Способ очистки бутадиенсодержащих фракций от ацетиленовых углеводородов

 

СПОСОБ ОЧИСТКИ БУТАДИЕНСОДЕРЖАЩИХ ФРАКЦИЙ ОТ АЦЕТИЛЕНОВЫХ УГЛЕВОДОЮДОВ пут«м азеотропной ректификации с использованием пропана и изобутана в качестве разделяющего агента, отличающийся тем, что, с целью, снижения знергозатрат и потерь бутадиена, очистку проводят в одну ступень с использованием в качестве разделяющего агента смеси пропана и изобутана при массовом соотнощении 1:() взятой в количестве 29,6-64,5 мас.% на ацетиленовые углеводороды.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Р51) С 07 С 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3429151/23-04 (22) 23.04.82 (46) 23.12.83. Бюл. И 47 (72) С. Г. Кузнецов, E. Н. Левичева, В. А. Горшков, С. Ю. Павлов, Г, И. Васильев, E. А. Ма. лов, В. М. Матвеев и К. К. Морозова (53) 66.048.63 (088.8) (56) 1. Патент CIIIA N4 2384329, кл. 260 †6.5, опублик. 1945.

2. Авторское свидетельство СССР И 224500, кл. С 07 С 7/06, 1966 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОЧИСТКИ БУТАДИЕНСОДЕРЖАЩИХ ФРАКЦИЙ ОТ АЦЕТИЛЕНОВЫХ

УГЛЕВОДОРОДОВ путем аэеотропной ректификации с использованием пропана и иэобутана в качестве разделяющего агента, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью . снижения энергозатрат и потерь бутадиена, очистку проводят в одну ступень с использованием в качестве разделяющего агента смеси пропана и иэобутана при массовом соотношении 1:(1 28) взятой в количестве 29,6 — 64,5 мас.% на аце тиленовые углеводороды.

1062202

Изобретение относится к способам очистки бутадиенсодержащи х фракций, образующихся в процессах пиролиэа углеводородного сырья и дегидрироЬания Н -бутенов от примесей ацетиленовых утлеводородов и может найти применение к нефтехимии.

Изобретение может использоваться самостоятельно для очистки бутадиенсодержащих фракций, а также для частичной очистки бутадиенсодержащих фракций в сочетании с последую-, 10 щей очисткой вьщеленного бутадиена от ацетиленовых углеводородов экстрактивной ректификацией с полярными органическими растворитеяями — ацетонитрилом, диметилформамидом и др. 15

Известен способ очистки бутадиенсодержащих фракций. от примесей ацетиленовых угле. водородов путем контактирования с водноаммиачным раствором ацетата эакиси меди (1)

Недостатком способа, является образование 2О взрывоопасных продуктов взаимодействия ацетиленовых углеводородов с ацетатом закиси меди — ацетиленидов, образование большого количества полимерных продуктов, что приводит к забивкам технологического оборудования,25 а также большой расход активированного угля, необходимого для очистки поглотительного раствора от полимеров.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки С4 — фракции от ацетиленовых углеводородов путем двухступенчатой аэеотропной ректификации, которую проводят в присутствии в качестве разделяющего агента углеводородов С3, например про.пана на первой ступени, и в присутствии изо35 бутана — на второй ступени (2).

Недостатком известного способа является проведение процесса в двух колоннах, что приводит к большим эксплуатационным и кани 4О тальным затратам на очистку, а также невысо; кая степень очистки бутадиена (остаточное содержание ацетиленовых углеводородов составляет 0,08 мас.%). Получение высокоочищенной бутадиенсодержащей фракции с остаточным содержанием ацетиленовых углеводородов

0003% по известному способу сопряжено со значительными потерями бутадиена.

Цель изобретения — снижение энергозатрат и потерь бутадиена. 50

Поставленная цель достигается способом очистки бутадиенсодержащих фракций от ацетиленввых углеводородов путем одноступенчатой азеотропной ректификации с использованием в качестве разделяющего агента смеси.пропа55 на и изобутана при массовом соотношении

1:(1 — 28), взятой в количестве 29,6 — 64,5 мас,% на ацетиленовые углеводороцы, При подаче разделяющего агента менее

29,6 мас.% не достигается требуемой степени очистки фракции от ацетиленовых соединений, а при подаче более 64,5 мас.% на ацетиленовые углеводороды возрастают затраты на очистку фракции.

Пропав и иэобутан (частично или полностью) могут быть введены в колонну азеотропной ректификации в составе исходной бутациенсодержащей фракции. Это позволяет сократить энергозатраты на очистку фракции от ацетиле.новых соединений и снизить потери бутадиена.

Пример 1. К фракции углеводородов

С4 в количестве 1000 г, содержащей мас.%:

С -углеводороды 1,4 (в том числе пропан; 1,0; аллен 0 2; пронин 0,2), изобутан 2 5; изобутен 28,1; бутен-1 14,0; бутилен 32,25;

Н -бутан 9,0; бутены -2 12,0; бутении 0,25;

С -углеводороды 0,5, добавляют 175 г иэобутана (соотношение пропан:иэобутан 1:20, разделяющий агент:ацетиленовые углеводороды

46,7:1) и подвергают аэеотротуой ректификации при флегмовом числе 160 на колонне с 70 теоретическими тарелками (давление верха 5,5 атм, температура верха 40 С, дав0 ление куба 8,0 атм, температура куба 51 С).

Дистиллат в количестве 274,7 г имеет состав, мас.%: пропан 3,64; аллен 0,73; пронин 0,73; изобутан 72,08; изобутен 9,46; бутен-1 3,9; бутадиен-1,3 3,55; бутенин 0,91.

Кубовый продукт содержит, мас.%: изобутан

0,22; изо6утен 28,33; бутен-1 14,33; бутадиен1,3 33,23; н-бутан 10,00; бутены-2 13,33; бутенин 0,003; С5-углеводороды — до 100.

Энергозатраты на выделение 1 т фракции—

34,7 руб. Потери бутадиена 7,29%

Пример 2. К 1000 г фракции углеводородов с составом, приведенным в примере 1, добавляют 256 г изобутана (соотношение пропан:изобутан 1:28, разделяющий агент: ацетиленовые углеводороды 64,5:1) и подвергают азеотропной .ректификации при флегмовом числе 150 на колонне с 70 теоретическими тарелками (давление верха 5,5 атм, температура верха 40оС, давление куба 6,0 атм, температура куба 51 С). о

Дистиллат в количестве 348 г имеет состав, мас.%: пропан 2,87; аллен 0,57; пронин 0,57; иэобутан 77,60; изобутен 3,13; бутен-1 3,22; бутадиен 6,32; бутенин 0,72.

Кубовый продукт содержит, мас.%: изобутан

1,10; изобутен 27,86; бутен 14,20; бутадиен

33,14; Н -бутан 9,92; бутены -2 13,23; бутенин

0003; утлеводороды С вЂ” до 100%.

Энергозатраты на вьщеление 1 т фракции—

36,1 руб. Потери бутадиена 6,82%.

Пример 3. К 1000 г бутадиенсодержащей фракции, образующейся в процессе дегидрирования и -бутана, содержащей, мас.%;

1062202

Составитель Г. Гуляева

Техред M.Tenep

Редактор Н. Егорова

Корректор Г. Решетник

Заказ 10152/25 Тираж 418

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по-делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

:пропан 4,57; пронин 1",027; нзобутан 0,15; изобутен 19,86; бутадиен 26,54; H -бутан

14,92; транс-2-бутен 17,90; бутенин 0,046; цис-2-бутен 13,64; 1-бутин 0,043; 2-бутин

0,194; С =углезодрроды 2,11, добавляют

44,5 r изобутана (соотношение пропан: изобутан 1:1, разделяющий агент:ацетиленовые углеводороды 29,6:1) и подвергают азеотропной ректификации при флегмовом числе 100 на колонне с 60 теоретическими тарелками (давле- 10 ние верха 8,2 атм; температура верха 40 С, давление куба 8,7 атм, температура куба 72 С)

Дистиллат в количестве 100,4 r имеет состав, мас.%: пролан 45,53; пропил 0,27; изобутан 43,52;.,изобутен 1,19; бутадиен 9,26; бутенин 0,23. Потери бутадиена 3,5.

Кубовый продукт содержит, мас.%: изобутан 0,24; изобутен 20,91; бутадиен 27,13;

К -бутан 15,80; транс-2-бутен 18,96; бутенин

0,024; цис-2-бутен 14,45; 1-бутин 0,046; 2бу н 0 21 у леводор ды C>- — до 100 Кубовый продукт поступает на выделение и вчис.тку бутадиена экстрактивной ректификацией.

Пример 4 (для сравнения). 1000 г фракции с составом, приведенным в примере

1, подвергают азеотропной ректификации с углеводородами С3 с флегмовым числом 30 на колонне, имеющей 70 теоретических тарелок (давление верха 8,4 атм, температура верха 40 С, давление куба 8,9 атм, темпераО тура куба 67 С).

Яистиллат в количестве 36,0 r имеет состав, мас.%: пропан 27,78; аллен 5,56; пронин 5,56; бутан 0,17; изобутан 38,2; бутен-1 и изобутен 14,48; бутадиен-1,3 — 7,81; бутенин 0,44.

Кубовый остаток содержит, мас.: бутан

9,33; изобутан 1,17; 1-бутен и изобутен

43,13; .бутены-2 12,45; бутадиен-1,3- 33,16; бутенин 0,24; СБ-углеводороды — 0,52.

К кубовому продукту в количестве 964 г 4О добавляют 170 г изобутана, после чего смесь ректификуют нри флегмовом числе 250 на колонне с числом тарелак 70 (давление верха 4,1 атм, температура верха 40 С, 0 давление куба 4,6 атм, температура куба 45 С) 45

Дистиллат колонны азеотропной ректификации с изобутаном, отбираемый в количестм 199,3 r, имеет состав, мас.%: изобутан 81,50; изобутен и бутен-1 1,97; бутадиен-1,3 15,36 бутенин 1,17. Кубовый продукт содержит, мас.%: Ц -бутан 9,62; иэобутан 2,02; изобутен и бутен-1 44 06; бутадиен-1,3 30,93; бутены-2 12,84; бутенин 0,003; углеводороды С вЂ” до 100.

Энергозатраты на очистку 1 т фракции37,2 руб. Потери бутадиена 10,36%.

Пример 5. К фракции углеводородов С4 в количестве 1000 г, содержащей, . мас.% пронин 0,2; изобутан 2,5; изобутен

28,1; бутен-1 14; бутадиен 32,25; й-бутан

9,0; бутены-2 13,2; бутенин 0,25; углеводороды С5 0,5, добавляют 215 г изобутана и

12 г пропана (соотиошение пропан:изобутан

1:20, разделяющий агент:ацетиленовые углеводороды 56:1) и подвергают азеотропной ректификации при флегмовом числе 155 на колонне с 70 теоретическими тарелкаМи (давление верха 5,5 атм, температура верха о

40 С, давление куба 6,0 атм, температура куба 51 С).

Дистиллат в количестве 311,5 г имеет состав, мас.%: пропан 3,85; пронин 0,64; изобутан 75,12; изобутен 8,67; бутен-1 3,54: бутадиен-1,3 7,38; бутеннн 0,80.

В кубовом продукте содержится, мас.%: изобутан 0,66; изобутен 27,74; бутен-1

14,09; бутадиен-1,3 32,71; H -бутан 9,83; бутены-2 14,42; бутснин 0,003.; углеводоро-: ды С5 до 100.

Энергозатраты на выделение 1 т фракции

35,4 руб. Потери бутадиена 7,13%.

Как видно из приведенных примеров, использование предлагаемого способа позволит сократить знергозатраты на очистку от ацетиленовых углеводородов (на - 7,2%) и умень- шить потери бутадиена (на 42%). При этом в 1,5 — 2,0 раза сокращаются затраты ка» питальных вложений на строительство установ