Усовершенствование установки гидратации 2-метил-1-пропена

УДК 547.264

Н. Е. Сабирова, Ф. Р. Гариева

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УСТАНОВКИ ГИДРАТАЦИИ 2-МЕТИЛ-1-ПРОПЕНА

Ключевые слова: гидратация, 2-метил-1-пропен, 2-метил-2-пропанол.

Предлагается вариант реконструкции установки гидратации 2-метил-1-пропена. Предлагается изменение способа подачи сырья на гидратацию в отличии от действующего производства, в виде однофазной смеси воды и 2-метил-2-пропанола. Были проведены расчеты материального баланса, технологического оборудования в программе MathCad, смоделирована технологическая схема P&ID установки при помощи программы AutoCad Plant 3D, рассчитаны технико-экономические показатели усовершенствованной установки.

Keywords: hydration, 2-methyl-1-propene, 2-methyl-2-propanol.

There is a variant of reconstruction of the 2-methyl-1-propene hydration. Unlike current production, it is proposed to change the way of raw materials feeding to the hydration in the form of a single-phase mixture of water and 2-methyl-2-propanol.The material balance and process equipment calculations were carried out in the program MathCad, the P & ID flow diagram of the plant was modeled by using the program AutoCad Plant 3D and technical and economic parameters of the project were also designed.

В настоящее время 2-метил-1-пропен является сырьем для синтеза самых разнообразных продуктов. В мировой практике более 70 % всего 2-метил-1-пропена используется для получения бутилкаучука. Среди каучуков специального назначения наиболее многотоннажными являются бутиловые каучуки, и производство как бутилкаучука, так и галобутилкаучуков с каждым годом увеличивается, что обуславливает необходимость постоянного наращивания производства мономера - высокочистого 2-метил-1-пропена с концентрацией не ниже 99,95 % мас. Бутилкаучук применяют для производства автомобильных камер, резиновых изделий, и для использования в нефтехимической

промышленности.

Производство высококонцентрированного 2-метил-1-пропена предназначено для выделения 2-метил-1-пропена из изобутиленсодержащих фракций на ионитных катализаторах. Стадия гидратации 2-метил-1-пропена из

изобутиленсодержащих фракций с получением слабого водного раствора 2-метил-2-пропанола, является промежуточной в получении 2-метил-1-пропена, применяемого в производстве бутилкаучука [1].

На данный момент предложено большое количество вариантов получения

2-метил-2-пропанола гидратацией 2-метил-1-пропена, недостатками которых являются: недостаточно высокая степень превращения 2-метил-1-пропена, использование большого избытка воды, подаваемой на гидратацию, сложная конструкция реакторного узла, а также недостаточно высокая удельная производительность 2-метил-2-пропанола на литр катализатора в час.

На действующей установке гидратации 2-метил-

1-пропена установлены три реактора и одна ректификационная колонна для концентрирования

2-метил-2-пропанола. Отношение объема воды, подаваемой на гидратацию, к объему исходных углеводородов составляет 7:1.

С целью повышения эффективности производства предлагается усовершенствование установки. Вместо цепи из трех реакторов и колонны устанавливается две последовательные ступени гидратации, состоящие из реактора и колонны. Исходную углеводородную фракцию в реактор подают в виде однофазной смеси ее с водой и концентрированным водным раствором 2-метил-2-пропанола, содержащим 5-20 % мас. воды, при массовом соотношении раствора 2-метил-2-пропанола и углеводородной фракции от 0,4 до 1,1. В результате модернизации более эффективно используется реакционный объем, повышается выход 2-метил-2-пропанола на 1384.98 т/г. Сокращается расход воды, подаваемой на гидратацию, объемное соотношение воды и сырья до усовершенствования составляет 7:1, после -1,4:1. Вследствие вышеперечисленных изменений значительно снижаются материальные затраты [2].

В ходе выполнения работы проведены расчеты материального баланса, технологического оборудования в программе MathCad, смоделирована технологическая схема P&ID (рис. 1-3) при помощи программы AutoCad Plant 3D. Проведенные расчеты свидетельствуют об экономической эффективности предлагаемых решений.

Рис. 1 - P&ID - схема установки гидратации 2-метил-1-пропена

Рис. 2 - Продолжение P&ID - схемы установки гидратации 2-метил-1-пропена

Литература

1. Чаплиц Д.Н., Стряхилева М.Н., Павлова И.П., Крылова Г.Н., Серегина К.Д.. Выделение изобутилена и изоамиленов из углеводородных фракций//Тематический обзор-1981. с.9-10.

2. Патент РФ № 2012147874/04, 09.11.2012. Общество с ограниченной ответственностью " Научно-производственное объединение ЕВРОХИМ" (ООО" НПО ЕВРОХИМ") ^и) Способ получения третичного бутанола// Патент России № 2507190. 2014. Бюл. № 5.

Рис. 3 - Продолжение Р&ГО - схемы установки гидратации 2-метил-1-пропена

© Ф. Р. Гариева - проф. каф. технологии основного органического и нефтехимического синтеза КНИТУ к.х.н., garievafr@mail.ru; Н. Е. Сабирова - студент-магистр гр. 414-МП1 каф. технологии основного органического и нефтехимического синтеза КНИТУ.

© F.R. Garieva - prof. of Technology of basic organic and petrochemical synthesis department, Ph.D., KNRTU, garievafr@mail.ru; N. E. Sabirova - Master student of 414-MP1 gr. of Technology of basic organic and petrochemical synthesis department, KNRTU.