Способ извлечения ацетоннитрила Советский патент 1979 года по МПК C07C121/18 

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ АЦЕТОНИТРИЛА

Изобретение относится к способу извлечения ацетонитрила из промывных вод в процессах разделения углеводородов .

Известен способ извлечения ацетонитрила, уносимого в виде азеотропных смесей с продуктами разделения, путем отг алвки водой и ректификацией 1 .

Недостатками указанного способа являются высокие потери ацетонитрила за счет гидролиза и большие затраты греющего пара, воды и электроэнергии в колонне выделения ацетонитрила из промывных вод.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ извлечения ацетонитрила из прог-явной воды в процессах разделения углеводородов С4 с помощью экстракции его разделяемой углеводородной смесью с последукядим выделением из экстракта основной массы ацетонитрила перегонкой .и ратификацией рафината с выделением водного ацетонитрила. Экстрацию проводят при температуре, равно температуре в колоннах водной отмывки (на уровне 30-40 С) 2. Степень извлечения ацетонитрила при этом

составляет 50%, значительное количество ацетонитрила остается в промывной воде. Отделение остаточного количества ацетонитрила от воды до требований, позволяющих использовать воду повторно для OTNWBKH углеводородов и обеспечивающих при отмывке высокое качество углеводородов по содержанию ацетонитрила, всё еще

0 требует большого расхода энерго-средств и приводит к значительным потерям ацетокитрила.

Цель изобретения - повышение степени извлечения ацетонитрила.

5

Поставленная цель достигается тем, что извлечение ацетонитрила из промывиых вод эксракцией осуществляют при 50-140°С, а из полученного рафината выделение водного ацето0иитрила ректификацией в присутствии ацетата щелочного металла при . рН 7,5 - 10,5.

Предпочтительно водный ацетонитрил, выделенный из промывных вод

5 ректификацией, может быть возвратен либо на экстракцию с подачей его в зерхнкж) часть экстрактора (промывные воды, полученные при водной отмывке углеводородных потоков при

0

этом попадают на 5-15 тарелок ниже верха экстрактора), либо его подают в систему экстрактивной ректификации. Возврат водного ацетонитрила . на стадию экстракции предотвращает обводнение ацетонитрила, циркулируюещго в системе экстрактивной ректификации, что приводит к повышению растворяющей способности ;9кстрагента и снижению его потерь за счет гидролиза.

Экстракция при более высокой гештературе, чем водная oт лнвкa, позволяет увеличить степень иэвпеаеиия ацетоннтрила на 10-45%, т$к как при увеличении температуры двухфазной жидкой смесиг состошцей из углеводорода, ацетонитрнла и воды, . углеводородная фаза обогащается ацетонитрилом, а водная фаза обелняется. За счет этого проведение водной ОТ1МЫ8КЙ и экстракции при разных femr паратурах позволяет степень извлечения ацетонитрилз, Увеличение степени извлечения ацетонитрйла приводит к уменьшению остаточного количества его в прог швиой воде в позволяет уменьшить потери за счет гифолиза и снизить знергоэат рапя при ректификации. Прнсу7сТБ1Ш сол@Я щелочных металлов, в частности ацетата натрия обраэуящзгося яз укtycKon кислоты и гмдроокксн или солей щелочного металла, поэголяет подержать рН -водаа на уровне 7,5-10,5, что очень важно для сн{ш@ния Скорости гидролиза ацетонитрила. Ацетат натрия в даын(%1 случав В шолняет роль буфера, регулируяедего рН pacTsopa.

На чертеяв представлен один из вариантов технологич зкйй сх&км извлечения ацетоннтрш1а.

Исходную фракцию подают в нижнюю часть экстракторе 1. Проьвлвные воды подают в верхнюю часть экстрактора 1 по линии 2. Смесь углеводородов и ацетонитрила по лиш1И 3 через испаритель 4 направляют s колонну 5 экстрактивной ректификации, обогреваемую через кипятильник 6. Менее растворимые углеводороды Ч€«)ез конденсатор 7 по линии 8 направляют на водйую отмывку в колонну Э. Кубовьё продукт колонны 5 по линии 10 направляют в -десорбер 11, обогрвва @и&зй через кипятильник 12.

Более pacTBOpHNe e углеводороды .через конденсатор 13 по линии 14 Iнаправляют в колонну 15 водной от:мывки. Десррбированный экстрагент по линии 16 через кипятильник 6, испаритель 4 и холодильник 17 возвращают в колонну 5 экстрактивной ректификации .

Промывньве воды из куба колонны 1 по линии 18 направляйт в колонну 19, обогреваемую через кипятильник 20. :верху колонны 19 через конденсатор

21 по линии 22 отбирают смесь, состоящую f главным образом из ацетонитрила и воды, которую по линии 22 возвращают либо в экстрактор 1, либо в систему экстрактивной ректификации .

Фузельную воду из куба колонны 19 через теплообменники 23 и 24 по линии 25 направляют в колонны водной отмывки 9 и 15, Бутановую и бутиленовую фракции выводят из колонн 9 и 15 как продукты разделения, в куб колонны 19 по линии 22 отбирают смесь, состоящую главные образом, из ацетонитрила и воды, которую по линии 22 возвращают либо в экстракто 1, либо в систему экстрактивной ректификации.

Фузельну воду из куба 19 через теплообменники 23 и 24 по линии 25 направляют в колонны водной отмывки 9 и 15. Бутановую и бутиленовую фракции выводятиз колонн 9 и 15 как продукты разделения. В куб колонны 19 по линии 26 вводят гидроокиси или соли щелочных металлов.

Отгшвка углеводородов от ацёТонн рила может проводиться в системе жидкость-жидкость путем экстракции или в системе жидкость-пар путем абсорбции.

Пример, (сравнитепьньй по 2.

Вутан--бутиленовуи фракцию, содержащую Bec.%s 65 бутана, 33,5 бутиланов и 1,5 бутадиена в количестве 235 г подают в нижнюю часть экстрактора 1. Промывные воды с содержанием ацетонитрила 9,0. вес%, углеводородов 0,1 вес.% в количестве 324 г/ч подают в верхнкво часть экстрактора I, Экстрактор 1 имеет диаметр 32 мм и заполнен насадкой высотой 1,8 Мо Температура экстракции 40с, давление 4,0 эта. Сверху экстрактора отбирают 270 г/ч углеводоропов,,содержащих 5,5% ацетонитрила и направляют в колонну 5 экстрактивной ректификации. В качестве экстрагента применяют ацетонитрил, содержащий 1,5% BOJSai. Циркуляция экстрагента составляет 2500 г/ч. Сверху колонны 5 отбирают 98%-ную бутановую фракцию,содержащую 2,0 вес.% аиетонитрила, которую направляют на водную отмывку в колонну 9. Бутиленоную фракцию с концентрацией 98%, содержащую 2,5 ввс.% ацетонитрила,отбирают сверху десорбера 11 и направляют а колонну 15 водной отмывки. Из куба экстрактора отбирают 309 г/ч промывной водеа, содержащей 4,7 вес.% ацетонитрил а, которую направляют на ректификацию от ацетонитрила в колонну 19 Ректификацию Проводят в тарельчатой j части колонны, имеющей диаметр 32 мм и 40 колпачковых тарелок. Температура верха колонны составляет 40®С, давление верха 0,4.ата. Температура куба составляет 90С и давление куба 0,4 ата, Дистиллат, содержащий, вес.%: 79,9 ацетонитрила, 20 воды и 0,1 аммиака в количестве 18,1 г/ч по линии 22 возвращают в систему экстрактивной ректификации. Количество флегмы составляет 36 г/ч. Коли чество воды, отбираемой из куба колонны, составляет 290,9 г/ч. В ку колонны подают аммиак в количестве, обеспечивающем концентрацию его в воде на уровне 0,001 вес.%. Вода содержит по 0,001 вес.% ацетонитри,ла и аммиака Воду направляют повторно на отмывку углеводородов. Сте пень извлечения ацетонитрнла в экс.Тракторе составляет 50,5%. Потери |адетонитрила на 1 т бутиленов за счет гидролиза составляют 1,8 кг. Затраты на ректификацию составляют 0,5 рублей на 1 т промавкоК воды. О р и м е р 2. При условиях раз целения, изложенных в примере 1, экстракцию ацетонитрила из промывно воды проводят при . Давление в экстракторе составляет 10 ата. Коли чество промывной воды и исходной фракции составляет 324 и 255 г/ч со ответственно. Сверху колонны отбираю 280 г/ч углеводородов, содержаЕ к 8,9% ацетонитрила. Из куба экстрактора 1 отбирают 299 г/ч вода, содержащей 1,3% ацвто нитрила, KOTOpiTo направляют на рект фикацию в колонну 19. Днстиллат в количестве 5 г/ч по линии 22 возвра щают в систему экстрактивной ректификации. Количество фузельной воды 284 г/ч, 16 г/ч. В куб колон ны вводят 0,01 г/ч . и 0,001 г/ч натриевой щелочи, обеспечивающей в воде 0,001%-ную концентрацию |аммиака, 0,01%-ную ацетата натрия и рН 9,0. Степень извлечения ацетонитрила составляет 86,0%. Потери ацетонитрила на 1 т бутиленов за сче гидролиза составляют 0,8 кг. Затратн на ректификацию 1 т воды составляют 0,2 руб. Пример 3 . При условиях разделения примера 1 экстракцию (Проводят при и давлении 2,7 ат Сверху экстрактора отбирают 275 г/ч |углеводородов, содержащих 7,1% аце№онитрила. Из куба экстрактора Отбирают 202 г/ч воды, содержащей 4,8% ацетонитрила. Степень извлечения ацетонитрила составляет 66,5% Потери ацетонитрила составляют 1,4к ла 1 т бутиленов. П р и м е р 4. При условиях раз деления примера 1 экстракцию проводят при 140С и давлении 30 ата. Сверху экстрактора отбирают 283 г/ч углеводородов, содержащих 9,9% ацетонитрила. Из куба экстрактора отбирают 196 г/ч воды, содержащей 0,6 ацетонитрила. Степень извлечения ацетонитрила составляет 95,9%. Поте ри ацетонитрила составляют 0,3 кг на 1 т бутиленов. При мер 5. При условиях ректификации ацетонитрила из промывных .вод примера 2 в колонну ректификации вводят ацетат натрия в количестве, обеспечивающем к-Ьнцентрацию . ацетата натрия в фузельной воде 0,001% и рН 7,6. Потери ацетонитркла на 1 т бутиленов за счет гидролиза составляют 0,9 кг. Примере. При условиях ректификации ацетонитрила из промывных вод примера 2 в колонну ректификации 1ВВОДЯТ гидроокись натрия в количестве, обеспечивающем концентрацию |ацетата натрия в фузельной воде 0,1 вес.$, гидрюокиси натрия 0,001 вес.% к рН 10,5. Потери ацето|Ннтрила за счет гидролиза составляют 0,6 кг. П р и м е р 7. Из фракции дегидрирования бутиленов, содержащей 32,5% бутадиена, выделяют 99%-ный бутадиен. Бутиленовая Фракция содержит 0,5% бутадиена. В качестве зкстрагента используют ацетонитрил, содержащий 508 диметилацетгмида. Циркуляция экстрагента составляет 2860 г/ч. Рекуперацию ацетонитрила из углеводородных потоков осуществляют путем водной отвлеки. Исходную фракцию в количестве 440 г/ч подают в нижнюю часть экстрактора i. ПрО 1Й4ВНЫе воды из колонны ВОДНОЙ1 отмывки углеводородных, потоков от ацетонитрила с содержанием ацетонитрнла 17,4% в количестве 237 г/ч подают на gepxHKBO 45-ю тарелку экстрактора 1. Крема того, по линии 22 на 35 тарелку экстрактора 1 подают 15,4 г/ч дистиллата колонны 19, содержащего 50% ацетонитрила. Экстракцню проводят при 65 с и давлении 7,5 ата. Сверху экстрактора отбирают 481 г/ч углеводородов, содержащих 8,6% ацетонитрила. Из куба экстрактора отбирают 218, 3 г/ч воды, содержащей 3,5% ацетонитрила, из которой ректификацией выделяют 15,4 г/ч ацетонитрила, содержащего 50% воды. Этот поток возвргицают в верхинмо часть экстрактора. Степень извлечения ацетонитрила составляет 84,2%. Потери ацетонитрила составляют 0,1 кг на 1 т бутадиена. Предлагаемой способ по сравнению с известным позволит увеличить степень извлечения ацетонитрила за счет проведения экстракции при высокой температуре; снизить потери ацетонитрила за счет гидролиза вследствие уменьшения его остаточного количества в промывной воде; уменьшить затраты на извлечение остаточного количества ацетонитрила из промывной воду путем ректификации. : Способ при внедрении на действую;щих производствах бутадиена может

обеспечить экономический эффект около 250 тыс.руб. для каждой установки типовой мощностью 90 т/год бутадиена.

Формула изобретения 1. Способ извлечения ацетонитрила из промывных вод в процессе разделе- ния углеводородов С экстракцией разделяемой углеводородной смесью при нагревании с получением при этом экстракта и рафината, извлечением основной массы ацетонитрила из зкс(тракта перегонкой и ректификацией рафината с выделением водного ааетонитрила, отличаюиийся тем, что, с целью повьачения степени . извлечения ацетонитрила, экстракцию

осуществляют при 50-140 С, а ректификацию рафината проводят в присутствии ацетата щелочного металла при рН 7,5-10,5.

Источники информации, принятые во внимание ng экспертизе

кл. С 07 С 121/18, 1975, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства (поототип).