Способ выделения изопрена из фракции с -с крекинга нефтепродуктов Советский патент 1980 года по МПК C07C11/18 C07C7/04 

Изобретение относится к способу выделения изопрена из фракции Су крекинга нефтепродуктов, содержащий пентан. Изопрен - многотоннажный мономер, для получения полимерных продуктов, в частности высокомолекулярного цис-1,4-полиизопрена, используемого в качестве заменителя естественного каучука в таких изделиях, как шинЫ. Известен способ выделения изопрена из углеводородных фракций, включающих 5 атомов углерода, путем ректификации смесей, которые содержат 72% изопрена и 25% пентана, на колон ках с 30-40 т.т. Выделенная фракция содержит 85% изопрена и может быть использована для получения высокомолекулярного полиизопрена 1. Однако по такому способу фракций жидкой смеси содержит н-пентан в количестве, неяостаточнс 1 для обеспе чения азеотропной смеси с изопрене, что затрудняет выделение последнего и требует громоздкого, дорогостоящего оборудования. Кроме того, примене ние этого метода в промышленности ограничено еще и тем, что для разделения изопрена и других углеводородо Сс требуется высокое флегмовое число и поэтому необходим очень большой расход пара. К предлагаемому способу по технической сущности наиболее близок способ выделения изопрена из фракции Cj крекинга нефтепродуктов, содержащей ацетилены и циклопентадйен, путем ректификации смеси. Первой экстрактивной дистилляцией удаляют основную часть циклопентадиена и ацетилена и затем второй экстрактивной дистилляцией остатка от первой дистилляции селективно экстрагируют обогащенный изопре)1ом углеводород. После этого пpoвoдkт две дистилляции обогащенного изопреном потока 2. Недостатками этого способа являются использование уэкой фракции углеводородов, содержащей изопрен, большое число операций для удаления парафиновых и моноолефиновых углеводородов из изопрена, длительность процесса, необходимость в дополнительном оборудовании для регенерации и изопрена, а также большие расходы капиталовложений на оборудование и существенные за1Тратй эиергиияа дистилляцию. Целью изобретения является упрощение технологии процесса выделения

изопрена из фракции С - Су, содержащей «- Пентан,

достигается тем, что фракцию Сд- Cjjкрекинга нефтепродуктов, содержащую R-пентан, подверггиот двухстадийнай ректификации с выводом на первой стадии ректификации в качестве дистиллята фракции с температуро кипения 35-39 С и в качестве кубового продукта изопренсодержащей фракци

и пОследуюадим выделением на второй стадии в качестве дистиллата азеотропной смееи изопрен-н-пеитан, содержащей, 25-29% н-пентана.

ОтЯиЧйтёйьйЬгм признаком этого

способа является более простая технологическая схема выделения, изопрена из С фракции.

Проведение ректификации по такому способу позволяет отделить изопрен от различных нежелательных углеводородов, в-частности циклопентадиена и ацетиленов. Кропе того, хотя при полимеризации изопрена используют различные растворители, но очищеннцй н-пентан, который регенерируют с изопреном, является наиболее удобным растворителем.

Азебтропная сМёсь содержит 73,4 вес.% изопрена и 26,6 вес.% н-пентана. Сырой продукт состава изопентан, 1-пентан, 2-метил-1-бутен изопрен, н-пентан, 2-метил-2-бутен, 1-транс 3-пентадиен, 1-цис-3-Г1Тёнтадиен, циклопентен, циклопентан, 2-метилпентан, 1,4-пентадиен, 1,3-циклопентадиен, -З-метил-1-бутен, различные ацетиленовые соединения в He6bJfbiiioM количестве п6дбёргают

пёрвой ЙЙстййляцйи с Удалениемуглеводородов, более.летучих, чем азеот юпиая смесь изопрен-н-пентан, таких, как изопентан, 1-пентан, 2-метил-1-бутен, очень небольшое количество изопрена, З-метил-1-бутена, и 1,4-пентадиена с небольшим коли еством различных других насьпценных И ненасыщенных С. и С -углё1вШЙ11с5ЬДов особенно ацетиленов.. Эту верхнюю фракциюот первой дистнлляции Можно отобрать в виде газолина, из которого большая часть (если не весь) н-пёнтана удалена, и таким образом рафинад улучшают по октановому числу. Ни:жние фракции от первой дистилjiliirHH Которые содержат в основйсяи изопрен, н-пентан, 1,3-пентадиен, циклопентен, транс-2-пентен, цис-2-пентен, 2-метил-2-бутен, 1,3-циклойентёщиен, циклопентен,. транс-2-пёнтен, цис-2-пентен, 2-метил-2-бутен, 1,3-Циклрпентадиён, циклопентан, дйцйкло пёнтадиен и другие углеводороды, включая другие Cg - ацетилены, затем подвергают второй дистилляции. При второй дистилляции азеотропную смесь изопрен-н-пентан берут в виде верхней фракции, включающей приблизительно 73 вес.% изопрена и приблизительно 27 вес.% и-пентана. Иногда в этой смеси могут присутствовать незначительные количества, обычно менее чем 30 ч./млн, таких вешеств, как 1,3-циклопентадиен, изоприн (2J -метил-1-бутен-З-ин), 2-бутин, 1-пентин и 1-пентен-4-ин, Из-за природы разделения (разделения аэеотропной смеси изопрен-н-пентан) состав верхней фракции будет приближаться IQ к составу азеотропа, обогащенного н-пентаном. Состав верхней фракции изопрен-н-пентан может быть выражен отношением 65/35 или каким-то другим отнслиенйем по сравнению с отношением .. этих компонентов в сырье,подаваемом во вторую колонку, а также в азеотропной смеси. Наивысшая степень чистоты изопрена для данной колонки, однако, достигается при составе верхней фракции, приближающемся к составу 0 азеотропа. Нижние фракции от второй . дистилляции, содержащие в основном н-пентан, транс-2-пентен, 2-метил-2-бутен, 2-метилпентён, 1,3-пентадиен и гёксан вместе с небольшими 5 количествами других Су-углеводородов, а также любые димерйзованные 1,3-циклопенйиены, которые менее летучи, чем азеотропная смесь, могут быть отобраны несколькими способами, Q Нижней фракцией от второй дистилляции может быть углеводородная резиновая смесь, используемая при получении других эластомеров гидрогенированная и применяемая как добавка к бензину 5 либо в качестве топлива.

Предлагаемый способ состоит, в регенерации азеоТропной смеси изопрен-н-пентан, а также других нужных углеводородных смесей.

Пример 1, Смесь С - Су-угле 0 водородов от парового крекинга лигроина разгоняют в две стадии. На первОй стадии дистилляции используют колонку с 118 т.т. Углеводороды, более летучие, чем азеотропная смесь 5 изопрен-н-пентан, удаляют в виде фракции верхнего погона. Нижние фракции подвергают повторной дистилляции на - колонке с 118 т.т,. Азеотропную смесь изопрен-н-пентан удаляют в виде верхп ней фракции из избытка н-пентана

и других углеводородов, которые менее летучи, чём азеотропная смесь и которые удаляют в виде нижних фракций .со второй стадии дистилляции.

С4- С5-углёвод6р6ды подают в колон ку первой стадии дистилляции с такой скоростью, чтобы количество изопрена в верхней фракции составляло в среднем 3,2 вес.%.

Состав, вес,%, исходной смеси 0 . - С,-УглёйбДорЬдов для первой стадии дистилляции:

З-Меаил-1-бутин0,004

Изоприн0,07

2-Бутин0,48

5З-Метил-1-бутен0,44

1,4-Пентадиен

Изопентан

1-Пентен

2-Метнл-1-бутен

ИзЪпрен

н-Пентан

транс-2-Пентен

цис-2-Пентен

2-Метил-2-бутен

1,3-Циклопенталиен

2-Метилпентан

1-Транс-З-Пентадиен

3-Метилпентан

Условия

Температура верхнего погона, С

Температура сырья и противотока с

Температура на дне,С

Давление в верхней части, фунт/кв.дюйм

Среднее отношение противотоков

Состав, вес.%, верхней фракции ервой стадии:

З-Метил-1-бутин0,01

Изоприн0,4

2-Бутин2,1 .

З-Метил-1-бутен2,0

1,4-Пентадиен6,4

Изопентан52,2

1-Пентен 12,6

2-Метил-1-бутен21,0

Изопрен3,2 Состав вес.%, (Гижней фракции перой стадии:

н-Пентан28,6

2-Метил-1-бутен. :

Изопрен14,5

транс-2-Пентен2,9

цис-2-Пентен1,4

2-Метил-2-бутен,3,7

1,3-Циклопентадиен4,7

2-Метилпентан5,5 3-или 4-Мехил-1-пентен 0,2

Условия

Температура верхней фракции,с

Температура сырья и противотока,с

Температура на дне,°С

Давление в верхней части, фунт/кв.дюйм

Среднее отношение прютивотоковНа второй стадии дистилляции получают верхнюю фракцию, включающую в

№клопентен

1-цис-З-Пентадиен

Циклопентан

н-Гексан

1,5-Гексалиен

З-Метил-транс-2-центен

Бензол

Тяжелые углеводороды

10 Колонка работает в течение приблизительно 16 дней при cneAsrrotHHX уеловиях:

Среднее

Диапазон измерений значение

38,1

37,3

;38,1

36,1 54,4 55,5

7,29

7,35 100/1

1-транс-3-Пентадиен

5,6

,:3-Метилпентан 1,.9

0

Циклопентен 3,7

1-цис-З-Пентадиен 4,0 2,6

Циклопентан

Гексан 1,8 0,3

Неизвестные

5

1,5-Гексадиен 0,4

2,3 Диметилбутан 0,2

2-Метил-1-пентен

2-Пентин 0,2

ЗЧ4етил-транс-2 -пентен 0,2 1,0

Бензол

0

Тяжелые (в основном

18,7

дициклопантадиен) НижниЪ фракции от первой ста/щи дистилляции затем подают в колонку второй стадии с такой скоростью,

5 чтобы содержание изопрена, удаляемого со дна, в среднем составляло только 1,1%. Колонка работает в те чение 12 дней при следующих условиях1 Диапазон Среднее измерений значение

43,3

44,0

36,2

38,3 73,0 77,6

7,41

7,48 100/1 основном азеотропную смесь изопрен65 -н-пентан. Состав, ч./млн.,верхней фракц второй стадии: 1-Пентин0,1 Изоприн2,0 2-Бутин 2-Метил-1-бутен 0,04 вес Изопрен 74,02 вес н-Пентан 25,91 вес 1,З-Циклопенталиен 1-Пентен-4-ии Состав, вес.%, нижних Фракций второй стадии, удаляемых в отходы Изопрен н-Пентан23,2 транс-2-Пентен3,4 цис-2-Пентен1,7 2-Метил-2-бутен4,4 1,3-Циклопентгщиен2,5 2-Метилпентан6,2 3-или 4-Метил-1-пе«тен 0,3 1-транс-З-Пентадиен8,4 3-Метилпентан2,5 Циклопентен5,9 1-цис-З-Пентадиен5,8 Циклопентан3,4 н-Гексан2,2 2,3-Диметилбутан0,2 2-Метил-1-пентен1,0 2-Пентин0,1 З-Метил-транс-2-пентен0,1 Бензол1,0 Тяжелые (в основном дициклопентадиен)28,6 Пример 2. Смесь С всдородов подвергают дистилляции в две стадии в дистилляционной ко ке по примеру 1. Углеводородная смесь, состав рой приведен ниже, подают в коло первой стадии дистилляции с тако Условия верхние фракции, С Исходный материал и противоток,°С Нижние фракции,с Давление в верхней колонки, фунт/кв.д :, Среднее отношение яотокрв Состав, вес.%,верхнего погона вой стадии: Изобутилен0,3 1-Бутин 0,3 3-Метил-1-бутин0,02 Изоприн0,3 2-Бутин1,5 З-Метил-1-бутен5,1 транс-2-Бутен0,2 1,4-Пентадибн7,2 цис-2-Бутен0,6 1,3-Бутадиен- 0,1 Изопентан29,4 1-Пентен- 20,3 оростью, чтобы сспержаяие изопрена легких продуктах из верхнего пегосоставляло в среднем 8,7%. Состав, вес.%, исходной смеси - Су-углевадо1родов для первой адии: 1-Бутен0,2 З-Метил-1-бутин25 ч{млн Изоприн0,1 2-Бутин0,4 З-Метил-1-бутен1,5 транс-2-Бутен0,1 1,4-Пентадиен1,9 цис-2-Бутен0,2 1,3-Бутадиен ;0,2 Изопентан8,8 1-Пентен5,8 2-Метил-1-бутен 6,9 Изопрен17,5 н-Пентан13,9 транс-2-Пентен4,2 цис-2-Пентен2,0 2-Метил-2-бутен4,1 1,3-Циклопентадиен2,4 2-Метилпентан2,1 3-или 4-Метил-1-пентен0,2 1-транс-2-Пентадиен7,3 3-Метилпентан0,6 Циклопентен3,0 1-цис-З-Пентаднен4,7 Циклопентан1,3 н-Гексан0,7 1,5-Гексадиен0,2 2,3-Диметилбутан0,2 2-Метил-1-пентен0,4 2-Пентин0,05 Бензол .0,4 Тяжель-е8,9 Колонка работает в течение 14 дней следующих условиях: апазонСреднее мерений значение 37,6 ,6 - 38,7 7,32 04 - 7,43 100/1 1,2-Бутадиена0,7 2-Метил-1-бутен25,4 Изопрен8,7 н-ПентанСледы Состав, вес.%, нижних фракций перстадии дистилляции: Изопрен22,1 н-Пента1н17,0 транс-2-Пентен5,8 цис-2-Пентен,з,4 2-Метил-2-бутен5,3 1,3-Циклопентадиен1,8 2-Мётилпентанз,0 3-или 4-Метил-1-пентен 6,2