Способ разделения смесей углеводородов с или с Советский патент 1980 года по МПК C07C7/08 C07C7/18 

(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ .УГЛЕВОДОРОДОВ С ИЛИ С является способ разделения смесей углеводородов С,, путем экстрактивной ректификации с ДМФА в присутствии ингибитора - водного раствора формальдегида с последующей очисткой ДМФА от димеров диолефинов и карбониль- . ных соединений в колонне азеотропной ректификации в присутствии воды с возвратом водной флегмы в верхнюю часть колонны .

Недостатком способа являёТся введение с формальдегидом дополнительнрго количества воды в экстрагент.ругим недостатком является необходимость точной и неп зерывной дозировки, формальдегида в систему экстрактивной ректификации. При дозиров- 15 ке Концентрированных растворов формальДегида происходит забивка (Дозаторов параформом.

Целью изобретения является снижение потерь ДМФА и формальдегада,20

, Постаёленная цель достигается- , опИбываемлм способом разделения смесей углеводородов €4 или С путем экстрактивной ректификации с ДМФА в при-сутствий йнгйбитора - вОдноТго раст-25 вора формальдегида, заключающимся в том,что, при последующей очистке ДМФА т примесей димеров диолефинов и карбонильных соединений в колонне аз,еотропной ректифик.ации в присутствии во-,.. ы, водный растгвор формальдегида в оличестве 10-90 вес.% от общего рас- , хода вводят в водную флегму, част ь которой в количестве 5-50 вес.% от общего расхода подают -в куб или ниж- нюючасть колонны. ..

Отличием способа является введение водного pacTjBopa формальдегида в указанном количестве в водную флегму 1 : ОЛ®йнй 0чиетки экстрагента и подача части водной флегмл в количестве 40 5-50 вес.% от общего расхода в куб или нижнюю часть колонны.

Подача части водного раствора формальдегида в водную флегму колонны Очистки экстрагента исключает по- j najiajiHe водр:, содержащейся в формНйъдёгйдё/ в циркулйруювдйэкстрагент, что снижает потери экстрагента за счет гидролиза. Наличие формальдегида в колбнне очистки экстрагента при сп концентрации 0,1 до 10 вес.% в водной флегме снижает потери экстрагента За счет гидролиза. При этом концентрация формальдегида в очищенном экстрагенте составляет 0,00050,001 вес.%,что позволяет осуществитЬ надежную и точную дозировку его В экстрагент.. .

Ниже ттрйВедено описание тё5снологических схем осуществления процесса по известному () и по предпа- 60 гаемому (фиг.2) способам.

По известному способу.

Исходную алкен-алкадиеновую фракцию по линии 1 подают в колонну 2 для вьШеления алкадиенов экстрактивной 5

ректификацией ДМФА. Сверху .колонны 2 отбирают фракцию алкенов, а насыщенный алкадиенами экстрагент из куба колонны 2 по линии 3 подают в колонну десорбции 4. Сверху колонны 4 отбирают фракцию алкадиенов, часть которой возвращают в куб колонны 2 по линии 5 в качестве рецикла. Десорбированный ДМФА из куба коЛонны 4 по линии 6 возвращают на выделение ЕШкадиенов в колонну 2, а часть десорбированногОэкстрагента подают в колонну 7 по линии 8 на регенерацию ДМФА от димеров алкадиенов и карбонильных соединений ректификацией в присутствии воды. Воду вводят в линию 9 флегмы колОнны 7. Сверху колонны 7 отбирают фракцию, содержащую димеры алкадиенов, карбонильные соединения и воду, Которую расслаивают в отстойникеЮ. Водный слой из отстойника 10 возвращают в колонну. 7 в качестве , а фракцию димероВ подают на сжигание. Регенерированный Экстрагент из куба колонны 7 по линии 11 возвращают на стадию выделения алкадиенов. Водный раствор формальдегида по линии 12 подают в систему циркуляции экстрагента.

По предлагаемому способу.

Исходную алкен-алкадиеновую фракцию по линии 1 подают в колонну 2 для выделения алкади.енов экстрактивной ректификацией с ДМФА. Сверху колонны 2 отбирают фракцию алкенов, а насыщенный алкадиенами зКстрагент из куба колонны 2 по линии 3 подают в колонну десорбции 4. Сверху колонны 4 отбирают фракцию алкадиенов, .часть которой возвращают в куб к.Олонны 2 по линии 5 в качестве рецикла. Десорбированный ДМФА из куба коло.нны 4 возвращают на выделение алкадиенов в колонну 2 по линии 6, а часть десорбйрованного экстрагента цодают в колонну 7 по линии 8 на регенерацию ДМФА от димеров алкадиенов и карбонильных соединений ректификацией в присутствии воды. Сверху колонны 7 отбирают фракцию, содержащую димеры алкадиенов, карбонильные соединения и воду, которую расслаивают в отстойнике 9. Водный слой из отстойника 9 частично возвращают в колонну 7 в качестве флегмы, а частично по линиям 10 и 11 - в куб или нижнюю часть колонны 7. Водный раствор формальдегида частично вводят в линию подаед водного из отстойника 9 в колонну 7 по линии 12 и частично в систему циркуляции экстрагента по линии 13. Регенерированный 3KCtpareHT из куба колонны 7 по линии 14 возвращают на сТадию выделения алкадиенов,

Пример (по известному способу) . Фракцию углеводородов С,

полученную дегидрированием бутиленов

. . в бутадиен, направляют на выделение бутадиена. Фракция содержит 33% бута диена, 55%Н-бутиленов и 12% н-бутана. Выделение осуществляют на лолуза водской установке экстрактивной рёктификации с применением в качестве экстрагента ДМФА. Количество фракции составляет 200 л/ч. Циркуляция экстрагента 1000 л/ч. Колонна эксурактивной ректификации имеет 120 тарелок. Температура верха колонны . Температура куба колонны . Десорбер имеет 40 тарелок. Часть де- сорбированного бутадиена в количестве 150 л/ч возвращают в куб колонны в качестве рецикла. Температура верха десорбера . Температура куба . В качестве дистиллята получг1ют бутеновую фракцию в количестве 135 л/ч, содержащую 0,5% бутадиена. Количество бутадиена составляет 65 л/ч. Концентрация бутадиена 99 вес.%. . Часть экстрагента в количестве 10 л/ч выводят на очистку от димеров бутадиена и карбонильных соединений в колонну, имеющую 30 тарелок. Регенерацию осуществляют в присутствии воды, которую вводят в качестве флегмы в колонну очистки в количестве 2,5 л/ч. Температура верха колонны, составляет 100 С. Температура куб . Шличест о кислоты, образующейся в колонне регенерации эестрагента, составляет 0,05 вес.% в выводимом из куба колонны ДМФА. Для снижения гидролиза ДМФА в систему экстр активной ректификации в экстрагент вводят 37%-ный водный раствор формальдегида из расчета 0,05 кг/ч и нитрит натрия в количестве 0,3 кг в сутки. Количество воды в экстрагенте составляет 0,3 вес.%.Концентрация формальдегида составляет 0,0005 вес, и нитрита натрия 0,001 вес.%.Потери ДМФА за счет гидролиза составляют 1,1 кг в системе экстрактивной ректификации и 0,3 кг в системе регенерации экстрагента на 1 т бутадиена Расход 37%-ного формальдегида состав ляет1,2 кг. на 1 т бутадиена. П р и м е р 2. Фракцию углеводородов С, полученную дегидрированием бутиленов в бутадиен, направляют, на. выделение бутадиена. Фракция содержит 33% бутадиена, 55% н-бутиленов и 1.2% н-бутана. Выделение бутадиена осуществляют на полузаводской устано ке экстрактивной ректификации с применрнием в качестве экстратента ДМФА Количество фракции составляет 200л/ч Циркуляция экстрагента 1000 л/ч. Колонна экстрактивной ректификации имеет 120 тарелок. Температура верха колонны . Температура куба колонны . Десорбер имеет 40 тарелок. Часть десорбированного бута диена в количестве 150 л/ч возвращают в куб колонны в качестве рецикла. Температура верха десорбера . Температура куба 1584:. В качестве дистиллята получают бутеновую фракцию в количестве 135 л/ч, содержащу1р 0,5% бутадиена. Количество бутадиена составляет 65 л/ч. Концентрация бутадиена 99%. Часть экстрагеита в количестве 10 л/ч выводят на . очистку от димеров бутадиена и кар- . бонильных соединений в колонну, имеющую 30 тарелок. Регенерацию осуществляют в присутствии воды, которую вводят в качестве флегмы в колонну очистки в кол.ччёстве 2,5 л/ч. Темпе-, ратура верха колонны составляет . Температура куба 160°С. В водную флегму волонны регенерации ЛМФА вводят 37%-ный водный раствор формальдегида в количестве 0,02 кг/ч (67% от общего расхода),концентрация формальдегида в водной флегме составляет 0,8 вес.%.Кислота в отбираемэй из куба колонны регенерации ДМФЛ отсутствует. Концентрация формальдегида в кубовом продукте со-, ставляет 0,001 вес.%.В линию циркуляции экстрагента вводят 0,01 кг/ч 37%-ного водного раствора формальдегида. Концентрация формальдегида в циркулирующем в системе экстрактивной ректификации ДМФА составляет 0,0005 вес.%, нитрита натрия 0,002 вес.%f воды 0,1 вес. %. Часть водной флегки в количестве 0,5 л/ч (20% от общего количества) направляют на 5-ю тарелку колонны, очистки. Потери экстрагента эа счет гидролиза составляют 0,5 кг в системе экстрактивной ректификации и О,1кг в системе регенерации экстрагента на 1 т бутадиена. Расход 37%-ного водного раствора формальдегида составляет 0,7 кг на 1 т бутадиена. П р им е р 3. При условиях разделения, приведенных в примере 2, в водную флегму колонны регенерации ,ЦМФА вводят 37%-ный водный раствор формальдегида в количестве 0,045кг/ч (90% от общего расхода). Концентрация формальдегада состаэляет 4,8 вес.%.Кйслота в отбираемом из куба колонны регенерации ДМФА отсутствует. Концентрация формальдегида в кубовом продукте составляет О,005вес.%. В циркулирующий экстрагент вводят 0,005 кг/ч 37%-ного водного раствора формальдегида. Концентрация формальдегида в циркулирующем в системе экстрактивной ректификации ДМФА составляет 0,009 вес.%, воды 0,2 вес.%, нитрита натрия 0,0012 вес.%.Часть водной флегмы в количестве 0,13 л/ч (5,2% от общего количества) направляют в куб колонны очистки. Потери экстрагента за счет гидролиза составляют 0,6 кг в системе экстрактивной ректификации и 0,1 кг в системе регенерации экстрагента на 1 т бутадиена. Расход 37%ного водного раствора формальдегида составляет 1, на 1 т бутадиена. Прим е р 4 i. Фракций углеводородов CgV ПЬлу ачемую дегидрированиемй:зоаШЛёКОв, направляют на выделение изопрена. Фракция содержит 28,0% изопрена, 3,0% пипериленов, 55,0% алилейов и 14% изопентана. Вы ЙёйТЁШГё оеутёетвляйТ на полузаводской установке экстрактивной рек ТиШ1ШШГс: Ш1ШШШ|и1Ш- -ТШЧМг:1 экстрагента ДМФА. Количество фракци составляет 200 л/ч. Циркуляция экстр агента 1400 л/ч. Колонна экстрактивной ректификации имеет 120 тарёлоК. Температура верха колонны 40°С. Тем, пература куба колонны 90°С. Десорбер имеет 40 тарелок. Часть десорбирован . изопрена в количестве 440 л/ч возвращают в куб кОлонны в качестве рецикла. TeMnepafypa верха десорбера 40°С. Температура куба 1бЬ°С., В качестве дистиллята получает изо ,пентан-йз6амилёновую фратацйй в количестве 140 л/ч, содержащую 1,5% изопрена. Количество изопрена-салрца составляет 60 л/ч. Концентрация изопрена в изопрене-сырце 88,3%. Часть экстрагента в количестве 28 л/ч вцводят на ЬЧиетку от димеров изопрена и карбонильных соединений .в колонну, имеющую 30 тарелок. Реге-, - --(уе-р-щйй-Оеуществляйт в присутствии воды, которую вводят в ка честве флёТ;Ш Ж О1то нйУ Оч1гетКи в. количестве 14,0 л/ч.ТёйпературйёврхГа Колонны составляет . Температура куба . Для снижения гидролиза ДМФА в водную флегму колонны регенерации вводят 37%-ный водный раствор формальдегида в количестве 0,01 кг/ч (10% от общего расхода). Концентрация формальдегида в водной флегме со ставляет 9,7 вес.%.Кислота в отбирае мом из куба колонны регенерации отсутствует. Концентрация формальдегида в кубовом продукте составляёт 6,0005 вес.% В циркулирующий 5кстрагент вводят 0,09 кг/ч 37%-ного вод: но го р астг вор а ()SpШЯI E натрия в количестве 0,5 кг всутки. Концентрация формальдегида в циркулирующем в системе : кстрактивной рек тификации ДМФА составляет 0,0001 вес . воды 0,5 вес.%, нитрита натрия е,01 вес.%. Часть водной флегмы в количестве. 7,0 л/ч (50% от общего количества) направляют тарелку колонны .. -..Потери экстрагента за счет гидролиза составляют 0,8 кг звсистеме эк страктивной ректификации и 0,15 кг регён ерлций агент а на 1 т изопрена-сырца. Расход 37%-нрго водного, раствора формсШьдегида составляет 9,6 кг/ч: на 1 т изопрена-сырца. Технико-экономические преимущества предлагаемого способа заключаются в следующем: Г) сНйжааоТся потери экстрагента на 0,5-1,0 кг на 1 т мономера за счет снижения концентрадии воды в экстрагенте, так как водный формальдегид дозируется в водную флегму колонны Очистки экстрагента 2)снижаются потери формальдегида на 0,3-0,5 кг на 1 т мономера за счет, точной дозировки его в систему экстрактивной ректификации и снижения потерь его с углеводородными потоками;3)снижаются потери экстрагента за счет достаточного количества формальдегида в водной флегме колонны очистки экстрагента. Ожидаемый экономический эффект от внедрения данного способа составит 1 млн.руб. в год для промышленности ск.. Формула.изобретения Способ разделения смесей углеводородов С или Српутем экстрактивной ректификации с диметилформамидом в присутствии инги.битора - водного раствора формальдегида - с последующей очисткой диметилформамида от димеров диолефинов и карбонильных соединений в колонне азеотропной рек- . тификшдии в „присутствии воды с возвратом водной флегмы в верхнюю часть кол.онны, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь диметилформамида и формальдегида, . водщый раствор формальдегида в количестве 10-90 вес.% от общего расхода вводят в водную флегму, часть которой в количестве 5-50 вес.% от общего расхода подают в куб или нижнюю часть колонны. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 540854, кл. С 07 С 7/06, 1974. 2.Павлов С.Ю. и др. Процессы выделения и очистки изопрена. М., ЦНИИТЭнефтезшм, 1972, с. 28 3.Авторское свидетельство СССР по заявке 2439704/23-04, кл. С 07 С 7/08, 1976. 4.Технологический регламент для промлйленного проектирования процессов выделения и очистки дивинила экстр.активной ректификацией с диметил формамидом, утвержденный нач. Главкаучука 24.7.68, с. 28-34 (прототип) . if2

n

tJ

Фиг.2