УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ТЕХНИЧЕСКОГО ИЗОБУТАНА ОТ ПРИМЕСЕЙ

Предлагаемая полезная модель относится к области технологии и аппаратуры для очистки от примесей нелетучих, низко- и легколетучих органических примесей и воды технического (96-98%) изооктана с получением товарного изооктана (>99,5% основного вещества), применяемого в качестве вспенивателя для получения пенопластов, используемого в качестве добавки к моторному топливу с целью повышения октанового числа, а также применяемого в качестве озонобезопасного хладоагента взамен фреонов.
Известна установка для очистки технического изооктана от примесей (Цветная металлургия, 2005, №6, с.28-29). Известная установка включает в себя емкость с исходным изобутаном, соединенную с ректификационной колонной, работающей под давлением. В кубовом остатке в процессе ректификации накапливаются н-бутан, пентаны и нелетучие примеси. Ректификационная колонна имеет герметичные соединения с емкостью и устройствами для вывода «предгона» (воздуха, пропана и др.) и сборником очищенного от примесей изобутана. Выход из сборника направлен в транспортируемую емкость для отгрузки целевого продукта потребителям.
Недостатком известной установки является ее неудовлетворительная эффективность и производительность. Другим недостатком этой известной установки является невысокая степень очистки изобутана от примесей воды.
Из известных аналогов наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является известная установка для очистки технического изобутана от примесей (Сб. «Проблемы химии и экологии», Пермь: Изд. ПГТУ, 2005, с.56-57) - принята за прототип.
Установка по прототипу включает в себя емкость с исходным изобутаном, соединенную с ректификационной колонной, работающей под давлением. В кубовом остатке в процессе ректификации накапливаются н-бутан, пентаны и нелетучие примеси. Ректификационная колонна имеет герметичные соединения с емкостью и устройствами для вывода «предгона» (воздуха, пропана и др.) и сборником очищенного от примесей изобутана.
Недостатком установки по прототипу является неудовлетворительная чистота получаемого товарного продукта - очищенного от примесей изооктана. Изооктан, полученный на установке по прототипу, содержит повышенное (более 0,001%) количество воды, что делает его непригодным для использования, в частности, в качестве хладоагента. Другим недостатком известной установки является ее недостаточная эффективность и производительность. Вышеуказанные недостатки известной - по прототипу - установки обусловлены тем, что в составе известной установки не предусмотрено специальное оборудование (устройства, аппараты, приспособления и т.п.) для глубокой очистки и доочистки изооктана от примесей воды, отсутствует также оборудование, позволяющее интенсифицировать процесс конденсации очищенного изооктана после ректификационной колонны.
Задачей предлагаемой полезной модели - «Установки для очистки технического изооктана от примесей» - является повышение эффективности и производительности ее работы. Технический результат, который может быть получен при этом, заключается в повышении степени очистки технического изооктана от примесей воды и посторонних органических примесей (низколетучих).
Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата предлагаемой установкой для очистки технического изооктана от примесей, включающей ректификационную колонну, работающую под давлением, куб которой соединен с емкостью для исходного изооктана, а выход из ректификационной колонны направлен в
охлаждаемые сборные емкости, нижний слив из которых направлен через герметичную запорную арматуру в транспортируемую емкость для отгрузки готового продукта потребителям.
Новым в «Установке» является то, что после ректификационной колонны установлены две последовательно соединенные сорбционные колонки с силикагелем и цеолитом и охлаждаемый теплообменник, выход из которого направлен через запорно-регулирующую арматуру в верхнюю часть ректификационной колонны и две сборные емкости, куб ректификационной колонны имеет патрубок с вентилем нижнего слива, соединенным со сборником нелетучих примесей.
Вышеуказанные отличительные конструктивные особенности предлагаемой установки для очистки технического изооктана от примесей в совокупности с известными конструктивными элементами обеспечивают решение поставленной задачи заявляемой полезной модели с достижением при этом технического результата, заключающегося в повышении степени очистки технического изооктана от примесей воды и посторонних органических примесей (низко- и легколетучих).
Анализ уровня техники свидетельствует о том, что в книжной, журнальной и патентной литературе предлагаемая установка для очистки технического изооктана от примесей ранее не описана и в промышленной практике не использовалась.
Опытные испытания различных вариантов конструкции установок для очистки технического изооктана от примесей показали, что между конструктивными элементами заявляемой в настоящей заявке установки и достигаемым при этом техническим результатом существует вполне определенная причинно-следственная связь, заключающаяся в том, что каждый из элементов (признаков) заявляемой установки, отдельно взятый, необходим, а в совокупности своей они обеспечивают решение поставленной задачи с достижением вышеуказанного технического результата.
Установка для очистки технического изооктана от примесей по предлагаемой полезной модели (рис.) включает в себя: ректификационную колонну под давлением (1), куб которой (2) имеет соединения с емкостью (3) для исходного технического изооктана, две последовательно соединенные сорбционные колонки (4 и 5), заполненные силикагелем (колонка 4) и цеолитом (колонка 5), охлаждаемый теплообменник (6), две охлаждаемые сборные емкости готового продукта (7 и 8), транспортируемую емкость (9) для отгрузки готового продукта - очищенного от примесей изооктана - потребителям, сборник нелетучих примесей (10).
Реализация полезной модели
Предлагаемая полезная модель - «Установка для очистки технического изооктана от примесей» - работает следующим образом.
3
2
3
Исходный технический изооктан, содержащий 96-98% основного вещества - (СН)-СНСН, из емкости (3) загружают в обогреваемый куб (2) ректификационной колонны (1), работающей под давлением. Для очистки технического изооктана от примесей куб (2) ректификационной колонны (1) нагревают до 20-30°С. Образующуюся парогазовую смесь, содержащую изооктан, пары воды и легколетучие (низкокипящие) примеси (пропан, пропилен, воздух) пропускают через две последовательно соединенные между собой сорбционные колонки (4) и (5), заполненные силикагелем (колонка 4) и цеолитом (колонка 5). Это обеспечивает очистку изооктана от воды до ее остаточного содержания менее 0,001%. В процессе ректификации парогазовую смесь, выходящую из верхней части ректификационной колонны, подвергают хроматографическому анализу для обеспечения эффективного отделения низкокипящей (головной) фракции от целевого продукта - очищенного от примесей изооктана. Для создания условий конденсации парогазовую смесь, очищенную от воды в сорбционных колонках с силикагелем и цеолитом, пропускают через охлаждаемый
теплообменник (6), после которого целевой продукт собирают в охлаждаемые сборные емкости (7) и (8), из которых через запорные устройства очищенный изооктан выгружают в герметичную транспортируемую емкость и отправляют потребителям. Высококипящие, нелетучие примеси накапливаются в ходе ректификации в кубе (2) ректификационной колонны (1), откуда их сливают в сборник (10) и направляют на утилизацию.
Испытания показали, что предложенная «Установка для очистки технического изооктана от примесей» обеспечивает получение товарного изооктана, содержание основного вещества в котором более 99,5%, а содержание воды - менее 0,001%. Изучение физико-химических свойств очищенного изооктана и испытания опытных партий у различных потребителей свидетельствуют о том, что изооктан, очищенный от примесей на вышеописанной установке, может быть успешно использован в качестве вспенивателя в производстве пенопластов, в виде добавок к моторному топливу (бензину) для повышения его октанового числа, а также в качестве хладоагента - взамен озоноопасных фреонов.