С.Ю. Павлов, B.А, Степанова, О.В. Богданова, В.A .Гопаков, А.Н.Бушин, В.Ш.Фельдблюм и Ю.Г.Осокин (72) Авторы и обр т виия (73) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ БУТАН-EVTEHOBhK СМЕСЕЙ

Изобретение относитс я к разделению бутан-бутеновых смесей, содержащих изобутен, бутен-1 и бутен-2, являющихся ценным исходным сырьем для производства различных органических продуктов.

Известны способы разделения бутан бутеновых смесей путем экстрактивной ректификации с применением до и после 0 нее гидратации изобутилена, содержащегося в смеси, в присутствии кислот или ионообменных смол (1).

Недостатком способа с использованием кислот является их высокая коррозионная агрессивность, а с использованием ионообменных смол вЂ” сложность технологического оформления, Наиболее близким по технической 20 сущности к изобретению является способ разделения бутан-бутеновых смесей путем экстрактивной ректификации с использованием в качестве экстрагента частично или полностью алкилзаме- 25 щенных амидов фосфорной кислоты (2).

ОднакО при этом способе не удается достичь высокой степени разделения изобутена и бутена-1, поскольку относительная летучесть их в присут- 3р ствии указанного экстрагента практически одинакова.

Целью изобретения является повышение степени разделения.

Это достигается описываемым способом разделения бутан-бутеновых смесей, заключающимся в том, что исходную смесь подвергают экстрактивной ректификации с использованием в качестве экстрагента частично или полностью алкилзамещенных амидов фосфорной кислоты в присутствии щелочного металла, в зятого в количестве 1-5% от веса экстрагента, с последующей десорбцией бутенов из раствора и отделением изобутена от бутенов-2 обычной ректификацией.

Отличием способа является проведение процесса в присутствии щелочного металла, взятого в количестве 1-5% от веса экстрагента с последующей десорбцией бутенов из раствора и отделением изобутена от бутенов-2 обычной ректификацией.

При осуществлении предлагаемого способа происходит изомеризация бутена-1 в бутен-2, что позволяет отделить изобутен от бутенов-2 обычной ректификацией.

687058 р и - е г 1. Бутан-бутеновую смесь, полученную дегидрированием н-бутена и имеющую состав, приведенный ниже, разделяют на бутановую и бутеновую фракции экстрактивной ректификацией на колонке со 120 колпачковыми тарелками в присутствии гексаметилфосфортриамнда (ТМФА) . Подача. Фракции составляет 0,6 кг/час.

Трудн9разделимой парой в процессе экстрактивной ректификации в данном случае является н-бутан-l-бутен, коэфФициент относительной летучести котоРОй составляет всего лишь 1,21 при условиях, характерных для средней части колонны

Для получения бутановой фракции с содержанием 5% бутенов и бутеновой фракции, содержащей 5Ъ бутана, требуется циркуляция экстрагента 6,8 кг/час.

Бутановую фракцию в количестве 0 4 с Щ кг/час собирают в специальный сборник, а экстрагент, насыщенный бутеновой фракцией, подвергают отпарке в отпарной колонке, имеющей 20 колпачковых тарелок, при атмосферном давлении. Десорбированные бутены в коли- 25 честве 0„21 кг/час конденсируют и очищают от экстрагента в колонке, имеющей 10 тарелок при флегмовом числе 1.

Получают 0,2 кг/час очищенной от раОтворителя бутановой фракции, имею- ЗО щей следующий состав, вес.Ъ:

Изабутан 1, 3

Н-бутан 63,9

Изобутен Я,8

1-Бутен 7 5 35

Транс-2-бутен 13,6

Цис-2-бутен 9,7

1,3-Бутадиен 1ю2

Пример 2. Прн условиях примера 1, бутан-бутеновую фракцию раз- 4Q деляют с применением в качестве экстрагента ГМФА,содержащего 4„85вес.Ъ металлического калия. В этом случае одновременно с процессом разделения происходит изомеризация бутена- 45

1 в бутен-2. Поэтому наиболее трудноразделимой парой становятся н-бутан транс-бутен-2,.коэффициент относительной летучести которой равен 1,47 (вместо 1,21 для пары н-бутан-бутен-1) при условиях, характерных для средней части колонны экстрактивной ректификации.

Для получения четности разделения смеси, указанной в примере 1, требуя „ ркуляция „,,ðàãeíòà 2,8 кг/ec55 (вместо 6,8 кг/час, как в примере 1).

Пример 3. Бутен-изобутеновую

Фракцию, состав которой приведен ниже, подвергают экстрактивной ректификации в присутствии ГМСА, содержащего 60

2@5 весф.Ф калия фракция-имеет следую щий состав, вес.Ф:

Нбутан. 8 5

ИзОбутеи 44,3

1-Бутен 28,8 65

Транс-2-бутен 10,6

Цис-2-бутен 7,3

Бут адие н- l, 3 0,5

Экстрактивную ректификацию осуществляют в лабораторной колонке, имеющей 120 тарелок. Циркуляция экстрагента составляет 2,7 кг/час Количество подаваемой фракции 1,2 кг/час. Температура верха колон - 40 С, температу-. ра куба - 70 С. С верха колонны отбира« ют бутановую фракцию, .содержащую 2,0% йзобутена, в количестве 0,1 кг/час.

Кубовый продукт напраэляют в десорбци. онную колонку, имеющую 20 тарелок.температура верха колонны 3 ос Десорби рованные углеводороды имеют следующий состав, вес.%:

Н-Бутан 0,5

Изобутен 48,6

1-бутен 0,5

Транс-2-бутен 29,4

Цис-2-бутен 21,0

Количество углеводородов 1, 1 кг/час.

Десорбированный экстрагент возвраща- ют в колонну экстрактивной ректификации. Десорбированные углеводороды компр ыируют и направляют в колонну ректификации, имеющую 110 тарелок.

Температура верха колонны 50 С, флегмовое число 5. С верха колонны отбирают 99Ъ изобутена в количестве

0,53 кг/час.Бутеновую фракцию отделяют от ГМФА в колонне, имеющей 10 тарелок. Температура верха колонны сос- танляет 50 С, температура куба 70 С.

С верха колонны отбирают бутеновую фракцию, содержащую 0,005 вес.Ъ ГМФА, в количестве 0,56 кг/час. Кубовый продукт в количестве 0,01 кг/час, содержащий 30% ГМФА и 70% углеводородов, возвращают в колонну экстрактивной ректификации.

Пример 4. Бутан-бутеновую смесь, полученную дегидрированием н-бутана и содержащую, вес.5: изобутана 1,3, н-бутана 65,8, изобутена. 0,8, 1-бутена -7,5,транс-2-бутена

13,7%, цис-2-бутена-10,4, 1,3-бутадиена 0,5 разделяют в условиях примера 1. В качестве экстрагента используют ГМФА, содержащий 1% металлического калия. Коэффициент относительной летучести трудноразделимой пары н-бутан-транс-2-бутен (бутен1 при контактировании превращается в бутены-2) составляет 1,47.

Для получения н-бутановой Фракции, содержащей 5% бутенов, и бутеновой Фракции, содержащей 5 н-бутана, требуется циркуляция экстра-.ента 2,8 кг/час (вместо 6,8 кг/час, как в примере 1).

П Р и м е р 5. Бутан-бутеновую смесь указанного состава разделяют в условиях примера 1. В качестве экстрагента используют тетраэтилдиамидэтилфосфиновой кислоты, содержащий 5,0% металлического натрия.

687058

Т аблица 1

Коэффициенты относительной летучести углео водородов C4ïðè 40 С (K) по отношению к бутену-1

Компоненты без разделяющего агента. присутствии 753 едлагаемого экстранта

Н-Бутан

Изобутен

Бутен-1 транс-Бутен-2 цис-Бутен-2

8,82

1,15

1,02

1,00

0,80

0,73

0 85

0,74 углеводороды

Легкокипящие углеводороды

Бутен-1 транс-Бутен-2 цис-Бутен-2

0,05

25,45

8,40

6,10

74,6

99,95

Коэффициент относительной летучести, определякщей пары н-бутан-транс- . .-2-бутен, составляет 1,53. Циркуляция экстрагента равна 2,4 кг/час, вместо 6,8 кг/час, как в примере

При этом в верхней части колонны получают 0,4 кг/час бутановой фракции, содержащей 5% бутенов в нижней части колонны, и 2,6 кг/час растворителя, насыщенного бутеновой фракцией и содержащей 5,0% бутанов. Экстра:гент, насыщенный бутенами, подвергают отпарке в отпарной колонне, имеющей 2Q колпачковых тарелок, при атмосферном давленич. Десорбированные бутены в количестве 0,21 кг/час конденси- 15 руют и очищают от экстрагента в ректификационной колонне, имеющей 10 та МЯок npR флегмоэом числе 1.

Как видно из таблицы, в отсутствии gO зкстрагента н-бутан не может быть отделен от бутенов-2 (относительные летучести их близки). В предлагаемых условиях относительная летучесть н-бутана по отношению к транс-бутену-2 рав- на 1,35 и по отношению к цис-бутену45

-2-1,56.

Затем 10 мл раствора контактируют с 10 мл бутена-1 в течение 20 мин

Получают 0,2 кг/час очищенной от растворителя бутеновой фракции состава,вес.%:н-бутана-5,изобутана 22,75, бутена-1 0,25, транс-бутена-2 40, цис-2-бутена 31,0, 1,3-бутадиена 1,0.

Ректификацией указанной фракции на колонне, имеющей 110 тарелок, при флегмовом числе 7 получают изобутилен

993-ной концентрации.

Пример 6. Берут 20 мл раствора, содержащего 1,853 металлического лития в тетраэтилдиамидэтилбосАиновой кислоты. Определяют коэффициенты относительной летучести углеводородов С4 в присутствии данного раствора. Резуль. таты приведены в табл. 1 (для сравнения даны коэффициенты относительной летучести тех же углеводородов в отсутствии укаэанного экстрагента).. пУтем встряхивания смеси в баллончи- ке на встряхивающей машине со возвратно-поступательными движениями в 1 мин. После контакта углеводороды испаряют из баллончика и анализируют.

Результаты приведены в табл. 2. Как видно из таблицы, в процессе контакта происходит изомеризация бутена-1 в бутены-2. Конверсия бутена-1 в бутены-2 составляет 74,6Ъ.

Т а б л и ц а 2

687058.

Составитель Н. Глебова

Редактор Д. Пинчук ТехредН.КовалеваКорректор Г. Решетник

3+<+> 5653/23

Тираж 513 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, .Проектная, Предлагаемый способ позволяет значительно повысить селективность процесса разделения бутан-бутеновых смесей экстрактивной ректнфикацией за счет превращения бутена-1 в бутен-2, в результате чего определяющей парой процесса становится н-бутан-транс-бутен-2 с относительной летучестью

1,47, а не н-бутан-бутен-1 с относительной летучестью 1,21 и удешевить процесс за счет снижения циркуляции экстрагента.

Формула изобретения

Способ разделения бутан-бутеновых .смесей путем ректификации с использованием в качестве зкстрагента час" точно или полностью алкилзамещениых амидов фосфорной кислоты, о т л ия а ю шийся тем, что, с целbe повышения степени разделения, процесс осуществляют в присутствии щелочного металла, взятого з количестве 1-5Ф от веса экстрагента, с последукщей десорбцией бутенов из экстрагента и Ьтделением иэобутена от бутенов-2-обычной ректификацией.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чаплиц Д. Н. Промышленные способы выделения изобутена, М. 1971, с. 58-59.

2. Авторское свидетельство СССР и 341783, кл. С 07 М 7/08, 1972 (прототип).

Способ разделения бутан-бутеновых смесей

Способ разделения парафин-олефиновых углеводородных смесей // 686265

Изобретение относится к области разделения парафин-олефиновых углеводородных смесей путем экстрактивной ректификации в присутствии полярных органических растворителей и может быть использовано в промышленности СК

Способ разделения бутадиенсодержащей углеводородной фракции // 686264

Способ разделения углеводородов c4 - c5 разной степени насыщенности // 681730

Способ регенерации экстрагента, применяемого для разделения углеводородов c4-c5 экстрактивной ректификацией // 677232

Способ разделения диолефинсодержащих углеводородных смесей // 675750

Способ разделения углеводородных смесей с -с // 667537

Способ разделения смесей углеводородов c4-c5 разной степени насыщенности // 665602

Способ очистки экстрагента // 654595

Способ очистки изобутан-изобутиленовой смеси от хлористого этила и этанола // 644761

Способ получения винилдисилоксанов // 2100335

Изобретение относится к получению кремнийорганических соединений, в частности к способу получения винилдисилоксанов, которые могут быть использованы при производстве кремнийорганических жидкостей, смол, каучуков

Способ жидкостной экстракции // 2105751

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в процессах разделения смесей компонентов жидкостной экстракцией в нефтепереработке, нефтехимии, химической, пищевой промышленности и других отраслях

Способ ингибирования гидролиза диметилформамида или диметилацетамида в процессах выделения диеновых углеводородов экстрактивной ректификацией // 2114102

Изобретение относится к способам ингибирования гидролиза диметилформамида (ДМФА) или диметилацетамида (ДМАА) в процессах выделения диеновых углеводородов из C4-C5 углеводородных смесей экстрактивной ректификацией (ЭР) и может найти применение в нефтехимической промышленности при производстве диеновых углеводородов

Способ раздельного и/или совместного получения метилацетилена и аллена // 2120932

Изобретение относится к нефтехимической промышленности и касается способа раздельного и/или совместного получения метилацетилена и аллена из C3-углеводородной фракции экстрактивной ректификацией в присутствии ацетонитрила в качестве селективного растворителя, на первой стадии процесса в режиме экстрактивной ректификацией в присутствии ацетонитрила в качестве селективного растворителя, на первой стадии процесса в режиме экстрактивной ректификации при повышенном давлении отделяют пропан-пропиленовую фракцию до остаточного содержания в C3-фракции пропана и пропилена 0,1 - 35%, обеспечивающего флегматизацию дистиллятных фракций

Способ выделения н-гексана из гексансодержащих бензиновых фракций // 2128157

Изобретение относится к области химической технологии, а точнее к способу выделения н-гексана из гексансодержащих бензиновых фракций, содержащих помимо н-гексана близкокипящие к нему углеводороды: 2,2-диметилбутан, 2,3-диметилбутан, 2-метилпентан, З-метилпентан, метилциклопентан, а также другие парафиновые и циклопарафиновые углеродороды состава C5-C6

Способ получения чистых углеводородов из смеси, содержащей ароматические и неароматические углеводороды // 2138472

Способ получения чистого бензола и чистого толуола и устройство для его осуществления // 2141936

Изобретение относится к способу получения чистого бензола и чистого толуола из исходного продукта, содержащего ароматические углеводороды, причем исходный продукт в стабилизационной технологической ступени перегонки (1) освобождают от газов, причем стабилизированный исходный продукт разделяют на промежуточный продукт, обогащенный бензолом, и на промежуточный продукт, обогащенный толуолом, причем промежуточный продукт, обогащенный бензолом, и промежуточный продукт, обогащенный толуолом, направляют в технологическую ступень экстрактивной перегонки (2) и по отдельности выдают на различные тарелки колонны для экстрактивной перегонки (4), причем смесь из чистого бензола, чистого толуола и экстрагирующего агента отбирают из нижней части (3) колонны для экстрактивной перегонки (4) и причем экстрагирующий агент в отпарной технологической ступени (5) отделяют от чистого бензола и чистого толуола и возвращают в технологическую ступень экстрактивной перегонки (2)

Способ разделения углеводородов с3 или с4 // 2143418

Изобретение относится к разделению смесей низших углеводородов

Способ выделения ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими // 2145590

Изобретение относится к способу выделения ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими методами жидкостной экстрации или экстрактивной реактификации и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности

Способ получения бензола и дебензолированной высокооктановой смеси // 2153485

Изобретение относится к области получения бензола и высокооктановых смесей