ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процессы одноступенчатой экстрактивной ректификации из "Основы технологии синтеза каучуков Изд3" На ранней стадии организации промышленного производства бутадиена из н-бутана и н-бутиленов в США, Канаде и других странах в промышленном масштабе был осуществлен процесс разделения углеводородов С4, основанный на экстрактивной ректификации с ацетоном. Этот процесс использовался для разделения бутан-бутиленовых смесей. В качестве экстрагента применяли водный раствор ацетона следующего состава 82 вес.% ацетона и 18 вес.% воды. Процесс экстрактивной ректификации проводили при температуре 60—78 °С и давлении 6,5—8,5 ат. При этом в результате экстрактивной ректификации получали н-бутилен с концентрацией до 95% и н-бутан, содержащий 5—6 вес.% н-бутиленов. [c.126] Достоинствами этого процесса было то, что применяемый в качестве экстрагента ацетон — продукт доступный и дешевый, не вызывающий коррозии оборудования. [c.126] Вместе с тем этому процессу присущи следующие недостатки водный ацетон является экстрагентом недостаточно селективным из-за незначительной растворимости алканов в ацетоне экстрактивную ректификацию приходилось осуществлять при повышенном давлении (6 ат и выше) содержание углеводородов в ацетоне в кубе колонны экстрактивной дистилляции составляет всего лишь 2,2 вес.%, следствием чего является большой расход тепла и необходимость циркуляции в системе больших количеств водного ацетона, что требует увеличения размеров разделительной установки. [c.126] Процесс разделения бутан-бутиленовых смесей экстрактивной ректификацией с водным ацетоном до сих пор еще применяется в промышленной практике на некоторых отечественных заводах СК, хотя в последующие годы были разработаны и внедрены в производство новые процессы экстрактивной ректификации с применением других, более эффективных селективных растворителей, как ацетонитрил, К-метилпирролидон и диметилформамид. [c.126] Недостатком фурфурола как экстрагента является его низкая селективность, недостаточная для эффективного отделения бутадиена от р-бутилена [особенно от Р-бутилена (г нс-)]. Поэтому в процессе Phillips экстрактивная ректификация сочетается с обычной ректификацией, в течение которой и осуществляется в основном отделение бутиленов-2. [c.127] Отделение бутадиена от р-бутиленов обычной ректификацией требует больших энергозатрат, так как при этом необходимы флегмовые числа порядка 8. Присутствие бутиленов-2 в бутадиене отрицательно влияет на его очистку ректификацией от ацетиленовых соединений (особенно от винилацетилена), снижая значение коэффициентов относительной летучести пар бутадиен — ацетилены. При очистке от ацетиленовых соединений бутадиена, выделенного из фракции С4 пиролиза, достигаемые флегмовые числа должны быть более 15, что существенно удорожает процесс. Процесс с фурфуролом является менее экономичным но сравнению с процессами, в которых использованы более селективные экстрагенты. [c.127] Использование ацетонитрила в качестве разделяющего агента при отделении бутадиена от бутиленов и бутанов было предложено фирмой Shell hemi al в 1945—1948 гг. В 1956 г. фирма для разделения бутан-бутиленовых фракций вместо ацетона стала использовать ацетонитрил, что позволило ей почти без переоборудования значительно увеличить производительность установки. [c.127] В 1959 г. была пущена первая установка с применением ацетонитрила для выделения бутадиена в г. Пернисе (Голландия). [c.127] С 1962 г. начал применяться и получил в дальнейшем широкое распространение процесс разделения углеводородов С4 экстрактивной ректификацией с водным ацетонитрилом. Применение этого растворителя на действующих заводах взамен ацетона дало возможность значительно повысить производительность установок разделения благодаря способности ацетонитрила расширять интервал точек кипения перегоняемых углеводородов С4. [c.127] Нении ацетона она составляет примерно 1,25 и при применении фурфурола — 1,30. Аналогичным образом можно расширить интервал температур кипения а-бутилена и бутадиена. [c.128] Ацетонитрил, применяемый в качестве растворителя в процессе экстрактивной ректификации, содержит обычно 2—10 вес.% воды. По сравнению с ацетоном этот растворитель создает значительно большее различие в относительной летучести углеводородов при разделении предельных соединений и олефинов и несколько лучшее при разделении олефинов и диолефинов. Его физические свойства (низкий молекулярный вес и меньшая плотность по сравнению с фурфуролом) позволяют работать с меньшими колоннами, с меньшими затратами тепла и двигательной энергии на перекачивание. Колонны работают с более высоким к. п. д. тарелок, что позволяет получать продукт лучшей очистки при наиболее высокой степени его отделения. Ацетонитрил химически устойчив и не оказывает корродирующего действия на оборудование. [c.128] После завершения экстрактивной ректификации ацетонитрил легче полностью отделить от бутанового и бутиленового потоков, чем ацетон, что обусловлено более высоким коэффициентом распределения ацетонитрила в системах, состоящих из воды и углеводородов. [c.128] Ввиду того что физические свойства ацетонитрила и ацетона аналогичны, технологическая схема и аппаратурное оформление процесса разделения ацетоном и ацетонитрилом одинаковы. [c.128] При замене ацетона ацетонитрилом насыщение растворителя углеводородами в кубе колонны экстрактивной ректификации повышается до 4,5 вес.%, т. е. по сравнению с процессом, проводимым с водным ацетоном, количество растворителя уменьшается примерно в 2 раза. [c.128] При работе на установке разделения с ацетонитрилом потеря растворителя меньше, чем при работе с ацетоном. Кроме того, установка с ацетонитрилом требует меньших расходов на пар и насосы, так как работа производится с меньшими флегмой и количеством растворителя, рециркулирующим в системе, чем установка, работающая на ацетоне. Переход с ацетона на ацетонитрил на одном из заводов дал возможность повысить производительность установки разделения на 58%. [c.128] Первоначально применение ацетонитрила в качестве растворителя для экстрактивной дистилляции было предложено для процесса выделения бутиленов из бутан-бутиленовых смесей. Однако в последующем на некоторых заводах (в г. Пернисе — Нидерланды и в г. Сарния — Канада) этот процесс стали применять также и для выделения бутадиена. [c.128] Процесс разделения углеводородов ряда С4 с ацетонитрилом в настоящее время широко применяется в зарубежной промышленной практике, где он используется для разделения бутан-бутиленовых смесей, а также и на установках выделения бутадиена из С4 фракции пиролиза нафты. [c.128] Вернуться к основной статье