5.1 Описание технологического процесса

Для выделения дивинила (бутадиена) из бутадиенсодержащих фракций в промышленности используется в основном два метода:

-экстрактивная ректификация;

-хемосорбция аммиачным раствором ацетата меди (I).

В настоящее время наиболее применим метод экстрактивной ректификации, который подробно будет рассмотрен на примере выделения изопрена из изоамилен–изопреновой фракции (приложение Б2. 6).

В рассматриваемом технологическом процессе выделение дивинила осуществляется методом хемосорбции.

Выделение дивинила методом хемосорбции основано на различной способности олефиновых и диеновых углеводородов образовывать комплексные соединения с солями металлов переменной валентности. Промышленное применение при выделении дивинила хемосорбцией получил водоаммиачный раствор ацетата меди (I) (аммиачно – ацетатный раствор меди) следующего состава, моль/л:

Медь(I) 3,15 Аммиак 11-13

Медь(II) 0,35 Вода Остальное

Уксусная кислота 4,5 – 5,0

Поглощение (хемосорбция) дивинила аммиачно – ацетатным раствором меди происходит по обратимой реакции. н–Бутилены при этом сорбируются поглотительным раствором лишь в небольшой степени, чем и пользуются для их отделения от дивинила.

При взаимодействии дивинила с водоаммиачным раствором ацетата меди (I) образуется нестойкое комплексное соединение по уравнению:

Cu₂[(NH₃)₄(CH₃COO)_2­]+C₄H₆⇆Cu₂[(NH₃)₃C₄H₆(CH₃COO)₂]+NH₃ (1)

медноаммиачно- бутадиен комплексное соединение

ацетатный комплекс бутадиена

При нагревании комплексное соединение разлагается с выделением целевого продукта – дивинила, десорбирующегося из поглотительного раствора:

Cu₂[(NH₃)₃С₄Н₆(CH₃COO)₂]+NH₃→ Cu₂[(NH₃)₄(CH₃COO)₂]+C₄ H₆ (2)

Наряду с основной реакцией (уравнение 1) сорбируются также и бутилены по реакции:

Cu[(NH₃)₄(CH₃COO)₂]+С₄H₈⇆ Cu₂[(NH₃)₃ C₄H₈(CH₃COO)₂]+NH₃, (3)

бутилены

Однако образование комплексного соединения раствора с С₄H₈ происходит труднее, чем с дивинилом.

Насыщенные углеводороды (бутан) с ацетатом меди (I) комплексных солей не образуют.

На хемосорбцию направляют бутилен – дивинильные фракции, содержащие не более 0,03…0,05(масс.) ацетиленовых углеводородов. Последние, взаимодействуя с хемосорбентом, образуют ацетилениды меди, которые из-за ограниченной растворимости в хемосорбенте накапливаются и осаждаются из раствора.

Хемосорбция осуществляется в жидкой фазе в трех последовательно соединенных колоннах. В процессе используется принцип противотока поглотительного раствора и углеводородов: поглотительный раствор подается сверху, а углеводороды – снизу колонны.

Технологический процесс включает следующие стадии:

-хемосорбция дивинила;

-десорбция дивинила из поглотительного раствора и очистка поглотительного раствора;

-очистка дивинила от аммиака;

-разгонка аммиачной воды.

В общем виде технологический процесс выделения дивинила из бутилен – дивинильной фракции медно – аммиачным раствором можно описать следующим образом:

сырье (бутилен – дивинильная фракция) со склада жидких продуктов после охлаждения подается в нижнюю часть поглотительной колонны 2 или 3. Охлажденный поглотительный раствор вводится на верхнюю тарелку колонны 2. Поглотительный раствор, насыщающийся углеводородами, с помощью насосов перемещается из куба колонны 2 в колонну 3 и далее в колонну 4. В куб колонны 4 подается дивинил – возврат из цеха полимеризации (после очистки от метилстирола, полимеров и димеров дивинила) и рецикл в газовой фазе со стадии предварительной абсорбции (из сепаратора 14).

Непоглощенные углеводороды (бутилен) с верха колонны 4 самотеком поступает в куб колонны 3, а с верха колонны 3 – в куб колонны 2, откуда после охлаждения бутиленовая фракция откачивается на склад.

Насыщенный дивинилом поглотительный раствор (хемосорбент) из куба колонны 4 перекачивается через теплообменный аппарат 13 и подается на предварительную десорбцию дивинила в сепаратор 14. Газовая фракция (десорбированный дивинил) возвращается в куб колонны 4 в качестве рецикла на окончательную десорбцию в колонну 16.

Десорбированный раствор с куба колонны 16 после охлаждения и отстаивания в емкости 21 направляется в цех Ж – 7. Часть раствора непрерывно выводится на регенерацию.

Пары дивинила вместе с уносимым аммиаком с верха колонны 16 поступают в отмывочную колонну 27 для отмывки от аммиака фузельной водой, поступающей из куба колонны разгонки аммиачной воды 34.

Пары дивинила с куба колонны 27 после конденсации поступают в отстойник 31, где разделяются на углеводородный и водный слои.

Углеводородный слой перекачивается на склад; водный слой - в колонну 27 или на склад.

Аммиачная вода из куба колонны 27 поступают в колонну 34 для выделения аммиака. Пары аммиака и воды направляют в дефлегматор 36 для фракционной конденсации. Конденсат, содержащий 50% аммиака, возвращается в виде флегмы в колонну 34. Несконденсированные пары аммиака, пройдя каплеотбойник, возвращаются в куб колонны 16.

Фузельная вода из куба колонны 34 подается в верхнюю часть отмывочной колонны 27. Часть фузельной воды выводится на очистку.