СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗОПЕНТАН-ИЗОАМИЛЕН-ИЗОПРЕНСОДЕРЖАЩЕЙ ФРАКЦИИ ИЛИ БУТАН-БУТИЛЕН-ДИВИНИЛЬНОЙ ФРАКЦИИ
METHOD OF SEPARATING MIXTURES OF ISOPENTANE-ISOAMYLENE-ISOPRENE-CONTAINING HYDROCARBON FRACTIONS OR BUTANE-BUTYLENE-DIVINYL HYDROCARBON FRACTIONS

Изобретение относится к области разделения смесей углеводородов, содержащих ненасыщенные углеводороды, полученных на первой стадии двухстадийного дегидрирования соответствующих парафиновых углеводородов, экстрактивной ректификацией с высококипящими полярными экстрагентами с последующей десорбцией ненасыщенных углеводородов из экстрагента, в частности к выделению изопрена из изопентан-изоамилен-изопренсодержащей фракции и дивинила из бутан-бутилен-дивинильной фракции первой стадии дегидрирования изопентана и бутана соответственно.
4
5
Известен способ выделения диенов из смеси с парафинами и олефинами путем двухступенчатой экстрактивной ректификации с селективными экстрагентами, при котором из фракции C или C, полученной на первой стадии дегидрирования, с помощью экстрактивной ректификации отгоняется парафин, а оставшаяся олефин-диеновая фракция вместе с олефин-диеновой фракцией, полученной на второй стадии дегидрирования парафина, разделяется при помощи экстрактивной ректификации на олефиновую и диеновую фракции (Огородников С.К., Идлис Г.С. "Производство изопрена." Л.: Химия, 1973, с.126, 129).
Недостатком способа является необходимость переработки большого количества олефин-диеновой фракции с первой стадии дегидрирования, содержание диена в которой составляет около 5%. Экстрактивная ректификация этой фракции на колонне К-3 сопряжена со значительными сложностями, вызванными высокой нагрузкой колонны по парам олефинов, что приводит к значительному расходу энергии для поддержания необходимой циркуляции экстрагента и создания требуемого флегмового числа.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к изобретению является способ выделения диена, при котором олефин-диеновая фракция с первой стадии дегидрирования отправляется на вторую стадию дегидрирования без выделения из нее диена (Кирпичников П.А., Береснев В.В., Попова Л.М. "Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука" Л.: Химия, 1986, с.16-17, 60-61).
Недостатком ближайшего аналога является потеря значительного количества диена, так как на второй стадии дегидрирования диен, содержащийся в олефиновой фракции, превращается в кокс. Это так же негативно отражается на катализаторе второй стадии дегидрирования, поскольку содержание диена в сырье, подаваемом на дегидрирование, не должно превышать 1%.
Технический результат заключается в повышении выхода целевого продукта.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе разделения смесей углеводородов изопентан-изоамилен-изопренсодержащей фракции или бутан-бутилен-дивинильной фракции, полученных двухстадийным дегидрированием соответствующих парафиновых углеводородов, который включает разделение полученной на первой стадии дегидрирования парафин-олефин-диеновой фракции с помощью экстрактивной ректификации, с десорбера боковым отбором выводят паровой поток, содержащий повышенное количество диена, и после конденсации направляют на выделение целевого диена на вторую ступень экстрактивной ректификации, с верха десорбера отбирают олефиновую фракцию, не содержащую диен, которую направляют на вторую стадию дегидрирования.
Сущность технического решения поясняется чертежом, где приведена схема установки для реализации способа.
Способ разделения смесей углеводородов изопентан-изоамилен-изопренсодержащей фракции или бутан-бутилен-дивинильной фракции осуществляют следующим образом.
Полученную на первой стадии дегидрирования парафин-олефин-диеновую фракцию разделяют с помощью экстрактивной ректификации. С десорбера боковым отбором выводят паровой поток, содержащий повышенное количество диена, и после конденсации направляют на выделение целевого диена на вторую ступень экстрактивной ректификации. С верха десорбера отбирают олефиновую фракцию, не содержащую диен, и направляют на вторую стадию дегидрирования. Операции осуществляют посредством колонн 3, 11 и десорберов 5, 12 (см. чертеж).
Парафин-олефин-диеновая фракция с первой стадии дегидрирования подается по линии 1 в колонну 3 экстрактивной ректификации. С верха колонны 3 парафиновую фракцию направляют по линии 2 на первую стадию дегидрирования. Из колонны 3 подают насыщенный экстрагент по линии 4 в десорбер 5. В десорбере 5 отбирают паровой поток, содержащий повышенное количество диена, и после конденсации направляют по линии 7 на разделение в колонну 11 экстрактивной ректификации. С верха десорбера 5 отбирают олефиновую фракцию, не содержащую диен, которую по линии 6 направляют на вторую стадию дегидрирования. Десорбированный экстрагент по линии 15 возвращается в колонну 3.
В колонну 11 экстрактивной ректификации подают по линии 8 олефин-диеновую фракцию со второй стадии дегидрирования. С верха колонны 11 олефиновую фракцию по линии 10 направляют на вторую стадию дегидрирования. Из колонны 11 подают насыщенный экстрагент по линии 14 в десорбер 12. С верха десорбера 12 диеновая фракция по линии 13 поступает на очистку. Десорбированный экстрагент по линии 15 возвращается в колонну 10. Для компенсации потерь экстрагента с паровым потоком из десорбера 5 часть растворителя после десорбера 12 направляют в линию 16 циркулирующего экстрагента первой ступени экстрактивной ректификации (см. чертеж).
Пример 1 сравнительный (по ближайшему аналогу). В процессе выделения изопрена из фракции дегидрирования изопентана в качестве экстрагента применяют безводный диметилформамид (ДМФА). Количество подаваемой на разделение изопентан-изоамилен-изопреновой фракции составляет 35 тн/час. Фракция имеет следующий состав, вес.%:
Парафины (Σi-C<sub>5</sub>, n-C<sub>5</sub>)
60,88
Олефины (Σi-C<sub>5</sub>, n-C<sub>5</sub>)
36,66
Диены (Σi-С<sub>5</sub>, n-С<sub>5</sub>)
2,46
Циркуляция ДМФА составляет 140 тн/час. Для десорбции поглощенных углеводородов из насыщенного ДМФА используют колонну эффективностью 57 тарелок. Насыщенный экстрагент подают на 12-ю тарелку (счет снизу). Колонна работает при давлении верха 1,04 ата. Температура верха 35°C, температура куба 160°C.
Изопентановая фракция, отбираемая с верха колонны экстрактивной ректификации в количестве 22 тн/час, имеет следующий состав, вес.%:
Парафины
96,85
Олефины
3,15
Изоамилен-изопреновая фракция, отбираемая с верха десорбера в количестве 13 тн/час, поступающая на дегидрирование, имеет следующий состав, вес.%:
Олефины
93,37
Диены
6,63
При разделении изопентан-изоамилен-изопреновой фракции описанным способом потери диена составляют 0,86 тн/час.
Пример 2 (по заявленному способу). Десорбцию углеводородов из насыщенного ДМФА проводят в условиях, аналогичных примеру 1. Боковой отбор на колонну 10 второй ступени экстрактивной дистилляции осуществляют с 4-й тарелки колонны 5 (десорбера). Количество бокового отбора составляет 7,5 тн/час. Парообразный боковой отбор имеет следующий состав, вес.%:
Олефины
0,6
Диены
11,4
ДМФА
88
Дистиллят, отбираемый с верха колонны 10 (десорбера), в количестве 13 тн/час, поступающий на дегидрирование, имеет следующий состав, вес.%:
Олефины
99,5
Диены
0,5
При разделении изопентан-изоамилен-изопреновой фракции предлагаемым способом потери диена составляют 0,07 тн/час. Выход целевого продукта повышается.