DE60105451T2

DE60105451T2 - Verfahren zur entfernung von reaktionsnebenprodukten aus dem ablauf einer selektiven hydrierung

Info

Publication number: DE60105451T2
Application number: DE60105451T
Authority: DE
Inventors: Steven P. Lankton
Original assignee: UOP LLC
Current assignee: Honeywell UOP LLC
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2021-12-19
Also published as: RU2276129C2; US6376735B1; TR200402570T4; WO2002049997A1; ES2227320T3; CN1483011A; ATE275536T1; AU2002232650A1; CN1237035C; NO20032770D0; EP1351903B1; EP1351903A1; KR100807915B1; NO20032770L; DE60105451D1; KR20030064831A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Der Bereich der Technik, auf welchen sich diese Erfindung bezieht ist die Entfernung von Reaktionsnebenprodukten mit hohem Molekulargewicht aus einer Ablaufzone einer selektiven Hydrierungsreaktion.
INFORMATION ZUR OFFENBARUNG
Verfahren zur Herstellung, Gewinnung und Reinigung von Butadien sind bekannt und Butadien ist geeignet zur Herstellung von synthetischem Gummi. Rohe Butadienströme werden durch das thermische und katalytische Cracken von Kohlenwasserstoffen produziert. Die Produktion von rohen Butadienströmen erzeugt ebenfalls ungewünschte Nebenprodukte, wie etwa z.B. Ethylacetylen und Vinylacetylen. Die eplosive Natur der Acetylene und ihre Tendenz, Polymere zu bilden und abzuscheiden, erfordert spezielle Vorsichtsmaßnahmen beim Handhaben des Kohlenwasserstoffstroms, der Acetylen enthält. Zusätzlich, wenn ein Butadien-reicher Strom verwendet wird zur Herstellung bzw. Produktion von synthetischem Gummi, ist das Vorliegen von Acetylen sehr ungewünscht und es muss entfernt werden. Zum Minimieren und Verringern der Schwierigkeiten, die durch das Vorliegen von Acetylenen dargeboten werden, werden die hohen Butadienströme selektiv in einer selektiven Hydrierungszone hydriert, die betrieben wird, um Acetylen in Diolefine überzuführen. Jedoch produziert die selektive Hydrierung von Acetylen Spurenmengen schwerer Reaktionsnebenprodukte, die üblicherweise als Polymere oder "Anthracenfraktion bzw. Grünöl" bezeichnet werden. In einem für sich stehenden selektiven Hydrierungsverfahren zur Hydrierung von Acetylenen wurde das produzierte Grünöl aus dem gewünschten Butadiendampf entfernt mittels einer Fraktionierungskolonne mit allen herkömmlichen Komponenten, einschließlich eines Nachverdampfers, Überkopfkondensators und Aufnahmemittels und einer Rückflusspumpe.
US-A-4,049,742 offenbart ein Verfahren, worin 1,3-Butadien gewonnen wird mit der Hilfe eines selektiven Lösungsmittels aus einem C₄-Kohlenwasserstoffgemisch, enthaltend 1,3-Butadien, Kohlenwasserstoffe, welche löslicher sind in dem selektiven Lösungsmittel als 1,3-Butadien, einschließlich Acetylene und möglicherweise 1,2-Butadien und C₅-Kohlenwasserstoffe, und Kohlenwasserstoffe, die weniger löslicher sind in dem selektiven Lösungsmittel als 1,3-Butadien. Das rohe C₄-Kohlenwasserstoffgemisch wird aufgetrennt durch die Verwendung einer oder mehrerer Extraktionsdestillationszonen in ein Destillat, enthaltend die weniger löslichen Kohlenwasserstoffe, einen Strom, bestehend aus 1,3-Butadien und einen Strom, enthaltend die löslicheren Kohlenwasserstoffe, einschließlich die höheren Acetylene und 1,3-Butadien.
WO 93/13040 offenbart Verfahren, worin die Anthracenfraktion aus Hydrierungsabläufen durch Destillation oder extraktive Destillation des Abstromens bzw. Ablaufes entfernt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist entdeckt worden, dass, wenn der flüssige Ablauf aus einer selektiven Hydrierungszone, die rohes Butadien und Spurenmenge schwerer Reaktionsnebenprodukte enthält, verdampft wird bei der Herstellung für nachfolgende Extraktion von Butadien in einem selektiven Lösungsmittelverfahren, ein Strom, der reich an schweren Reaktionsnebenprodukten ist, isoliert und gewonnen wird. Die vorliegende Erfindung verwendet einen Verdampfer, der eine Fraktionierungszone enthält, die refluxiert wird mit einem Flüssigraffinatverfahrensstrom aus der Lösungsmittelextraktionszone.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist nun gefunden worden, dass ein verbessertes Verfahren zum Entfernen von schweren Reaktionsnebenprodukten aus einem selektiven Hydrierungsreaktionszonenablaufs erreicht werden kann durch Einleiten des selektiven Hydrierungsablaufs in einen Butadienextraktionsverdampfer, der eine Fraktionierungszone enthält, welche mit einem Raffinatstrom aus der Butadienextraktionszone refluxiert wird. Dies erzeugt einen verdampften Strom, enthaltend Butadien und welcher eine verringerte Konzentration schwerer Nebenprodukte aufweist, und einen konzentrierten Flüssigproduktstrom, der schwere Reaktionsnebenprodukte enthält.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung von schweren Reaktionsnebenprodukten aus dem Ablauf einer selektiven Hydrierungsreaktionszone, der Butadien und Spurenmengen schwerer Nebenprodukte enthält, wobei das Verfahren umfasst:

(a) Einleiten des Ablaufs der selektiven Hydrierungsreaktionszone in einen Butadien-Extraktionsverdampfer, der eine Fraktionierungszone enthält;
(b) Refluxieren der Fraktionierungszone mit einem Raffinatstrom aus einer Butadienextraktionszone;
(c) Entfernen eines dampfförmigen Stroms, der Butadien enthält und eine verringerte Konzentration schwerer Reaktionsnebenprodukte aus dem Verdampfer aufweist;
(d) Entfernen und Gewinnen eines konzentrierten flüssigen Produktstroms, der schwere Reaktionsnebenprodukte enthält aus dem Verdampfer; und
(e) Einleiten des verdampften Stroms, der Butadien enthält, in die Butadienextraktionszone.

Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen weitere Einheiten, wie etwa Fraktionierungszoneneinzelheiten und Bearbeitungsbedingungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Zeichnung ist ein vereinfachtes Verfahrensflussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Zeichnung soll schematisch veranschaulichend für die vorliegende Erfindung und nicht begrenzend hierfür sein.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Das Einatzmaterialmaterial des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist der Ablauf eines selektiven Hydrierungsreaktionszonenablaufes, enthaltend Butadien und Spurenmengen schwerer Reaktionsnebenprodukte. Das Einsatzmaterial wird in einen Butadienextraktionsverdampfer eingeleitet, der eine Fraktionierungszone enthält. Der Butadienextraktionsverdampfer wird vorzugsweise nachverdampft und die Fraktionierungszone enthält vorzugsweise von 3 bis 7 theoretische Stufen. Der Verdampfer wird vorzugsweise unter Bedingungen betrieben, welche eine Temperatur von 27 °C bis 93 °C und einen Druck von 375 kPa bis 790 kPa umfassen.
Die Fraktionierungszone kann geeignete Elemente enthalten, wie etwa eine statistische Packung oder bekannte Fraktionierungsböden. Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Fraktionierungszone vorzugsweise Fraktionierungsböden. Die Fraktionierungszone wird vorzugsweise mit einem Rückfluss betrieben, um ein molares Verhältnis von 0,01 bis 0,02 einzuspeisen und der konzentrierte Flüssigproduktstrom, der schwere Reaktionsnebenprodukte enthält, wird entfernt und vorzugsweise in einer Menge von weniger als 0,5 Gewichtsprozent des Einsatzmaterials gewonnen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
In der Zeichnung wird das Verfahren der vorliegenden Erfindung mittels eines vereinfachten schematischen Flussdiagramms veranschaulicht, worin derartige Details, wie etwa Pumpen, Instrumente, Wärmeaustausch- und Wärmerückgewinnungskreisläufe, Kompressoren und ähnliche Anlagen nicht aufgeführt sind, da sie nicht wesentlich sind, um die umfassten Techniken zu verstehen. Die Verwendung einer solchen vielseitigen Ausstattung ist für den Fachmann in der Technik allgemein bekannt.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird nun ein roher C₄-Einspeisungsstrom und Wasserstoff in das Verfahren über Leitung 1 eingeleitet und wird in die selektive Hydrierungszone 2 eingeleitet. Ein selektiver Hydrierungszonenablauf mit einer verringerten Konzentration von Acetylenverbindungen wird aus der selektiven Hydrierungszone 2 entfernt, über Leitung 3 transportiert und in den Butadienextraktionsverdampfer 4 eingeleitet, welcher die Fraktionierungszone 5 enthält. Ein Raffinatstrom aus einer Butadienextraktionszone wird in den Butadienextraktionsverdampfer 4 über Leitung 6 eingeleitet. Ein Bodenstrom wird aus dem Butadienextraktionsverdampfer 4 über Leitung 8 entfernt und ein Teil wird über Leitung 10 transportiert und in den Wärmeaustauscher 11 eingeleitet. Der resultierende erhitzte Ablauf aus dem Wärmeaustauscher 11 wird über Leitung 12 transportiert und in den Butadienextraktionsverdampfer 4 eingeleitet. Mindestens ein anderer Teil des Bodenstroms, der über Leitung 8 befördert wird, wird über Leitung 9 transportiert und gewonnen. Ein verdampfter Strom, der Butadien enthält und eine verringerte Konzentration schwerer Nebenprodukt enthält, wird aus dem Butadienextraktionsverdampfer 4 über Leitung 7 gewonnen und in eine Butadienextraktionszone eingeleitet.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird weiter durch das folgende Beispiel veranschaulicht. Die veranschaulichende Ausführungsform wird jedoch nicht aufgeführt, um das Verfahren dieser Erfindung zu begrenzen, sondern um den Vorteil der hier oben beschriebenen Ausführungsform weiter zu veranschaulichen. Die folgenden Daten wurden nicht durch die tatsächliche Durchführung der vorliegenden Erfindung erhalten, sondern werden als vorausschauende und vernünftige Veranschaulichung der erwarteten Leistungsfähigkeit der Erfindung erachtet.
BEISPIEL
Ein roher C₄-Einspeisungsstrom in der Menge aus Tabelle 1 und den in Tabelle 1 angegebenen Charakteristika wird in eine selektive Hydrierungszone eingeleitet, die einen selektiven Hydrierungskatalysator enthält, der Kupfer enthält. Ein Wasserstoffeinspeisungsstrom wird ebenfalls in die selektive Hydrierungszone in einer Rate von 11 Kilogramm pro Stunde eingespeist. Der resultierende Ausstrom bzw. Ablauf aus der selektiven Hydrierungszone wird in einen Butadienextraktionsverdampfer eingeleitet, der eine Fraktionierungszone enthält. Die Fraktionierungszone wird refluxiert mit einem flüssigen Raffinatstrom aus einer Butadienextraktionszone, in der Menge und mit den Charakteristika, die in Tabelle 1 angegeben sind. Ein verdampfter Überkopfproduktstrom wird in einer Menge von 21.882 kg/h und mit den in Tabelle 1 angegebenen Charakteristika aus dem Butadienextraktionsverdampfer gewonnen und in die Butadienextraktionszone eingeleitet. Ein Bodenproduktstrom, der schwere Polymerverbindungen enthält, wird aus dem Butadienextraktionsverdampfer in einer Menge von 54 kg/h entfernt und gewonnen.
TABELLE 1 – MASSENBILANZ (kg/h)
Die vorstehende Beschreibung, Zeichnung und das Beispiel zeigen deutlich die Vorteile, die durch das Verfahren der vorliegenden Innovation umfasst sind und die Vorteile, die durch die Verwendung davon erreicht werden können.

Claims

Verfahren zur Entfernung von schweren Reaktionsnebenprodukten aus dem Ablauf einer selektiven Hydrierungsreaktionszone, der Butadien und Spurenmengen schwerer Nebenprodukte enthält, wobei das Verfahren umfasst: (a) Einleiten des Ablaufs der selektiven Hydrierungsreaktionszone in einen Butadien-Extraktionsverdampfer, der eine Fraktionierungszone enthält; (b) Refluxieren der Fraktionierungszone mit einem Raffinatstrom aus einer Butadienextraktionszone; (c) Entfernen eines dampfförmigen Stroms, der Butadien enthält und eine verringerte Konzentration schwerer Reaktionsnebenprodukte aus dem Verdampfer enthält; (d) Entfernen und Gewinnen eines konzentrierten flüssigen Produktstroms, der schwere Reaktionsnebenprodukte enthält aus dem Verdampfer; und (e) Einleiten des verdampften Stroms, der Butadien enthält, in die Butadienextraktionszone.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Fraktionierungszone 3 bis 7 theoretische Stufen enthält.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin das molare Verhältnis von Rückfluss zu Einspeisung in der Fraktionierungszone von 0,01 bis 0,02 ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der konzentrierte flüssige Produktstrom, der schwere Reaktionsnebenprodukte enthält, in einer Menge von weniger als 0,5 Gewichtsprozent des selektiven Hydrierungszonenablaufs entfernt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Butadienextraktionsverdampfer bei einer Temperatur von 27 bis 93°C und einem Druck von 375 bis 790 kPa betrieben wird.