Способ и колонна для отгонки изобутена

Номер патента: 20352

Опубликовано: 30.10.2014

Автор: Алмеринг Мартинус Й.

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ фракционирования изобутена от н-бутенов, включающий стадии, на которых

вводят водород и поток сырья, содержащий изобутен, 1-бутен и 2-бутен, в первую колонну, которая является реактором перегонки, содержащим по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор гидроизомеризации, работающий при давлении первой ступени, и одновременно:

(i) превращают по меньшей мере часть 1-бутена в 2-бутен;

(ii) отделяют изобутен от 2-бутена путем фракционной перегонки;

извлекают первую фракцию дистиллята, содержащую изобутен, из первой колонны;

извлекают первую кубовую фракцию, содержащую изобутен, 2-бутен и некоторое количество непрореагировавшего 1-бутена, из первой колонны;

вводят первую кубовую фракцию в верхнюю часть второй колонны, которая является колонной фракционирования, работающей при давлении второй ступени, которое ниже давления первой ступени;

разделяют первую кубовую фракцию на вторую фракцию дистиллята, содержащую изобутен и 1-бутен, и вторую кубовую фракцию, содержащую 2-бутен;

сжимают вторую фракцию дистиллята и вводят вторую сжатую фракцию дистиллята в нижнюю часть первой колонны.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно производят подогретый пар для второй колонны нагреванием по меньшей мере части второй кубовой фракции через стенку первой кубовой фракцией и первой фракцией дистиллята.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что конденсируют по меньшей мере часть первой фракции дистиллята путем теплообмена через стенку первой фракции дистиллята со второй кубовой фракцией.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что дополнительно возвращают по меньшей мере часть конденсируемой первой фракции дистиллята в первую колонну на орошение ректификационной колонны.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что дополнительно конденсируют по меньшей мере часть первой фракции дистиллята путем теплообмена через стенку и с охлаждающей водой, и охлаждающим газом, или хладагентом.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что первая колонна работает при давлении в диапазоне более чем примерно 5 бар.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что первая колонна работает при давлении в диапазоне от примерно 5,5 до примерно 10 бар.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что вторая колонна работает при давлении менее чем примерно 5 бар.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что вторая колонна работает при давлении в диапазоне от примерно 2 до примерно 4,5 бар.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что вторая кубовая фракция содержит менее чем 3 мас.% изобутена от общего объема изобутена, 1-бутена и 2-бутена.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что поток сырья является смешанным потоком углеводородов C4, содержащим н-бутены, изобутен и парафины.

Текст

Смотреть все

СПОСОБ И КОЛОННА ДЛЯ ОТГОНКИ ИЗОБУТЕНА Способ для фракционирования изобутена от н-бутенов, включающий введение водорода и потока сырья, содержащего изобутен, 1-бутен и 2-бутен, в первую колонну, включающую реакционную зону, содержащую катализатор гидроизомеризации, работающий при давлении первой ступени, и одновременно (i) превращение по меньшей мере части 1-бутена в 2-бутен и (ii) отделение изобутена от 2-бутена; извлечение первой фракции дистиллята, содержащей изобутен, из первой колонны; извлечение первой кубовой фракции, содержащей изобутен, 2-бутен и непрореагировавший 1 бутен, из первой колонны; введение первой кубовой фракции в верхнюю часть второй колонны,включающую колонну фракционирования, работающую при давлении второй ступени, которое ниже давления первой ступени; разделение первой кубовой фракции на вторую фракцию дистиллята, содержащую изобутен и 1-бутен, и вторую кубовую фракцию, содержащую 2-бутен; сжатие второй фракции дистиллята и введение второй сжатой фракции дистиллята в нижнюю часть первой колонны.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: КАТАЛИТИК ДИСТИЛЛЕЙШН ТЕКНОЛОДЖИЗ (US) Область техники Раскрытые здесь варианты реализации настоящего изобретения в целом относятся к очистке С 4 фракций крекингом, например паровым или каталитическим крекингом с флюидизированным катализатором. Более конкретно, варианты воплощения настоящего изобретения, раскрытые здесь, касаются разделения и извлечения изобутена из С 4 фракций углеводорода с получением С 4 фракции, которые могут включать отдельно 2-бутен, 1-бутен и/или изобутен и далее использоваться в алкилировании, олигомеризации, этерификации, дегидрогенизации и в процессах, включающих реакции диспропорционирования. Уровень техники На традиционных олефиновых заводах, как упоминается в патенте США 7223895, отгонная колонна для удаления метана и водорода дополняется отгонной колонной для удаления этана, этилена и ацетилена С 2. Кубовая фракция из колонны отгона состоит из смеси этапа соединений, имеющих число атомов углерода от C3 до C6. Эта смесь разделяется на соединения с различным числом атомов углерода обычно фракционированием.C3 фракции, прежде всего пропилен, удаляют в качестве продукта и, в конечном итоге, используют для производства полипропилена или для химического синтеза таких веществ, как окись пропилена, кумол или акрилонитрил. Примесь метилацетилена и пропадиена (МАПД) удаляют фракционированием или гидрированием. Предпочтительно использовать гидрирование, так как некоторые из упомянутых выше C3 ацетиленовых соединений превращаются в пропилен, увеличивая, таким образом, выход. С 4 фракция, состоящая из ацетиленов C4, бутадиенов, изо- и н-бутенов и изо- и н-бутана, перерабатывается различными способами. Традиционно фракция С 4 парового крекинга содержит следующие компоненты в мас.%. Таблица 1 Компоненты фракции С 4 и их массовые проценты Как правило, сначала удаляется бутадиен и ацетилены C4. Это обеспечивают путем гидрирования или экстракции. Если применяется экстракция, остатки 1-бутена и 2-бутена остаются, главным образом,в том же соотношении, что и в исходном сырье. Если применяется гидрирование, первичным продуктом гидрирования бутадиена будет 1-бутен. Впоследствии гидроизомеризация имеет место в пределах той же реакционной системы, которая обеспечивает превращение 1-бутена в 2-бутен. Степень конверсии в системе гидрирования зависит от катализатора и условий проведения реакции. Однако это является обычной техникой, применяемой для ограничения степени гидроизомеризации, чтобы избежать "избыточной степени гидрирования" и получения бутанов из бутенов. Данный процесс приводит к потере исходного сырья бутена при осуществлении последующих операций. Бутены, которые остаются в смеси, состоят из нормальных олефинов (1-бутен, 2-бутен) и изоолефина (изобутен). Смесь состоит как из изо-, так и нбутанов, входящих в состав как сырья, так и в состав продуктов, полученных на стадиях гидрирования, и малых объемов непрореагировавшего или остаточного бутадиена. Бутены используются во многих областях. Одним из примеров является их использование для производства пропилена посредством реакции диспропорционирования. Другой пример - производство этилена и гексана посредством реакции диспропорционирования. Обычная реакция диспропорционирования включает реакцию н-бутенов (как 1-бутена, так и 2-бутена) с этиленом. Эти реакции происходят в присутствии металлоксидного катализатора группы VIA или VIIA как осажденного на пористом носителе,так и неосажденного. Различные способы реакции диспропорционирования раскрыты, например, в патентах США 6683019, 6580009, 6271430, 6777582 и 6727396. В некоторых случаях стадия удаления изобутена имеет место до реакции диспропорционирования. Различные варианты включают его взаимодействие с метанолом для производства метилтретбутилового эфира (МТЭБ) или отделение изобутена от бутенов фракционированием. Патент США 6358482 раскрывает удаление изобутена из смеси углеводородов С 4 перед реакцией диспропорционирования. Эта схема далее описана в патентах США 6075173 и 5898091. Удаление изобутена из потока С 4 также достигается использованием каталитической перегонной гидроизомеризационной колонны для отгонки изобутена в комбинации с высокоэффективной регенерацией н-бутенов, обеспечивая изомеризацию 1-бутена до 2-бутена с применением известных катализаторов изомеризации, увеличивая, таким образом, разницу в значениях летучести. Эта технология объединяет традиционное фракционирование для удаления изобутена с гидроизомеризацией в каталитической перегонной колонне. Согласно патенту США 5087780, выданному Арганбрайту, 2-бутен гидроизомеризуется до 1-бутена при фракционировании. Это обеспечивает образование более 1-бутена в количестве,-1 020352 превышающем его равновесное значение, поскольку смесь углеводородов разделяется. Аналогичным образом, 1-бутен гидроизомеризуется до 2-бутена в каталитической перегонной колонне. При разделении С 4 потока, содержащего изобутен, 1-бутен и 2-бутен (плюс парафины), трудно отделить изобутен от 1-бутена, так как их точки кипения очень близки. Изобутен отделяется с высокой эффективностью от нбутенов при одновременной гидроизомеризации 1-бутена до 2-бутена при фракционировании изобутена. Согласно патенту США 7214841, например, фракция С 4, полученная в результате крекинг-процесса углеводорода, сначала подвергается реакции диспропорционирования с удалением некоторого количества изобутена без добавления этилена, облегчая протекание реакций, приводящих к образованию пропилена и пентена. Этилен и полученный пропилен затем удаляют из потока субфракций С 4 и более тяжелых компонентов. С 5 и более тяжелые компоненты затем удаляют, образуя смесь 1-бутена, 2-бутена,изобутена и изо- и н-бутанов. Изобутен затем удаляется, главным образом, в каталитической перегонной гидроизомеризационной колонне при отгонке изобутена. Поток С 4 без изобутенов смешивают с получаемым этиленом, удаляемым из продуктов реакции диспропорционирования вместе со свежим этиленом,подаваемым извне, и подвергается обычной реакции диспропорционирования, обеспечивающей получение дополнительных количеств пропилена. В вышеупомянутых способах отделение изобутена от н-бутенов достигается путем изомеризации 1 бутена до 2-бутена, при этом облегчая фракционирование н-бутена от изобутена. Непрерывное фракционирование 2-бутенов из зоны реакции способствует изомеризации до 2-бутенов. Конверсия полученных продуктов не превышает их равновесного соотношения. К сожалению, из-за высоких расходных коэффициентов при орошении ректификационной колонны эти способы требуют больших количеств таких теплоносителей, как охлаждающая вода и пар. Соответственно существует актуальная потребность в разработке способов разделения С 4 фракций,которые обеспечивают требуемое разделение при более низких капитальных затратах и/или потреблении теплоносителей. Сущность изобретения В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения варианты его воплощения, раскрытые здесь, касаются способа фракционирования изобутена от н-бутенов, который включает введение водорода и потока сырья, содержащего изобутен, 1-бутен и 2-бутен в первую колонну, включающую каталитическую систему реактора перегонки, содержащую по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор гидроизомеризации, работающий при давлении первой ступени, и при этом (i) обеспечивающую превращение по меньшей мере части 1-бутена в 2-бутен и (ii) отделяющую изобутен от 2 бутена при фракционной перегонке; извлечение первой фракции дистиллята, включая изобутен из первой колонны; извлечение первой кубовой фракции, содержащей изобутен, 2-бутен, и некоторого количества непрореагировавшего 1-бутена из первой колонны; введение первой кубовой фракции в верхнюю часть второй колонны, включающую колонну фракционирования, при давлении второй ступени, которое ниже давления первой ступени; разделение первой кубовой фракции на вторую фракцию дистиллята,содержащую изобутен и 1-бутен, и вторую кубовую фракцию, содержащую 2-бутен; сжатие второй фракции дистиллята и введение сжатой второй фракции дистиллята в нижнюю часть первой колонны. В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения варианты его воплощения, описанные здесь, относятся к способу фракционирования потока смеси углеводородов C4, который включает введение водорода и потока смеси углеводородов C4, содержащего н-бутены, изобутен и парафины, в первую колонну, содержащую каталитическую систему реактора перегонки и по меньшей мере одну реакционную зону с катализатором гидроизомеризации, работающего при давлении первой ступени, и одновременно (i) обеспечивающую, по меньшей мере, превращение части 1-бутена в 2-бутен и (ii) отделяющую изобутен от 2-бутена при фракционной перегонке; регенерацию первой фракции дистиллята, включая изобутен из первой колонны; регенерацию первой кубовой фракции, содержащей изобутен, 2-бутен и некоторого количества непрореагировавшего 1-бутена из первой колонны; введение первой кубовой фракции в верхнюю часть второй колонны, включающей колонну фракционирования, работающую при давлении, которое ниже давления второй ступени, которое, в свою очередь, ниже давления первой ступени; разделение первых кубовых фракций на вторую фракцию дистиллята, включая изобутен и 1-бутен,и вторую кубовую фракцию, содержащую 2-бутен; сжатие второй фракции дистиллята и введение сжатой второй фракции дистиллята в нижнюю часть первой колонны. Другие аспекты и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из следующего описания и прилагаемой формулы изобретения. Краткое описание чертежа На чертеже - упрощенная схема способа разделения изобутена и н-бутенов в соответствии с частными вариантами воплощения настоящего изобретения. Варианты воплощения настоящего изобретения, раскрытые здесь, в целом относятся к переработке фракции углеводорода С 4, полученной из парового или каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем катализатора. Более конкретно, варианты воплощения настоящего изобретения, раскрытые здесь,касаются разделения и извлечения изобутена из фракции углеводорода С 4, причем получаемые фракции С 4, которые могут раздельно включать 2-бутен, 1-бутен и/или изобутен, далее используются при алкили-2 020352 ровании, олигомеризации, этерификации, дегидрогенизации и в реакциях диспропорционирования. Исходная смесь углеводородов С 4 для представленных здесь способов может содержать углеводороды от С 3 до С 6+, включая С 4, от С 4 до С 5 и от С 4 до С 6 отходящих потоков с крекинг-установки, например паровой крекинг-установки, или установки каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем(FCC) катализатора. Кроме того, используются другие потоки углеводородов нефтеперерабатывающего завода, содержащие смесь олефинов С 4. Если компоненты C3, C5 и/или C6 присутствуют в сырье, поток предварительно фракционируется для обеспечения состава первичной фракции С 4, фракции от С 4 до C5 или фракции от С 4, до С 6. Компоненты С 4, содержащиеся в потоке сырья, могут включать н-бутан, изобутан, изобутен, 1 бутен, 2-бутен и бутадиен. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения сырье смешанных углеводородов С 4 предварительно обрабатывается для удаления диеновых и ацетиленовых углеводородов. Например, если бутадиен присутствует в сырье С 4, его удаляют гидрированием или экстракцией. Смесь углеводородов С 4 подается в совмещенную систему с двумя колоннами для изомеризации 1 бутена до 2-бутена и отделения изобутена от 2-бутена после или во время гидрирования бутадиена. Первая колонна, представляющая собой каталитическую систему реактора перегонки, включает одну или более зон фракционирования и по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор гидроизомеризации. Одновременно в первой колонне по меньшей мере часть 1-бутена превращается в 2 бутен, способствуя отделению изобутена, который извлекается в качестве фракции дистиллята наряду с водородом, подаваемым в реактор для гидроизомеризации. Изобутен, некоторое количество непрореагировавшего 1-бутена и 2-бутен извлекаются в качестве кубовой фракции из первой колонны. Катализатор в реакционной зоне гидроизомеризации может включать катализаторы, содержащие один или несколько металлов, например, из 10-й группы Периодической системы элементов (Ni, Pd, Pt),осажденных на носителе. Катализатор, содержащий по меньшей мере одно из соединений палладия, нанесенное на термостойкий минеральный носитель, такой как оксид алюминия, используется в некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения. Количество палладия на носителе может находиться как в диапазоне от 0,01 до 5 мас.%, так и в диапазоне от 0,05 до 1 мас.%. Катализатор в реакционной зоне гидроизомеризации, имеющий вид экструдата, таблеток, шариков,открытых кольцевых форм и т.д., вносится путем засыпки. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения катализатор - часть структуры, то есть катализатор, осажден на поверхности проволочной сетки или других типах сеток, или катализатор нанесен на стенки монолитной структуры. Например, катализатор может содержаться в емкостях, разработанных специально для этой цели, как это описано в патентах США 6000685, 5730843, 5189001 и 4215011. Первая колонна работает при давлении по меньшей мере 5 бар. Например, в некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения первая колонна работает при давлении в диапазоне от примерно 5 до примерно 15 бар; в диапазоне от примерно 5,5 до примерно 10 бар в других вариантах воплощения и от примерно 7 до примерно 9 бар в других вариантах реализации изобретения. Первая колонна работает при температурах (температура в пределах реакционной зоны гидроизомеризации) в диапазоне от примерно 45 до примерно 100C; в пределах диапазона от примерно 50 до примерно 70C в других вариантах воплощения и от примерно 55 до 65C в дальнейших вариантах реализации изобретения. Кубовая фракция, извлекаемая из первой колонны, подается в верхнюю часть второй колонны либо в качестве основного сырья, либо в качестве флегмы для орошения ректификационной колонны. Вторая колонна содержит контактные массообменные устройства (тарелки, насадку и т.д.) для отделения изобутена от 2-бутена. Изобутен извлекают в качестве фракции дистиллята, а 2-бутен извлекают в качестве кубовой фракции. Дистиллят извлекают из второй колонны, он может включать изобутен, 1-бутен, а 2 бутен поступает в нижнюю часть первой колонны, совмещая, таким образом, эти две колонны. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения содержание изобутена, основанное на совместном количестве олефинов С 4 в кубовой фракции второй колонны, может быть менее 5%; в частных вариантах воплощения менее 3%; в частных вариантах воплощения менее 2%; в других частных вариантах воплощения менее 1% и в дальнейших вариантах реализации изобретения менее 0,5%. Вторая колонна эксплуатируется при более низком давлении, чем первая колонна. В случае необходимости фракция дистиллята из второй колонны сжимается до давления, достаточного, чтобы обеспечить поток фракции дистиллята из второй колонны в кубовую часть первой колонны. Вторая колонна работает при давлении менее 5 бар. Например, в некоторых вариантах воплощения настоящегоизобретения вторая колонна работает при давлении в диапазоне от примерно 0,5 до примерно 5 бар; в других вариантах воплощения в диапазоне от примерно 1,5 до примерно 4,5 бар и в дальнейших вариантах реализации изобретения от примерно 2,5 до примерно 4 бар. Работа второй колонны при более низком давлении обеспечивает более эффективное отделение изобутена от 2-бутена, таким образом восстанавливая требования к расходам энергоносителей при орошении ректификационной колонны для объединенных колонн. Пониженные требования к орошению ректификационной колонны предусматривают снижение общего размера колонн по сравнению с размерами одинарной колонны, применяемой для параллельной гидроизомеризации и фракционирования изо-3 020352 бутена от н-бутенов, при заданной пропускной способности и составу фракционирования (такой как содержание кубового продукта изобутена). В дополнение к пониженным требованиям к орошению ректификационной колонны объединенная колонна двойного типа при эксплуатации обеспечивает значительное сокращение энергоносителей, таких как охлаждающая вода, и/или требуемых средств обработки паром. Например, принимая во внимание совмещение по тепловой нагрузке, вторая колонна работает при температурах меньших, чем температура дистиллята первой колонны. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения вторая колонна работает при температурах в диапазоне от примерно 20C до примерно 50C; в других вариантах воплощения в диапазоне от примерно 25 до примерно 50C и в дальнейших вариантах реализации изобретения от примерно 30 до примерно 50C. В дополнение сжатие фракции дистиллята второй колонны обеспечивает тепло для поддержания требуемой температуры кубовой фракции в первой колонне. Извлекаемое тепло кубовой фракции первой колонны и/или фракции дистиллята обеспечивает значительное снижение расхода энергоносителей как на нагревание, так и на охлаждение. Однако отмечается, что для пуска колонны потребуется некоторое количество энергоносителей. По сравнению с одинарной колонной (то есть при простом варианте аппаратного оформления), разработанной для подобной пропускной способности, варианты совмещенных колонн для отделения изобутена от н-бутенов, описанных здесь, снижают потребность в паре или других теплоносителях до 100%; в некоторых вариантах воплощения по меньшей мере на 50%; в других вариантах воплощения по меньшей мере на 75%; в других вариантах воплощения по меньшей мере на 90% и в дальнейших вариантах реализации изобретения по меньшей мере на 95%. В дополнение по сравнению с одинарной колонной (то есть при простом варианте аппаратного оформления), разработанной для подобной пропускной способности, варианты воплощения совмещенных колонн для отделения изобутена от н-бутенов, описанные здесь, снижают потребность в охлаждающей воде, или охлаждающих жидкостях, до 90%; в некоторых вариантах воплощения по меньшей мере на 50%; в других вариантах воплощения по меньшей мере на 60%; в других вариантах реализации изобретения по меньшей мере на 70% и в дальнейших вариантах реализации изобретения по меньшей мере на 75%. Пример системы отделения изобутена, совмещенной по теплу согласно раскрытым здесь вариантам воплощения настоящего изобретения, показан на чертеже, который является упрощенной схемой способа отделения изобутена от н-бутенов. Смешанный поток C4, содержащий н-бутены, изобутен и парафины, подается посредством трубопровода 10 к первой колонне 12, которая может быть каталитической системой реактора перегонки, включающей по меньшей мере одну реакционную зону 14, содержащую катализатор гидроизомеризации. Для ускорения гидроизомеризации водород подается к первой колонне 12 посредством трубопровода 16. В первой колонне 12 1-бутен и водород контактируют с катализатором гидроизомеризации для превращения по меньшей мере части 1-бутена в 2-бутен. Одновременно с этим изобутен и получаемый в результате 2-бутен отделяют фракционной перегонкой. Водород и изобутен извлекают из первой колонны 12 в качестве первой фракции дистиллята 18. Изобутен, 2-бутен и некоторое количество непрореагировавшего 1-бутена извлекают из первой колонны 12 в качестве первой кубовой фракции 20. Первая кубовая фракция 20 испаряется через клапан 22, снижая давление потока, и поступает в верхнюю часть второй колонны 24. Вторая колонна 24, работающая при более низком давлении, чем первая колонна 12, обеспечивает отделение 1-бутена и изобутена, извлекаемого в качестве второй фракции дистиллята 26, от 2-бутена, который извлекают в качестве второй кубовой фракции 28. Часть второй кубовой фракции 28 подается к ребойлерам 32, 34, а часть извлекают в качестве потока углеводородов,имеющего пониженное содержание изобутена, через трубопровод 33. Вторая фракция дистиллята 26 сжимается компрессором 30, увеличивая давление второй фракции дистиллята 26, для обеспечения подачи в кубовую часть первой колонны высокого давления 12. Компрессор 30, кроме того, увеличивает температуру второй фракции дистиллята в некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения, обеспечивая достаточное количество тепла, наряду с различными подогревателями сырья, используемыми для потока сырья 10 для продвижения пара в пределах первой колонны 12. Подача подогретого пара ко второй колонне 24 осуществляется через стенку по меньшей мере с одной из первых кубовых фракций 20 и первой фракцией дистиллята 18. Например, по меньшей мере часть второй кубовой фракции 28 нагревают через стенку первой кубовой фракцией 20 в ребойлере 32. В другом примере часть второй кубовой фракции 28 нагревают через стенку первой фракцией дистиллята 18 в ребойлере 34. Ребойлер 34 непосредственно соединен с конденсатором/аккумулятором 36. По меньшей мере часть первой фракции дистиллята 18 конденсируется благодаря теплообмену через стенку с кубовой фракцией 28. В случае необходимости дополнительные количества углеводородов конденсируются путем теплообмена через стенку в дополнительном теплообменнике 38. Водород извлекают из конденсатора/аккумулятора 36 через трубопровод 40. Жидкая фракция,включая изобутен, извлекается из конденсатора/аккумулятора 36 через трубопровод 42, причем часть изобутена подается на орошение ректификационной колонны к первой колонне 12 через трубопровод 44. Потоки изобутена и н-бутена, извлекаемые при помощи представленных здесь способов, подаются к одному или более способам нисходящего потока. Например, потоки изобутена подаются к одному или нескольким реакциям диспропорционирования, процессу олигомеризации, процессу этерификации или процессу алкилирования; н-бутены подаются в реакцию самодиспропорционирования, реакцию диспропорционирования, дегидрогенизации и другие различные процессы для перевода олефинов С 4 в ценные товарные продукты, включая легкие олефины (этилен и пропилен), бутадиен, бензин и другие химикаты,как это известно в данной области. Пример 1. Следующий пример получен моделированием. Сырье углеводородов С 4 обрабатывается согласно способу, как это упомянуто и описано в соответствии с чертежом. Сырье С 4 (поток 10) и водород (поток 16) вводят в нижнюю часть первой колонны перегонки 12, включая реакционную зону гидроизомеризации 14. После побочной реакции и разделения фракций согласно раскрываемым здесь вариантам воплощения настоящего изобретения легкая фракция(поток 42), кубовая фракция (поток 33) и отходящий газ (поток 40) - каждый из них извлекают из системы с полученными составами и расходом, как это показано в табл. 2. Таблица 2 Результаты моделирования, кроме того, используются для оценки расхода энергоносителей и размера колонны по сравнению с несовмещенной системой, состоящей из двух колонн, работающей без перепада давления. Размер колонны и расход энергоносителей для этих систем сравниваются в табл. 3,результаты моделирования указывают, что имеет место снижение размера второй колонны (такого как внутренний диаметр) и что годовой расход энергоносителей при ежегодной эксплуатации в течение 8000 ч снижается приблизительно на 40%. Таблица 3 Как описано выше, раскрытые здесь варианты воплощения изобретения обеспечивают эффективное отделение изобутена от н-бутенов. Преимущественно варианты воплощения настоящего изобретения,раскрытые здесь, снижают расход энергоносителей за счет использования совмещенной системы теплового насоса, на 100% потребность пара и примерно до 75% или более потребность охлаждающей воды. Хотя расход электричества в основном увеличивается для приведения в действие компрессора, полные затраты на средства обеспечения энергией снижаются на 40%. В дополнение, совмещенная колонна требует в значительной степени меньше орошения ректификационной колонны (потока жидкости), таким образом позволяя снизить размер второй колонны по сравнению с системой колонн(ы), включающей одинарную колонну, обеспечивающую простой тип эксплуатации, для данной пропускной способности и спецификации фракционирования. В дополнение, системы, используемые в настоящее время для изомеризации 1-бутена до 2-бутена и отделения изобутена, на основании этого могут включать две существующие колонны. Такие системы из двух колонн объединяют, как здесь описано, с минимальными изменениями к существующим колоннам. Хотя представленное здесь раскрытие включает ограниченное число вариантов воплощения изобретения, квалифицированным специалистам в данной области очевидно, что иные варианты воплощения настоящего изобретения не должны выходить за пределы настоящего изобретения. Таким образом,объем изобретения должен ограничиваться только прилагающейся формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ фракционирования изобутена от н-бутенов, включающий стадии, на которых вводят водород и поток сырья, содержащий изобутен, 1-бутен и 2-бутен, в первую колонну, которая является реактором перегонки, содержащим по меньшей мере одну реакционную зону, содержащую катализатор гидроизомеризации, работающий при давлении первой ступени, и одновременно:(i) превращают по меньшей мере часть 1-бутена в 2-бутен;(ii) отделяют изобутен от 2-бутена путем фракционной перегонки; извлекают первую фракцию дистиллята, содержащую изобутен, из первой колонны; извлекают первую кубовую фракцию, содержащую изобутен, 2-бутен и некоторое количество непрореагировавшего 1-бутена, из первой колонны; вводят первую кубовую фракцию в верхнюю часть второй колонны, которая является колонной фракционирования, работающей при давлении второй ступени, которое ниже давления первой ступени; разделяют первую кубовую фракцию на вторую фракцию дистиллята, содержащую изобутен и 1 бутен, и вторую кубовую фракцию, содержащую 2-бутен; сжимают вторую фракцию дистиллята и вводят вторую сжатую фракцию дистиллята в нижнюю часть первой колонны. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно производят подогретый пар для второй колонны нагреванием по меньшей мере части второй кубовой фракции через стенку первой кубовой фракцией и первой фракцией дистиллята. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что конденсируют по меньшей мере часть первой фракции дистиллята путем теплообмена через стенку первой фракции дистиллята со второй кубовой фракцией. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что дополнительно возвращают по меньшей мере часть конденсируемой первой фракции дистиллята в первую колонну на орошение ректификационной колонны. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что дополнительно конденсируют по меньшей мере часть первой фракции дистиллята путем теплообмена через стенку и с охлаждающей водой, и охлаждающим газом, или хладагентом. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что первая колонна работает при давлении в диапазоне более чем примерно 5 бар. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что первая колонна работает при давлении в диапазоне от примерно 5,5 до примерно 10 бар. 8. Способ по п.6, отличающийся тем, что вторая колонна работает при давлении менее чем примерно 5 бар. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что вторая колонна работает при давлении в диапазоне от примерно 2 до примерно 4,5 бар. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что вторая кубовая фракция содержит менее чем 3 мас.% изобутена от общего объема изобутена, 1-бутена и 2-бутена. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что поток сырья является смешанным потоком углеводородов C4, содержащим н-бутены, изобутен и парафины.

МПК / Метки

МПК: C07C 7/05, C07C 6/04, C07C 5/25

Метки: способ, колонна, отгонки, изобутена

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/8-20352-sposob-i-kolonna-dlya-otgonki-izobutena.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ и колонна для отгонки изобутена</a>

Похожие патенты