×
13.06.2019
219.017.816e

СПОСОБ ОЧИСТКИ БУТАН-БУТИЛЕНОВОЙ ФРАКЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ БУТАДИЕНА-1,3

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: 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 (С 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 -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.
Реферат Свернуть Развернуть

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.

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%.

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

Способ очистки бутан-бутиленовой фракции в производстве бутадиена-1,3 путем ректификации бутилен-бутадиеновой фракции от легких (С, С) и тяжелых (С 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.
СПОСОБ ОЧИСТКИ БУТАН-БУТИЛЕНОВОЙ ФРАКЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ БУТАДИЕНА-1,3
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-4 of 4 items.
26.08.2017
№217.015.e69b

Способ регенерации водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди

Изобретение относится к способу регенерации водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди, который находит применение в нефтехимической промышленности при получении синтетических каучуков. Способ регенерации поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626858
Дата охранного документа: 02.08.2017
05.07.2018
№218.016.6b30

Способ получения бутадиен-стирольного каучука

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к производству бутадиен-стирольных каучуков, получаемых эмульсионной сополимеризацией. Cпособ получения бутадиен-стирольного каучука включает сополимеризацию бутадиена со стиролом в водной эмульсии по свободно-радикальному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660084
Дата охранного документа: 04.07.2018
02.05.2019
№219.017.489b

Способ стабилизации водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди

Изобретение относится к способу стабилизации водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди, который находит применение в нефтехимической промышленности при получении синтетических каучуков в процессе выделения мономера бутадиена-1,3 методом хемосорбции из бутадиенсодержащих фракций,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686751
Дата охранного документа: 30.04.2019
27.12.2019
№219.017.f31e

Топливная композиция авиационного бензина

Изобретение раскрывает топливную композицию авиационного бензина с октановым числом не менее 91 и сортностью не менее 115, которая содержит алкилбензин, характеризующаяся тем, что дополнительно содержит смесь предельных углеводородов С и выше, выкипающих в интервале температур 25÷200°С, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710265
Дата охранного документа: 25.12.2019
Showing 1-10 of 28 items.
27.08.2014
№216.012.eeea

Способ получения сольвата хлорида неодима с изопропиловым спиртом для неодимового катализатора полимеризации изопрена

Изобретение относится к нефтехимической промышленности и может быть использовано в производстве неодимового 1.4-цис-полизопрена. Способ получения сольвата хлорида неодима с изопропиловым спиртом для неодимового катализатора полимеризации изопрена осуществляют смешением хлорида неодима с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526981
Дата охранного документа: 27.08.2014
20.01.2015
№216.013.2016

Способ получения цис-1,4-полиизопрена

Изобретение относится к области получения синтетического каучука. Описан способ получения цис-1,4-полиизопрена полимеризацией изопрена в растворе изопентана или смеси изопентана и изоамиленов в присутствии каталитического комплекса. Предварительно смесь диизобутилалюминийгидрида и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539655
Дата охранного документа: 20.01.2015
10.04.2015
№216.013.4081

Способ получения антиагломератора для синтетических каучуков

Изобретение относится к способу получения антиагломератора на основе стеарата кальция, который находит применение в нефтехимической промышленности при получении синтетических каучуков. Описан способ получения антиагломератора для синтетических каучуков, заключающийся в том, что осуществляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548001
Дата охранного документа: 10.04.2015
13.01.2017
№217.015.8718

Способ выделения синтетического цис-1,4-полиизопрена и полиизопрен, полученный этим способом

Настоящее изобретение относится к способу выделения синтетического цис-1,4-полиизопрена, используемого для производства шин и резинотехнических изделий, из раствора в углеводородном растворителе водной дегазацией. Водную дегазацию проводят в крошкообразователе и дегазаторе путем смешения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603643
Дата охранного документа: 27.11.2016
26.08.2017
№217.015.dec2

Способ получения 4,4-диметил-1,3-диоксана

Изобретение относится к способу получения 4,4-диметил-1,3-диоксана (ДМД) из изобутилена и формальдегида путем конденсации изобутилена с водным раствором формальдегида в присутствии фосфорной кислоты при повышенных температуре и давлении в присутствии углеродных нанотрубок с диаметром пор 7-11...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624678
Дата охранного документа: 10.07.2017
26.08.2017
№217.015.e69b

Способ регенерации водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди

Изобретение относится к способу регенерации водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди, который находит применение в нефтехимической промышленности при получении синтетических каучуков. Способ регенерации поглотительного водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626858
Дата охранного документа: 02.08.2017
19.01.2018
№218.016.076a

Способ получения 4,4-диметил-1,3-диоксана (варианты)

Изобретение относится к способу получения 4,4-диметил-1,3-диоксана (ДМД) из изобутилена и формальдегида путем конденсации изобутилена с водным раствором формальдегида в присутствии фосфорной кислоты при повышенных температуре и давлении в присутствии синтетических цеолитов NаА с диаметром пор 4...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631429
Дата охранного документа: 22.09.2017
04.04.2018
№218.016.3190

Способ получения титанового катализатора для стереоспецифической полимеризации изопрена и цис-1,4-изопреновый каучук, полученный на этом катализаторе

Изобретение относится к способу получения титанового катализатора для стереоспецифической полимеризации изопрена и может быть использовано в нефтехимической промышленности для получения цис-1,4-изопренового каучука марок СКИ-3, СКИ-3С, СКИ-3Д, СКИ-3НТ и других. Предложен способ получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645160
Дата охранного документа: 16.02.2018
10.05.2018
№218.016.3f5b

Способ очистки возвратного растворителя

Изобретение относится к производству синтетических каучуков, получаемых растворной полимеризацией, в частности к регенерации возвратного растворителя со стадии выделения каучуков. Способ включает ректификацию возвратного растворителя на колонне, охлаждение паров в дефлегматоре, сбор дистиллята...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648754
Дата охранного документа: 28.03.2018
25.06.2018
№218.016.6739

Способ повышения эффективности селективного гидрирования

Изобретение относится к технологии промышленного проведения реакции каталитического гидрирования жидкофазных непредельных углеводородов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности. Способ формирования комплекта газораспределительных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658417
Дата охранного документа: 21.06.2018
+ добавить свой РИД