ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР МИРОВОГО ОПЫТА ПЕРЕРАБОТКИ ПЕНТА-АМИЛЕНОВОЙ ФРАКЦИИ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 62

Кубагушева З.Ф.

магистрант

Уфимский государственный нефтяной технический университет

(г. Салават, Россия)

ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР МИРОВОГО ОПЫТА ПЕРЕРАБОТКИ ПЕНТА-АМИЛЕНОВОЙ ФРАКЦИИ

Аннотация: в данной статье делается патентный обзор мирового опыта переработки пента-амиленовой фракции.

Ключевые слова: пиролиз, амиленовая фракция, пипериленовая фракция.

Одним из перспективных направлений применения пента-амиленовой фракции является производство изопрена.

Обычно первоначально из пиролизной фракции С5 выделяют циклопентадиен путем термической димеризации циклопентадиена с последующим выделением димера и его расщеплением [1]. Затем из фракции С 5, очищенной от циклопентадиена, выделяют пиперилены и далее методом экстрактивной ректификации выделяют изопрен с использованием в качестве экстрагентов ацетонитрила, диметилформамида (ДМФА), N метилпирролидона. [2] В процессе выделения изопрена из фракции С 5 в качестве побочных продуктов образуются пипериленовая и амиленовая фракции [1].

Указанная пипериленовая фракция характеризуется высоким содержанием циклопентанобразующих компонентов, которые при соответствующем преобразовании могут быть использованы для получения циклопентана, который можно использовать в качестве растворителя для

1833

полимеризации или в качестве экологически безопасных вспенивающих агентов, используемых при производстве вспененного пенополиуретана.

Другая побочная фракция - амиленовая, образующаяся в процессе выделения изопрена из фракции С 5 пиролиза, отличается высоким содержанием ядов полимеризации, а именно, кислород- и азотсодержащих соединений. Присутствие кислородсодержащих соединений обусловлено их образованием в процессе пиролиза нефтепродуктов, а наличие азотсодержащих соединений связано с загрязнением данной фракции реагентами, используемыми при экстрактивной ректификации в процессе выделения изопрена из фракции С 5 пиролиза.

В работе [3] рассмотрен способ получения изопрена двухстадийным дегидрированием изопентана в присутствии алюмохромового катализатора на первой стадии дегидрирования. Способ характеризуется тем, что на первую стадию дегидрирования подают смесь изопентана и побочной фурансодержащей амиленовой фракции, образующейся при выделении изопрена из фракции С5 пиролиза, в массовом соотношении 30-80:1, при содержании фурана в смеси не более 0,005 мас. %. Использование настоящего изобретения позволяет расширить сырьевую базу для получения изопрена двухстадийным дегидрированием с использованием в качестве сырья смеси изопентана, полученного любым из известных способов, и побочной фурансодержащей амиленовой фракции, образующейся при выделении изопрена из фракции С5 пиролиза.

В патенте [4] тоже рассмотрен способ без реакторного оборудования. Ректификацию проводят в двух колоннах. Исходное сырье подают на верх второй колонны, в линию ее флегмы, с верха второй колонны отводят изопреновую фракцию и направляют ее в первую колонну. Из куба второй колонны отводят пипериленовую фракцию. С верха первой колонны отводят изопрен, из куба этой колонны отводят изопрен-амиленовую фракцию, направленную на экстрактивную ректификацию. Технический результат:

1834

снижение энергозатрат, повышение качества продуктов разделения, снижение их потерь

Другим направлением использования пентаамиленовой фракции способ совместного получения изопрена и циклопентена или циклопентана.

В патенте Германии [5] указан способ получения циклопентана и/или циклопентена из головного погона частично гидрированной С5 фракции пиролиза путем многостадийной фракционной перегонки для удаления низко- и высококипящих углеводородов и отделения циклопентана от циклопентена, по необходимости с последующим гидрированием для максимального преобразования циклопентена в циклопентан. Процесс производства циклопентана и/или циклопентена фракционированием головного погона частично гидрированного бензола или С5-фракции.

Недостатком данного способа является использование в качестве сырья предварительно гидрированной фракции С 5 пиролиза, что сужает сырьевую базу для получения циклопентана, низкий выход циклопентана, а также достаточно сложная технологическая схема переработки сырья с несколькими стадиями фракционирования и гидрирования, в том числе стадии гидрирования С5-углеводородов в циклопентен, а затем в циклопентан. Недостатком данного способа является также достаточно сложная схема ректификации уже гидрированных потоков для выделения целевых продуктов, которые гидрированием доводят до соответствующего качества.

По патенту США [6], которым защищается процесс выделения циклопентана и/или циклопентена дистилляционным разделением частично гидрированной С5 фракции, включающей циклопентен и циклопентан. Способ состоит из стадий:

а) удаления в качестве первого верхнего продукта низкокипящих соединений, точки кипения которых ниже, чем у циклопентена, в первой фракционной перегонке частично гидрированной С5-фракции, и удаления в качестве первого кубового продукта высококипящих соединений, содержащих циклопентен и углеводороды, точки кипения которых выше, чем у

1835

циклопентена, и циклопентана и углеводородов, точки кипения которых выше, чем у циклопентана,

Ь1) подачи первого кубового продукта на вторую фракционную перегонку, и удаления циклопентена в качестве второго верхнего продукта, и удаления в качестве второй кубовой доли циклопентана вместе с углеводородами, точки кипения которых выше, чем у циклопентана, и подачи второго кубового продукта на третью фракционную перегонку, где циклопентан выделяется в качестве третьего верхнего продукта, и отделения в качестве третьего кубового продукта углеводородов, точки кипения которых выше, чем у циклопентана,

Ь2) подачи первого кубового продукта на каталитическое гидрирование и последовательное разделение продукта каталитического гидрирования в фракционной перегонке на циклопентан в качестве верхнего продукта и углеводороды, точки кипения которых выше, чем у циклопентана в качестве кубового продукта,

Ь3) подачи первого кубового продукта на вторую фракционную перегонку, отделения в качестве второго кубового продукта углеводородов, точки кипения которых выше, чем у циклопентана, и затем подачи верхнего продукта на каталитическое гидрирование для выделения циклопентана, и в некоторых случаях

с) подачи фракции, верхнего продукта или нижнего продукта в любую из стадий а), Ь1), Ь2) и Ь3) для водной промывки.

Гидрирование проводят при температуре 20-60°С на платиновом катализаторе и при 120-180°С на никельсодержащем катализаторе. При первичном фракционировании циклопентансодержащая фракция удаляется из куба колонны.

В процессе предусмотрена водная экстракция, которая проводится между первой и второй стадиями фракционирования.

Недостатком способа является использование предварительно гидрированных фракций, что сужает сырьевую базу для получения

1836

циклопентана, достаточно сложные схемы фракционирования для выделения циклопентена, его гидрирования до циклопентана, что усложняет и удорожает процесс получения циклопентана в целом. Также данная технологическая схема не предусматривает возможность переработки фракций, содержащих C 5-диены.

В мировой практике на установках ЭП, связанных с экстракцией изопрена, выход амиленовой фракции, наоборот, максимально увеличивают, и в ряде случаев достигают 23 % от количества подаваемого сырья.

Другим направлением применения пента-амиленовой фракции является топливный вариант, применение в качестве компонента товарного бензина, после процесса гидроочистки [7].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Кирпичников П.А., Лиакумович А.Г., Победимский Д.Г., Попова Л.М. Химия и технология мономеров для синтетических каучуков: Учебное пособие для вузов - Л.: Химия, 1981. - 264 с;

2. Соболев В.М., Бородина И.В. Промышленные синтетические каучуки -М.: Химия, 1977. - 392 с;

3. Патент RU 2654863 О, опубл. 23.05.2018;

4. Патент ЯИ 224647 О, опубл. 20.02.2005;

5. Патент Германии 19849425, опубл. 2000, МПК С07С 13/10;

6. Патент США №6468399, опубл. 2002, МПК B01D 3/00, С07С 5/03;

7. Патент ЯИ №2203310 О, опубл. 14.05.2013 г

1837

Kubagusheva Z.F.

Ufa State Petroleum Technical University (Salavat, Russia)

PATENT REVIEW OF THE WORLD

PROCESSING EXPERIENCE PENTANE-AMYLENE FRACTION

Abstract: this article provides a patent review of the world experience in processing pentane-amylene fraction.

Keywords: pyrolysis, amylene fraction, piperylene fraction.

1838