Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука - Кирпичников П.А.
Скачать (прямая ссылка):
Медь (I) 3,15 Аммиак 11—13
Медь (II) 0,35 Вода Остальное
Уксусная кислота 4,5—5,0
При взаимодействии бутадиена с водоаммиачным раствором ацетата меди (I) образуется комплекс по уравнению:
(CH3COO)2Cu2(NHa)4 + C4H6 ^ (CH3COO)2Cu2(NH3J8C4H6 + NH3
Наряду с этой основной реакцией сорбируются также и бутены по реакции:
(CHsCOO)2Cu2(NHs)4 + C4H8 C4H8(NHs)sCu2(CHsCOO)2 + NH3
Ю ^_I_~r___
Рис. 7. Схема выделения бутадиена методом хемосорбции:
/, 10, 22, 41 — емкости; 2, 6, 7, 8, II, 19, 21, 23, 28, 36, 37, 42 — насосы; 3,4,5 — поглотительные колонны; 9, 27, 30, 35 — сборники; 12, 15, 20 — теплообменники; 13, 16 — подогреватели; 14, 43 — холодильники; 17 — десорбер; 18, 32, 39 — кипятильники; 24 — сепаратор; 25, 29 — отмывочные скрубберы; 26, 33, 40 — конденсаторы; 31 — колонна азеотропной осушки; 34 — отстойник; 38 — ректификационная колонна.
/ — фракция C4; // — свежий поглотительный раствор; /// — бутеновая фракция; IV — поглотительный раствор иа регенерацию; V — промывные воды на отгонку от аммиака; IV — вода, VII — промывные воды на отгонку эфира; VIII — тяжелые примеси; IX — бутадиен-ректификат; X — жидкий аммиак.
Насыщенные углеводороды (бутан) с ацетатом меди (I) комплексных солей не образуют.
На хемосорбцию можно направлять бутен-бутадиеновые фракции, содержащие не более 0,03—0,05% (масс.) ацетиленовых углеводородов. Последние, взаимодействуя с хемо-сорбентом, образуют ацетилениды меди, которые из-за ограниченной растворимости в хемосорбенте накапливаются и осаждаются из раствора.
Технологический процесс выделения и очистки бутадиена методом хемосорбции состоит из следующих основных стадий: хемосорбция—бутадиен вместе с небольшим количеством других непредельных углеводородов растворяется в водоаммиач-ном растворе ацетата меди (I); десорбция—бутадиен выделяется из раствора; отмывка бутадиена от аммиака и карбонильных соединений; окончательная ректификация' бутадиена. Хемосорбция осуществляется в жидкой фазе в трех последовательно соединенных колоннах. В процессе используется принцип противотока поглотительного раствора и углеводородов (рис. 7).
Исходная бутен-бутадиеновая фракция из емкости / насосом 2 подается в нижнюю часть колонны 3, а поглотительный раствор, охлажденный в аммиачном холодильнике 14
до температуры не выше—4 °С, поступает на верхнюю тарелку колонны 5. Частично насыщенный углеводородами поглотительный раствор из куба колонны 5 насосом 8 подается на верхнюю тарелку колонны 4, из куба колонны 4 насосом 7 через теплообменник 12 и подогреватель 13 — в колонну 3. В теплообменнике 12 и подогревателе 13 происходит десорбция бутенов и частичная десорбция бутадиена. Непоглощенные углеводороды из верхней части колонны 3 поступают в колонну 4, а из верхней части колонны 4— в колонну 5. Из верхней части колонны 5, первой по ходу поглотительного раствора, отбирается бутеновая фракция, которая возвращается на дегидрирование. "Насыщенный хемосорбент из куба колонны 3 подогревается в теплообменнике 15 теплотой десорби-рованного раствора, затем паром в подогревателе 16 и поступает на десорбцию в колонну 17. Десорбированный раствор из куба колонны 17 охлаждается последовательно в теплообменниках 20 и 15, собирается в емкость 22 и вновь подается на хемосорбцию. Часть раствора непрерывно выводится на регенерацию. Десорбированный бутадиен отмывается водой от аммиака в скруббере 25, а затем от карбонильных соединений в скруббере 29. Отмытый бутадиен поступает сначала на азеотропную осушку в колонну 31, а затем на окончательную очистку от тяжелых примесей'в ректификационную колонну 38.
Режим работы колонн установки хемосорбции
Колонны
Колонна
Колонна
Колонна
3, 4, S
17
31
38
Температура верха, 0C
— 4-=---8
28
34—40
30—34
Температура низа, °С
— 44--8
95
38—45
85
Давление в кубе, МПа
0,2—0,25
0,32
0,45
0,40-ь
^0,45
Число тарелок
26
Насадоч-
27
.73
ная
Флегмовое число
—
—
—
0,5
Процесс обеспечивает получение бутадиена с концентрацией не менее 99% (масс). Содержание примесей не выше, % масс:
Углеводороды C2, C3 0,2 Карбонильные соедине- 0,005
Циклопентадиен 0,001 ния
Ацетиленовые углеводо- 0,005 Азотсодержащие соеди- 0,003 роды нения (в пересчете на азот)
Алленовые углеводороды 0,03 Тяжелые углеводороды 0,1
Медь 0,00002
Содержание бутадиена в бутеновой фракции составляет 1—3%.
ВЫДЕЛЕНИЕ БУТАДИЕНА ИЗ ПИРОЛИЗНЫХ ФРАКЦИЙ
Технологический процесс выделения бутадиена из пиролизных фракций методом двухступенчатой экстрактивной ректификации с ДМФА (рис. 8) состоит из следующих стадий: первичная экстрактивная ректификация; вторичная экстрактивная ректификация; рек-
Рис. 8. Схема выделения бутадиена нз пиро-лизных фракций:
/, 14 ¦— сепараторы; 2, 5, 11, 22, 31, 34, 40,
46 — кипятильники; з j, 3^ — колонны экстрактивной ректификации; 4, 25 — экономайзеры; 6, 9, 15, 16, 18, 26, 27, 28, 32, 37, 38, 43, 44, 49 — насосы; 7, 12, 13, 23, 35, 41,
