Способ регенерации экстрагентов Советский патент 1978 года по МПК C07C7/06 

1

Изобретение относится к области регенерации экстрагентов, применяемых для разделения углеводородов 64 с помощью экстрактивной ректификации, экстракции или абсорбции.

Известеи способ очистки фурфурола от димеров путем отгонки смеси фурфурола и полимера с последующей водной отмывкой отгона от фурфурола 1.

Однако такой способ требует нескольких тсхиологическнх операций для очистки и является невыгодным для экстрагентов, образующих азеотропы сдимером бутадиена, имеющие высокую концентрацию экстрагеита в азеотропе.

Известен способ очистки экстрагентов, используемых в процессах разделения углеводородов С4 путем десорбции и последующей ректификации в присутствии воды 2 с выводом в качестве дистиллята парообразной смеси воды с улеводородами и карбонильными соединениями, концентрация воды в которых составляет 30-95 вес. % с последующей конденсацией и расслаиванием смеси, выводом углеводородного слоя из системы и частичным возвратом водного слоя на ректификацию.

Однако в таком способе па регенерацию подается часть жидкого экстрагента после десорбции, имеющего относительно низкую концентрацию димеров диолефинов и карбонильных соединений. Увеличение содержания этих примесей в экстрагенте недопустимо, так как снижает его разделяющую способность и приводит к загрязнению продуктов разделения. Содержание этих примесей в экстрагенте поддерживается на уровне 1-2 вес.%. При контакте с водой протекает гидролиз экстрагента и имеют место потери растворителя, которьи тем больше, чем больще экстрагента направ ляется на очистку иутем ректификации в при

сутствгл воды. Экстрагент содержит ипгиби торы термоиолимеризации, например нитрит натрия и другие, а также смолы. Образующиеся при гидролизе растворителя кислоты взаимодействуют с ингибиторами с образованием нерастворимых солей, которые, как и смолы, отлагаются на поверхности оборудования и приводят к его забивкам. Кроме того, в этом способе имеет место больщой расход ингибиторов полимеризации.

С целью уменьшення потерь экстрагентов, применяемых для разделения углеводородов Сь предлагается способ очистки экстрагентов, в котором со стадии десорбции отбирают паровой поток экстрагента при 90-150°С, отделяют от него углеводороды €4 путем ректификации или конденсации и подают на стадию ректификации в присутствии воды для отделения примесей димеров диолефинов и карбонильных соединений.

Содержание примесей димеров диолефинов, воды и карбонильных соединений в парообразном погоне десорбционной колонны в 2-3 раза больше, чем в экстрагенте. Это позволяет уменьшить количество выводимого на регенерацию экстрагента в 2-3 раза и за счет этого уменьшить потери растворителя и снизить затраты на регенерацию зкстрагента.

Кроме того, наровой поток зкстрагента не содерл ит ингибиторов термополимеризации, что позволяет исключить забивку колонны ректификации экстрагента в присутствии воды солями и снизить расход ингибиторов термополимериза ции.

Пример 1 (сравнительный). В процессе выделения бутадиена из фракции дегидр.ирования н-бутнленов в качестве экстрагента применяют безводный диметилформамид (ДМФА). Количество бутилен-дивинильной фракции (БДФ), подаваемой на разделение, составляет 40 т/ч. Циркуляция ДМФА составляет 310 т/ч. Для десорбции поглош.енных углеводородов из насыщенного ДМФА используют колонну эффективностью 40 практических тарелок. Насыш,енный экстрагент подают на 39-ю тарелку (счет снизу). Колонна работает при давлении верха 1,35 ата. Температура верха 78° С, температура куба 160° С. Десорбированный ДМФА, отбираемый нз куба десорбера, имеет следующий состав, вес.%: ДМФА98,730

Вода0,050

Нитрат натрия0,001

Формиат натрия0,005

Тяжелый остаток0,200

Димеры бутадиена1,000

Ацетон0,007

Метилэтилкетон0,004

Метилвинилкетон0,003

2% от циркулирующего в системе экстрактивной ректификации. ДМФА (6200 кг/ч) .подают на регенерацию от «легких смол и карбонильных соединений в колонну ректификации в присутствии воды. Колонна имеет 45 практических тарелок и работает при атмосферном давлении. Температура верха 100° С, температура куба 157° С. Верхний продукт колонны конденсируют и расслаивают. Верхний слой - димеры бутадиена, отбирают на сжигание, а нижний слой - воду, с растворенными карбонильными соединениями частично возвращают в колонну в качестве флегмы, а частично выводят из системы регенерации. Количество подаваемой флегмы составляет 2000 кг/ч. В отдувках дефлегматора, водном и димерном слоях определяют диметиламин - продукт гидролиза ДМФА, а в водной флегме определяют нитрозодиметиламин - сильно токсичное вещество. Из куба колонны отбирают ДМФА, содержащий тяжелый остаток, 0,1% димеров бутадиена и 0,2-0,5% воды.

При очистке ДМФА описанным способом потери экстрагента составляют 0,6 кг/ч на 1 т товарного бутадиена.

Пример 2 (сравнительный). Десорбцию углеводородов из насыщенного ДМФА проводят в условиях, аналогичных примеру 1. Вывод экстрагента на .регенерацию осуществляю в паровой фазе с 15-й тарелки колонны десорбции при 120° С. Количество бокового отбора составляет 2575 кг/ч. Парообразный боковой отбор, имеющий следующий состав, вес.%:

ДМФА95,440

Ацетиленовые соединения0,010

Бутадиен0,060

Вода0,820

Димеры бутадиена2,330

Ацетон0,067

Метилэтилкетон0,400

Метилвинилкетон0,270

подвергают нредварительной конденсации для отдаления от углеводородов €4 (бутадиена и ацетиленовых соединений). Конденсат состава, вес.%:

ДМФА95,500

Бутадиен0,001

Вода0,820

Димеры бутадиена2,330

Ацетон0,670

Метилэтилкетон0,400

Метилвинилкетон0,270

в количестве 2573,2 кг/ч направляют в колонну ректификации ДМФА от димеров бутадиена и карбонильных соединений в присутствии воды. Режим работы колонны аналогичен режиму кололны регенерации ДМФА от «легких смол, приведенному в примере 1. Количество подаваемой флегмы составляет 830 кг/ч. При очистке ДМФА предлагаемым способом потери экстрагента составляют 0,26 кг/ч на 1 т товарного бутадиена.

;П р и м е р 3. В процессе выделения бутадиена из фракции дегидрирования н-бутиленов в качестве экстрагента применяют диметилацетамид (ДМАА), содержащий 5% воды. Количество БДФ, подаваемой на разделение, 40 т/ч. Циркуляция ДМАА составляет 400 т/ч. Для десорбции поглощенных углеводородов из насыщенного ДМАА используют колонну эффективностью 40 практических тарелок. Пасыщенный экстрагент подают на 39-ю тарелку. Колонна работаег при давлении верха 1,1 ата. Температура верха 80° С, температура куба 140° С. Вывод экстрагента на регенерацию осуществляют в паровой фазе с 8-й тарелки колонны десорбции при 13РС. Количество бокового отбора составляет 2847 кг/ч. Парообразный боковой отбор состава, вес.%:

ДМАА86,945

Ацетиленовые соединения0,005

Бутадиен0,020

Вода8,720

Димеры бутадиена2,810

Ацетон0,750

Метилэтилкетон0,450

Метилвинилкетон0,300

подвергают предварительной ректификации с

целью удаления углеводородов С4 на колонне, имеющей 5 практических тарелок и флегмовое число 0,5. Кубовый продукт колонны предварительной ректификации, содержащий не более 0,001% углеводородов €4, в количестве 2846,3 кг/ч подают в колонну ректификации ДМАА от димеров и карбонильных соединений в присутствии воды. Колоина имеет 45 практических тарелок и работает при атмосферном давлении. Температура верха 100° С, температура куба 169° С. Верхний продукт колонны конденсируют и расслаивают. Верхний слой - димеры бутадиена, отбирают на сжигание, а нижний слой - воду с растворенными карбонильными соединениями, частично возвращают в колонну в качестве флегмы, а частично выводят из системы регенерации. Количество подаваемой флегмы составляет 920 кг/ч. Из куба колонны отбирают ДМАА, содержащий тяжелый остаток, 0,1% димеров бутадиена и 0,2-0,5% воды.

Пример 4. В процессе выделения бутадиена из фракции дегидрирования и-бутнленов в качестве экстрагента используют N-MCтилнирролидон (МП), содержащий 5% воды. Количество БДФ, подаваемой на разделение, 40 т/ч. Пиркуляция МП составляет 360 т/ч. Для десорбции поглощенных углеводородов из насыщенного экстрагента используют колонну эффективностью 30 нрактических тарелок. Пасыщенный экстрагент подают на 29-ю тарелку. Колонна работает при давлении верха 1,1 ата. Температура верха 80° С, температура куба 145° С. Вывод экстрагента на регенерацию осуществляют в паровой фазе с 23-й тарелки при 100° С. Количество бокового отбора составляет 3547 кг/ч.

Парообразный боковой отбор состава, вес.%:

МП87,281

Ацетиленовые соединения0,009

Бутадиен0,041

Вода9,430

Ацетон0,610

Метилэтилкетон0,360

Метилвинилкетон0,240

подвергают предварительной конденсации для

отделения от углеводородов С. Конденсат состава, вес.%:

МП87,319

Бутадиен0,001

Вода9,440

Димеры бутадиена2,030

А цетон 0,610

Метплэтилкетон0,360

Метилвинилкетои0,240

в количестве 3543,3 кг/ч направляют в колонну ректификации МП от димеров и карбонильных соединений в присутствии воды. Колонна имеет 45 практических тарелок и работает при давлении 0,3 ата. Температура верха 70° С, температура куба 160°С. Верхний слой - димеры бутадиена, отбирают на сжигание, а нижний слой - воду с растворенными карбонильными соединениями, частично возвращают в колонну в качестве флегмы, а частично выводят из системы регенерации. Количество подаваемой флегмы составляет 1144 кг/ч. Из куба колонны отбирают МП, содержащий тяжелый остаток, 0,1% димеров бзтадиена и 0,2-0,5% воды.

Формула и 3 о б р е т е и и я

Способ регенерации экстрагентов, применяемых для разделения углеводородов €4,

включаюнип десорбцию экстрагента с последующим отделением примесей димеров диолсфинов и карбонильных соединений от части десорбироваиного экстрагента путем ректификации в присутствии воды, отличающийс я тем, что, с целью уменьп1ения потерь экстрагеита, со стадии десорбции отбирают паровой поток экстрагеита при 90-150° С, отделяют от него углеводороды С4 путем ректификации или конденсацни и подают на стадию

ректификации в присутствии воды. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3432597, кл. 260-680, опублик. 1969.

2. Заявка № 2001682/04, кл. С 07С 7/06, 1974, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.