. Введение добавок позволяет понизить температуру кипения экстрагента.

Кетоны можно спеазиально вводить в экстрагент или они могут пост)шать как примеси вместе с углеводородной фракцией, направляемой на разделение.

Пример 1. Бутак-бутиленовую фракцию, содержащую 30 вес.% бутиленов, в количестве 0,21 кг/ч, направляют на разделение экстрактивной ректификащ{ей с ацетонитрилом, содержащим 0,1 вес.% воды. Концентрация бутана и бутиленов в продуктах разделения составляет 98 вес.%. Бутилены отбирают из нижней части колонны в качестве бокового отбора. Колонна экстрактивной ректификадии имеет 120 тарелок. Когшчество тарелок от куба до тарелки бокового отбора 30 щтук.

Концентрация углеводородов на тарелках в верхней части колонны экстрактивной ректификации составляет 25,0 вес.% при 48° С. Циркуляция зкстрагента при этом 1,6 кг/ч. Температура куба 140° С, давление 4кг/см. Температура на тарелке бокового отбора 125 С.

Пример 2. В условиях примера 1 для разделения бутан-бутиловой фракции применяют ацетонитрил, содержащий 5 вес.% воды. Концентрагде RI ,R2 - углеводородные радикалы содержащие 1-3 атома углерода, в количестве 0.1 - 20 вес.%

В качестве добавок могут быть использованы ацетон, метил этилкетон, диэтилкетон, метилизопропилкетон. Введение кетона приводит к меньщему снижению селективности экстрагента.

В табл. 1 показано влияние различных добавок на селективность и растворяющую способность экстрагента.

Таблица 1.

Растворимость н-бутана в экстрагенте при 40°С, вес.%

25,0

28,1

31,3

28,3

ция углеводорода на тарелках в верхней части колонны экстрактивной ректификации составляет 16 вес.% при 42° С. Циркуляция экстрагента при этом 2,2 кг/ч. Давление куба. 4 кг/см, температура куба 135° С и температура тарелки бокового отбора 110°С.

Пример 3. Бутан - бутиленовую фракцию, содержащую 30 вес.% н-бутиленов, в количестве 0,21 кг/ч направляют на разделение экстрактивной ректификацией с ацетонитрилом, содержащим 5 вес.% ацетона и 0,6 вес.% воды. Концентрация бутана и бутиленов в продуктах разделения составляет 98 вес %. Колонна экстрактивной ректификации имеет 120 тарелок. Концентрация углеводородов на тарелках в верхней части колонны экстрактивной ректификации составляет 30 вес.% при 44° С и давлении 4 кг/см, циркуляция экстрагента при этом 1,4кг/ч. Температуз)а куба 130°С, температура тарелки бокового отбора 115 С.

Пример 4. В условиях примера 1 для разделения бутан-бутиленовой фракции применяют ацетонитрил, содержащий 5 вес.% воды и 5 вес. % ацетона. Концентрация углеводородов на тарелках в верхней части коллоны экстрактивной ректификации составляет 20 вес. % при 43 С. Циркуляция экстрагента при этом 2,0 кг/ч, температура куба 120° С, давление 4,0 кг/см, температура тарелки бокового отбора 105° С.

П р и м е р 5. Изопентан-изоагиэшеновую фракцию, содержащую 60 вес.% изопентана в количестве 0,5 кг/ч направляют на разделение экстрактивной ректификацией с ацетонитрилом, содержащим 10 вес.% ацетона и 0,8 вес.% воды. Концентрация пентенов в дистиллате не превышает 7 вес.%. Колонна экстрактивной ректификации имеет 120 тарелок, концентрация углеводородов на тарелках в верхней части колонны составляет 30 вес.% при 50° С и давлении 0,5 атн. Циркуляция экстрагента при этом 2,0 кг/ч, температура куба десорбционной колонны 100° С.

П р и м е р 6. Изопентан - пентен - пентадиеновую фракцию, полученную одностадийным дегидриФормула изобретения Способ разделения смесей алифатических углеводородов €4 или Cs разной степени насьпценности путем экстрактивной ректификации с использованием в качестве экстрагента ацетонитрила или его см си с водой, отличающийся тем, что, с целью увеличения растворяющей способности экстрагента,

.рованием изопентана под вакуумом подвергают разделению экстрактивной ректификацией с ацетонитрилом с отделением в качестве дистиллата изопентан-пентеновой фракции (содержание изопентана 25 вес.%). Разделение осуществляют в условиях примера 5, в качестве экстрагента используют ацетонитрил с 7 вес.% ацетона и ацетонитрил с 5 вес.% воды.

В табл. 2 показано влияние различных добавок

на селективность и рас1воряющ ю способность ацетонитрила по отношению к углеводородам Cs. Таблица 2. используют экстраген с добавкой соеданеш1я общей фоомулы RT-C -R9 IIгде RI.RI - углеводородные радика:1ы,содержащие 1 -3 атома углерода, в количества 0,1 - 20 вес.%.