Способ разделения смеси С4-углеводородов разной степени насыщенности

(45) Дата опубликования описания 30.03.80Иностранная фирма БАСФ АГ(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ щ-УГЛЕВОДОРОДОВ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ НАСЫЩЕННОСТИсмеси Сгуглеводородов разной степени насыщенности путем экстрактивной дистил ляции с использованием селективного растворителя.Известен способ разделения смеси С 4-углеводородов разной степени насыщенности путем экстрактивной дистилляции в присутствии селективного растворителя с от 2разной фазы на экстрантивную дистилляцию необходимо применять компрессор(для предотвращения перепада давления). Таи как при испарении расширением более 80010 содержащихся в экстракте углеводородов испаряется, ТО необходимо применять относительно большой компрессор с соответственно большим потреблением электроэнергии. бором в виде головного продукта колонны 10 Цель предлагаемого изобретения сниэкстраитивной дистилляции более насы- жение энергозатрат. щенных углеводородов и в виде кубового Поставленная цель достигается описыпродукта Менее насыщенных углеводо- ваемым способом разделения смеси Са-угродов в селективном растворителе с после- леводородов разной степени насыщенности дующим отделением менее насыщенных уг- 15 путем эистрактивной дистилляции в прилеводородов, испарением кубового продук- сутствии селективного растворителя с отта путем расширения, рециилом образую- бором в виде головного продукта колонны щейся при этом парообразной фазы на экстрантивной дистилляции более насыстадню экстрактивной дистилляции и от- щенных углеводородов И в виде дубового делением на стадии рекуперации раствори- 20 продукта -м менее насыщенных углеводотеля от оставшейся жидкой фазы продук- родов в селектнвном растворителе. Послета, содержащего углеводороды, и селектнв- дующее отделение менее насыщенных угленого растворителя с рецнклом послтеднттх водородов заключается в том, что кубовый на стадию экстраитнвной дистилляции 1. продукт доводят до давления, превышаюНедостаток известного способа занлюча- 25 щего на З 15 З ата давление в нижней Ча ется в том, что для рециркуляции парооб ч, .СТН КОЛОННЫ ЭКСТРЗКТИВНОЙ ДНСТНЛЛЯЦНИ.Температуру кубового продукта повышают на 1560 С путем косвенного теплообмена с рециркулирующттм селективным растворителем. Затем испаряют путем расширения, Образующуюся при этом парообразную фазу рециркулируют на стадию экстрактивной ректификации. Из оставшейся жидкой фазы на стадигт рекуперации отделяют продукт, содержащий углеводороды,селективный растворитель и углеводороды рециркулируют на стадию экстрактивной дистилляции. На стадии испарения давление понижают до величины на 0,11 ата,превышающей давление в нижней части колонны экстрактинной дистилляции и 161 ата на стадии рекуперации растворителя.Отличие способа заключается в том, что кубовый продукт перед испарением расширением доводят до давления, превышающего 3-15 ата давление в нижней части колонное экстрактивной дистилляции. Температуру кубового продукта повышают на 1560 С путем косвенного теплообмена с рециркулирующим селективным растворителем, и на стадии испарения расширением давления понижают до величины на 0,11 ата, превышающее давления в нижней части колонны экстрактивной дистилляции, и 16 ата на стадии рекуперации растворителя.Предлагаемый способ можно применять для разделения смесей Са-углеводородов,которые содержат различно ненасыщенные соединения. При разделении более насыщенные соединения представляют собой труднорастворимые в селективном растворителе компоненты, а менее насыщенные соединения легкорастворимые в селективном растворителе компоненты. При изомерах, например ацетиленовом соединении и диолефине, ацетиленовое соединение растворяется легче, чем диолефины.Описанный способ применим для разделения смеси Стд-углеводородов, содержащей ЬЗ-бутадиен. Такие смеси Сгуглеводородов получают, например, в качестве Ст-фракций при производстве этилена и/илн пропилена путем термического расщепления нефтяной фракции, например сжиженного нефтяного газа, легкого бензина, газойля и при каталитическом дегидрироваНИИ н-бутана хит/или н-бутена. Срфракцни, как правило, содержат бутаны, н-бутен, изобутан,ЬЗ-бутадиен, вииилацетилен, зтилацетилен,12-бутадиен и возможно небольшое количество Сд-углеводородов. Содержание 1,3 бутадиена обычно составляет 1 О 80 вес./,в то время как общее содержание винилацетилена, этилацетилена и 1,2 бутадиена в (Ед-фракциях не превышает 5 весд/д. При экстрактивной дистилляции Сд-фракций согласно изобретения получают насыщенные и Ненасыщенный Са-углеводороды, как бутан, н-бутен и изобутен, в качестве го 10ловкого продукта экстрактивной дистилляции перегонки, а ЬЗ-бутадиен наряду с другими легкорастворимымтт в селектнвном растворителе углеводородами, как вгхнилацетилен, этилацетилен и 1,2-бутаднеи в качестве продукта стадии рекуперации растворителя, который для получения чистого бутадиена подвергают дальнейшей очистке.Кроме того, согласно описанному способу, можно разделять сырые бутадиены, которые содержат 90-98 вес. ДЗ-бутадиена, а в качестве примеси высшие ацетилены, как винилацетилен и этилацетилен,и высшие аллены, как 1,2-бутадиен. Такие сырые бутадиены выделяют экстрактивной дистилляцией, например согласно описанному способу, из полученных при термическом расщеплении нефтяных фракций или при каталитическом дегидрировании н-бутана и/или н-бутена Ст-фракций. При разделении сырого бутадиена ДЗ-бутадиен как труднорастворимый в селективном растворителе углеводород отводят в качестве голонного продукта экстрактивной дистилляции, а высшие ацетилены и по меньшей мере часть высших алленов как легкорастворимые в селективном растворителе углеводороды в качестве продукта стадии рекуперации растворителя.В качестве селективного растворителя Пригодны, например, амиды карбоновой кислоты, как диметилформамид, диэтилформамид, формилфорфолин, а также ацетонитрил, фурфурол, Ы-метилпирролидон, бутиролактон, ацетон и их смеси с водой. Предпочтительно в качестве селективного растворителя используют М-метилпирролттдон. Экстрактивную дистилляцию можно проводить в одной колонне. При большом количестве тарелок, например при колоннах с более чем 100 практическими тарелками,целесообразно проводить процесс в двух колоннах. При использовании двух колонн стадию абсорбции, лежащую выше точки подачи смеси Сд-углеводородов на экстрактивную дистилляцию, целесообразно переносить в первую колонну, а лежащую ниже точки введения смеси углеводородов стадию концентрирования - во вторую колонну, т. е. точка введения смеси углеводородов лежит в верхней части второй колонны или предпочтительно в кубе первой колонны. Между стадиями абсорбции и концентрирования не включают стадию сжатия, а поддерживают на зкстрактивной дистилляции такое соотношение давлений,которое устанавливается само по себе на стадии экстрактивной дистилляции при огсутствии стадии сжатия и/илиПстадии снижения давления. Давление в кубе экстрактивиой дистилляции согласно обычной потере давления в колоннах соответствует по меньшей мере давлению в верхней части колонны экстрактивной дистилляции.правило, разность давлений между верхней частью и кубом колонны экстрактивной дистилляции составляет 0,1-З, предпочтительно 022 ата.Пример 1. Процесс разделения проводят согласно схеме, представленной на чертеже, 1785,19 кг/ч смеси Сд-углеводородов состава 1, указанного в таблице (1). по трубопроводу 1 и через испаритель 2 по Елсоставляет 5,1 ата. Отводимый Через трубопровод 15 экстракт жидкостным насосом 16 доводят до давления 14,3 ата и затем в теплообменнике 17 нагревают с 70 С до 125 С. Нагретый экстракт пропускают через редукционный клапан 18 и разрежаютдают в куб колонны 3 на экстрактивную 10 до давления 5,4 ата. Получаемую в фазодистилляцию. При этом первую стадию вом разделителе 19 после испарения расэкстрактивной дистилляции проводят в ко- шгтрением жидкую фазу экстракта через лонне 3 и в сужающейся верхней части 4 трубопровод 20 и редукционный клапан 21 колонны 5, а вторую стадию экстрактивной подают в газоотделнтелъ 12, при этом давдистилляции в колонне 6 и нижней чз- 15 ление снижают до 1,5 ата. сти 7 колонны 5. В качестве селективного Из верхней части газоотделителя через растворителя применяют ьМ-метгалштрролтт- трубопровод 22 отводят поток углеводородон, который по трубопроводу 8 подают лов, который после сжатия в компрессоре в верхнюю часть колонны 3, а по трубо- 23 через трубопроводы 24 и 25 вместе г проводу 9 - в верхнюю часть колонны 6 20 парообразными компонентами экстракта,Из верхней части колонны 3 по трубопро- отводимыми из разделителя 19 по трубоводу 10 отводят 7381,66 кг/ч рафината со- проводу 26, рециркулируют в нижнюю става 2, указанного в таблице (2). часть 7 колонны 5. Мощность малого комИз верхней части колонны 6 по трубот прессора составляет 335 кВт. Если получепроводу 11 отводят 6211,59 кг/ч чистого 25 ние бутадиена проводят согласно известбутадиена состава З, указанного в табли- ному способу, то требуется значительно це (3). больший компрессор с тройной мощностью,Из газоотделителя 12, к которому подво- так что потребление компрессором электдят тепло при помощи нагревательного роэнергии возрастает в три раза. приспособления 13, через трубопровод 14 30 Состав, кг/ч сырье 1 1 2 3 1 4 Пропан 0,03 0,056 Пропен 0,10 0,187 н- Пропадиен 0,02 0,037 гПропнн 0,15 0,003 0,327 0,089 н-Бутан З, 1 5,789 изо-Бутан 1, 0 1, 867 Бутеи-1 14,0 26,145 изо -Б утен 26, 0 48,557 О, 005 Бутана-транс 5,0 9,329 0,010 Бутен-2-цыс 4,3 7, 736 0,350 Бутадиен-ДЗ 45,0 0,2 98,801 26,800 Бутадиен-1 2 0,2 0,833 3,574 Бутин-1 0,2 - 0,009 14,082 Бутанон 0,7 50,276 Сд-Углеводорпды 0,2 0,1 0,165 5,179 Пример 2. Повторяют пример 1 с той фазу экстракта, получаемую в разделитеразницей, что экстракт, отводимый по тру- ле 19, по трубопроводу 20 пропускают чебопроводу 15, при помощи жидкостного рез редукционный клапан 21, в котором ее насоса 16 доводят до давления 20,4 ата и доводят до 1,07 ата перед подачей в газозатем в теплообменнике 17 температуру по- 35 отделитель 12.вышают с 70 С до 130 С. Экстракт пропускают через редукционный клапан 18, в котором его доводят до 6,1 ата. ЖидкуюМощность малого компрессора составляет 600 кВт. Если получение бутадиена проводить согласно известному способу, потре 7буется применение значительно большего компрессора. При этом энергозатраты повышаются в 1,7 раза.разницей, что экстракт, отводимый по тру бопроводу 15, при помощи жидкостного насоса 16 доводят до давления 8,1 ата и затем в теплообменнике 17 температуру повышают с 70 С до 85 С. Затем экстракт пропускают через редукционный клапан 18,в котором его доводят до давления 5,2 ата. Жидкую фазу экстракта, получаемую в в разделителе 19 по трубопроводу 20 пропускают через редукционный клапан 21, в котором ее доводят до давления 2,0 ата перед подачей в газоотделитель 12.Мощность Малого компрессора составляет 800 кВт.Если же получение бутадиена проводить согласно известному способу, то требуется применение значительно большего компрессора. При этом энергозатраты повышаются в 1,26 раза. уПример 4. Повторяют пример 1 с той разницей, что в нижней части 7 колонны 5 создают давление 7,3 ата. При этом экстракт, отводимый по трубопроводу 15, при помощи жидкостного насоса 15 доводят до давления 12,3 ата и затем в теплообменнике 17 температуру повышают с 70 С до 110 С. Затем экстракт пропускают через редукционный клапан 18, в котором его доводят до давления 7,4 ата, Жидкую фазу экстракта, получаемую в разделителе 19,по трубопроводу 20 пропускают через редукционньтй клапан 21, в котором ее доводят до давления 1,3 ата перед подачей в газоотделитель 12. Мощность малого компрессора составляет 850 кВт.Если получение бутадиена проводить согласно известному способу, то требуется применение значительно большего компрессора. При этом энергозатраты повышаются в 1,2 раза.Пример 5. Повторяют пример 1 с той разницей, что в нижней части 7 колонны 5 создают давление 2,4 ата. При этом экстракт, отводимый по трубопроводу 15, при помощи жидкостного насоса 16 доводят до давления 8,2 ата и затем в теплообменнике 17 температуру повышают с 7 ОС до 85 С. Затем экстракт пропускают через редук 725552ционньтй клапан 18, в котором его доводят до давления 2,5 ата. Жидкую фазу экстракта, получаемую в разделителе 19, по трубопроводу 20 пропускают через редукционный клапан 21, в котором ее доводят до давления 1,5 ата перед подачей в газоотделитель 12. Мощность малого компрессора составляет 700 кВт.Если получение бутадиена проводить согласно известному способу, то требуется применение значительно большего комп рессора. При этом энергозатраты повышаются в 1,5 раза, Формула изобретенияСпособ разделения смеси Сгуглеводородов разной степени насыщенности путем экстрактивнои дистилляции в присутствии селективного растворителя с отбором в виде головного продукта колонны экстрактивиой дистилляции более насыщенных углеводородов и в виде кубового продукта менее насыщенных углеводородов в селективном растворителе с последующим отделеннем менее насыщенных углеводородов,испарением кубового продукта путем расширения, рециклом образующейся при этом пароорразной фазы на стадию экстрактивнотт дистилляции и отделением на стадии рекуперации от оставшейся жидкой фазы продукта, содержащего углеводороды, и селективного растворителя с рециклом последних на стадию экстрактивной дистилляции, отличающийся тем, что,с целью снижения энергозатрат, кубовый продукт перед испарением доводят до давления, превышающего на 3 т 15,З ата давление в нижней части колонны экстрактивной дистилляции, и температуру кубового продукта повышают на 15-60 С путем косвенного теплообмена с рециркулирующим селективным растворителем, и на стадии испарения давление понижают до величины на 0.11 ата, превышающей давление в нижней части колонны экстрактивной днстилляцпи и на 1-6,1 ата на стадии рекуперации растворителя.Источники информации принятые во внимание при экспертизе 11. Акцептованная заявка ФРГ Мс 1519726, кл. В 0113 3/40, опублик. 1976 (прототип).