СИСТЕМА ОТДЕЛЕНИЯ ОКИСИ АЛКИЛЕНА
SYSTEM FOR SEPARATION OF ALKYLENE OXIDE

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Данная заявка на патент подается в соответствии с договором о патентной кооперации, которая испрашивает преимущество и приоритет согласно предварительной заявки на патент США № 62/626 338, поданной 5 февраля 2018 г., содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к системе и способу очистки и извлечения окиси пропилена, образуемой путем эпоксидирования пропилена с гидроперекисями, полученными окислением изобутана, этилбензола, циклогексана, алкилатов или кумола. Более конкретно, данное изобретение относится к системе и способу, которые способны обеспечить уменьшенные количества окиси пропилена в потоках продукта очистки и/или которые облегчают отделение примесей, например, отделение легких примесей в первой колонне экстракционной перегонки, тем самым повышая выход окиси пропилена, повышая степень ее чистоты или то и другое. Еще более конкретно, данное изобретение относится к системе и способу очистки и извлечения окиси пропилена с помощью схемы компоновки, которая сначала извлекает выбранные тяжелые примеси (схема компоновки «сначала тяжелые»).
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В мире ежегодно производится примерно 14,5 млн фунтов окиси пропилена (PO). Сфера применения окиси пропилена довольно обширна. От 60 до 70% всей окиси пропилена перерабатывается в полиэфирполиолы для производства полиуретановых материалов. Около 20% окиси пропилена гидролизуется до пропиленгликоля способом, который ускоряется термической реакцией, кислотным или щелочным катализом. Другими основными продуктами являются полипропиленгликоль, эфиры пропиленгликоля и пропиленкарбонат. Для получения данных конечных продуктов необходима окись пропилена в основном свободная от примесей.
Способы получения окисей алкилена, содержащих окись пропилена, включают гидрохлорирование, прямое окисление и эпоксидирование его соответствующих олефинов пероксидом или гидропероксидом. Продуты окисления, используемые в процессах эпоксидирования, получают из вторичных или третичных углеводородов путем прямого окисления молекулярным кислородом и, следовательно, продукты окисления содержат окисленные примеси и прекурсоры. На стадии эпоксидирования олефинов образуются дополнительные окисленные примеси. Неочищенные окиси алкилена, например, окись пропилена, особенно полученные реакцией эпоксидирования с продуктами окисления углеводородов, содержат некоторое количество окисленных примесей, которые трудно отделить от окисей алкилена. Примеси обычно содержат воду, кислоты, спирты, альдегиды, алканы, кетоны и сложные эфиры. Существует потребность в дальнейшем совершенствовании систем и способов отделения окиси алкилена от данных примесных компонентов в неочищенных потоках продукта окиси алкилена.
5
7
Хотя степень чистоты неочищенной окиси пропилена, например, в ходе процесса получения окиси пропилена и трет-бутилового спирта (PO/TBA), может достигать 98,5%, однако неочищенная окись пропилена обычно содержит примеси с близкими точками кипения, включая, не ограничиваясь, как минимум, воду, метанол, метилформиат, формальдегид, ацетальдегид, ацетон, пропиональдегид, окись изобутилена, производные альдегида и C-C углеводороды. Для соответствия торговому качеству продукта окиси пропилена, извлечение примесей осуществляется из неочищенной окиси пропилена. Из-за близких точек кипения эти примеси трудно отделить от окиси пропилена без использования сложного способа очистки или схемы очистки окиси пропилена, которая включает в себя способы экстракционной перегонки.
Традиционная очистка окиси пропилена включает получение потоков продукта очистки, содержащих окись пропилена (также называемых «кубовыми потоками окиси пропилена»), объем которых может составлять от 18 до 22 массовых процентов от окиси пропилена, поступающей в секцию рафинирования неочищенной окиси пропилена. Такие потоки продукта очистки, содержащие окись пропилена, обычно используются для получения пропиленгликоля (PG) с фиксацией совокупной выгоды от снижения затрат на оборудование и энергию в секции рафинирования/очистки окиси пропилена. Снижение потерь PO в потоке продукта очистки может обеспечить большее общее извлечение продукта PO, что желательно по сравнению с получением PG.
Проблемой остается извлечение очищенного продукта окиси пропилена, содержащего низкие уровни примесей, например, альдегидов и спиртов, особенно для окиси пропилена, полученной в результате свободнорадикального окисления, включая, например, получение из гидроперекиси трет-бутила. Соответственно, существует необходимость в усовершенствованных системах и способах регенерирования окиси пропилена из отходящих потоков продукта в различных способах получения неочищенной окиси пропилена с высокой степенью чистоты, но без превышающей норму потери продукта окиси пропилена.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
5
3
4
Раскрывается система отделения окиси пропилена, содержащая: ректификационную колонну тяжелых фракций, способную принимать неочищенные потоки продукта окиси пропилена и выгружать поток продукта очистки нижней тяжелой фракции, содержащий, по меньшей мере, одну примесь, выбранную из ацетона, метанола, альдегидов, производных альдегида, воды, тяжелых углеводородов, содержащих C+, или их смесей, и выгружать головной поток продукта ректификационной колонны тяжелых фракций, содержащий большую часть окиси пропилена, поступающую с неочищенным потоком продукта окиси пропилена; первую колонну экстракционной перегонки, способную принимать головной поток продукта ректификационной колонны тяжелых фракций и поток продукта селективной экстракции, содержащий углеводородный растворитель, и выгружать поток продукта очистки верхней легкой фракции, содержащий, по меньшей мере, одну примесь, выбранную из альдегидов, метилформиата, метанола, воды, C углеводородов, C углеводородов или их смесей, и выгружать обогащенные растворителем кубовые потоки, содержащие большую часть окиси пропилена, поступающую с головным потоком продукта ректификационной колонны тяжелых фракций.
5
3
4
Также раскрывается способ, включающий стадию: (i) перегонки без растворителя неочищенного потока продукта окиси пропилена в ректификационной колонне тяжелых фракций с получением потоков продукта очистки нижней тяжелой фракции, содержащих, по меньшей мере, одну примесь, выбранную из ацетона, метанола, альдегидов, производных альдегида, воды, окиси изобутилена, тяжелых углеводородов, содержащих С+ или их смесей, и головного потока продукта ректификационной колонны тяжелых фракций, содержащего большую часть окиси пропилена, поступающую в неочищенный поток продукта окиси пропилена; (ii) подачи головного потока продукта ректификационной колонны тяжелых фракций и потока растворителя для экстракционной перегонки, содержащего углеводородный растворитель, в первую колонну экстракционной перегонки для получения потока продукта очистки верхней легкой фракции, содержащего, по меньшей мере, одну примесь, выбранную из альдегидов, метилформиата, метанола, воды, углеводородов С, С углеводородов или их смесей и обогащенных растворителем кубового потока продукта, содержащего большую часть окиси пропилена, поступающего с головным потоком продукта ректификационной колонны тяжелых фракций; (iii) извлечения бокового погона из первой колонны экстракционной перегонки в приемный сосуд, тем самым способствуя образованию потока очистки водной фазы, содержащего воду и метанол, один или несколько гликолей или их смесь, и потока органической фазы, содержащей окись пропилена и углеводородный растворитель; и (iv) подачи обогащенного растворителем кубового потока продукта из первой колонны экстракционной перегонки в первую отпарную колонну растворителя для получения головного потока первой отпарной колонны растворителя, содержащего большую часть окиси пропилена, поступающего в первую отпарную колонну растворителя с обогащенными растворителем кубовыми потоками продукта, и кубовыми потоками продукта первой отпарной колонны растворителя, содержащими обедненный углеводородный растворитель.
5
Также раскрывается способ, включающий стадию: (i) перегонки без растворителя неочищенного потока продукта окиси пропилена в ректификационной колонне тяжелых фракций с получением потоков продукта очистки нижней тяжелой фракции, содержащих, по меньшей мере, одну примесь, выбранную из ацетона, метанола, альдегидов, производных альдегида, воды, окиси изобутилена, тяжелых углеводородов, содержащих С+ или их смесей, и головного потока продукта ректификационной колонны тяжелых фракций, содержащего большую часть окиси пропилена, поступающую в неочищенный поток продукта окиси пропилена; (ii) подачи головного потока продукта ректификационной колонны тяжелых фракций и первого потока растворителя для экстракционной перегонки, содержащего углеводородный растворитель, в первую колонну экстракционной перегонки для получения потока продукта очистки верхней легкой фракции, содержащего, по меньшей мере, одну примесь, выбранную из альдегидов, метилформиата, метанола, воды, С3 углеводородов, С4 углеводородов или их смесей и обогащенного растворителем кубового потока продукта, содержащего большую часть окиси пропилена, поступающего с головным потоком продукта ректификационной колонны тяжелых фракций; (iii) подачи, по меньшей мере, части потока продукта очистки верхней легкой фракции из первой колонны экстракционной перегонки в приемный сосуд, тем самым способствуя образованию потока очистки водной фазы, содержащего воду и метанол, один или несколько гликолей или их смесь, и потока органической фазы, содержащей окись пропилена и углеводородный растворитель; и (iv) подачи обогащенного растворителем кубового потока продукта из первой колонны экстракционной перегонки в первую отпарную колонну растворителя для получения головного потока первой отпарной колонны растворителя, содержащего большую часть окиси пропилена, поступающего в первую отпарную колонну растворителя с обогащенными растворителем кубовыми потоками продукта, и кубовыми потоками продукта первой отпарной колонны растворителя, содержащими обедненный углеводородный растворитель.
Описаны многочисленные варианты осуществления, но и другие варианты осуществления очевидны для специалистов в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, из последующего подробного описания. Существует очевидная возможность различных модификаций изобретения в различных аспектах, не отходя от сущности и объема представленной здесь формулы изобретения. Соответственно, подробное описание ниже следует рассматривать как иллюстративное и не ограничивающее объем изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ
На следующем рисунке представлен вариант осуществления раскрытого здесь предмета изобретения. Заявленный предмет изобретения станет более понятен из следующего описания, которое следует рассматривать совместно с прилагаемым рисунком.
На РИС. 1 представлено схематическое изображение системы 100 отделения окиси пропилена в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.
На РИС. 2 представлено схематическое изображение системы 100A отделения окиси пропилена в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.
На РИС. 3 представлено схематическое изображение системы 100B отделения окиси пропилена в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.
На РИС. 4 представлено схематическое изображение системы 100С отделения окиси пропилена в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.
На РИС. 5 представлено схематическое изображение системы 100D отделения окиси пропилена в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Обзор
Настоящее изобретение будет более понятно со ссылкой на следующее подробное описание различных вариантов осуществления изобретения, а также на включенные в них примеры. В контексте данного документа термин «большая часть» относится к величине больше чем 50 массовых процентов.
Настоящее изобретение относится к системе и способу извлечения примесей из неочищенного потока продукта окиси пропилена. Окись пропилена (PO), также известна как эпоксипропан, окись пропилена, 1,2-пропиленоксид, метилоксиран, 1,2-эпоксипропан, окись пропена, метилэтиленоксид и окись метилэтилена. PO можно получать в технологическом процессе PO/TBA, в котором образуется PO и трет-бутанол (TBA также известен как 2-метил-2-пропанол и трет-бутанол). В таком технологическом процессе PO/TBA, изобутан (IB), известный как 2-метилпропан, сначала вступает в реакцию с кислородом с образованием гидроперекиси трет-бутила (TBHP), известной как 2-метилпропан-2-пероксол. Впоследствии пропилен (также известный как пропен) может вступать в реакцию с TBHP в присутствии катализатора с образованием PO и TBA. Поскольку данным технологическим процессом получают и PO и ТВА, то он будет именоваться здесь как способ PO/TBA.
Неочищенную окись пропилена, очищаемую с помощью раскрытых здесь системы и способа, можно получать любым способом, известным в отрасли техники, к которой относится данное изобретение. В некоторых вариантах осуществления, поток продукта неочищенной PO, очищаемый с помощью раскрытых здесь системы и способа, образуется в технологическом процессе PO/TBA. Получение потока продукта неочищенной PO, например, из технологического процесса PO/TBA, известно специалистам в отрасли техники, к которой относится данное изобретение.
На выходе технологического процесса PO/TBA также могут получаться различные нежелательные побочные продукты или примеси с близкими точками кипения, которые остаются в неочищенной PO. Не желая быть связанным с какой-либо теорией следует отметить, что в ходе неселективных реакций могут образовываться примеси. Такие примеси могут включать, не ограничиваясь, ацетон, спирт (ы), например, не ограничиваясь, метанол, формальдегид, пропионовый альдегид, воду, муравьиную кислоту, метилформиат, ацетальдегид, углеводороды, альдегиды, окись изобутилена и тому подобное. В качестве примера такие неселективные реакции могут представлять собой, не ограничиваясь: получение ацетона и метанола из TBHP; получение, в присутствии кислорода, формальдегида и воды из метанола; получение, в присутствии кислорода, муравьиной кислоты из формальдегида; получение метилформиата и воды из муравьиной кислоты и метанола; получение ацетальдегида и метанола из РО и воды или тому подобное. Возможно проведение других реакции и получение других примесей.
Концентрации данных примесей, которые попадают в поток продукта неочищенной PO из процесса PO/TBA, могут меняться, а их извлечение способствует получению очищенного продукта PO. Ниже раскрыты система и способ извлечения примесей из такого потока продукта неочищенной PO. Неожиданно было обнаружено, что извлечение тяжелых фракций вверх по потоку от экстракционной перегонки повышает эффективность данной экстракционной перегонки вниз по потоку. Не вдаваясь в теорию, извлечение альдегидов и/или производных альдегида (напр., формальдегида и/или метиленгликоля и/или диметоксиметана) в качестве тяжелой фракции (тяжелых фракций) в кубовых потоках ректификационной колонны тяжелых фракций вверх по потоку, как описано здесь, предотвращает или сводит к минимуму перемещение альдегидов и/или производных альдегида вниз по потоку, где существует возможность разложения тяжелых фракций при более высоких температурах с образованием примесей с близкими точками кипения (напр., метанола, воды, формальдегида), которые могут попасть в очищенный продукт РО. Такие производные альдегида (напр., производные формальдегида) могут быстро образовываться, но быть нестабильными, что затрудняет их количественную оценку.
Система и способ отделения окиси пропилена (также называемые в настоящем документе системой или способом отделения PO или системой или способом очистки окиси пропилена) будут раскрываться со ссылкой на Рисунок 1, который представляет собой схематическое изображение системы 100 отделения PO (также упоминаемой как «система очистки PO») в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения. Для ясности, соответствующий ребойлер и верхний конденсатор (включающие любую систему орошения) для каждой колонны (кроме конденсатора и соответствующей системы орошения для первой колонны 120 экстракционной перегонки) не показаны на Рисунке 1. Система и способ данного изобретения предусматривают отделение тяжелых фракций из потока продукта неочищенной PO посредством перегонки (без растворителя) до (напр., выше по потоку) дополнительного отделения примесей, например, не ограничиваясь, путем экстракционной перегонки для извлечения потока продукта очистки легких фракций, путем отгонки растворителя для получения обедненного растворителя для рециркуляции, путем отделения продукта PO с помощью экстракционной перегонки, путем отделения потока продукта очистки углеводорода от обедненного потока углеводородного растворителя, который может быть подан обратно, и тому подобное. Например, система 100 отделения PO содержит: ректификационную колонну 110 тяжелых фракций, способную отделять тяжелые фракции от вводимого в нее потока продукта неочищенной PO, создавая, таким образом, потоки продукта очистки нижней тяжелой фракции и головной поток продукта ректификационной колонны тяжелых фракций содержащий PO, причем указанная ректификационная колонна 110 тяжелых фракций располагается выше по потоку от колонны 120 экстракционной перегонки (также называемой здесь «первой» колонной экстракционной перегонки, поскольку система может дополнительно содержать вторую колонну экстракционной перегонки ниже по потоку от нее), способной осуществлять перегонку головного потока продукта ректификационной колонны тяжелых фракций, создавая, таким образом, поток продукта очистки верхней легкой фракции и кубовые потоки первой колонны экстракционной перегонки, содержащие РО; отпарную колонну 130 растворителя (также называемую здесь «первой» отпарной колонной растворителя, поскольку может использоваться вторая отпарная колонная растворителя ниже по потоку от нее), способную разделять кубовые потоки первой колонны экстракционной перегонки, содержащие PO, на кубовые потоки первой отпарной колонны, содержащие обедненный растворитель и головной поток продукта первой отпарной колонны растворителя, содержащий PO; вторую колонну 140 экстракционной перегонки, способную отделять от головного потока продукта первой отпарной колонны растворителя, содержащего PO, головной поток продукта PO от кубовых потоков второй колонны экстракционной перегонки, содержащих обогащенный растворитель; и вторую отпарную колонну 150 растворителя, способную отделять головной поток продукта очистки углеводорода от кубовых потоков второй колонны экстракционной перегонки, содержащих обогащенный растворитель, для получения кубовых потоков второй отпарной колонны растворителя, содержащих обедненный растворитель.
Поток продукта неочищенной PO подается в ректификационную колонну 110 тяжелых фракций по впускному трубопроводу 101 неочищенной PO. В некоторых вариантах осуществления, как отмечено выше, поток продукта неочищенной PO может представлять собой продукт каталитического окисления пропилена органическим гидропероксидом, например, поток продукта неочищенной PO может представлять собой поток, выходящий из технологического процесса PO/TBA. Поток, выходящий из технологического процесса PO/TBA, может не проходить никакие стадии отделения или перегонки для извлечения примесей перед подачей в ректификационную колонну 110 тяжелых фракций. В некоторых вариантах осуществления, поток продукта неочищенной PO может представлять собой продукт технологического процесса PO/TBA, как описано выше. Поток продукта неочищенной PO содержит в основном PO и дополнительно содержит, по меньшей мере, одну примесь, которая подлежит извлечению посредством раскрытых здесь системы и способа. Поток продукта неочищенной PO может содержать окись пропилена со степенью чистоты, составляющей менее чем или равной 96, 97, 98 или 99 мас.% от общей массы окиси пропилена.
3
3
4
5
6
5
6
5
7
6
Поток 101 продукта неочищенной PO может включать в себя, не ограничиваясь, любую комбинацию примесей, описанных выше, вместе с целевым продуктом, представляющим собой окись пропилена. Как указано выше, примесь может содержать одну или несколько примесей, выбранных из метилформиата, ацетона, спиртов (включая, не ограничиваясь, метанол), окиси изобутилена, альдегидов и производных альдегида, например, метиленгликоля (CAS 463-57-0) и/или метоксиметанола (CAS 4461-52-3), воды, легких углеводородов (напр., углеводородов, содержащие три или более атомов углерода (C+), углеводородов, содержащих три атома углерода (C), углеводородов, содержащих четыре атома углерода (C), или их смесей), тяжелых углеводородов (напр., углеводородов, содержащих пять или более атомов углерода (C+), углеводородов, содержащих шесть или более атомов углерода (C+), углеводородов, содержащих пять атомов углерода (C), углеводородов, содержащих шесть атомов углерода (C), или их смесей) и тому подобное. В некоторых вариантах осуществления, примесь представляет собой, по меньшей мере, одну примесь, выбранную из ацетона, воды, формальдегида, метанола, муравьиной кислоты, метилформиата, ацетальдегида, пропионового альдегида, окиси изобутилена, производных формальдегида, C-C углеводородов (которые могут включать главным образом димеры C пропилена) и тому подобное. Альдегиды могут представлять собой формальдегид, ацетальдегид или тому подобное. Производные альдегида, например производные формальдегида, представляют собой более тяжелые продукты реакции соответствующего альдегида. Такие производные формальдегида могут включать, не ограничиваясь, один или несколько полуацеталей, например, не ограничиваясь, метиленгликоль (CAS 463-57-0), полуацетали (например, не ограничиваясь, метоксиметанол (CAS 4461-52-3), полиформаль пропиленгликоля, или тому подобное), ацетали (например, не ограничиваясь, диметоксиметан), параформальдегид или их смесей.
Метилформиат может присутствовать в потоке продукта неочищенной PO в количестве, имеющем нижний предел и/или верхний предел, причем каждый выражен как массовый процент от общего состава потока продукта неочищенной PO. Диапазон может включать или исключать нижний предел и/или верхний предел. Нижний предел и/или верхний предел содержания метилформиата выбирается среди 0, 0,01, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05, 0,06, 0,07, 0,08, 0,09, 0,1, 0,11, 0,12, 0,13, 0,14, 0,15, 0,16, 0,17, 0,18, 0,19, 0,2, 0,21, 0,22, 0,23, 0,24, 0,25, 0,26, 0,27, 0,28, 0,29, 0,3, 0,31, 0,32, 0,33, 0,34, 0,35, 0,36, 0,37, 0,38, 0,39, 0,4, 0,41, 0,42, 0,43, 0,44, 0,45, 0,46, 0,47, 0,48, 0,49, 0,5, 0,51, 0,52, 0,53, 0,54, 0,55, 0,56, 0,57, 0,58, 0,59, 0,6, 0,61, 0,62, 0,63, 0,64, 0,65, 0,66, 0,67, 0,68, 0,69, 0,7, 0,71, 0,72, 0,73, 0,74, 0,75, 0,76, 0,77, 0,78, 0,79, 0,8, 0,81, 0,82, 0,83, 0,84, 0,85, 0,86, 0,87, 0,88, 0,89, 0,9, 0,91, 0,92, 0,93, 0,94, 0,95, 0,96, 0,97, 0,98, 0,99, 1, 2, 3, 4, 5 и 10 массовых процентов. Например, метилформиат может присутствовать в количестве, составляющем больше чем 0,02, 0,04 или 0,06 массовых процента от общего состава потока продукта неочищенной PO.
Один или несколько спиртов, например, не ограничиваясь, метанол могут присутствовать в потоке продукта неочищенной PO в количестве, имеющем нижний предел и/или верхний предел, причем каждый выражен как массовый процент от общего состава потока продукта неочищенной PO. Диапазон может включать или исключать нижний предел и/или верхний предел. Нижний предел и/или верхний предел содержания одного или нескольких спиртов (напр., метанола) выбирается среди 0, 0,001, 0,002, 0,003, 0,0031, 0,0032, 0,0033, 0,0034, 0,0035, 0,0036, 0,0037, 0,0038, 0,0039, 0,0139, 0,0239, 0,0339, 0,0439, 0,0539, 0,0639, 0,0739, 0,0839, 0,0939, 0,1039, 0,1049, 0,1059, 0,1069, 0,1079, 0,1089, 0,1099, 0,1109, 0,1119, 0,1129, 0,1139, 0,1149, 0,1159, 0,116, 0,1161, 0,1162, 0,1163, 0,1164, 0,1165, 0,1166, 0,1167, 0,1168, 0,1169, 0,117, 0,1171, 0,1172, 0,1173, 0,1174, 0,1175, 0,1176, 0,1177, 0,2177, 0,3177, 0,4177, 0,5177, 0,6177, 0,7177, 0,8177, 0,9177, 1, 2, 3, 4, 5 и 10 массовых процентов. Например, метанол может присутствовать в количестве, составляющем больше чем 0,003, 0,03, 0,1172 или 0,3 масс.% от общего состава потока продукта неочищенной PO.
Ацетальдегид может присутствовать в потоке продукта неочищенной PO в количестве, имеющем нижний предел и/или верхний предел, причем каждый выражен как массовый процент от общего состава потока продукта неочищенной PO. Диапазон может включать или исключать нижний предел и/или верхний предел. Нижний предел и/или верхний предел содержания ацетальдегида выбирается среди 0, 0,01, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05, 0,06, 0,07, 0,08, 0,09, 0,1, 0,11, 0,12, 0,13, 0,14, 0,15, 0,16, 0,17, 0,18, 0,19, 0,2, 0,21, 0,22, 0,23, 0,24, 0,25, 0,26, 0,27, 0,28, 0,29, 0,3, 0,31, 0,32, 0,33, 0,34, 0,35, 0,36, 0,37, 0,38, 0,39, 0,4, 0,41, 0,42, 0,43, 0,44, 0,45, 0,46, 0,47, 0,48, 0,49, 0,5, 0,51, 0,52, 0,53, 0,54, 0,55, 0,56, 0,57, 0,58, 0,59, 0,6, 0,61, 0,62, 0,63, 0,64, 0,65, 0,66, 0,67, 0,68, 0,69, 0,7, 0,71, 0,72, 0,73, 0,74, 0,75, 0,76, 0,77, 0,78, 0,79, 0,8, 0,81, 0,82, 0,83, 0,84, 0,85, 0,86, 0,87, 0,88, 0,89, 0,9, 0,91, 0,92, 0,93, 0,94, 0,95, 0,96, 0,97, 0,98, 0,99, 1, 2, 3, 4, 5 и 10 массовых процентов. Например, ацетальдегид может присутствовать в количестве, составляющем больше чем 0,03, 0,01 или 0,005 массовых процента от общего состава потока продукта неочищенной PO.
Формальдегид может присутствовать в потоке продукта неочищенной PO в количестве, имеющем нижний предел и/или верхний предел, причем каждый выражен как массовый процент от общего состава потока продукта неочищенной PO. Диапазон может включать или исключать нижний предел и/или верхний предел. Нижний предел и/или верхний предел содержания формальдегида выбирается среди 0, 0,001, 0,002, 0,003, 0,004, 0,005, 0,006, 0,007, 0,008, 0,009, 0,01, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05, 0,06, 0,07, 0,08, 0,09, 0,1, 0,11, 0,12, 0,13, 0,14, 0,15, 0,16, 0,17, 0,18, 0,19, 0,2, 0,21, 0,22, 0,23, 0,24, 0,25, 0,26, 0,27, 0,28, 0,29, 0,3, 0,31, 0,32, 0,33, 0,34, 0,35, 0,36, 0,37, 0,38, 0,39, 0,4, 0,41, 0,42, 0,43, 0,44, 0,45, 0,46, 0,47, 0,48, 0,49, 0,5, 0,51, 0,52, 0,53, 0,54, 0,55, 0,56, 0,57, 0,58, 0,59, 0,6, 0,61, 0,62, 0,63, 0,64, 0,65, 0,66, 0,67, 0,68, 0,69, 0,7, 0,71, 0,72, 0,73, 0,74, 0,75, 0,76, 0,77, 0,78, 0,79, 0,8, 0,81, 0,82, 0,83, 0,84, 0,85, 0,86, 0,87, 0,88, 0,89, 0,9, 0,91, 0,92, 0,93, 0,94, 0,95, 0,96, 0,97, 0,98, 0,99, 1, 2, 3, 4, 5 и 10 массовых процентов. Например, формальдегид может присутствовать в количестве, составляющем больше чем 0,003, 0,005, 0,01 или 0,02 массовых процента от общего состава потока продукта неочищенной PO.
Вода может присутствовать в потоке продукта неочищенной PO в количестве, имеющем нижний предел и/или верхний предел, причем каждый выражен как массовый процент от общего состава потока продукта неочищенной PO. Диапазон может включать или исключать нижний предел и/или верхний предел. Нижний предел и/или верхний предел содержания воды выбирается среди 0, 0,01, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05, 0,06, 0,07, 0,08, 0,09, 0,1, 0,11, 0,12, 0,13, 0,14, 0,15, 0,16, 0,17, 0,18, 0,19, 0,2, 0,21, 0,22, 0,23, 0,24, 0,25, 0,26, 0,27, 0,28, 0,29, 0,3, 0,31, 0,32, 0,33, 0,34, 0,35, 0,36, 0,37, 0,38, 0,39, 0,4, 0,41, 0,42, 0,43, 0,44, 0,45, 0,46, 0,47, 0,48, 0,49, 0,5, 0,51, 0,52, 0,53, 0,54, 0,55, 0,56, 0,57, 0,58, 0,59, 0,6, 0,61, 0,62, 0,63, 0,64, 0,65, 0,66, 0,67, 0,68, 0,69, 0,7, 0,71, 0,72, 0,73, 0,74, 0,75, 0,76, 0,77, 0,78, 0,79, 0,8, 0,81, 0,82, 0,83, 0,84, 0,85, 0,86, 0,87, 0,88, 0,89, 0,9, 0,91, 0,92, 0,93, 0,94, 0,95, 0,96, 0,97, 0,98, 0,99, 1, 2, 3, 4, 5 и 10 массовых процентов. Например, вода присутствовать в количестве, составляющем больше чем 0,16, 0,2, 0,3 или 0,8 массовых процента от общего состава потока продукта неочищенной PO.
3
3
4
5
6
5
6
В качестве примера, поток продукта неочищенной PO может содержать (каждый выражен как средний массовый процент от общего состава потока продукта неочищенной PO): от 0,05 до 1,5, от 0,02 до 1,0 или от 0,01 до 0,07 массовых процентов метилформиата (MeF), от 0,05 до 1,5, от 0,1 до 1,0 или от 0,2 до 0,8 массовых процентов метанола (MeOH), от 0,001 до 0,03, от 0,003 до 0,02 или от 0,004 до 0,04 массовых процентов альдегидов и/или производных альдегида, от 0,001 до 0,05, от 0,003 до 0,03 или от 0,006 до 0,04 массовых процентов ацетальдегида (AA), от 0,001 до 0,04, от 0,002 до 0,03 или от 0,003 до 0,02 массовых процентов формальдегида (FA), от 0,05 до 1,5, от 0,1 до 1,0 или от 0,2 до 0,8 массовых процентов воды, от 0,001 до 0,5, от 0,002 до 0,4 или от 0,01 до 0,3 массовых процентов углеводородов, от 0,01 до 0,1, от 0,02 до 0,08 или от 0,03 до 0,06 массовых процентов легких углеводородов (C+ углеводородов, C углеводородов, C углеводородов или их смесей), от 0,01 до 0,2, от 0,02 до 0,15 или от 0,03 до 0,1 массовых процентов тяжелых углеводородов (C+, C+, C, C или их смесей) или их смесей.
Перегонка потока продукта неочищенной PO в ректификационной колонне 110 тяжелых фракций приводит к образованию потока продукта очистки нижней тяжелой фракции, который извлекается из ректификационной колонны 110 тяжелых фракций по трубопроводу 102 кубовых потоков ректификационной колонны тяжелых фракций, и головного потока продукта ректификационной колонны тяжелых фракций, который извлекается из ректификационной колонны 110 тяжелых фракций по трубопроводу 103 головного потока продукта ректификационной колонны тяжелых фракций. Головной поток продукта ректификационной колонны тяжелых фракций содержит большую часть PO, подаваемой в ректификационную колонну 110 тяжелых фракций по впускному трубопроводу 101 неочищенной PO.
Ректификационная колонна 110 тяжелых фракций может представлять собой ректификационную колонну без растворителя и может изготавливаться из любого подходящего материала, включая, не ограничиваясь, углеродистую сталь, нержавеющую сталь, армированный стекловолокном полимер (FRP), никелевые сплавы и так далее. Ректификационная колонна 110 тяжелых фракций может включать в себя любое подходящее количество теоретических ступеней или тарелок, например, около 30, 60, 100 теоретических ступеней. В некоторых вариантах осуществления, поток продукта неочищенной PO может подаваться в ректификационную колонну 110 тяжелых фракций, по меньшей мере, на 15, 20 или 25% вверх от ее нижней части. В некотором варианте осуществления, поток продукта неочищенной PO может подаваться в ректификационную колонну 110 тяжелых фракций на любой из фаз процесса от 5 до 20 включительно, считая от ее нижней части. В ректификационной колонне тяжелых фракций может использоваться уплотнитель для улучшения хода реакции пар-жидкость. Уплотнитель может изготавливаться из любого подходящего материала, в том числе, не ограничиваясь, стекла, металла, пластика или керамики. Уплотнитель может укладываться упорядоченно или засыпаться внавал. Также могут использоваться ситчатые тарелки, колпачковые тарелки или клапанные тарелки.
В некоторых вариантах осуществления, ректификационная колонна 110 тяжелых фракций может эксплуатироваться при температуре, составляющей от 30 до 150 градусов Цельсия (°C), от 35°C до 125°C или от 40°C до 100°C. В некоторых вариантах осуществления, ректификационная колонна 110 тяжелых фракций может эксплуатироваться при давлении, составляющем от 0 фунтов на квадратный дюйм маном. до 60 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 0 кПа маном. до 414 кПа маном.), от 0 фунтов на квадратный дюйм маном. до 45 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 0 кПа маном. до 311 кПа маном.) или 0 фунтов на квадратный дюйм маном. до 25 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 0 кПа маном. до 138 кПа маном.).
1
2
1
2
1
2
1
10
Не вдаваясь в теорию, система и способ отделения PO по настоящему изобретению, включающие предварительное извлечение тяжелых фракций с помощью ректификационной колонны 110 тяжелых фракций, способны обеспечивать более качественное извлечение, по меньшей мере, одного альдегида и/или метанола благодаря способу извлечения, осуществляемому посредством извлечения тяжелых фракций полуацеталей и/или ацеталей. Альдегид (имеющий формулу RCHO), например, формальдегид, может вступать в реакцию со спиртом (имеющим формулу ROH), например, не ограничиваясь, метанолом, с образованием полуацеталя (имеющего формулу RHC(OH)OR), где R и R могут представлять собой, например, водород или C-C алкил. Примером полуацеталей является метиленгликоль (CAS463-57-0) и метоксиметанол (CAS 4461-52-3) или другие соединения, полученные путем сочетания альдегид/спирт. Образование ацеталя происходит, когда гидроксильная группа полуацеталя протонируется и теряется в виде воды. В системах растворителей и формальдегид и метанол сами по себе могут представлять собой легкие фракции, но образующиеся из них полуацетали и ацетали могут представлять собой тяжелые фракции. Впоследствии, если они не будут извлечены потоками продукта очистки нижней тяжелой фракции из ректификационной колонны 110 тяжелых фракций или потоками продукта очистки верхней легкой фракции из первой колонны 120 экстракционной перегонки, то эти дополнительные продукты могут перемещаться вниз по потоку (с PO в обогащенном растворителем кубовом потоке продукта по трубопроводу 122 кубового потока первой колонны экстракционной перегонки, обсуждаемой ниже), где температура может возрасти, и изменить ход реакции. Когда ход реакции меняется, то такие альдегиды и/или спирты могут, что нежелательно, отслеживаться в продукте PO.
Поскольку большее количество метанола и/или воды в потоке продукта неочищенной PO способно обеспечить более качественное извлечение альдегидов и/или производных альдегида (например, не ограничиваясь, производные формальдегида) в ректификационной колонне 110 тяжелых фракций и потоке продукта более чистого РО (напр., в головном потоке продукта РО, извлеченном из второй колонны 140 экстракционной перегонки по трубопроводу 143 головного потока второй колонны экстракционной перегонки, обсуждаемой далее в настоящем документе), то трубопровод 104А может выполняться для подачи метанола в поток продукта неочищенной PO, а трубопровод 104В может выполняться для подачи воды в поток продукта неочищенной PO или того и другого. В некоторых вариантах осуществления, вода и метанол присутствуют в сырье для ректификационной колонны 110 тяжелых фракций в предусмотренных выше уровнях. Воду, метанол или оба эти вещества можно добавлять в поток продукта неочищенной PO из технологического процесса PO/TBA, чтобы обеспечить требуемый уровень метанола и/или воды в ректификационной колонне 110 тяжелых фракций. В некоторых вариантах осуществления, количество метанола и/или воды в потоке продукта неочищенной PO, поданном в ректификационную колонну 110 тяжелых фракций, может корректироваться (путем добавления метанола по трубопроводу 104A и/или добавления воды по трубопроводу 104B) до требуемого уровня исходя из общей концентрации альдегида в головном потоке продукта ректификационной колонны тяжелых фракций, извлеченном по трубопроводу 103 головного потока продукта ректификационной колонны тяжелых фракций. В некоторых вариантах осуществления, требуемый уровень метанола в сырье для ректификационной колонны 110 тяжелых фракций (т.е. количество метанола в потоке продукта неочищенной PO или количество метанола в потоке продукта неочищенной PO в сочетании с количеством метанола, поданного по впускному трубопроводу 104A) составляет от 0,05 до 0,7, от 0,1 до 0,5 или от 0,2 до 0,4 мас.% метанола. В некоторых вариантах осуществления, требуемый уровень воды в сырье для ректификационной колонны 110 тяжелых фракций (т.е. количество воды в потоке продукта неочищенной PO или количество воды в потоке продукта неочищенной PO в сочетании с количеством воды, поданной по впускному трубопроводу 104В) составляет от 0,1 до 1,0, от 0,2 до 0,8 или от 0,3 до 0,6 мас.% воды. Хотя метанол упоминается в данном документе в качестве примера, однако и другой спирт (ы) может использоваться во впускном трубопроводе 104A спирта и/или может присутствовать в потоке продукта неочищенной PO, подаваемом по впускному трубопроводу 101 неочищенного PO, или в другом месте, где упоминается метанол.
5
6
5
6
Потоки продукта очистки нижней тяжелой фракции, извлеченные по трубопроводу 102 потоков продукта очистки нижней тяжелой фракции, могут содержать одну или несколько примесей тяжелых фракций, выбранных из ацетона, метанола, альдегидов и производных альдегида, воды, тяжелых углеводородов (т.е. C+, C+, C, C или их смеси), акролеина, пропионового альдегида (PA), окиси изобутилена (IBO), муравьиной кислоты или их смесей. В некоторых вариантах осуществления, потоки продукта очистки нижней тяжелой фракции содержат, по меньшей мере, одну примесь, выбранную из ацетона, метанола, альдегидов и производных альдегида, воды, тяжелых углеводородов или их смесей. Альдегиды и производные альдегида могут содержать формальдегид и/или производные формальдегида. В некоторых вариантах осуществления, потоки продукта очистки нижней тяжелой фракции, извлеченные из ректификационной колонны 110 тяжелых фракций по трубопроводу 102 потоков продукта очистки нижней тяжелой фракции, содержат по меньшей мере 10, 15, 20, 25 или 30 массовых процентов метанола, поданного в поток продукта неочищенной PO по впускному трубопроводу 101 неочищенной PO. В некоторых вариантах осуществления, потоки продукта очистки нижней тяжелой фракции, извлеченные из ректификационной колонны 110 тяжелых фракций по трубопроводу 102 потоков продукта очистки нижней тяжелой фракции, содержат по меньшей мере 40, 45, 50, 55 или 60 массовых процентов воды, поданной в поток продукта неочищенной PO по впускному трубопроводу 101 неочищенной PO.
3
3
4
5
6
5
6
Головной поток продукта ректификационной колонны тяжелых фракций, извлеченный по трубопроводу 103 головного потока продукта ректификационной колонны тяжелых фракций, содержит большую часть PO, подаваемой в ректификационную колонну 110 тяжелых фракций с потоком продукта неочищенной PO, и может дополнительно содержать (каждый выражен как средний массовый процент от общего состава головного потока продукта ректификационной колонны тяжелых фракций): от 0,02 до 0,08, от 0,03 до 0,07 или от 0,04 до 0,06 массовых процентов метилформиата (MeF), от 0,1 до 0,5, от 0,2 до 0,4 или от 0,25 до 0,35 массовых процентов метанола (MeOH), от 0,005 до 0,05, от 0,01 до 0,04 или от 0,015 до 0,03 массовых процентов альдегидов и/или производных альдегида, от 0,002 до 0,04, от 0,003 до 0,03 или от 0,004 до 0,02 массовых процентов ацетальдегида (AA), от 0,0 до 0,01, от 0,0 до 0,005 или от 0,0 до 0,0001 массовых процентов формальдегида (FA), от 0,05 до 0,5, от 0,03 до 0,4 или от 0,01 до 0,3 массовых процентов воды, от 0,01 до 0,2, от 0,03 до 0,5 или от 0,05 до 0,8 массовых процентов углеводородов, от 0,005 до 0,08, от 0,015 до 0,1 или от 0,02 до 0,3 массовых процентов легких углеводородов (C+ углеводородов, C углеводородов, C углеводородов или их смеси), от 0,001 до 0,02, от 0,002 до 0,01 или от 0,003 до 0,008 массовых процентов тяжелых углеводородов (C+ углеводородов, C+ углеводородов, Cуглеводородов, Cуглеводородов или их смеси) или их смеси.
Головной поток продукта ректификационной колонны тяжелых фракций подается по трубопроводу 103 головного потока продукта ректификационной колонны тяжелых фракций в колонну 120 экстракционной перегонки (которая, как отмечено выше, также называется здесь «первой» колонной экстракционной перегонки, поскольку система может дополнительно содержать вторую колонну экстракционной перегонки вниз по потоку от нее), выполненную для извлечения головного потока первой колонны экстракционной перегонки, содержащего большую часть примесей (например, метанола), поданных в нее, и кубовых потоков первой колонны экстракционной перегонки, содержащих большую часть PO, поданных в первую колонну 120 экстракционной перегонки.
6
20
6
10
Первая колонна 120 экстракционной перегонки способна отделять, посредством перегонки с экстракционным растворителем, поданным в нее по впускному трубопроводу 129 экстракционного растворителя первой колонны экстракционной перегонки, головной поток первой колонны экстракционной перегонки или «поток продукта очистки верхней легкой фракции», содержащий, по меньшей мере, одну примесь, из потока, содержащего большую часть РО, поданной в первую колонну экстракционной перегонки по трубопроводу 103 головного потока продукта ректификационной колонны тяжелых фракций. В некоторых вариантах осуществления, обедненный экстракционный растворитель, поданный по впускному трубопроводу 129 экстракционного растворителя первой колонны экстракционной перегонки, а также обедненный экстракционный растворитель, поданный вторую колонну 140 экстракционной перегонки по впускному трубопроводу 151 (описан ниже) экстракционного растворителя колонны экстракционной перегонки, обогащенный растворитель и обедненный растворитель, упомянутые ниже, содержат углеводородный растворитель, содержащий один или несколько C-C парафинов или один или несколько C-C парафинов. Например, в некоторых вариантах осуществления, углеводородный растворитель содержит в основном октан.
Первая колонна 120 экстракционной перегонки может изготавливаться из любого подходящего материала, включая, не ограничиваясь, углеродистую сталь, нержавеющую сталь, армированный стекловолокном полимер (FRP), никелевые сплавы и так далее. Первая колонна 120 экстракционной перегонки может включать в себя любое подходящее количество тарелок или теоретических ступеней, например, около 25, 30, 35, 40 или 45 теоретических ступеней. В некоторых вариантах осуществления, головной поток продукта ректификационной колонны тяжелых фракций из ректификационной колонны 110 тяжелых фракций может подаваться в первую колонну 120 экстракционной перегонки по трубопроводу 103 головного потока продукта ректификационной колонны тяжелых фракций в месте, расположенном на 45-85, примерно на 50-80, на 55-75 или, по меньшей мере, на 45, на 50 или на 55% пути вверх колонны от нижней части первой колонны 120 экстракционной перегонки. В первой колонне экстракционной перегонки может использоваться уплотнитель для улучшения хода реакции пар-жидкость. Уплотнитель может изготавливаться из любого подходящего материала, известного специалистам в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, в том числе, не ограничиваясь, стекла, металла, пластика или керамики. Уплотнитель может укладываться упорядоченно или засыпаться внавал. Также могут использоваться ситчатые тарелки, колпачковые тарелки или клапанные тарелки.
В некоторых вариантах осуществления, первая колонна 120 экстракционной перегонки может эксплуатироваться при температуре, составляющей от 50 до 150 градусов Цельсия (°C), от 40°C до 175°C или от 30°C до 200°C. В некоторых вариантах осуществления, первая колонна 120 экстракционной перегонки может эксплуатироваться при давлении, составляющем от 0 фунтов на квадратный дюйм маном. до 60 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 0 кПа маном. до 414 кПа маном.), от 10 фунтов на квадратный дюйм маном. до 50 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 69 кПа маном. до 350 кПа маном.) или 15 фунтов на квадратный дюйм маном. до 45 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 104 кПа маном. до 311 кПа маном.). В некоторых вариантах осуществления, первая колонна 120 экстракционной перегонки может представлять собой колонну экстракционной перегонки, как описано в Патенте США № 9 593 090, содержание которого полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки для всех целей, не противоречащих данному раскрытию. Однако, как описано далее в настоящем документе, применение перегонки тяжелых фракций вверх по потоку от первой колонны 120 экстракционной перегонки способно обеспечить эксплуатацию первой колонны 120 экстракционной перегонки при более низких режимах работы, по сравнению с описанными в Патенте США № 9 593 090.
Головной поток первой колонны экстракционной перегонки или «поток продукта очистки верхней легкой фракции» содержит, по меньшей мере, одну примесь и извлекается из первой колонны 120 экстракционной перегонки по трубопроводу 123 головного потока первой колонны экстракционной перегонки. Охладитель 124 может использоваться для снижения температуры головного потока первой колонны экстракционной перегонки, поданного в него по трубопроводу 123 головного потока первой колонны экстракционной перегонки. В некоторых вариантах осуществления охладитель 124 способен снижать температуру головного потока первой колонны экстракционной перегонки до температуры, составляющей от 50°С до 65°С, от 70°С до 90°С или от 35°С до 50°С, до температуры, составляющей от 40°С до 50°С, от 45°С до 70°С или от 25°С до 35°С.
Ловушка конденсата (K/O) 121 может использоваться для отделения газа, содержащего неконденсированный компонент (ы), от жидкости, содержащей конденсированный компонент (ы). Выпускной трубопровод 125А для неконденсированного компонента или для «очистки паром» может использоваться для извлечения газа, содержащего неконденсированный компонент (ы), из K/O 121, а выпускной трубопровод 126 для конденсированного компонента может использоваться для извлечения жидкости, содержащей конденсированный компонент (ы) из К/О 121. Компоненты в головном потоке в трубопроводе 123 головного потока первой колонны экстракционной перегонки, поступающие в K/O 121 и которые неконденсированы, могут удаляться из системы 100 отделения PO по трубопроводу 125A очистки паром. Эти неконденсированные компоненты в трубопроводе 125А очистки паром могут передаваться в другой технологический процесс, утилизироваться и тому подобное. При необходимости, неконденсированные компоненты в трубопроводе 125A очистки паром могут подвергаться дальнейшей локальной обработке, например, в дополнительном конденсаторе, работающем при более низкой температуре, чем K/O 121, и так далее. В некоторых вариантах осуществления, неконденсированные компоненты в трубопроводе 125A очистки паром могут содержать ацетальдегид, метилформиат и/или другие нежелательные примеси.
Часть конденсата из K/O 121 может подаваться обратно в виде потока орошения в первую колонну 120 экстракционной перегонки по трубопроводу 126A потока орошения головного потока первой колонны экстракционной перегонки, а часть конденсата из K/O 121 может извлекаться из системы в виде жидкого потока продукта очистки верхней легкой фракции по трубопроводу 126B жидкого потока продукта очистки верхней легкой фракции.
3
4
Поток продукта очистки верхней легкой фракции, извлекаемый по трубопроводу 123 головного потока первой колонны экстракционной перегонки, трубопроводу 125A чистки паром и/или трубопроводу 126B жидкого потока продукта очистки верхней легкой фракции, может содержать одну или несколько примесей, выбранных из альдегидов (например, ацетальдегида (AA), формальдегида и т.д.), метилформиата (MF), метанола (MeOH), воды, C (т.е. углеводородов, содержащих три атома углерода), C (т.е. углеводородов, содержащих четыре атома углерода) или их смесь.
В некоторых вариантах осуществления, первая колонна 120 экстракционной перегонки дополнительно способна выгружать продукт бокового погона. Например, в некотором варианте осуществления, показанном на Рисунке 1, первая колонна 120 экстракционной перегонки оборудована трубопроводом 127 бокового погона, в результате чего жидкий боковой погон может извлекаться из первой колонны 120 экстракционной перегонки. Жидкий боковой погон в трубопроводе 127 из первой колонны 120 экстракционной перегонки может содержать РО, воду, метанол, ацетальдегид, гликоли и/или другие примеси и может подаваться в приемный сосуд 115. Приемный сосуд 115 способен облегчить извлечение воды, гликоля (ей) и других водорастворимых примесей из первой колонны 120 экстракционной перегонки посредством потока очистки водной фазы. Например, жидкий боковой погон, извлеченный по трубопроводу 127 жидкого бокового погона, может объединяться с водой в трубопроводе 128 впуска воды и с растворителем (напр., обедненным растворителем), например, с помощью трубопровода 118 обедненного растворителя из приемного сосуда (который может находиться в жидкостном соединении с первой отпарной колонной 130 растворителя, второй отпарной колонной 150 растворителя или обоими, как описано более подробно ниже), и подаваться по трубопроводу 114 подачи в приемный сосуд 115.
Приемный сосуд 115 способен осуществлять отделение водной фазы от органической фазы. В некоторых вариантах осуществления, упоминаемый как «приемный сосуд», приемный сосуд 115 содержит как минимум один смеситель, коагулятор и отстойник. Смеситель может представлять собой диафрагменный смеситель, статический смеситель и тому подобное. Приемный сосуд 115 может содержать отстойник и/или систему промывки водой, как описано в Патенте США № 9 593 090, или любую другую подходящую систему промывки водой и систему декантации, называемую «приемным сосудом с промывкой водой». Поток очистки водной фазы с высокой концентрацией примесей может удаляться из приемного сосуда 115 по выпускному трубопроводу 116 потока очистки водной фазы. Поток очистки водной фазы может содержать, например, воду, метанол, один или несколько гликолей, метилформиат, альдегиды (например, ацетальдегид, формальдегид и т.д.), производные альдегида, другие примеси водной фазы или их смесь. Поток очистки водной фазы может содержать большую часть, в массовых процентах, метанола и воды, подаваемых в приемный сосуд 115 по трубопроводу 114 подачи в приемный сосуд. Как отмечалось выше, и не вдаваясь в теорию, источником гликолевых примесей в системе 100 отделения PO могут являться различные растворители, качество которых со временем ухудшается в присутствии воды и окиси пропилена, например, за счет образования гликолей. За счет извлечения примесей (например, воды и пропиленгликоля) можно поддерживать эффективность углеводородного растворителя в системе 100 отделения PO. В некоторых вариантах осуществления, поток очистки водной фазы содержит от 10 до 50, от 15 до 45 или от 20 до 40 массовых процентов метанола. В некоторых вариантах осуществления, поток очистки водной фазы содержит от 0,1 до 5,0, от 0,2 до 2,5 или от 0,3 до 1,0 массовых процентов одного или нескольких гликолей.
Органическая фаза может извлекаться из приемного сосуда 115 по выпускному трубопроводу 117 органической фазы. Органическая фаза может сдержать, например, экстракционный растворитель, окись пропилена или их смесь. В некоторых вариантах осуществления, органическая фаза содержит от 50 до 95, от 60 до 90 или от 70 до 90 массовых процентов экстракционного растворителя. В некоторых вариантах осуществления, органическая фаза содержит от 5 до 30, от 7 до 25 или от 10 до 20 массовых процентов окиси пропилена. Органическая фаза в выпускном трубопроводе 117 органической фазы и/или впускном трубопроводе 129 экстракционного растворителя первой колонны экстракционной перегонки может содержать некоторый объем водной фазы в количестве, имеющем нижний предел и/или верхний предел, причем каждый выражен как массовый процент. Диапазон может включать или исключать нижний предел и/или верхний предел. Нижний предел и/или верхний предел объема водной фазы в органической фазе выбирается среди 0, 0,01, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,7, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10 массовых процентов. Например, в отходящем потоке органической фазы системы промывки может присутствовать менее чем 0,1% водной фазы или в отходящем потоке органической фазы системы промывки может присутствовать менее 10% водной фазы.
Промывка водой в приемном сосуде 115 может осуществляться путем объединения жидкого бокового погона в трубопроводе 127 бокового погона (содержащего окись пропилена и примеси) с водой и растворителем (напр., углеводородным растворителем). Вода, поданная по трубопроводу 128 впуска воды, может использоваться для извлечения примесей из окиси пропилена. Вода, поданная по трубопроводу 128 впуска воды, может представлять собой водопроводную воду, очищенную воду, деминерализованную воду, деионизированную воду, восстановленную технологическую воду или их смесь. Растворитель, поданный по трубопроводу 118 обедненного растворителя из приемного сосуда, может использоваться для уменьшения потери окиси пропилена в водной фазе. Эффективное перемешивание может способствовать извлечению примесей. Эффективное коалесцирование и достаточное время пребывания в приемном сосуде 115 также может помочь уменьшить унос водной фазы в отходящий поток органической фазы. Следует отметить, что другие схемы компоновки колонны 120 экстракционной перегонки и приемного сосуда 115 имеют целью образование и выгрузку потока очистки водной фазы. Например, другие схемы компоновки описаны в Патенте США № 9 593 090.
Впускной трубопровод 129 экстракционного растворителя колонны экстракционной перегонки выполнен для подачи экстракционного растворителя в первую колонну 120 экстракционной перегонки в месте, расположенном на 65-95, 65-90, 70-90 или, по меньшей мере, 60, 65, или 70% пути вверх колонны от нижней части первой колонны 120 экстракционной перегонки. В некоторых вариантах осуществления растворители, извлеченные из приемного сосуда 115 в органической фазе, могут повторно подаваться в первую колонну 120 экстракционной перегонки, так что PO и/или углеводородный растворитель в этом процессе могут извлекаться или использоваться повторно.
Извлечение легких фракций и потоков очистки водной фазы через первую колонну 120 экстракционной перегонки и приемный сосуд 115 эффективно для извлечения различных легких примесей, например, не ограничиваясь, метилформиата, формальдегида, ацетальдегида, производных альдегида, воды и метанола. Это может помочь сохранить на низком уровне образование полуацеталя и или ацеталя в первой колонне 120 экстракционной перегонки. Как указано выше в настоящем документе, полуацеталь и ацеталь могут, что нежелательно, поступать в кубовые потоки продукта с высоким содержанием растворителя по трубопроводу 122 кубовых потоков первой колонны экстракционной перегонки и затем разделяться в колоннах вниз по потоку на альдегиды и спирты, загрязняя продукт окиси пропилена и извлекая полуацетали, ацетали и/или их прекурсоры в ректификационной колонне 110 тяжелых фракций, первой колонне 120 экстракционной перегонки и/или приемном сосуде 115, минимизируя наличие примесей в очищенном продукте РО (напр., в головном потоке продукта РО, извлеченном из второй колонны 140 экстракционной перегонки по трубопроводу 143 головного потока второй колонны экстракционной перегонки).
Примеси, извлеченные в первой колонне 120 экстракционной перегонки, могут включать метилформиат, формальдегид, ацетальдегид, метанол, воду или их смеси. Большая часть примесей в потоке продукта очистки верхней легкой фракции, извлеченная из первой колонны 120 экстракционной перегонки по трубопроводу 123 головного потока первой колонны экстракционной перегонки, может извлекаться путем объединения продукта газовой очистки паром в выпускном трубопроводе 125А для неконденсированного компонента, жидкого потока продукта очистки верхней легкой фракции в трубопроводе 126B жидкого потока продукта очистки верхней легкой фракции и потока очистки водной фазы в выпускном трубопроводе 116 потока очистки водной фазы из приемного сосуда 115.
Отпарная колонна 130 растворителя (который может упоминаться здесь как «первая» отпарная колонна растворителя, когда вторая отпарная колонна 150 растворителя используется вниз по потоку от нее) может использоваться для отделения углеводородного растворителя от обогащенного растворителем кубового потока продукта, извлеченного из первой колонны 120 экстракционной перегонки, и введенного в первую отпарную колонну 130 растворителя по трубопроводу 122 кубовых потоков первой колонны экстракционной перегонки.
Первая отпарная колонна 130 растворителя может представлять собой отпарную колонну с тарелками или уплотнителем. Первая отпарная колонна 130 растворителя может изготавливаться из любого подходящего материала, включая, не ограничиваясь, нержавеющей сталь, углеродистую сталь, армированный стекловолокном полимер (FRP), никелевые сплавы и так далее. Первая отпарная колонна 130 растворителя может включать в себя любое подходящее количество тарелок или теоретических ступеней, например, около 0, 5, 10, или 15 теоретических ступеней. Кубовые потоки продукта с высоким содержанием растворителя в трубопроводе 122 кубовых потоков первой колонны экстракционной перегонки могут подаваться в первую отпарную колонну 130 растворителя в верхнюю часть секции тарелок или секции уплотнителя. В первой отпарной колонне 130 растворителя может использоваться уплотнитель для улучшения хода реакции пар-жидкость. Уплотнитель может изготавливаться из любого подходящего материала, в том числе, не ограничиваясь, стекла, металла, пластика и керамики. В случае использования уплотнителя, он может укладываться упорядоченно или засыпаться внавал и тому подобное. Если используются тарелки, то они могут представлять собой ситчатые тарелки, колпачковые тарелки или клапанные тарелки и так далее.
В некоторых вариантах осуществления, первая отпарная колонна 130 растворителя может эксплуатироваться при температуре, составляющей от 80 до 200 градусов Цельсия (°C), от 90°C до 180°C или от 100°C до 175°C. В некоторых вариантах осуществления, первая отпарная колонна 130 растворителя может эксплуатироваться при давлении, составляющем от 0 фунтов на квадратный дюйм маном. до 40 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 0 кПа маном. до 276 кПа маном.), от 10 фунтов на квадратный дюйм маном. до 40 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 69 кПа маном. до 276 кПа маном.) или от 15 фунтов на квадратный дюйм маном. до 30 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 104 кПа маном. до 210 кПа маном.), или от 17 фунтов на квадратный дюйм маном. до 35 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 118 кПа маном. до 244 кПа маном.).
Трубопровод 133 головного потока продукта первой отпарной колонны растворителя выполняется для извлечения головного потока продукта первой отпарной колонны растворителя, содержащего большую часть окиси пропилен, поступающего с обогащенным растворителем кубовым потоком продукта, а трубопровод 132 кубовых потоков первой отпарной колонны растворителя выполняется для извлечения кубовых потоков первой отпарной колонны растворителя, содержащих обедненный растворитель. Первая отпарная колонна 130 растворителя может находиться в жидкостном соединении с первой колонной 120 экстракционной перегонки (например, с помощью трубопровода 132 кубовых потоков первой отпарной колонны растворителя и впускного трубопровода 129 экстракционного растворителя первой колонны экстракционной перегонки), так что, по меньшей мере, часть обедненного растворителя, отделенного от обогащенного растворителем кубового потока продукта в первой отпарной колонне 130 растворителя, может подаваться в первую колонну 120 экстракционной перегонки в качестве экстракционного растворителя. Кроме того, или дополнительно, первая отпарная колонна 130 растворителя может находиться в жидкостном соединении с приемным сосудом 115 (например, с помощью объединения трубопровода 132 кубовых потоков первой отпарной колонны растворителя, впускного трубопровода 129 экстракционного растворителя первой колонны экстракционной перегонки и/или трубопровода 118 обедненного растворителя из приемного сосуда), так что, по меньшей мере, часть обедненного растворителя, отделенного от обогащенного растворителем кубового потока продукта в первой отпарной колонне 130 растворителя, может подаваться в приемный сосуд 115.
Вторая колонна 140 экстракционной перегонки может выполняться способной отделять головной поток продукта первой отпарной колонны растворителя в головной поток второй колонны экстракционной перегонки, содержащий поток продукта PO, содержащий большую часть PO, поданного во вторую колонну 140 экстракционной перегонки с помощью головного потока продукта первой отпарной колонны растворителя и кубовых потоков второй колонны экстракционной перегонки, содержащих обогащенный растворитель. Вторая колонна 140 экстракционной перегонки способна отделять посредством перегонки с экстракционным растворителем, головной поток второй колонны экстракционной перегонки или ‘Продукт PO’, содержащий большую часть PO, поданного во вторую колонну 140 экстракционной перегонки с помощью трубопровода 133 головного потока продукта первой отпарной колонны растворителя из кубовых потоков второй колонны экстракционной перегонки, содержащих обогащенный растворитель. Головной поток второй колонны экстракционной перегонки, содержащий продукт РО, извлекается из второй колонны 140 экстракционной перегонки по трубопроводу 143 головного потока второй колонны экстракционной перегонки. Трубопровод 142 кубовых потоков второй колонны экстракционной перегонки выполняется для извлечения кубовых потоков второй колонны экстракционной перегонки, содержащих обогащенный растворитель, из второй колонны 140 экстракционной перегонки. Экстракционный растворитель может подаваться во вторую колонну 140 экстракционной перегонки по впускному трубопроводу 151 экстракционного растворителя второй колонны экстракционной перегонки, который может находиться в жидкостном соединении со второй отпарной колонной 150 растворителя, как описано далее в настоящем документе. Экстракционный растворитель может подаваться во вторую колонну 140 экстракционной перегонки в месте, расположенном на 50-90%, 60-90% или 50-85% пути вверх колонны от ее нижней части.
Вторая колонна 140 экстракционной перегонки может изготавливаться из любого подходящего материала, включая, не ограничиваясь, углеродистую сталь, нержавеющую сталь, армированный стекловолокном полимер (FRP), никелевые сплавы и так далее. Вторая колонна 140 экстракционной перегонки может включать в себя любое подходящее количество тарелок или теоретических ступеней, например, около 50, 40, или 30 теоретических ступеней. В некоторых вариантах осуществления, головной поток продукта первой отпарной колонны растворителя в трубопроводе 133 головного потока продукта первой отпарной колонны растворителя из первой отпарной колонны 130 растворителя может подаваться во вторую колонну 140 экстракционной перегонки в месте, расположенном, как минимум, на 15, 20 или 25% пути вверх колонны от ее нижней части. Во второй колонне 140 экстракционной перегонки может использоваться уплотнитель для улучшения хода реакции пар-жидкость. Уплотнитель может изготавливаться из любого подходящего материала, в том числе, не ограничиваясь, стекла, металла, пластика или керамики. Уплотнитель может укладываться упорядоченно или засыпаться внавал. Также могут использоваться ситчатые тарелки, колпачковые тарелки или клапанные тарелки.
В некоторых вариантах осуществления, вторая колонна 140 экстракционной перегонки может эксплуатироваться при температуре, составляющей от 30 до 250 градусов Цельсия (°C), от 40°C до 200°C или от 45°C до 175°C. В некоторых вариантах осуществления, вторая колонна 140 экстракционной перегонки может эксплуатироваться при давлении, составляющем от 0 фунтов на квадратный дюйм маном. до 60 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 0 кПа маном. до 414 кПа маном.), от 5 фунтов на квадратный дюйм маном. до 50 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 35 кПа маном. до 350 кПа маном.) или от 10 фунтов на квадратный дюйм маном. до 40 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 69 кПа маном. до 276 кПа маном.).
Продукт PO, извлеченный из второй колонны 140 экстракционной перегонки по трубопроводу 143 головного потока второй колонны экстракционной перегонки, может составлять менее чем 0,010, 0,005, 0,004, 0,003, 0,002 или 0,001 мас.% (менее чем 100, 50, 40, 30, 20 или 10 ч/млн.) метанола, менее чем 0,010, 0,005, 0,004, 0,003, 0,002, 0,001 или 0,0005 массовых процентов (менее чем 100, 50, 40, 30, 20, 10 или 5 ч/млн.) метилформиата, менее чем 0,025, 0,010 или 0,005 мас.% (менее чем 250, 100 или 50 ч/млн.) воды, менее чем 0,005, 0,002 или 0,001 мас.% (менее 50, 20 или 10 ч/млн.) ацетальдегида, менее чем 0,001, 0,0005 или 0,0001 мас.% (менее чем 10, 5 или 1 ч/млн.) формальдегида и/или производных альдегида или их смесь. Степень чистота окиси пропилена в головном потоке продукта РО в трубопроводе 143 головного потока второй колонны экстракционной перегонки (т.е. дистилляте второй колонны 140 экстракционной перегонки) может составлять больше чем или равняться 99,0, 99,9, 99,98 или 99,99 массовым процентам окиси пропилена. Такой очищенный PO (напр., имеющий степень чистоты PO, составляющую более чем или равную 99,0, 99,9, 99,98 или 99,99 массовым процентам окиси пропилена) может упоминаться здесь как «чистый» PO. Система 100 и способ отделения PO по настоящему изобретению, включающие предварительное извлечение тяжелых фракций, могут давать относительно высокий выход, превышающий или равный 90, 95 или 98 массовым процентам извлечения PO, из потока продукта неочищенной PO в впускном трубопроводе 101 неочищенной PO, в продукт РО в конденсированном головном потоке второй колонны экстракционной перегонки в трубопроводе 143 головного потока второй колонны экстракционной перегонки, направленном в виде продукта дистилляции.
Трубопровод 142 кубовых потоков второй колонны экстракционной перегонки выполняется для подачи кубовых потоков второй колонны экстракционной перегонки, содержащих обогащенный растворитель, во вторую отпарную колонну 150 растворителя. Вторая отпарная колонна 150 растворителя может представлять собой колонну экстракционной перегонки. Вторая отпарная колонна 150 растворителя может изготавливаться из любого подходящего материала, включая, не ограничиваясь, нержавеющей сталь, углеродистую сталь, армированный стекловолокном полимер (FRP), никелевые сплавы и так далее. Вторая отпарная колонна 150 растворителя может включать в себя любое подходящее количество теоретических ступеней, например, около 30, 25, 20, 15, или 10 теоретических ступеней. Кубовые потоки второй колонны экстракционной перегонки, содержащие обогащенный растворитель, в трубопроводе 142 кубовых потоков второй колонны экстракционной перегонки могут подаваться во вторую отпарную колонну 150 растворителя в месте, расположенном на 60%-95%, 65%-90%, или 70%-85% пути вверх колонны от ее нижней части. Во второй отпарной колонне 150 растворителя может использоваться уплотнитель для улучшения хода реакции пар-жидкость. Уплотнитель может изготавливаться из любого подходящего материала, в том числе, не ограничиваясь, стекла, металла, пластика и керамики. В случае использования уплотнителя, он может укладываться упорядоченно или засыпаться внавал и тому подобное. Если используются тарелки, то они могут представлять собой ситчатые тарелки, колпачковые тарелки или клапанные тарелки и так далее.
В некоторых вариантах осуществления, вторая отпарная колонна 150 растворителя может эксплуатироваться при температуре, составляющей от 40 до 200 градусов Цельсия (°C), от 45°C до 190°C или от 45°C до 180°C. В некоторых вариантах осуществления, вторая отпарная колонна 150 растворителя может эксплуатироваться при давлении, составляющем от 5 фунтов на квадратный дюйм маном. до 45 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 35 кПа маном. до 311 кПа маном.), от 5 фунтов на квадратный дюйм маном. до 30 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 35 кПа маном. до 207 кПа маном.) или от 15 фунтов на квадратный дюйм маном. до 45 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 104 кПа маном. до 311 кПа маном.).
5
6
7
6
7
5
3
4
8
20
Трубопровод 153 головного потока второй отпарной колонны растворителя может выполняться способным извлекать поток продукта очистки легких углеводородов, содержащего углеводородные примеси, например, не ограничиваясь, C, C и/или C углеводороды. В некоторых вариантах осуществления, поток продукта очистки легких углеводородов в трубопроводе 153 головного потока второй отпарной колонны растворителя содержит, главным образом C, главным образом C или их смесь. Например, такие углеводородные примеси включают, не ограничиваясь, 2-метилпентан, пропиленгликоль, метиловый простой эфир и различные C+ углеводороды. (Несмотря на то, что это называется потоком продукта очистки легких углеводородов, углеводороды в потоке продукта очистки легких углеводородов могут считаться «тяжелыми» углеводородами по сравнению с углеводородами (в основном, С и С), извлеченными по трубопроводу 126B жидкого потока продукта очистки верхней легкой фракции.) Трубопровод 152 кубовых потоков второй отпарной колонны растворителя выполняется для извлечения кубовых потоков второй отпарной колонны, содержащих обедненный растворитель (напр., в основном C-C углеводороды, например, в основном октан). В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, часть обедненного растворителя в кубовых потоках второй отпарной колонне растворителя может подаваться по впускному трубопроводу 151 экстракционного растворителя второй колонны экстракционной перегонки во вторую колонну 140 экстракционной перегонки, как обсуждалось выше. В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, часть обедненного растворителя в кубовых потоках второй отпарной колонне растворителя может подаваться по впускному трубопроводу 152 кубовых потоков второй отпарной колонны растворителя в первую колонну 120 экстракционной перегонки по впускному трубопроводу 129 экстракционного растворителя первой колонны экстракционной перегонки. В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, часть обедненного растворителя в кубовых потоках второй отпарной колонны растворителя может подаваться в приемный сосуд 115 по трубопроводу 152 кубовых потоков второй отпарной колонны растворителя, по впускному трубопроводу 129 экстракционного растворителя первой колонны экстракционной перегонки, по трубопроводу 118 обедненного растворителя из приемного сосуда и/или по трубопроводу 114 подачи в приемный сосуд.
На Рисунке 2 представлено схематическое изображение системы 100А отделения окиси пропилена в соответствии с другим вариантом осуществления данного изобретения. В варианте осуществления, показанном на Рисунке 2, трубопровод 127 бокового погона в варианте осуществления, показанном на Рисунке 1, заменен трубопроводом 126С. Трубопровод 126C может выполняться таким образом, что часть конденсата из K/O 121 может объединяться с потоком продукта трубопровода 118 обедненного растворителя из приемного сосуда в объединенном трубопроводе 118A. Кроме того, в варианте осуществления, изображенном на Рисунке 2, органическая фаза в выпускном трубопроводе 117 органической фазы из приемного сосуда 115 может подаваться в первую колонну 120 экстракционной перегонки. В некоторых вариантах осуществления, органическая фаза в выпускном трубопроводе 117 органической фазы может объединяться с растворителем первой колонны экстракционной перегонки во впускном трубопроводе 129 растворителя первой колонны экстракционной перегонки перед подачей в первую колонну 120 экстракционной перегонки.
На Рисунке РИС. 3 представлено схематическое изображение системы 100B отделения окиси пропилена в соответствии с другим вариантом осуществления данного изобретения. В варианте осуществления, показанном на Рисунке 3, трубопровод 127 бокового погона аналогичным образом заменен трубопроводом 126C, посредством которого часть конденсата из K/O 121 может объединяться с потоком продукта трубопровода 118 обедненного растворителя из приемного сосуда в объединенном трубопроводе 118A. В отличие от варианта осуществления, показанного на Рисунке 2, в системе 100В отделения окиси пропилена, показанной на Рисунке 3, органическая фаза в выпускном трубопроводе 117 органической фазы из приемного сосуда 115 может подаваться во вторую отпарную колонну 150 растворителя. В некоторых вариантах осуществления, например показанном на Рисунке 3, органическая фаза в выпускном трубопроводе 117 органической фазы может объединяться с кубовыми потоками второй колонны экстракционной перегонки в трубопроводе 142 кубовых потоков второй колонны экстракционной перегонки перед подачей во вторую отпарную колонну 150 растворителя.
На Рисунке 4 представлено схематическое изображение системы 100С отделения окиси пропилена в соответствии с другим вариантом осуществления данного изобретения. В варианте осуществления, показанном на Рисунке 4, жидкий поток продукта очистки в трубопроводе 126B жидкого потока продукта очистки верхней легкой фракции может подаваться в приемный сосуд 115. В некоторых вариантах осуществления, трубопровод 126B жидкого потока продукта очистки верхней легкой фракции может объединяться с трубопроводом 114 подачи в приемный сосуд перед вводом в приемный сосуд 115. Кроме того, в варианте осуществления, изображенном на Рисунке 4 органическая фаза в выпускном трубопроводе 117 органической фазы из приемного сосуда 115 может подаваться в первую колонну 120 экстракционной перегонки. В вариантах осуществления, как показано на Рисунке 4, органическая фаза в выпускном трубопроводе 117 органической фазы может объединяться с растворителем первой колонны экстракционной перегонки в впускном трубопроводе 129 растворителя первой колонны экстракционной перегонки перед подачей в первую колонну 120 экстракционной перегонки.
На Рисунке 5 представлено схематическое изображение системы 100D отделения окиси пропилена в соответствии с другим вариантом осуществления данного изобретения. В варианте осуществления, показанном на Рисунке 5, жидкий поток продукта очистки в трубопроводе 126B жидкого потока продукта очистки верхней легкой фракции может подаваться в приемный сосуд 115. В некоторых вариантах осуществления, жидкий поток продукта очистки верхней легкой в трубопроводе 126B жидкого потока продукта очистки верхней легкой фракции может объединяться с трубопроводом 114 подачи в приемный сосуд перед вводом в приемный сосуд 115. Кроме того, в варианте осуществления, изображенном на Рисунке 5 органическая фаза в выпускном трубопроводе 117 органической фазы из приемного сосуда 115 может подаваться во вторую отпарную колонну 150 растворителя. В некоторых вариантах осуществления, например показанном на Рисунке 5, органическая фаза в выпускном трубопроводе 117 органической фазы может объединяться с кубовыми потоками второй колонны экстракционной перегонки в трубопроводе 142 кубовых потоков второй колонны экстракционной перегонки перед подачей во вторую отпарную колонну 150 растворителя.
Особенности / Потенциальные преимущества
Система и способ данного изобретения предусматривают извлечение тяжелых фракций из потока продукта неочищенной PO в качестве стадии вверх по потоку в технологическом процессе очистки PO. В некоторых вариантах осуществления, извлечение тяжелых фракций является первой стадией в технологическом процессе очистки PO согласно этому раскрытию. В некоторых вариантах осуществления, извлечение тяжелых фракций посредством перегонки без растворителя является единственной стадией перегонки вверх по потоку от (первой) колонны экстракционной перегонки в технологическом процессе очистки PO в соответствии с настоящим изобретением. В некоторых вариантах осуществления, система, в соответствии с настоящим изобретением, не содержит перегонной колонны без растворителя вверх по потоку от первой колонны экстракционной перегонки, за исключением ректификационной колонны тяжелых фракций. В некоторых вариантах осуществления, способ, в соответствии с настоящим изобретением, не содержит перегонной колонны без растворителя вверх по потоку от первой колонны экстракционной перегонки, за исключением ректификационной колонны тяжелых фракций. В некоторых вариантах осуществления, в соответствии с настоящим изобретением, стадии отделения вниз по потоку (напр., в первой колонне экстракционной перегонки, второй колонне экстракционной перегонки или обоих) могут осуществляться при более низких температурах, чем соответствующие стадии отделения в аналогичной системе, без извлечения тяжелых фракций вверх по потоку. В некоторых вариантах осуществления, система, в соответствии с настоящим изобретением, не содержит щелочного смесителя и/или колонку обратной промывки, как описано в Патенте США № 9 593 090.
В некоторых вариантах осуществления, общий поток продукта очистки PO, который представляет собой общую PO в объединенных потоках: (а) потоке продукта очистки нижней тяжелой фракции, извлеченного из ректификационной колонны 110 тяжелых фракций по трубопроводу 102 потоков продукта очистки нижней тяжелой фракции, (b) потоке продукта очистки верхней легкой фракции, извлеченного из первой колонны 120 экстракционной перегонки, по трубопроводу 125A очистки паром головного потока первой колонны экстракционной перегонки и трубопроводу 126B жидкого потока продукта очистки верхней легкой фракции, (c) потоке продукта очистки легких углеводородов, извлеченного из второй отпарной колонны 150 растворителя по трубопроводу 153 головного потока второй отпарной колонны растворителя, и (d) потоке очистки водной фазы, извлеченного из приемного сосуда 115 по выпускному трубопроводу 116 потока очистки водной фазы, содержит меньше чем или 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,5 или 0,3 массовых процентов общей PO в потоке продукта неочищенной PO, поданного в ректификационную колонну 110 тяжелых фракций (т.е. общую PO в неочищенной PO, поданной в ректификационную колонну 110 тяжелых фракций по впускному трубопроводу 101 неочищенной PO). В некоторых вариантах осуществления, система или способ, в соответствии с настоящим изобретением, учитывают сниженные кубовые потоки PO и общий поток продукта очистки PO, составляющие меньше чем или равные 18, 17,5, 17, 16,5, 16, 15,5, 15, 14,5 или 14 массовым процентам от общей РО в потоке продукта неочищенной PO. В некоторых вариантах осуществления, система или способ, в соответствии с настоящим изобретением, учитывают сниженные кубовые потоки PO и общий поток продукта очистки PO, составляющие меньше чем или равные 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,5, 0,3 или 0,1 массовым процентам от общей РО в потоке продукта неочищенной PO.
Посредством расположения ректификационной колонны тяжелых фракций, не содержащей растворителя, в начале технологического процесса очистки PO и извлечения тяжелых фракций из ее нижней части, в последующую колонну экстракционной перегонки (напр., первую колонну 120 экстракционной перегонки) может подаваться более чистый поток PO. Неожиданно было обнаружено, что, в некоторых вариантах осуществления, извлечение тяжелых фракций (способное извлекать альдегиды и/или производные альдегида, например, не ограничиваясь, формальдегид и производные формальдегида) с кубовыми потоками передней ректификационной колонны 110 тяжелых фракций может приводить к более эффективному извлечению легких фракций (напр., с помощью потока продукта очистки верхней легкой фракции по трубопроводу 125A очистки паром головного потока первой колонны экстракционной перегонки и трубопроводу 126B жидкого потока продукта очистки верхней легкой фракции) в колонне экстракционной перегонки вниз по потоку от ректификационной колонны тяжелых фракций (напр., в первой колонне 120 экстракционной перегонки). Это способно облегчить производство очищенного продукта РО, имеющего требуемую степень чистоты. В некоторых вариантах осуществления, раскрытые в настоящем документе система и способ обеспечивают извлечение очищенного продукта РО в виде головного потока/погона из находящейся вниз по потоку колонны экстракционной перегонки (напр., в виде головного потока продукта РО в трубопроводе 143 головного потока второй колонны экстракционной перегонки из второй колонны 140 экстракционной перегонки).
Раскрытые в настоящем документе система и способ, включающие извлечение тяжелых фракций вверх по потоку, способны уменьшить поток растворителя в переднем контуре, содержащем первую колонну 120 экстракционной перегонки и первую отпарную колонну 130 растворителя, по сравнению с обычной системой очистки РО, в которой вверх по потоку от (первой) экстракционной перегонки отсутствует извлечение тяжелых фракций для извлечения потока продукта очистки верхней легкой фракции. Например, в некоторых вариантах осуществления, такой уменьшенный поток растворителя может быть снижен, по меньшей мере, на 30, 40 или 50% от объемной скорости потока трубопровода 132 кубовых потоков первой отпарной колонны растворителя.
Извлечение тяжелых фракций в соответствии с настоящим изобретением позволяет подавать потоки продукта неочищенной PO, имеющие относительно большие количества воды и метанола, например, непосредственно в систему 100 очистки PO (напр., непосредственно в ректификационную колонну 110 тяжелых фракций).
Следующие примеры демонстрируют главным образом систему и способ в соответствии с настоящим изобретением. Специалистам в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, очевидно множество вариаций, которые соответствуют духу этого раскрытия и объему формулы изобретения.
ПРИМЕРЫ
Пример 1. Как показано на Рисунке 1, в ректификационную колонну 110 тяжелых фракций подавали 3 фунта/час поток неочищенной РО в точку, находящуюся на 15-25% вверх от ее нижней части. Ректификационная колонна 110 тяжелых фракций изготавливалась из 2-х дюймовой трубы из нержавеющей стали сортамента 40 и содержала 195 дюймов уплотнителя из нержавеющей стали PRO-PAK 0,24”. Давление в ректификационной колонне тяжелых фракций поддерживалось равным примерно 25 фунтов на квадратный дюйм. Тепло подводилось к ребойлеру в нижней части ректификационной колонны 110 тяжелых фракций, чтобы отбирать примерно 90-95% головного потока сырья. Кубовые потоки из ректификационной колонны 110 тяжелых фракций составляли 0,195 фунта/час. Пары, отводимые с верха колонны, конденсировались, а 4,5 фунта/час конденсированной жидкости возвращалось в верхнюю часть ректификационной колонны 110 тяжелых фракций в виде потока орошения.
Дистиллят из ректификационной колонны 110 тяжелых фракций подавался в колонну 120 экстракционной перегонки в точку, находящуюся, по меньшей мере, на 60% вверх от ее нижней части. Первая колонна 120 экстракционной перегонки изготавливалась из 2-х дюймовой трубы из нержавеющей стали сортамента 40 и содержала 149 дюймов уплотнителя из нержавеющей стали PRO-PAK 0,24”. Давление в первой колонне 120 экстракционной перегонки поддерживалось равным примерно от 25 до 30 фунтов на квадратный дюйм. Первая колонна 120 экстракционной перегонки имела отвод жидкого бокового погона от колпачковой тарелки, расположенной примерно на 80-85% пути вверх колонны от ее нижней части. Насос использовался для управления боковым погоном при 0,45 фунта/час.
Жидкий боковой погон смешивали обедненным растворителем, при расходе 2,2 фунта/час, из нижней части первой отпарной колонной 130 растворителя с помощью статического смесителя и подавали в приемный сосуд 115. Приемный сосуд 115 изготавливался из стеклянной трубы с внутренним диаметром 2” (ID). Водную фазу собирали из нижней части приемного сосуда 115, при расходе 0,02 фунта/час, и утилизировали. Верхний слой из приемного сосуда 115 смешивали, при расходе 10 фунтов/час, с обедненным растворителем из нижней части первой отпарной колонны 130 растворителя, и, при расходе плюс 1,3 фунта/час, с обедненным растворителем из нижней части второй отпарной колонны 150 растворителя и перекачивали обратно в первую колонну 120 экстракционной перегонки в точку, находящуюся на 75-85% вверх от ее нижней части. Пар из верхней части первой колонны 120 экстракционной перегонки конденсировался. Жидкий конденсат, при расходе 0,15 фунтов/час, отбирался в качестве дистиллята. Жидкий конденсат, при расходе 0,57 фунтов/час, возвращали в верхнюю часть первой колонны 120 экстракционной перегонки в виде потока орошения. В нижнюю часть первой колонны 120 экстракционной перегонки подавалось достаточное количество тепла, чтобы генерировать достаточно пара для поддержания постоянного уровня в приемнике орошающей фракции.
Кубовые потоки из первой колонны 120 экстракционной перегонки передавались в качестве сырья в верхнюю часть первой отпарной колонны 130 растворителя. Первая отпарная колонна 130 растворителя, который изготавливалось из 2-дюймовой трубы сортамента 40, содержала 21 дюйм уплотнителя того же типа, что и ректификационная колонна 110 тяжелых фракций и первая колонна 120 экстракционной перегонки. В первую отпарную колонну 130 растворителя подавалось достаточное количество тепла, чтобы получать примерно от 3,5 до 4,0 фунтов/час дистиллята. Кубовые потоки первой отпарной колонны 130 растворителя использовали в качестве обедненного растворителя для первой колонны 120 экстракционной перегонки и приемного сосуда 115, как описано выше.
Головной дистиллят из первой отпарной колонны 130 растворителя конденсировался и перекачивался во вторую колонну 140 экстракционной перегонки в месте, расположенном на 15-20% пути вверх от ее нижней части. Вторая колонна 140 экстракционной перегонки изготавливалась из 2-дюймовой трубы из нержавеющей стали сортамента 40 и содержала 116 дюймов уплотнителя из нержавеющей стали PRO-PAK 0,24”. Давление во второй колонне 140 экстракционной перегонки поддерживалось равным примерно от 20 до 25 фунтов на квадратный дюйм. Во вторую колонну 140 экстракционной перегонки также подавали 6,5 фунтов/час обедненного растворителя из кубового потока второй отпарной колонны 150 растворителя. Этот растворитель подавали во вторую колонну 140 экстракционной перегонки в месте, расположенном на 60-80% пути вверх колонны от ее нижней части. Пар с верхней части второй колонны 140 экстракционной перегонки, конденсировался, а данная жидкость, при расходе 2,8 фунта/час, подавалось в верхнюю часть второй колонны 140 экстракционной перегонки в виде потока орошения. Остальная часть конденсированной жидкости извлекалась в виде очищенного продукта РО.
Кубовые потоки второй колонны 140 экстракционной перегонки подавались во вторую отпарную колонну 150 растворителя в месте, расположенном на 60-90% пути вверх колонны от ее нижней части. Вторая отпарная колонна 150 растворителя изготавливалась из 2-х дюймовой трубы из нержавеющей стали сортамента 40 и содержала 190 дюймов уплотнителя из нержавеющей стали PRO-PAK 0,24”. Давление в отпарной колонне 150 растворителя поддерживалось равным примерно от 19 до 21 фунтов на квадратный дюйм. Кубовые потоки (обедненный растворитель) из второй отпарной колонны 150 растворителя разделялись, причем в первую колонну 120 экстракционной перегонки направлялось 1,3 фунта/час, а во вторую колонну 140 экстракционной перегонки направлялось 6,5 фунта/час. Головной дистиллят из второй отпарной колонны 150 растворителя конденсировался. Конденсат, при расходе 1,2 фунтов/час, подавался в верхнюю часть второй отпарной колонны 150 растворителя в виде потока орошения. Конденсат, при расходе 0,032 фунтов/час, отбирался в качестве дистиллята. Составы и расход неочищенного сырья PO, продукта PO и четырех потоков продукта очистки или «примесей» для этого Примера 1 приведены в Таблице 1 ниже.
Этот пример показывает извлечение около 97% окиси пропилена в неочищенном сырье РО в виде практически чистого продукта окиси пропилена.
Пример 2. Как показано на Рисунке 1, в ректификационную колонну 110 тяжелых фракций подавали 3 фунта/час поток неочищенной РО в точку, находящуюся на 15-25% вверх от ее нижней части. Ректификационная колонна 110 тяжелых фракций изготавливалась из 2-дюймовой трубы из нержавеющей стали сортамента 40 и содержала 195 дюймов уплотнителя из нержавеющей стали PRO-PAK 0,24”. Давление в ректификационной колонне тяжелых фракций поддерживалось равным примерно 25 фунтов на квадратный дюйм. Тепло подводилось к ребойлеру в нижней части ректификационной колонны 110 тяжелых фракций, чтобы отбирать примерно 93-99% головного потока сырья. Кубовые потоки из ректификационной колонны 110 тяжелых фракций составляли 0,095 фунта/час. Пары, отводимые с верха ректификационной колонны 110 тяжелых фракций, конденсировались, а 4,5 фунта/час конденсированной жидкости возвращалось в верхнюю часть ректификационной колонны 110 тяжелых фракций в виде потока орошения.
Дистиллят из ректификационной колонны 110 тяжелых фракций в количестве 2,9 фунта/час подавался в первую колонну 120 экстракционной перегонки в точку, находящуюся, по меньшей мере, на 60% вверх от ее нижней части. Вторая колонна 120 экстракционной перегонки изготавливалась из 2-дюймовой трубы из нержавеющей стали сортамента 40 и содержала 149 дюймов уплотнителя из нержавеющей стали PRO-PAK 0,24”. Давление во второй колонне 120 экстракционной перегонки поддерживалось равным примерно от 25 до 30 фунтов на квадратный дюйм. Вторая колонна 120 экстракционной перегонки имела отвод жидкого бокового погона от колпачковой тарелки, расположенной примерно на 80-85% пути вверх колонны от ее нижней части. Насос использовался для управления боковым погоном при 0,45 фунта/час.
Жидкий боковой погон смешивали обедненным растворителем, при расходе 2,2 фунта/час, из нижней части первой отпарной колонной 130 растворителя с помощью статического смесителя и подавали в приемный сосуд 115. Приемный сосуд 115 изготавливался из стеклянной трубы с внутренним диаметром 2” (ID) и монтировался в вертикальном положении. Водную фазу собирали из нижней части приемного сосуда 115, при расходе 0,02 фунта/час, и утилизировали. Верхний слой из приемного сосуда 115 смешивали, при расходе 10 фунтов/час, с обедненным растворителем из нижней части первой отпарной колонны 130 растворителя, и, при расходе плюс 1,4 фунта/час, с обедненным растворителем из нижней части второй отпарной колонны 150 растворителя и перекачивали обратно в первую колонну 120 экстракционной перегонки в точку, находящуюся на 75-85% вверх от ее нижней части. Пар из верхней части первой колонны 120 экстракционной перегонки конденсировался. Жидкий конденсат, при расходе 0,012 фунтов/час, отбирался в качестве дистиллята. Жидкий конденсат, при расходе 0,57 фунтов/час, возвращали в верхнюю часть первой колонны 120 экстракционной перегонки в виде потока орошения. В нижнюю часть первой колонны 120 экстракционной перегонки подавалось достаточное количество тепла, чтобы генерировать достаточно пара для поддержания постоянного уровня в приемнике орошающей фракции.
Кубовые потоки из первой колонны 120 экстракционной перегонки передавались в качестве сырья в верхнюю часть первой отпарной колонны 130 растворителя. Первая отпарная колонна 130 растворителя, который изготавливалось из 2-дюймовой трубы сортамента 40, содержала 21 дюйм уплотнителя того же типа, что и ректификационная колонна 110 тяжелых фракций и первая колонна 120 экстракционной перегонки. В первую отпарную колонну 130 растворителя подавалось достаточное количество тепла, чтобы получать примерно от 4,0 до 4,5 фунтов/час дистиллята. Кубовые потоки первой отпарной колонны 130 растворителя использовали в качестве обедненного растворителя для первой колонны 120 экстракционной перегонки и приемного сосуда 115, как описано выше. Головной дистиллят из первой отпарной колонны 130 растворителя конденсировался и перекачивался во вторую колонну 140 экстракционной перегонки в месте, расположенном на 15-20% пути вверх от ее нижней части. Вторая колонна 140 экстракционной перегонки изготавливалась из 2-дюймовой трубы из нержавеющей стали сортамента 40 и содержала 116 дюймов уплотнителя из нержавеющей стали PRO-PAK 0,24”. Давление во второй колонне 140 экстракционной перегонки поддерживалось равным примерно от 20 до 25 фунтов на квадратный дюйм. Во вторую колонну 140 экстракционной перегонки также подавали 6,5 фунтов/час обедненного растворителя из кубового потока второй отпарной колонны 150 растворителя. Этот растворитель подавали во вторую колонну 140 экстракционной перегонки в месте, расположенном на 60-90% пути вверх колонны от ее нижней части. Пар с верхней части второй колонны 140 экстракционной перегонки, конденсировался, а данная жидкость, при расходе 2,7 фунта/час, подавалось в верхнюю часть второй колонны 140 экстракционной перегонки в виде потока орошения. Остальная часть конденсата (2,9 фунтов/час) извлекалась в виде очищенного продукта РО.
Кубовые потоки второй колонны 140 экстракционной перегонки подавались во вторую отпарную колонну 150 растворителя в месте, расположенном на 60-90% пути вверх колонны от ее нижней части. Вторая отпарная колонна 150 растворителя изготавливалась из 2-х дюймовой трубы из нержавеющей стали сортамента 40 и содержала 190 дюймов уплотнителя из нержавеющей стали PRO-PAK 0,24”. Давление в отпарной колонне 150 растворителя поддерживалось равным примерно от 19 до 21 фунтов на квадратный дюйм. Кубовые потоки (обедненный растворитель) из второй отпарной колонны 150 растворителя разделялись, причем в первую колонну 120 экстракционной перегонки направлялось 1,4 фунта/час, а во вторую колонну 140 экстракционной перегонки направлялось 6,5 фунта/час. Головной дистиллят из второй отпарной колонны 150 растворителя конденсировался. Конденсат, при расходе 1,2 фунтов/час, подавался в верхнюю часть второй колонны 150 экстракционной перегонки в виде потока орошения. Конденсат, при расходе 0,010 фунтов/час, отбирался в качестве дистиллята. Составы и расход неочищенного сырья PO, продукта PO и четырех потоков продукта очистки или «примесей» для этого Примера 2 приведены в Таблице 2.
Этот пример показывает извлечение около 97% окиси пропилена в неочищенном сырье в виде чистого продукта окиси пропилена.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ
Конкретные варианты осуществления, раскрытые выше, являются только иллюстративными, и как таковые, они могут быть модифицированы и на практике преобразованы различными, но эквивалентными способами, очевидными для специалистов в отрасли техники, к которой относится данное изобретение. Кроме того, на детали конструкции или дизайн, приведенные в данном документе, не накладывается никаких ограничений, кроме как описано в приведенной ниже формуле изобретения. Очевидно, что конкретные иллюстративные варианты осуществления, раскрытые выше, могут быть изменены или модифицированы, а все такие изменения учтены в пределах объема и сущности прилагаемой формулы изобретения. Альтернативные варианты осуществления, которые являются результатом объединения, интеграции и/или исключения признаков варианта(ов) осуществления, также находятся в пределах объема настоящего изобретения. Композиции и способы, описанные в терминах «имеющий» «содержащий», «имеющий в своем составе» или «включающий» различные компоненты или стадии, составы и способы, также могут «по существу состоять из» или «состоять из» различных компонентов и стадий. Использование термина «необязательно» в отношении любого признака формулы изобретения означает, что признак является обязательным или, альтернативно, признак не требуется, причем обе альтернативы входят в объем настоящего изобретения.
Все цифры и диапазоны, описанные выше, могут изменяться на некоторую величину. Всякий раз при описании числового диапазона с нижним пределом и верхним пределом любое число и любой включенный диапазон, попадающей в интервал раскрывается специально. В частности, каждый диапазон значений (такого вида: «примерно от а до примерно b», «приблизительно от а до b» или, эквивалентно, «приблизительно от а до b»), раскрытый в данном документе, следует понимать, как изложение каждого числа и диапазона, охватываемого широким диапазоном значений. Кроме того, все термины в формуле изобретения имеют свое простое, обычное значение, если иное явно и четко не определено патентообладателем. Кроме того, неопределенные артикли «a» или «an», используемые в формуле изобретения, означают один или несколько применяемых элементов. При наличии какого-либо противоречия при использовании слова или термина в этом описании и одном или нескольких патентных или других документах, используются определения, которые используются в данном описании.
Раскрытые здесь варианты осуществления включают:
5
3
4
A: Система отделения окиси пропилена, содержащая: ректификационную колонну тяжелых фракций, способную принимать неочищенный поток продукта окиси пропилена и выгружать поток продукта очистки нижней тяжелой фракции, содержащий, по меньшей мере, одну примесь, выбранную из ацетона, метанола, альдегидов, производных альдегида, воды, тяжелых углеводородов, содержащих C+, или их смесей, и выгружать головной поток продукта ректификационной колонны тяжелых фракций, содержащий большую часть окиси пропилена, поступающую с неочищенным потоком продукта окиси пропилена; первую колонну экстракционной перегонки, способную принимать головной поток продукта ректификационной колонны тяжелых фракций и первый поток продукта селективной экстракции, содержащий углеводородный растворитель, и выгружать поток продукта очистки верхней легкой фракции, содержащий, по меньшей мере, одну примесь, выбранную из альдегидов (напр., ацетальдегида, формальдегида и т.д.) метилформиата, метанола, воды, C углеводородов, C углеводородов или их смесей, и выгружать обогащенные растворителем кубовые потоки, содержащие большую часть окиси пропилена, поступающую с головным потоком продукта ректификационной колонны тяжелых фракций.
5
3
4
B: Способ, включающий стадию: (i) перегонки без растворителя неочищенного потока продукта окиси пропилена в ректификационной колонне тяжелых фракций с получением потока продукта очистки нижней тяжелой фракции, содержащего, по меньшей мере, одну примесь, выбранную из ацетона, метанола, альдегидов, производных альдегида, воды, тяжелых углеводородов, содержащих С+ или их смеси, и головного потока продукта ректификационной колонны тяжелых фракций, содержащего большую часть окиси пропилена, поступающую в неочищенный поток продукта окиси пропилена; (ii) подачи головного потока продукта ректификационной колонны тяжелых фракций и первого потока растворителя для экстракционной перегонки, содержащего углеводородный растворитель, в первую колонну экстракционной перегонки для получения потока продукта очистки верхней легкой фракции, содержащего, по меньшей мере, одну примесь, выбранную из альдегидов, (напр., ацетальдегида, формальдегида и т.д.) метилформиата, метанола, воды, Суглеводородов, С углеводородов или их смесей и обогащенного растворителем кубового потока продукта, содержащего большую часть окиси пропилена, поступающего с головным потоком продукта ректификационной колонны тяжелых фракций; (iii) подачи бокового погона из первой колонны экстракционной перегонки в приемный сосуд, тем самым способствуя образованию потока очистки водной фазы, содержащего воду и метанол, альдегиды (напр., ацетальдегид, формальдегид и т.д.), один или несколько гликолей или их смесь, и потока органической фазы, содержащей окись пропилена и углеводородный растворитель; и (iv) подачи обогащенного растворителем кубового потока продукта из первой колонны экстракционной перегонки в первую отпарную колонну растворителя для получения головного потока первой отпарной колонны растворителя, содержащего большую часть окиси пропилена, поступающего в первую отпарную колонну растворителя с обогащенными растворителем кубовыми потоками продукта, и кубовыми потоками продукта первой отпарной колонны растворителя, содержащими обедненный углеводородный растворитель.
5
C: Способ, включающий стадию: (i) перегонки без растворителя неочищенного потока продукта окиси пропилена в ректификационной колонне тяжелых фракций с получением потока продукта очистки нижней тяжелой фракции, содержащего, по меньшей мере, одну примесь, выбранную из ацетона, метанола, альдегидов, производных альдегида, воды, тяжелых углеводородов, содержащих С+ или их смеси, и головного потока продукта ректификационной колонны тяжелых фракций, содержащего большую часть окиси пропилена, поступающую в неочищенный поток продукта окиси пропилена; (ii) подачи головного потока продукта ректификационной колонны тяжелых фракций и первого потока растворителя для экстракционной перегонки, содержащего углеводородный растворитель, в первую колонну экстракционной перегонки для получения потока продукта очистки верхней легкой фракции, содержащего, по меньшей мере, одну примесь, выбранную из альдегидов (например, ацетальдегида, формальдегида и т.д.) метилформиата, метанола, воды, С3 углеводородов, С4 углеводородов или их смесей и обогащенного растворителем кубового потока продукта, содержащего большую часть окиси пропилена, поступающего с головным потоком продукта ректификационной колонны тяжелых фракций; (iii) подачи, по меньшей мере, части потока продукта очистки верхней легкой фракции из первой колонны экстракционной перегонки в приемный сосуд, тем самым способствуя образованию потока очистки водной фазы, содержащего воду и метанол, один или несколько гликолей или их смесь, и потока органической фазы, содержащей окись пропилена и углеводородный растворитель; и (iv) подачи обогащенного растворителем кубового потока продукта из первой колонны экстракционной перегонки в первую отпарную колонну растворителя для получения головного потока первой отпарной колонны растворителя, содержащего большую часть окиси пропилена, поступающего в первую отпарную колонну растворителя с обогащенными растворителем кубовыми потоками продукта, и кубовыми потоками продукта первой отпарной колонны растворителя, содержащими обедненный углеводородный растворитель.
Каждый из вариантов осуществления A, B и C может включать как минимум один из следующих дополнительных признаков:
8
20
Признак 1: дополнительно включающий один или несколько трубопроводов подачи, способных вводить метанол, воду или то и другое в неочищенный поток продукта окиси пропилена исходя из общей концентрации альдегида в головном потоке продукта ректификационной колонны тяжелых фракций. Признак 2: в котором первая колонна экстракционной перегонки дополнительно способна выгружать боковой погон, и в котором система отделения окиси пропилена дополнительно содержит приемный сосуд, способный принимать боковой погон, обедненный поток углеводородного растворителя, содержащего углеводородный растворитель и, необязательно, воду, способствуя образованию водной фазы и органической фазы, выгружать поток очистки водной фазы, содержащий воду и метанол, альдегиды (например, ацетальдегид, формальдегид и т.д.), один или несколько гликолей или их смеси, и выгружать поток продукта органической фазы, содержащий окись пропилена и углеводородный растворитель. Признак 3: в котором приемный сосуд находится в жидкостном соединении с первой колонной экстракционной перегонки, в результате чего органическая фаза из приемного сосуда может вводиться в первую колонну экстракционной перегонки. Признак 4: дополнительно включающий первую отпарную колонну растворителя, способную принимать обогащенные растворителем кубовые потоки из первой колонны экстракционной перегонки, выгружать головной поток первой отпарной колонны растворителя, содержащий большую часть окиси пропилена, поступающую с обогащенным растворителем кубовым потоком, и выгружать кубовые потоки первой отпарной колонны растворителя, содержащие обедненный углеводородный растворитель. Признак 5: в котором первая колонна экстракционной перегонки находится в жидкостном соединении с первой отпарной колонной растворителя, в результате чего, по меньшей мере, часть обедненного углеводородного растворителя из кубовых потоков первой отпарной колонны растворителя могут подаваться в первую колонну экстракционной перегонки с первым потоком продукта селективной экстракции. Признак 6: дополнительно содержащий вторую колонну экстракционной перегонки, способную принимать головной поток первой отпарной колонны растворителя и второй поток продукта селективной экстракции, содержащий углеводородный растворитель, выгружать головной поток продукта окиси пропилена, содержащий большую часть окиси пропилена из головного потока первой отпарной колонны растворителя, и выгружать кубовые потоки второй отпарной колонны растворителя, содержащие обогащенный углеводородный растворитель, и вторую отпарную колонну растворителя, способную принимать кубовые потоки второй колонны экстракционной перегонки, выгружать головной поток продукта очистки углеводорода и выгружать кубовые потоки второй отпарной колонны растворителя, содержащие обедненный углеводородный растворитель. Признак 7: в котором вторая отпарная колонна растворителя находится в жидкостном соединении с первой колонной экстракционной перегонки, приемным сосудом или обоими, в результате чего, по меньшей мере, часть обедненного углеводородного растворителя из кубовых потоков второй отпарной колонны растворителя могут подаваться в первую колонну экстракционной перегонки, приемный сосуд иди в то и другое. Признак 8: в котором вторая отпарная колонна растворителя находится в жидкостном соединении со второй колонной экстракционной перегонки, в результате чего, по меньшей мере, часть обедненного углеводородного растворителя из кубовых потоков второй отпарной колонны растворителя могут подаваться в вторую колонну экстракционной перегонки со вторым потоком продукта селективной экстракции. Признак 9: получение головного потока продукта окиси пропилена, содержащего менее чем 0,010 мас.% метанола, менее чем 0,010 мас.% метилформиата, менее чем 0,025 мас.% воды или их смеси, из неочищенного потока продукта окиси пропилена содержащего от 0,05 до 1,5 мас.% метанола, от 0,05 до 1,5 мас.% метилформиата, от 0,05 до 1,5 мас.% воды или их смеси, соответственно. Признак 10: в котором углеводородный растворитель содержит один или несколько C-C парафинов. Признак 11: в котором первая колонна экстракционной перегонки, вторая колонна экстракционной перегонки или их сочетание функционируют при более низкой температуре, чем соответствующая система отделения окиси пропилена, которая не содержит ректификационную колонну тяжелых фракций в качестве первой колонны, которая принимает неочищенный поток продукта окиси пропилена, которая не содержит ректификационную колонну тяжелых фракций в качестве единственной перегонной колонны без растворителя, которая принимает неочищенный поток продукта окиси пропилена вверх по потоку от первой колонны экстракционной перегонки, или обоих. Признак 12: получение головного потока продукта окиси пропилена, имеющего степень чистоты окиси пропилен, больше чем или равную 99,0, 99,9 или 99,99 мас.% от общей массы окиси пропилена. Признак 13: в котором количество окиси пропилена в объединенных потоках: (а) потоке продукта очистки нижней тяжелой фракции из ректификационной колонна тяжелых фракций; (b) потоке продукта очистки верхней легкой фракции из первой колонны экстракционной перегонки; (c) головном потоке продукта очистки углеводорода из второй отпарной колонны растворителя; и (d) потоке очистки водной фазы из приемного сосуда, содержит менее чем 18 мас.% от общего количества окиси пропилена в неочищенном потоке продукта окиси пропилена, поданного в ректификационную колонну тяжелых фракций. Признак 14: в котором количество окиси пропилена в объединенных потоках: (а) потоке продукта очистки нижней тяжелой фракции из ректификационной колонна тяжелых фракций; (b) потоке продукта очистки верхней легкой фракции из первой колонны экстракционной перегонки; (c) головном потоке продукта очистки углеводорода из второй отпарной колонны растворителя; и (d) потоке очистки водной фазы из приемного сосуда, содержит менее чем 3 мас.% от общего количества окиси пропилена в неочищенном потоке продукта окиси пропилена, поданного в ректификационную колонну тяжелых фракций. Признак 15: система, которая не содержит перегонной колонны без растворителя вверх по потоку от первой колонны экстракционной перегонки, за исключением ректификационной колонны тяжелых фракций. Признак 16: в котором неочищенный поток продукта окиси пропилена получают из технологического процесса производства окиси пропилена/трет-бутанола (PO/TBA). Признак 17: в котором альдегид содержит или представляет собой формальдегид. Признак 18: дополнительно включающий: приемный сосуд, способный принимать, по меньшей мере, часть потока продукта очистки верхней легкой фракции, обедненный поток углеводородного растворителя, содержащего углеводородный растворитель и, необязательно, воду, способствуя образованию водной фазы и органической фазы, и выгружать поток продукта очистки водной фазы, содержащий воду и метанол, один или несколько гликолей или их смесь и выгружать поток продукта органической фазы, содержащий окись пропилена и углеводородный растворитель, обратно в первую колонну экстракционной перегонки. Признак 19: дополнительно включающий: приемный сосуд, способный принимать, по меньшей мере, часть потока продукта очистки верхней легкой фракции, обедненный поток углеводородного растворителя, содержащего углеводородный растворитель и, необязательно, воду, способствуя образованию водной фазы и органической фазы, и выгружать поток продукта очистки водной фазы, содержащий воду и метанол, один или несколько гликолей или их смесь, и выгружать поток продукта органической фазы, содержащий окись пропилена и углеводородный растворитель; и отпарную колонну растворителя, способную принимать поток продукта органической фазы из приемного сосуда, выгружать головной поток продукта очистки углеводорода, содержащий, по меньшей мере, часть окиси пропилена из потока продукта органической фазы и выгружать кубовые потоки отпарной колонны растворителя, содержащие обедненный углеводородный растворитель. Признак 20: дополнительно включающий подачу части кубовых потоков первой отпарной колонны растворителя, содержащих обедненный углеводородный растворитель, в первую колонну экстракционной перегонки и подачу другой части кубовых потоков первой отпарной колонны растворителя, содержащих обедненный углеводородный растворитель, в приемный сосуд. Признак 21: в котором потоки продукта очистки нижней тяжелой фракции содержат, по меньшей мере, 10% метанола, поданного с неочищенным потоком продукта окиси пропилена, по меньшей мере, 40% воды, поданной с неочищенным потоком продукта окиси пропилена, или обоих. Признак 22: дополнительно содержащий подачу потока продукта органической фазы из приемного сосуда в первую колонну экстракционной перегонки. Признак 23: дополнительно включающий: (v) экстракционную перегонку головного потока продукта первой отпарной колонны растворителя путем подачи головного потока продукта первой отпарной колонны растворителя и второго потока растворителя для экстракционной перегонки, содержащего углеводородный растворитель, во вторую колонну экстракционной перегонки, получая, таким образом, очищенный продукт окиси пропилена в виде головного потока и кубовые потоки второй колонны экстракционной перегонки, содержащие обогащенный углеводородный растворитель; (vi) подачу кубовых потоков второй колонны экстракционной перегонки, содержащих обогащенный углеводородный растворитель, во вторую отпарную колонну растворителя для получения потока продукта очистки головного потока легкого углеводорода и кубовых потоков второй отпарной колонны растворителя, содержащих обедненный углеводородный растворитель; и (vii) подачу, по меньшей мере, части кубовых потоков второй отпарной колонны растворителя во вторую колонну экстракционной перегонки, первую колонну экстракционной перегонки, приемный сосуд или их комбинацию. Признак 24: в котором количество окиси пропилена в объединенных потоках: (а) потоке продукта очистки нижней тяжелой фракции из ректификационной колонны тяжелых фракций; (b) потоке продукта очистки верхней легкой фракции из первой колонны экстракционной перегонки; (c) головном потоке продукта очистки углеводорода из второй отпарной колонны растворителя; и (d) потоке очистки водной фазы из приемного сосуда, содержит менее чем 18 мас.% от общего количества окиси пропилена в неочищенном потоке продукта окиси пропилена. Признак 25: в котором количество окиси пропилена в объединенных потоках: (а) потоке продукта очистки нижней тяжелой фракции из ректификационной колонны тяжелых фракций; (b) потоке продукта очистки верхней легкой фракции из первой колонны экстракционной перегонки; (c) головном потоке продукта очистки углеводорода из второй отпарной колонны растворителя; и (d) потоке очистки водной фазы из приемного сосуда, содержит менее чем 3 мас.% от общего количества окиси пропилена в неочищенном потоке продукта окиси пропилена. Признак 26: в котором поток продукта окиси пропилена, имеет степень чистоты окиси пропилена, составляющую больше чем или равную 99,0, 99,9 или 99,99 мас.% окиси пропилена. Признак 27: в котором вторая колонна экстракционной перегонки эксплуатируется при давлении, составляющем от 0 до 60 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 0 до 414 кПа маном.) и при температуре, составляющей от 30 до 200 градусов Цельсия. Признак 28: в котором вторая колонна экстракционной перегонки эксплуатируется при давлении, составляющем от 10 до 30 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 69 до 207 кПа маном.). Признак 29: в котором вторая колонна экстракционной перегонки эксплуатируется при температуре, составляющей от 40 до 185 градусов Цельсия. Признак 30: в котором ректификационная колонна тяжелых фракций эксплуатируется при давлении, составляющем от 0 до 60 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 0 до 414 кПа маном.), при температуре, составляющей от 30 до 150 градусов Цельсия; в котором первая колонна экстракционной перегонки эксплуатируется при давлении, составляющем от 0 до 60 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 0 до 414 кПа маном.) и при температуре, составляющей от 30 до 200 градусов Цельсия, или их комбинации. Признак 31: в котором ректификационная колонна тяжелых фракций эксплуатируется при давлении, составляющем от 10 до 30 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 69 до 207 кПа маном.). Признак 32: в котором первая колонна экстракционной перегонки эксплуатируется при давлении, составляющем от 10 до 30 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 69 до 207 кПа маном.). Признак 33: в котором ректификационная колонна тяжелых фракций эксплуатируется при температуре, составляющей от 50 до 100 градусов Цельсия. Признак 34: в котором первая колонна экстракционной перегонки эксплуатируется при температуре, составляющей от 50 до 115 градусов Цельсия. Признак 35: в котором неочищенный поток продукта окиси пропилена представляет собой поток, выходящий из технологического процесса производства окиси пропилена/трет-бутанола (PO/TBA). Признак 36: в котором ректификационная колонна тяжелых фракций эксплуатируется при давлении, составляющем от 0 до 60 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 0 до 414 кПа маном.), при температуре, составляющей от 30 до 150 градусов Цельсия; в котором первая колонна экстракционной перегонки эксплуатируется при давлении, составляющем от 0 до 60 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 0 до 414 кПа маном.) и при температуре, составляющей от 30 до 200 градусов Цельсия; в котором вторая колонна экстракционной перегонки эксплуатируется при давлении, составляющем от 0 до 60 фунтов на квадратный дюйм маном. (от 0 до 414 кПа маном.) и при температуре, составляющей от 30 до 200 градусов Цельсия, или их комбинации. Признак 37: в котором первая колонна экстракционной перегонки принимает, по меньшей мере, часть потока продукта органической фазы из приемного сосуда. Признак 38: в котором отпарная колонна растворителя принимает, по меньшей мере, часть продукта органической фазы из приемного сосуда. Признак 29: в котором количество окиси пропилена в объединенных потоках: (а) потоке продукта очистки нижней тяжелой фракции из ректификационной колонна тяжелых фракций; (b) потоке продукта очистки верхней легкой фракции из первой колонны экстракционной перегонки; (c) головном потоке продукта очистки углеводорода из второй отпарной колонны растворителя; и (d) потоке очистки водной фазы из приемного сосуда, содержит от 1 до 18 мас.% от общего количества окиси пропилена в неочищенном потоке продукта окиси пропилена, поданного в ректификационную колонну тяжелых фракций.
Несмотря на показанные и описанные предпочтительные варианты осуществления изобретения, специалисты в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, могут осуществлять их модификацию без отклонения от идей данного изобретения.
Для специалистов в отрасли техники, к которой относится данное изобретение, очевидна многочисленность прочих модификаций, эквивалентов и альтернатив. Предполагается, что нижеследующая формула изобретения будет интерпретироваться, где применимо, с учетом всех таких модификаций, эквивалентов и альтернатив. Соответственно, объем защиты не ограничивается приведенным выше описанием, а ограничивается только формулой изобретения, которая следует ниже и включает все эквиваленты предмета формулы изобретения.