Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука - Кирпичников П.А.
Скачать (прямая ссылка):
бутан-бутеновой фракции методом экстрактивной ректификации с ацетонитрилом. На разделение подается бутан-бутеновая фракция, выделенная из контактного газа дегидрирования бутана, а также ре-цикловая бутен-бутадиеновая фракция.
Бутан-бутеновая фракция поступает в испаритель /, где испаряется за счет теплоты циркулирующего растворителя и направляется в зависимости от состава на 8-ю, 12-ю или 16-ю тарелку колонны 4І. Бутен-бутадиеновая фракция поступает в испаритель 3, обогреваемый горячим десорбированным растворителем, а затем в колонну 42 на 38-ю или 42-ю тарелку. Колонны 4г и 4% работают как одна колонна с общим числом тарелок 132. Насыщенный растворитель из куба колонны 4г насосом 6 перекачивается в верхнюю часть колонны 42, а пары с верха колонны 42 поступают в нижнюю часть колонны 4г. Колонна 42 снабжена кипятильником 5, колонна 4Х — дефлегматором 7.
. Растворитель — ацетоннтрил подается в верхнюю часть колонны 41 на 58-ю и 62-ю тарелки из емкости // иасосом 12 через холодильник 13. Пары гетероазеотропа бутан—ацетоннтрил—вода из верха колонны 4г поступают на конденсацию в дефлегматор 7, конденсат стекает в емкость 8, где происходит расслаивание его на углеводородный и водный слои. Углеводородный слой насосом 9 частично подается на орошение колонны 4lt остальное количество через холодильник 10 направляется на отмывку от ацетонитрила в колонну 2I1. Насыщенный бутенами растворитель из куба колонны 42 насосом 14 подается в десорбционную колонну 15, предназначенную для выделения бутенов из растворителя. Теплота в колонну 15 подводится через кипятильник 16, обогреваемый паром. Отгоняемые бутены вместе с частично увлеченным ацетонитрилом поступают на конденсацию в дефлегматор 17. Конденсат самотеком стекает в емкость 18, где происходит расслаивание на углеводородный и водный слои. Углеводородный слой насосом 19 частично возвращается в колонну 15 в виде флегмы, остальное количество направляется на отмывку от ацетонитрила в колонну 3O1.
Десорбированный растворитель из куба колонны 15 используется сначала как теплоноситель для обогрева испарителей / и 3, затем охлаждается в холодильнике 20 и собирается в емкость 11, куда подается также свежий ацетоннтрил. Из емкости // через холодильник 13 растворитель вновь подается в колонну 4Х. Часть растворителя выводится на регенерацию. Отмывка бутановой и бутеновой фракций от ацетонитрила производится в'две ступени фузельной водой в колоннах 2I1, 2I2 и 3O1, 3O2, после чего они поступают в отстойники 22 и 31. Отстоявшаяся вода вместе с промывными водами из колонн 21 и 30 направляется для отгонки ацетонитрила. Количество фузельной воды на отмывку бутановой фракции подается в отношении 1 : 1, на отмывку бутеновой — 1,5 : 1. Отмытая бутановая фракция с верха колонны 2/2 поступает в сборник 22, откуда насосом
23 подается на азеотропную осушку в колонну 24. Теплота в колонну
24 подводится через кипятильник 25. Пары азеотропной смеси из верхней части колонны 24 поступают на конденсацию в дефлегматор
26. Полученный конденсат через холодильник 27 стекает в отстойник 28, где расслаивается на водный и углеводородный слои. Верхний углеводородный слой насосом 29 подается в колонну 24 в виде флегмы. Осушенная бутановая фракция из куба колонны 24 откачивается на склад.
Режим работы колонн установки разделения бутан-бутеновой фракции
Температура верха, °С Температура низа, °С Давление верха, МПа Число тарелок Флегмовое число
Примерные составы разделяемой бутан-бутеновой фракции и продуктов экстрактивной ректификации, % (масс.)
олонна
Колонна
Колонна
Колонна
4
15
21, 30
24
50
55
40
30
130
135
40
50
0,45
0,4
0,4
0,4
132
65
46
25
1
2
—
—
Бутаи-
Бутановая
Бутеновая
бутеновая
фракция
фракция
фракция
Пропан
0,1
0,2
—
Бутадиен
1,2
—
3,4
Изобутллен
1,4
—
4,3
Изобутаи
2,4
3,3
—
Бутены
35,2
4,5
87,6
Бутан
59,6
92,0
4,5
Углеводороды C5 и выше
0,1
—
0,2
Дегидрирование бутенов в бутадиен
Дегидрирование бутенов в бутадиен является равновесной реакцией:
C4H8 З=* C4He + На
В результате дегидрирования все три изомерных бутена дают бутадиен-1,3:
CH4-CH,—CH=CH,
4«C-CH8-CH=CH-CH3 транс-СН3—CH=CH-CH3
CH2=CH-CH=CH8 + н,
Тепловой эффект реакции—113,7 кДж/моль.
Основными побочными реакциями являются полимеризация бутадиена и крекинг бутадиена с образованием более легких углеводородов и кокса:
C4H6 ч=± C8H12 ч=± C12H18 н т. д. C4H6 —> CH4+ C2H4+ C3H6+ C2H6+ C3H,+ С
К побочным процессам относятся изомеризация бутенов в изобу-тилен, а также реакция водяного пара с коксом:
С+ Н„р СО+ H2 С+ 2H2O CO2+ 2H2 CO2+ H2 щ=± СО+ H2O С+ CO2 2CO С+ 2H2 ч=± CH4
Дегидрирование бутенов проводится в адиабатических реакторах на стационарном слое хром-кальций-никельфосфатного катализатора марки ИМ-2204. Установка состоит из двух одинаковых реакторов: один реактор работает на контактировании, другой — на регенерации. Диаметр реактора до 5 м; внутри реактора имеется решетка, на которую помещается катализатор слоем до 1,8—2 м.
