Способ разделения бутан-бутиленовых смесей
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ БУТАН-БУТ№ ЛЕНОВЫХ СМЕСЕЙ путем экстрактивной ректификации в п{жсутсгвии растворителя, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве растворителя используют окись мезитила.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
PECllVSËÈН (19) (11)
3(51) С 07 С 7 08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ
К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3491154/23-04 (22) 16.09.82 (46) 23.12.83. Бюл. Р 47 (72) Г. Л. Балашова, Л. П. Блинова, .
А. В. Румянцев и Л. Ф. Митрофанов (71) Омский завод синтетического каучука (53) 547.313.4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 259825, кл. С 07 С 7/08, 1965.
2. Коган В. Б. Азеотропная и экстрактивная ректификация. Л., ГХИ, 1961, с. 288 — 290 (прототип). (54) (57) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ БУТАН-БУТИ
ЛЕНОВЫХ СМЕСЕЙ путем экстрактивной .ректификации в присутствии растворителя, о т л и ч а ° ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве растворителя используют окись мезитила.
1062203
Изобретение относится к разделению углеводородных смесей экстрактивной ректификацией в присутствии растворителя и может быть использовано в нефтехимической промыш ленности.
Известен способ разделения смесей углеводородов различной степени насыщенности путем экстрактивной ректификации с использованием в качестве растворителя ацетонитрила или его смесей с водой (1).
Недостатком способа является необходимость отмывки получающихся фракций углеводородов от ацетонитрила, кроме того, при гидролизе ацетонитрила образуется уксусная кислота, выэывающая коррозию оборудования, Известен также способ разделения углеводородных смесей С4 различной степени насьпценности путем экстрактивной ректификации в присутствии в качестве растворителя ацетона или его смесей с водой (2).
Недостатком известного способа является то, что ацетон, образуя азеотропные смеси с углеводородами, попадает в выделяемые фракции, что требует отмывки их от ацетона, Кроме того, ацетон имеет недостаточную селективность, так коэффициент относительной летучести бутана и бутиленов составляет 1,26.
Цель изобретения — упрощение технологии процесса за счет исключения попадания селективного растворителя в выделяемые углеводороды и устранения стадии отмывки их от растворителя.
Поставленная цель достигается способом раэделеш я бутан-бутиленовых смесей путем экстрактивной ректификации s присутствии растворителя-окиси мезитила.
Окись мезитила — устойчивое соединение с т. кип. 130 С, в воде практически не подвергается гндролизу, Не образует с углеводородами азеотропных смесей. Имеет относительно малую токсичность.
Пример 1 (для сравнения), Разделению подвергают 200 r бутан-бутиленовой смеси следующего состава, вес.%: С4 — С3
0,07; i — С4Н <о 0,45; и — С4Н1 65,68;
i — С„Н8 0,07; сумма бутиленов 32,15; бутадиен 1,78; С 0,06 в присутствии водного ацетона при весовом соотношении углеводороды:растворитель 1:14. Процесс проводят при 60 С и давлении 6 атм.
В результате получают 66 г бутиленов состава,%; я — С Н4, 4,64; i — С4Н8 0,69; сумма бутиленов 88,48; бутадиен 6,19 и 134 г бутановой фракции состава,%: С вЂ” С3 0,12;
i — С4Н О0,25; и — C<,Н1 95,68; сумма бутиленов 3,95, П р и м - =p 2. Проводят разделение бутан-бутеновой смеси аналогично примеру
1, но и :пользованием окиси мезитила в качестве растворителя, Получают в результате эксперимента 70 r бутиленов состава,%: н — С4 Н ц> 3,05; i — C4H 8 0,70 сумма бутиленов 91,04; бутадиен 5,21 и 130 r бутановой
5 фракции состава,%: С вЂ” С g 0,12; i — С4Н8
0,27; н — С4Н1 96,93; сумма бутиленов 2,68, Пример 3. В условиях, аналогичных примеру 1, разделяют бутан-бутиленовую смесь состава,%: i — C4H<00 32 и — С4Н1о 60 348 сумма бутиленов 36,507; С4Н6 2,824. Растворитель — окись мезитила в соотношении к разделяемой смеси 12:1. Получено 70 г бутиленов состава,%: и — С4Н40 2,7; i — С4Н40 0,4; сумма бутиленов 94,26; С4Н6 2,64 и 130 г
15 бутановой смеси состава,%: — С4Н 4, 0,2; н-бутан 97,43; сумма бутиленов 2,47.
Пример 4. Аналогично примеру 3 разделяют бутан-бутиленовую смесь состава,%:
С) 1,366; — С4Н4о 0,58; н — C4H 20 сумма бутиленов 36,78; С4Н6 3,33, Получают 70 70,4 г бутиленов состава,%: i.— С4Н400,46; и-бутан 2,1; сумма бутиленов 92,34; С4Н6 4,1 и 129,5 бутановой фракции состава,%; с ) 1,42; i — c4H4ii 0>22; н — с4н4о 96,76; 25 сумма бутиленов 1,6. С целью подтверждения полученных результатов определяют коэффипиенты активности углеводородов и их растворимость в раствори- телях. П р и и е; р 5. Определяют коэффициент относительной летучести (К,) бутана и / -бутиленов при относительной концентрации Р бутиленов в углеводородной смеси 50 вес.%. Определение проводят в изотермических условиях при 40 С путем барботажа углевоо дородной смеси через растворитель до тех пор, пока составы входящего и выходящего газов не сравняются. Коэффициент относительной летучести при 40 С и содержании Р -бути о ленов в углеводородной смеси 50 вес.% равен 1,7. В табл. 1 приведены результаты определения коэффициента относительной летучести. Селективность растворителя — окиси мези -:. .тила мало меняется при изменении насьпцения. При 65 С селективность при изменении насыо щения от 0,lдо 0,,4 мольной доли изменяется всего g 1,74 до 1,71. Пример б. Определяют растворимость компонентов бутан-бутиленовой смеси в окиси мезитила и для сравнения — в водном ацетоне и ацетонитриле. Полученные данные представлены в табл. 2. Из представленных данных видно, что окись, мезитилена при высокой селективности обладает большей растворяющей способностью, чем ацетон или ацетонитрил. Это позволяет сократить расход селективного растворителя. Количество растворителя можно сократить по от1062203 ношению к разделяемой смеси до 8:1 (вместо 14:1 для ацетона). Кроме того, вследствие того, что окись г мезитила не образует с углеводородами С4 Условия проведения опьпа Бути лены С 3-Бутан Окись мезитнла Опыт 1 84,52 86,14 8,815 . 6,817 6,665 7,043 0,299 0,358 6,564 С4Н О 032 С4Н 40 60 34 7,299 0,409 7,389 0,288 7,241 7,493 7,368 0,274 Опыт 2 84,347 8,079 7,574 0,214 0,291 4,942 С 1 1,3664 0,215 88,7175 6,34 87,8452 5,835 0,09 6,32 0,247 0,126 87,27 5,939 0,213 6,791 88,833 6,041 90,266 4,786 5,126 0,06 4,998 0,049 i — С4Н(o 0,58 через окись мезитила при 40 С Пропускание бутан- бутиленовой фракции состава, вес.% С4Нд 36,507 С4Н6 2,824 через окись мезитила при 40 С Пропускание бутан-бутнленовой фракции состава, вес.%: и-С4Н О 0,5777 и — С4Н8 36,78 С4Н6 3,3291 86,137 85,37 . 85;139 азеотропов, можно, подавая необходимое количество орошения в колонну разделенюг при р 4 — 5 атм практически не допускать уноса растворителя, а следовательно, исклю5 чнть отмывку углеводородов от растворителя. Таблица 1 Хроматографический состав фазы, вес.% 1062203 ° Продолжение табл. 1 Хроматографический состав фазы, вес.% Условия нроведевня опыта Бупше- Бутан Давииил 63,574 63,398 34,1 34,214 2,017 2,03 1,41 1,91 Z7,38 1,778 59,287 2,247 1,52 61,18 1,716!,625.cf 1,6 Опыт 2 36,6779 60,015 2,802 1,53 С 1,3664 .и — С1Н 10 0,5777 1,гг 2,892 1,872 2,05 и — С4Н8 2,332 1,35 36,78 2,548 1,33 3,3291 2,545 61,50 1,79 . р-1,55 Опыт 1 Пропускание бутан-бутиленовой фракции состава, вес.%: С4 Н о 0,32 и-С, Н10 60,348 С Н 36,507 С Н 2,824 через окись мезитила при 40©C Пропускание бутан-бутиленовой фракции состава, вес.%: i-С4Н,1с 0 58 через окись меэитила при 40 С 20,431 38,175 36,829 37,789 33,748 38,381 38,051 35,906 58,999 64,007 59,074 59,341 Коэффициент относительной летучести й 1062203 Таблица 2 Хроматографический анализ жидкой фазы Содержа- Соде рж»ние бута. ние бутина, вес.% ленов, вес.% Содержа- Содержа ние аце- ние оки тона, вес.% зитила, вес.% Опыт 1 Опыт 2 Опыт 3 Опыт 4 Опыт 5 Условия проведения опыта Пропускание бутана через 87 o.Hûé водный раствор ацетона при 40 С Пропускание бутиленов через 87 o-ный водгый раствор ацетона при 40 С Пропускание бутана че1кз окись мезитила при 40 С Пропускание бутиленов через окись мезитила при 400С Нропускание бутан-бутиленовой фракции через окись мезитила при 40 С Опыт б Пропускание бутан-бутиленовой фракции через о ацетон водный при 40 С 96,425 97,267 97,061 96,671 97,424 95,575 94,146 91,912 92,148 92,626 91,607 97,729 90,566 90;549 92,079 90,763 86,175 78,973 81,626 82,9 74,664 80,628 83,178 80,766 82,803 80,558 83,633 95,105 94,592 91,615 93,975 94,403 Содержание ацеонитриа, вес.% 3,575 2,732 2,938 3,328 2,575 2,271 9,434 9,451 7,921 9,237 6,728 8,052 6,763 8,197 6,766 2,573 2,641 3,674 2,916 2,485 3,187 4,609 6,536 6,133 5,881 6,791 8,375 14,016 10,289 9,51 16,516 10,697 5,129 5,905 5,702 6,321 5,546 2,095 2,388 4,195 2,799 2,773 1062203 Продолжение табл. 2 Хроматографический анализ жидкой фазы Ф Условия проведения опыта Содержа е ок Опыт 8 87,332 6,006 87 735 6,153 94,75 2,215 93,993 2,338 Составитель Н, Кириллова Техред Л.Пилипенко Корректор Г. Решетник Редактор Н. Егорова Тираж 418 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 10152/25 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Опыт 7 Пропускание бутан- бутнленовой фракции через ацетонитрнл при 40 С Пропуск ание бутан- бутиленовой фракции через окись мезитила при 80 С Содержание ацетона, вес.% одержа ние ацеTOHHTPP.«« ла, вес.% 94,97 94,149 91 089 90,966 Соде рж»е бутавес.% 2,867 2,477 3,403 4,006 одержание бутиенов, ес.% 1,883 2,801 4,475 4,243 5,35 5,178 2,488 2,997