Научная статья на тему 'СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ВЫДЕЛЕНИЯ БУТАДИЕНА ХЕМОСОРБЦИЕЙ'

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ВЫДЕЛЕНИЯ БУТАДИЕНА ХЕМОСОРБЦИЕЙ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
232
24
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БУТИЛЕН-БУТАДИЕНОВАЯ ФРАКЦИЯ / БУТАН-БУТИЛЕНОВАЯ ФРАКЦИЯ / БУТАДИЕН / ПРОИЗВОДСТВО БУТАДИЕНА / ХЕМОСОРБЦИЯ / ДЕСОРБЦИЯ / ПРЕДДЕСОРБЦИЯ / ВОДНО-АММИАЧНЫЙ РАСТВОР АЦЕТАТА ОДНОВАЛЕНТНОЙ МЕДИ / BUTYLENE-BUTADIENE FRACTION / BUTANE-BUTYLENE FRACTION / BUTADIENE / BUTADIENE PRODUCTION / CHEMISORPTION / DESORPTION / PRE-DESORPTION / AQUEOUS-AMMONIA SOLUTION OF MONOVALENT COPPER ACETATE

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Умергалин Т.Г., Шевляков Ф.Б., Шурупов О.К., Насыров И.Ш.

Процесс хемосорбции бутадиена-1,3 из бутадиенсодержащей фракции осуществляется в колонне противотоком нисходящего водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди к восходящему потоку углеводородов. Насыщенный непредельными углеводородами раствор хемосорбента последовательно проходит стадии преддесорбции и десорбции. Продуктами разделения бутадиенсодержащей фракции хемосорбцией являются бутадиен-1,3 и бутилен-изобутиленовая фракция. По действующей технологической схеме возврат бутиленов и бутадиена-1,3 с колонны предварительной десорбции в колонну хемосорбции бутилены из водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди вытесняет не до глубокой степени. Рассмотрен способ проведения преддесорбции последовательно в две ступени при 10-15°С и 35-45°С. Отгон первой ступени колонны предварительной десорбции предлагается направлять в промежуточную зону колонны хемосорбции. Отгон второй ступени следует направить в кубовую часть колонны хемосорбции.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

IMPROVEMENT OF TECHNOLOGICAL SCHEME OF ALLOCATION OF BUTADIENE BY CHEMISORPTION

The technological scheme of butadiene production by chemisorption from C4 hydrocarbon fractions consists of stages of purification from heavy and light components, water-soluble impurities and acetylene hydrocarbons. Chemisorption is carried out in a column by a counterflow of a downward aqueous ammonia solution of monovalent copper acetate to an upward flow of hydrocarbons. The saturated solution of the chemisorbent sequentially undergoes the stages of pre-desorption and desorption. The products of chemisorption separation are butadiene-1,3 and butylene-isobutylene fractions. The return of butadiene and butylene from the preliminary desorption column to the chemisorption column does not provide a high degree of displacement of butylene dissolved in a saturated aqueous ammonia solution of monovalent copper acetate. In order to provide the required quality of commercial butadiene, it is necessary either to increase the circulation of aqueous ammonia solution of monovalent copper acetate supplied to the chemisorption column, or to increase the number of plates in the chemisorption column. The method of increasing the efficiency of butadiene-1,3 extraction in the implementation of pre-desorption sequentially in two stages at 10-15 °C and 35-45 °C is studied. Average content of butadiene in the distillate of the first stage of the pre-desorption column is 85.37% by weight. This fraction is proposed to be directed to the intermediate zone of the chemisorption column. The butadiene content in the distillate of the second stage is more than 97% by weight. This fraction should be directed to the cubic part of the chemisorption column. Carrying out the process with a two-stage pre-desorption will reduce the thermal load on the chemisorption site and reduce the production of refrigerant for cooling the aqueous ammonia solution of monovalent copper acetate.

Текст научной работы на тему «СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ВЫДЕЛЕНИЯ БУТАДИЕНА ХЕМОСОРБЦИЕЙ»

УДК 661.7

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ВЫДЕЛЕНИЯ БУТАДИЕНА ХЕМОСОРБЦИЕЙ

© Т. Г. Умергалин1*, Ф. Б. Шевляков1, О. К. Шурупов1, И. Ш. Насыров2

1 Уфимский государственный нефтяной технический университет Россия, Республика Башкортостан, 450062 г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

2 ООО «Управляющая Компания «ТАУ НефтеХим» Россия, Республика Башкортостан, 450110 г. Стерлитамак, ул. Техническая, 14.

Тел.: +7 (347) 242 08 37.

*Етай: Umergalin@yandex.ru

Процесс хемосорбции бутадиена-1,3 из бутадиенсодержащей фракции осуществляется в колонне противотоком нисходящего водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди к восходящему потоку углеводородов. Насыщенный непредельными углеводородами раствор хемосорбента последовательно проходит стадии преддесорбции и десорбции. Продуктами разделения бутадиенсодержащей фракции хемосорбцией являются бутадиен-1,3 и бу-тилен-изобутиленовая фракция. По действующей технологической схеме возврат бутиленов и бутадиена-1,3 с колонны предварительной десорбции в колонну хемосорбции бутилены из водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди вытесняет не до глубокой степени. Рассмотрен способ проведения преддесорбции последовательно в две ступени при 10—15°С и 35—45°С. Отгон первой ступени колонны предварительной десорбции предлагается направлять в промежуточную зону колонны хемосорбции. Отгон второй ступени следует направить в кубовую часть колонны хемосорбции.

Ключевые слова: бутилен-бутадиеновая фракция, бутан-бутиленовая фракция, бутадиен, производство бутадиена, хемосорбция, десорбция, преддесорбция, водно-аммиачный раствор ацетата одновалентной меди.

Введение

В настоящее время наблюдается активный рост спроса на синтетические каучуки, сопровождаемый повышением их стоимости и открытым мировым рынком сбыта. Основным мономером для производства синтетических каучуков и термоэла-стопластов служит бутадиен-1,3 (далее бутадиен). Сырьем для производства бутадиена служат фракции пиролиза углеводородов [1—5]. В промышленности для выделения бутадиена нашел хемосорб-ционный способ с использованием водоаммиачного раствора ацетата одновалентной меди (МАР). Хе-мосорбция основана на образовании комплексных соединений ненасыщенных углеводородов (преимущественно диенов) с солями металлов переменной валентности [6—10].

Хемосорбцию бутадиена из бутадиенсодер-жащих фракций осуществляют в трех или четырех поглотительных колонных, работающих как одна колонна хемосорбции. Из куба последней колонны насыщенный МАР поступает на предварительную десорбцию, которую проводят при 23-38°С. Десор-бированные пары бутана, (изо)бутиленов и бутадиена с предварительной десорбции возвращают в качестве рецикла в колонну хемосорбции, а насыщенный раствор МАР поступает на окончательную десорбцию. Десорбированный бутадиен с верха колонны десорбции поступает на отмывку от аммиака, а десорбированный МАР после рекуперации тепла и охлаждения возвращают на стадию извлечения бутадиена. Повышение обогащения раствора МАР бутадиеном осуществляется за счет подачи в

низ колонны хемосорбции рециклового товарного бутадиена, в результате чего поглощенные бутиле-ны частично замещаются в комплексе МАР-бутадиен-бутилены на МАР-бутадиен.

Десорбция бутадиена может осуществляться за счет разрушения комплекса МАР-бутадиен нагреванием или уменьшением парциального давления бутадиена в системе путем создания вакуума или продувкой хемосорбента инертным газом или водяным паром.

Известен способ выделения бутадиена хемо-сорбцией с использованием МАР, в котором предварительную десорбцию хемосорбента осуществляют в две ступени. Выделенную на первой ступени предварительной десорбции фракции бутиленов возвращают в колонну хемосорбции в зону, расположенную между точками подачи исходной фракции и поглотительного раствора, фракцию второй ступени предварительной десорбции, обогащенную бутадиеном, вводят в куб колонны хемосорбции [11].

Целью данной работы являлось рассмотрение возможности совершенствования технологической схемы узла предварительной десорбции бутадиена на ОАО «Стерлитамакский нефтехимический завод» в результате увеличения эффективности отделения бутиленов от бутадиена путем использования приведенного выше способа двухступенчатой предварительной десорбции хемосорбента.

Экспериментальная часть

Компонентный состав углеводородов бутан-бутиленовой фракции анализировали методом газожидкостной хроматографии с использованием пла-

менно-ионизационного детектора. Неподвижная фаза - три-н-бутилфосфат на диатомите, жидкая фаза — полиэтиленгликоль ПЭГ-2000, газ носитель — гелий, температура колонки 15—40°С. Массовую долю фракции углеводородов определяли методом внутренней нормализации.

Обсуждение результатов

На рис. приведена принципиальная технологическая схема выделения бутадиена из бутилен-бутадиеновой фракции хемосорбцией раствором МАР.

В колонне 1 бутилен-бутадиеновая фракция I очищается от тяжелых II (С5 и выше) и легких III (С2, Сз) углеводородов методом ректификации. Далее бутилен-бутадиеновая фракция в колонне азео-тропной осушки 2 очищается от влаги и водорастворимых примесей IV. На стадии очистки от ацетиленовых углеводородов бутилен-бутадиеновая фракция в реакторе гидрирования 3 подвергается каталитическому гидрированию водородом V [12— 18]. Далее в колонне 4 происходит выделение бутадиена из охлажденной бутилен-бутадиеновой фракции методом хемосорбции раствором МАР VI. Для укрепления куба колонны хемосорбции в нижнюю часть колонны вводят часть товарного бутадиена VII. МАР, насыщенный бутадиеном, после колонны 4 поступает в колонну предварительной десорбции 5, где происходит выделение бутанов, бутиленов и бутадиена VIII и возврат их в качестве рецикла в колонну 4. С верха колонны 4 выделяется фракция, содержащая преимущественно бутан и бу-тилены (БИФ) IX. В колонне 6 в результате десорбции происходит выделение бутадиена-1,3 X из МАР.

При работе по данной схеме в ОАО «Стерли-тамакский нефтехимический завод» все количество

отгоняемых из колонны 5 предварительной десорбции бутилен-изобутиленовой фракции VIII с большим содержанием бутадиена (бутадиен-возврат с содержанием бутадиена 87.0—92.0% масс.) вводится в промежуточную зону колонны хемосорбции 4, а в низ колонны, в качестве рецикла для замещения в комплексе бутиленов на бутадиена, вводится часть товарного бутадиена. Концентрация бутадиена в рецикловом потоке VII в среднем равна 97.5% масс.

Возврат бутиленов и бутадиена из колонны 5 предварительной десорбции в колонну 4 не обеспечивает достаточную степень вытеснения растворенных в насыщенном МАР бутиленов. Для обеспечения требуемого качества товарного бутадиена необходимо либо увеличивать циркуляцию МАР, подаваемого в колонну хемосорбции, либо увеличивать количества тарелок в колонне хемосорбции.

На смеси бутадиенсодержащих фракций, перерабатываемых на установке, с использованием современных методов проведения и обработки экспериментальны данных [19—25] проведены расчетные и экспериментальные исследования стадии предварительной десорбции насыщенного хемо-сорбента.

В исследованиях рассматривались одноступенчатая предварительная десорбция в колонне 5, используемая на производстве, и предлагаемая двухступенчатая предварительная десорбция, предусматривающая представление колонны 5 в виде двух последовательно соединенных аппаратов. Состав потоков и режимные параметры соответствуют данным, приведенным в работе [21].

Результаты экспериментов процесса двухступенчатой предварительной десорбции представлены в табл. 1.

Рис. Принципиальная технологическая схема выделения бутадиена:

1 - колонна ректификации; 2 - колонна азеотропной осушки; 3 - реактор гидрирования; 4 - колонна хемосорбции; 5 - колонна предварительной десорбции; 6 - колонна десорбции. I - фракция ББФ; II - тяжелые углеводороды; III - легкие углеводороды; IV - влага и водорастворимые примеси; V - водород; VI - МАР; VII - рецикловый товарный бутадиен; VIII - бутан, бутилены и бутадиен; IX - фракция БИФ; X - бутадиен.

Таблица 1

Доля отбора фракций в ступенях предварительной десорбции (%) и содержание в них бутадиена, % масс.

Эксперимент Ступень 1 Ступень 2

Отбор Содержание Отбор Содержание

1 29.6 82.39 70.4 97.20

2 37.4 86.52 62.6 97.29

3 47.0 87.20 53.0 98.63

Среднее 38.0 85.37 62.0 97.70

Таблица 2

Ввод тепла в колонну хемосорбции углеводородными потоками. Одноступенчатая преддесорбция

Выработка бутадиена Выработка бутадиена

Параметр с рецикловым потоком без рециклового потока

Отгон преддесорбции | Рецикл бутадиена Отгон преддесорбции | Рецикл бутадиена

Теплоемкость,

Дж/(моль-град) Расход: 85.6 79.5 85.6 -

массовый, т/ч 1.5 0.5 1.8 0

мольн., моль/ч 27273 9091 32727 0

Температура, °С Тепло, кДж/ч 25 25 58364 18068 31 -86844 0

Суммарное тепло, кДж/ч 76432 86844

Таблица 3

Ввод тепла в колонну хемосорбции углеводородными потоками. Двухступенчатая преддесорбция

Выработка бутадиена Выработка бутадиена

Параметр с двухступенчатой преддесорбцией по действующей схеме

отгон первой ступени отгон второй ступени отгон преддесорбции | рецикл бутадиена

Теплоемкость,

Дж/(моль-град) 85.3 79.5 85.6 79.5

Расход:

массовый, т/ч 0.57 0.93 1.5 0.5

мольн., моль/ч 10364 16910 27273 9091

Температура, °С 10 35 25 25

Тепло, кДж/ч Суммарное тепло, кДж/ч

8849

47052

58364

18068

55901

Как следует из данных табл. 1, среднее содержание бутадиена в отгоне первой ступени колонны предварительной десорбции равно 85.37% масс. Такую фракцию предлагается направлять в промежуточную зону колонны 4 хемосорбции. В отгоне второй ступени содержание бутадиена более 97% масс. Эту фракцию следует направить в кубовую часть колонны хемосорбции, заменив ею ре-цикловый поток товарного бутадиена для вытеснения из комплекса бутиленов.

Выделение бутадиена из фракции С4 основано на том, что образование комплексного соединения МАР с бутиленами проходит менее селективно, чем с бутадиеном. Реакция образования комплексных соединений экзотермична. При образовании комплексного соединения с 1 кг бутадиена выделяется 710 кДж тепла, при образовании комплексного соединения бутиленов — 335 кДж тепла. Выделившееся тепло, по мере образования комплексных соединений, постепенно нагревает насыщенный цирку-

76432

лирующий раствор. Выделившееся тепло, а также подводимое тепло с углеводородными потоками преддесорбции и рециклового потока бутадиена приводят к десорбции насыщенного раствора МАР непосредственно в колонне хемосорбции. Осуществление процесса преддесорбции в две ступени позволяет уменьшить подводимое тепло.

Сопоставление тепловых нагрузок работы узла хемосорбции по действующей схеме и по той же схеме, но с исключением рецикла товарного бутадиена в колонну хемосорбции приведено в табл. 2.

Для обеспечения требуемого качества разделения бутадиена и бутан-бутиленовой фракции процесс без рецикла проводили при температуре на преддесорбции на 6 градусов выше и отгоне десор-бированных углеводородов на 0.3 т/ч выше, чем при работе по схеме с возвратом рециклового потока. Показано, что это приводит к увеличению подвода тепла в колонну хемосорбции на 10 412 кДж/ч.

Увеличение тепловой нагрузки узла хемосорбции при исключении подачи части товарного бутадиена на 10 412 кДж/ч отразилось на температурном режиме работы колонны хемосорбции. Для сохранения температурного режима необходимо увеличить кратность циркулирующего МАР к бутадиену с 35-38 до 39-43 т/ч, что приводит к увеличению энергозатрат на охлаждение медно-аммиачного раствора.

Далее сопоставление расчетных тепловых потоков углеводородных фракций проведено применительно к действующей технологической схеме и предлагаемому способу двухступенчатой предде-сорбции. Результаты представлены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, проведение двухступенчатой преддесорбции и исключение рецикла товарного бутадиена позволяет снизить тепловую нагрузку на стадии хемосорбции. При сопоставимых нагрузках по ББФ разность по теплу составляет 20 531 кДж/ч (или 26.8%).

Снижение тепловой нагрузки на систему хемосорбции позволит уменьшить циркуляцию МАР, и, следовательно, снизить расходы на охлаждение МАР.

Выводы

Предложенный на основании проведенного исследования и анализа процесса способ совершенствования технологической схемы выделения бутадиена хемосорбцией с использованием двухступенчатой колонны предварительной десорбции бутадиена позволяет прогнозировать исключение использования товарного бутадиена в качестве рецикла для укрепления кубовой части колонны хе-мосорбции. При использовании данной схемы ожидается снижение расхода вспомогательных материалов и энергозатрат.

ЛИТЕРАТУРА

1. Платэ Н. А. Основы химии и технологии мономеров. М.: Наука: МАИК "Наука/Интерпериодика". 2002. 696 с.

2. Кирпичников П. А., Береснев В. В., Попова Л. М. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука. Л.: Химия. 1986. 224 с.

3. Павлов С. Ю. Выделение и очистка мономеров для синтетического каучука. Л.: Химия. 1987. 232 с

4. Павлов О. С., Карсаков С. А., Павлов С. Ю. Развитие процессов разделения С4-углеводородов и очистки 1,3-бутадиена. Теоретические основы химической технологии. 2011. Т. 45. №6. С. 669-678.

5. Ахмадиев А. Л., Поникаров С. И. Установка вакуумного дегидрирования углеводородов. Вестник Казан. техн. унта. 2010. №7. С. 171-173.

6. Насыров И. Ш., Шурупов О. К., Шелудченко В. А., Шевляков Ф. Б., Захаров В. П. Исследование влияния окислительно-восстановительного потенциала раствора медноаммиачного на его стабильность в процессе выделения бутадиена из фракции С4 пиролиза углеводородов методом хемосорбции. Хим. пром. сегодня. 2017. №6. С. 16-20.

7. Насыров И. Ш., Шурупов О. К., Шелудченко В. А., Захаров В. П., Шевляков Ф. Б. Регенерация водно-аммиачного раствора ацетата одновалентной меди в производстве бутадиена. Нефтеперераб. и нефтехим. Науч.-техн. достиж. и передовой опыт. 2018. №4. С. 21-25.

8. Шурупов О. К., Шевляков Ф. Б., Умергалин Т. Г. О программном комплексе расчета расходного коэффициента бута-диена-1,3 производства бутадиена методом хемосорбции. Башкир. хим. журн. 2018. Т. 25. №4. С. 101-104.

9. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ РФ №2018617562. Шевляков Ф. Б., Умергалин Т. Г.,

Ямалдинов А. Р., Насыров И. Ш., Шурупов О. К., Шелудченко В. А.; заявл. 07.05.2018; опубл. 26.06.2018, Бюл. 7.

10. Смирнова Е. А., Латыпова О. И., Побегалова Д. Н. Растворимость ненасыщенных углеводородов в водных и водно-аммиачных растворах электролитов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2008. Т. 51. Вып. 8. С. 22-24.

11. Способ выделения бутадиена: а. с. 1027146 СССР №3339702/23-04 / Кузнецов С. Г., Горшков В. А., Павлов С. Ю.; заявл. 21.09.81; опубл. 07.07.1983, Бюл. 25.

12. Касьянова Л. З., Каримов Э. Х., Каримов О. Х. Гидрирование бутадиенсодержащих фракций на поверхности пал-ладиевого катализатора. Приволжск. Науч. Вестник, 2012. №6(10). С. 6-8.

13. Ламберов А. А., Ильясов И. Р., Егорова С. Р., Назаров М. В., Гильманов Х. Х., Шатилов В. М. Опытные испытания алюмопалладиевых катализаторов селективного гидрирования винилацетилена. Катализ в промышленности. 2008, №5. С. 49-56.

14. Тарарыкин А. Г., Невьянцева Л. Н., Баженов Ю. П., Гали-ева Ф. А., Касьянова Л. З. Разработка и внедрение в производство катализаторов серии РК220 для селективного гидрирования примесей ацетиленовых углеводородов при очистке бутиленбутадиеновой фракции в процессе получения бутадиена-1,3 Катализ в промышленности. 2009. №5. С. 51-56.

15. Куттубаев С. Н., Рахимов М. Н., Павлов М. Л., Басимо-ва Р. А., Кутепов Б. И. Исследование эффективности очистки этан-этиленовой фракции пиролиза от ацети-ленистых соединений на различных катализаторах. Электронный науч. журнал «Нефтегазовое дело». 2012. №4. С. 165-178.

16. Насыров И. Ш., Шурупов О. К., Захаров В. П., Шевля-ков Ф. Б., Бакытов Н. Б. Повышение эффективности селективного гидрирования ацетиленовых углеводородов в бутилен-бутадиеновой фракции при производстве бутади-ена-1,3. Нефтехим. 2018. Т. 58. №5. С. 618-622. DOI: 10.1134^002824211805013.

17. Насыров И. Ш., Шурупов О. К., Захаров В. П., Шевляков Ф. Б., Бакытов Н. Б. Оценка влияния пропускной способности распределительных насадок водорода на эффективность гидрирования ацетиленовых углеводородов в бутилен-бутадиеновой фракции в производстве бутадиена-1,3. Вестник техн. ун-та. 2017. Т. 20. №24. С. 78-82.

18. Способ повышения эффективности селективного гидрирования. Патент РФ №2658417. Захаров В. П., Шевляков Ф. Б., Булатова О. Ф., Путилов Е. Ю., Бакытов Н. Б., Шурупов О. К., Насыров И. Ш.. 2018. Заявл. 01.06.2017; опубл. 21.06.2018, Бюл. 18.

19. Умергалин Т. Г., Гареева И. Ю. Процессы и оборудование газопереработки и газохимии. Уфа: изд-во УГНТУ, 2018. 102 с.

20. Шевляков Ф. Б., Умергалин Т. Г., Захаров В. П. Использование трубчатого турбулентного аппарата в нефтегазовых и химических процессах. Уфа: РИЦ БашГУ, 2018. 204 с.

21. Насыров И. Ш., Шурупов О. К., Шелудченко В. А., Захаров В. П., Умергалин Т. Г., Шевляков Ф. Б. Оценка влияния состава сырья и технологических параметров отдельных стадий выделения бутадиена-1,3 из бутилен-бутадиеновой фракции методом хемосорбции на расходный коэффициент бутадиена // Башкир. хим. журн. 2017. Т. 24. №4. С. 55-61.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

22. Каеем Д. Х., Умергалин Т. Г., Захаров В. П., Шевля-ков Ф. Б. Аппарат однократной абсорбции высококипя-щих компонентов из попутного нефтяного газа. Изв. вузов. Нефть и газ. 2009. №1. С. 32-34.

23. Умергалин Т. Г., Захаров В. П., Шевляков Ф. Б., Баулин О. А. Гидродинамические особенности работы трубчатых турбулентных аппаратов применительно к извлечению высоко-кипящих углеводородов из попутного нефтяного газа. Башкир. хим. журн. 2011. Т. 18., №2. С. 156-161.

24. Захаров В. П., Умергалин Т. Г., Шевляков Ф. Б., Мурзабеков Б. Е., Захарова Е. М. Гидродинамический режим работы турбулентного аппарата при водной отмывке газового конденсата. Химическая пром-ть сегодня. 2015. №2. С. 24-31.

25. Захаров В. П., Минскер К. С., Шевляков Ф. Б., Берлин А. А., Алексанян Г. Г., Рытов Б. Л., Коноплев А. А. Интенсификация газожидкостных процессов в трубчатых турбулентных аппаратах. Журн. прикл. химии. 2004. Т. 77. №11. С. 1822-1825.

Поступила в редакцию 02.04.2019 г.

ISSN 1998-4812

BecTHHK BamKHpcKoro yHHBepcureTa. 2019. T. 24. №2

375

IMPROVEMENT OF TECHNOLOGICAL SCHEME OF ALLOCATION OF BUTADIENE BY CHEMISORPTION

© T. G. Umergalin1*, F. B. Shevlyakov1, O. K. Shurupov1, I. Sh. Nasyrov2

¡Ufa State Petroleum Technological University 1 Kosmonavtov Street, 450062 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia.

2Management company "TAUNeftekhim " 14 Tekhnicheskaya Street, 450110 Sterlitamak, Republic of Bashkortostan, Russia.

Phone: +7 (347) 242 08 37.

*Email: umergalin@yandex.ru

The technological scheme of butadiene production by chemisorption from C4 hydrocarbon fractions consists of stages of purification from heavy and light components, water-soluble impurities and acetylene hydrocarbons. Chemisorption is carried out in a column by a counterflow of a downward aqueous ammonia solution of monovalent copper acetate to an upward flow of hydrocarbons. The saturated solution of the chemisorbent sequentially undergoes the stages of pre-desorption and desorption. The products of chemisorption separation are butadiene-1,3 and butylene-isobutylene fractions. The return of butadiene and butylene from the preliminary desorption column to the chemisorption column does not provide a high degree of displacement of butylene dissolved in a saturated aqueous ammonia solution of monovalent copper acetate. In order to provide the required quality of commercial butadiene, it is necessary either to increase the circulation of aqueous ammonia solution of monovalent copper acetate supplied to the chemisorption column, or to increase the number of plates in the chemisorption column. The method of increasing the efficiency of butadiene-1,3 extraction in the implementation of pre-desorption sequentially in two stages at 10-15 °C and 35-45 °C is studied. Average content of butadiene in the distillate of the first stage of the pre-desorption column is 85.37% by weight. This fraction is proposed to be directed to the intermediate zone of the chemisorption column. The butadiene content in the distillate of the second stage is more than 97% by weight. This fraction should be directed to the cubic part of the chemisorption column. Carrying out the process with a two-stage pre-desorption will reduce the thermal load on the chemisorption site and reduce the production of refrigerant for cooling the aqueous ammonia solution of monovalent copper acetate.

Keywords: butylene-butadiene fraction, butane-butylene fraction, butadiene, butadiene production, chemisorption, desorption, pre-desorption, aqueous-ammonia solution of monovalent copper acetate.

Published in Russian. Do not hesitate to contact us at bulletin_bsu@mail.ru if you need translation of the article.

REFERENCES

1. Plate N. A. Osnovy khimii i tekhnologii monomerov [Basics of chemistry and technology of monomers]. Moscow: Nauka: MAIK "Nauka/Interperiodika". 2002.

2. Kirpichnikov P. A., Beresnev V. V., Popova L. M. Al'bom tekhnologicheskikh skhem osnovnykh proizvodstv promyshlennosti sin-teticheskogo kauchuka [Album of technological schemes of the main production of the synthetic rubber industry]. Leningrad: Khimiya. 1986.

3. Pavlov S. Yu. Vydelenie i ochistka monomerov dlya sinteticheskogo kauchuka [Extraction and purification of monomers for synthetic rubber]. Leningrad: Khimiya. 1987. 232 s

4. Pavlov O. S., Karsakov S. A., Pavlov S. Yu. Razvitie protsessov razdeleniya C4-uglevodorodov i ochistki 1,3-butadiena. Teoreticheskie osnovy khimicheskoi tekhnologii. 2011. Vol. 45. No. 6. Pp. 669-678.

5. Akhmadiev A. L., Ponikarov S. I. Ustanovka vakuumnogo degidrirovaniya uglevodorodov. Vestnik Kazan. tekhn. un-ta. 2010. No. 7. Pp. 171-173.

6. Nasyrov I. Sh., Shurupov O. K., Sheludchenko V A., Shevlyakov F. B., Zakharov V. P. Issledovanie vliyaniya okislitel'no-vosstanovitel'nogo potentsiala rastvora mednoammiachnogo na ego stabil'nost' v protsesse vydeleniya butadiena iz fraktsii S4 piroliza uglevodorodov metodom khemosorbtsii. Khim. prom. segodnya. 2017. No. 6. Pp. 16-20.

7. Nasyrov I. Sh., Shurupov O. K., Sheludchenko V A., Zakharov V. P., Shevlyakov F. B. Regeneratsiya vodno-ammiachnogo rastvora atsetata odnovalentnoi medi v proizvodstve butadiena. Neftepererab. i neftekhim. Nauch.-tekhn. dostizh. i peredovoi opyt. 2018. No. 4. Pp. 21-25.

376

ХИMИЯ

8, Shurupov O, K,, Shevlyakov F, B,, Umergalin T, G, O programmnom komplekse rascheta raskhodnogo koeffitsienta butadiena-1,3 pro-izvodstva butadiena metodom khemosorbtsii, Bashkir, khim, zhurn, 2018, Vol, 25, No, 4, Pp, 101-104,

9, Svidetel'stvo o gosudarstvennoi registratsii programm dlya EVM RF No, 2018617562, Shevlyakov F, B,, Umergalin T, G,, Yamaldinov A. R., Nasyrov I. Sh., Shurupov O. K., Sheludchenko V A.; zayavl. 07.05.2018; opubl. 26.06.2018, Byul. 7.

10, Smirnova E, A,, Latypova O, l,, Pobegalova D, N, Rastvorimost' nenasyshchennykh uglevodorodov v vodnykh i vodno-ammiachnykh rastvorakh elektrolitov, lzv, vuzov, Khimiya i khim, tekhnologiya, 2008, Vol, 51, No, 8, Pp, 22-24,

11, Sposob vydeleniya butadiena: a, s, 1027146 SSSR No, 3339702/23-04 / Kuznetsov S. G., Gorshkov V. A., Pavlov S. Yu.; zayavl. 21.09.81; opubl. 07.07.1983, Byul. 25.

12, Kas'yanova L, Z,, Karimov E, Kh,, Karimov O, Kh, Gidrirovanie butadiensoderzhashchikh fraktsii na poverkhnosti palladievogo katalizatora, Privolzhsk, Nauch, Vestnik, 2012, No, 6(10), Pp, 6-8,

13, Lamberov A, A,, ll'yasov l, R,, Egorova S, R,, Nazarov M, V,, Gil'manov Kh, Kh,, Shatilov V, M, Opytnye ispytaniya alyumopalladi-evykh katalizatorov selektivnogo gidrirovaniya vinilatsetilena, Kataliz v promyshlennosti, 2008, No, 5, Pp, 49-56,

14, Tararykin A, G,, Nev'yantseva L, N,, Bazhenov Yu, P,, Galieva F, A,, Kas'yanova L, Z, Razrabotka i vnedrenie v proizvodstvo katalizatorov serii RK220 dlya selektivnogo gidrirovaniya primesei atsetilenovykh uglevodorodov pri ochistke butilenbutadienovoi fraktsii v protsesse polucheniya butadiena-1,3 Kataliz v promyshlennosti, 2009, No, 5, Pp, 51-56,

15, Kuttubaev S, N,, Rakhimov M, N,, Pavlov M, L,, Basimova R, A,, Kutepov B, l, lssledovanie effektivnosti ochistki etan-etilenovoi fraktsii piroliza ot atsetilenistykh soedinenii na razlichnykh katalizatorakh, Elektronnyi nauch, zhurnal «Neftegazovoe delo», 2012, No, 4, Pp, 165-178,

16, Nasyrov l, Sh,, Shurupov O, K,, Zakharov V, P,, Shevlyakov F, B,, Bakytov N, B, Povyshenie effektivnosti selektivnogo gidrirovaniya atsetilenovykh uglevodorodov v butilen-butadienovoi fraktsii pri proizvodstve butadiena-1,3, Neftekhim, 2018, Vol, 58, No, 5, Pp, 618-622, DOl: 101134/S002824211805013,

17, Nasyrov l, Sh,, Shurupov O, K,, Zakharov V, P,, Shevlyakov F, B,, Bakytov N, B, Otsenka vliyaniya propusknoi sposobnosti raspredeli-tel'nykh nasadok vodoroda na effektivnost' gidrirovaniya atsetilenovykh uglevodorodov v butilen-butadienovoi fraktsii v proizvodstve butadiena-1,3, Vestnik tekhn, un-ta, 2017, Vol, 20, No, 24, Pp, 78-82,

18, Sposob povysheniya effektivnosti selektivnogo gidrirovaniya, Patent RF No, 2658417, Zakharov V P,, Shevlyakov F, B,, Bulatova O, F., Putilov E. Yu., Bakytov N. B., Shurupov O. K., Nasyrov I. Sh.. 2018. Zayavl. 01.06.2017; opubl. 21.06.2018, Byul. 18.

19, Umergalin T, G,, Gareeva l, Yu, Protsessy i oborudovanie gazopererabotki i gazokhimii [Processes and equipment of gas processing and gas chemistry], Ufa: izd-vo UGNTU, 2018,

20, Shevlyakov F, B,, Umergalin T, G,, Zakharov V P, lspol'zovanie trubchatogo turbulentnogo apparata v neftegazovykh i khimicheskikh protsessakh [The use of a tubular turbulent apparatus in oil-gas and chemical processes], Ufa: RlTs BashGU, 2018,

21, Nasyrov l, Sh,, Shurupov O, K,, Sheludchenko V A,, Zakharov V P,, Umergalin T, G,, Shevlyakov F, B, Bashkir, khim, zhurn, 2017, Vol, 24, No, 4, Pp, 55-61,

22, Kaeem D, Kh,, Umergalin T, G,, Zakharov V, P,, Shevlyakov F, B, Apparat odnokratnoi absorbtsii vysokokipyashchikh komponentov iz poputnogo neftyanogo gaza, lzv, vuzov, Neft' i gaz, 2009, No, 1, Pp, 32-34,

23, Umergalin T, G,, Zakharov V, P,, Shevlyakov F, B,, Baulin O, A, Gidrodinamicheskie osobennosti raboty trubchatykh turbulentnykh apparatov primenitel'no k izvlecheniyu vysokokipyashchikh uglevodorodov iz poputnogo neftyanogo gaza, Bashkir, khim, zhurn, 2011, Vol, 18,, No, 2, Pp, 156-161,

24, Zakharov V, P,, Umergalin T, G,, Shevlyakov F, B,, Murzabekov B, E,, Zakharova E, M, Gidrodinamicheskii rezhim raboty turbulentnogo apparata pri vodnoi otmyvke gazovogo kondensata, Khimicheskaya prom-t' segodnya, 2015, No, 2, Pp, 24-31,

25, Zakharov V P,, Minsker K, S,, Shevlyakov F, B,, Berlin A, A,, Aleksanyan G, G,, Rytov B, L,, Konoplev A, A, Intensifikatsiya gazozhidkostnykh protsessov v trubchatykh turbulentnykh apparatakh, Zhurn, prikl, khimii, 2004, Vol, 77, No, 11, Pp, 1822-1825,

Received 02.04.2019.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.