Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ МЕТАНОЛЬНО-АЛЬДЕГИДНОЙ-ЭФИРНОЙ ФРАКЦИИ ПРОИЗВОДСТВА БУТИЛОВЫХ СПИРТОВ

Изобретение относится к области химии, нефтехимии, в частности, к способу выделения метанольно-альдегидной-эфирной фракции из гидрогенизатов производства бутиловых спиртов оксосинтеза (Справочник нефтехимика. Т. 2. Л., Химия, 1978, 591 с.).

Сырье гидрирования - альдегидный отгон со стадии гидроформилирования пропилена, помимо масляных альдегидов содержит примеси побочных продуктов - бутилформиатов, простых и сложных бутиловых эфиров, воды, альдегидов C₈, ацеталей C₁₂ и других высококипящих побочных продуктов (ВПП) (Гидроформилирование. Л.: Химия, 1972, 253 с.).

Продукт гидрирования указанного альдегидного отгона в зависимости от применяемого катализатора гидрирования, условий проведения процесса, содержит, мас. %: изобутилового спирта 20-25; н-бутилового спирта 50-65; масляных альдегидов 0,3-0,7; воды 1,0-3,0; метанола 0,5-3,0; углеводородов 1-15; простых и сложных бутиловых эфиров 1,0-3,0, ВПП 5-15.

Метанол в относительно больших концентрациях (до 3 мас. %) содержится в гидрогенизатах, получаемых с использованием катализаторов (например, алюмоцинкхромовый катализатор) практически полностью гидрирующих бутилформиаты, содержащиеся в альдегидном отгоне, до метанола и бутиловых спиртов.

Анализ известных схем выделения бутиловых спиртов из гидрогенизатов процесса оксосинтеза (В.Ю. Ганкин, Г.С. Гуревич. Технология оксосинтеза. Л.: Химия, 1981, 272 с.; авт. свид. СССР №218867, БИ 1970, №12; авт. свид. СССР №451682, БИ 1974, №44; пат. ФРГ №3102281, опубл. 7.01.1982 и др.), а также способом выделения метанольно-альдегидной фракции производства бутиловых спиртов (патент №2254321), показывает, что в них не предусмотрено выделение метанольно-альдегидной-эфирной фракции в барботажной колонне с организованным рециклом воды в питание колонны и подачей пара в кубовую часть колонны (на 10-ю тарелку).

Тем не менее расчет показывает, что извлечение метанола и масляных альдегидов из гидрогенизатов с применением данной схемы на производстве бутиловых спиртов оксосинтезом для типовой установки мощностью 170 тыс.т/год по целевым бутиловым спиртам позволит, увеличив нагрузку, не создавая специальной установки, получать 2,5-3,0 тыс.т/месяц н-бутанола с качеством, соответствующим ГОСТ.

Цель настоящего изобретения - разработка технологии выделения из гидрогенизатов оксосинтеза метанольно-альдегидной-эфирной фракции и бутенил-бутиловых эфиров, очистка от эфиров кубового продукта колонны, получение товарного бутанола с качеством соответствующим ГОСТ. Без применения этой схемы получение товарных н-бутанолов возможно лишь при снижении общей загрузки на колонну. При этом произойдет снижение выработки н-бутанола на 2,5-3,0 тыс.тонн в месяц.

В соответствии с предлагаемым способом, выделение целевой метанольно-альдегидной-эфирной фракции осуществляют в массообменном аппарате - ректификационной колонне с барботажными тарелками.

Сверху колонны отбирают фракцию, содержащую метанол, масляные альдегиды, воду, бутиловые спирты, эфиры, углеводороды и другие примеси с расходом, при котором содержание изобутилового спирта в ней составляет 3-15 мас. % от потенциального содержания его в гидрогенизате.

По низу выделяют смесь бутиловых спиртов, эфиров, воды, высококипящих побочных продуктов с расходом, при котором концентрация воды в кубовом продукте равна 4,98-8,23 мас. %.

Разность температур между кубом колонны и 38-й тарелкой от низа колонны поддерживается в пределах 10-40°С, с выделением по верху аппарата воды, рециркулируемой в питание колонны и подачей водяного пара в зону 10-й тарелки с расходом 0,1-1,2 т/ч.

Указанный продукт направляют в блок выделения товарных бутиловых спиртов.

Отличительным признаком предлагаемого способа является то, что подачу водяного пара в колонну на 10-ю тарелку и воды в питание колонны выделения метанольно-альдегидной-эфирной фракции осуществляют с расходом, при котором содержание воды в кубовом продукте составляет 4,98-8,23 мас. %.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (средние значения заявляемых параметров)

Гидрогенизат процесса получения бутиловых спиртов оксосинтезом состава, мас. %: метанол - 1,17; масляный альдегид - 0,27; углеводороды - 0,39; вода - 2,25; бутиловые эфиры - 0,86; ацетали - 2,0; изобутанол - 26,14; н-бутанол - 54,04; ВПП - 12,88 с расходом 17000 кг/час направляют в качестве питания в среднюю часть ректификационной колонны непрерывного действия диаметром 1600 мм, оснащенной 50-клапанными однопоточными тарелками, с межтарелочным расстоянием 400 мм.

Процесс разделения гидрогенизата в колонне осуществляют при абсолютном давлении верха - 918 мм рт.ст., низа - 1000 мм рт.ст., температуре верха - 88°С, флегмы - 32°С, ввода сырья в колонну - 106°С, куба - 114°С, расходе флегмы - 11,5 м /час.

По верху колонны отбирают 400,0 кг/час метанольной «головки» состава, мас. %: метанол - 21,78; масляный альдегид - 3,3; углеводороды - 0,72; вода - 23,28; бутиловые эфиры - 13,7; изобутанол - 36,99; н-бутанол - 0,23.

Расход изобутилового спирта с метанольной «головкой» составляет 3,3 мас. % от потенциального содержания в гидрогенизате.

По низу колонны выделяют 16600 кг/час концентрата бутиловых спиртов состава, мас. %: метанол - 0,03; масляный альдегид - 0,09; вода - 5,01; бутиловые эфиры - 0,04; ацетали - 1,17; бутанолы - 81,64; ВПП - 12,02.

Указанный продукт направляют в блок ректификационного выделения товарных бутиловых спиртов.

Пример 2 (нижняя заявляемая граница содержания воды в кубовом продукте колонны)

Сырье состава, приведенного в примере 1, подвергают разделению аналогично примеру 1 с тем отличием, что содержание воды в кубовом продукте колонны соответствует нижней заявляемой границе, а именно 4,98 мас. %.

В результате выделяют кубовый продукт колонны с содержанием бутиловых эфиров 0,07% масс.

Пример 3 (верхняя заявляемая граница содержания воды в кубовом продукте колонны)

Сырье состава, приведенного в примере 1, подвергают разделению аналогично примеру 1 с тем отличием, что содержание воды в кубовом продукте колонны соответствует верхней заявляемой границе, а именно 8,23 мас. %.

В результате выделяют кубовый продукт колонны с содержанием бутиловых эфиров 0,02% масс.