Способ разделения углеводородных смесей Советский патент 1980 года по МПК C07C7/08 C07C7/18 

1

Изобретение- относится к области разделения углеводородных смесе й экстрактивной ректификацией в присутствии ацетонитрила или его смесей с , водой и другими экстрагентами и представляет интерес в техно.гюгии произ-водства мономеров для синтетического, каучука.

Известен способ разделения углево-О дородных смесей в присутствии ацетонитрила, включакщий водную отмывку углеводородов и отгонку экстрагента из промывных вод путем ректификации. Для нейтрализации образующейся уксус-15 ной кислоты используют добавки вещества основного характера, например аммиак 1.

Недостатком этого способа яв.пяется то, что а№4иак концентрируется в 20 ..верхней части ректификационных колонн и не обеспечивает защит-у ацетонитрила от гидролиза, а оборудование от коррозии в нижней части колонны.

Известен также способ разделения

углеводородов, где ввод аммиака осуществляют в куб колонны отгонки ацетонитрила от промывных вод и в составе дистиллята его направляют в кубы Q

колонны экстрактивной ректификации и десорбции 2.

Однако при реализации способа происходит накопление аммиака в системе экстрактивной ректификации и водной отмывки. Избыток акэи«иака приводит, к загрязнению углеводородньлх продуктов разделения аммиаком за счет высокого содержания его в воде, используемой для отмывки углеводородов. Кроме того, аммиак взаимодействует с углекислым газом, поступающим в систему экстрактивной ректификации в составе разделяемой углеводородной смеси с образованием коррозионно-агрессивных продуктов, что также способствует увеличению потерь ацетонитрила. Применение добавок веществ основного характера приводит к накоплению солей продуктов взаимодействия добавок и уксусной кислоты в экстрагенте и промывной воде, наличие которых увеличивает пенообразование на тарелках колонн ректификации.

25

Наиболее близким по технической сущности является способ разделения углеводородных смесей экстрактивной ректификацией с использованием в качестве экстрагента ацетонитрила в Ярисутствии ингибиторов коррозии обо рудования и гидролиза ацетрнитрила, например азотсодержащего ингибитора и триэтанопамина с водной отмывкой углеводородов и последующим извлечением ацетонитрила 3. Недостатком этого способа является сравнительно большая скорость кор розии в системе экстрактивной ректификации и значительные потери экстрare нта. . Целью изобретения является ynf)oщение технологии процесса разделения углеводородных смесей и снижение кор розии оборудования. Поставленная цель достигается тем, что в способе разделение углево дородных смесей проводят экстрактив.ной ректификацией с использованием в качестве экстрагента ацетонитрила или его смесей с водой и другими экстрагентами в присутствии ингибитора коррозии оборудования и гидролиза ацетонитрила солей щелочного металла кремнистой фосфорной ил борной кислоты при KOHUje нтрации ее экстрагенте и/или промывной воде 0,0001-0,1 вес.% с водной отмывкой углеводородов и последующим извлечением ацетонитрила из промывных вод ректификацией. Пример 1 (для сравнения). На установке экстрактивной ректификации разделяют 30%-ную бутан-бутиленовую фракцию на 98%-ную бутанову и 98%-ную бутиленовую фракций в присутствии ацетонитрила, содержащего 1,5% воды. Колонна экстрактивной ректификации имеет 120 тарелок. Дав ление верха составляет 5 ата. Дс1вле ние верха десорбера 4,2 ата. Темпер тура куба . В кубе колонны установлены образ1ды из углеродистой стали. Циркуляция ацетонитрила составляет 1600 г/ч. Количество исход ной фракции 150 г/ч. Количество бутановой фракции 106,5 мл/ч. Количество бутиленозой фракции 46,1 мл/ч. Содержание ацето нитрила в бутановой фракции 1,5% и в бутиленовой фракции 2,5 вес.%. Бу тановую и бутиленовую фракции подве гают водной отмывке. Количество воды после отмывки 102 мл/ч. Ацетонит рил отгоняют от воды в колонне, име ющей высоту-насадки 0,5 мм, диаметр 16 мм при атмосферном давлении. Тем пература верха колонки , температура куба . В кубе колонны устанавливают образцы из углеродистой стали. Количество дистиллята 3,1 мл/ч, количество воды 98,9 мл/ч Концентрация ацетонитрила в промывной воде 2,5%, в дистилляте 85 вес. и в кубовом продукте 0,01 вес.%. По тери ацетонитрила.составляют в сист ме экстрактивной ректификации 0,3 r в системе водной отмывки 0,2 г/ч. С рость коррозии образцов 0,5 мм/год в системе экстрактивной ректификации и 2,7 мм/год в системе водной отмывки. Пример 2. Аналогично примеру 1 проводят экстрактивную ректификацию с добавкой в экстрагент и промывную воду калиевой соли фосфорной кислоты. Концентрация соли 0,1 вес.% в экстрагенте и 0,1% в промывной воде. Потери ацетонитрила составляют 0,08 г/ч в системе экстрактивной ректификации и 0,04 г/ч в системе водной отмывки. Скорость коррозии образцов 0,06 мм/год в системе экстрактивной ректификации и 0,06 мм в системе водной отмывки. Пример 3. Аналогично примеру 2 экстрактивную ректификацию проводят с добавкой в экстрагент натриевой соли кремнистой кислоты. Концентрация соли в экстрагенте и промывной воде 0,0001 вес.%. Потери ацетонитри- . ла 0,1 г/ч в системе экстрактивной ректификации и 0,05 г/ч в системе водной отмывки. Скорость коррозии 0,08 мм/год на образцах га системе экстрактивной ректификации и 0,09 мм/год на образцах в системе водной отмывки. Пример 4. В условиях разделения, изложенных в примере 1, в экстрагент и проМывную воду вводят натриевую соль кремнистой кислоты. Концентрация соли 1,0% в экстрагенте и 1,0% в промывной воде. Потери ацетонитрила составляют 0,02 г/ч в системе экстрактивной ректификации и 0,03 г/ч в системе водной отмывки. CKOpCCTTi коррозии образцов 0,01 мм/год в системе водной отмывки и 0,02 мм/год в системе экстрактивной ректификации. Пример 5. Аналогично примеру 1 экстрактивной ректификации разделяют изоамиленизопреновую фракцию, содержащую 26% изопрена. Количество фракции 100 мл/ч. Циркуляция экстрагента, в качестве которого используют ацетонитрил, содержащий 5% воды, составляет 1300 г/ч. Температура верха колонны экстрактивной ректификации , давление верха 1,5 ата, температура куба . Температура верха десорбера , давление верха 1,5 ата, температура куба . В качестве продуктов разделения получают изоаМиленовую фракцию, содержаиг/ю 1,0% изопрена и 30%-ный изопрен. В экстрагент вводят натриевую соль борной кислоты в количестве 0,03 г/ч. Концентрация добавки в экстрагенте 0,01 вес.%. Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,02 г/ч. Скорость коррозии образцов 0,12 tviM/г-од. Пример 6..Аналогично примеру 5 в промывную воду вводят натриевую соль кремнистой кислоты с концентрацией 0,1 вес.%. Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,05 г/ч Скорость коррозии образцов установ Ленных в кубе колонны отгонки ацетонитрила из промывных вод 0,05 мм/г Пример 7 (для сравнения). В стеклянную колбу с обратным холодильником вводят 900 мл раствора содержащего, %: ацетамид 0,2, и уксусная кислота 0,05, остальное - вода. В паровую и жидкую фазы системы помещают образцы углеродистой стали марки Сталь 3. Раствор прогревают на колбообогревателе при температуре кипения в течение 15 ч. Коррози определяют весовым методом. Скорость коррозии углеродистой стали составля ет 4,70 мм/год и 5,07 мм/год в паровой и жидкой фазах соответственно. Пример 8. Аналогично примеру 7 в раствор вводят 0,03 моль/л натриевой соли борной кислоты. Скорость коррозии углеродистой стали в паровой и жидкой фазах системы 0,15 и- О,09-мм/год соответственно. Пример 9. Аналогично примеру 7 Б раствор вводят 0,2% натриевой соли кремневой кислоты. Скорость кор розии углеродистой стали в паровой и жидкой фазах системы 0,9 мм/год и 0,624 мм/год соответственно. Пример 10. Аналогично приме ру 7 в раствор вводят 0,3% натриевой соли кремневой кислоты. Скорость кор розии углеродистой стали в паровой к жидкой фазах системы 0,19 мм/год и 0,18 мм/год соответственно. Пример 11. Аналогично примеру 7 в раствор вводят 0,41 натриевой соли кремневой кислоты (жидкое стекло). Скорость коррозии углеродис той стали в паровой и жидкой фазах системы 0,153 мм/год и 0,2 мм/год со ответственно . Пример 12. Аналогично приме ру 7 в раствор вводят 0,5% Ж1щкого стекла. Скорость коррозии углеродистой стали в паровой и жидкой фазах системы О,1 мм/год и О,116 мм/год со ответственно . Пример 13. Аналогично приме ру 7 в раствор вводят 1,0% жидкого стекла. Скорость коррозии углеродистой стали в паровой и жидкой фазах системы 0,05 мм/год и 0,012 мм/год соответственно. Пример 14.В стеклянную кол бу с обратным холодильником вводят 300 мл водного раствора, содержащего %: ацетамид 0,2, уксусная кислота 0,05 и жидкое стекло 1,0. В паровую и жидкую фазы системы помещают образ цы углеродистой стали. Раствор кипятят 10 ч, после чего его заливают 300 мл раствора, содержащего, %: аце амид 0,2, уксусная кислота 0,05 и жидкое стекло 0,2 и кипятят его еще 15 ч. Скорость коррозии стали в паровой и жидкой фазах составляет.соот ветственно 0,1 мм/год и 0,08 мм/год. Пример 15 (для сравнения). В стеклянную колбу с обратным холодильником вводят 300 мл водного раствора ацетонитрила, содержащего, %: вода 20 и уксусная кислота 0,05. В паровую и жидкую фазы системы помещают образцы углеродистой стеши марки .Сталь З. Раствор кипятят 15 ч. Око.рость коррозии стсши 0,14 мм/год и 2,055 мм/год в паровой и жццкой фазах соответственно Пример 16. Аналогично примеру 15 в раствор вводят. 0,01% фосфата натрия. Скорость коррозии стали в паровой и жидкой фазах системы 0,138 мм/год и 0,121 мм/год соответственно. Пример 17 (для сравнения). На колонне непрерывного действия высотой 0,5 мм и диамэтром 16 мм раз- деляют смесь ацетонитрила и Подача исходной смеси 1000 мл/ч. Концентрация ацетонитрила 8,9%. Количество дистиллата 120 мл/ч. Концентрация ацетонитрила 80 вес.%. В кубе колонны установлены образцы из углеродистой стали. Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,09 г/ч. Скорость коррозии 3 . Пример 18. В исходную смесь. ацетонитрила и воды вводят жидкое стекло в количестве 0,2 г/ч, что соответствует концентрации 0,2 вес.%. Условия разделения аналогичны приме ру 17. Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,02 г/ч. Скорость коррозия 0,03 мм/год. Пример 19. На установке экстрактивной ректификации разделяют изоамиленизопреновую фракцию, содержащую 28% изопрена. Количество фракции 100 мл/ч. В качестве экстрагента используют ацетонитрил, содержащий 5 вес.% вэды. Циркуляция составляет 1300 г/ч. Температура верха колонны экстрактивной ректификации 40°С, давление верха 1,5 ата, температура куба , температура верха десорбера , давление верха 1,5 ата, температура куба . В качестве продук- . тоБ разделения получают изоамиленовую фракцию, содержащую, %: i,0% изопрена и 90%-ный изопрен. В экстрагент вводят натриевую соль борной кислоты 3 количестве 0,03 г/ч. Потери ацетонитрила за счет гидролиза 0,2 г/ч. Скорость коррозии образцов 0,06 мм/год. Формула изобретения Способ разделения углеводородных смесей экстрактивной ректификацией с использованием в качестве экстрагента ацетонитрила или его смесей с водой в присутствии ингибитора коррозии оборудования и гидролиза ацетонитрила, с водной отмывкой углеводо

родов и последующим извлечением ацвтоиитрила из промывных вод ректифика цивй, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии разделения и снижения коррозии оборудования, в качестве ингибитора используют соль щелочного металла крем нистой, фосфорной или борной кислоты при концентрации ее в экстрагенте и/или промывной воде от 0,0001 до 0,1 вес.%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

W 358927, кл. С 07 С 7/08, опублик 1969.

2.Авторское свидетельство СССР 507548, кл. С 07 с 7/08, опублмк. 1976.

3.Авторское свидетельство СССР № 291901, кл. С 07 С 7/08, опублик. 1971 (прототип).