I
Изобретение относится к способу выделения бутена-1 из смеси углеводородов, содержащей другие С монослефины с использованием цеолита.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ выделения бутена-1 из сырья, содержащего бутен-1, другие углеводороды СА , путем адсорбции бутенаг-1 адсорбентом-цеолитом типа X, содеркш им катионы калия, с последующей десЪрбцией десорбированного бутёна-1 десорбентом - смесью, содержащей олефины. В качестве десорбента можно использовать октен-1 или низкомолеку лярные олефины, которые легко отделяются от бутена-1. Для paOoTjsi в жидкой фазе используется смесь нормальных олефинов и изо-парафинов, например смесь, содержащая 20% октена-1 и 80% нзо-октана ClJ.
Однако адсорбентная основа пзооктана обладает большим объемом
удерживания, что -не позволяет примет нять его в промьшшенности.
Цель изобретения - повьшение се-:.лективности процесса.
Поставленная цель достигается тем, что в способе выделения бутена-1 из сырья, содержащего бутен-I, другие углеводороды Ci , путем адсорбции бутена-I адсорбентом - цеолитом типа X, содержащим катионы
10 калия, с последующей десорбцией адсорбированного бутена-1 десорбентом - смесью, содержащей олефин, в качестве десорбента используют смесь, содержащую 25-75 об. % гексе- &
на и 25-75 об. % циклогексана или циклогексена.
Отличительными признаками является использование указанного выше
20 десорбента. Состав десорбента оказывает значительное влияние на процесс. Использование цикло-парафина или цикло-олефина в качестве разбавителя совместно с предпочтительным
25 дёсорбентом, гексеном-1,позволяет 39 получить десорбент, обладающий HAe- альными свойствами для промышленного применения. Предлагаемый способ включает следующие стадии контактирования исходного сырья с цеолитом типа X, содержащим катионы калия для селективной адсорбции бутена-1, контактирования адсорбента, содержащего адсорбированный бутен-1 с десорбентом. Адсорбент, который используется в предлагаемом способе представляет собой цеолит типа X, ионо-обменный на катионы калия. Десорбент может вытеснять адсорбированные фрагменты из молекулярного сита. Сам десорбент довольно легко вытесняется адсорбентом, в результате чего, молекулярное сито може повторно использоваться в процессе. Процесс выделения бутена-1 протекает над искусственно движущимся слоем адсорбента. Сам десорбент не способен легко вытеснять адсорбированн| 1й бутен-1 с адсорбента, поэтому его приходится использовать в больши количествах. Это является нежелатель ным, поскольку для отделения бутенаот десорбента требуется использовани большого количества энергии, которая позволяет повторно использовать десорбент в процессе. Также нежелатель но, чтобы десорбент слишком крепко удерживался адсорбентом, поскольку в этом случае трудно наполнить адсорбент бутеном-.I. Это можно компенсиро вать путем предусмотрения большого количества зон в искусственно движущемся слое или путем значительного увеличения времени контакта между сырьем и адсорбентом, которьй намокает в десорбенте, с тем, чтобы осуществить адсорбцию бутена-. Сырьевые потоки могут быть потока ми любого нефтеперерабатывающего про цесса. Сырье главным образом содержит моноолефиновые углеводороды С, такие как бутен-1, изобутилен, транс бутен-2 и цис-бутен-2. Термин бутен-2 включает как цис- так и транс изомерные конфигурации этого углеводорода. В таком сырье могут также присутствовать и другие вещества,например, большие количества парафиновых и нафтеновых веществ -и в некото рык случаях низкие концентрации ароматических углеводородов и других примесей таких, как комбинированные серно-азотистые соединения. Однако, 24 предпочитают значительно понижать количество компонентов, способных дезактивировать адсорбент в результате блокирования адсорбционных проходов для компонентов сырья. При проведении эксперимента используют три различных вида сырья, которые отражают доступность различного сырья при различных иепытаниях, Сырье А состоит ИЗ % об: 2,3t, - С ; ,9 Ь- 35,1 бутена-1; 46,4 изо-, бутилена; 10,3 трет-бутена-2. Сырье подают из образцового трубопровода объемом 3 см, вытесняя . его адсорбентом и инжектируют в слой адсорбента, содержащего 70 см адсорбен та, находящегося в трубке из нержавеющей стали с размерами 152,4 см х 9,5 мм. Сырье В состоит из % об: , 26 бутена-1, 19 изобутилена, 22 цис и транс-бутена-2. Это сырье разбавляют 75 сМ десор- бента на 25 см сырья и 10 см jaKoA же смеси подают в слой адсорбента, содержащий 70 см адсорбента, находящегося в трубке из нержавеюцей стали с размерами 152,4 см х 9,5 мм. Сырье С состоит из % об: 44 С, 42 бутена-1, 4 изобутилена. Это сырье вытесняют из трубопровода объемом 3 см с помощью десорбента и инжектируют в слой адсорбента, содержащего 70 см адсорбента, находящегося в трубке из нержавеющей стали с размерами 152,4 см X 9,5 мм. Используют несколько адсорбентов. Все адсорбенты представляют собой цеолиты типа X ионо-обменные на ионы К. Такие цеолиты первоначально представляют собой вещества типа N-X, затем их подвергают ионному обмену с ионами К с .использованием обычмлх методик. Проводят почти полный ионный обмен на более чем 95% Na на К. Для проверки один из адсорбентов подвергают двойной ионо-обменной обработке, однако значительного различия в характеристиках не наблюдается. При испытании различных типов сырья отмечаю Т различие 6 режиме работы. Установлено, что состав десорбента оказывает значительное воздействие на процесс. Активный десорбирующий ингредиент представляет |собой олефин различной температуры {кипения, причем гексен-1 является предпочтительным десорбентом. Это вещество разбавляют нормальным пар фином, который рассматривается как инертное вещество. Испытание двух различныхадсорбентов приводит к неожиданным результатам, заключающимся в том, что один из них работа ет хорошо, а другой - нет, в то вре мя как оба представляют собой К-Х адсорбенты. Таким образом, адсорбен ты являются эквивалентными, а десор бенты нет. Результаты испытаний представлен в таблицах. Все опыты проводят при 50 С. Все используемые адсорбенты представляю собой соединения типа К-Х, хотя их получают из различных источников. Пример 1. Опыт проводят с использованием сырья А. Десорбент представляет собой 25% об гексена-1 в Н-Сд. Ширина пиков представляет собой выражение скорости массопереноса или скорости противо диффузии между адсорбированной молекулой и десорбентом. Обычно широкие пики являются указанием на низкие скорости противо диффузии h наоборот, узкие пики являются указанием на высокие скорости. Предельное значение шири пика.в отношении его узкости представляет собой значение дня н-бутана, который практически не адсорбируется. Таким образом, чем ближе ширина пика адсорбированных молекул олефина к неадсорбированному образцу, тем лучше адсорбент - десорбент ная система. Селективность является грубым эквивалентом термину относительной летучести при дистилляции и представляет собой характеристику эффек тивности адсорбента в отношении вьщеления различных веществ. Для . успешного промьппленного разделения обычно требуется селективность, рав ная по крайней мере, 2,0. Более низкая селективностьтребует более тщательной проверки адсорбента для осуществления выделения. Высокие селективности потребность в тщательном испытании адсорбентов. Объем удерживания бутена-1 представляет собой качественную характе рис.тику селективности между бутеном-1 и десорбентом. Большой объем удерживания указывает на высокую 426 селективность бутена-1 по отношению к десорбенту и наоборот, низкое значение объема удерживания является указанием на низкую селективность. Обычно в условиях опыта объем удерчживания бутена-1 долкен иметь значг эние, лежащее в интервале 20-13 см Значение мевьщее 13 см означает, j что селективность бутена-1 по отношению к десорбенту составляет величину ниже единицы, что является нежелательным. Значение вьпие 20 см указывает на тот факт, что для десорбции бутена-1 потребуется слищком много дёсорбента. Пример 2. Эти опыты повторяют на различных адсорбентах, т.е. на свежих загрузках К-Х адсорбента. Sly-1-154. Образец 81У- 1-154 подвергают второй ионоЛзбменной обработке калием и обозначают, как Qiy-l-164-C. Для всех этих опытов десорбент представляет собой гексен-1 в Н-С. В отличие от этого, десорбент в примере 1 представляет собой гексен-I в H-Cg. Пример 1 указывает на тот факт, что десорбент, -содержащий 25% об. гексена-1 в H-Cg является удовлетворительным в том, что касается, селективности, однако объем удерживания бутена-1 является неприемлеМО высоким (35,6 и 34,7 см) и скорости противо диффузии являются плохими, о чем сввдетельствугот высокие значения ширины пиков. Пример 2 указывает на тот факт, что замена Н-С на Н-С приводит в результате к процессу, который является неприемлемым с точки зрения селективности, а также из-за нежелательно высоких значений объема удерживания для бутена-1. Эти эксперименты подтверждают тот факт, что имеется определенное влияние, связанное с использованием различных разбавителей в десррбёнте и подтверждают, то применение нормальных парафиновых разбавителей и, конечно, Н-С в качестве разбавителя в такой системе вляется нежелательным. Пример 3. Ставятся опыты ля того, чтобы установить является и способ добавления образца сырья актом, оказывающим значительное лияние. В одном случае сырье разбавяют до концентрации 25% об. в десоренте и вводят в виде импульса объеом в 10 см в адсорбционную колонну. 79 Согласно другому виду инжектирования образца сырья вводят в разбавленном виде из образцового трубопровода объемом 3 см в адсорбционную колонну с использованием десорбента, с помощью которого сырье вытесняют в колонну. Полученные результаты представлены в таблицах. Из данных, представленных в табли це можно видеть , что изооктан представляет собой превосходный десорбен В Тим, что касается селективности,но плохой десорбент в отношении объема удерживания бутена 1. Изо-октанне вытесняет бутен-1 из адсорбента достаточно быстро для того, чтобы использовать его в промышленном пр цессе. Чистый циклогексан представляет собой образец совершенно иной селек тивности, но он недостаточно быстро десорб1фует бутен-1, о чем можно су дить по объему удерживания бутена-1 для того, чтобы использовать его в промьшленности. Чистый циклогексан обладает недостатком, заключающим |ся в том, что селективность по буте ну-1 относительно трет-бутена-2 неприемпемо низка. Пример 4. Для того, чтобы установить может ли быть получен промышленно используемый десорбент бьши поставлены серии опытов на К-Х цеолите с использованием смесей гексена-й в различных разбавителях, главным образом, в циклогексене и циклогексане. В целях сравнения йспольдовались также опыты с применением чистого гексена-1 и чистого циклогексена. Результаты представлены в таблице 5. Из результатов опытов следует, что два различных типа композиций десорбента являются оптимальньгми. В том слуаче, когда используют олефиновый циклический разбавитель, оптимальная концентрация каждого из компонентов, гексена-1 и циклогексена составляет «: 50 % об. Такая смесь обеспечивает десорбент который обладает высокой селективностью по бутену-1 относительно изобутилена и цис- и транс-бутена-2. Объем удержания бутена-1 удовлетворительный и составляет 17,73 см. При использрвании в качестве разбавителя для десорбента циклогексана, вместо циклогексена оптимальными оказались другие композиции. Так, например, смесь гексена-1 и циклогексена в соотношении 50/50 давала десорбент, обладающий хорошей селективностью, однако, объем удерживания бутена-1 был несколько выше предпочтительного. В результате применения смеси, состоящей из 75% гексена-1 и 25% циклогексана получают десорбент, обладающий желательными свойствами в отношении объема удерживания бутена-1, имеющего в этом случае значение 16,39 см, что значительно нике объема удерживания бутена-1 при использовании смеси гексена-1 и циклогексана в отношении 50/50. Селективности, полученные при использовании десорбента, состоящего из 75% гексена-1 и 25% циклогексана имеют удовлетворительные значения. Промьпаленное использование циклогексана в качестве разбавителя является предпочтительным, однако это связано с его доступностью и низкой стоимоствю, а не со значительным преимуществом по сравнению с использованием циклогексеноврго разбавителя. Т а б л и ц а 1
9f204210
Продолжение табл. I
Таблица 2
объем удерживания для бутана- см
35,6
Продолжетте табл. 3
34,5
72,1
15 Формула изобретения
Способ вьвделения бутена-1 из сырья содержащего бутен-1, другие углеводороды С, путем адсорбции бутена-1 адсорбентом - цеолитом типа X, содержащим катионы калия, с последующей десорбцией, адсорбированного бутена-1 десорбентом - смесью, содержащей олефин, отличающий912042
16
с я тем, что, с целью повышения селективности процесса, в качестве десорбента используют смесь, содержащую 25-75 об % гексена и 25-75 об % циклогекоана или циклогексена.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
