Способ разделения углеводородных смесей с -с Советский патент 1979 года по МПК C07C7/08 

Изобретение относится к области разделения углеводородных смесей путем экстрактивной ректификации в при сутствии полярных экстрагентов или их смесей с водой. ° Известен способ выделения бутадие на из углеводородных смесей и одновременной очистки его путем экстрактивной ректификации в присутствии в качестве экстрагента ацетоиитрила с после хуюшей десорбцией углеводородов из экстрагента 1. Очистку экстрагента от димеров и полимеров непредельных углеводородов осуществляют путем подачи Sкетра гента в одну И13 колонн водной отмывки углеводородов. Димеры и полимеры переходят при этом в углеводородный поток, а экстрагент в водный поток. Указанный прием приводит к загряз нению углеводородного потока димерами и полимерами углеводородов, что требует последующей очистки углеводородного потока. Смесь ацетоннтрила и воды, получаемая при отмывке, является трудноразделимой смесью вслед ствие образования азеотропа, содержащего при 760 мм рт.ст. 30,3 мол.% ;воды. При ректификации смеси ацетоД1итрила и воды протекает гидролиз чац тонитрила. Потери ацетоиитрила увеличиваются с увеличением количества промывных вод и ацетонитрила. Наибсзлее близким по технической сущности к изобретению является способ разделения углеводородных смесей путем ректификации в присутствии экстрагента - диметилформамида. Способ предусматривает десорбцию экстрагента из углеводородов и подачу менее 20% десорбированного углеводорода на очистку от примесей димеров и полимеров углеводородов Cy-Cj путём ректификации в отгонной колонне. Очищенный экстрагент конденсируют и возвращают в систему экстрактивной ректификации 2. Способ требует значительных энергозатрат, необходимых на подвод тепла в колонны десорбции и отгонки примесей,, кроме того, подача на очистку от примесей менее 20% десорбированного экстрагента приводит к снижению эффективности разделения за счет накопления в цир1 улирующвм в системе экстрагенте значительных примесей полимеров и димеров Cy-Cf. Целью изобретения является повышение эффективности разделения и снижение энергозатрат. Поставленная цель достигается подачей 20-60% десорбированного экстрагента на очистку от примесей димерэв и полимеров углеводородов и возвратом очищенного экстрагента в парообразном состоянии на стадию десорбции, Использование для обогрева десорб ционной колонны тепла экстрагента, выведенного из колонны отгонки примесей, позволяет значительно сократить энергозатраты. Способ осуществляется следующим . Смесь углеводородов Cif-Cj, содержащую диолефины, направляют в колонну экстрактивной ректификации. Менее растворимое углеводороды отбирают и конденсируют в конденсаторе. Часть конденсата возвращают в колонну зкст рактивной ректификации в качестве флегмы, а другую часть выводят из системы экстрактивной ректификации. Кубовый продукт колонны экстрактивно ректификации направляют в десорбцион ную колонну. Часть десорбированных углеводородов возвращают в куб колон ны экстрактивной ректификации. Сверх колонны десорбции отбирают более растворимые углеводороды и конденсируют в конденсаторе. Часть конденсат возв1)ащают в колонну десорбции в качестве флегмы, а другую часть выводя из системы экстрактивной ректификаци Часть экстрагента из куба колонны де сорбции направлЯют вколонну экстрак тивной ректификации/ а другую часть направляют в колонну отгонки примесе Сверху колонны в парообразном состоянии отбирают поток эакстрагента, содержащий 0,1-1,0% димеров и полимеров диолефинов и, не конденсируя, в парообразном состоянии направляют в куб колонны десорбции. Количество тепла, вводимое в колонну десорбции с потоком экстрагента, обеспечивает достаточно глубокую десорбцию углево дородов и экстрагента. Кубовый продукт колонны отгонки, содержащий 20-60% димеров и полимеров диолефинов, направляют на водную откывку от экстрагента с последующей отгонкой его из промывных вод. Извлечение экстрагента из фракции димеров диолефинов может быть осуществлено также путем ректификации. В качестве экстрагентов для экстрактивной ректификации могут быть использованы нитрилы, например ацето нитрил, пропионитрил; нитропарафины, например нитрометан, нитроэтан; кетоны, например; ацетон, метилэтилкетон; амиды, например, диметилформамид диметилацетамид; лактоны, например N-метилпирролидон, f-бутилорактон; алкоксинитрилы, например метрксипропионитрил, этоксипропионитрил. Пример 1. «фракцию углеводородов Cf пиролиза бензина направляют на выделение изопрена по описанной схеме. В качестве экстрагента приме няют ацетонитрил, содержащий до 5 вес,% воды. Исходная фракция содержит, %: 2,3 углеводородов С, 30,5 пентанов, 31,9 пентенов, 17,26 изопрена, 17,3 пентадиенов, 0,29 пентинов и 0,6 углеводородов С. Подача ИСХОДНОЙ фракции 81 кг/ч. Циркуляция экстрагента 430 кг/ч. Колонна экстрактивной ректификации имеет 150 тарелок, температура куба , давление куба 2,2 ата. С верха колонны отбирают пентдн-пёнтеновую фракцию с содержанием пентадиенов 3,75 вес.% в количестве 50 кг/ч. Hie содержащую димеров и полимеров. Кубовый продукт колонны подают на десорбцию, имеющую 75 тарелок и работающую при температуре куба 110 С и давлении куба 2,4 ата. Из колонны отбирают фракцию пентадиенЬё в количестве 31 кг/ч с содержанием ацетонитрила 2,88% и воды 1,06 вес.%. Из куба колонны отбирают 760 кг/ч ацётонитрила, содержащего 5% воды и 9% димеров и полимеров. Часть экстрагента направляют в konoHriy экстрактивной ректификации (430 кг/ч), а другую часть (330 кг/ч, 43,5% от дёсорбирбйанного экстрагента) - в отгонную ксЛонну очистки от примесей, имейпйю 10 тарелок и работающую при температуре куба и давлении куба 2,5 ата. Из куба колсжны очистки Ьтбиргиот 15 кг/ч раствора, содержащего,%: 50,3 ацетонитрила, 2,7 абды и 47 димеров и полимеров. С верха колонны в паровой фазе отбирают ацетонитрил с содержанием воды 4,5% и димеров 1,0% и направляют в колонну десорбции. По известному способу продукты разделения содержат до 0,9% димеров и полимеров. Пример 2. Фракцию углеводородов Cv, полученную дегидрированием н-бутиленов, в количестве 3870,0 кг/ч, направляют на выдёл(ение бутадиена по описанной схеме. Фракция содержит 14,0 вес.% н-бутана, 58,3% бутиленов и 27,7% бутадиенов. В качестве экстрагента применяют ацетонитрил с 5 вес,% воды. Циркуляция экстрагента. составляет 27,0 т/ч. Колонна экстрактивной ректификации имеет 15 тарелок. Давление верха колонны 4,0 ата, температура .Давление куба колон.ны составляет 5,0 ата, температура . Сверху колонны отбирают бутиленовую фракцию, содержащую 20,0% н-бутана, 79,5% бутиленов, 0,5% бутадиена. Она не содержит димеров и полимеров и составляет 2873 кг/ч. Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификсщии направляют в десорбционную колонну, имеющую 30 тарелок. Давление верха колонны составляет 5,0 ата, температура 80 С, Давление куба 5,3 ата, температура , Byтадиен отбирают сверху десорбционной колонны. Он содержит 1,0% бутиленов, 0,1% ацетонитрила. Из куба Десорбцио ной колонны отбираютэкстрагент, содержавши, %: 92,6 ацетонитрила, 4,4 воды, 3,0 димеров и полимеров углево дородов. Сухую часть экстрагента в количестве 15516,5 кг/ч направляют в колонну экстрактивной ректификации другую часть (около 60% от десорбированного) в количестве 11483,5 кг/ч направляют в отгонную колонну очистк от примесей, имеющую 10 тарелок. Сверху колонны отбирают 11100 кг/ч экстрагента, содержащего 4,5% воды и 0,1% димеров и полимеров, и направ ляют его в куб десорбционной колонны Из куба колонны очистки от примесей отбирают продукт, содержащий,%: 49,2 ацетонитрила, 2,3 воды и 48,5 димеров и полимеров в количестве 483,5 кг/ч.,Давление верха колонны , очистки составляет 5,4 ата, температура в кубе 150С. Бутиленовая фракция по известному способу содержит до 0,6 вес.% димеров и полимеров угл водородов . Пример 3. Фракцию углеводородов Cj дегидрирования изопентана направляют на выделение изопрена по описанной схеме. Исходная фракция содержит,%: 0,62 углеводородов С, 66,7 пентанов, 15,25 пентенов, 14,23 изопрена, 2,26 пентадиенов и 0,15 углеводородов Cg . Подача фракции 50 кг/ч. В качестве экстрагента используют диметилформамид (ДМФА). Цир куляция ДМФА 350 кг/ч. Колонна экстрактивной ректификации имеет 150 тарелок и работает при температурах и давлениях верха колонны и куба 4080 С и 1,2; 2,2 ата соответственно. Сверху колонны отбирают пентан-пентеновую фракцию, содержащую 0,5% изопрена в количестве 41,5 кг/ч. Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации подают в колонну десорб ции, где от ДМФД отгоняют пентадиены с содержанием пентенов 0,6% в количестве 8,5 кг/ч. Колонна десорбций имеет 60 тарелок и работает при температуре верха колонны 40°С, куба , давление верха колонны 1,1 ат куба - 1,2 ата. Из куба колонны десорбции отбирают 450 кг/ч ДМФА, содержащего 2% димеров пентадиенов и полимеров. Часть его (350 кг) возвра щают на орошение колонны экстрактивной ректификации, а другую часть (22,4% от десорбивованного экстраген та) направляют на отгонку от полимеров в колонну очистки, имеющую 5 тар лок и работающую при давлении куба 1,3 ата. Температура куба . Сверху колонны отбирают 99 кг/ч ДМФА содержащего 1,0% димеров и в паровой фазе возвращают в колонну де;сорбции. Из куба отбирают 1 кг/ч раствора, содержащего 75% полимеров. 6 6 Пример 4. Фракцию углеводородов С пиролиза бензина в количестве 230 кг/ч направляют на выделение бутадиена экстрактивной ректификацией с применением в качестве экстрагента N-метилпирролидона с 10 вес.% воды. Фракция содержит,%: 1,5 углеводородов Cf, 12 н-бутана и изобутана, 55 бутиленов, 31 1,3 бутадиена и 0,5 Сд-ацетиленов. Циркуляция экстрагента составляет 1,0 т/ч. Колонна экстрактивной ректификации имеет 160 тарелок. Давление верха колонны 4,5 ата, температура 40°С. Давление куба 5,0 ата, температура куба 90°С. Сверху колонны экстрактивной ректификации отбирают бутан-бутиленовую фракцию, содержащую 0,5% бутадиена, в количестве 160 кг/ч. Кубовый продукт колонны экстрактивной ректификации направляют в десорбционную колонну, имеющую 15 тарелок. Давление верха десорбционной колонны 1,1 ата, температура , давление куба 1,3 ата, температура куба 145с. Бутадиен, отбираемый сверху колонны десорбции, содержит 1,0% бутиленов. Из куба колонны десорбции отбираиот экстрагент, содержаишй 3% димеров и полимеров бутадиена..Часть экстрагента в количестве 0,6 т/ч возвращают на орошение колонны экстрактивной ректификации, другую часть (40,0% от десорбированного экстрагента) направляют на отгонку от полимеров в колонну очистки, имеющую 5 тарелок и работающую при давлении куба 1,3 ата. Температура куба 195с. Сверху колонны очистки отбирают экстрагент, содержащий 0,1% димеров и полимеров, и в паровой фазе возвращают в колонну. Из куба отбирают 2 кг/ч продукта, содержащего 30% полимеров. Способ позволяет исключить стадию очистки продуктов раздех ения от димеров и полимеров непредельных углеводородов и за счет этого сократить энергозатраты на процесс разделения. Уменьшение энергозатрат достигается также за счет тепла, унесенного экстрагентом из отгонной колонны в десорбционную колонну. Практически обогрев десорбционной колонны осуществляют за счет тепла, подводимого к отгонной колонне. Однако, это теплс. используется для очистки экстрагента от полимеров и димеров диолефинов в отгонной колонне, а также для десорбции углеводородов из экстрагента в десорбционной колонне. Формула изобретения Способ разделения углеводородных смесей путем ректификации в присутствии экстрагента с последующей его десорбцией из углеводородов и по;1ачей части экстрагента на очистку

7 6675378

от димеров и полимеров углеводородоьИсточники инфоЕ(ации, принятые во

Ci,-Cst отличающийся тем,внимание при экспертизе что, с целью повышения эффективности

разделения и снижения энергозатрат,1. Авторское свидетельство СССР

на очистку направляют 20-60% десорби- 358927, кл. С 07 С 7/08, 1974.

рованного экстрагента с последующим2 , Технологический регламент для

BOSBpiatoMTi очищенного экстрагента5 проектирования производства изопрена

в парообразном состоянии на стадиюиз изопентана, т.4, НИИМСК,

десорбции.Ярославль, 1968.