Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Андреас Ф. Химия и технология пропилена

.pdf
Скачиваний:
62
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
18.65 Mб
Скачать

1.6. Получение пропилена путем пиролиза углеводородов

41

1.6.17.Современные промышленные установки США

ВСША в 1965 г. около 88% потребляемого пропилена получали на крекинг-установках по производству бензина, 12% — на кре­ кинг-установках по производству этилена. В других странах доля пропилена, производимого на крекинг-установках по производству этилена, значительно выше, так как там меньше каталитических крекинг-установок. Пропилен до сих пор никогда не производился как главный продукт процесса, он является исключительно побоч­ ным продуктом [30].

Состав исходного пропилена (в вес.%) при высокотемпературном

(I) и среднетемпературном (И) крекинге указан ниже [118]:

 

I

II

Пропадиен . . . .

I

И

Фракция C2 . .

0,25

0,25

1,80

0,50

Пропан . . . .

2,55

4,80

Метилацетилен . .

2,50

0,55

Пропилен . . .

92,60

93,60

Фракция С4 . . .

0,30

0,30

Как уже упоминалось, пропилен образуется в качестве побоч­ ного продукта почти при всех методах пиролиза для получения эти­ лена. Также в больших количествах пропилен вырабатывается при разделении газовой смеси, образующейся на нефтеперерабатыва­ ющих заводах при крекинге и риформинге.

Приведенные в конце книги обзорные таблицы потребления и производственных мощностей пропилена в различных странах сви­ детельствуют о повсеместном увеличении выпуска пропилена. Од­ нако несмотря на широкие возможности использования пропилена для производства различных продуктов (см. схему возможных пре­ вращений пропилена), в большинстве промышленных стран наблю­ дается избыток пропилена из-за постоянного роста производства этилена, при котором обязательно образуется пропилен. В США в 1963 г. избыток пропилена составил ~ 8 млн. т. при потреблении пропилена в нефтехимии 1,54 млн. т. Избыточный пропилен был использован в США большей частью в качестве топлива. Тем не

менее, предполагают

[31], что после 1975 г. в США может оказаться

дефицит

пропилена.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1.

D e i m a n n

et

al.,

Crells Chemische

Annalen,

№ 2, 195, 310, 430 (1795).

2.

Ibid.,

№ 2,

200 (1795).

Chem.,

77, 118

(1851);

3.

R e y n o l d s ,

 

Liebigs

Ann.

 

А. С а h о u г s,

Compt.

rend.

T., 21,

143—145 (1850).

4.US Tariff. Commission report, Census of production, Synthetic organic Che­ micals.

5.

W. G r i m m e , Brennstoff-Chem.,

33, 40—42 (1952).

6.

K i r k

— O t h m e r , Encyclopedia

of Chemical Technology, N . Y ., v. 11,

 

1953,

p. 153.

 

42

 

 

 

 

 

 

 

1.

 

Получение

пропилена

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Р. F е г г е г о,

Ind. chim. beige, 20, 247—256

(1955).

 

 

 

 

 

 

8.

Sh.

N o g u c h i ,

J. Soc.

org.

synth. Chem.,

13, 395—405

(1955).

 

9.

R.

С о о m а n s,

Metano (Padova), 9, 317—322

(1955).

 

 

 

 

 

 

10.

H.

И. П о п о в а,

Tp.

Вост.-Сибирск.

филиала

АН

СССР,

сер.

хим.,

11.

4,

37—57

(1956).

 

 

 

 

Refiner,

38,

№ 8, 107—114 (1959).

 

 

 

L. W. H a t c h ,

Petroleum

 

 

 

 

12.

R. F. М е s s i n g,

J. W. B r a d l e y ,

Chem.

 

Eng.,

67,

18,

60—70

13.

(1960) .

 

Ind. chim. beige, 25,

649—656

(1960).

 

 

 

 

 

 

 

M. F о u r e z,

 

 

 

 

 

 

 

14.

A. F. M i 11 i d g e,

J. Inst.

Petroleum,

 

46,

443,

353—366

(1960).

15.

P. W. S h e r w о о d, Ind. Chemist, 36, 497—502, 542—546, 595—598 (1960).

16.

J. W. B r a d l e y ,

Chem.

Eng.,

36, №

4, 88—92 (1958).

 

 

 

Bd. 10,

17.

U 11 m a n n,

Enzyklopädie

 

der technischen

Chemie,

München,

 

1958,

S. 1 3 6 -1 4 8 .

 

19,

 

92—105 (1963);

Chem. Industrie,

15,

551—554

18. Chem. Eng. News, 41,

 

19.

(1963).

 

 

 

Oil Gas

J.,

61,

23, 2 0 2 -2 0 6

(1963).

 

 

 

 

 

 

N.

J. L e w i s ,

 

 

 

 

 

 

20. Chem. Eng. News, 44, 24, 34—36 (1966); Chem. Industrie, 18, 544 (1966).

21.

J. В а t h о r y,

E. F e l d e s ,

Magyar Kern. Lapja,

20, 119—124 (1965).

22.

P. W. S h e r w o o d ,

Chim. et Ind. (Milano), 85, 401—408, 576—587 (1961).

23.

J.

J a n d ,

Ropa

Uhlie,

 

8,

 

№ 2,

39—43

(1966).

(1959).

 

 

 

 

24.

G.

G e i s e i e r

et

al.,

Chem.

Technik,

11,

656—661

 

 

 

 

25.

P.

W . S h e r w o o d ,

Ind.

 

Chemist,

38,

 

55—58

(1962).

37—51

(1966).

26.

F.

W e t t e r ,

Rev.

Assoc,

franc, techn. petrole,

№ 179,

27.

R.

D o b r o w o l s k i ,

 

Przemysl

Chem.,

 

45,

457—460

(1966).

 

 

 

28.

Г.

Ф. Б о р и с о в и ч

и др., Хим. пром.,

8,

561—566

(1963).

 

29.

Е.

В о у е,

Chemiker-Ztg., 85,

9,

302—306

(1961).

 

 

 

 

 

 

30.

R.

В. S t о b а и g h,

Hydrocarbon

Processing,

46, № 1, 143—154 (1967).

31.

N.

E. O c k e r b l o m ,

Chem.

Industrie,

19,-757—60 (1967).

 

 

 

 

32.

E.

O. C u r t i s s ,

Chem.

and

Ind.

(Aug.),

18—23 (1953).

 

 

 

 

 

33.

Petroleum

Processing,

6,

 

91—93

(1956).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34.

E. E g 1 о f f,

Royal

Inst,

of Chem.

Symposium,

St.

Andrews,

1947.

35.

F. M a r t i n ,

E. W e i n g a e r t n e r

 

in

 

Winnacker — Weingaertner

36.

«Chemische Technologie — Organische Technologie», I, München, 1952, S. 835.

W. S c h e e r ,

Feuerungstechnik,

29, 283 (1941).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

37.

F. А s i n g e r,

Chemie

und

Technologie

der

Paraffinkohlenwasserstoffe,

 

Berlin,

1956,

S.

122.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38.

H. A.S k i n n e r ,

 

Trans.

Faraday

Soc.,

41,

 

645—662

(1945).

 

 

 

39.

K.

S. P f i t z e r,

 

J. Chem. Phys., 5, 473—479

(1937).

 

 

 

 

 

 

40.

F.

E.F r e y ,

H.

J. H e p p,

Ind.

Eng.

 

Chem., 25, 441—449 (1933).

41.

F.

E.F r e y ,

D.

F. S m i t h ,

ibid.,

20,

949

(1928).

Chem.,

32,268—272

.42. A.

V .

 

G r o s s e , V. N. I p а t i e f f,

 

Ind.

Eng.

43.

(1940).

К e а r b у

in Chemistry of Hydrocarbons,

N. Y ., v. 2, 1955, p. 226.

К . К .

44.

L. N o w a k o w s k i ,

J. N e p t e r ,

Przemysl.

Chem.,

40,

 

696—698

 

(1961) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45.V. N. I p a t i e f f , Ber. dtsch. chem. Ges., 34, 3589 (1901); 35, 1047 (1902); ЖРФХО, 34, 182 (1902); 40, 500 (1908).

46. V. I. K ' o m a r e w s k y ,

C. H. R i e s z,

Oil Gas J.,

42, №

7,

90—93

47.

(1943).

 

 

 

 

 

 

 

 

Пат. США 2184234, 35, 1934.

 

 

 

 

 

48.

H. H. S t o r c h ,

J.

Am. chem. Soc., 56, 376 (1934),

57,

2601

(1935).

49.

C. G. S i 1 с о k s,

Proc.

Roy. Soc., A 233,

465—479

(1956).

 

(1964).

50.

A. M. Б p о д с к и й

и др., Кинетика и катализ, 5, № 1, 49—59

51.

Пат.

США 2000964,

1933.

 

 

 

 

 

• 52.

Р. К. F г о h 1 і с h,

Р.

J. W i е z е ѵ і с h,

Ind. Eng. Chem.,

27,

1055—

 

1062

(1935).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.6. Получение пропилена путем пиролиза углеводородов

 

 

 

 

 

43

 

53.

М. N e u h a u s ,

L.

F.

M a r e k ,

ibid., 24,

400—402

(1932).

 

516 (194'5).

 

54.

В. S. G г е е n s f е 1 d е г,

H.

 

H. V о g e,

Ind. Eng. Chem., 37,

 

 

55.

С. Ф. В а с и л ь е в ,

 

H. А. Л а п и д е с ,

Новости

нефтяной

 

и

газовой

 

 

техники. Нефтепереработка и нефтехимия, № 4, 22—25 (1961).

 

 

 

 

 

 

56.

С. Ф. В а с и л ь е в

и др., Труды института горных ископаемых АН СССР,

 

57.

16,

59—65

(1961).

 

Gas

J.,

44,

№ 9, 87—89 (1945).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р. М. A r n o l d ,

 

Oil

 

 

 

 

 

 

 

 

 

58.

L. F. M

a r e k,

 

M. N e u h a u s,

Ind. Eng. Chem., 25, 516—519 (1933).

 

59.

N. C. D

e b i e,V. S c h о r r, Brit.

Chem. Eng., 9, № 1, 24—31 (1964).

 

 

60.

U 11 m a n n,

 

Enzyklopädie

 

der

technischen

Chemie,

Berlin—München,

 

61.

Bd.

6,

1955,

S.

6 2 5 -6 3 4 .

 

 

 

 

 

der Monoolefine,

Akademie Verlag,

 

F. А s i n g e r,

Chemie und Technologie

 

62.

Berlin,

1957.

 

The

Reactions

of

Pure Hydrocarbons, N. Y .,

1937.

 

 

 

 

G. E g 1 о f f,

 

 

 

 

 

63.

Ch. E l l i s ,

The

Chemistry

of

Petroleum

Derivatives,

N.

Y .,

1937.

 

 

64.

P. W. S h e r w o o d ,

 

Petroleum

 

Refiner,

30,

9,

220—225

(1951).

 

65.

M. G e r

h о 1 d,

Erdöl

u.

Kohle,

9, 24—29,

9 3 - 9 8 ,

157—162,

228—233

 

66.

(1956).

 

 

 

 

 

 

 

 

Chem. Industrie, 15, 290 (1963);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H.

H о 1 z r i c h t e r,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M. O. K i l p a t r i c k

 

et al., Oil Gas J., 53, № 1, 162—165 (1954);

 

 

67.

Petroleum

Refiner,

33,

4,

 

171 —174

(1954).

 

 

 

 

^

 

 

 

 

 

 

 

F. A s i n g e r,

Einführung in

 

die

Petrolchemie, Berlin, 1958, S. 63.

 

 

68.

K. W i n n a c k e r ,

 

 

Chemie-Ing.-Techn.,

27,

399

(1955).

 

(1955).

 

 

 

69.

H. K r e k e l e r ,

 

Petroleum

 

Refiner,

34,

10,

139—141

 

 

 

70.

II. К a m p t n e r,

Erdöl u. Kohle Erdgas Petrochemie, 14, 346—354 (1961).

 

71.

A. S t e i n h о f f e г,

 

 

О. F г e у,

Chemie-Ing.-Techn.,

32,

 

12,

782—

 

72.

788

(1960).

 

 

 

 

r,

 

ibid., 36,

 

№ 9, 894—898 (1964).

 

 

 

 

 

 

 

 

A. S t e i n h o f f e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

73.

A. S t e i n

h о

f f e

r,

 

ibid., 32,

 

№ 12, 787 (1960).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

74.

A. S t e i n

h о

f f e

r,

 

Erdöl und

Kohle,

16,

6—1, 540—547(1963).

 

75.

A. S t e i n

h о

f f e

r,Petroleum

 

Refiner

HydrocarbonProcessing,

 

42,

 

76.

№ 7, 119—124 (1963).

 

Gas. Wärme International, 16, 308 (1967).

 

 

 

 

E. Th.

H e г p e r s,

 

 

 

 

 

77.

Chemical Eng., 66, № 13, 37 (1959).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

78.

Chemical Eng.,

66,

17,

66

(1959).

Petrochemie,

15,

799—802 (1962).

 

79.

W. В a у e r,

Erdöl

und Kohle

Erdgas

 

80.

P. S c h m ä 1 f e 1 d,

 

Petroleum

Refiner

Hydrocarbon

Processing,

42,

7,

 

 

145—148 (1963).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14,

 

 

 

 

 

 

81.

P.

S c h m a l f e l d ,

 

Erdöl und

Kohle Erdgas Petrochemie,

7, 537—

 

 

541

(1961).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J., 51,

 

 

 

 

 

 

82.

C.

C.

 

King,

J.

 

 

 

W a r b u r t o n ,

OilGas

31,

92—94(

83. С.

С.

 

К i n

g, J. Wа r b u r t о n,

Petroleum

Refiner,

30,

7,122

 

84.

123 (1951).

 

 

 

 

 

№ 2, 87—88 (1956).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Petroleum

Processing,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

85.

Oil Gas J., 54, № 35, 113—114 (1956).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

86.

Petroleum

Refiner,

36,

11,

246 (1957).

 

 

 

Eng.,

19,

12,

43—

 

87. S. C. E а s t w о о d,

 

A. E. P o t a s ,

Petroleum

 

88.

46

(1948).

E а s t w

 

 

 

о о d,А. E.

P о t а

 

 

s,Oil

Gas

J.,

47,

(26.8),

10

S.

C.

 

 

 

 

 

 

89.

S.

C.

 

E а s t w

 

 

 

о о d,А. E.

P о t а

 

 

s,Petroleum

 

Refiner, 27,

 

(1948).

 

 

 

 

 

 

 

 

Petroleum

(London), 19, № 161, 309

 

(1956).

 

 

90. P. W. S h e r w o о d,

 

 

 

 

91.

В. К. А m e r i c

et

al., Process

 

for continuous

Thermocontact

 

Treatment

 

 

of Oil Stock on Coke, Proc. 5th World Petrol. Congr. 5/30—6/5, 1959.

 

 

92. К . П. Л а в р о в с к и й ,

A. M. Б р о д с к и й ,

ДАН

СССР,

72,

745—

 

93.

748 (1950).

 

 

 

è,

 

 

H.

N o n n e n m a c h e r ,

Cracking

of

Gaseous

 

E. B a r t h o l o m

 

 

 

44

 

 

1.

Получение пропилена

 

Hydrocarbons by partial Oxydation, Proc. 5th World Petrol. Congr. 5/30—

94.

6/5

(1959).

 

 

Petroleum Refiner, 28, № 4, 130 (1949).

95.

Ibid., 31, № 7, 154

(1952).

96.

Oil

Gas J., 50 (20.12),

201 (1951).

97.

M.

R u h e m a n n ,

H.

S tbe i n e r, Petroleum (London), 11, 112 (1949).

98.S. T s u t s u m i , J. Fuel Soc. Japan, 34, 356 (1955). -

99.S. T s u t s u m i , ibid., 35, 560 (1956).

100. S. T s u t s u m i , Petroleum Refiner, 36, № 9, 287 (1957).

101.Oil Gas J., 65, № 22, 91 (1967).

102.Ibid., 64, № 46, 194-197 (1966).

103.

Ibid., 65,

№ 6,

101—112

(1967).

104.

H. K a m p t n e r ,

Erdöl

und Kohle Erdgas Petrochemie, 16, №*6—1,

 

547-551

(1963).

 

 

105.R. L. H a s c h e , Chem. Metallurg. Eng., № 7, 78—83 (1942).

106.G. L. F l e m i n g , Chem. Eng. Progr., 52, № 6, 249 (1956).

107.

P.

W. S h e r w o o d ,

Petroleum, № 9,

309—312

(1956).

108.

I.

F. F a r n s w o r t h

et al., Ind. Eng.

Chem.,

47, 1517—1522 (1955).

109.H. K a m p t n e r , Erdöl und Kohle Erdgas Petrochemie, 14, 349 (1961).

110.K. W i n n a c k e r , Kunststoffe, 47, 397—403 (1957).

111.Chem. Week от 18.5.1957.

112.

U 11 m а n n,

Enzyklopädie

der

technischen Chemie,

München,

Bd. 10,

 

1958,

S.

146—147.

r- et al., Hydrocarbon

Processing

Petroleum

Refiner,

ИЗ. H. К. К а m p t n e

114.

45, № 4, 187-193 (1966).

 

 

 

129 (1949).

 

 

 

H. S а c h s s e, Chem.-Ing.-Technik, 21,

 

 

 

115.

E. B a r t h o l o m è, ibid.,

26,

253—258

(1954).

 

München,

Bd. 10,

116.

U 11 m а n n,

Enzyklopädie

der

technischen Chemie,

117.

1958

S

133

 

Gas Wärme International,

16,

306—307

(1967).

E. Th.

H e г p e r s,

118.

A. D. P 1 а i s t о w e,

M. R. W у n n,

European

Chemical

News, Sup­

119.

plement,

9,

(23.2),

10—13

(1966).

 

 

 

Y., 1965.

 

M a r s h a l l

S i t t i g ,

Chemicals from Propylen, N.

(1935).

120.

F. W. S u l l i v a n

et

al.,

Ind. Eng. Chem., 27, 1027—1033

121.

K. T h o r m a n n ,

Chem. Apparatur,

27,

№ 17,

113,

131

(1940).

122.R- A. D u c k wo r t h, Chem. Process Engn., № 2,67—77 (1968).

123.K. H. E i s e n l o h r et al., Erdöl Kohle Erdgas Petrochemie, 20, № 2,

82—89 (1967).

124. F. A n d r e a s , K. G r ö b e, Chem. Technik, 20, 151—159, 289—297 (1968).

2. ВЫДЕЛЕНИЕ И СВОЙСТВА ПРОПИЛЕНА

2.1. ВЫДЕЛЕНИЕ ПРОПИЛЕНА ИЗ ПРОДУКТОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ПРОЦЕССАХ

Для разделения олефинсодержащих газовых смесей на фракции с определенным числом атомов углерода или для получения очищен­ ных олефинов существуют три принципиально различных способа:

1) низкотемпературная ректификация под давлением;

2)абсорбция;

3)адсорбция.

Ректификация под давлением — наиболее распространенный и хорошо зарекомендовавший себя метод разделения реакционных газов, образующихся на нефтеочистительных установках, на фрак­ ции с определенным числом атомов углерода. Поскольку в боль­ шинстве реакционных смесей содержатся еще водород и метан, ректификация под давлением осуществляется при низких темпера­ турах (рис. 15, см. в конце книги). (Более подробно этот процесс был уже описан в разделе 2.1.)

При абсорбционном методе можно использовать более низкое давление и более высокие температуры. Газовая смесь под давле­ нием в противотоке контактирует с поглотительным маслом, в кото­ ром растворяются все углеводороды, имеющие 2 и более атомов углерода. Метан и водород при этом не абсорбируются и выводятся с установки. Затем газообразные углеводороды выделяются из поглотительного масла и разделяются ректификацией, что после удаления водорода и метана не представляет значительных труд­ ностей. Освобожденное от газообразных углеводородов поглоти­ тельное масло возвращается на установку. Выделение газов из по­ глотительного масла можно провести таким образом, что при этом уже будет иметь место разделение на фракции с определенным чи­ слом атомов углерода. Дальнейшее разделение на отдельные компо­ ненты путем перегонки не представляет труда. Часто получаемая при фракционировании чистота уже достаточна для последующей переработки. Абсорбционный метод обладает большими достоин­ ствами для концентрирования газов с небольшим содержанием оле­ финовых углеводородов.

Более новым методом выделения метана и водорода с одновре­ менным фракционированием остаточных углеводородов является гиперсорбция, непрерывный процесс адсорбции — десорбции на

46

пропилена свойства и Выделение .2

Рис. 16. Схема существующих процессов разделения газообразных углеводородов:

компрессоры; 2 — осушители; з — деметанизатор; 4 — деэтанизаторы; 5 — абсорбер; 6 — адсорберы.

 

 

2.2. Получение

чистого пропилена

47

активированном угле. Он требует относительно больших сооружений,

но зато можно обойтись без компрессионных установок и установок

глубокого

охлаждения.

 

 

Адсорбционный метод хорошо

подходит для поглощения

или

выделения

микрокомпонентов.

 

 

На рис.

16 показана принципиальная схема важнейших промыш­

ленных методов разделения газовых смесей на нефтеперерабатыва­

ющих заводах и крекинг-установках.

 

В соответствии с растущим влиянием полимеризации и других

процессов, требующих применения концентрированных олефинов,

низкотемпературная ректификация под давлением приобрела за

последнее время гораздо большее значение в мировом масштабе,

чем низкотемпературная абсорбция. К тому же вредные примеси,

мешающие дальнейшей переработке, легче удалить из нефтехимиче­

ских первичных продуктов, чем из готовых продуктов.

 

 

 

2.2. ПОЛУЧЕНИЕ ЧИСТОГО ПРОПИЛЕНА

 

При получении пропилена [1—4] из нефтезаводских газов

вы­

деляют преимущественно смесь пропана с пропиленом, содержащую

около 40—60% пропилена. При разделении крекинг-газов путем

низкотемпературной ректификации под давлением получается про­

пиленовая фракция с содержанием пропилена от 80 до 95%.

 

Большая часть химических синтезов на основе пропилена (по­

лучение изопропилового спирта, получение окиси пропилена мето­

дом хлоргидринирования, оксосинтез, алкилирование, олигомеризация

и т. д.) может быть проведена со смесями пропан-пропилен. Для

некоторых же синтезов (например, получение полипропилена, со­

полимера этилена с пропиленом, акрилонитрила, акролеина, аллил-

хлорида) необходим пропилен высокой степени чистоты. Применяемые

при получении полипропилена катализаторы отравляются содержа­

щимися в

пропилене кислородом,

окисью углерода и углекислым

газом, а также соединениями серы и водой. Кристалличность и мо­

лекулярный вес полимеров сильно изменяются под влиянием

посторонних

олефинов.

 

 

По американским данным [1] стоимость очистки пропилена очень

высока. В США она составляет 3 цента на 1 кг мощности установки,

причем используемая пропиленовая фракция имеет обычно следу­

ющий состав

(в %):

 

 

 

Углеводороды С2 ..................................

2—3

 

П р о п а н ................................................................

35—53

 

Углеводороды С4 ..............................................

3—4

 

П р о п и лен ..............................................................

Остаток

 

ДО 100%

48

2. Выделение и свойства пропилена

Очищенная пропиленовая фракция содержит около 99,5—99,7% пропилена и следующие примеси (в млн-1):

Кислород ...........................

'.

4

Этан ............................

50

С ероуглерод ...................

2

П р о п а н .......................

0,3%

Углекислый г а з ...............

 

1

 

 

Существует три способа получения чистого пропилена:

1)экстрактивная дистилляция;

2)двухколонная дистилляция;

3)рекомпрессионная дистилляция.

2.2.1. Экстрактивная дистилляция

При экстрактивной дистилляции [5] (процесс Distex) введение третьего компонента так изменяет соотношение показателей отно­ сительной летучести пропана и пропилена, что можно успешно осуществить разделение. Применяемые для этого растворители должны быть полярными. Ниже приведены такие растворители и достигаемые при их введении сдвиги соотношений летучести при 28 °С:

 

Содержание С>Н«

Соотношение

 

летучести

 

в смеси, мол. %

 

С3Н,/С,Н,

 

 

Без растворителя....................................

100

0,83—0,87

Ацетон ........................................................

40

1,03

Ф урф урол..................................................

15—18

1,19

Фурфурол с 4% в о д ы ...........................

12—15

1,23

Акрилонитрил..........................................

26—34

1,29

Ацетонитрил ......................................

14—19

1,35

Акрилонитрил—ацетонитрил (1 : 1)

15—25

1,72

Соотношение летучести становится обратным, поток с высоким содержанием пропана выходит из головной части колонны. Несмотря на эффективное разделение процесс Distex не может быть применен в промышленном масштабе, так как отделение экстрагирующего агента требует дополнительных затрат. Тем не менее он имеет боль­ шое значение при разделении фракции С4 на отдельные компоненты.

2.2.2. Двухколонная дистилляция

При дистилляции на двух колоннах [1] после удаления соедине­ ний серы путем промывки щелочью и этаноламином необходимо полностью удалить фракцию С2. С этой целью применяется колонна с 40 тарелками, на которой можно понизить содержание фракции С2 с 2% до 150 млн-1. Фракционирование оставшейся смеси пропан — пропилен, состоящей из 43% пропилена, 54% пропана и 3% фрак­ ции С4, проводится на двух последовательно соединенных колоннах,

2.2. Получение чистого пропилена

49

первая из которых имеет 62 тарелки, а вторая 78. Чистый пропилен высушивается алюмосиликатом кальция (молекулярные сита) до содержания воды 10 млн*1.

Регенерацию осушителя можно осуществлять на­ гретым природным газом.

ч

 

 

 

з

 

 

117,6 к г с /с м 5

3

q— *

О

г Ѵ 6с

I

 

 

£

1 ^—j

 

» *

1L

 

П ропан V-

П ропален

 

Пао

Рис. 17. Схема фракционирования пропилена для полимеризации:

а — фракционирование при низком давлении, ком­ прессия головного продукта: б — фракционирование при низком давлении, компрессия кубового продук­ та; в — фракционирование при высоком давлении; 1 — ректификационная колонна; 2 — колонна; з

сборник дистиллята; 4 — отпарная колонна.

2.2.3. Рекомпрессионная дистилляция

Рекомпрессионная дис­ тилляция [2] (рис. 17, а) осуществляется под давле­ нием 7—14 кгс/см2. Для нее требуется всего одна колонна с 80—100 тарел­ ками. Исходный пропилен, содержащий менее 2%

Рис. 18. Число теоретических тарелок для разделения смеси пропан — пропилен, содержа­ щей 40 (1) и 60 (2) мол. % про­ пилена (минимальное флегмо­

вое число 1,2).

фракций С2 и С4, легко можно получить на нефтеперерабатывающих заводах и химических установках. Если используется 90%-ный пропилен, образующийся при крекинге бутана, то чистый пропилен можно получить на колонне с 70 тарелками, работающей при 21 кгс/см2. Однако предварительную и последующую обработку следует про­ водить так же, как при дистилляции на двух колоннах.

По данному методу в США работают установки фирмы Sun Oil (мощностью 60 000 и 90 000 т/год чистого пропилена).

4 Заказ 399

50 2. Выделение и свойства пропилена

Другие методы получения пропилена основаны на фракциони­ ровании при низком давлении и компрессии продукта из нижней части колонны (рис. 17, б), а также на фракционировании при вы­ соком давлении (рис., 17, в).

Рис. 18 дает представление о необходимом числе теоретических тарелок для получения 99%-ного чистого пропилена (коэффициент использования 0,9).

В 1958 г. в США мощности по производству очень чистого про­ пилена составляли 22 700 т, а в 1962 г. — 386 000 т. В других стра­ нах производство 99%-ного пропилена также постоянно увеличи­ вается. Дистилляция является наиболее распространенным методом.

 

2.2.4. Разделение пропана и пропилена на молекулярных ситах

на

В последних патентах описано разделение пропана и пропилена

молекулярных ситах. Для этого рекомендуется цеолит А [6]

и адсорбенты с диаметром входов в поры 5 Â

[7]. Во втором случае

в

качестве десорбера предлагается парафин

С6—С7.

2.2.5. Разделение с помощью серной кислоты

Экстракцию пропилена из смеси пропан — пропилен и извлече­ ние изобутилена из смеси углеводородов С4 можно осуществить адсорбцией в серной кислоте. Однако в промышленности этот метод применяется фирмой Standard Oil [8] только при получении изо­ бутилена. Описано [9] введение пропана и пропилена после сжи­ жения в 75%-ную серную кислоту при 40 °С. При этом пропилен удается удержать в виде гидросульфита, который позже может быть удален путем гидролиза водой при 80 °С.

2.2.6. Экономическая эффективность получения высокочистого пропилена

Ниже рассмотрена стоимость концентрирования пропилена ди­ стилляцией при различном давлении; из фракции С3 с соотношением С3Н6 : С3Н8 = 1 :1 получили 22 700 т 99%-ного пропилена (коэф­ фициент использования 0,9) [1]:

Давление перегонки, кгс/см2 . . .

7

14

'21

21 *

Фактическое число тарелок . . . .

70

90

120

70

Расстояние между тарелками, см . .

46

41

46

46

Диаметр колонн, м ...........................

л. с. . . .

1,68

1,83

1,98

1,68

Мощность компрессора,

1100

500

Расход пара, т/ч ..............................

кВт . . . .

0

0

6100

5200

Расход электроэнергии,

20

25

35

20

* В последней графе приведена вычисленная стоимость при использова-

нии 90% пропилена.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ