187335. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1,3-butadiénnek C4 szénhidrogénelegyből vagy izprénnek C5 szénhidrogénelegyből való elválasztására
1 187 335 2 A találmány tárgya eljárás 1,3-butadién elválasztására C4 szénhidrogén elegyből vagy izoprén elválasztására C5 szénhidrogén elegyből két lépéses extraktiv desztillálással, poláros extrakciós oldószer alkalmazásával. Közelebbről a találmány tárgya olyan extraktiv desztillációs eljárás, amelynek első lépésében a viszonylag nehezen oldható szénhidrogéneket, például a paraffinokat vagy olefineket második lépésében pedig a jobban oldható szénhidrogéneket, például az acetiléneket és a konjugált diolefineket különítjük el. Leírásunkban a „viszonylag nehezen oldható szénhidrogének” és a „viszonylag könnyen oldható szénhidrogének” kifejezések a szénhidrogének extrakciós oldószerben való oldhatóságának különbségét fejezik ki. A paraffinok és az olefinek viszonylag nehezen oldható szénhidrogének a konjugált diolefinekkel összehasonlítva, míg az acetilének viszonylag könnyen oldható szénhidrogének a konjugált diolefinekhez képest. A konjugált diolefinek, főleg az 1,3-butadién és az izoprén, fontos kiindulási anyagok például a műgumik, műszálak, műgyanták gyártásánál. Ezek a konjugált diolefinek viszonylag nagy mennyiségben vannak jelen az etilén gyártása során a cseppfolyósított benzingáz, kőolaj, kerozin vagy más hasonló anyagok termikus krakkolásakor szénhidrogén frakciókban. A konjugált diolefinek továbbá előállithatók paraffinok vagy olefinek dehidrogénezésével vagy más szintézismódszerekkel is. Bármelyik eljárást alkalmazzák, a konjugált diolefineket olyan elegyben kapják, amely paraffinokat és olefineket is tartalmaz. Az 1,3-butadién vagy az izoprén elválasztására és tisztítására olyan egy vagy két lépéses extraktiv desztillációs eljárások ismertek, melyekben extrakciós oldószerként formamidot, N-metil-pirrolidont, furfurált vagy acetonitrilt alkalmaznak. Ilyen eljárásokat ismertetnek például a 124 039. számú német demokratikus köztársaságbeli szabadalmi leírásban, az Oil Gas J. 77. 40 812 (1979), a Chem. Eng. 79. 5. 82-3 (1972), a C. A. 59. 8103 f, a C. A. 65. 3723 e és a C. A. 81. 137 329 f szakirodalmi helyeken. Az ismert kétlépéses extraktiv desztillációs eljárásban egy-egy extraktiv desztillációs oszlopot és egy-egy sztrippelő oszlopot alkalmaznak; az extraktiv desztillációs oszlopot atmoszferikus nyomáson vagy túlnyomáson üzemeltetik, a sztrippelő oszlopot pedig atmoszferikus nyomáson vagy csökkentett nyomáson működtetik, hogy az extrakciós oldószerben a lehető legnagyobb mértékben feloldott viszonylag könnyen oldható szénhidrogéneket elválasszák. A viszonylag könnyen oldható szénhidrogéneket az első sztrippelő oszlop tetején nyerik ki, általában cseppfolyósítják, majd a második extraktiv desztillációs oszlopra vezetik, vagy először kompresszorral komprimálják és a túlnyomáson lévő anyagot vezetik további tisztításra a második extraktiv desztillációs oszlopra. Az extraktiv desztillációs eljárás második lépésében extrakciós oldószer jelenlétében desztillálással választják el a könnyen oldható szénhidrogéneket a konjugált diolefinektől, például az 1,3-butadiéntől vagy az izopréntől. A konjugált diolefin végterméket az extraktiv desztillációs oszlop tetején nyerik ki a második lépésben; a nyomokban jelenlevő szennyezések eltávolítására még egy további lépés is beiktatható. A találmány szerinti kétlépéses extraktiv desztillációs eljárást úgy hajtjuk végre, hogy az első extraktiv desztillációs oszlopot legalább 4,9 ■ 104 Pa értékkel nagyobb fenéknyomással üzemeltetjük, mint a második extraktiv desztillációs oszlop fenéknyomása, az első extraktiv desztillációs oszlop és az első sztrippelő oszlop közé egy elősztrippelő oszlopot iktatunk be, amelyet az első extraktiv desztillációs oszlop fenéknyomásánál (9,8-14,7) 104 Pa értékkel kisebb nyomáson, és a második extraktiv desztillációs oszlop fenéknyomásánál 9,8 • 103^t,9 • 105 Pa értékkel nagyobb nyomáson üzemeltetünk. Az elősztrippelő oszlopon elválasztott gázhalmazállapotú, viszonylag könnyen oldható szénhidrogéneket az első sztrippelő oszlopon és egy kompresszoron vagy szivattyún való átvezetés 'nélkül, közvetlenül a második extraktiv desztillációs oszlopra tápláljuk. A találmány szerinti eljárás alkalmazása esetén az első és a második desztillációs oszlop közé beiktatott szivattyú vagy kompresszor elektromos energiaigénye csökken, és kisebb az első sztrippelő oszlopra jutó terhelés is. Az elősztrippelő oszlopon elválasztott viszonylag könnyen oldható szénhidrogének mennyiségének maximalizálása az első sztrippelő oszlop terhelésének a minimálisra csökkenését, továbbá a viszonylag könnyen oldható szénhidrogéneket az első sztrippelő oszloptól a második extrakciós desztillációs oszlophoz szállító kompresszor vagy a folyadékot szállító szivattyú terhelésének minimálisra csökkenését eredményezi. Ennek megfelelően célszerű az elősztrippelő oszlopot egy újrahevítővel is felszerelni, így emelni az extrakciós oldószer hőmérsékletét az elősztrippelő oszlopon és ezáltal javítani az elválasztást. A találmány szerinti eljárást a továbbiakban az ábrákkal összefüggésben ismertetjük. Az oltalmi kört nem korlátozó ábrák a konjugált diolefinek, például az 1,3-butadién vagy az izoprén 4 vagy 5 szénatomos szénhidrogének elegyéből való elválasztásának egy előnyös végrehajtási módját mutatják. Az 1. ábrán a találmány szerinti extraktiv desztillációs eljárás, míg a 2. ábrán az ismert extraktiv desztillációs eljárás látható. Mindkét eljárás során a kiindulási szénhidrogénelegyet az első extrakciós desztillációs oszlop (DA) középső részén tápláljuk be egy vezetéken (1) keresztül. Az extraktiv desztillálással a viszonylag nehezen oldható szénhidrogéneket az oszlop tetején gyűjtjük össze, és az összes nehezen oldható szénhidrogént kivezetjük a berendezésből mint desztillátumot egy vezetéken (2) keresztül. Az extrakciós oldószert a (DA) első extraktiv desztillációs oszlop tetején tápláljuk be egy csövön (3) keresztül, és ez az oszlopon lefelé áramolva az extraktiv desztillációs művelet során egyre dúsul viszonylag könnyen oldható szénhidrogénekben. Az oldószer koncentrációját az extraktiv desztillációs oszlopban általában magas értéken kell tartani. A betáplálandó oldószer mennyiségét desztillációs számításokkal 10 1b 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
