Способ выделения метил-третбути-лОВОгО эфиРА Советский патент 1981 года по МПК C07C41/34 C07C43/04 

1

Изобретение относится к способу выделения метил-трет.бутилового эфира (МТБЭ), который находит применение в качестве высокооктановой добавки к моторным топливам.

Известен способ выделения МТВЭ из смеси углеводородов Сд, метанола и других спиртов путем экстракции двумя растворителями, одним из которых являются углеводороды С 4, а другимвода, при весовом соотношении последних 1:5-2Л, при температуре 10-90°С, давлении 1-20 атм, причем исходную смесь подают в среднюю часть, углеводород в нижнюю часть, а воду в верхнюю часть колонны, отбором при этом рафината с верха колонны с последующим выделением из него МТБЭ ректификацией. Степень извлечения 98-99,8%. чистота 99,8% 1 .

Недостатками данного способа являются необходимость достаточно высокоэнергоемкого процесса регенерации водного экстрагента от накапливающихся примесей, а также наличие большого количества химзагрязненных сточных вод. Так на регенерацию из схемы .разделения выводят 5 вес.% от циркулирующего водного экстрагента, что при мощности установки 500 тыс.т МТБЭ

в год составляет 31250 т воды, обезвреживаемой огневым методом. При это энергозатраты на регенерацию составляют от 125 до 344 тыс.-руб, в зависимости от возможности рекуперации тепла при обезвреживании.

Цель изобретения - снижение энергоемкости процесса и количества сточных вод.

Поставленная цель достигается способом выделения МТБЭ из реакционной смеси, содержащей углеводороды СА, МТБЭ и метанол, путем удаления последнего с использованием разделяющего агента и выделением метилттрет-. бутилового эфира из оставшейся смеси ректификацией, отличительная особенность которого состоит в том, что реакционную смесь -подвергают экстрактивной ректификации в присутствии безводного трИметилкарбинола или содержгидего от 0,5 до 25 вес. % воды в качестве разделяющего агента.

Предложенный способ обеспечивает степень извлечения до 99,8%,чистоту до 99,8%.

На чертеже представлена технологическая схема предлагаемого способа

Исходную смесь через рекуператор 1 подают в колонну 2, обрабатываемую

через кипятильник 3. Экстрагент в колонну 2 вводят по линии 4. Сверху колонны отбирают углеводороды €4 и метил-трет.бутиловый эфир, которые конденсируют в конденсаторе 5. Конденсат сливают в емкость б, откуда его частично возвращают в колонну 2 по линии 7 в качестве флегмы, а частично по линии 8 направляют на разделение в колонну 9, обогреваемую через кипятильник 10. Сверху колонны 9 отбираиот углеводороды Сд и конденсируют в конденсаторе 11. Конденсат сливают в емкость 12, откуда его частично возвращают в колонну 9 по линии 13 в качестве флегмы, а частично по линии

14отбирают как целевой продукт разделения. Из куба колонны 9 по линии

15отбирают метил-трет.бутиловый эфир в качестве продукта разделения.

Кубовый продукт колонны 2 подают по линии 16 в колонну 17, обогреваемую через кипятильник 18. Сверху колонны 17 отбирают метанол и конденсируют в конденсаторе 19. Конденсат сливают в емкость 20, откуда его частично возвращают в колонну 17 по линии 21 в качестве флегмы, а частично по линии 22 отбирают как целевой продукт разделения.

Кубовый продукт колонны 17 -триметилкарбинол - через рекуператор 1 и холодильник 23 по линии 4 возвращают в колонну 2. Часть экстрагента подвергают регенерации. Концентрация экстрагента на тарелках колонны 2 составляет от 5 до 90 вес.%.

Согласно предложенному способу, при использовании безводного экстрагента вода в системе разделения отсутствует. При использовании триметилкарбинола,. содержащего до 25% воды количество экстрагента выводимого на регенерацию, составляет 0,5% от веса циркулирующего экстрагента, что при мощности установки 500 тыс. т МТБЭ в год составляет - 10000 т. Рег.енерация экстрагента триметилкарбинола в предложенном способе заключается в переиспарении части экстрагента от накаплизакяцихся солей и полимеров. Остаток от переиспарения направляется на сжигание. При этом не требуется дополнительных затрат топлива, так как сжигаемый продукт содержит горючее вещество - тримегилкарбинол. При этом общие затраты на регенерацию, экстрагента составляют 26250 р. в год Таким образом, согласно предлагаемому способу обеспечивается экономический эффект от 100 до 300 тыс.р. в год, что составляет от 0,3 до 0,1% от полной затраты на производство МТБЭ.

Пример. Исходную смесь в кО личёстве 570 г/ч, содержащую вес:. %, углеводородов €4 37,21, метил-трет. бутилового эфира 45,51, метанола 17,11, триметилкарбинола 0,06, воды

0,01, димера изобутилена 0,10, подают в колонну 2 непрерывного дейст;вия эффективностью 69 т,т. на 30 т.т. В эту же колонну на 51 т.т. подают экстрагент из куба колонны 17 в количестве 1090 г/ч, содержащий . 0,04 вес.% метанола, 99,96 вос.% триметилкарбинола. Температура верха колонны 40°С, температуракуба . Сверху колонны отбирают смесь в количестве 2115 г/ч, содержащую в ее. % . углеводородов ,03, метил-трет.бутилового эфира 54,, 9 метанола 0,002, триметилкарбинола 0,01, воды 0,01. Часть указанных продуктов в количестве 1635 г/ч возвращают в колонну 2 в качестве флегмы, а остальную часть направляют в колонну 9 непрерывного действия, эффективностью 23 т.т. на 9 т.т. Температура верха колонны 4ос, температура куба . Сверху колонны 9 отбиоают фракцию, углеводородов С в количестве 318 г/ч, содержащую, вес %: углеводородов С 99,80, метил-трет.бутилового эфира 0,16, метанола 0,01, триметилкарбинола 0,03. Часть фракции в количестве 106 г/ч возвращают в колонну 9 в качестве флегмы, а остальную часть отправляют в качестве целевого продукта разделения. Кубовый продукт колонны 9 в количестве 258 г/ч,.содержащий, вес.%: углеводородов С 0,06, метил-трет.бутилового эфира 99,92, триметилкарбинола 0,02 отправляют в качестве целевого продукта разделения.

Кубовый продукт колонны 2 в количестве 1188 г/ч, содержащий,вес.%: метил-трет.бутилового эфира 0,05, метанола 8,25, триметилкарбинола / 91,65 и димеров изобутилена 0,05, подают в колонну 17 непрерывного действия, эффективностью 67 т.т. на 31 т.т.

Температура верха колонны , температура куба 105°С. Сверху колонны отбирают метанол в количестве 1676 г/ч, содержащий,вес.%.МТБЭ 0,61, триметилкарбинола 0,23, димеров изобутилена 0,58. Часть метанола в количестве 1578 г/ч возвращают в колонну 17 в качестве флегмы, остальную часть отбирают в качестве целевого продукта разделения.

Кубовый продукт колонны 17 в количестве 1090 г/ч, содержащий 0,04 вес.% метанола и 99,96 вес.% триметилкарбинола возвращают в колонну 2 в качестве экстрагента. Часть экстрагента подвергают регенерации.

П р и м е р 2. Исходную смесьв том же количестве и того же состава, что и в примере 1, подают в колонну 2 непрерывного действия, эффектив - . :.. ность 69 т.т. на 30 т.т. Б эту же колонну на 51 т.т. подают экстрагент из куба колонны 17 в количестве 1090 г/ч, содержащий,вес.%: метанола 0,04,триметилкарбинола 99,46 и воды О , 5 .Температ ра верха колонны 40 С, температура к ба 120°С. Сверху колонны отбирают смесь в количестве 2130 г/ч, содержа щую, вес. %: углеводородов ,70, ме тил-трет. бутилового-1 эфира 54,58, метанола 0,002, триметилкарбинола 0,01 и воды 0,7. Часть указанных про дуктов в количестве 1635 г/ч BOSBpa щают в колонну-2 в качестве флегмы, а остальную часть направляют в колонну 9 непрерывного действия, эффек тивностью 23 т.т. на 9 т.т. Температура верха колонны 40°С, температура куба . Сверху колонны 9 отбирают фракцию углеводородов С в количестве 848 г/ч, содержащую, вес.%: углеводородов Сд 99,80, метил-трет.бутилового эфира 0,13, метанола 0,01, триметилкарбинола 0,03 и воды 0,03. Часть фракции в количестве 636 г/ч возвращают в колонну 9 в качестве флегмы, а остальную часть отправляют в качестве целевого продукта разделения.Во флегмоной емкости колонны отслаивается 3,5 г/ч воды, которая возвращается в систему разделения. Кубовый продук колонны 9 в количестве 258 г/ч, содержащййувес.%: углеводородов Сд 0,06, метил-трет.бу тилового эфира 99,92, триметилкарбинола О,02 отправляют в качестве целевого продукта разделения. Кубовый продукт колонны 2 в количестве 1188 г/ч, содержащий, вес.% метил-трет. бутилового эфира О , 05, метанола 8,25, триметилкарбинола 91,15 димеров изобутилена 0,05 и воды 0,50, подают в колонну 17 непрерывного действия, эффективностью 67 т.т на 31 т.т. Температура верха колонны , температура куба 105с. .Сверху колонны отбирают метанол в количестве 1676 г/ч, содержащий вес.%: метил -трет.бутилового эфира 0,61, триметилкарбинола 0,23, димеров изобутилена 0,58 и воды 0,05. Часть метанола в количестве 1578 г/ч возвращают в колонну 17 в качестве флегмы, остальную часть отбирают в качестве це левого продукта разделения. Кубовый продукт колонны 17 в коли честве 1090 г/ч, содержащий 0,04вес. метанолаJ99,46 вес.% триметилкарбинола и 0,50 вес.% воды возвращают в колонну 2 в качестве экстрагента. Часть экстрагерта подвергаю;г регенерации.,, П р и м е р 3. Процесс, описанный в примере 2, повторяют с использованием, в качестве экстрагента триметилкарбинола с содержанием 25 вес,% ВОДЫ-. При этом эффективность колонны 2 составляет 75 т.т. Исходную смесь подают на 30 т.т., экстрагент на 60 т.т. Количество подаваемого экстрагента составляет 1200 г/ч. Температура верха колонны 40с, температура куба 120с. Состав дистиллята и флегмовое число в колонне 2 аналогичны примеру 2. Переработка верхнего продукта колонны 2 производится аналогично примеру 2. Метил-трет.бутиловый эфир, отбираемый из куба колонны 9 в качестве целевого продукта,имеет следующий состав, вес.%: углеводородов С 0,06, метил-трет.бутиловый эфир 99,92, триметилкарбинол 0,02. Кубовый продукт колонны 2 в количестве 1298 г/ч, содержащийJвес.%; метил-трет.бутилового эфира 0,05, метанола 7,55, триметилкарбинола 69,26, воды 23,09 и димеров изобутилена 0,05, подают н колонну 17 непрерывного действия эффективностью 70 т.т. на 25 т.т. Температура верха колонны 65-с,температура куба 115°С. Состав дистиллята и флегмовое чис- . лов в колонне 17 аналогичны примеру 2. Кубовый продукт колонны 17 в количестве 1200 г/ч, содержащий 0,04 вес.% метанола, 74,96 вес.% триметилкарбинола и 25,00 вес.% воды возвращают в колонну 2 в качестве экстрагента. Часть экстрагента подвергают регенерации. Формула изобретения Способ выделения метил-трет.бутилового эфира из реакционной смеси, содержащей углеводороды Сд, МТБЭ и метанол, путем удаления последнего с использованием разделяющего агента и выделением метил-трет.бутилового эфира из оставшейся смеси ректификацией, отличающийся тем, что, с .целью снижения энергозатрат и сокращения сточных вод, реакционную смесь подвергают экстрактивной ректификации в присутствии безводного триетилкарбинола или содержащего от 0,5 до 25 вес. %j воды, в к.ачестве разеляющего агента. Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2349123/23-04, кл. С 07 С 41/12, 19.04.76 протоип .. Исиаднал Регенерацией цстрагента