WO2003093202A1 - Kontinuierliches verfahren zur gewinnung von butenen aus einem c4-schnitt - Google Patents

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WO2003093202A1
WO2003093202A1 PCT/EP2003/004435 EP0304435W WO03093202A1 WO 2003093202 A1 WO2003093202 A1 WO 2003093202A1 EP 0304435 W EP0304435 W EP 0304435W WO 03093202 A1 WO03093202 A1 WO 03093202A1
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Till Adrian
Bernd Heida
Klaus Kindler
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BASF SE
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/04—Purification; Separation; Use of additives by distillation
    • C07C7/05—Purification; Separation; Use of additives by distillation with the aid of auxiliary compounds
    • C07C7/08—Purification; Separation; Use of additives by distillation with the aid of auxiliary compounds by extractive distillation

Definitions

  • the invention relates to a continuous process for the production of butenes from a C 4 cut by extractive distillation with a selective solvent.
  • C 4 cut denotes mixtures of hydrocarbons with predominantly 4 carbon atoms per molecule.
  • C 4 cuts are obtained, for example, in the production of ethylene and / or propylene by thermal splitting of a petroleum fraction such as liquefied petroleum gas, light petrol or gas oil. Furthermore, C 4 cuts are obtained in the catalytic dehydrogenation of n-butane and / or n-butene.
  • C 4 cuts generally contain butanes, n-butene, isobutene, 1,3-butadiene, along with small amounts of other hydrocarbons, as well as butines, especially 1-butyne (ethyl acetylene) and butenyne (vinyl acetylene).
  • the 1,3-butadiene content is generally 10 to 80% by weight, preferably 20 to 70% by weight, in particular 30 to 60% by weight, while the content of vinyl acetylene and ethyl acetylene is generally 5% by weight does not exceed.
  • the separation of C 4 cuts is a complicated distillation problem because of the small differences in the relative volatilities of the components.
  • the separation is therefore carried out by a so-called extractive distillation, ie a distillation with the addition of a selective solvent (also referred to as extractant) which has a higher boiling point than the mixture to be separated and which increases the differences in the relative volatilities of the components to be separated.
  • extractive distillation ie a distillation with the addition of a selective solvent (also referred to as extractant) which has a higher boiling point than the mixture to be separated and which increases the differences in the relative volatilities of the components to be separated.
  • the unsaturated or polyunsaturated components are then fractionally released from the loaded solvent stream under suitable thermodynamic conditions, ie at a higher temperature and / or lower pressure than in the first process step in one or more further process steps, ie outgassed from the selective solvent.
  • the degassed solvent is generally recycled via a heat network, the heat being used to raise the temperature of the feed stream to be outgassed, in the first process step, ie for the extractive distillation of the C 4 cut .
  • Such methods are known for example from DE-A 198 188 10 or DE-A 2724 365.
  • the solution is based on a continuous process for the recovery of butenes from a butane, butenes and possibly traces of other hydrocarbons containing C 4 cut by extractive distillation with a selective solvent, the C 4 cut in a first process stage I in a washing zone which the C 4 cut is gaseous or liquid and the selective solvent is fed in liquid above the feed of the C 4 cut , into a top stream containing the butanes and a bottom stream containing the selective solvent loaded with the butenes and, if appropriate, traces of other hydrocarbons, and wherein the bottom stream in a second process stage II in a degassing zone, which is supplied with energy via a bottom evaporator, at elevated temperature and / or reduced pressure relative to the washing zone, into a head containing the butenes and possibly traces of other hydrocarbons rom and a bottom stream containing the selective solvent is separated, the heat of the bottom stream from the outgassing zone being used to raise the temperature in the outgassing zone.
  • the invention is characterized in that the liquid or a partial flow of the liquid is withdrawn from the degassing zone from a separation stage which is one or more separation stages below the supply of the bottom stream from the washing zone, by indirect heat exchange with the hot bottom stream from the
  • the outgassing zone is heated and / or evaporated and is returned to the outgassing zone at the same separation stage or above it, the separation stage from which the liquid or the partial liquid stream is drawn off being chosen such that the total energy requirement in process stages I and II is minimal.
  • the present method can in principle be applied to any C 4 cut , but C 4 cuts which have a relatively high proportion of butenes can be used particularly advantageously as a starting mixture.
  • traces of other hydrocarbons are to be understood as meaning parts by weight of other hydrocarbons which are not in the specification in the subsequent use of the products obtained from the C 4 cut .
  • C 4 cuts from the oil refinery, from so-called FCC crackers (fluidized catalytic cracking), which as a rule have a composition of 20 to 70% by weight of butanes, 30 to 80% by weight of butenes, can advantageously be used.
  • the remainder have other C 3 -Cs hydrocarbons, particularly preferably C 4 cuts with 42% by weight of butanes, 56% by weight of butenes and 2% by weight of other C 3 -C 5 hydrocarbons.
  • a typical C 4 section from an FCC cracker has the following composition in% by weight:
  • raffinate 1 from a butadiene plant can also advantageously be used as the C 4 cut for the present process, preferably directly, without further intermediate treatment.
  • the C 4 cut to be separated is first brought into contact in gaseous form with the liquid selective solvent in an extraction zone in countercurrent, the 1,3-butadiene and other hydrocarbons for which the selective solvent has a higher affinity than for 1,3 - Butadiene, essentially completely absorbed by the selective solvent, has the components for which the selective solvent has a lower affinity, in particular the butanes and the butenes, however, remain essentially in the gas phase.
  • This gas phase is withdrawn as a top stream and is often referred to as raffinate 1.
  • the raffinate 1 is the overhead stream of the extractive distillation column EI designated Gbc in FIGS. 1 and 2.
  • the raffinate 1 is the top stream from the so-called main washer.
  • selective solvents are suitable whose affinity for hydrocarbons with single bonds increases towards hydrocarbons with double bonds and further for conjugated double bonds and triple bonds, preferably dipolar, particularly preferably dipolar aprotic solvents. For technical reasons, little or no corrosive substances are preferred.
  • Suitable selective solvents for the process according to the invention are, for example, butyrolactone, nitriles such as acetonitrile, propionitrile, methoxypropionitrile, ketones such as acetone, furfural, N-alkyl-substituted lower aliphatic acid amides, such as dimethylformamide, diethylformamide, dimethylacetamide, diethylacetorphine, N-formyl-nyl-nyl-formyl Acid amides (lactams) such as N-alkyl pyrrolidones, especially N-methyl pyrrolidone.
  • nitriles such as acetonitrile, propionitrile, methoxypropionitrile
  • ketones such as acetone, furfural
  • N-alkyl-substituted lower aliphatic acid amides such as dimethylformamide, diethylformamide, dimethylacetamide, diethylacetor
  • alkyl-substituted lower aliphatic acid amides or N-alkyl substituted cyclic acid amides are used.
  • Dimethylformamide, acetonitrile, furfural and in particular N-methylpyrrolidone are particularly advantageous.
  • mixtures of these solvents with one another for example of N-methylpyrrolidone with acetonitrile
  • mixtures of these solvents with cosolvents such as water and / or tert-butyl ether, for example methyl tert-butyl ether, ethyl tert-butyl ether, propyl tert-butyl ether, n- or iso-butyl tert-butyl ether can be used.
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • aqueous solution advantageously with 0 to 20% by weight of water, in particular with 7 to 10% by weight of water, particularly preferably with 8.3% by weight Water.
  • a C 4 cut is subjected to an extractive distillation in a washing zone, in which the washing zone of the C 4 cut is gaseous or liquid, preferably gaseous, and the selective solvent is liquid above the supply of the C 4 cut be fed.
  • the C 4 cut is separated into a top stream containing the saturated components, ie the components to which the selective solvent has a lower affinity, predominantly butanes, and a bottom stream which does the with components to which the selective solvent has a higher affinity for the butanes, predominantly contains butenes and optionally other hydrocarbon-laden solvents.
  • the C 4 cut is preferably fed to the washing zone in gaseous form, in the lower region thereof.
  • the washing zone is usually designed as a column. There are basically no restrictions regarding the separable installations that can be used: floors, fillers or structured packings can be used in the same way.
  • the column advantageously has 10 to 80, preferably 20 to 30 theoretical plates, in particular 26 theoretical plates.
  • a backwash zone comprising 3 to 5 trays is preferably provided, in which residual portions of selective solvent are washed out by means of the reflux condensed at the top of the column.
  • the column pressure in the washing zone depends on the temperature of the cooling medium in the condenser at the top of the column (well water, river water, sea water, refrigerants such as liquid propylene, liquid ammonia or brine). It is usually between 1 and 15, often between 2 and 10, preferably 5.4 bar.
  • the temperature in the column is determined on the basis of the above-mentioned pressure values in such a way that suitable thermodynamic conditions are present in which the selective solvent is loaded with the components from the C 4 section to which it has a greater affinity than to the Has butanes, whereas the butanes from the C 4 cut remain in the gas phase.
  • the temperature at the top of the column is typically in the range from about 30 to 60 ° C.
  • the bottom stream from the washing zone is in process stage II in a degassing zone at elevated temperature and possibly reduced pressure compared to the washing zone in a top stream containing the butenes and possibly traces of other hydrocarbons and a bottom stream containing the selective solvent are separated.
  • the heat of the bottom stream from the degassing zone is used by indirect heat exchange to increase the temperature of a liquid stream withdrawn from the degassing zone.
  • thermodynamic conditions have to be set in such a way that the outgassing of the hydrocarbons from the selective solvent, in particular the outgassing of the butenes and possibly further C 3 -C 5 hydrocarbons, takes place.
  • the selective solvent in particular the outgassing of the butenes and possibly further C 3 -C 5 hydrocarbons, takes place.
  • bottom temperatures in the range from 150 to 160 ° C. and pressures in the range from normal pressure to 10 bar absolute, preferably from 1.5 bar absolutely, required.
  • the outgassing zone is a column which can in principle be equipped with any type of separating internals. Separation-effective internals are preferred which are less prone to contamination or easy to clean, in particular floors.
  • the column preferably has 1 to 30 theoretical plates, in particular 2 to 8, particularly preferably four theoretical plates.
  • backwash trays are also preferably provided in the outgassing zone above the feed of the feed stream for selective solvent entrained in the steam stream, generally 3 to 5 trays.
  • Hot selective solvent is drawn off from the outgassing zone A as the bottom stream. This is in the heat network, i.e. by using its heat content within the process, cooling and entering process stage I, i.e. recycled into the washing zone.
  • the heat of the hot bottom stream from the outgassing zone A is used in a particularly efficient manner, so that the overall energy requirement for the method is minimized.
  • the liquid or a partial flow of the liquid is withdrawn from a separation stage from the degassing zone A, the one or more separation stages below the feed of the feed stream to the outgassing zone is heated and / or evaporated by indirect heat exchange with the hot bottom stream from the outgassing zone and returned to the outgassing zone at the same stage from which the stream was withdrawn.
  • the heat of the bottom stream from the outgassing zone A can preferably also be used in the washing zone by leaving the washing zone from a separation stage which is one or more separation stages below the supply of the stream of the selective solvent, preferably below the supply of the C 4 cut , which withdraws liquid or a partial flow of the liquid, is heated and / or evaporated by indirect heat exchange with the hot bottom stream from the degassing zone and is returned to the washing zone at the same separation stage or above it, the separation stage from which the liquid or the partial liquid flow is obtained subtracts, chooses in such a way that the total energy requirement in process stages I and II is minimal.
  • the withdrawn liquid stream or partial stream is subjected to flash evaporation to obtain a vaporous and a liquid phase and then the vaporous and the liquid phase are returned to the same stage from which the liquid stream or partial stream was withdrawn or the vaporous portion of the withdrawn Liquid stream or partial stream is returned one or more stages above the stage from which the liquid stream or partial stream was withdrawn.
  • the inventors have recognized that for each outgassing zone, depending on the feed composition, the temperature and pressure conditions, the number of separation stages and the specified specification for the product of value withdrawn as overhead stream, there is in each case a separation stage on which the indirect heat exchange with the hot bottom stream occurs the outgassing zone is the most advantageous because the lowest amount of energy must be supplied from the outside to the bottom evaporator of the outgassing zone, ie the total energy requirement in process stages I and II is minimal. If the liquid is drawn off from lower separation stages, the temperature difference to the bottom stream is small due to the temperature profile in the outgassing zone and therefore only a little heat can be transferred.
  • the heat of the hot bottom stream from the degassing zone can preferably also be used for indirect heat exchange with liquid drawn off from washing zone I.
  • the heat content which is still available can be used at another point in the process, preferably in the bottom evaporator of the extraction zone of process stage I. become.
  • the washing zone and outgassing zone are arranged in a single column.
  • FIG. 1 shows the schematic representation of a preferred plant for carrying out the method according to the invention
  • Figure 2 is a schematic representation of a further preferred system
  • Washing zone and the degassing zone are combined in a single column.
  • Figure 1 shows a washing zone E for extractive distillation, which is designed as a column, with the supply of the liquid solvent LM in the upper column area and the gaseous C 4 cut , stream C 4 , in the lower column area.
  • a top stream containing predominantly the butanes, C H ⁇ o is drawn off and a bottom stream, which contains in particular solvent loaded with butenes and traces of other hydrocarbons, stream LM / C 4 H.
  • the top stream is condensed in a condenser W2 at the top of the column. Part of the same is preferably fed back to the column top as reflux.
  • a heat exchanger W1 is arranged at the bottom of the column. It is possible to provide a water-operated heat exchanger W3 for the purpose of suitably adjusting the temperature of the selective solvent LM.
  • the bottom stream LM / C 4 H 8 from the washing zone E is a degassing zone A, in the upper region thereof.
  • the outgassing zone A is supplied with energy from the outside via the sump evaporator W5.
  • the top stream from the outgassing zone A is condensed in the condenser W6 at the top of the column, partly fed back to the top of the column as reflux and, moreover, the product C 4 H 8 , which predominantly contains butenes, is withdrawn as a valuable product.
  • the hot bottom stream LM from the degassing zone A which predominantly contains the solvent, gives off part of its heat content in the heat exchanger W4 to the liquid by indirect heat exchange, which is drawn off from the degassing zone A by a separation stage which is below the feed stream and after heating the outgassing zone A is fed to the same again.
  • Figure 2 shows the schematic representation of a plant in which washing zone E and outgassing zone A are arranged in a single column.
  • the one in the upper section of a column which is designed as a washing zone E, is supplied with the same liquid solvent LM in the upper region and the gaseous C 4 cut , stream C 4 , in the lower region.
  • a top stream containing predominantly the butanes, C 4 Hi is drawn off from the column, condensed in a condenser W2 at the top of the column and part of the condensate is returned to the top of the column as reflux.
  • the liquid from the lower region of the washing zone E flows into the lower section of the column, which is the degassing zone A.
  • the outgassing zone A is supplied with energy from the outside via the sump evaporator W5.
  • a stream is drawn off from the upper region of the outgassing zone, condensed in a condenser W6, partly fed back to the outgassing zone A as a return and, furthermore, is withdrawn as a valuable product, stream C 4 H 8 , which predominantly contains butenes.
  • the hot bottom stream LM from the outgassing zone A which mainly contains the solvent, passes part of its heat content in the heat exchanger W4 indirect heat exchange to the liquid, which is withdrawn from the degassing zone A and, after heating, the degassing zone A is fed again.
  • Usable floors, packings, fillers and the like can be used as separating internals.
  • the bottom stream of the washing zone E, LM / C 4 H 8 contained in particular solvent loaded with butenes and traces of other hydrocarbons, with the following exemplary composition in% by weight:
  • This stream LM / C 4 H 8 was fed as a feed stream at a temperature of 55.4 ° C. to the fourth, that is to say top theoretical, separation stage of a degassing zone A.
  • the top stream of the outgassing zone A was condensed in a condenser W6, some of the feed was returned to the outgassing zone A as a reflux, and the rest was drawn off as a stream C 4 H 8 with predominantly butenes and having the composition listed below.
  • the outgassing zone A is supplied with energy from the outside via the sump evaporator W5.
  • the hot bottom stream LM from the outgassing zone A which predominantly contained the solvent, gave off part of its heat content in the heat exchanger W4 to the liquid by indirect heat exchange, which was drawn off from the outgassing zone A by different separation stages and, after heating, outgassing zone A .
  • liquid streams were drawn off in each case from the first, second, third and fourth theoretical separation stage of the outgassing zone A and heated by heat integration, ie by indirect heat exchange with the hot solvent stream LM drawn off from the bottom of the outgassing zone A, and fed again to the same theoretical separation stage.

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Abstract

Es wird ein kontinuierliches Verfahren zur Gewinnung von Butenen aus einem Butane, Butene und sonstige C3-C5-Kohlenwasserstoffe enthaltenden C4-Schnitt durch Extraktivdestillation mit einem selektiven Lösungsmittel (LM) vorgeschlagen, mit einer ersten Verfahrensstufe (I) in einer Waschzone (E) und einer zweiten Verfahrensstufe (II) in einer Ausgaserzone (A), wobei aus der Ausgaserzone (A) von einer Trennstufe, die eine oder mehrere Trennstufen unterhalb der Zuführung des Sumpfstroms (LM/C4H8) aus der Waschzone (E) liegt, die Flüssigkeit oder ein Teilstrom der Flüssigkeit aus der Ausgaserzone (A) abgezogen, durch indirekten Wärmeaustausch mit dem heissen Sumpfstrom (LM) aus der Ausgaserzone (A) erwärmt und/oder verdampft und auf derselben Trennstufe oder oberhalb derselben in die Ausgaserzone A zurückgeführt wird, und die Trennstufe, von der die Flüssigkeit oder der Flüssigkeitsteilstrom abgezogen wird, dergestalt gewählt wird, dass der Gesamtenergiebedarf in den Verfahrensstufen (I) und (II) minimal ist.

Description

Kontinuierliches Verfahren zur Gewinnung von Butenen aus einem C4-Schnitt
Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Gewinnung von Butenen aus einem C4-Schnitt durch Extraktivdestillation mit einem selektiven Lösungsmittel.
Der Begriff C4-Schnitt bezeichnet Gemische von Kohlenwasserstoffen mit überwiegend 4 Kohlenstoffatomen pro Molekül. C4-Schnitte werden beispielsweise bei der Herstellung von Ethylen und/oder Propylen durch thermisches Spalten einer Petroleumfraktion wie verflüssigtes Petroleumgas, Leichtbenzin oder Gasöl erhalten. Weiterhin werden C4- Schnitte bei der katalytischen Dehydrierung von n-Butan und/oder n-Buten erhalten. C4- Schnitte enthalten in der Regel Butane, n-Buten, Isobuten, 1,3 -Butadien, daneben geringe Mengen an sonstigen Kohlenwasserstoffen, sowie Butine, insbesondere 1-Butin (Ethylacetylen) und Butenin (Vinylacetylen). Dabei beträgt der 1,3 -Butadiengehalt im allgemeinen 10 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 70 Gew.-%, insbesondere 30 bis 60 Gew.-%, während der Gehalt an Vinylacetylen und Ethylacetylen im allgemeinen 5 Gew.-% nicht übersteigt.
Die Auftrennung von C4-Schnitten ist wegen der geringen Unterschiede in den relativen Flüchtigkeiten der Komponenten ein kompliziertes destillationstechnisches Problem. Daher wird die Auftrennung durch eine sogenannte Extraktivdestillation durchgeführt, d.h. eine Destillation unter Zugabe eines selektiven Lösungsmittels (auch als Extraktionsmittel bezeichnet), das einen höheren Siedepunkt als das aufzutrennende Gemisch aufweist und die Unterschiede in den relativen Flüchtigkeiten der aufzutrennenden Komponenten erhöht.
Es sind eine Vielzahl von Verfahren zur Auftrennung von C4-Schnitten mittels Extraktivdestillation unter Verwendung von selektiven Lösungsmitteln bekannt. Ihnen ist gemeinsam, dass sich durch Gegenstromführung des aufzutrennenden C4-Schnittes in Dampfform mit dem flüssigen selektiven Lösungsmittel bei geeigneten thermodynamischen Bedingungen, in der Regel bei niedrigen Temperaturen, häufig bei Raumtemperatur oder bei geringfügig erhöhter Temperatur und bei Normaldruck das selektive Lösungsmittel mit den Komponenten aus dem C4-Schnitt belädt, zu denen es eine höhere Affinität hat, d.h. mit ungesättigten oder mehrfach ungesättigten Komponenten, wogegen die gesättigten Komponenten in der Dampfphase verbleiben und als Kopfstrom abgezogen werden. Aus dem beladenen Lösungsmittelstrom werden anschließend unter geeigneten thermodynamischen Bedingungen, d.h. bei höherer Temperatur und/oder niedrigerem Druck gegenüber dem ersten Verfahrensschritt in einem oder mehreren weiteren Verfahrensschritten die ungesättigten oder mehrfach ungesättigten Komponenten fraktioniert freigesetzt, d.h. aus dem selektiven Lösungsmittel ausgegast. Das entgaste Lösungsmittel wird, nach Abkühlung desselben, in der Regel über einen Wärmeverbund, wobei die Wärme zur Temperaturerhöhung des der Ausgasung zuzuführenden Feedstroms genutzt wird, in den ersten Verfahrensschritt, d.h. zur Extraktivdestillation des C4-Schnittes recycliert. Derartige Verfahren sind beispielsweise aus DE-A 198 188 10 oder DE-A 2724 365 bekannt.
Demgegenüber war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Gewinnung von Butenen aus einem C4-Schnitt durch Extraktivdestillation mit einem selektiven Lösungsmittel bereitzustellen, das besonders effizient und wirtschaftlich ist. Insbesondere sollen bei diesem Verfahren die benötigten Energiemengen und die Investitionskosten gering sein.
Die Lösung geht aus von einem kontinuierlichen Verfahren zur Gewinnung von Butenen aus einem Butane, Butene und gegebenenfalls Spuren sonstiger Kohlenwasserstoffe enthaltenden C4-Schnitt durch Extraktivdestillation mit einem selektiven Lösungsmittel, wobei der C4-Schnitt in einer ersten Verfahrensstufe I in einer Waschzone, der der C4- Schnitt gasförmig oder flüssig und das selektive Lösungsmittel flüssig oberhalb der Zuführung des C4-Schnittes zugeführt werden, in einen die Butane enthaltenden Kopfstrom und einen Sumpfstrom, enthaltend das mit den Butenen und gegebenenfalls Spuren sonstiger Kohlenwasserstoffen beladene selektive Lösungsmittel aufgetrennt wird, und wobei der Sumpfstrom in einer zweiten Verfahrensstufe II in einer Ausgaserzone, der über einen Sumpfverdampfer Energie zugeführt wird, bei erhöhter Temperatur und/oder erniedrigtem Druck gegenüber der Waschzone in einen die Butene und gegebenenfalls Spuren sonstiger Kohlenwasserstoffe enthaltenden Kopfstrom und einen das selektive Lösungsmittel enthaltenden Sumpfstrom aufgetrennt wird, wobei die Wärme des Sumpfstroms aus der Ausgaserzone zur Temperaturerhöhung in der Ausgaserzone genutzt wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass aus der Ausgaserzone von einer Trennstufe, die eine oder mehrere Trennstufen unterhalb der Zuführung des Sumpfstroms aus der Waschzone liegt, die Flüssigkeit oder ein Teilstrom der Flüssigkeit aus der Ausgaserzone abgezogen, durch indirekten Wärmeaustausch mit dem heißen Sumpfstrom aus der Ausgaserzone erwärmt und/oder verdampft und auf derselben Trennstufe oder oberhalb derselben in die Ausgaserzone zurückgeführt wird, wobei die Trennstufe, von der die Flüssigkeit oder der Flussigkeitsteilstrom abgezogen wird, dergestalt gewählt wird, dass der Gesamtenergiebedarf in den Verfahrensstufen I und II minimal ist.
Das vorliegende Verfahren ist grundsätzlich auf jeden C4-Schnitt anwendbar, besonders vorteilhaft sind jedoch C4-Schnitte als Ausgangsgemisch einsetzbar, die einen relativ hohen Anteil an Butenen aufweisen.
Als Spuren sonstiger Kohlenwasserstoffe werden vorliegend Gewichtsanteile sonstige Kohlenwasserstoffe verstanden, die im nachfolgenden Einsatz der aus dem C4-Schnitt gewonnenen Produkte nicht spezifikationsschädlich sind.
Vorteilhaft einsetzbar sind beispielsweise C4-Schnitte aus der Erdölraffinerie, aus sogenannten FCC-Crackern (Fluidized Catalytic Cracking), die in der Regel eine Zusammensetzung von 20 bis 70 Gew.-% an Butanen, 30 bis 80 Gew.-% an Butenen, Rest sonstige C3-Cs-Kohlenwasserstoffe aufweisen, besonders bevorzugt C4-Schnitte mit 42 Gew.-% Butanen, 56 Gew.-% Butenen und 2 Gew.-% sonstigen C3-C5- Kohlenwasserstoffen.
Ein typischer C4-Schnitt aus einem FCC-Cracker weist die folgende Zusammensetzung in Gew.-% auf:
Propan 0,3
Propen 1,2 n-Butan 12 i-Butan 30
1 -Buten 14 i-Buten 10 trans-Buten-2 15,5 cis-Buten-2 16,5
1 ,3-Butadien 0,5. Vorteilhaft kann als C4-Schnitt für das vorliegende Verfahren auch sogenanntes Raffinat 1 aus einer Butadienanlage eingesetzt werden, bevorzugt unmittelbar, ohne weitere Zwischenbehandlung.
In Butadienanlagen wird 1,3 -Butadien aus dieses enthaltenden C4-Schnitten gewonnen, wobei die eingesetzten C4-Schnitte typischerweise Zusammensetzungen in Gew.-% in den nachstehenden Bereichen aufweisen:
1,3 -Butadien 10 bis 80
Butene 10 bis 60
Butane 5 bis 40 sonstige C4-Kohlenwasserstoffe und 0,1 bis 5 sonstige Kohlenwasserstoffe, insbesondere
C3- und C5-Kohlenwasserstof e 0 bis maximal 5
In Butadienanlagen wird der aufzutrennende C4-Schnitt zunächst gasförmig mit dem flüssigen selektiven Lösungsmittel in einer Extraktionszone im Gegenstrom in Kontakt gebracht, wobei das 1,3 -Butadien sowie weitere Kohlenwasserstoffe, für die das selektive Lösungsmittel eine höhere Affinität als für 1,3 -Butadien hat, vom selektiven Lösungsmittel im wesentlichen vollständig absorbiert werden, die Komponenten, für die das selektive Lösungsmittel eine geringere Affinität hat, insbesondere die Butane und die Butene jedoch im wesentlichen in der Gasphase verbleiben. Diese Gasphase wird als Kopfstrom abgezogen und häufig als Raffinat 1 bezeichnet. Im Verfahren der DE 198 188 10 ist das Raffinat 1 der in den Figuren 1 und 2 mit Gbc bezeichnete Kopfstrom der Extraktivdestillationskolonne EI.
Im Verfahren der DE-A 27 24 365 ist das Raffinat 1 der Kopfstrom aus dem sogenannten Hauptwascher.
Eine beispielhafte Zusammensetzung für Raffinat 1 in Gew.-% ist nachstehend aufgeführt:
n-Butan 17 i-Butan 6
1 -Buten 29 i-Buten 36 trans-Buten-2 6 cis-Buten-2 6
1,3 -Butadien < 0,01
Für die vorliegende Trennaufgabe sind selektive Lösungsmittel geeignet, deren Affinität zu Kohlenwasserstoffen mit Einfachbindungen in Richtung zu Kohlenwasserstoffen mit Doppelbindungen und weiter zu konjugierten Doppelbindungen und Dreifachbindungen zunimmt, bevorzugt dipolare, besonderes bevorzugt dipolar-aprotische Lösungsmittel. Aus apparatetechnischen Gründen werden wenig oder nicht korrosive Substanzen bevorzugt.
Geeignete selektive Lösungsmittel für das erfindungsgemäße Verfahren sind zum Beispiel Butyrolacton, Nitrile wie Acetonitril, Propionitril, Methoxypropionitril, Ketone wie Aceton, Furfurol, N-alkylsubstituierte niedere aliphatische Säureamide, wie Dimethylformamid, Diethylformamid, Dimethylacetamid, Diethylacetamid, N- Formylmorpholin, N-alkylsubstituierte cyclische Säureamide (Lactame) wie N- Alkylpyrrolidone, insbesondere N-Methylpyrrolidon. Im allgemeinen werden alkylsubstituierte niedere aliphatische Säureamide oder N-alkylsubstituierte cyclische Säureamide verwendet. Besonders vorteilhaft sind Dimethylformamid, Acetonitril, Furfurol und insbesondere N-Methylpyrrolidon.
Es können jedoch auch Mischungen dieser Lösungsmittel untereinander, zum Beispiel von N-Methylpyrrolidon mit Acetonitril, Mischungen dieser Lösungsmittel mit Colösungsmitteln wie Wasser und/oder tert.-Butylether, zum Beispiel Methyl-tert- butylether, Ethyl-tert.-butylether, Propyl-tert.-butylether, n- oder iso-Butyl-tert.-butylether eingesetzt werden.
Besonders geeignet ist N-Methylpyrrolidon, vorliegend abgekürzt als NMP bezeichnet, bevorzugt in wäßriger Lösung, vorteilhaft mit 0 bis 20 Gew.-% Wasser, insbesondere mit 7 bis 10 Gew.-% Wasser, besonders bevorzugt mit 8,3 Gew.-% Wasser.
Verfahrensstufe I
In Verfahrensstufe I wird ein C4-Schnitt in einer Waschzone einer Extraktivdestillation unterworfen, indem der Waschzone der C4-Schnitt gasförmig oder flüssig, bevorzugt gasförmig, das selektive Lösungsmittel flüssig oberhalb der Zuführung des C4-Schnittes zugeführt werden. Hierbei findet im Gegenstrom von C4-Schnitt und Lösungsmittel eine Auftrennung des C4-Schnittes in einen die gesättigten Komponenten, d.h. die Komponenten, zu denen das selektive Lösungsmittel eine geringere Affinität hat, überwiegend Butane, enthaltenden Kopfstrom und einen Sumpfstrom statt, der das mit Komponenten, zu denen das selektive Lösungsmittel eine höhere Affinität gegenüber den Butanen aufweist, überwiegend Butene und gegebenenfalls weitere Kohlenwasserstoffe beladene Lösungsmittel enthält. Bevorzugt führt man den C4-Schnitt der Waschzone gasförmig, im unteren Bereich derselben, zu.
Die Waschzone ist in der Regel als Kolonne ausgebildet. Es gibt grundsätzlich keine Einschränkungen bezüglich der einsetzbaren trennwirksamen Einbauten derselben: es können gleichermaßen Böden, Füllkörper oder strukurierte Packungen eingesetzt werden. Die Kolonne weist vorteilhafterweise 10 bis 80, bevorzugt 20 bis 30 theoretische Trennstufen, insbesondere 26 theoretische Trennstufen auf.
Oberhalb der Zuführung für das selektive Lösungsmittel im oberen Bereich der Kolonne ist bevorzugt eine 3 bis 5 Böden umfassende Rückwaschzone vorgesehen, in der mittels des am Kopf der Kolonne kondensierten Rücklaufs Restanteile an selektivem Lösungsmittel ausgewaschen werden.
Der Kolonnendruck in der Waschzone ist abhängig von der Temperatur des Kühlmediums im Kondensator am Kolonnenkopf (Brunnenwasser, Flusswasser, Meerwasser, Kältemittel wie Flüssigpropylen, Flüssigammoniak oder Sole). Er liegt in der Regel zwischen 1 und 15, häufig zwischen 2 und 10, vorzugsweise bei 5, 4 bar. Die Temperatur in der Kolonne wird, ausgehend von den oben genannten Druckwerten, dergestalt bestimmt, dass geeignete thermodynamische Bedingungen gegeben sind, bei denen sich das selektive Lösungsmittel mit den Komponenten aus dem C4-Schnitt belädt, zu denen es eine größere Affinität als zu den Butanen aufweist, wogegen die Butane aus dem C4-Schnitt in der Gasphase verbleiben. Typischerweise liegt die Temperatur am Kopf der Kolonne im Bereich von etwa 30 bis 60°C.
Verfahrensstufe II
Der Sumpfstrom aus der Waschzone wird in Verfahrensstufe II in einer Ausgaserzone bei erhöhter Temperatur und gegebenenfalls erniedrigtem Druck gegenüber der Waschzone in einen die Butene und gegebenenfalls Spuren sonstiger Kohlenwasserstoffe enthaltenden Kopfstrom und einen das selektive Lösungsmittel enthaltenden Sumpfstrom aufgetrennt. Hierbei wird zur Temperaturerhöhung eines aus der Ausgaserzone abgezogenen Flüssigkeitsstroms die Wärme des Sumpfstroms aus der Ausgaserzone durch indirekten Wärmeaustausch genutzt.
In der Ausgaserzone müssen die thermodynamischen Bedingungen dergestalt eingestellt werden, dass die Ausgasung der Kohlenwasserstoffe aus dem selektiven Lösungsmittel, insbesondere die Ausgasung der Butene und gegebenenfalls weiterer C3-C5- Kohlenwasserstoffe erfolgt. Hierfür sind in der Regel, sofern als selektives Lösungsmittel NMP mit etwa 7 bis 10 Gew.-% Wasser eingesetzt wird, Sumpftemperaturen im Bereich von 150 bis 160°C und Drücke im Bereich von Normaldruck bis 10 bar absolut, bevorzugt von 1,5 bar absolut, erforderlich.
Bezüglich der apparativen Ausgestaltung handelt es sich bei der Ausgaserzone, wie auch bei der Waschzone, um eine Kolonne, die grundsätzlich mit jeder Art von trennwirksamen Einbauten ausgestattet sein kann. Bevorzugt werden trennwirksame Einbauten eingesetzt, die wenig verschmutzungsanfallig, bzw. leicht zu reinigen sind, insbesondere Böden.
Die Kolonne weist bevorzugt 1 bis 30 theroretische Trennstufen, insbesondere 2 bis 8, besonders bevorzugt vier theoretische Trennstufen auf.
Analog zur Waschzone sind auch in der Ausgaserzone bevorzugt oberhalb der Zufuhrung des Feedstroms Rückwaschböden für mit dem Dampfstrom mitgerissenes selektives Lösungsmittel vorgesehen, in der Regel 3 bis 5 Böden.
Als Sumpfstrom wird aus der Ausgaserzone A heißes selektives Lösungsmittel abgezogen. Dieses wird im Wärmeverbund, d.h. indem sein Wärmeinhalt innerhalb des Verfahrens genutzt wird, abgekühlt und in die Verfahrensstufe I, d.h. in die Waschzone recycliert.
Erfindungsgemäß wird durch eine besondere Verfahrensfuhrung die Wärme des heißen Sumpfstroms aus der Ausgaserzone A besonders effizient genutzt, so dass der Gesamtenergiebedarf für das Verfahren minimiert wird.
Hierzu wird die Flüssigkeit oder ein Teilstrom der Flüssigkeit von einer Trennstufe aus der Ausgaserzone A abgezogen, die eine oder mehrere Trennstufen unterhalb der Zufuhrung des Feedstroms zur Ausgaserzone liegt, durch indirekten Wärmetausch mit dem heißen Sumpfstrom aus der Ausgaserzone erwärmt und/oder verdampft und auf gleicher Stufe, von der der Strom abgezogen wurde, in die Ausgaserzone zurückgeführt.
Bevorzugt kann die Wärme des Sumpfstroms aus der Ausgaserzone A zusätzlich in der Waschzone genutzt werden, indem man aus der Waschzone von einer Trennstufe, die eine oder mehrere Trennstufen unterhalb der Zuführung des Stromes des selektiven Lösungsmittels, bevorzugt unterhalb der Zuführung des C4-Schnittes liegt, die Flüssigkeit oder einen Teilstrom der Flüssigkeit abzieht, durch indirekten Wärmeaustausch mit dem heißen Sumpfstrom aus der Ausgaserzone erwärmt und/oder verdampft und auf derselben Trennstufe oder oberhalb derselben in die Waschzone zurückführt, wobei man die Trennstufe, von der man die Flüssigkeit oder den Flussigkeitsteilstrom abzieht, dergestalt wählt, dass der Gesamtenergiebedarf in den Verfahrensstufen I und II minimal ist.
In einer bevorzugten Verfahrensvariante wird der abgezogene Flüssigkeitsstrom oder -teilstrom einer Entspannungsverdampfung unterworfen unter Erhalt einer dampfförmigen und einer flüssigen Phase und anschließend die dampfförmige und die flüssige Phase auf dieselbe Stufe zurückgeführt, von der der Flüssigkeitsstrom oder -teilstrom abgezogen wurde oder der dampfförmige Anteil des abgezogenen Flüssigkeitsstromes oder -teil- Stromes wird eine oder mehrere Stufen oberhalb der Stufe zurückgeführt, von der der Flüssigkeitsstrom oder -teilstrom abgezogen wurde.
Die Erfinder haben erkannt, dass es für jede Ausgaserzone, in Abhängigkeit von der Feedzusammensetzung, den Temperatur- und Druckbedingungen, der Trennstufenzahl sowie der vorgegebenen Spezifikation für das als Kopfstrom abgezogene Wertprodukt jeweils eine Trennstufe gibt, auf der der indirekte Wärmetausch mit dem heißen Sumpfstrom aus der Ausgaserzone am vorteilhaftesten ist, weil hierbei von außen dem Sumpfverdampfer der Ausgaserzone die geringste Energiemenge zugeführt werden muß, d.h. dass der Gesamtenergiebedarf in den Verfahrensstufen I und II minimal ist. Wird die Flüssigkeit von tiefer gelegenen Trennstufen abgezogen, so ist, infolge des Temperaturprofils in der Ausgaserzone, die Temperaturdifferenz zum Sumpfstrom gering und es kann somit nur wenig Wärme übertragen werden. Wird die Flüssigkeit dagegen von höher gelegenen Trennstufen abgezogen, so gilt folgende Überlegung: Die größte Wärmemenge kann, aufgrund der größten Temperaturdifferenz, zwischen dem Feedstrom zur Ausgaserzone und dem heißen Sumpfstrom übertragen werden. Dies ist jedoch ebenfalls nicht die wirtschaftlichste Nutzung der Energie des Sumpfstroms, da hier mehr Energie eingetragen wird, als für die Trennaufgabe an dieser Stelle notwendig ist. Dieses Übermaß an Energieangebot muß entweder über ein unnötig hohes Rücklaufverhältnis am Kondensator am Kopf der Ausgaserzone oder über einen zusätzlichen Kühler vernichtet werden.
Bevorzugt kann die Wärme des heißen Sumpfstroms aus der Ausgaserzone zusätzlich zum indirekten Wärmeaustausch mit aus der Waschzone I abgezogener Flüssigkeit genutzt werden.
Sofern das heiße Lösungsmittel durch indirekten Wärmetausch mit aus der Ausgaserzone abgezogener Flüssigkeit noch nicht genügend abgekühlt ist, um in die Extraktionszone recycliert werden zu können, kann der noch verfügbare Wärmeinhalt an einer anderen Stelle im Verfahren, bevorzugt im Sumpfverdampfer der Extraktionszone der Verfahrensstufe I, genutzt werden.
In einer bevorzugten Verfahrensvariante sind die Waschzone und Ausgaserzone in einer einzigen Kolonne angeordnet. Dadurch sind die Investitions- und Betriebskosten deutlich niedriger und die Anlage weist eine erhöhte Betriebssicherheit auf.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung sowie von Ausführungsbeispielen näher verdeutlicht.
Es zeigen im einzelnen:
Figur 1 die schematische Darstellung einer bevorzugten Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 2 die schematische Darstellung einer weiter bevorzugten Anlage, wobei die
Waschzone und die Ausgaserzone in einer einzigen Kolonne zusammengefaßt sind.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Merkmale.
Figur 1 zeigt eine Waschzone E zur Extraktivdestillation, die als Kolonne ausgebildet ist, mit Zuführung des flüssigen Lösungsmittels LM im oberen Kolonnenbereich und Zuführung des gasförmigen C4-Schnittes, Strom C4, im unteren Kolonnenbereich. Aus der
Kolonne wird ein überwiegend die Butane enthaltender Kopfstrom, C Hιo, abgezogen und ein Sumpfstrom, der insbesondere mit Butenen und Spuren sonstiger Kohlenwasserstoffen beladenes Lösungsmittel enthält, Strom LM/C4H . Der Kopfstrom wird in einem Kondensator W2 am Kolonnenkopf kondensiert. Bevorzugt wird ein Teil desselben als Rücklauf wieder auf den Kolonnenkopf aufgegeben. Am Kolonnensumpf ist ein Wärmetauscher Wl angeordnet. Es ist möglich, zwecks geeigneter Einstellung der Temperatur des selektiven Lösungsmittels LM, einen vorzugsweise mit Wasser betriebenen Wärmetauscher W3 vorzusehen. Der Sumpfstrom LM/C4H8 aus der Waschzone E wird eine Ausgaserzone A, im oberen Bereich derselben, aufgegeben. Der Ausgaserzone A wird über den Sumpfverdampfer W5 von außen Energie zugeführt. Der Kopfstrom aus der Ausgaserzone A wird im Kondensator W6 am Kolonnenkopf kondensiert, teilweise als Rücklauf wieder auf den Kopf der Kolonne aufgegeben und im übrigen als Wertprodukt, Strom C4H8, der überwiegend Butene enthält, abgezogen. Der heiße Sumpfstrom LM aus der Ausgaserzone A, der überwiegend das Lösungsmittel enthält, gibt einen Teil seines Wärmeinhalts im Wärmetauscher W4 durch indirekten Wärmetausch an die Flüssigkeit ab, die von einer Trennstufe, die unterhalb des Feedstroms liegt, aus der Ausgaserzone A abgezogen und nach Erwärmung der Ausgaserzone A derselben erneut zugeführt wird.
Figur 2 zeigt die schematische Darstellung einer Anlage, in der Waschzone E und Ausgaserzone A in einer einzigen Kolonne angeordnet sind.
Die im oberen Abschnitt einer Kolonne, der als Waschzone E ausgebildet ist, wird im oberen Bereich desselben flüssiges Lösungsmittel LM und im unteren Bereich desselben gasförmiger C4-Schnitt, Strom C4, zugeführt. Aus der Kolonne wird ein überwiegend die Butane enthaltender Kopfstrom, C4Hιo, abgezogen, in einem Kondensator W2 am Kolonnenkopf kondensiert und ein Teil des Kondensats als Rücklauf wieder auf den Kolonnenkopf aufgegeben. Die Flüssigkeit aus dem unteren Bereich der Waschzone E fließt in den unteren Abschnitt der Kolonne, der die Ausgaserzone A darstellt, ab.
Der Ausgaserzone A wird über den Sumpfverdampfer W5 von außen Energie zugeführt. Aus dem oberen Bereich der Ausgaserzone wird ein Strom abgezogen, in einem Kondensator W6 kondensiert, teilweise als Rücklauf wieder auf die Ausgaserzone A aufgegeben und im übrigen als Wertprodukt, Strom C4H8, der überwiegend Butene enthält, abgezogen. Der heiße Sumpfstrom LM aus der Ausgaserzone A, der überwiegend das Lösungsmittel enthält, gibt einen Teil seines Wärmeinhalts im Wärmetauscher W4 durch indirekten Wärmetausch an die Flüssigkeit ab, die aus der Ausgaserzone A abgezogen und nach Erwärmung der Ausgaserzone A erneut zugeführt wird.
Als trennwirksame Einbauten sind übliche Böden, Packungen, Füllkörper und ähnliches einsetzbar.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausfuhrungsbeispiels näher erläutert:
In einer Anlage wie in Figur 1 schematisch dargestellt, mit 30 theoretischen Trennstufen in einer Waschzone E wurde ein gasförmiger C4-Schnitt, Strom C4, von 13666 kg/h mit nachstehender Zusammensetzung auf die 9. theoretische Trennstufe, bei Zählung der Trennstufen von unten nach oben in der Kolonne, sowie ein flüssiger Lösungsmittelstrom LM, mit der nachstehend aufgeführten Zusammensetzung, jeweils in Gew.-%, auf die 27. theoretische Trennstufe zugeführt.
Zusammensetzung des Stromes C4:
n-Butan 17,1 i-Butan 6,4 n-Buten 27,8 i-Buten 33,8 trans-Buten-2 8,6 cis-Buten-2 6,23
1,3 -Butadien 0,07
Zusammensetzung des Stromes LM:
NMP 91,7 Wasser 8,3
Oberhalb der Zuführung des Lösungsmittelstromes LM waren in der Kolonne 3 theoretische Rückwaschböden angeordnet. Die Temperatur des Stromes C4 betrug 41,7°C, die Temperatur des Stromes LM 34°C und der Druck am Kolonnenkopf 4,05 bar. Der Kopfstrom der Waschzone E wurde in einem Wärmetauscher W2 kondensiert, teilweise als Rücklauf wieder auf den Kolonnenkopf aufgegeben und im übrigen als Strom C4Hιo abgezogen. Der Strom C4Hιo enthielt vorliegend zu 95% Butane, d.h. 25,6 Gew.-% n-Butan, 69,4 Gew.-% i-Butan, Rest Verunreinigungen, überwiegend n-Buten, trans-Buten-2 und Wasser.
Der Sumpfstrom der Waschzone E, LM/C4H8 enthielt insbesondere mit Butenen und Spuren sonstiger Kohlenwasserstoffen beladenes Lösungsmittel, mit folgender beispielhafter Zusammensetzung in Gew.-%:
n-Butan 0,15 i-Butan 0,30 n-Buten 1,7 i-Buten 2,1 trans-Buten-2 0,53 cis-Buten-2 0,39
Wasser 7,8
NMP 87,3
Dieser Strom LM/C4H8 wurde als Feedstrom mit einer Temperatur von 55,4°C auf die vierte, d.h. oberste theoretische Trennstufe einer Ausgaserzone A aufgegeben. Der Kopfstrom der Ausgaserzone A wurde in einem Kondensator W6 kondensiert, teilweise als Rücklauf wieder auf die Ausgaserzone A aufgegeben und im übrigen als überwiegend Butene enthaltender Strom C4H8 mit der nachstehend aufgeführten Zusammensetzung abgezogen.
Zusammensetzung des Stromes C4H8 in Gew.-%:
n-Buten 32,5 i-Buten 40,0 trans-Buten-2 10,1 cis-Buten-2 7 3
Rest Verunreinigungen. Der Ausgaserzone A wird über den Sumpfverdampfer W5 Energie von außen zugeführt. Der heiße Sumpfstrom LM aus der Ausgaserzone A, der überwiegend das Lösungsmittel enthielt, gab einen Teil seines Wärmeinhalts im Wärmetauscher W4 durch indirekten Wärmetausch an die Flüssigkeit ab, die von jeweils unterschiedlichen Trennstufen aus der Ausgaserzone A abgezogen und nach Erwärmung der Ausgaserzone A erneut zugeführt wurden. Beispielhaft wurden jeweils Flüssigkeitsströme von der ersten, zweiten, dritten bzw. vierten theoretischen Trennstufe der Ausgaserzone A abgezogen und durch Wärmeintegration, d.h. durch indirekten Wärmetausch mit dem heißen, aus dem Sumpf der Ausgaserzone A abgezogenen Lösungsmittelstrom LM erwärmt und erneut derselben theoretischen Trennstufe zugeführt.
Dabei ergab sich folgender Energiebedarf für die Zuführung zum Sumpfverdampfer W5 der Ausgaserzone A:
Figure imgf000015_0001
Die Versuche zeigen, daß der Wärmebedarf für die Anlage, d.h. die von außen zugeführte Energie, minimiert werden kann, sofern die Wärmeintegration auf der geeigneten theoretischen Trennstufe, vorliegend die dritte theoretische Trennstufe, die eine Smfe unterhalb der Zuführung des Feedstroms liegt, durchgeführt wird. Ungünstig ist ebenfalls eine Wärmeintegration in den Feedstrom.

Claims

Patentansprüche
1. Kontinuierliches Verfahren zur Gewinnung von Butenen aus einem Butane, Butene und gegebenenfalls Spuren sonstiger Kohlenwasserstoffe enthaltenden C4-Schnitt durch Extraktivdestillation mit einem selektiven Lösungsmittel (LM), wobei
in einer ersten Verfahrensstufe I in einer Waschzone (E), der der C4-Schnitt (C4) gasförmig oder flüssig und das selektive Lösungsmittel (LM) flüssig oberhalb der
Zuführung des C4-Schnittes (C4) zugeführt werden, der C4-Schnitt in einen die Butane enthaltenden Kopfstrom (C4Hιo) und einen Sumpfstrom (LM/C4H8), enthaltend das mit den Butenen und gegebenenfalls den Spuren sonstiger Kohlenwasserstoffe beladene selektive Lösungsmittel aufgetrennt wird, und wobei der Sumpfstrom (LM/C4H8)
in einer zweiten Verfahrensstufe II in einer Ausgaserzone (A), der über einen Sumpfverdampfer (W5) Energie zugeführt wird, bei erhöhter Temperatur und gegebenenfalls erniedrigtem Druck gegenüber der Waschzone (E) in einen die Butene und gegebenenfalls Spuren sonstiger Kohlenwasserstoffe enthaltenden
Kopfstrom (C4H8) und einen das selektive Lösungsmittel enthaltenden Sumpfstrom (LM) aufgetrennt wird, wobei die Wärme des Sumpfstroms aus der Ausgaserzone (A) zur Temperaturerhöhung in der Ausgaserzone (A) genutzt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass aus der Ausgaserzone (A) von einer Trennstufe, die eine oder mehrere Trennstufen unterhalb der Zuführung des Sumpfstroms (LM/C4H8) aus der Waschzone (E) liegt, die Flüssigkeit oder ein Teilstrom der Flüssigkeit aus der Ausgaserzone (A) abgezogen, durch indirekten Wärmeaustausch mit dem heißen Sumpfstrom (LM) aus der Ausgaserzone (A) erwärmt und/oder verdampft und auf derselben Trennstufe oder oberhalb derselben in die Ausgaserzone A zurückgeführt wird, wobei die Trennstufe, von der die Flüssigkeit oder der Flussigkeitsteilstrom abgezogen wird, dergestalt gewählt wird, dass der Gesamtenergiebedarf in den Verfahrensstufen I und II minimal ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der C4-Schnitt (C4) der Waschzone (E) gasförmig, bevorzugt im unteren Bereich derselben, zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man aus der Waschzone (E) von einer Trennstufe, die eine oder mehrere Trennstufen unterhalb der Zuführung des Stromes des selektiven Lösungsmittels (LM), bevorzugt unterhalb der Zuführung des C4-Schnittes (C4), liegt, die Flüssigkeit oder einen Teilstrom der Flüssigkeit abzieht, durch indirekten Wärmeaustausch mit dem heißen Sumpfstrom (LM) aus der Ausgaserzone (A) erwärmt und/oder verdampft und auf derselben Trennstufe oder oberhalb derselben in die Waschzone (E) zuiückführt, wobei man die Trennstufe, von der man die Flüssigkeit oder der Flussigkeitsteilstrom abzieht, dergestalt wählt, dass der Gesamtenergiebedarf in den Verfahrensstufen I und II minimal ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man als selektives Lösungsmittel eine oder mehrere der Substanzen N-Methylpyrrolidon (NMP), Dimethylformamid, Acetonitril und Furfurol oder Mischungen einer oder mehrerer der vorstehend genannten Substanzen mit Colösungsmitteln einsetzt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man NMP mit 0 bis 20 Gew.-% Wasser, insbesondere mit 7 bis 10 Gew.-% Wasser, besonders bevorzugt mit 8,3 Gew.-% Wasser, einsetzt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführung der Flüssigkeit oder des Teilstroms der Flüssigkeit aus der Ausgaserzone (A) (und/oder aus der Waschzone (E)) auf dieselbe Trennstufe erfolgt, von der die Flüssigkeit oder der Teilstrom der Flüssigkeit abgezogen wurde.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man abgezogenen Flüssigkeitsstrom oder -teilstrom einer Entspannungsverdampfung unter Erhalt einer dampfförmigen und einer flüssigen Phase unterwirft und anschließend die dampfförmige und die flüssige Phase auf dieselbe Stufe zurückführt von der der Flüssigkeitsstrom oder -teilstrom abgezogen wurde oder dass man den dampfförmigen Anteil des abgezogenen Flüssigkeitsstromes oder - teilstromes eine oder mehrere Stufen oberhalb der Stufe zuführt, von der der Flüssigkeitsstrom oder -teilstrom abgezogen wurde.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Anzahl von theoretischen Trennstufen von 10 bis 80, bevorzugt von 20 bis 30, insbesondere von 26 in der Waschzone (E) und von 1 bis 30, bevorzugt von 2 bis 8, insbesondere von 4, in der Ausgaserzone (A).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Waschzone (E) und die Ausgaserzone (A) in einer einzigen Kolonne angeordnet sind.
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