RU2691049C1 - Способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3 - Google Patents

Способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3 Download PDF

Info

Publication number
RU2691049C1
RU2691049C1 RU2019100770A RU2019100770A RU2691049C1 RU 2691049 C1 RU2691049 C1 RU 2691049C1 RU 2019100770 A RU2019100770 A RU 2019100770A RU 2019100770 A RU2019100770 A RU 2019100770A RU 2691049 C1 RU2691049 C1 RU 2691049C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
butadiene
butane
butylene
fraction
chemisorption
Prior art date
Application number
RU2019100770A
Other languages
English (en)
Inventor
Олег Константинович Шурупов
Алексей Георгиевич Данилов
Владимир Анатольевич Шелудченко
Ильдус Шайхитдинович Насыров
Вадим Петрович Захаров
Федор Борисович Шевляков
Талгат Галеевич Умергалин
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Стерлитамакский Нефтехимический Завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Стерлитамакский Нефтехимический Завод" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Стерлитамакский Нефтехимический Завод"
Priority to RU2019100770A priority Critical patent/RU2691049C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2691049C1 publication Critical patent/RU2691049C1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C11/00Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • C07C11/12Alkadienes
    • C07C11/16Alkadienes with four carbon atoms
    • C07C11/1671, 3-Butadiene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/148Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound
    • C07C7/152Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound by forming adducts or complexes
    • C07C7/156Purification; Separation; Use of additives by treatment giving rise to a chemical modification of at least one compound by forming adducts or complexes with solutions of copper salts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу очистки бутан-бутиленовой фракции, который находит применение в нефтехимической промышленности при производстве синтетических каучуков в процессе выделения основного мономера бутадиена-1,3 методом хемосорбции из бутадиенсодержащих фракций, образующихся в процессах дегидрирования н-бутана и пиролиза углеводородов. Способ очистки бутан-бутиленовой фракции проводят путем ректификации от легких (С, С) и тяжелых (Си выше) углеводородов, влаги и водорастворимых примесей, очистки от ацетиленовых углеводородов гидрированием, хемосорбцией поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди в жидкой фазе бутилен-бутадиеновой фракции после предварительного охлаждения потоков до температуры -7 ÷ -12°С, последующей десорбцией бутадиена-1,3 из поглотительного раствора. При этом часть бутан-бутиленовой фракции, выделяемой в процессе хемосорбции, возвращают в виде флегмы в колонну хемосорбции после предварительного смешивания с поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди в соотношении от 1:5 до 1:25 в трубчатом турбулентном аппарате диффузор-конфузорной конструкции. Обеспечивается очистка бутан-бутиленовой фракции от примесей бутадиена до 82,3%, а также обеспечивается увеличение выхода основного мономера бутадиена-1,3. 1 ил., 4 табл., 3 пр.

Description

Изобретение относится к способу очистки бутан-бутиленовой фракции, который находит применение в нефтехимической промышленности при производстве синтетических каучуков в процессе выделения основного мономера бутадиена-1,3 методом хемосорбции из бутадиенсодержащих фракций, образующихся в процессах дегидрирования н-бутана и пиролиза углеводородов.
Выделение бутадиена-1,3 из бутадиенсодержащих фракций методом хемосорбции с помощью поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди основано на образовании при низких температурах комплексных соединений между ионами одновалентной меди и соединениями с двойными связями, при этом образование комплексного соединения с бутадиеном происходит более селективно, чем с другими соединениями с двойными связями:
(CH3COO)2Cu2(NH3)44Н6→С4Н6(NH3)3Cu2(СН3СОО)2+NH3
Тем не менее, выделяемая в процессе хемосорбции бутан-бутиленовая фракция, содержит бутадиена 0,5 мас. % и более, что приводит к нежелательным процессам снижения активности катализаторов при применении бутан-бутиленовой фракции в нефтехимических процессах, например, в синтезе МТБЭ, олигомеров бутиленов. Бутадиен содержит две двойные связи, определяющие его высокую реакционную способность, в результате чего при повышении температуры на поверхности катализатора протекает процесс его полимеризации. Полимерное покрытие блокирует активные центры катализатора.
Известны способы очистки бутан-бутиленовой фракции от бутадиена-1,3 путем гидрирования бутадиена с использованием селективного катализатора, содержащего палладий, цинк металлический, а в качестве носителя γ-окись алюминия (Авторское свидетельство СССР №591211 B01J 23/44, B01J 21/04, С07В 1/00, опубл. 05.02.1978) и медь на носителе титансиликате (Авторское свидетельство СССР №1316691 B01J 23/72, С07С 7/163, C10G 45/34, опубл. 15.06.1987). Данные способы имеют недостатки, заключающиеся в применении установки гидрирования, приготовлении катализаторов гидрирования и вовлечении водорода, что усложняет технологический процесс, потере ценного сырья бутадиена-1,3, а также протекании побочного процесса - гидрирование бутиленов.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому -прототипом - является способ очистки бутан-бутиленовой фракции в процессе выделения основного мономера бутадиена-1,3 из бутилен-бутадиеновой фракции путем ректификации бутилен-бутадиеновой фракции от легких (С2, С3) и тяжелых (С5 и выше) углеводородов, влаги и водорастворимых примесей, очистки от ацетиленовых углеводородов гидрированием, хемосорбцией поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди в жидкой фазе бутилен-бутадиеновой фракции после предварительного охлаждения потоков, последующей десорбцией бутадиена-1,3 из поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди (Кирпичников П.А., Береснев В.В., Попова Л.М. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. - Л.: Химия, 1986 - с. 12), (Павлов С.Ю. Выделение и очистка мономеров для синтетического каучука. - Л.: Химия, 1987 - с. 117). Недостатком этого способа является выделение бутан-бутиленовой фракции с содержанием бутадиена 0,5 мас. % и более.
Технической задачей предлагаемого изобретения является очистка бутан-бутиленовой фракции от примесей бутадиена и увеличение выхода бутадиена-1,3.
Для решения поставленной задачи предложен способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3, который поясняется схемой выделения бутадиена-1,3 и очистки бутан-бутиленовой фракции (фиг.). В колонне 1 бутилен-бутадиеновая фракция I очищается от легких (С2, С3) II и тяжелых (С5 и выше) III углеводородов методом ректификации. Далее бутилен-бутадиеновая фракция I в колонне азеотропной ректификации (осушки) 2 очищается от влаги и водорастворимых примесей IV. На стадии очистки от ацетиленовых углеводородов бутилен-бутадиеновая фракция I в реакторе гидрирования 3 подвергается каталитическому гидрированию водородом V. Далее в колонне 4 происходит выделение бутадиена-1,3 из бутилен-бутадиеновой фракции I методом хемосорбции в жидкой фазе поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди VI. Предварительно бутилен-бутадиеновую фракцию и поглотительный водно-аммиачный раствор ацетата одновалентной меди охлаждают до температуры минус 7 минус 12°С. Часть потока поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди, насыщенного бутадиеном-1,3 и частично бутиленами, VII после колонны 4 поступает в колонну предварительной десорбции 5, с верха которой рецикл бутадиена и бути ленов VIII возвращается в колонну 4. В колонне 6 в результате десорбции происходит выделение бутадиена-1,3 IX из поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди VII. Часть потока бутан-бутиленовой фракции X, выделяемой в процессе хемосорбции, охлажденной до температуры минус 7 ÷ минус 12°С, возвращается в виде флегмы в колонну хемосорбции 4, предварительно смешиваясь с поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди VI в соотношении от 1:5 до 1:25 в трубчатом турбулентном аппарате диффузор-конфузорной конструкции 7.
Использование трубчатого турбулентного аппарата диффузор-конфузорной конструкции обусловлено различием физико-химических показателей поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди и бутан-бутиленовой фракции, в т.ч. плотностью. В трубчатом турбулентном аппарате диффузор-конфузорной конструкции происходит перемешивание потоков, после прохождения которого, поток гомогенизируется.
В трубчатом турбулентном аппарате диффузор-конфузорной конструкции при увеличении скорости движения потоков, отличающихся по плотности, сужается распределение капель дисперсной фазы по размерам с формированием однородных тонкодисперсных систем. Увеличение скорости движения потока и переход потока в трубчатом турбулентном аппарате диффузор-конфузорной конструкции от 1-ой секции к 4-ой приводит к увеличению дисперсности капель потока и, соответственно, к увеличению удельной поверхности раздела фаз, что интенсифицирует протекание процесса смешения и хемосорбции бутадиена-1,3 из бутан-бутиленовой фракции поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди. Использование трубчатого турбулентного аппарата диффузор-конфузорной конструкции с числом диффузор-конфузорных секций 4 и длине, рассчитываемой как 8÷10 кратное произведение диаметра аппарата, делает эти устройства компактными, а также простыми и дешевыми в изготовлении и эксплуатации.
Расчет геометрических параметров трубчатого турбулентного аппарата произведен для условий промышленной установки хемосорбции с циркуляцией поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди 37÷220 м3/ч. При расчете геометрических параметров трубчатого турбулентного аппарата было учтено, что смешение поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди и углеводородной фракции необходимо проводить при малых перепадах давления, что напрямую связано с затратами энергии для обеспечения требуемой производительности установки. Расчеты параметров аппарата производились исходя из условия, что перемешивающее устройство должно быть частью трубопровода с внутренним диаметром 0,2 метра и допустимым перепадом давления в трубопроводе ввода поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди в колонну хемосорбции равным не более 0,3 атм. Исходные данные и результаты расчетов приведены в таблице 1.
Figure 00000001
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Поскольку заявляемое изобретение пока не внедрено в промышленных условиях испытания производились на лабораторной установке в условиях, приближенных к промышленным. При этом результаты испытаний можно принять как результаты испытаний, проводимых на промышленной установке.
На лабораторной установке проводят смешение поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди с бутан-бутиленовой фракцией при трех условиях. Состав исходных потоков представлен в таблицах 2 и 3. Соотношение бутан-бутиленовая фракция: поглотительный водно-аммиачный раствор ацетата одновалентной меди во всех примерах 1:5.
Пример 1.
К поглотительному водно-аммиачному раствору ацетата одновалентной меди объемом 100 мл с температурой минус 10°С приливают бутан-бутиленовую фракцию объемом 20 мл с температурой минус 10°С без перемешивания и выдерживают 30 секунд. Анализ компонентного состава поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди и бутан-бутиленовой фракции после расслоения приведен в таблицах 2 и 3 соответственно. Эффективность очистки бутан-бутиленовой фракции от бутадиена составляет 6,45% (табл. 4). Пример 2.
К поглотительному водно-аммиачному раствору ацетата одновалентной меди объемом 100 мл с температурой минус 10°С приливают бутан-бутиленовую фракцию объемом 20 мл с температурой минус 10°С и перемешивают в круглодонной колбе в течение 30 секунд. Анализ компонентного состава поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди и бутан-бутиленовой фракции после расслоения приведен в таблицах 2 и 3 соответственно. Эффективность очистки бутан-бутиленовой фракции от бутадиена составляет 25,8% (табл. 4).
Пример 3 (по заявляемому изобретению).
Поглотительный водно-аммиачный раствор ацетата одновалентной меди объемом 100 мл с температурой минус 10°С смешивают с бутан-бутиленовой фракцией объемом 20 мл с температурой минус 10°С путем пропускания через трубчатый турбулентный аппарат диффузор-конфузорной конструкции, после чего полученную смесь выдерживают 30 секунд. Анализ компонентного состава поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди и бутан-бутиленовой фракции после расслоения приведен в таблицах 2 и 3 соответственно. Эффективность очистки бутан-бутиленовой фракции от бутадиена составляет 82,3% (табл. 4).
Экспериментальные данные, представленные в таблицах 2÷4, показывают, что возврат потока бутан-бутиленовой фракции в виде флегмы на колонну хемосорбции (пример 1) позволяет очистить бутан-бутиленовую фракцию от бутадиена до 6,45%, при этом предварительное перемешивание с поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди (пример 2) повышает эффективность очистки до 25,8%, а перемешивание в трубчатом турбулентном аппарате диффузор-конфузорной конструкции позволяет добиться эффективности очистки до 82,3%.
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Результаты испытаний, где соотношение бутан-бутиленовая фракция: поглотительный водно-аммиачный раствор ацетата одновалентной меди было меньше, чем 1:5 и не меньше, чем 1:25 были аналогичны результатам испытаний по примерам 1÷3. Поэтому приведены только результаты испытаний по примерам 1÷3.
Техническим результатом заявляемого изобретения является очистка бутан-бутиленовой фракции от примесей бутадиена до 82,3%, что позволит предотвратить нежелательные процессы снижения активности катализаторов при применении бутан-бутиленовой фракции в нефтехимических процессах, например, в синтезе МТБЭ, олигомеров бутиленов. Также техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение выхода основного мономера бутадиена-1,3, используемого при получении синтетических каучуков.
Фиг. Схема выделения бутадиена-1,3 и очистки бутан-бутиленовой фракции
I - бутилен-бутадиеновая фракция
II - легкие углеводороды (С2, С3)
III - тяжелые углеводороды (С5 и выше)
IV - азеотропная смесь (вода + углеводороды) и водорастворимые примеси
V - водород
VI - поглотительный водно-аммиачный раствор ацетата одновалентной меди
VII - поглотительный водно-аммиачный раствор ацетата одновалентной меди, насыщенный бутадиеном-1,3 и частично бутиленами
VIII - рецикл бутадиена и бутиленов
IX - бутадиен-1,3
X - бутан-бутиленовая фракция
1 - колонна ректификации бутилен-бутадиеновой фракции для очистки от легких и тяжелых углеводородов
2 - колонна азеотропной ректификации (осушки) бутилен-бутадиеновой фракции для очистки от влаги и водорастворимых примесей
3 - реактор гидрирования
4 - колонна хемосорбции
5 - колонна предварительной десорбции
6 - колонна десорбции
7 - трубчатый турбулентный аппарат диффузор-конфузорной конструкции

Claims (1)

  1. Способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3 путем ректификации бутилен-бутадиеновой фракции от легких (С2, С3) и тяжелых (С5 и выше) углеводородов, влаги и водорастворимых примесей, очистки от ацетиленовых углеводородов гидрированием, хемосорбцией поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди в жидкой фазе бутилен-бутадиеновой фракции после предварительного охлаждения потоков до температуры минус 7 ÷ минус 12°С, последующей десорбцией бутадиена-1,3 из поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди, отличающийся тем, что часть бутан-бутиленовой фракции, выделяемой в процессе хемосорбции, охлажденной до температуры минус 7 ÷ минус 12°С, возвращают в виде флегмы в колонну хемосорбции после предварительного смешивания с поглотительным водно-аммиачным раствором ацетата одновалентной меди в соотношении от 1:5 до 1:25 в трубчатом турбулентном аппарате диффузор-конфузорной конструкции.
RU2019100770A 2019-01-10 2019-01-10 Способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3 RU2691049C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100770A RU2691049C1 (ru) 2019-01-10 2019-01-10 Способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100770A RU2691049C1 (ru) 2019-01-10 2019-01-10 Способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2691049C1 true RU2691049C1 (ru) 2019-06-07

Family

ID=67037903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019100770A RU2691049C1 (ru) 2019-01-10 2019-01-10 Способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2691049C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4049742A (en) * 1975-04-15 1977-09-20 Basf Aktiengesellschaft Recovery of 1,3-butadiene from a C4 -hydrocarbon mixture
SU1027146A1 (ru) * 1981-09-21 1983-07-07 Предприятие П/Я В-8585 Способ выделени бутадиена
SU1162777A1 (ru) * 1983-02-07 1985-06-23 Воронежский технологический институт Способ разделени продуктов двухстадийного дегидрировани бутана
RU2304133C1 (ru) * 2006-02-26 2007-08-10 Олег Станиславович Павлов Способ извлечения и очистки 1,3-бутадиена

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4049742A (en) * 1975-04-15 1977-09-20 Basf Aktiengesellschaft Recovery of 1,3-butadiene from a C4 -hydrocarbon mixture
SU1027146A1 (ru) * 1981-09-21 1983-07-07 Предприятие П/Я В-8585 Способ выделени бутадиена
SU1162777A1 (ru) * 1983-02-07 1985-06-23 Воронежский технологический институт Способ разделени продуктов двухстадийного дегидрировани бутана
RU2304133C1 (ru) * 2006-02-26 2007-08-10 Олег Станиславович Павлов Способ извлечения и очистки 1,3-бутадиена

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105152840B (zh) 一种碳四烃物流的精制工艺
CN101821361B (zh) 利用乙炔转化器从粗c4物流中分离1,3-丁二烯的方法
KR100869156B1 (ko) 석유 열분해 공정에서 얻은 c5 커트의 분리 방법
CN101475429B (zh) 一种综合利用裂解碳四的方法
CN103964997B (zh) 丁烯氧化脱氢产物的处理方法
CN103772125B (zh) 以炼厂干气为原料制取乙苯的方法
CN105367366A (zh) 利用混合碳四生产乙烯、丙烯的方法
CN104415715A (zh) 一种催化加氢的方法
RU2691049C1 (ru) Способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3
CN108017500A (zh) 碳五馏分中异戊烯炔的脱除方法
CN109401785A (zh) 一种石脑油改质方法
CN103785482A (zh) 一种烯烃异构化催化剂的钝化处理方法
CN109721460A (zh) 采用金属改性吸附剂脱除碳五馏分中异戊烯炔的工艺
CN107935808B (zh) 一种微通道反应器内分离乙烷乙烯混合气的方法
CN111018644A (zh) 提高混合碳四综合利用价值的方法
CN103121905B (zh) 富含炔烃的烃类燃料气的回收方法
US2606938A (en) Continuous separation of hydrocarbons with cuprous halide absorbents
WO2010074019A1 (ja) パラフィンの精製方法および精製装置
CN203269815U (zh) 吸附分离法制备异丁烯的生产装置
US2463846A (en) Purification of solvent used in diolefin concentration
JPS639496B2 (ru)
CN108137437B (zh) 生产丁二烯的方法和装置
CN100389100C (zh) 一种由煤油馏***解制烯烃的方法
CN102329185A (zh) 采用n-甲基吡咯烷酮萃取高纯度1,3-丁二烯的方法
CN105237320B (zh) 利用吸收精制的高压聚乙烯尾气的乙苯制备工艺