SU912042A3 - Способ выделени бутена-1 - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к способу выделени  бутена-1 из смеси углеводородов , содержащей другие С монослефины с использованием цеолита.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  способ выделени  бутена-1 из сырь , содержащего бутен-1, другие углеводороды СА , путем адсорбции бутенаг-1 адсорбентом-цеолитом типа X, содеркш им катионы кали , с последующей десЪрбцией десорбированного бутёна-1 десорбентом - смесью, содержащей олефины . В качестве десорбента можно использовать октен-1 или низкомолеку л рные олефины, которые легко отдел ютс  от бутена-1. Дл  paOoTjsi в жидкой фазе используетс  смесь нормальных олефинов и изо-парафинов, например смесь, содержаща  20% октена-1 и 80% нзо-октана ClJ.

Однако адсорбентна  основа пзооктана обладает большим объемом

удерживани , что -не позвол ет примет н ть его в промьшшенности.

Цель изобретени  - повьшение се-: .лективности процесса.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе выделени  бутена-1 из сырь , содержащего бутен-I, другие углеводороды Ci , путем адсорбции бутена-I адсорбентом - цеолитом типа X, содержащим катионы

10 кали , с последующей десорбцией адсорбированного бутена-1 десорбентом - смесью, содержащей олефин, в качестве десорбента используют смесь, содержащую 25-75 об. % гексе- &

на и 25-75 об. % циклогексана или циклогексена.

Отличительными признаками  вл етс  использование указанного выше

20 десорбента. Состав десорбента оказывает значительное вли ние на процесс . Использование цикло-парафина или цикло-олефина в качестве разбавител  совместно с предпочтительным

25 дёсорбентом, гексеном-1,позвол ет 39 получить десорбент, обладающий HAe- альными свойствами дл  промышленного применени . Предлагаемый способ включает следующие стадии контактировани  исходного сырь  с цеолитом типа X, содержащим катионы кали  дл  селективной адсорбции бутена-1, контактировани  адсорбента, содержащего адсорбированный бутен-1 с десорбентом. Адсорбент, который используетс  в предлагаемом способе представл ет собой цеолит типа X, ионо-обменный на катионы кали . Десорбент может вытесн ть адсорбированные фрагменты из молекул рного сита. Сам десорбент довольно легко вытесн етс  адсорбентом, в результате чего, молекул рное сито може повторно использоватьс  в процессе. Процесс выделени  бутена-1 протекает над искусственно движущимс  слоем адсорбента. Сам десорбент не способен легко вытесн ть адсорбированн| 1й бутен-1 с адсорбента, поэтому его приходитс  использовать в больши количествах. Это  вл етс  нежелатель ным, поскольку дл  отделени  бутенаот десорбента требуетс  использовани большого количества энергии, котора  позвол ет повторно использовать десорбент в процессе. Также нежелатель но, чтобы десорбент слишком крепко удерживалс  адсорбентом, поскольку в этом случае трудно наполнить адсорбент бутеном-.I. Это можно компенсиро вать путем предусмотрени  большого количества зон в искусственно движущемс  слое или путем значительного увеличени  времени контакта между сырьем и адсорбентом, которьй намокает в десорбенте, с тем, чтобы осуществить адсорбцию бутена-. Сырьевые потоки могут быть потока ми любого нефтеперерабатывающего про цесса. Сырье главным образом содержит моноолефиновые углеводороды С, такие как бутен-1, изобутилен, транс бутен-2 и цис-бутен-2. Термин бутен-2 включает как цис- так и транс изомерные конфигурации этого углеводорода . В таком сырье могут также присутствовать и другие вещества,например , большие количества парафиновых и нафтеновых веществ -и в некото рык случа х низкие концентрации ароматических углеводородов и других примесей таких, как комбинированные серно-азотистые соединени . Однако, 24 предпочитают значительно понижать количество компонентов, способных дезактивировать адсорбент в результате блокировани  адсорбционных проходов дл  компонентов сырь . При проведении эксперимента используют три различных вида сырь , которые отражают доступность различного сырь  при различных иепытани х, Сырье А состоит ИЗ % об: 2,3t, - С ; ,9 Ь- 35,1 бутена-1; 46,4 изо-, бутилена; 10,3 трет-бутена-2. Сырье подают из образцового трубопровода объемом 3 см, вытесн   . его адсорбентом и инжектируют в слой адсорбента , содержащего 70 см адсорбен та, наход щегос  в трубке из нержавеющей стали с размерами 152,4 см х 9,5 мм. Сырье В состоит из % об: , 26 бутена-1, 19 изобутилена, 22 цис и транс-бутена-2. Это сырье разбавл ют 75 сМ десор- бента на 25 см сырь  и 10 см jaKoA же смеси подают в слой адсорбента, содержащий 70 см адсорбента, наход щегос  в трубке из нержавеюцей стали с размерами 152,4 см х 9,5 мм. Сырье С состоит из % об: 44 С, 42 бутена-1, 4 изобутилена. Это сырье вытесн ют из трубопровода объемом 3 см с помощью десорбента и инжектируют в слой адсорбента, содержащего 70 см адсорбента, наход щегос  в трубке из нержавеющей стали с размерами 152,4 см X 9,5 мм. Используют несколько адсорбентов. Все адсорбенты представл ют собой цеолиты типа X ионо-обменные на ионы К. Такие цеолиты первоначально представл ют собой вещества типа N-X, затем их подвергают ионному обмену с ионами К с .использованием обычмлх методик. Провод т почти полный ионный обмен на более чем 95% Na на К. Дл  проверки один из адсорбентов подвергают двойной ионо-обменной обработке, однако значительного различи  в характеристиках не наблюдаетс . При испытании различных типов сырь  отмечаю Т различие 6 режиме работы. Установлено, что состав десорбента оказывает значительное воздействие на процесс. Активный десорбирующий ингредиент представл ет |собой олефин различной температуры {кипени , причем гексен-1  вл етс  предпочтительным десорбентом. Это вещество разбавл ют нормальным пар фином, который рассматриваетс  как инертное вещество. Испытание двух различныхадсорбентов приводит к неожиданным результатам, заключающимс  в том, что один из них работа ет хорошо, а другой - нет, в то вре м  как оба представл ют собой К-Х адсорбенты. Таким образом, адсорбен ты  вл ютс  эквивалентными, а десор бенты нет. Результаты испытаний представлен в таблицах. Все опыты провод т при 50 С. Все используемые адсорбенты представл ю собой соединени  типа К-Х, хот  их получают из различных источников. Пример 1. Опыт провод т с использованием сырь  А. Десорбент представл ет собой 25% об гексена-1 в Н-Сд. Ширина пиков представл ет собой выражение скорости массопереноса или скорости противо диффузии между адсорбированной молекулой и десорбентом . Обычно широкие пики  вл ютс  указанием на низкие скорости противо диффузии h наоборот, узкие пики  вл ютс  указанием на высокие скорости. Предельное значение шири пика.в отношении его узкости представл ет собой значение дн  н-бутана , который практически не адсорбируетс . Таким образом, чем ближе ширина пика адсорбированных молекул олефина к неадсорбированному образцу , тем лучше адсорбент - десорбент на  система. Селективность  вл етс  грубым эквивалентом термину относительной летучести при дистилл ции и представл ет собой характеристику эффек тивности адсорбента в отношении вьщелени  различных веществ. Дл  . успешного промьппленного разделени  обычно требуетс  селективность, рав на  по крайней мере, 2,0. Более низка  селективностьтребует более тщательной проверки адсорбента дл  осуществлени  выделени . Высокие селективности потребность в тщательном испытании адсорбентов. Объем удерживани  бутена-1 представл ет собой качественную характе рис.тику селективности между бутеном-1 и десорбентом. Большой объем удерживани  указывает на высокую 426 селективность бутена-1 по отношению к десорбенту и наоборот, низкое значение объема удерживани   вл етс  указанием на низкую селективность. Обычно в услови х опыта объем удерчживани  бутена-1 долкен иметь значг эние , лежащее в интервале 20-13 см Значение мевьщее 13 см означает, j что селективность бутена-1 по отношению к десорбенту составл ет величину ниже единицы, что  вл етс  нежелательным . Значение вьпие 20 см указывает на тот факт, что дл  десорбции бутена-1 потребуетс  слищком много дёсорбента. Пример 2. Эти опыты повтор ют на различных адсорбентах, т.е. на свежих загрузках К-Х адсорбента. Sly-1-154. Образец 81У- 1-154 подвергают второй ионоЛзбменной обработке калием и обозначают, как Qiy-l-164-C. Дл  всех этих опытов десорбент представл ет собой гексен-1 в Н-С. В отличие от этого, десорбент в примере 1 представл ет собой гексен-I в H-Cg. Пример 1 указывает на тот факт, что десорбент, -содержащий 25% об. гексена-1 в H-Cg  вл етс  удовлетворительным в том, что касаетс , селективности, однако объем удерживани  бутена-1  вл етс  неприемлеМО высоким (35,6 и 34,7 см) и скорости противо диффузии  вл ютс  плохими, о чем сввдетельствугот высокие значени  ширины пиков. Пример 2 указывает на тот факт, что замена Н-С на Н-С приводит в результате к процессу, который  вл етс  неприемлемым с точки зрени  селективности, а также из-за нежелательно высоких значений объема удерживани  дл  бутена-1. Эти эксперименты подтверждают тот факт, что имеетс  определенное вли ние, св занное с использованием различных разбавителей в десррбёнте и подтверждают, то применение нормальных парафиновых разбавителей и, конечно, Н-С в качестве разбавител  в такой системе вл етс  нежелательным. Пример 3. Став тс  опыты л  того, чтобы установить  вл етс  и способ добавлени  образца сырь  актом, оказывающим значительное ли ние. В одном случае сырье разбав ют до концентрации 25% об. в десоренте и ввод т в виде импульса объеом в 10 см в адсорбционную колонну. 79 Согласно другому виду инжектировани  образца сырь  ввод т в разбавленном виде из образцового трубопровода объемом 3 см в адсорбционную колонну с использованием десорбента, с помощью которого сырье вытесн ют в колонну. Полученные результаты представлены в таблицах. Из данных, представленных в табли це можно видеть , что изооктан представл ет собой превосходный десорбен В Тим, что касаетс  селективности,но плохой десорбент в отношении объема удерживани  бутена 1. Изо-октанне вытесн ет бутен-1 из адсорбента достаточно быстро дл  того, чтобы использовать его в промышленном пр цессе. Чистый циклогексан представл ет собой образец совершенно иной селек тивности, но он недостаточно быстро десорб1фует бутен-1, о чем можно су дить по объему удерживани  бутена-1 дл  того, чтобы использовать его в промьшленности. Чистый циклогексан обладает недостатком, заключающим |с  в том, что селективность по буте ну-1 относительно трет-бутена-2 неприемпемо низка. Пример 4. Дл  того, чтобы установить может ли быть получен промышленно используемый десорбент бьши поставлены серии опытов на К-Х цеолите с использованием смесей гексена-й в различных разбавител х, главным образом, в циклогексене и циклогексане. В цел х сравнени  йспольдовались также опыты с применением чистого гексена-1 и чистого циклогексена. Результаты представлены в таблице 5. Из результатов опытов следует, что два различных типа композиций десорбента  вл ютс  оптимальньгми. В том слуаче, когда используют олефиновый циклический разбавитель, оптимальна  концентраци  каждого из компонентов, гексена-1 и циклогексена составл ет «: 50 % об. Така  смесь обеспечивает десорбент который обладает высокой селективностью по бутену-1 относительно изобутилена и цис- и транс-бутена-2. Объем удержани  бутена-1 удовлетворительный и составл ет 17,73 см. При использрвании в качестве разбавител  дл  десорбента циклогексана , вместо циклогексена оптимальными оказались другие композиции. Так, например, смесь гексена-1 и циклогексена в соотношении 50/50 давала десорбент, обладающий хорошей селективностью, однако, объем удерживани  бутена-1 был несколько выше предпочтительного. В результате применени  смеси, состо щей из 75% гексена-1 и 25% циклогексана получают десорбент, обладающий желательными свойствами в отношении объема удерживани  бутена-1, имеющего в этом случае значение 16,39 см, что значительно нике объема удерживани  бутена-1 при использовании смеси гексена-1 и циклогексана в отношении 50/50. Селективности, полученные при использовании десорбента, состо щего из 75% гексена-1 и 25% циклогексана имеют удовлетворительные значени . Промьпаленное использование циклогексана в качестве разбавител   вл етс  предпочтительным, однако это св зано с его доступностью и низкой стоимоствю , а не со значительным преимуществом по сравнению с использованием циклогексеноврго разбавител . Т а б л и ц а 1

9f204210

Продолжение табл. I

Таблица 2

объем удерживани  дл  бутана- см

35,6

Продолжетте табл. 3

34,5

72,1

Claims (1)

1. Патент США № 3723561, кл. 260-677, опублик.1973 рототипу.