УСТАНОВКА ВЫДЕЛЕНИЯ БУТАДИЕНА ИЗ БУТЕН-БУТАДИЕНОВЫХ ФРАКЦИЙ

УСТАНОВКА ВЫДЕЛЕНИЯ БУТАДИЕНА ИЗ БУТЕН-БУТАДИЕНОВЫХ ФРАКЦИЙ
Полезная модель относится к области нефтехимии, в частности к выделению бутадиена из бутен-бутадиеновых смесей любого происхождения, и может быть использована в производствах бутадиена на установках пиролиза.
Извлечение бутадиена из фракции С4-углеводородов достаточно сложная задача и решается она в основном применением экстравтивной дистилляции в сочетании с обычной ректификацией, например, в распространенном процессе фирмы BASF с применением в качестве экстрагента N-метилпирролидона (А.В.Степанов. Производство низших олефинов, Киев, Паукова думка, 1978, стр.207). Согласно этой схеме смесь углеводородов С4 из процесса дегидрирования бутена испаряется при помоши обогрева экстрагентом и вводится в абсорбер, орошаемый Nметилпирролидоном (NMP). Здесь при давлении 4 ат. и температуре 50°С абсорбируются бутадиен, аллен, ацетиленовые и часть бутенов. Оставшаяся часть бутенов выводится с верха абсорбера. Жидкая часть направляется в десорбер, из середины которого в паровой фазе отбирается бутадиен-сырец и подается в дополнительный абсорбер, орошаемый свежим NMP. Последний, поглотив более растворимые, чем бутадиен, компоненты, отводится в десорбер, а бутадиен направляется в ректификационную колонну на окончательную очистку от пропилена и других примесей. Недостатком процессов с NMP является его малая стойкость к нагреванию и гидролизу, а также высокая температура кипения, что значительно усложняет аппаратурное оформление процесса.
МПК С07С7/04
Наибольшее промышленное применение для выделения бутадиена, пригодного для полимеризации, получила двухступенчатая экстрактивная ректификация с диметилформамидом (ДМФА) или ацетонитрилом (П.А.Кирпичников, В.В.Береснев, Л.М.Попова Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука, Изд-во Химия, 1976, стр.13). Бутен-бутадиеновая фракция испаряется за счет тепла десорбированного диметилформамида и поступает в узел экстрактивной ректификации, включаюш:ий две колонны. Бутадиен отбирается в качестве верхнего продукта второй колонны и отправляется на очистку от низкокипяш;их примесей в ректификационную колонну. Недостатком способа является сложная схема выделения бутадиена, состоящая в обш;ей сложности из пяти колонн.
Как видно из вышеописанного, наиболее применимы схемы экстрактивной ректификации, в которых приходится проводить несколько ступеней очистки для извлечения бутадиена полимеризационной чистоты. К тому же каждая схема адаптируется только к одному виду сырья, либо к фракции С4 из процесса пиролиза, либо к фракции из процесса дегидрирования бутилена.
Суш;ествует несколько снособов разделения С4 фракций из процесса дегидрирования бутилена, которые осуществляются на установках, включаюших узлы ректификации и экстракции. Например, в известном способе (АС СССР 857095, МНК СО7С 7/04, опубл. БИ № 31, 1981 г.) бутен-бутадиеновую фракцию перед подачей в колонну экстрактивной ректификации подвергают дополнительно ректификации в присутствии 2-10,1 мае.ч. на 1 мае.ч. бутен-бутадиеновой фракции полярного растворителя с получением в качестве дистиллята изобутановой фракции и кубового продукта, который направляют на разделение в колонну экстрактивной ректификации. Недостатком процесса является использование
полярного растворителя.
Наиболее близким является способ выделения бутадиена из бутадиенсодержащих С4 фракций процесса пиролиза является дв тсступенчатая экстрактивная ректификация с ДМФА или ацетонитрилом (П.А.Кирпичников, В.В.Береснев, Л.М.Попова Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука, Изд-во Химия, 1976, стр. 12-14). Установка состоит из двух колонн экстрактивной ректификации (первая предназначена для отделения бутадиена от бутана и бутиленов, вторая - для очистки бутадиена от ацетиленовых углеводородов С4 и двух колонн окончательной ректификации бутадиена. Недостатком схемы является ее сложность и возможность переработки только пиролизных ББД-фракций, которые, как известно, содержат свыше 30% бутадиена и практически не содержат цримесей Сз и Сз-углеводородов. Решить на такой установке проблему разделения ББД-фракций НИ, содержаш;их примеси Сз и Сз углеводородов, путем подмешивания их к исходной пиролизной ББД-фракций нельзя, так как бутадиен будет содержать большое количество пропина, что влечет за собой проблему низкого качества бутадиена, кроме того, появляется дополнительная необходимость обеспечения безопасной работы установки.
Задачей полезной модели является разработка модернизированной установки выделения бутадиена пригодного для полимеризации из бутен-бутадиеновых фракций (ББД-фракций) пиролизного происхождения для обеспечения возможности выделения на ней бутадиена из ББДфракций любого происхождения.
Сушностью полезной модели является установка выделения бутадиена из любых бутен-бутадиеновых фракций непиролизного происхождения (ББД-фракций НП), которая включает в себя колонну подготовки ББД-фракций НП, заключающейся в очистке ее от Сз- и Сзуглеводородов, откуда очищенная ББД-фракция НП через патрубки, связанные трубопроводом, поступает в исчерпывающую часть первой колонны выделения бутадиена экстрактивной ректификацией из ББДфракций пиролизного происхождения, в укрепляющую часть которой поступает ББД-фракция пиролизного происхождения, в которой собственно и происходит полная очистка бутадиена и его выделение из двух разных ББД-фракций.
Установка по полезной модели включает в себя дополнительную к известной установке выделения бутадиена из ББД-фракции пиролизного происхождения колонну 1 подготовки ББД-фракций I непиролизного происхождения (ББД-фракция НП) для дальнейшего выделения бутадиена, в которую неочищенная ББД-фракция НП поступает на тарелку 3, патрубок 5 для бокового отбора очищенной ББД-фракции НП с тарелки 4 , который соединен с трубопроводом 6, по которому очищенная ББДфракция НП через патрубок 7 поступает в исчерпывающую часть первой колонны экстрактивной ректификации 2, и патрубок 8, через который в укрепляющую часть подают ББД-фракцию пиролизного происхождения V для одновременного выделения бутадиена из двух разных бутен-бутадиеновых фракций пиролизного V и непиролизного происхождения I, в верхнюю часть которой подают экстрагент VI и из куба которой отбирают экстрагент вместе с бутен-бутадиеновой фракцией VIII, который направляют на дальнейшее разделение по известной схеме.
Выделение бутадиена по заявляемой схеме осуществляется следующим способом: бутен-бутадиеновая фракция НП I с температурой 53°С поступает на тарелку питания 3 (20-22 тарелку) ректификационной колонны 1, имеющей 75 теоретических тарелок. Температура верха колонны 35-36°С, куба 95-96 °С, температура тарелки отбора 4 чистой ББДфракции НП 51-53°С. С верха колонны уходят углеводороды Сз П, из куба колонны углеводороды Cs IV, очищенная от Сз и Сз углеводородов ББД-фракция НП ITI через патрубок 5 для бокового отбора очищенной ББД-фракции НП и трубопровод 6, связывающий дополнительную колонну с колонной экстрактивной ректификации, поступает через патрубок 7 в исчерпывающую часть колонны экстрактивной ректификации 2 пиролизной фракции €4, в укрепляющую часть которой через патрубок 8 поступает пиролизная ББД-фракция V, с верха которой уходят оставшиеся Сз-углеводороды VII, а из куба бутен-бутадиеновая фракция вместе с экстрагентом VIII на дальнейшее разделение по известной схеме. Экстрагентом может быть любой известный экстрагент VI, например NMP, ДМФА, ацетонитрил и т.д.
Новизной данной полезной модели является дополнение известной схемы выделения бутадиена экстрактивной ректификацией из пиролизной Сд фракции колонной очистки ББД-фракции НП от Сз и Сз углеводородов ректификацией, на которой предусмотрен патрубок для бокового отбора очищенной ББД-фракции НН и который трубопроводом связан с исчерпывающей частью первой колонны выделения бутадиена экстрактивной ректификацией из ББД-фракции пиролизного происхождения, которую подают в укрепляющую часть этой колонны. Нри этом осуществляется полное выделение бутадиена как из ББД-фракции НН, так и пиролизной ББД-фракции, причем режим выделения бутадиена из ББД-фракции пиролизного происхождения в колонне экстрактивной ректификации менять не приходится.
Нромышленная применимость данной полезной модели подтверждается примером конкретного выполнения, приведенным ниже.
Пример
Бутен-бутадиеновая фракция с температурой 53 °С поступает на тарелку питания 3 (20-22 тарелку) ректификационной колонны 1, имеющей 75 теоретических тарелок. Температура верха колонны 35,3°С, куба 95,6 °С, температзфа тарелки отбора 4 чистой ББД 51,6 °С. С верха колонны уходят углеводороды Сз II, из куба колонны углеводороды Cs IV, очищенная от Сз и Cs углеводородов ББД-фракция НП III поступает через патрубок 7 в исчерпывающую часть первой колонны 2 экстрактивной ректификации пиролизной фракции С4, в укрепляющую часть которой через патрубок 8 поступает пиролизная ББД-фракция V. Из куба отбирается экстрагент с ББД-фракцией VIII, который направляется на дальнейшее разделение известным методом. Экстрагентом может быть любой известный экстрагент VI, например NMP, ДМФА, ацетонитрил и т.д.
Разработанная установка выделения бутадиена из бутенбутадиеновой фраюдии очень эффективна, так как позволяет выделять бутадиен из бутен-бутадиеновых фракций любого происхождения, которые ранее из-за большого содержания в них примесей не могли быть эффективно разделены на существующих установках выделения бутадиена из бутен-бутадиеновой фракции пиролизного происхождения, кроме того, введение в существующую схему дополнительной колонны очистки, которая определенным образом связана с исчерпывающей частью первой колонны экстрактивной ректификации, в укрепляюшую часть которой подают пиролизную С4-фракцию, позволяет увеличить производительность существующих установок для разделения пиролизных С4-фракций за счет использования в качестве сырья Сд-фракций другого происхождения.