Oxidácia vzdušným kyslíkom na propylénoxid.

Vynález sa týka separácie nízko nasýtených a nenasýtených uhľovodíkov. Pri implementácii metódy sa oddelí propén a propán obsiahnutý vo východiskovej uhľovodíkovej zmesi vertikálna zóna protiprúdový kontakt para-kvapalina s výstupom z výstužnej časti toku majúci zvýšená koncentrácia propénu a odvádzanie prúdu so zvýšenou koncentráciou propánu v množstve C3 uhľovodíkov z výfukovej časti spojenej s kotlom. Separácia sa uskutočňuje v prítomnosti uhľovodíkového riedidla obsahujúceho prevažne jeden alebo viacero nasýtených C4-C10 uhľovodíkov s teplotou varu aspoň o 30 °C vyššou ako je teplota varu propánu. Výhodne je obsah riedidla kvapalná fáza 20-90 % hmotn. Separácia sa uskutočňuje rektifikáciou a/alebo selektívnou absorpciou s čiastočným stripovaním v kotli prúdu, ktorý sa vracia do rektifikačnej alebo absorpčnej zóny. Nečistoty C2 uhľovodíkov a riedidlá sa oddeľujú v ďalších rektifikačných zónach. Technickým výsledkom je zníženie ekonomických nákladov s vysokou prehľadnosťou separácie propénu a propánu. 11 plat f-ly, 2 chorý.

Oblasť techniky Vynález sa týka oblasti separácie propénu a propánu obsiahnutých v uhľovodíkovej zmesi, prípadne čiastočne obsahujúcej iné uhľovodíky. Konkrétne sa vynález týka oblasti oddeľovania koncentrovaného propénu od uhľovodíkovej zmesi obsahujúcej aspoň propán a prípadne uhľovodíky s vyššími teplotami varu.

Známy [I.R. "Výroba surovín pre petrochemické syntézy", M., Chémia, 1983, str. 79-81]. Spôsob oddeľovania propénu a propánu konvenčnou rektifikáciou vo vysoko účinných rektifikačných zónach, v ktorých propén, ktorý má menej vysoká teplota varenie (jeho normálna teplota vriaceho pri tlaku 1 bar, Tkn = 42,1 °C) sa izoluje ako alebo ako súčasť destilátu a propán s vyššou teplotou varu (jeho Tkn = 44,1 °C) sa izoluje ako alebo ako súčasť destilátu.

Presná separácia propénu a propánu a výroba vysoko koncentrovaného propénu vyžaduje destilačné zóny s extrémne Vysoké číslo platne (200 alebo viac) a veľmi veľké refluxné pomery (18-20). Zvyčajne áno veľké množstvo dosky nemôžu byť umiestnené v jednej destilačnej zóne (kolóne) a na separáciu používajú 2 alebo 3 kolóny spojené protiprúdovými prúdmi kvapaliny a pary tak, že spoločne plní funkcie jednej veľmi veľkej destilačnej kolóny. Proces si vyžaduje veľmi veľké kapitálové a energetické náklady.

Príčinou ťažkostí separácie konvenčnou rektifikáciou sú odchýlky od ideálnosti (Raoultov zákon) v systéme propén-propán tvorenom uhľovodíkmi v rôznej miere nenasýtenosť (s rôzne čísla viacnásobné väzby v molekulách). Tieto odchýlky, zvyčajne vyjadrené ako koeficienty aktivity (γ), sú porovnateľné s pomerom tlaku pár čistého propénu (P°PE) a propánu (P°PA). Tento pomer pri 40°C je 1,20, avšak pri vysokej koncentrácii propénu je hodnota γ PA ≈1,13 (s γ PE ≈1). Výsledkom je, že hodnota relatívnej prchavosti (α PE/PA) propénu a propánu, určená rovnicou:

pri vysokej koncentrácii propénu (čo zodpovedá vrcholu destilačnej zóny) je len 1,06-1,07, t.j. je dosť nízka.

Známy [S.Yu Pavlov. „Izolácia a čistenie monomérov pre syntetická guma". L., Chemistry, 1987, s. 51-75] metóda oddeľovania uhľovodíkov, ktoré sa líšia počtom viacnásobných väzieb v molekulách, extrakčnou rektifikáciou v prítomnosti vysoko polárnych rozpúšťadiel (extraktorov). V tomto prípade relatívna prchavosť nasýtenejších uhľovodíkov, ktoré sú izolované v destiláte (alebo ako jeho súčasť) Vo vzťahu k propén-propánovému systému by použitie polárnych extrakčných činidiel znamenalo výber vyššievriaceho uhľovodíka, propánu, do destilátu, ktorý. si vyžaduje dodatočné náklady Extrakčné rektifikačné procesy s polárnymi činidlami sú zložité a vedú ku kontaminácii produktov nečistotami extrakčného činidla a produktov jeho rozkladu a/alebo hydrolýzy proces.

Účelom vynálezu je poskytnúť spôsob separácie propénu a propánu, ktorý nevyžaduje nadmerné množstvo veľké číslo platní a vysoká spotreba energie pri rektifikácii, ktorá nezahŕňa použitie drahých polárnych extrakčných činidiel.

Zistili sme, že je možné výrazne zvýšiť relatívnu prchavosť (αPE/PA) a znížiť náklady na separáciu, ak sa separácia para-kvapalina vykonáva v prítomnosti nasýteného uhľovodíka (uhľovodíkov) s bodom varu najmenej 30 °C. vyššia ako u propánu.

Nárokujeme: Spôsob oddeľovania uhľovodíkovej zmesi, zahŕňajúcej prevažne propén a propán, rektifikáciou s výstupom prúdu so zvýšenou koncentráciou propénu ako destilátu z hornej časti rektifikačnej zóny a výstupom prúdu s zvýšená koncentrácia propánu v pomere k množstvu C3 uhľovodíkov zo spodnej časti rektifikačnej zóny, v ktorej sa rektifikácia uskutočňuje v prítomnosti uhľovodíkového riedidla obsahujúceho prevažne jeden alebo viac nasýtených uhľovodíkov s bodom varu aspoň o 30 °C vyšším ako je bod varu propánu.

V závislosti od špecifikovanej metódy tiež deklarujeme metódy, v ktorých:

Vo väčšine uvedenej kontaktnej zóny (zón) sa kvapalná fáza udržiava na 20 až 90 % hmotnostných uvedeného riedidla;

Nasýtený uhľovodík (uhľovodíky) s počtom atómov uhlíka od 4 do 10 sa používajú ako alebo ako súčasť uvedeného riedidla;

Zmes, ktorá sa má oddeliť, sa privádza do sekcie (sekcií) vzdialených najmenej 10 teoretických poschodí od vstupu špecifikovaného riedidla a najmenej 8 teoretických poschodí od výstupu prúdu so zvýšenou relatívnou koncentráciou propánu;

V prítomnosti špecifikovaného riedidla sa separácia propánu a propénu uskutočňuje rektifikáciou a/alebo selektívnou absorpciou s čiastočným stripovaním v kotle prúdu vráteného do špecifikovanej rektifikačnej alebo absorpčnej zóny;

Privádza sa špecifikované uhľovodíkové riedidlo vrchná časť do špecifikovanej kontaktnej zóny a/alebo do kondenzačnej zóny, aspoň časť prúdu pary odvedenej z nej a/alebo do hornej časti prídavnej absorpčnej zóny pripojenej k špecifikovanej kontaktnej zóne s prúdmi plynu a kvapaliny;

Výstupný prúd so zvýšenou koncentráciou propénu sa podrobí separácii od riediacej nečistoty a/alebo separácii od C2 uhľovodíkovej nečistoty v dodatočnej rektifikačnej zóne (zónach);

Zo spodnej časti odsávacej časti kontaktnej zóny sa odstráni prúd obsahujúci špecifikované riedidlo, väčšina propánu a menšia časť propénu dodávaná so zmesou, ktorá sa má oddeliť, zo špecifikovaného prúdu sa oddestilujú uhľovodíky C3 v prídavnej rektifikačnej zóne sa z nej odstráni spodný zvyšok, ktorý obsahuje hlavne špecifikované riedidlo, ktoré sa výhodne recykluje do uvedenej kontaktnej zóny a/alebo kondenzačnej zóny prúdu pary z nej odstránenej a/alebo absorpčnej zóny pripojenej k uvedenému kontaktu zóna;

Z úplnej časti kontaktnej zóny sa odstráni bočný prúd obsahujúci väčšinu propánu dodávaného s počiatočnou uhľovodíkovou zmesou, ktorý sa výhodne oddestiluje z riedidla v ďalšej rektifikačnej zóne, a odstráni sa prúd obsahujúci prevažne špecifikované riedidlo. zospodu, ktorý je výhodne recyklovaný do špecifikovanej kontaktnej zóny a/alebo kondenzačnej zóny pre prúd pary odvádzanej z nej a/alebo absorpčnej zóny pripojenej k uvedenej kontaktnej zóne;

Ako riedidlo sa používa zmes uhľovodíkov, ktoré sa líšia bodmi varu najmenej o 25 °C, riedidlo sa pri alebo po oddestilovaní uhľovodíkov C3 z nej rozdelí na nízkovriace a vysokovriace časti, ktoré sa recyklujú oddelene, a časť riedidla s vyššou teplotou varu sa privádza do sekcie, ktorá je menej vzdialená od výstupu prúdu so zvýšenou koncentráciou propénu;

V procese rektifikácie C3 uhľovodíkov z riedidla sa jeho nízkovriaca časť odstráni ako bočný výber pod napájaním a vysokovriaca časť riedidla sa odstráni ako spodný produkt;

Propén sa získa ako produkt s koncentráciou vyššou ako 97 % hmotn., výhodne vyššou ako 99,9 % hmotn.

Pojem „protiprúdová zóna kontaktu para-kvapalina“, použitý v odseku 1 nárokov a nižšie, znamená zónu s určitou technologickou funkciou (oddelenie propénu a propánu), v ktorej sa uskutočňuje kontakt medzi prúdom kvapaliny prúdiacej zhora. zóna a prúd pary stúpajúci zdola za prítomnosti potrebných zariadení na prenos hmoty. To neznamená protiprúd v každom zo zariadení na prenos hmoty prítomných v zóne, ale konkrétne sa to týka protiprúdu v zóne ako celku. Protiprúdová kontaktná zóna para-kvapalina nie je nevyhnutne implementovaná v jednom zariadení (kolóne). Je možné použiť dve alebo viac kolón spojených tak, že prúd pary z hornej časti jednej („spodnej“) kolóny vstupuje do inej kolóny zdola a prúd kvapaliny vypúšťaný zo spodnej časti uvedenej druhej („hornej“) kolóny vstupuje horná časť uvedeného „spodného“ stĺpca atď. Spoločne tieto kolóny fungujú ako jedna separačná zóna. Tieto stĺpce nemusia byť nevyhnutne umiestnené jeden nad druhým (môžu byť napríklad na rovnakej úrovni). V tomto prípade sa pojmy „dolný“ a „horný“ chápu presne vo funkčnom zmysle.

Oblasti, v ktorých sa vykonávajú technologické funkcie nad koncentrácie riedidla a C3 uhľovodíkov definované v nároku 2 vzorca: separácia C3 uhľovodíkov od riedidla, počiatočný stupeň absorpcie atď., sa rozumejú ako dodatočné zóny, ktoré priamo nesúvisia so špecifikovanou separačnou zónou s) propén a propán.

Uvedené riedidlo môže obsahovať okrem nasýtených uhľovodíkov aj iné látky (nenasýtené uhľovodíky, alkoholy atď.) obmedzené množstvá tak, aby ich prítomnosť neznížila α PE/PA pod 1,12 (najlepšie nie pod 1,15).

Podstata a použitie navrhovaného vynálezu je znázornené na obrázkoch 1-2 a príkladoch 1-8. Uvedené obrázky a príklady nie sú vyčerpávajúce. možné možnosti uplatnenie vynálezu s výhradou podstaty vynálezu uvedenej v odseku 1 jeho vzorca.

Podľa obr. 1 sa separácia počiatočnej uhľovodíkovej zmesi, vrátane hlavne propénu a propánu, uskutočňuje v zóne K-1. Počiatočná uhľovodíková zmes sa privádza potrubím 1. Uhľovodíkové riedidlo získané spojením toku čerstvého riedidla privádzaného potrubím 2 a cirkulujúceho riedidla privádzaného potrubím 11 sa vedie potrubím 3 a potom potrubím 3a a/alebo 3b do zóny K -1 nad prívodom separovanej uhľovodíkovej zmesi a/alebo pozdĺž línie 3b do zóny kondenzácie pár z hlavy kolóny.

Prúd pary sa odvádza z hlavy kolóny K-l potrubím 4, ktorý sa prípadne po pridaní riedidla potrubím 3b podrobí aspoň čiastočnej kondenzácii. V prípade neúplnej kondenzácie sa neskondenzovaný prúd odvádza potrubím 5, kondenzát sa aspoň čiastočne vypúšťa potrubím 6a ako destilát a zvyšok sa vracia do zóny K-1 ako reflux. Je možné, že sa voda oddelí a odstráni z kondenzátu v separátore-usadzovači. Je možné, že bočný prúd je odvádzaný z vyčerpávajúcej časti zóny K-1 potrubím 7, ktoré je privádzané do destilačnej zóny K-2.

Dná zo zóny K-1 sa vypúšťajú potrubím 8 a potom sa posielajú potrubím 8a do stripovacej zóny K-2, aby sa oddelil prevažne propán od riedidla a/alebo (ak sa prúd obsahujúci propán vypúšťa potrubím 7) potrubím. 8b a potom pozdĺž potrubia 11, recyklovaný do destilátu stripovacej kolóny K-2 (ak sa používa), obsahujúcej hlavné množstvo propánu dodávaného s uhľovodíkovou zmesou, ktorá sa oddeľuje, sa vypúšťa pozdĺž potrubia 9a a/alebo pozdĺž potrubia 9b, a zvyšok z päty, obsahujúci hlavne riedidlo, sa vypúšťa potrubím 10 a ďalej potrubím 11, 3, 3a alebo 3b ako riedidlo do zóny K-1 a/alebo pozdĺž potrubia 3c do kondenzačnej zóny. Časť spodného produktu K-2 môže byť odstránená zo systému potrubím 11b, aby sa zabránilo hromadeniu nečistôt v cirkulujúcom riedidle.

Destilát zo zóny K-1, ktorý obsahuje hlavné množstvo propénu, sa môže posielať potrubím 6c do prídavnej destilačnej zóny K-3 na oddelenie zložiek s vyššou teplotou varu, najmä z riedidla, ako destilát K-3. zóne, prúd obsahujúci hlavne propén a spodné časti zóny K-3 (hlavne riedidlo) sa odvádzajú potrubím 14 a výhodne sa recyklujú do zóny K-1 a/alebo kondenzačnej zóny (linky 11, 3, 3b) .

Horúce riedidlo cirkulujúce potrubím 11 môže byť úplne alebo čiastočne použité na dodávanie tepla do zóny K-1 cez tepelný výmenník-kotol (potrubie 11).

Podľa obr. 2 sa zmes, ktorá sa má separovať, vedie potrubím 1 do kolóny K-1. Vysokovriaca časť riedidla sa privádza do hornej časti kolóny K-1 potrubím 3 alebo do kolóny K-1A, ktorá je s ňou spojená protiprúdovými tokmi cez potrubie 3a, a časť riedidla s nízkou teplotou varu sa dodáva cez vedenie 7 pod vstupom prúdu 3 alebo pozdĺž vedenia 7a pod vstupom prúdu 3a. Strata riedidla je kompenzovaná jeho dodávaním cez vedenie 2.

Zhora K-1 alebo K-1A prúd pary 4 alebo 4A, obohatený o propén, je vypúšťaný cez tepelný výmenník pozdĺž potrubia (línií) 5a a/alebo 5b ako produkt. Je možné, že časť kondenzátu sa vráti späť do K-1 alebo K-1A (do K-1A - pozdĺž čiary 6).

Prúd 8 (riediaci propán a prípadne čiastočne propén) sa odoberá z K-1 zdola, ktorý sa privádza do kolóny K-2.

Zhora K-2 vystupuje potrubím 9 prúd obsahujúci propán, čiastočne propén a prípadne obmedzené množstvo nízkovriacej časti riedidla. Prúd obsahujúci vysokovriacu časť riedidla sa odvádza zospodu z K-2 cez vedenie 10 (v tomto prípade sa svetlá časť riedidla odstraňuje ako vedľajší výber cez vedenie 11) alebo zmes s nízkou teplotou varu. a vysokovriace časti riedidla.

Ak sa zmes nízkovriacich a vysokovriacich častí riedidla odstráni potrubím 10, potom sa zmes privedie do kolóny K-3. Ak sa časť riedidla s vysokou teplotou varu odstráni potrubím 10, potom sa recykluje potrubím 10a a potom potrubím 3 do K-1 alebo K-1A.

Ak sa použije kolóna K-3, potom sa destilát obsahujúci prevažne časť riedidla s nízkou teplotou varu odoberá nad ňou potrubím 12, ktorý sa ďalej recykluje do K-1 potrubím 7 alebo 7a. Zo spodnej časti K-3 je vysokovriaca časť riedidla odvádzaná potrubím 13, ktoré je potom recyklované potrubím 3 do K-1 (vstup nad vstupom prúdu 7) alebo do K-1A.

V nasledujúcich príkladoch sú kvôli stručnosti použité nasledujúce konvencie:

F (prúd 1) - počiatočný (zmes na oddelenie), D - destilát, W - spodný prúd (zvyšok), R - refluxný pomer (pomer spätného toku vráteného do kolóny k odoberanému destilátu), TT - teoretické poschodia, pri určení dodávky sa platne počítajú zhora nadol, účinnosť - koeficient užitočná akcia taniere. Koncentrácie sú všade uvedené v hmotnostných percentách (uvedené v %).

Ako bod varu (Tc) zložiek sú uvedené ich normálne (pri 1 ata) teploty varu (v °C). Pre kolóny: P v - horný tlak, T v - horná teplota, T c - teplota kocky.

Separácia zmesi propén-propán F (75 % propénu, ˜25 % propánu) sa uskutočňuje podľa obr. Stĺpec K-3 sa nepoužíva. Z bodkovaných čiar použite 3a, 6b, 8a, 10, 11b.

Stĺpec K-1 má 55 HP (73 praktických platní s účinnosťou = 75%), stĺpec K-2 - 20 HP. Refluxný pomer v K-1 - R = 4,5; v K-2 - R=4.

Riedidlo (R) - n-pentán, Tc = 36,1 °C. Privádza sa do sekcie umiestnenej 7 TT zhora, jeho koncentrácia v kvapaline sa udržiava na väčšine platní pod prívodom P - 60-70%. V K-l: Pin = 16,5 ata, Tin = 41 °C, Tin = 142 °C; v K-2: Pin = 14,0 ata, Tin = 41 °C, Tk = 183 °C.

Destilát Dl sa vypúšťa potrubím 6a v množstve 0,74 kg/h. Obsahuje 99,8 % propénu a 0,2 % propánu. Zospodu K-1 (vedenie 8) vychádza prúd obsahujúci 96,7 % riedidla, 3,2 % propánu a menej ako 0,1 % propénu v množstve 7,8 kg, ktorý sa privádza do K-2. Z K-2 sa odvádza prúd 9a (desorbát) obsahujúci 96,5 % propánu, 3 % propénu a 0,5 % N v množstve 0,26 kg/h. pentán.

Príklad 2 (porovnávací)

Destilačná kolóna (sériové zapojenie 3 kolón s protiprúdovými prúdmi kvapaliny a pary) má 200 TT. Refluxný pomer 20, P = 17,0 ata, T = 42 °C, Tc = 56 °C.

Množstvo destilátu je 0,75 kg/h (99,1 % propénu, 0,9 % propánu).

Množstvo zvyšku na dne je 0,25 kg/h (96 % propán, 4 % propén).

Príklad 3 (porovnávací)

Separácia zmesi propén-propán F (75 % propén, 25 % propán) sa uskutočňuje konvenčnou rektifikáciou.

Destilačná kolóna má 75 TT, R = 4,5, Pin = 17,0 ata, Tin = 40 °C, Tc = 51 °C.

Množstvo destilátu je 0,81 kg/h (90,6 % propénu, 9,4 % propánu).

Množstvo zvyšku na dne je 0,19 kg/h (89,7 % propán, 10,3 % propén).

Z príkladov 2 a 3 je zrejmé, že známy spôsob rektifikáciu alebo vyžaduje extrémne veľké kolóny a refluxné pomery na izoláciu koncentrovaného propénu, t.j. je drahý (príklad 2), alebo s miernym počtom poschodí v kolóne a miernym refluxným pomerom nie je schopný poskytnúť potrebnú jasnosť separácie (príklad 3).

Separácia zmesi propén-propán (75 % propén, 25 % propán) sa uskutočňuje podľa obr. 1, podobne ako v príklade 1 (rovnaké riedidlo, podobný počet dosiek, prietoky refluxných prietokov v K -1 a K-2 a koncentrácia riedidla na doskách kolóny separácia propénu od propánu).

Na rozdiel od príkladu sa riedidlo privádza do kondenzačného systému prúdu pary vypúšťaného zhora z K-1. Na následné oddelenie prúdu obsahujúceho prevažne propén od nečistôt riedidla sa používa prídavná destilačná kolóna K-3. Vďaka privádzaniu riedidla do kondenzačného systému v kolóne K-1 sa udržiava nižší tlak (Pin = 8,1 ata) a teda (pri rovnakom Tin = 41 °C) výrazne nižšia teplota na doskách K-1 a v jej kocke (Tk =100°C).

Z hornej časti kolóny K-3 sa vypúšťa 0,74 kg/h destilátu obsahujúceho 99,9 % propénu a 0,1 % propánu. Zo spodnej časti K-3 sa odoberá 0,99 kg/h n. pentán (recirkulovaný do kondenzačného systému pary odstránenej z kolóny K-1.

Ako desorbát sa z K-2 odstráni ~0,26 kg/h prúdu obsahujúceho 96,6 % propánu, ~2,9 % propénu a 0,5 % N. pentán.

Oddelí sa propén-propánová frakcia obsahujúca 74,2 % propénu, 24,9 % propánu a 0,9 % C2 uhľovodíkov (hlavne etylén a etán). Separácia sa uskutočňuje za podmienok takmer podobných tým, ktoré sú opísané v príklade 1.

Potrubie 6a vydáva 0,74 kg/h prúdu obsahujúceho 98,7 % propénu, 0,1 % propánu, 1,2 % C2 uhľovodíkov, ktoré sa privádzajú potrubím 6b do ďalšej kolóny K-3.

Z vyššie uvedeného K-3 (prúd 13) sa odstráni 0,09 kg/h destilátu obsahujúceho 90,5 % C2 uhľovodíkov a 9,5 % propénu. Zo spodnej časti K-3 sa vypúšťa 0,65 kg/h prúdu 14, obsahujúceho 99,9 % propénu a 0,1 % propánu.

Frakcia C3 obsahujúca 39 % propénu, 58 % propánu a 3 % C4 uhľovodíkov (hlavne izobután) sa podrobí separácii. Separácia sa vykonáva podľa obr.1. Použite bodkované čiary 3a, 6a, 6b, 8b. Riedidlo - n. bután (Tc = -0,6 °C). Stĺpec K-1 má 70 CT (93 praktických platní s účinnosťou ≈75 %). Na poschodiach kolóny pod prívodom riedidla (vedenie 3a) sa koncentrácia riedidla v kvapaline udržiava na 40 až 50 %. Refluxný pomer 7. Prívod riedidla 2,22 kg/h. Pin = 16,5 ata, Tin = 41 °C, Tk = 100 °C.

Linka 6a produkuje destilát v množstve 0,40 kg/h, obsahujúci 97 % propénu, 2,9 % propánu, 0,1 % n-butánu. Zospodu, pozdĺž čiary 8b, vychádza prúd obsahujúci 20,1 % propánu, 0,1 % propénu, 78,7 % n.butánu, 1,1 % izobutánu v množstve 2,82 kg/h.

Frakcia C3 obsahujúca 40 % propénu a 60 % propánu sa oddelí. Separácia sa vykonáva podľa obr.1. Z bodkovaných čiar použite 3a, 6b, 7, 8c. Riedidlo - cyklohexán (s prímesou hexánov) (Tc = 80,6°C) sa privádza potrubím 3 v množstve 3 kg/h.

Stĺpec K-1 má 70 TT (93 praktických platní s účinnosťou = 75 %), R = 6,0.

Na platniach kolóny K-1 (pod zásobou riedidla) sa koncentrácia riedidla udržiava na 50 až 60 %. Pin = 15 ata, Tin = 37 °C, Tc = 215 °C.

Na vrchu K-1 sa odstraňuje destilát obsahujúci 97,1 % propénu a 2,9 % propánu v množstve 0,41 kg/h.

Vedenie 7 vydáva bočný prúd parnej fázy v množstve 0,61 kg/h, obsahujúci 96,0 % propánu, 0,5 % propénu a 3,5 % cyklohexánu.

Z dna K-l sa cez vedenie 8 odstraňuje rozpúšťadlo (hlavne cyklohexán) v množstve 2,98 kg/h, ktoré sa potom recykluje cez vedenie 8b, 11, 11b, 3a do kolóny K-l.

Alternatívne sa prúd 7 podrobí rektifikácii z cyklohexánu v kolóne K-2 (11 TT) a destilát obsahujúci 99,5 % propánu a 0,5 % propénu sa odstraňuje potrubím 9a v množstve 0,59 kg/h. Zvyšok na dne (0,02 kg/h cyklohexánu) sa pridá do prúdu 8B.

Zmes propénu (70 %) a propánu (30 %) sa oddelí. Separácia sa vykonáva podľa obr.2. Z bodkovaných čiar sú použité čiary 3a, 4a, 5a, 7a, 11 (stĺpec K-3 sa nepoužíva). Riedidlo - zmes obsahujúca 40% pentánov a 60% hexánov a heptánov (v pomere ˜1:1).

V stĺpci K-1 - 60 TT, v stĺpci K-1A - 7 TT, v stĺpci K-2 - 20 TT. V stĺpci K-1 sa koncentrácia riedidla v kvapaline na platniach udržiava na 65-70 %. V K-1A: Pv = 18 ata, TV (prietok 3a) = 45 °C. V K-1: Tk = 155 °С.

Zhora K-1A prúd obsahujúci 99,9 % propénu a 0,1 % propánu vychádza v množstve 0,75 kg/h potrubím 5a.

Zo spodu K-1 vystupuje prúd 8 v množstve 8 kg/h, obsahujúci 96,5 % zmesového riedidla a 3,5 % propánu (s mikronečistotami propénu). Prúd 8 sa privádza do destilačnej kolóny K-2. V K-2: P = 15,0 ata, T = 44 °C, Tc = 182 °C.

Na vrchu K-2 sa odstraňuje destilát obsahujúci 97,5 % propánu a 2,5 % propénu v množstve 0,25 kg/h.

Zo dna K-2 sa odoberá zvyšok z dna v množstve 4,25 kg/h, ktorý pozostáva prakticky z hexánov a heptánu. Tento prúd sa recirkuluje do hornej časti kolóny K-1A.

Zo strany kolóny K-2 sa vypúšťa bočný prúd 11 v množstve 3,5 kg/h, obsahujúci 88,6 % zmesi pentánov a 11,4 % zmesi hexánov a heptánov. Špecifikovaný tok sa recirkuluje potrubím 11 a potom 7a do hornej časti kolóny K-1.

Prípadne sa bočný výstup (riadok 11) nepoužíva. Prúd 10 z K-2 sa privádza potrubím 106 do kolóny K-3. V hornej časti K-3 sa odoberá 3,2 kg/h destilátu, ktorý obsahuje hlavne pentány, a v spodnej časti K-3 sa odstraňuje 4,55 kg/h spodného zvyšku obsahujúceho hlavne hexány a heptány. . V tomto prípade v K-2: Tk = 165 °C. V K-3: P = 1,5 ata, T = 44 °C, T = 85 °C.

1. Spôsob oddeľovania propánu a propénu obsiahnutých v počiatočnej oddelenej uhľovodíkovej zmesi vo vertikálnej zóne (zónach) protiprúdového kontaktu para-kvapalina s odvádzaním prúdu so zvýšenou koncentráciou propénu z spevňujúcej časti a odvádzaním prietok z odsávacej časti pripojenej ku kotlu so zvýšenou relatívnou koncentráciou propánu o súčet C3 uhľovodíkov, v ktorom sa separácia uskutočňuje v prítomnosti uhľovodíkového riedidla obsahujúceho prevažne nasýtený uhľovodík(y) s vriacou bod aspoň o 30 °C vyšší ako je bod varu propánu.

2. Spôsob podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c i s a t ý m, že väčšina uvedenej kontaktnej zóny (zón) sa udržiava v kvapalnej fáze od 20 do 90 % hmotnostných uvedeného riedidla.

3. Spôsob podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c i s a t ý m, že nasýtený uhľovodík (uhľovodíky) s počtom atómov uhlíka od 4 do 10 sa použije ako alebo ako súčasť uvedeného riedidla.

4. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 3, v y z n a č u j ú c i s a t ý m, že zmes, ktorá sa má separovať, sa privádza do sekcie (sekcií) s odstupom najmenej 10 teoretických poschodí od vstupu špecifikovaného riedidla a najmenej 8 teoretických poschodí od výstupu prúdu s zvýšená relatívna koncentrácia propánu.

5. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 4, v y z n a č u j ú c i s a t ý m, že v prítomnosti špecifikovaného riedidla sa separácia propánu a propénu uskutočňuje rektifikáciou a/alebo selektívnou absorpciou s čiastočným stripovaním v kotle prúdu vráteného do špecifikovanej rektifikácie. alebo absorpčná zóna.

6. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5, v ktorom sa špecifikované uhľovodíkové riedidlo privádza do hornej časti špecifikovanej kontaktnej zóny a/alebo do kondenzačnej zóny aspoň časti prúdu pary odvádzanej z nej a/alebo do kondenzačnej zóny. horná časť prídavnej absorpčnej zóny pripojená k špecifikovanej zóne, ktorá je v kontakte s prúdmi plynu a kvapaliny.

7. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že výstupný prúd so zvýšenou koncentráciou propénu sa podrobí oddeleniu od nečistoty riedidla a/alebo oddeleniu od nečistoty C2 uhľovodíka v ďalšej rektifikačnej zóne (zónach).

8. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 7, v y z n a č u j ú c i s a t ý m, že prúd obsahujúci špecifikované riedidlo, väčšina propánu a menšia časť propénu dodávaná so zmesou, ktorá sa má separovať, sa odoberá zo spodnej časti odsávacej časti kontaktnej zóny. C3 uhľovodíky sa oddestilujú zo špecifikovaného prúdu v dodatočnej rektifikačnej zóne, spodok sa z nej odstráni zvyšok obsahujúci prevažne uvedené riedidlo, ktoré sa výhodne recykluje do uvedenej kontaktnej zóny, a/alebo kondenzačná zóna prúdu pary, ktorá sa z nej odstráni a/alebo absorpčnú zónu pripojenú k uvedenej kontaktnej zóne.

9. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 8, v y z n a č u j ú c i s a t ý m, že bočný prúd obsahujúci väčšinu propánu dodávaného s počiatočnou uhľovodíkovou zmesou sa odoberá z vyčerpávajúcej časti kontaktnej zóny, ktorá sa výhodne oddestiluje z riedidla v dodatočnej rektifikačnej zóne. a prúd obsahujúci prevažne špecifikované riedidlo sa odstraňuje zospodu, ktorý výhodne recirkuluje do uvedenej kontaktnej zóny a/alebo kondenzačnej zóny prúdu pary odvádzanej z nej a/alebo absorpčnej zóny pripojenej k uvedenej kontaktnej zóne.

10. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že ako riedidlo sa použije zmes uhľovodíkov líšiacich sa bodmi varu aspoň o 25 °C, pričom sa počas alebo po destilácii C3 uhľovodíkov z nej rozdelí na nízkovriace; a časti s vysokou teplotou varu, ktoré sa recyklujú oddelene, a časť riedidla s vyššou teplotou varu sa privádza do časti menej vzdialenej od výstupu prúdu so zvýšenou koncentráciou propénu.

11. Spôsob podľa niektorého z nárokov 1 až 10, vyznačujúci sa tým, že pri rektifikácii C3 uhľovodíkov z riedidla sa jeho nízkovriaca časť odoberá ako bočná voľba pod napájaním a vysokovriaca časť riedidla sa odstraňuje ako spodný produkt.

12. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že propén sa získa ako produkt s koncentráciou vyššou ako 97 % hmotn., výhodne vyššou ako 99,9 % hmotn.

Podobné patenty:

Ak reťazec pozostáva zo 4 alebo viacerých atómov uhlíka, potom je umiestnenie násobnej väzby označené číslom ( lokant):

1-butén 2-butén

alebo

alebo

1-butín 2-butín

Ak v molekule nie je jedna, ale niekoľko viacnásobných väzieb, ich počet sa označí násobením predpôn: di-, tri-, tetra- atď.:

alebo

1,3-butadién

Názvoslovie alkánov a cyklánov

Názvy rozvetvených alkánov sú tvorené z názvov hlavného reťazca ( pôvodná štruktúra) a k nemu pripojené substituenty ( substitučná nomenklatúra). Neustále sa vyskytujúce uhľovodíkové substituenty majú svoje vlastné názvy. Časti alkánov vzniknuté odstránením jedného atómu vodíka sa nazývajú alkylové skupiny resp alkyly. Ich mená sa tvoria nahradením koncovky -an na –il:

metán metyl etán etyl

Ak metán a etán zodpovedajú jednej alkylovej skupine, potom propán zodpovedá dvom rôznym alkylovým skupinám - propyl a izopropyl:

propán propyl 1-metyletyl (izopropyl)

Nižšie sú uvedené názvy substituentov (radikálov) C4H9.

Butyl 1-metylpropyl (sek-butyl) 2-metylpropyl (izobutyl)

1,1-dimetyletyl ( drhne-butyl) 2,2-dimetylpropyl (neopentyl)

Rozvetvené uhľovodíky sú pomenované podľa nasledujúcich pravidiel:

1. Vyberte hlavný okruh(pôvodná štruktúra) , ktorý je základom názvu. Hlavný reťazec alkánov je najdlhší.

2. Reťazec sa čísluje od konca, ku ktorému je substituent najbližšie.

3.Miesto, kde je substituent pripojený k hlavnému reťazcu, je označené číslom ( lokant ) :

3-metylheptán

4. Rôzne substituenty sú uvedené v abecednom poradí.:

3-metyl-3-etylhexán

5. Počet identických substituentov je označený násobnou predponou:

2,3-dimetylpentán 2,2,4-trimetylpentán 2,2,4,4-tetrametylhexán

6. V prípade, že pravidlo najmenšieho počtu miest neposkytuje jasnú voľbu smeru číslovania hlavného reťazca, začína sa od tohto konca , ku ktorému je bližšie prvý z uvedených substituentov:

3-metyl-4-etylhexán

7. Z viacerých reťazí rovnakej dĺžky sa ako hlavný vyberie ten najviac rozvetvený:

2,3,5-trimetyl-4-propylheptán

8. V cyklických uhľovodíkoch je hlavným reťazcom cyklus. Pri číslovaní má prednosť viacnásobný vzťah:

Napr. 2 Napíšte kostru všetkých štruktúrnych izomérov (a) pentánu,

(b) hexán a (c) heptán a pomenujte ich.

Odpoveď Pri riešení tohto typu problému by ste mali dodržiavať určitý plán (algoritmus), napríklad:

(A) 1. Najprv by ste mali nakresliť rovný alkán ( n-alkán)

CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 pentán ( n- pentán)

2. Potom znížte dĺžku reťazca o jeden atóm a zvyšný atóm pripojte k druhému atómu reťazca

(CH 3) 2 CHCH 2 CH 3 2-metylbután (izopentán)

C(CH3)4 2,2-dimetylpropán (neopentán)

(b) 1. CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 hexán ( n-hexán)

2. Môžu existovať dva metylpentány:

(CH 3) 2 CHCH 2 CH 2 CH 3 2-metylpentán (izohexán) a

CH3CH2CH(CH3)CH2CH3 3-metylpentán

3. Dve metylové skupiny môžu byť pripojené k rovnakému atómu uhlíka alebo k dvom rôznym:

(CH3)3DC2CH3 CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3

Pre oktán C 8 H 18 je počet možných izomérov 18, pre dekán C 10 H 22 - 75 a pre eikozán C 20 H 42 - viac ako 300 tisíc.

A. Cykloalkány

Uhľovodíky s uzavretými reťazcami sú tzv karbocyklický. Názvy cyklických uhľovodíkov sa tvoria pridaním predpony cyklo-:

cyklopropán cyklobután cyklohexán

Ak dva cykly majú dva spoločný atóm uhlíka (uzlové atómy), takéto zlúčeniny sa nazývajú bicykloalkány. V názvoch bicykloalkánov v hranaté zátvorky označujú počet atómov uhlíka v reťazcoch, ktoré spájajú atómy uzla. Číslovanie začína od atómu uzla smerom k inému atómu uzla pozdĺž dlhšieho reťazca.

(dekalín) (norbornan)

Adamantane je tricyklán.

Veľkým záujmom sú energeticky nasýtené zlúčeniny ako napr

bicyklobután tricyklopentán

(bicyklobután) (propelán)

Na príklade alkánov a cykloalkánov sme sa oboznámili so základnými princípmi pomenovania Organické zlúčeniny podľa systému IUPAC. V Úvode do organickej chémie (strana 6) sme sa dozvedeli aj o hlavných funkčných skupinách. Teraz môžeme formulovať hlavné fázy konštrukcie názvov komplexných organických zlúčenín.

Názov organických zlúčenín pozostáva z predpony, infixu a prípony. Každý z nich obsahuje informácie o štruktúre molekuly.

Predpona udáva počet atómov uhlíka v hlavnom reťazci.

Infix vypovedá o povahe väzieb uhlík-uhlík (-ane - alkán, -én - alkén, -yne - alkín).

Prípona označuje zloženú triedu (funkčnú skupinu)

Napr. 3. V názvoch pod nasledujúcimi zlúčeninami zvýraznite predponu, infix a príponu.

(a) 1-butén (b) 2-butín (c) 1-butanol (d) kyselina butánová

Odpoveď

(a) 1-but (prefix) en (infix) (b) 2-but (prefix) in (infix) (c) 1-but (prefix) an (infix) ol (prípona)

(d) ale (predpona) a (infix) kyselina ová (prípona)

B. Konštrukcia názvu

V molekule efedrín staršia charakteristická skupina je hydroxyl; Ako počiatočná štruktúra je vybraný reťazec troch atómov uhlíka - propán.

2-metylamino-1-fenylpropán-1-ol hydrochlorid

(efedrín)

Substituenty, ktoré nie sú nadriadené, sú vyjadrené predponami fenyl- A metylamino- s lokantmi 1 a 2, v tomto poradí, Úplný názov je vytvorený ako pre amínovú soľ. Všimnite si, že soli halogenovodíkových kyselín sa nazývajú hydrohalogenidy (a nie halogenidy, ako je to v názvosloví anorganických zlúčenín).

IN.Budovanie konštrukcie

Najprv sa vytvorí základná štruktúra - otvorený reťazec alebo cyklus, potom sa očíslujú atómy uhlíka a umiestnia sa substituenty. Nakoniec sa pridajú atómy vodíka s podmienkou, že sa každý atóm uhlíka ukáže ako štvormocný. Napíšme vzorec kyseliny 2-aminopentándiovej (glutámovej).

Hlavný uhlíkový reťazec a číslovanie

Usporiadanie substituentov - 2 skupiny

COOH (kyselina -diová) a skupina NH 2

pre atóm C-2:

Adícia atómov vodíka:

Má významný reaktivita. Jeho Chemické vlastnosti určená dvojitou väzbou uhlík-uhlík. P-väzba, ktorá je najmenej silná a prístupnejšia, sa pôsobením činidla preruší a uvoľnené valencie atómov uhlíka sa vynaložia na pripojenie atómov, ktoré tvoria molekulu činidla. Všetky adičné reakcie prebiehajú podľa dvojitá väzba a pozostávajú zo štiepenia π-väzby alkénu a vytvorenia dvoch nových σ-väzieb v mieste prerušenia. Častejšie adičné reakcie prebiehajú podľa heterolytického typu, pričom ide o elektrofilné adičné reakcie.

Pridávanie halogénov (halogenácia)

Halogenačná reakcia sa zvyčajne uskutočňuje v rozpúšťadle pri bežnej teplote. Halogény sa ľahko pridávajú v mieste štiepenia dvojitej väzby za vzniku dihalogénových derivátov. Pridávanie chlóru a brómu je jednoduchšie a jódu ťažšie. Fluór reaguje výbuchom.

Pridávanie vodíka (hydrogenačná reakcia)

Pridaním vodíka v prítomnosti katalyzátorov (Pt, Pd, Ni) sa propén transformuje na nasýtený uhľovodík- propán

Pridanie vody (hydratačná reakcia)

Pridanie halogenovodíkov (HHal) a vody

Vyskytuje sa podľa pravidla V. V. Vodík Hhal kyseliny sa viaže na najviac hydrogenovaný atóm uhlíka na dvojitej väzbe. V súlade s tým sa zvyšok Hal viaže na atóm uhlíka, na ktorom sa nachádza menšie číslo atómy vodíka.

Spaľovanie vo vzduchu

Po zapálení na vzduchu horí: 2CH 2 = CHCH 3 + 9O 2 6CO 2 + 6H 2 O. Plynný propylén tvorí so vzdušným kyslíkom výbušné zmesi. Propylén sa oxiduje manganistanom draselným na vodné prostredie, čo je sprevádzané odfarbením roztoku KMnO 4 a tvorbou glykolov (zlúčeniny s dvoma hydroxylové skupiny na susedných atómoch C).

Polymerizácia

Reakčné podmienky: zahrievanie, prítomnosť katalyzátorov. K spájaniu molekúl dochádza štiepením intramolekulárnych π-väzieb a tvorbou nových medzimolekulových σ-väzieb

Oxidácia vzdušným kyslíkom na propylénoxid

Pri zahrievaní v prítomnosti strieborných katalyzátorov:

Potvrdenie

V laboratóriu

1. Odstránenie halogenovodíkov z alkylhalogenidov pôsobením alkoholového alkalického roztoku na ne:

H2C-CH2 – CH3 = H2C=CH2 –CH3 + KCl + H20 | |
Cl H
K - OH

2. Hydrogenácia propínu v prítomnosti katalyzátora (Pd): H-C≡C-CH 3 + H 2 = H 2 C==CH-CH 3 3. Dehydratácia propylalkoholu (eliminácia vody). Ako katalyzátor sa používajú kyseliny (sírová alebo fosforečná) alebo A12O3:

H2C-CH2-CH3 = H2C=CH-CH3 + H20 | | H-OH

4. Eliminácia dvoch halogénových atómov z dihalogénalkánov obsahujúcich halogény na susedných atómoch C Reakcia prebieha pod vplyvom kovov (Zn a pod.):

CH2-CH-CH3+Zn->CH2=CHCH3+ZnBr2
Zn Br

V priemysle

Typicky sa propylén izoluje z plynov z rafinácie ropy (počas krakovania ropy vo fluidnom lôžku (proces BASF), pyrolýzy benzínových frakcií) alebo súvisiacich plynov, ako aj z plynov z koksovania uhlia. Existuje niekoľko typov pyrolýzy propylénu: pyrolýza v rúrových peciach, pyrolýza v reaktore s kremenným chladivom (proces od Phillips Petroleum Co.), pyrolýza v reaktore s chladiacim médiom koksu (proces od Farbewerke Hoechst), pyrolýza v reaktore s pieskom ako chladivo (proces od Lurgi), pyrolýza v rúrovej peci (Kelloggov proces), Lavrovského-Brodského proces, autotermálna pyrolýza podľa Bartolomeja. V priemysle sa propylén získava aj dehydrogenáciou alkánov v prítomnosti katalyzátora (Cr2O3, Al2O3).
Priemyselná metóda výroby propylénu spolu s krakovaním je dehydratácia propanolu oxidom hlinitým:

Aplikácia

Na výrobu propylénoxidu, výrobu izopropylalkoholu a acetónu, na syntézu aldehydov, na výrobu kyselina akrylová a akrylonitril, polypropylén, plasty, gumy, čistiace prostriedky, zložky motorových palív, rozpúšťadlá.

Výroba

Väčšina z kapacita výroby propylénu je sústredená v Európe, Severná Amerika a Ázie. V súčasnosti sa vo svete ročne vyrobí viac ako 50 miliónov ton polymérov a propylénu chemickej kvality (PG/CG). Väčšina výroby propylénu týchto akostí pochádza z pyrolýznych závodov, kde je propylén vedľajším produktom výroby etylénu. Jednotky tepelného krakovania produkujú viac ako 60 % tohto propylénu. Ropné rafinérie FCC produkujú 34 %. Dehydrogenáciou alebo metatézou propánu sa získajú 3 % propylénu (in v tomto prípade propylén je cieľovým produktom).



Propylén petrochemickej kvality (RG) sa vyrába v ropných rafinériách po celom svete v množstvách rovnajúcich sa 31,2 miliónom ton. Väčšina tohto propylénu sa vyrába v zariadeniach FCC, kde je propylén vedľajším produktom výroby benzínu a destilátu. Polovica tejto propylénovej kapacity je integrovaná s petrochemickými závodmi, ktoré alkylujú propylén alebo miešajú LPG a propán.

Zdroje