190416. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagytisztaságú 1-butén és 2-butén elválasztására C4-szénhidrogén-frakcióból
1 190 416. 2 2. táblázat Szénhidrogén-frakciók összetétele és az egyes komponensek oldhatósága dimetil-formamidban Vegyület Forráspont (°C) A C4 szénhidrogén-frakció összetétele Katalitikus Gőzzel végzett krakkolás krakkolás Oldhatóság dimetil-formamidban (térf./térf./l atm.) propán-42,1 1,8 0,2 4,0 (25 °C) propilén-47,7 1,0 0,3 8,2 (25 °C) izo-bután- 11,5 42,7 5,3 9,2 (20 °C) n-bután-0,5 12,7 22,6 16,5 (20 °C) izo-butén — 6,6 0,1 0,1 28,0 (20 °C) butén-1-6,5 17,8 37,4 24,6 (20 °C) transz-butén-2 + 0,3 13,7 15,7 35,5 (20 °C) cisz-butén-2 + 3,7 9,9 13,8 51 (20 °C) 1,3-butadién-4,7 0,3 0,8 83,4 (20 °C) metil-acetilén-23,2-0,3 85 (20 °C) 1,2-butadién + 10,3-1,2 160 (20 °C) vinil-acetilén-1,8 350 (20 °C) c5 ,-0,5 — 100,0 100,0 A találmány szerinti eljárás kidolgozása során azt tapasztaltuk, hogy ha egy, a 2. táblázatban közölt összetételhez hasonló összetételű C4-szénhidrogén-frakciót olyan kezelésnek vetünk alá, amelynek során poláros oldószer, célszerűen dimetil-formamid (DMF), alkalmazásával végrehajtott két extraktiv desztillációs lépést és két közönséges desztillációs lépést kombinálunk, akkor alkadién- és alkin-szénhidrogénektöl lényegében mentes és vízmentes 1-butént lehet nyerni. Az említett szenynyeződések károsan befolyásolják az 1-butén felhasználását poli-l-butén előállításánál monomerként, illetve polietilén/butén kopolimer gyártásánál segédmonomerként. A tiszta 1-butén frakcióval egyidejűleg cisz/transz-2-butén elegy is képződik; ez alkalmas kiindulási anyag az 1,3 butadién oxidativ dehidrogénezéssel való előállításához. Ennélfogva a találmány szerinti eljárás két olyan változatban valósítható meg, amelyek mindegyike elválasztó és tisztító műveleteket foglal magába. Az első változat az alább felsorolt A, B, C és D lépések együttes alkalmazásával valósítható meg. A lépés A C4 szénhidrogén frakciót az első extraktiv desztillációs művelettel poláros oldószer alkalmazásával szétválasztjuk raffinátumra (finomítványra) és extraktumra. Az előbbi tartalmazza az izobután és az n-bután, az utóbbi pedig az 1-butén a cisz-2-butén, a transz-2-butén és - szennyezésként - alkadién- és/vagy alkin-szénhidrogéneket. B lépés Az A lépésben nyert extraktumot desztillációs művelet segítségével két frakcióra választjuk szét. A fejpárlatként szedett frakció zömmel 1-butén és az alkadién- és/vagy alkin-szénhidrogéneket tartalmazza; a fenéktermékként kapott frakció pedig a cisz- és a transz-2-butén elegyét tartalmazza. 30 C lépés A B lépésben kapott frakciót egy második ext- 35 raktív desztillációs műveletnek vetjük alá, ezáltal az 1-butént szennyező alkadién- és/vagy alkin-szénhidrogéneket az extraktummal eltávolítjuk és raflfinátumként 1-butént nyerjük. 40 D lépés Az 1-butén frakcióban maradt csekély mennyiségű vizet a második desztillációs művelettel távolít- 45 juk el. Miután a víz az 1-buténnel forrpontminimummal rendelkező azeotrópot képez, így a vízgőz az oszlop tetején át távozik, a tiszta, vízmentes 1-butént az oszlop alján nyerjük. Az első eljárásváltozat egyik előnyös megvalósí- 50 tási módját részletesen ismertetjük az alábbiakban u az 1. ábrára való hivatkozással . Az 1- és a 2-butént tartalmazó C4-frakciót az első extraktiv desztillációs oszlop (A-l ; elméleti tányérszáma 100) középső részébe tápláljuk be az 1 vezetéken keresztül és poláros oldószert táplálunk be az oszlopba néhány ö tálcányival az oszlop teteje alatt. így végezzük az első extraktiv desztillációs műveletet. Az oszlop tetején a 3 vezetéken keresztül távozik el az izobután és az n-bután. A desztilláló oszlopot 1-15 bar belső nyomáson és 100-180 °C-os fenék- 00 hőmérsékleten üzemeltethetjük. Fenektermékként nyerjük az 1-butén, a 2-butén. az alkadiének és az alkinok elegyét, amelyet az oldószerrel együtt eltávolítva a 4 vezetéken keresztül az A-2 sztrippelő ^ oszlop felső részébe tápláljuk be. Az első sztrippelő 3
