Способ выделения стирола Советский патент 1983 года по МПК C07C15/46 C07C7/04 

Изобретение относится к химической и нефтехимической промышленности, а именно к способам разделения трудноразделимых смесей, образующихся в качестве побочных продуктов нефтехимического синтеза.

Известны способы выделения стирола из его смесей с ароматическими углеводородами (АУВ ) Сg пиролизного бензина (.побочного продукта при производстве этилена ) методом жидкостной экстракции или экстрактивной ректификации, используя в качестве селективного растворителя диметилацетамид, N-метилпирролидон. Выделение проводят по непрерывной схеме при давлении 50 мм рт.ст. и 60°С. С верхней части колонны отбирают смесь ксилолов, содержащую .1-4% стирола, а с низа - смесь стирола, с растворителем далее регенерируется ректификацией при пониженном давлении. Количество экстрактивной добавки в 1-10 раз превышает вес исходной фракции П.

Недостатками указанных способов является низкая емкость экстрактивных добавок, которые применяются . Б размерах, значительно превышающих количество исходного сырья, что

существенно уменьшает производительность колонн, увеличивает энергетические затраты, особенно учитывая необходимость последующей регенерации. Кроме того, используемые экстрактивные добавки характеризуются высокой стоимостью, коррозионно активны, токсичны, труднодоступны.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ выделения стирола азеотропной ректификацией этилцеллозольвом (ЭЦ) в двух колоннах при давлении 3070 мм рт.ст. и 50-70°С с выводом стирола в качестве кубового продукта .первой колонныи отбором в качестве дистиллата второй колонны смеси ксилолов с ЭЦ. В данном способе регенерация азеотропной добавки ЭЦ иэ его смесей с ксилолами осуществляется в смесителе-экстракторе, где ЭЦ экстрагируется водой, после чего водный раствор ЭЦ подается в ректификационную колонну при давлении 30-70 мм рт.ст., откуда кубовый продукт ЭЦ возвращаётся на смешение с исходной ксилол-стирольной смесью, а дистисплат-практически чистая вола - на экстракцию ЭЦ 2 Недостатком такого способа регенерации ЭЦ является использование дополнительного компонента воды, что значительно увеличивает энергоемкость процесса в связи с необходимостью последующей регенерации смеси воды - ЭЦ, особенно учитывая высокую теплоту испарения воды, а также ухудшение качества целевых пр дуктов вследствие наличия возможных примесей воды. Кроме того, в ректификационнс 1 цехе появляется необходимость освоения несвойственного этому, цеху процесса экстракции. Цель изобретения - упрощение тех нологии процесса и уменьшение энергозатрат за счет изменения узла рег нерации растворителя. Поставленная цель достигается тем, что, согласно способу выделени стирола из его смесей с ароматическими углеводородами CQ пиролнзного бензина путем ректификации s присут ствии разделяю1чего агента - этилцел лозольва под вакуумом с выводом стирола в качестве кубового продукт и с отбором в качестве дистиллата смеси, содержащей этилцеллозольв и ксилолы, которую затем подвергают разделению, разделение смеси этилцеллозольва и ксилолов проводят двуступенчатой ректификацией при температуре верха колонны на первой ступени 128-132 с и атмосферном давлении с отбором в качестве дистиллата смеси азеотропов этилцеллозольв-ксилолы, которую направляют на вторую ступень ректификации, и кубового продукта - смеси ксилолов, и при температуре верха колонны на второй ступени 47-71°С при давлении 37100,мм рт.ст., с отбором в качестве дистиллата смеси азеотропов этилцеллозольв - ксилолы, которую возвращают на первую ступень ректификации, и кубового продукта - этилцеллозольва. При этом за счет смещения состава азеотропа при разных давлениях достигают последовательного выделения смеси ксилолов, а затем ЭЦ. В таблице представлены свойства азеотропов ЭЦ - изомерные ксилолы при различных давлениях.

ЭЦ-п -ксилол

ЭЦ-М -ксилол

ЭЦ- О-ксилол

46,0128,4

80,8

33,0

31,0

59,0

28,2

48,3

37 760

47,5 128,6 На чертеже приведена технологическая схема реализации предлагаемого способа. Исходн-ая фракция поступает в сме ситель 1, куда подаётся ЭЦ. Полученная смесь по линии 2 поступает на питающую тарелку ректификационной колонны 3, снизу которой отводя стирол частотой 99%, а сверху - сме аэеотропов, образуемых ксилолами с ЭЦ Св смеси содержится 6-10% -стирола). Эту смесь по линии 4 подают на .питающую тарелку ректификационной- колрнны 5. Дистиллат колонны 5 представляет собой смесь азеотррпов ЭД с ксилолами (содержание стирола %) которая по линии б поступает на питающую тарелку колонны регенерации ЭЦ 7, где на I стадии при атмосферном .давлении в к.ачестве кубового продукта отбирается смесь ксилолов, :а в дистиллате -,смесь азеотропов ,ЭЦ с ксилолами. Эта смес направляясь по линии 8, вновь ректи фицируется на данной колонне 7 при давлении 37-100 мм рт.ст. (II стадия ), причем в качестве кубо вого продукта выводится ЭЦ, а в дис тиллате - смесь азеотропов ЭЦ с кси лолами , которая возвращается на I стадию регенерации по линии 9,ЭЦ из колонны 7 возвращается по лиНИИ 10 в смеситель 1. Кубовый продукт колонны 5 рециркулирует по линии 11 на питающую тарелку ректификационной колонны 3. П р им ер 1. Фракция АУВ содержащая, мае.%: стирол 32, 4 -ксилол 24, М +П-КСИЛ.ОЛЫ 44, (во можно наличие этиленбензола), посту пает в смеситель, куда подают ЭЦ (,37 мае. % от веса исходной фракции 100 кг полученной смеси состава, мас.%: стирол 23,2, О-ксилол 17,5, п +«-ксилолы 32,2 и ЭЦ 27 подают на питающую тарелку первой ректификационной колонны 40 т.т., работаю щей при давлении 60 Мм рт.ст., тем пературе 55-70 С и Ф.Ч. 4-6. I - . Из .куба колонны отводят стирол (16 кг с чистотой 99%,а дистиллат 84 кгI представляет собой смесь азеотропов ЭЦ с ксилолами состава, мас.%: О-ксилол 20,8, п +м -ксилолы 38/)2, ЭЦ ,32 и стирол 9. Эту смес подают на питающую тарелку второй ректификационной колонны с 40 т.т. при 60 Nflvj. рт.ст. и SS-SS C. Кубовый остаток второй колонны Л11,8 кг), содержащий, мас.% стирол 82,3, ЭЦ 8, б и О + п + м г-ксилолы 9,1, рециркулирует на питающую тарелку, пер вой колойны. Дистиллат второй колонны (72 кг представляющий собой смесь азеотро пов ЭЦ с ксилолами состава, мас.%: 0-ксилол 22,8, п +м-ксилолЬи 41,8 и ЭЦ 35,4 Подают на питающую тарелку колонны регенерации ЭЦ, работающую при атмосферном давлении и т« мпературе в парах 128-132 I стадия , откуда в качестве кубового продукта отбирается:18,7 кг смеси ксилолов 40 мас.% 0 -ксилола, 60 мас.% П +м -ксилоЪов , а в дистиллате 53,3 кг смеси азеотропов ЭЦ и.ксилолами, содержащей 46-49 мас.% ЭЦ. Эта смесь вновь ректифицируется на данной колонне при давлении 60 мм рт.ст. и температуре в парах 56-60,4°С II стадия , откуда в качестве кубового продукта выводится 18,3 кг ЭЦ ЧИСТОТОЙ 99,7% а в дистиллате - 35 кг смеси ааеотропов ксилолов с ЭЦ, содержащих 31 мас.% по- следнего, которая возвращается на 1 стадию регенерации. Общий выход ЭЦ с учетом рецикла 25,6 кг. Колонна регенерации ЭЦ эффективностью 40 т.т., Ф.Ч. 6-8, При-мер 2. Отличается от примера I тем, что процесс регенерации ЭЦ из его смесей с. ксилолами на колонне 7 на II стадии проводится при давлении 37 мм рт.ст. и температуре в парах 47-51°С. Дистиллат этой колойны - смесь азеотропов ксилолов с ЭЦ - содержит 28 мас.% последнего. Общий выход ЭЦ с учетом рецик- . ла 25,8 кг.. Пример 3. Отличается от примера 1 тем, что,процесс регенерации ЭЦ из его смесей с ксилолами ria колонне 7 на II стадии проводится при давлении 100 мм рт.ст. и температуре в парах 69,8-71° G. Дистиллат . содержит 34 мас.% ЭЦ. Общий выход ЭЦ с учетом рецикла 25 кг. Использование предлагаемого способа позволяет улучшить технико-экономические показатели процесса за счет исключения дополнительного экстрагента - воды, применение которой требует постоянной ее регенерации. Кроме того, уменьшение энергетических затрат процесса за счет исключения стадии ректификации смеси воды к - ЭЦ, связанной с испарением воды, обладающей высокой теплотой испарения. Упрощается технолЬгическая схема за счет исключения экстрактора, а также улучшаются качества целевых продуктов за счет отсутствия примесей воды. Формула изобретения Способ выделения стирола из его смесей с ароматическими углевйдородами С пиролизного бензина путем ректификации в присутствии разделяющего агента - этилцеллозольва под ва.куумом с отбором в качестве дистиллата смеси, содержащей этилцеллозольв и ксилолы, которую затем подвергают разделению, с выводом стирола в качестве кубового продукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса и уменьшения энергозатрат, разделение смеси этилцеллозольва и ксилолов проводят двуступенчатой ректификацией при температуре верха колонны на первой ступени 128-132с и атмосферном давлении с отбором в качестве дистиллата смеси азеотропов этилцеллозольв - ксилолы, которую направляют на вторую ступень ректификации, и кубового продукта смеси ксилолов, и при температуре верха колонны на второй ступени ректификации 41-TL°C при давлении 37100 мм рт.ст. с отбором в качестве дистиллата смеси азеотропов этилцеллозольв - ксилолы, которую возвращают на первую ступень ректификации, и кубового продукта - этилцеллозольва.

Источники информации,

примятые во внимание при экспертизе

(прототип.

.

Т стадии

Iстадия

«I

V

§

i

я

1

Лс/падия