|
|
|
Главная --> Справочник терминов Экстрактивной ректификации Как следует из рассмотрения значений as углеводородов С4 и Cs (табл. 3, 4), экстрактивной ректификацией с полярными органическими экстрагентами могут быть успешно разделены бутан-бутеновые, бутен-бутадиеновые, бутадиен-бутиновые (бутени-новые), пентан-пентеновые и пентен-пентадиеновые смеси. Экстрактивная ректификация с органическими экстрагентами является неэффективной при разделении смесей 1,3-бутадиена с про-пином и 1,2-бутадиеном (метилалленом). Удаление этих примесей должно осуществляться обычной ректификацией. Схема процесса выделения чистого 1,3-бутадиена из фракций С4, получаемых при дегидрировании, крекинге и пиролизе, таким образом, состоит из следующих узлов (рис. 3, 4): 1) экстрактивная ректификация от бутанов и бутенов, 2) экстрактивная ректификация от а-ацетиле-нов С4, 3) ректификация от пропина, 4) ректификация от метил-аллена (и других тяжелых примесей). Технологическая схема процесса выделения и очистки бутадиена двухступенчатой экстрактивной ректификацией с тяжелым экстрагентом (ДМФА, МП) в сочетании с обычной ректификацией: Технологическая схема процесса выделения и очистки бутадиена двухступенчатой экстрактивной ректификацией с легким экстрагентом (АН) в сочетании с обычной ректификацией: НИИМСК совместно с Гипрокаучуком разработаны процессы разделения различных многокомпонентных бутан-бутеновых, бутадиеновых, пентан-пентеновых и пентен-пентадиеновых смесей, а также процессы тонкой очистки 1,3-бутадиена от а-ацетиленов экстрактивной ректификацией с тремя экстрагентами; АН, ДМФА и МП (см. рис. 3, 4). Исследован процесс тонкой очистки изопрена экстрактивной ректификацией в сочетании с обычной ректификацией. Отечественные процессы разделения бутан-бутеновых смесей экстрактивной ректификацией с АН и выделения и очистки бутадиена экстрактивной ректификацией с АН и ДМФА внедрены в СССР в промышленном производстве бутадиена двухстадийным дегидрированием бутана. Селективность экстрагентов при экстракционном разделении близка к селективности при экстрактивной ректификации. Поскольку достижение большого числа теоретических ступеней в экстракции труднее, чем в экстрактивной ректификации, жидкость-жидкостная экстракция не нашла самостоятельного применения для разделения углеводородов С4 и Cs. Использование ее выгодно лишь в сочетании с экстрактивной ректификацией, когда растворимость верхнего продукта в экстрагенте оказывается меньше, чем необходимо для поддержания оптимального режима экстрактивной ректификации. Пример такого использования жидкостной экстракции с экстрактивной ректификацией — разработанный фирмой «Бадише Анилин» (ФРГ) процесс извлечения изопрена из фракции С5 пиролиза (в них около 30% пентанов) с помощью водного МП [18]. Способ каталитического гидрирования, по-видимому, технологически наиболее прост и нашел промышленное применение в СССР на установках получения изопрена двухстадийным дегид-ряртаннем изопентана. Принципиальная схема установки, включающая выделение изопрена экстрактивной ректификацией с ДМФА, обычную ректификацию от пипериленов и цикдппента^ диена, химическую очистку изопрена от циклопентадиена с цикло-гексаноном, отмывку и очистку от а-ацетиленов каталитическим гидрированием, приведена на рис. 6. Сгфракции окислительного дегидрирования бутенов отличаются низким содержанием ацетиленовых и алленовых соединений, отрицательно влияющих на полимеризацию бутадиена [26]. Выделение из них бутадиена может осуществляться любым известным методом без предварительной очистки фракции от ацетиленовых соединений. Очистка выделенного бутадиена от ацетиленовых и алленовых примесей, в соответствии с требованиями стереоспецифической полимеризации, может быть легко достигнута как обычной, так и экстрактивной ректификацией. Рис. 3. Схема разделения бутан-бутеновой фракции экстрактивной ректификацией с ацетонитрилом: Очистка бутадиена от ацетиленовых ч углеводородов осуществляется Экстрактивной ректификацией с ДМФА в колонне 21. Бутадиен на очистку поступает после компрессора в газовой фазе в куб колонны (21, а ДМФА подается в верхнюю часть колонны из емкости 2 через холодильник 22. На второй колонне экстрактивной ректификации устанавливаются такие условия, что экстрагируются преимущественно ацетиленовые углеводороды, а бутадиен отбирается в качестве верхнего продукта. Режим работы колонн установки выделения бутадиена экстрактивной ректификацией с ДМФА температуре 140—150 °С и давлении 0,7—1 МПа. Исходное сырье вводится в среднюю часть экстрактора Э-1, представляющего собой колонну с перфорированными тарелками. Растворитель подается в верхнюю часть экстрактора. Из нижней части насыщенный растворитель через камеру однократного испарения И-1 поступает в отпарную колонну К.-1, где при давлении, близком к атмосферному, осуществляется процесс экстрактивной ректификации. Из верхней части этой колонны отводятся практически все содержащиеся в насыщенном растворителе неароматические углеводороды вместе с некоторой частью ароматических углеводородов и воды. Поток, выходящий из верхней части отпариой колонны, объединяется с потоком, выходящим из камеры однократного испарения, и после охлаждения и отделения воды в разделительной емкости Е-1 направляется в нижнюю часть экстрактора, образуя орошение. Из средней части отпарной колонны выводятся чистые ароматические углеводороды (экстракт), которые отделяются от воды в разделительной емкости Е-2. Вода из разделительных емкостей Е-1 и Е-2 поступает в сборник Е-3, а оттуда направляется в теплообменник Т-1, где нагревается за счет теплоты насыщенного растворителя. Полученная в теплообменнике пароводяная смесь направляется в нижнюю часть отпарной колонны /С-/ для улучшения процесса выделения углеводородов из растворителя. Освобожденный от углеводородов растворитель подается в верхнюю часть экстрактора Э-1. Деароматизированный продукт — рафинат, выходящий из верхней части экстрактора, охлаждается и направляется в нижнюю секцию промывной колонны К-2 для удаления следов растворителя. В верхней секции этой колонны проводится промывка ароматического экстракта, выведенного из средней части отпарной колонны К.-1. Промывная вода поступает в верхнюю часть колонны К-2 и последовательно проходит обе ее секции. Схема выделения циклопентена и изопрена из фракции Cs методом экстрактивной ректификации с N-метилпирролидоном: /— димеризация; //—экстракция W-метилпирролидоном;///—ректификация; IV—мономеризация дициклопентадиена; V—гидрирование; VI—экстракция JV-ме-тилпирролидоном! VII—разделение изопрена и циклопентена. Пиролиз, крекинг и дегидрирование различных нефтяных фракций приводят к получению сложных смесей, содержащих практически все известные углеводороды: парафиновые, олефиновые, диеновые, ацетиленовые. Из этих смесей ректификацией легко выделяются фракции углеводородов с определенным числом углеродных атомов, в частности фракции С4 и СБ. Выделение более узких фракций и индивидуальных углеводородов осуществить значительно труднее, так как компоненты этих фракций имеют весьма близкие температуры кипения. Для их разделения наряду с обычной ректификацией приходится прибегать к использованию экстракции, азео-тропной и экстрактивной ректификации, .хемосорбции и некоторым способам, связанным с химическим превращением разделяемых компонентов. Для разделения кипящих при близких температурах углеводородов с различным числом и характером я-связей методами экстрактивной ректификации и экстракции предложено большое число полярных органических веществ различных классов, содержащих кислород, серу и фосфор: кетоны, альдегиды, спирты, эфиры, амины, нитрилы, нитраты, карбонаты, лактоны, амиды карбоновых, серусодержащих и фосфорсодержащих кислот, лак-тамы, сульфоксиды и др. [5—7]. Однако лишь небольшая группа растворителей из общего числа предложенных в литературе отвечает необходимым требованиям, предъявляемым к экстрагентам разделения близкокипящих углеводородов €4 и СБ. Важнейшими из этих требований являются требования к селективности и растворяющей способности экстрагентов по отношению к разделяемым углеводородам. Значения а00, однако, дают лишь приближенную характеристику селективности экстрагентов. Значения а при «рабочей» концентрации экстрагента (л;5), характерной для промышленных колонн экстрактивной ректификации — обычно 65—80% (масс.),— существенно отличаются от а°°, причем характер зависимости а от xs для различных экстрагентов весьма различен (например, рис. 2). Расчет Vu по ураЁнёнию, предложенному в .работе [11], йс-пользован при разработке метода расчета всех узлов технологической схемы экстрактивной ректификации и оптимизации процесса на основе минимизации суммарных затрат на разделение [12]. Поверочный расчет экстрактивной ректификации должен выполняться путем потарельчатого вычисления равновесных составов, констант фазового равновесия и учета теплового баланса. Разделение по указанной схеме позволяет получить 1,3-бута-Диен 99%-ной концентрации, пригодный для стереорегулярной полимеризации, в котором, в частности, содержание а-ацетиленов и алленов не превышает соответственно 0,005 и 0,001% (масс.). Вполне достижима и более глубокая очистка 1,3-бутадиена. Узел экстрактивной ректификации от cc-ацетиленов С4 может быть, вообще говоря, исключен и удаление а-ацетиленов С4 может быть /, 5 — колонны экстрактивной ректификации; 2, 8 — десорберы; 4— парциальный конденсатор; 6, 7—колонны обычной ректификации от Пронина и метилаллеНа. 1, 3 — колонны экстрактивной ректификации; 2, 4—десорберы; 5—скруббер отмывки диацети-ленов С4; 6,7 — колонны обычной ректификации бутадиена; 8 - колонна отмывки бутана и бу тенов; 9 — колонна концентрирования АН из промывных вод. Для разделения углеводородов жидкость-жидкостной экстракцией могут быть использованы те же разделяющие агенты, что и для экстрактивной ректификации (обычно с добавкой воды), а также некоторые агенты с меньшей растворяющей способностью.  Электронным микроскопом Электронная микрофотография Электронной конфигурации Электронной промышленности Эффективное перемешивание Электронного излучения Электронном микроскопе Электронно микроскопическим Эффективное взаимодействие |
- |
Навигация