Способ выделения изопрена из содержащих его смесей Советский патент 1978 года по МПК C07C7/08 

(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ИЗОПРЕНА ИЗ СОДЕРЖАЩИХ ЕГО СМЕСЕЙ Путем подачи исходной смеси в ректи фикационную колонну с отделением в вид дистиллята углеводородов С, и в виде куба димеров и полимеров с отбором в паровой фазе изопренсодержащего потока в виде боковой фракции, которую направляют на первую стадию экстрактивной ди тилляции с отделением в качестве дистил лята смеси изопрена с олефиновыми и предельными углеводородами С и подачей ее на вторую стадию экстрактивной дистилляции, отделением в виде куба селективного растворителя, содержащего циклопенталиен, который после отделе«ия циклопентадиена подают на вторую стади экстрактивной дистилляции, где в качестве дистиллята отбирают олефиновые и пр дельные углеводородь С и в качестве куба - изопренсодержащий растворитель, который после отделения изопрена путем однократного испарения возвращают на первую стадию экстрактивной дистилляци с подачей изопрена в ректификационную колонну, в которой в виде дистиллята отбирают примеси олефиновых и предельных углеводородов, в качестве куба - циклопентадиен с выводом чистого изопрена в виде боковой жидкой фракции. Процесс вьщеления изопрена согласно изобретеииьо осуществляют по cxevie I, изображенной на фиг. 1. Подаваемая по линии 1 углеводородная смесь, содержащая изопрен поступает по линии 2 в ректификационную колонну 3 Все углеводороды , низкокипящие ацетиленовые углеводороды и 70-90% изопентана удаляюгсяс верха этой колонны по линии 4 в качестве дистиллята, а 30-60% высококипящих углеводородов и продукты поликтеризации, содержащиес в исходной смес, . выводятся по линии 5 в качестве куба. С бока исчерпывающей секции колонны 3 в паровой фазе по линии 6 отводит ся изопренсодержащий поток, который поступает в первую колонну 7 экстрактивной дистилляции. Селективный растворитель подается в эту колонну по линии 8. Со дна колонны 7 по линии 9 удаляется растворитель, содержащий весь циклопентадиен. ацетиленовые соединения и 40-70% пентадиенов. Поток изопрена, включающий все олефиновые углеводородь: Cj , циклопентен, изопентан, удаляется с верха колонны 7 по линии 10, Поток со дна колонны 7 по линии 9 подается в отпарную колонну 11 для отделения растворителя. Последний отбирае ся со дна этой колонны по линии 12. Углеводороды, выделенные из растворителя, удаляются из этой колонны по линии 13 и подаются в ректификационную колонну 14, со дна которой по линии 15 выводится весь циклопентадиен, тяжелые ацетиленовые соединения и 4О-70% всех диеновых соединений, в частности 1,3пентадиен. С верха колонны 14 отбирается по линии 16 изопрен, который снова рециркулирует в колонну 3. Поток изопрена по линии 10 поступает во вторую колонну 17 экстрактивной дистилляции. Растворитель в эту колонну подается по линии 12 из колонны 11, С верха колонны 17 по линии 18 выводятся- олефиновые углеводороды, пентан и изопентан. Растворитель, содержащий изопрен, удаляется со дна этой колонны по линии 19 и подается в испаритель 20 со дна котброго по линии 8 выводится растворитель и направляется в колонну 7, Пар, образующийся в испарителе 20, по линии 21 поступает в ректификационную колонну 22. Со дна этой колонны по линии 23 удаляются все тяжелые углеводороды, которые еще содержатся в изопрене (циклопентан, циклоиентен и остальные пентены). С верха колонны 22 по линии 24 выводится изопрен, содержащий следы низкокипящих углеводородов, которые не были удалены в колоннах 3 и 17, и возвращается в колонну 3 для выделения изопрена. Чистый изопрен отбирается в жидкой фазе с бока обогатительной секции колонны 22 по линии 25. На фиг. 2 представлена схема J| модифицированного ппоцесса согласно изобретению. Подаваемая по линии 1 исходная смесь поступает по линии 2 в ректификационную колонну 3, с низа которой по линии 4 удаляются все продукты димеризации и полимеризации и 30-60% высококипящих углеводородов, если они находятся в исходной смеси. С верха этой колонны по линии 5 выводятся углеводороды С . , низкокипящие ацетиленовые углеводороды и 7О-90% изопентана, содержащегося в исходной смеси. С бока исчерпывающей секции колонны 3 по линии 6 удаляется в паровой фазе поток изопрена, который поступает затем в колонну 7 экстрактивной дистилляции для удаления циклопентадиена. По линии 8 в эту колонну подается растворитель. В паровой фазе с тарелки исчерпывающей секции колонны 7 отбирается по линии 9 весь циклопентадиен совместно с 30-60% высших ацетиленовых и диеновых соединений. С веоха этой колонны 56 по линия 10 удаляется поток изопрена, содержанпп олефиновые углеводороды С циклопентан, пентан и изопентан. Со дна колонны по линии 11 выводится растворитель, которы направляется на орошение во втюрую колонну 12 экстрактивной дистилляции. Туда же по линии 10 посту пает поток изопрена. С верха колонны 12 по линии 13 удаляются олефиновые углеводороды С , пентан и изопентаи, а со дна ио линии 14 - растворитель, содержащий изопрен, который поступает в испаритель 1 о, откуда по линии 8 выводится растворитель, рециркулирующий в колонну 7. Из испарителя 15 по линии 1 удаляется изопрен и подается в ректификационную колонну 17. С верха этой колонны по линии 18 отбирается поток изопрена, включающий следы низкокипяших соединений, которые не были удалены ранее, и возвращается в колонну 3, С бока обогатительной секции колонны 1 по линии 19 удаляется чистый изопрен, с низа ко.чонны по линии 20 - тяжелые углеводороды, которые не были удалены из изопрена ранее, В схеме ) колонная 7 выполняет функции колонн 7 и 11 в схеме I . Кро ме того, отсутствует колонна 14 схеvibi I , так как колонна 7 схемы 11 работает в условиях, обеспечивающих очист потока, поступающего по линии 9 (в схе ме Т ), Согласно изобретению растворитель, необходимый для отделения олефиновых и предельных углеводородов от изопрена используется также для отделения цикло пентадиена с применением лишь одной колонны для выделения растворителя. Таким образом достигается упрощение пр цесса, а также устраняется возможность полимеризации диеновых углеводородов в процессе выделения изопрена, в частности димеризации циклопентадиена. Применение предлагаемохо способа позволяет значительно уменьшить содержание дициклопентадиена в растворителе . и,следовательно, получить изопрен, который не содержит циклопентадиена, образующего из дициклопентадиена при отделении олефиновых углеводородов. В способе согласно изобретению можно использовать в качестве селектив ного растворителя N -формилморфолин - Yi морфолин и их смеси друг с другом и с,, водой (1-20 вес.%). При этом получа ется изопрен, содержащий циклопентадиен вколичестве менее 1 ч. на 1 млн, при использовании смеси, включающей циклопентадиен при соотношении 1:1 к изопре 6 Можно применять и другие риЮтвории, например ацетонитрил, фур4п-рол, лин, диметилформамид, диметилацетид, метилпирролидон, J3 -метоксипронитрил или их смесь. Селективный творитель может содержать воду. Пример (см. схему Т). По линии 2 в колонну 3 поступает одная смесь следуюп1его состава, ь/ч: Изопрен 268,0 Предельные и олефиновые углеводороды З-Метил-1-бутен 1,4-Пентадиен 2-Бутин1 Изопропилацетилен J Изопентан 1-Пентен 2-Метил- 1-бутен Изопропенилацетилен1,1 н-Пентан141,7 2-Пентен транс36,1 2-Пентен цис27,3 2-Метил-2-бутен51,0 1,3-Циклопентадиен130,9 1 ,3-Пентадиен транс141,5 1,3-Пентадиен цис91,5 Циклопентен82,1 Циклопентан23,3 2,3-Пентадиен6,3 Дициклопёнтадиен52,2 Условия работы колонны 3: Давление вверху, ата2,0 Флегмовое число10 Число тарелок100 Температура вверху, °С45 Температура в кубе, °С90 Состав потока, удаляемого из колон3,.по линии 4, моль/ч: Изопрен .4,0 Предельные и олефиновые углеводороды ,3 3-М етил-1-бутен13,7 1,4-Пентадиен24,5 2-Бутин 1g g Изоцропилацетилен J Изопентан90,3 1-Пентен17,8 2-Метил-1-6утен10,9 Изопропенилацетилен1,1 Со дна колонны 3 по линии 5 удаляетпоток следующего состава, моль/ч:. Изопрен4,0 2-Метсил-2-бутен3,9 1,3-Циклопентадиен38,5 1,3-Пентадиен транс-51,3 1,3-Пентадиен цис 47,2 Циклопентен47,1 Циклопентан 2,3-Пентадиен Дйциклопентадиен Поток, выводимый п лонну 7, содержит поч имеющийся в сырье. Колонна 7 работает условиях: Давление вверху, -ат Температура вверху, Температура в кубе, Число тарелок Условия работы коло Давление вверху,, ат Флегмовое число Температура вверху Температура в кубе, Число тарелок Из колонны 14 по л ся высококипящие углев моль/ч: Изопрен 1,3-Циклопентадиен 1,3-Пентадиен транс 1,3-Пентадие цис Ыиклопентен 2,3-Пентадиен Колонна 17 работае условиях: Давление вверху, ат Флегмовое число Температура вверху, Температура в кубе. Число тарелок Растворитель Скорость подачи рас ворителя, кг/ч С верха колойны 17 ляется поток, содержащ предельные углеводород моль/ч: Изопрен 1,4-Пентадиен Изопентан, 1-Пентен 2-Метил- 1-бутен н-Пентан 2-Пентен цис 2-Пентен транс 2-Метил-2-бутен Циклопентан Поток по линии 19 и поступает в колонну 20 дает до 1,1 ата, за сч рителя выделяются угл ледние по линии 21 на g ну 22, а растворитель по линии 8 возщается в процесс. Колонна 22 работает при следующих овиях: Давление вверху, ата. 1,0 Флегмовое число80 .Температура вверху, С60 Температура в кубе, С65 Число тарелок1ОО Поток по линии 24, удаляемый из коны 22 и возвращаемый в колонну 3, ержит, моль/ч: Изопрен11,9 1,4-Пентадиен0,1 Со дна колонны 22 по линии 23 вывося высококипящие углеводороды Су тава, моль/ч: Изопрен4,0 2-Метил-2-бутен2,6 1,3-Пентадиен транс4,6 1,3-Пентадиен цис0,2 Циклопентен12,9 Циклопентан0,9 2,3-Пентадиен0,1 Чистый изопрен, удаляемый из колонны по линии 25 в количестве 246 моль/ч годный для полимеризации, содержит ачестве примесей: Циклопентадиен, 2-Бутен, ррт10 Ацетиленовые кислотьг в пересчете на изопропенилацетилен, ррт2 Олефиновые углеводороды в пересчете на 2-метил-2бутен, вес,%0,18 Диеновые углеводороды в; пересчете на 1,3-пентадиен,вес.%: .0,040 П р и м е р 2. (см. схему ). Исное сырье состава, как в примере 1, тупает по линии 2 в колонну 3, рабощую при следующих условиях: Давление вверху, ата Флегмовое число Число тарелок Температура вверху, С Температура в кубе, С С верха колонны 3 по линии верха колонны 3 по линии 5 удатся низкокйпящие углеводороды, ь/ч: Изопрен4,0 Пасыщенные и олефиновые углеводороды ,3 3-Мет ил-1-бутен13,7 1,4-Пентадиен25,1 2-Бутин7g g Изопропилацетилен J Изопентан94,9 1-Пентен22,6 2-А1етил-1-бутен15,4 Изопропенилацетилен1,0 Со дна колонны 3 по линии 4 выводи ся весь дициклопентадиен и часть други: высококипящих углеводородов, мольч: Изопренi ) 2-Метил-2-бутено. . 1,3-Циклопентадиен17,1,3-Пентадиен транс29,3 1,3-Пентадиен цис35,6 Циклопентен38,2 Циклбпентан23,3 2,3-Пентадиен6,3 Дициклопентадиен52,0 Колонна 7 работает при следующих условиях: Давление вверху, ата1,1 Температура вверху, С Температура в кубе, С Число тарелок70 В эту колонну подается изопренсодержащий поток с 20 тарелки колонны 3 по линии 6. С 15-ой тарелки колонны 7 уд ляется в паровой фазе по линии 9 поток состава, моль/ч: Изопрен7,0 Изопропенилацетилен0,1 1,3-Циклопентадиен113,5 1,3-Пентадиен транс79,7 1,3-Пентадиен цис53,8 Циклопентен3,2 Растворитель из колонны 7 направляется по линии 11 в колонну 12, туда же поступает и поток изопрена по линии 10 для удаления из него предельных и олефиновых углеводородов С. Колонна 12 работает при следующих условиях: Давление вверху, ата1,2 Флегмовое число2 Температура вверху, С40 Температура в кубе, С55 Число тарелок65 РастворительN -формилмор фолин, содерж щий 5 вес.% воды Скорость подачи растворителя, кг/ч1200 С верха колонны 12 удаляются по ли НИИ 13 предельные и олефиновые, углеводороды С5 , моль/ч: Изопрен3,0 1,4-; IHM-I слиен0,6 И II ентан19,9 -Пентен36,1 2-Метил-1-бутен63,8 Пентан1.37,7 2-Пентен цис20 2 2-Пентен транс35,0 2-Метил-2-бутен42,6 Со дна колонны 12 по линии 14 вывоится поток, который расширяется в коонне 15 до давления 1,1 ата. Образуюийся при этом поток изопрена направяется в колонну 17, работающую при ледуюажх условиях: Давленле вверху, ата1,8 CfoierMOBoe число80 Температура вверху, С Температура в кубе, С Число тарелок100 Из этой колонны по линии 18 уда. етя поток, возвращаемый в колонну о, остава, моль/ч: Изопрен11,9 1,4-Пентадиен0,4 2-Метил-1-бутенО,1 Высококипящие углеводороды, выводиые из колонны 17 по линии 20, содерат, моль/ч: Изопрен4,0 2-Метил-2-бутен4,6 1,3-Пентадиен транс32,5 1,3-Пентадиен цис2,1 Пиклопентан4О,7 С 7О тарелки этой колонны в жидкой азе по линии 19 удаляется чистый из1 рен в количестве 246 моль/ч, содержаий в виде примесей: Циклопентадиен, ррт1 2-Бутен, рртЮ Ацетиленовые соединения, Олефиновые углеводороды в пересчете на 2-метил-2-бутен вес,%:0,22 Диеновые соединения, ,О1 Формула изобретения Способ выделения изопрена из содеращих его смесей, включающий двухстаийную экстрактивную дистилляцию в приутствии селективного растворителя с последующей ректификационной очисткой выделенного изопрена, отлич ающ и и с я тем, что, с целью упрощения процесса, исходную смесь подают в ректификационную колонну с отделением в виде дистиллята углеводородов С и в виде куба димеров и полимеров с отбором в паровой фазе изопренсодержащего потока в виде боковой фракции , которую направл5пот на первую стадию экстрактивной дистилляции с отделением в качестве дистиллята смеси изопрена с олефиновыми и предельными углеводородами 116 Cj и подачей ее на вторую стадию экстра тивной дистилляции, отделением в вила куба селективного растворителя, со;.; .-кащего циклопентадиен, который после отделения циклопентадиена подают на вторую стадию экстрактивной дистилляции, где в качестве дистиллята отбирают олефиновые и предельные углеводороды С и в качестве куба - изопренсодержаший растворитель, который после отделения изопрена путем однократного испарения возвращают на первую стадию экстрактив ной дистилляции с подачей изопрена в 412 . ктификационную колонну, в KOTOpoii в впде дистиллята отбирают ппттчоси оле- ;;: ;;овых и предельных углеводородов, в Kan-jcTBe куба - циклопентадиен с выводом чистого изопрена в виде боковой жидкой фракции. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР .о 131349, кл. С 07 С 7/О8, 1960. 2.Патент СССР № 339038, кл. С О7 С 7/08, 1972.