Спосіб поділу суміші c -вуглеводнів різної ступені насиченості

5 СОЮЗ С0Г2ТСК"Х Социалистических Республик К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту — (22) Заявлено 24.05.78 (21) 2617905/23-04 (23) Приоритет Государственный КОМИТЕТ СССР по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (31) P2724365S — (51) М К С 07С 7/08 (32)28 05 77 (33) ФРГ (43) Опубликовано 30.03.80. Бюллетень № 12 (53) УДК 547.315.2 (0S8.8) (45) Дата опубликования описания 30 03 80 Иностранцы Дитер Штокбургер, Клаус Фолькамер, Детлеф Бендер, Клаус-Юрген Шнейдер, Харальд Швенткер, Ульрих Вагнер и Ганс-ІИартин Вайтц (ФРГ) Иностранная фирма «БАСФ АГ» (ФРГ) (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ С4-УГЛЕВОДОРОДОВ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ НАСЫЩЕННОСТИ і Изобретение относится к разделению разной фазы на экстрактивную дистиллясмеси Cj-углеводородов разной степени на цию необходимо применять компрессор сыщенности путем экстрактивной дистил(для предотвращения перепада давления) ляции с использованием селектиыюю расГак как при испарении расширением более творителя 5 80% содержащихся в экстракте углеводородов испаряется, то необходимо примеИзвестен способ разделения смеси Q-yrнять относительно большой компрессор с леводородов разной степени насыщенности соответственно большим потреблением пуіем экстрактивной дистилляции в приэлектроэнергии сутствии селективного растворителя с отбором в виде головного продукта колонны 10 Цель предлаіаемого изобретения — сниэкстрактивной дистилляции более насыжение энергозатрат щенных углеводородов и в виде кубового Поставтенная цель достигается описыпродукта — менее насыщенных углеводоваемым способом разделения смеси С4-угродов в селективном растворителе с послелеводородов разной степени насыщенности дующим отделением менее насыщенных уг- 15 путем экстрактивной диститляцин в прилеподородов, испарением кубового продуксутствии сечскіивного растворителя с отта путем расширения, рециклом образуюбором в виде юловного продукта колонны щейся при этом парообразной фазы ил экстрактивной дистилляции более насыстадию экстрактивной дистилляции и отщенных углеводородов и в виде кубового делением на стадии рекуперации раствори- 20 прод}кта — менее насыщенных углеводотеля от оставшейся жидкой фазы продукродов в селективном растворителе Послета, содержащего углеводороды, и селективдующее отделение менее насыщенных угленого растворителя с рециклом последних водородов заключается в том, что кубовый на стадию экстрактивной дистилляции [1] продукт доводят до давления, превышаюНедостаток известного способа заключа- 25 щего на 3—15,3 ата давление в нижней чаколонны экстрактивной ется в том, что для рециркуляции 725552 Температуру кубового продукта повышают ловного продукта экстрактивной дистилляна 15—60°С путем косвенного теплообмена ции перегонки, а 1,3-оутадиен наряду с с рецнркулирующим селективным растводругими легкорастворнмыми в селективном рителем, бат&м испаряют путем расширерастворителе углеводородами, как винилния, образующуюся при этом парообраз- 5 ацетилен, э гилацетилен и 1,2-бутадисн — ную фазу рецпркулпруюг на стадию экств качестве продукта стадии рекуперации рактивной ректификации. Из оставшейся растворителя, который для получения чижидкой фазы на стадии рекуперации отстого бутадиена подвергают дальнейшей деляют продукт, содержащий углеводороды, очистке. селективный растворитель и углеводороды 10 Кроме того, согласно описанному спосорециркулируют на стадию экстрактивной бу, можно разделять сырые бутадиены, кодистилляции. На стадии испарения давлеторые содержат 90—98 вес.% 1,3-бутадиение понижают до величины на 0,1 — 1 ата, на, а в качестве примеси — высшие ацепревышающей давление в нижней части тилены, как винилацетилен и этилацетилен, колонны экстрактивной дистилляции и 15 и высшие аллены, как 1,2-бутадиен. Такие 1—6,1 ата на стадии рекуперации раствосырые бутадиены выделяют экстрактивной рителя. дистилляцией, например согласно описанОтличие способа заключаегся в том, что ному способу, из полученных при термичекубовый продукт перед испарением расшиском расщеплении нефтяных фракций или рением доводят до давления, превышающе- 20 при каталитическом дегидрировании «-буго 3—15 ата давление в нижней части котана и/или н-бутена С4-фракций. При разлонное экстрактивной дистилляции. Темпеделении сырого бутадиена 1,3-бутадиен как ратуру кубового продукта повышают на труднорастворимый в селективном раство15—60°С путем косвенного теплообмена с рителе углеводород отводят в качестве горециркулирующим селективным раствори- 25 ловного продукта экстрактивной дистиллятелем, и на стадии испарения расширениции, а высшие ацетилены и по меньшей меем давления понижают до величины на ре часть высших алленов как легкорасгво0,1 — 1 ата, превышающее давления в нижримые в селективном растворителе углевоней части колонны экстрактивной дистилдороды — в качестве продукта стадии реляции, и 1—6 ата на стадии рекуперации 30 куперации растворителя. растворителя. В качестве селективного растворителя Предлагаемый способ можно применять пригодны, например, амиды карбоновой кидля разделения смесей Сгуглсводородов, слоты, как димстилформамид, диэтилформкоторые содержат различно ненасыщенные амид, формилфорфолин, а также ацетонитсоединения. При разделении более насы- 35 рил, фурфурол, N-метилпирролидон, бутищенные соединения представляют собой ролактон, ацетон и их смеси с водой. Предтруднорастворимые в селективном раствопочтительно в качестве селективного расрителе компоненты, а менее насыщенные творителя используют N-метилпирролидон. соединения — легкорастворимые в селекЭкстрактивную дистилляцию можно провотивном растворителе компоненты. При изо- 40 дить в одной колонне. При большом колимерах, например ацетиленовом соединении честве тарелок, например при колоннах с и диолефине, ацетиленовое соединение расболее чем 100 практическими тарелками, творяется легче, чем диолефины. целесообразно проводить процесс в двух Описанный способ применим для раздеколоннах. При использовании двух колонн ления смеси С4-углеводородов, содержа- 45 стадию абсорбции, лежащую выше точки щей 1,3-бутадиен. Такие смеси С^углеводоподачи смеси С$-углеводородов на экстракродов получают, например, в качестве тивную дистилляцию, целесообразно переС,-фракцнй при производстве этилена и/или носить в первую колонну, а лежащую нипропилена путем термического расщеплеже точки введения смеси углеводородов ния нефтяной фракции, например сжижен- 50 стадию концентрирования — во вторую коного нефтяного газа, легкого бензина, галонну, т. е. точка введения смеси углевозойля и при каталитическом дегидрировадородов лежит в верхней части второй конии н-бутана и/или н-бутена. С4-фракцпи, как лонны или предпочтительно в кубе первой правило, содержат бутаны, н-бутен, изобутен, колонны. Между стадиями абсорбции и 1,3-бутадиеи, винилацетилен, этилацетилен. 55 концентрирования не включают стадию 1,2-бутадиен и возможно небольшое колисжатия, а поддерживают на экстрактивной чество Сб-углеводородов. Содержание 1,3дистилляции такое соотношение давлений, бутадиена обычно составляет 10—8Овес.°/о, которое устанавливается само по себе на в то время как общее содержание винилстадии экстрактивной дистилляции при отацетилена, этилацетилена и 1,2-бутадиена 60 сутствии стадии сжатия и/или стадии снив С4-фракциях не превышает 5 вес.%. При жения давления. Давление в кубе экстракэкстрактивной дистилляции Срфракций тивной дистилляции согласно обычной посогласно изобретения получают насыщентере давления в колоннах соответствует по ные и ненасыщенный С4-углеводороды, как меньшей мере давлению в верхней части бутан, н-бутен и изобутен, в качестве го- 65 колонны экстрактивной дистилляции. Как 725552 отводят 191,94 кг/ч углеводородов состава правило, разность давлений между верхней 4, указанного в таблице (4). частью и кубом колонны экстрактивной дистилляции составляет 0,1—3, предпочтиДавление в нижней части 7 колонны 5 тельно 0,2—2 ата. составляет 5,1 ата. Отводимый через труП р и м е р 1. Процесс разделения прово- 5 бопровод 15 экстракт жидкостным насосом дят согласно схеме, представленной на чер16 доводят до давления 14,3 ата и затем в теже, 1785,19 кг/ч смеси С4-утлеводородов теплообменнике 17 нагревают с 70°С до состава 1, указанного в таблице (1), по 125°С. Нагретый экстракт пропускают четрубопроводу 1 и через испаритель 2 порез редукционный клапан 18 и разрежают дают в куб колонны 3 па экстрактивную Ю до давления 5,4 ата. Получаемую в фазодистилляцию. При этом первую стадию вом разделителе 19 после испарения расэкстрактивной дистилляции проводят в коширением 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 газоотделитель 12, при этом давдистилляции — в колонне 6 и нижней ча- 15 ление снижают до 1,5 ата. сти 7 колонны 5. В качестве селективного Из верхней части газоотделителя через растворителя применяют N-метилпирролитрубопровод 22 отводят поток углеводородон, который по трубопроводу 8 подают дов, который после сжатия в компрессоре в верхнюю часть колонны 3, а по трубо23 через трубопроводы 24 и 25 вместе с проводу 9 — в верхнюю часть колонны 6 20 парообразными компонентами экстракта, Из верхней части колонны 3 по трубопроотводимыми из разделителя 19 по трубоводу 10 отводят 7 381,66 кг/ч рафината сопроводу 26, рециркулируют в нижнюю става 2, указанного в таблице (2). часть 7 колонны 5. Мощность малого комИз верхней части колонны 6 по трубопрессора составляет 335 кВт. Если получепроводу 11 отводят 6211,59 кг/ч чистого 25 ние бутадиена проводят согласно известбутадиена состава 3, указанного в таблиному способу, то требуется значительно це (3). больший компрессор с тройной мощностью, Из газоотделителя 12, к которому подвотак что потребление компрессором электдят тепло при помощи нагревательного роэнергии возрастает в три раза. приспособления 13, через трубопровод 14 30 Состав , кг/ч Сырье Пропан Пропен Пропадиен Пропин к-Б у тан нзо-Бутан Бутен-1 изо-Бутен Бутен-2-трйкс Бутен-2-чис Бутаднен-1,3 Бутадиен-1,2 Бутин-1 Зутанон Св-Углеводороды 1 0,03 0,10 0,02 0,15 3,1 1,0 14,0 26,0 5,0 4,3 45,0 2 0,056 0,187 0,037 0,003 5,789 1,867 26,145 48,557 9,329 7,736 0,2 0,2 0,2 — — 0,7 — 0,2 0,1 3 4 — — — — 0,327 г 0,089 — — — — — 0,005 0,010 0,350 98,801 0,333 0,009 — 0,165 — — — 26,800 3,574 14,082 50,276 5,179 П р и м е р 2. Повторяют пример 1 с той фазу экстракта, получаемую в разделитеразницей, что экстракт, отводимый по труле 19, ло 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 пропуМощность малого компрессора составляскают через редукцио -ный клапан 18, а ет 600 кВт. Если по..учение бутадиена прокотором его доводят до 6,1 ата. Жидкую водить согласно известному способу, потре 725552 буеіся применение значительно большего компрессора. При этом энергозатраты повышаются в 1,7 раза. П р и м е р 3 Повторяют пример 1 с тон разницей, что экстракт, отводимый го трубопроводу 15, при помощи жидкостного нососа 16 доводят до давлення 8,1 ата и з л тем в теплообменнике 17 температуру повышают с 70°С до 85°С Затем экстракт пропускают через редукционный ктапаи 18, в котором; сю доводят до давления 5,2 ата Жидкую фазу экстракта, получаемую в D 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. П р и м е р 4. Повторяют пример 1 с той разницей, что в нижней части 7 колонны 5 создают давление 7,3 зта. При этом экстракт, отводимый по трубопрогоду 15, при помощи жидкостного насоса 15 доводят до давления 12,3 ата и атем 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 редукционный 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 провопить согласно известному способу, то требуется применение значительно большего компрессора При этом энергозатраты повышаются в 1,2 раза. П р и м е р 5. Повторяют пример 1 с той разницей, ч^о в нижней части 7 колонны 5 создают діплепие 2,4 ето. При этом экстракт, отводимый по трубопроводу 15, при помощи жидкостного насоса 16 доводят до давленЕя 8,2 ата и затем в теплообменнике 17 температуру повышают с 70°С до 85°С. Затем экстракт пропускают через редук ционный клапан 18, в котором его доводят до давления 2,5 ата. Жидкую фазу экстракта, получаемую в разделителе 19, по трубопроводу 20 пропускают через редук5 шгоннын 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 со'0 гласно известному способу, то требуется применение значительно большего компрессора. При этом энергозатраты повышаются в 1,5 раза 15 20 25 30 35 40 * 45 50 Формула изобретения Способ разделения смеси Сгуглеводородоо разной степени насыщенности путем экстрактивной дистилляции в присутствии селективного растворителя с отбором в виде головного продукта колонны экстрактивной дистилляции более насыщенных углеводородов и в виде кубового продукта — менее насыщенных углеводородов в селективном растворителе с последующим отделением менее насыщенных углеводородов, испарением кубового продукта путем расширения, рециклом образующейся при этом парообразной фазы на стадию экстрактивной дистилляции и отделением на стадии рекуперации от оставшейся жидкой Ла:ы продукта, содержащего углеводороды, и селективного растворителя с рециклом последних на стадию экстрактивной пнетплляции, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергозатрат, кубовый продукт перед испарением доводят до давления, превышающего на 3—15,3 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 иа 0.1 — 1 ата, превышающей давление в нижней части колонны экстрактивной дистилляции и на I—6,1 ата на стадии рекуперации растворителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Акцептованная заявка ФРГ № 1519726, кл. В 01D 3/40, опублик. 1976 (прототип). 725552 Составитечь Г. Гуляева Редактор Л. Герасимова Техред А. Камышникова Корректор А. Галахова Заказ 1225/17 Изд № 293 Тираж 497 Подписное НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изотрет і ніг и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб, д 4/5 Типография, пр Сапунова, 2