Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука - Кирпичников П.А.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 30. Схема выделения изобутилена на ионообменных смолах* (дегидратация триметилкарбинола в изобутилен):
/ — дегидрататор; 2, 19, 28 — кипятильники; 3, 15, 20, 29 — конденсаторы; 4, 30 — сепараторы; 5, 9 — емкости; 6, 10, 12, 17, 22, 25, 31 — насосы; 7, 13, 32 — холодильники, 8, 16, 21, 23 — отстойники; // — отмывочная колоииа; 14 — компрессор, 18 — ректификационная колонна; 24 — сборник; 26 —¦ подогреватель; 27 — колонна азеотропной ос>шки. / — азеотроп TMK с водой; // — вода на очистку; /// — изобутилен-рєктификат; IV — отдувки.
Кубовая жидкость колонны 18; содержащая изобутилен, TMK и полимеры, возвращается в промывную колонну 11, а"изобутилен-ректификат из верхней части колонны конденсируется в дефлегматоре 20 и собирается в емкость 21. Из емкости 21 часть изобутилена в виде флегмы подается на орошение колонны, другая часть направляется в отстойник 23. Водный слой из отстойника 23 подается в промывную колонну 11, а изобутилен направляется в колонну азеотропной осушки 27. Пары из верхней части колонны 27 конденсируются в дефлегматоре 29 и через сепаратор 30 поступают в отстойник 23. Осушенный изобутилен-ректификат из куба колонны 27 через холодильник 32 направляется на склад.
Изобутилен-ректификат получается с чистотой не менее 99,9% (масс). Содержание примесей должно быть не более, % (масс):
Изобутан, бутены, бутадиен 0,1
Трнметилкарбннол • 0,005
Карбонильные соединения 0,0001
Вода 0,002
Показатели процесса выделения изобутилена на ионообменных смолах
Конверсия изобутилена, % (масс.) 95
Степень извлечения изобутилена нз пнролизных 99 фракций C4, % (масс.)
ВЫДЕЛЕНИЕ ИЗОБУТИЛЕНА ИЗ ФРАКЦИИ C4 С ПОМОЩЬЮ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
Сернокислотный метод извлечения изобутилена состоит из двух основных стадий. При обработке изобутан-изобутиленовой фракции 60—65%-ной серной кислотой при 35—40 0C изобутилен реагирует с серной кислотой с образованием изобутилсерной кислоты:
CH8
CH3 I 8
C=CH2 + H2SO1 —> CH3-C-OSO2OH
CH
При разбавлении водой изобутилсерная кислота легко гидроли-зуется, образуя триметилкарбинол, который тут же дегидратируется под действием серной кислоты в изобутилен:
CH3 CH3
I I
CH3-C-^OSO2OH -f- H2O —> CH3-C-OH + H2SO4
I I
CH3 CH3
CH3
I CH34
CH3-C-OH —> C=CH2 + H2O
і сн/
CH
Рис. 31. Схема выделения изобутилена с помощью серной кислоты:
h< 'з — циркуляционные насосы, 2/, 2%, -;з — отстойники; S1, 32, З3 — холодильники; 4, 5, 7, 16, 21 — насосы; 6,9,11 — емкости; 8, 10 — диафрагмо; вые смесители; 12, 17 — ректификационные колонны-13, 18, 23 — кипятильники, 14, 19, 24 — конденсаторы; 15, 20, 25, 26 — сборники; 22 — колонна азеотропной осушки.
/ — изобутан-изобутиленовая фракция; // — 60 %-ная серная кислота; /// — изобутилсерная кислота, IV — жидкий аммиак; V — серная кислота; VI -раствор щелочи; VII — раствор щелочи иа циркуляцию; VIII — вода; IX, XIII — вода иа отпарку углеводородов; X — полимеры; XI — бутановая фракция; XlI — изобутановая фракция.
Процесс сопровождается побочными реакциями образования полимеров изобутилена (димеров, тримеров и т. д.):
сн,
3\
CH3/
сн.
C=CH2
\
сн,/
CH3
I
C=CH-C-CH3
I
CH3
Акиншин->
CNi
Экстракция изобутилена
Извлечение изобутилена из изобу-тан-изобутиленовых фракций 60%-ной серной кислотой проводится последовательно в трех поглотительных системах, состоящих каждая из смесительного насоса, отстойника и холодильника (рис. 31). Поглощение изобутилена осуществляется по принципу противотока: изобутан-изобутиленовая фракция поступает на первую ступень поглощения, а свежая 60%-ная серная кислота — на третью ступень поглощения. Фракция C4, содержащая . изобутилен, поступает в смесительный насос її, при помощи которого осуществляется циркуляция эмульсии серной кислоты в углеводородах через холодильник Зі и отстойник 2t. Сюда же насосом 4 подается частично насыщенная кислота со второй ступени. Теплота реакции поглощения изобутилена отводится в холодильнике Зи охлаждаемом жидким аммиаком. Температура на первой ступени 35 0C, давление 0,44 МПа.
Насыщенная серная кислота из нижней части отстойника 2і с температу-
U
1-<К_
>
1
^1IJIIIJIlI W
рой 35 °С направляется на выделение и очистку изобутилена, а углеводородная фракция из верха отстойника 2i поступает на вторую ступень поглощения в смесительный насос I2. Сюда же насосом 5 подается серная кислота из отстойника третьей ступени 23. Выходящая из низа отстойника 2i частично насыщенная кислота подается на первую ступень поглощения, а углеводородная фаза — на третью ступень в смесительный насос U. На третью ступень подается свежая 60%-ная серная кислота; температура на третьей ступени 35 °С, давление 0,44 МПа.
Частично насыщенная серная кислота из отстойника третьей ступени 2з подается на вторую ступень, а углеводородный слой (непоглощенные углеводороды) из верха отстойника 2з поступают в емкость 6 для отделения капель серной кислоты. Кислые углеводороды нейтрализуются в смесителе 8, отмываются водой в смесителе 10 и через промежуточный сборник 11 направляются в колонну 12 для очистки изобутановой фракции от полимеров. Пары изобута-новой фракции отбираются из верхней части колонны 12, конденсируются и направляются в колонну 17 для отделения изобутана от бутенов. Бутановая фракция из куба колонны 17 направляется на склад, а изобутановая фракция после конденсации поступает на азеотропную осушку в колонну 22. Полученная чистая изобутановая фракция может быть использована для производства изобутилена методом каталитического дегидрирования.
