Способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3



Способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3
Способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3
Способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3
Способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3
Способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3

Владельцы патента RU 2691049:

Открытое акционерное общество "Стерлитамакский нефтехимический завод" (RU)

Изобретение относится к способу очистки бутан-бутиленовой фракции, который находит применение в нефтехимической промышленности при производстве синтетических каучуков в процессе выделения основного мономера бутадиена-1,3 методом хемосорбции из бутадиенсодержащих фракций, образующихся в процессах дегидрирования н-бутана и пиролиза углеводородов. Способ очистки бутан-бутиленовой фракции проводят путем ректификации от легких (С2, С3) и тяжелых (С5 и выше) углеводородов, влаги и водорастворимых примесей, очистки от ацетиленовых углеводородов гидрированием, хемосорбцией поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди в жидкой фазе бутилен-бутадиеновой фракции после предварительного охлаждения потоков до температуры -7 ÷ -12°С, последующей десорбцией бутадиена-1,3 из поглотительного раствора. При этом часть бутан-бутиленовой фракции, выделяемой в процессе хемосорбции, возвращают в виде флегмы в колонну хемосорбции после предварительного смешивания с поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди в соотношении от 1:5 до 1:25 в трубчатом турбулентном аппарате диффузор-конфузорной конструкции. Обеспечивается очистка бутан-бутиленовой фракции от примесей бутадиена до 82,3%, а также обеспечивается увеличение выхода основного мономера бутадиена-1,3. 1 ил., 4 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к способу очистки бутан-бутиленовой фракции, который находит применение в нефтехимической промышленности при производстве синтетических каучуков в процессе выделения основного мономера бутадиена-1,3 методом хемосорбции из бутадиенсодержащих фракций, образующихся в процессах дегидрирования н-бутана и пиролиза углеводородов.

Выделение бутадиена-1,3 из бутадиенсодержащих фракций методом хемосорбции с помощью поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди основано на образовании при низких температурах комплексных соединений между ионами одновалентной меди и соединениями с двойными связями, при этом образование комплексного соединения с бутадиеном происходит более селективно, чем с другими соединениями с двойными связями:

(CH3COO)2Cu2(NH3)4+С4Н6→С4Н6(NH3)3Cu2(СН3СОО)2+NH3

Тем не менее, выделяемая в процессе хемосорбции бутан-бутиленовая фракция, содержит бутадиена 0,5 мас. % и более, что приводит к нежелательным процессам снижения активности катализаторов при применении бутан-бутиленовой фракции в нефтехимических процессах, например, в синтезе МТБЭ, олигомеров бутиленов. Бутадиен содержит две двойные связи, определяющие его высокую реакционную способность, в результате чего при повышении температуры на поверхности катализатора протекает процесс его полимеризации. Полимерное покрытие блокирует активные центры катализатора.

Известны способы очистки бутан-бутиленовой фракции от бутадиена-1,3 путем гидрирования бутадиена с использованием селективного катализатора, содержащего палладий, цинк металлический, а в качестве носителя γ-окись алюминия (Авторское свидетельство СССР №591211 B01J 23/44, B01J 21/04, С07В 1/00, опубл. 05.02.1978) и медь на носителе титансиликате (Авторское свидетельство СССР №1316691 B01J 23/72, С07С 7/163, C10G 45/34, опубл. 15.06.1987). Данные способы имеют недостатки, заключающиеся в применении установки гидрирования, приготовлении катализаторов гидрирования и вовлечении водорода, что усложняет технологический процесс, потере ценного сырья бутадиена-1,3, а также протекании побочного процесса - гидрирование бутиленов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому -прототипом - является способ очистки бутан-бутиленовой фракции в процессе выделения основного мономера бутадиена-1,3 из бутилен-бутадиеновой фракции путем ректификации бутилен-бутадиеновой фракции от легких (С2, С3) и тяжелых (С5 и выше) углеводородов, влаги и водорастворимых примесей, очистки от ацетиленовых углеводородов гидрированием, хемосорбцией поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди в жидкой фазе бутилен-бутадиеновой фракции после предварительного охлаждения потоков, последующей десорбцией бутадиена-1,3 из поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди (Кирпичников П.А., Береснев В.В., Попова Л.М. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. - Л.: Химия, 1986 - с. 12), (Павлов С.Ю. Выделение и очистка мономеров для синтетического каучука. - Л.: Химия, 1987 - с. 117). Недостатком этого способа является выделение бутан-бутиленовой фракции с содержанием бутадиена 0,5 мас. % и более.

Технической задачей предлагаемого изобретения является очистка бутан-бутиленовой фракции от примесей бутадиена и увеличение выхода бутадиена-1,3.

Для решения поставленной задачи предложен способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3, который поясняется схемой выделения бутадиена-1,3 и очистки бутан-бутиленовой фракции (фиг.). В колонне 1 бутилен-бутадиеновая фракция I очищается от легких (С2, С3) II и тяжелых (С5 и выше) III углеводородов методом ректификации. Далее бутилен-бутадиеновая фракция I в колонне азеотропной ректификации (осушки) 2 очищается от влаги и водорастворимых примесей IV. На стадии очистки от ацетиленовых углеводородов бутилен-бутадиеновая фракция I в реакторе гидрирования 3 подвергается каталитическому гидрированию водородом V. Далее в колонне 4 происходит выделение бутадиена-1,3 из бутилен-бутадиеновой фракции I методом хемосорбции в жидкой фазе поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди VI. Предварительно бутилен-бутадиеновую фракцию и поглотительный водно-аммиачный раствор ацетата одновалентной меди охлаждают до температуры минус 7 минус 12°С. Часть потока поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди, насыщенного бутадиеном-1,3 и частично бутиленами, VII после колонны 4 поступает в колонну предварительной десорбции 5, с верха которой рецикл бутадиена и бути ленов VIII возвращается в колонну 4. В колонне 6 в результате десорбции происходит выделение бутадиена-1,3 IX из поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди VII. Часть потока бутан-бутиленовой фракции X, выделяемой в процессе хемосорбции, охлажденной до температуры минус 7 ÷ минус 12°С, возвращается в виде флегмы в колонну хемосорбции 4, предварительно смешиваясь с поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди VI в соотношении от 1:5 до 1:25 в трубчатом турбулентном аппарате диффузор-конфузорной конструкции 7.

Использование трубчатого турбулентного аппарата диффузор-конфузорной конструкции обусловлено различием физико-химических показателей поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди и бутан-бутиленовой фракции, в т.ч. плотностью. В трубчатом турбулентном аппарате диффузор-конфузорной конструкции происходит перемешивание потоков, после прохождения которого, поток гомогенизируется.

В трубчатом турбулентном аппарате диффузор-конфузорной конструкции при увеличении скорости движения потоков, отличающихся по плотности, сужается распределение капель дисперсной фазы по размерам с формированием однородных тонкодисперсных систем. Увеличение скорости движения потока и переход потока в трубчатом турбулентном аппарате диффузор-конфузорной конструкции от 1-ой секции к 4-ой приводит к увеличению дисперсности капель потока и, соответственно, к увеличению удельной поверхности раздела фаз, что интенсифицирует протекание процесса смешения и хемосорбции бутадиена-1,3 из бутан-бутиленовой фракции поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди. Использование трубчатого турбулентного аппарата диффузор-конфузорной конструкции с числом диффузор-конфузорных секций 4 и длине, рассчитываемой как 8÷10 кратное произведение диаметра аппарата, делает эти устройства компактными, а также простыми и дешевыми в изготовлении и эксплуатации.

Расчет геометрических параметров трубчатого турбулентного аппарата произведен для условий промышленной установки хемосорбции с циркуляцией поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди 37÷220 м3/ч. При расчете геометрических параметров трубчатого турбулентного аппарата было учтено, что смешение поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди и углеводородной фракции необходимо проводить при малых перепадах давления, что напрямую связано с затратами энергии для обеспечения требуемой производительности установки. Расчеты параметров аппарата производились исходя из условия, что перемешивающее устройство должно быть частью трубопровода с внутренним диаметром 0,2 метра и допустимым перепадом давления в трубопроводе ввода поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди в колонну хемосорбции равным не более 0,3 атм. Исходные данные и результаты расчетов приведены в таблице 1.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Поскольку заявляемое изобретение пока не внедрено в промышленных условиях испытания производились на лабораторной установке в условиях, приближенных к промышленным. При этом результаты испытаний можно принять как результаты испытаний, проводимых на промышленной установке.

На лабораторной установке проводят смешение поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди с бутан-бутиленовой фракцией при трех условиях. Состав исходных потоков представлен в таблицах 2 и 3. Соотношение бутан-бутиленовая фракция: поглотительный водно-аммиачный раствор ацетата одновалентной меди во всех примерах 1:5.

Пример 1.

К поглотительному водно-аммиачному раствору ацетата одновалентной меди объемом 100 мл с температурой минус 10°С приливают бутан-бутиленовую фракцию объемом 20 мл с температурой минус 10°С без перемешивания и выдерживают 30 секунд. Анализ компонентного состава поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди и бутан-бутиленовой фракции после расслоения приведен в таблицах 2 и 3 соответственно. Эффективность очистки бутан-бутиленовой фракции от бутадиена составляет 6,45% (табл. 4). Пример 2.

К поглотительному водно-аммиачному раствору ацетата одновалентной меди объемом 100 мл с температурой минус 10°С приливают бутан-бутиленовую фракцию объемом 20 мл с температурой минус 10°С и перемешивают в круглодонной колбе в течение 30 секунд. Анализ компонентного состава поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди и бутан-бутиленовой фракции после расслоения приведен в таблицах 2 и 3 соответственно. Эффективность очистки бутан-бутиленовой фракции от бутадиена составляет 25,8% (табл. 4).

Пример 3 (по заявляемому изобретению).

Поглотительный водно-аммиачный раствор ацетата одновалентной меди объемом 100 мл с температурой минус 10°С смешивают с бутан-бутиленовой фракцией объемом 20 мл с температурой минус 10°С путем пропускания через трубчатый турбулентный аппарат диффузор-конфузорной конструкции, после чего полученную смесь выдерживают 30 секунд. Анализ компонентного состава поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди и бутан-бутиленовой фракции после расслоения приведен в таблицах 2 и 3 соответственно. Эффективность очистки бутан-бутиленовой фракции от бутадиена составляет 82,3% (табл. 4).

Экспериментальные данные, представленные в таблицах 2÷4, показывают, что возврат потока бутан-бутиленовой фракции в виде флегмы на колонну хемосорбции (пример 1) позволяет очистить бутан-бутиленовую фракцию от бутадиена до 6,45%, при этом предварительное перемешивание с поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди (пример 2) повышает эффективность очистки до 25,8%, а перемешивание в трубчатом турбулентном аппарате диффузор-конфузорной конструкции позволяет добиться эффективности очистки до 82,3%.

Результаты испытаний, где соотношение бутан-бутиленовая фракция: поглотительный водно-аммиачный раствор ацетата одновалентной меди было меньше, чем 1:5 и не меньше, чем 1:25 были аналогичны результатам испытаний по примерам 1÷3. Поэтому приведены только результаты испытаний по примерам 1÷3.

Техническим результатом заявляемого изобретения является очистка бутан-бутиленовой фракции от примесей бутадиена до 82,3%, что позволит предотвратить нежелательные процессы снижения активности катализаторов при применении бутан-бутиленовой фракции в нефтехимических процессах, например, в синтезе МТБЭ, олигомеров бутиленов. Также техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение выхода основного мономера бутадиена-1,3, используемого при получении синтетических каучуков.

Фиг. Схема выделения бутадиена-1,3 и очистки бутан-бутиленовой фракции

I - бутилен-бутадиеновая фракция

II - легкие углеводороды (С2, С3)

III - тяжелые углеводороды (С5 и выше)

IV - азеотропная смесь (вода + углеводороды) и водорастворимые примеси

V - водород

VI - поглотительный водно-аммиачный раствор ацетата одновалентной меди

VII - поглотительный водно-аммиачный раствор ацетата одновалентной меди, насыщенный бутадиеном-1,3 и частично бутиленами

VIII - рецикл бутадиена и бутиленов

IX - бутадиен-1,3

X - бутан-бутиленовая фракция

1 - колонна ректификации бутилен-бутадиеновой фракции для очистки от легких и тяжелых углеводородов

2 - колонна азеотропной ректификации (осушки) бутилен-бутадиеновой фракции для очистки от влаги и водорастворимых примесей

3 - реактор гидрирования

4 - колонна хемосорбции

5 - колонна предварительной десорбции

6 - колонна десорбции

7 - трубчатый турбулентный аппарат диффузор-конфузорной конструкции

Способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3 путем ректификации бутилен-бутадиеновой фракции от легких (С2, С3) и тяжелых (С5 и выше) углеводородов, влаги и водорастворимых примесей, очистки от ацетиленовых углеводородов гидрированием, хемосорбцией поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди в жидкой фазе бутилен-бутадиеновой фракции после предварительного охлаждения потоков до температуры минус 7 ÷ минус 12°С, последующей десорбцией бутадиена-1,3 из поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди, отличающийся тем, что часть бутан-бутиленовой фракции, выделяемой в процессе хемосорбции, охлажденной до температуры минус 7 ÷ минус 12°С, возвращают в виде флегмы в колонну хемосорбции после предварительного смешивания с поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди в соотношении от 1:5 до 1:25 в трубчатом турбулентном аппарате диффузор-конфузорной конструкции.



 

Похожие патенты:

Предложен способ производства 1,3-бутадиена, включающий подачу смеси, содержащей 1,3-бутандиол и воду, в выпарной аппарат, причем указанная вода присутствует в количестве большем или равном 5 мас.% относительно общей массы указанной смеси, с получением: газового потока, содержащего 1,3-бутандиол, выходящего сверху из указанного выпарного аппарата; подачу указанного газового потока в первый реактор, содержащий по меньшей мере один первый катализатор дегидратации, с получением алкенольного потока, содержащего алкенолы и воду, выходящего из указанного первого реактора; подачу указанного алкенольного потока во второй реактор, содержащий по меньшей мере один второй катализатор дегидратации, с получением бутадиенового потока, содержащего 1,3-бутадиен и воду, выходящего из указанного второго реактора; подачу указанного бутадиенового потока во вторую секцию очистки, с получением: потока, содержащего чистый 1,3-бутадиен; и (i) потока, содержащего воду.

Предложен способ получения бутадиена-1,3, включающий взаимодействие формальдегидсодержащего сырья с пропиленом в присутствии твердофазного катализатора в условиях газофазной конденсации при атмосферном давлении.

Изобретение относится к одностадийному способу получения бутадиена путем конверсии дробно подаваемого сырья, содержащего этанол или этанол и по меньшей мере один прекурсор бутадиена, в бутадиен в газовой фазе в движущемся в объеме но меньше мере одного реактора синтеза бутадиена слое катализатора, имеющего высокую стойкость к истиранию и разрушению при продвижении через указанный реактор.

Изобретение относится к способу получения бутадиена из этанольного сырья, содержащего по меньшей мере 80 мас.% этанола. Способ включает, по меньшей мере, A) стадию превращения этанола в бутадиен, содержащую, по меньшей мере, реакционную секцию, на которую подают, по меньшей мере, этанольный поток и часть потока ацетальдегида со стадии E), работающую при давлении от 0,1 до 1,0 МПа и температуре от 300 до 400°C в присутствии катализатора, и секцию разделения, позволяющую разделить поток, выходящий с указанной реакционной секции, на по меньшей мере один газообразный поток и по меньшей мере один жидкий поток, причем часть потока ацетальдегида со стадии E), которую не подают в указанную реакционную секцию, образует промывочный поток; B) стадию экстракции бутадиена, содержащую, по меньшей мере, секцию сжатия, сжимающую указанный газообразный поток, выходящий со стадии A), до давления в интервале от 0,1 до 1,0 МПа, секцию газожидкостной промывки, на которую подают этанольный поток, состоящий из указанного этанольного технологического сырья, и/или часть этанольного потока, выходящего со стадии E), а также подают указанный сжатый газообразный поток, причем подачу газов осуществляют при температуре в интервале от 10 до 60°C, а подачу жидкостей при температуре от 20 до -30°C, и получают по меньшей мере этанольный поток, обогащенный бутадиеном, и поток газообразных побочных продуктов, и секцию перегонки, в которую подают указанный этанольный поток, обогащенный бутадиеном, и получают поток неочищенного бутадиена и остаток этанол/ацетальдегид/вода, причем указанная секции перегонки работает при давлении от 0,1 до 1 МПа; C) стадию промывки водой газообразных побочных продуктов, на которую подают поток газообразных побочных продуктов со стадии B), а также часть обогащенного водой потока с указанной стадии E) и на которой получают, по меньшей мере, поток водно-спиртовой смеси; D) стадию удаления примесей и коричневых масел, на которую подают, по меньшей мере, поток этанол/ацетальдегид/вода, выходящий со стадии B), и часть водного потока со стадии E) и получают, по меньшей мере, рафинат вода/этанол/ацетальдегид, поток легких коричневых масел и поток тяжелых коричневых масел; E) стадию обработки сточных вод, на которую подают, по меньшей мере, рафинат вода/этанол/ацетальдегид, выходящий со стадии D), и получают, по меньшей мере, этанольный поток, поток ацетальдегида и водный поток; F) стадию первой очистки бутадиена, содержащую, по меньшей мере, секцию газожидкостной промывки, в которую снизу подают поток неочищенного бутадиена со стадии B), а сверху водный поток, который может представлять собой поток воды из источника, внешнего по отношению к процессу получения бутадиена, и/или часть водного потока, выходящего со стадии E), причем в указанной секции промывки получают сверху предварительно очищенный поток бутадиена, а снизу поток отработавшей воды; G) стадию дальнейшей очистки бутадиена, на которую подают, по меньшей мере, указанный предварительно очищенный поток бутадиена, выходящий с указанной стадии F), и получают по меньшей мере очищенный поток бутадиена.

Изобретение относится к способу получения бутадиена-1,3, в котором: сырьевой поток, содержащий бутен, разделяют на две части; в первый реактор пропускают окислитель и пар; первую часть сырьевого потока пропускают в первый реактор, работающий в первых условиях реакции, для образования выходящего потока первого реактора; пропускают воду через теплообменник для охлаждения выходящего потока первого реактора, а также образования потока пара низкого давления и охлаждённого выходящего потока первого реактора; пропускают окислитель и поток пара низкого давления во второй реактор и пропускают вторую часть сырьевого потока во второй реактор, работающий во вторых условиях реакции, для образования выходящего потока второго реактора.

Изобретение относится к способу производства бутадиенов. Способ включает: а) пропускание сырьевого потока реактора, содержащего поток углеводородов, содержащий бутен, поток водяного пара и богатый кислородом поток, в реактор дегидрирования; b) окислительное дегидрирование сырьевого потока реактора в реакторе дегидрирования в присутствии катализатора окислительного дегидрирования с получением выходящего потока, содержащего бутадиен; c) охлаждение выходящего потока в башне быстрого охлаждения с получением охлажденного выходящего потока и кубового водного потока; d) пропускание охлажденного выходящего потока в скруббер альдегидов с получением очищенного выходящего потока и отработанного водного потока, содержащего альдегиды; и e) пропускание первой части кубового водного потока из башни быстрого охлаждения в скруббер альдегидов.

Изобретение относится к способу получения бутадиена из этанольного сырья, содержащего по меньшей мере 80 вес.% этанола, включающему по меньшей мере стадию A) превращения этанола в ацетальдегид, стадию B) превращения смеси этанол/ацетальдегид в бутадиен, стадию C1) обработки водорода, стадию D1) экстракции бутадиена, стадию D2) первой очистки бутадиена, стадию D3) дальнейшей очистки бутадиена, стадию E1) обработки выходящих потоков, стадию E2) удаления примесей и коричневых масел и стадию F) промывки водой.

Изобретение раскрывает способ получения дивинила путем превращения кислородсодержащего органического вещества при повышенной температуре в присутствии катализатора, включающего оксид цинка ZnO, оксид калия K2O, оксид магния MgO и γ-оксид алюминия γ-Al2O3, характеризующийся тем, что в качестве органического вещества используют диметиловый эфир ДМЭ, или смесь ДМЭ с метанолом, или смеси ДМЭ с метанолом и водой с использованием разбавителя при мольном отношении разбавитель : кислородсодержащее органическое вещество = 0-10:1, применением в качестве разбавителя азота или синтез-газа или водяного пара, превращение проводят при температуре 370-420°C в присутствии предварительно активированного катализатора следующего состава, мас.%: ZnO 20-24 MgO 4-6 K2O 0,15-0,30 γ-Al2O3 остальное Технический результат - расширение сырьевой базы для производства дивинила, использование диметилового эфира, производимого из альтернативных источников углеродсодержащего сырья, для нефтехимического синтеза.

Изобретение относится к способу получения олефина, диена или полиена посредством каталитической конверсии по меньшей мере одного спирта, имеющего углеродную цепь по меньшей мере из трех атомов углерода, отличного от пропан-2-ола и глицерина, в присутствии по меньшей мере одного катализатора на основе по меньшей мере одного фосфата металла М или нескольких металлов М, причем М выбран из лантана, празеодима, неодима, прометия, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия и лютеция.

Изобретение относится к одностадийному способу получения бутадиена путем конверсии этанола или смеси этанола с ацетальдегидом в бутадиен в газовой фазе в присутствии твердофазного катализатора.

Группа изобретений относится к области дезинфектологии и санитарии и предназначена для дезинфекции и обеззараживания различных объектов. Композиция для дезинфекции на водной основе содержит алкилидметилбензиламмоний хлорид, дидецилдиметиламмоний хлорид, полигексаметиленгуанидин гидрохлорид, N,N-бис(3-аминопропил)додециламин, изопропиловый спирт, алкилдиметиламинооксид, тетранатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты и воду деионизированную.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2019-01-10 2019-06-10T18:51:50
Наверх