KR830000970B1 - Separation of conjugated diolefins from C_4- or C_5-hydrocarbon mixtures - Google Patents
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Abstract
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Description
본 발명은 선택적인 용매의 도움으로 추출증류에 의해서 C4또는 C5탄화수소 혼합물로 부터 공액(Conjugated) 디올레핀을 분리하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for separating conjugated diolefins from a C 4 or C 5 hydrocarbon mixture by extractive distillation with the aid of an optional solvent.
추출증류는, 예를들어서 만약 분리되어야 할 성분들이 공비 혼합물을 형성하거나 또는 상대 휘발도의 차이가 미소할 경우, 종래의 분별 증류에 의해서 쉽게 분리될 수 없는 혼합물들을 분리하기 위한 주지된 방법이다. 추출증류에 있어서, 비교적 낮은 휘발도의 용매는, 분리되어야 할 성분들의 상대 휘발도의 차이가 증가되어서 증류에 의한 분리가 가능하게 되는 양으로 증류탑으로 도입된다. 추출증류에 대한 전형적인 응용 사례는, 예를들어서 C.S. Robinson 등의 "Elements of Fractional Distillation", 제4판 McGraw-Hill 출판사, New York, (1959), 291 페이지에서 찾아볼 수 있다.Extractive distillation is a well-known method for separating mixtures that cannot be easily separated by conventional fractional distillation, for example if the components to be separated form an azeotropic mixture or the difference in relative volatility is small. In extractive distillation, a relatively low volatility solvent is introduced into the distillation column in such an amount that the difference in the relative volatility of the components to be separated is increased to enable separation by distillation. Typical application examples for extractive distillation are described, for example, in C.S. Robinson et al., "Elements of Fractional Distillation", 4th edition McGraw-Hill Press, New York, (1959), 291.
예를들어서, 독일출원 DOS 2,742,148호, 공보된 독일출원 DAS 1,568,902호, 독일특허 1,163,795호 또는 The Soviet Chemical Industry, No. 11, 1971년 11월, 719-723페이지에는, 공액디올레핀은 선택적인 용매를 사용하여 추출증류에 의해서 C4또는 C5탄화수소 혼합물로 부터 분리될 수 있다는 것이 알려져 있다.For example, German application DOS 2,742,148, published German application DAS 1,568,902, German patent 1,163,795 or The Soviet Chemical Industry, No. 11, November 1971, pages 719-723, it is known that conjugated diolefins can be separated from C 4 or C 5 hydrocarbon mixtures by extractive distillation using an optional solvent.
선택적인 용매들은 무수(無水) 상태로 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 방법에 있어서, 특히 가수분해에 민감한 용매들의 경우에 사용될 때에는, C4-또는 C5-탄화수소의 선택도는 일반적으로 불충분하다.Optional solvents can be used in the anhydrous state. In this process, however, the selectivity of C 4 -or C 5 -hydrocarbons is generally insufficient, especially when used in the case of solvents sensitive to hydrolysis.
그러므로 선택도를 증가시키고 비등점을 낮추기 위해서 물이 선택적 용매들에 첨가되어 왔다. 그러나, 이와 같이 물을 선택적인 용매에 첨가하는 것은 선택적인 용매 내에서의 C4또는 C5탄화수소의 용해도를 감소시키는 단점이 있으며, 이로써 추출장치에서 순환되는 선택적인 용매의 양은 이에 따라 증가된다. 더우기, 물의 첨가는 점도에 대해서 그리고 이에 따라 선택적인 용매의 트레이(tray) 효율에 대해서 역 효과를 줄 수 있다.Therefore, water has been added to the selective solvents to increase the selectivity and lower the boiling point. However, this addition of water to the selective solvent has the disadvantage of reducing the solubility of C 4 or C 5 hydrocarbons in the optional solvent, thereby increasing the amount of the optional solvent circulated in the extractor. Moreover, the addition of water can have an adverse effect on the viscosity and thus on the tray efficiency of the optional solvent.
본 발명의 목적은 선택적인 용매를 사용하여서 일단 또는 다단추출 종류에 의해 디올레핀을 함유하는 C4- 또는 C5탄화수소 혼합물로 부터 공액 디올레핀을 분리하는 방법을 제공하는데 있으며, 여기서 추출장치 내에서 순환되는 선택적인 용매의 양은 낮은 수준으로 유지된다.It is an object of the present invention to provide a process for the separation of conjugated diolefins from C 4 -or C 5 hydrocarbon mixtures containing diolefins by single or multistage extraction species using an optional solvent, wherein The amount of optional solvent circulated is kept at a low level.
본 발명에 따라, 선택적인 용매를 사용하여서 일단 또는 다단 추출 증류에 의해 디올레핀을 함유하는 C4- 또는 C5탄화수소 혼합물로 부터 공액 디올레핀을 분리하는 방법에 의해서, 본 발명의 목적 및 여타 다른 목적들, 그리고 이점들이 성취되며 여기서 사용되는 용매는 다음,According to the present invention, by the method of separating the conjugated diolefin from the C 4 -or C 5 hydrocarbon mixture containing the diolefin by single or multiple stage extractive distillation using an optional solvent, the object of the present invention and other Objects and advantages are achieved and the solvent used here is
a) 140°-260C 사이에서 비등하는 50-99중량%의 선택적인 용매와,a) 50-99% by weight of optional solvent boiling between 140 ° -260C,
b) 45°-125℃ 사이에서 비등하는 1-50중량%의 유기용매b) 1-50% by weight of organic solvent boiling between 45 ° -125 ° C
로 구성된 용매 혼합물들이다.Solvent mixtures.
본 발명에 따라서 선택적인 용매로 사용되는 용매 혼합물 내에서의 C4또는 C5탄화수소의 용해도는 종래의 방법들과 비교해서 실질적으로 증가되며, 반면 C4또는 C5탄화수소의 선택도는 비슷하여 이로써 공액 디올레핀을 분리하기 위한 추출장치에서 순환되는 선택적인 용매의 양은 크게 감소될 수 있다. 특히 이러한 사실로 해서 추출장치에 대해서 요구되는 투자비용과 스팀 및 전기 에너지의 소비가 크게 감소한다. 더우기 본 발명에 따라 사용되는 용매 혼합물은 비교하는 C4또는 C5탄화수소 선택도를 가진 종래의 선택적인 용매들보다 더 낮은 점도, 더 낮은 증발열 그리고 더 낮은 비열을 가지고 있다.The solubility of C 4 or C 5 hydrocarbons in a solvent mixture used as an optional solvent according to the invention is substantially increased compared to conventional methods, while the selectivity of C 4 or C 5 hydrocarbons is similar and thus The amount of optional solvent circulated in the extractor for separating the conjugated diolefin can be greatly reduced. In particular, this fact greatly reduces the investment required for the extractor and the consumption of steam and electrical energy. Furthermore, the solvent mixtures used according to the invention have a lower viscosity, lower heat of evaporation and lower specific heat than conventional selective solvents having comparable C 4 or C 5 hydrocarbon selectivity.
본 발명에 따라 사용되는 용매 혼합물의 낮은 점도로 해서 추출 증류탑에서의 높은 트레이 효율이 초래되며, 한편 낮은 증발열 및 낮은 비열의 결과로 해서 에너지가 부수적으로 절약될 수 있다.The low viscosity of the solvent mixtures used according to the invention results in high tray efficiency in the extractive distillation column, while energy can be concomitantly saved as a result of low heat of evaporation and low specific heat.
상기한 (a)에 따라 비교적 고비점의 선택적인 용매들 중 하나와 (b)에 따른 비교적 저비점의 유기 용매들 중 하나와의 혼합물을 사용하는 또 다른 이점은, 예를 들어서, 탈가스대 또는 용매 스트리핑 대로서 운전되는 공액 디올레핀을 분리하기 위한 추출장치의 용매 회수대가 주어진 탑 저부 온도에 대해서 종래의 공정에 따라서 (a)에 따른 용매만을 사용한 경우보다 더 높은 압력하에서 운전될 수 있다는 것이다. 이러한 사실은 예를 들어서 높은 압력 때문에 용매 회수대에서 얻어진 탈 가스화된 탄화수소가 간단한 방법으로 압축기 또는 송풍기의 중개 역할 없이도 고압하에서 운전되는 하향류(down stream)대로 유입될 수 있다는 이점을 가지고 있다.Another advantage of using a mixture of one of the relatively high boiling optional solvents according to (a) above and one of the relatively low boiling organic solvents according to (b) is, for example, degassing zone or The solvent recovery zone of the extractor for separating conjugated diolefins operated as solvent stripping zones can be operated at a higher pressure than for the given tower bottom temperature than with the solvent according to (a) according to conventional processes. This has the advantage that, for example, because of the high pressure, the degassed hydrocarbons obtained from the solvent recovery zone can be introduced into the down stream running under high pressure in a simple manner without intervening the compressor or blower.
상기한 (a)에 따른 비교적 고비점의 용매들 중 하나와 (b)에 따른 저 비점의 용매들 중 하나와의 혼합물을 사용하는 또 다른 이점은, 예를들어서 탈가스때 또는 용매 스트리핑 때로서 운전되는 추출장치의 용매 회수대가 종래의 공정에서와 동일한 압력을 사용하였을 때 낮은 탑지부 온도에서 운전될 수 있다는 것이며, 이로써 중합체 형성에 의한 추출단위의 오염이 더욱 쉽게 방지될 수 있다.Another advantage of using a mixture of one of the relatively high boiling solvents according to (a) and one of the lower boiling solvents according to (b) is, for example, as degassing or solvent stripping. The solvent recovery table of the extraction apparatus being operated can be operated at a low top temperature when using the same pressure as in the conventional process, whereby contamination of the extraction unit by polymer formation can be more easily prevented.
본 발명에 따라서 사용되는, 예를 들어서 N-메틸피롤리돈과 아세토니트릴의 혼합물과 같은 용매 혼합물이, 예를 들어서 종전의 기술에서 사용된 N-메틸피롤리돈과 물의 혼합물 만큼 우수한 탄화수소 선택도를 나타낸다는 것은 놀라운 일이었으며, 그 이유는 만약 아세토니트릴이 공액 올레핀을 분리하기 위한 선택적인 용매로써 사용된다면, 물의 첨가 후 용매는 단지 적당한 탄화수소 선택도 만을 나타내기 때문이다. (예를 들어서 미국특허 3,317,627호를 참조)Solvent mixtures used in accordance with the invention, for example mixtures of N-methylpyrrolidone and acetonitrile, have good hydrocarbon selectivity as good as, for example, the mixture of N-methylpyrrolidone and water used in the prior art. It was surprising to show that if acetonitrile is used as the optional solvent for separating the conjugated olefins, the solvent after addition of water only shows the appropriate hydrocarbon selectivity. (See, eg, US Pat. No. 3,317,627)
본 발명에 따른 방법에서는,In the method according to the invention,
(a) 대기압 하에서 140-260℃, 좋기로는 150-210℃에서 비등하는 50-99중량%의 선택적인 용매화,(a) 50-99 wt% selective solvation boiling at 140-260 ° C., preferably 150-210 ° C. under atmospheric pressure,
(b) 대기압 하에서 45-125℃, 좋기로는 50-115℃ 특히 55-105℃에서 비등하는 1-50중량%의 유기용매로 구성된 용매 혼합물이 채택된다.(b) A solvent mixture consisting of 1-50% by weight of organic solvent boiling at 45-125 ° C., preferably 50-115 ° C., especially 55-105 ° C., under atmospheric pressure is employed.
상기한 (a)에 따른 적합한 선택적인 용매들에 대한 실제로서, 부티롤 락톤, 푸르푸르알데히드, 메톡시 프로피오니트릴, 그리고 좋기로는 N-알킬-치환된 저급 지방산 아미드로서 예를들어 디메틸포름아미드, 디에틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디에틸아세트아미드 및 포르밀모르폴린, 그리고 5개의 고리를 가진 N-알킬-치환된 지방족고리산아미드(락탐들)로서 예를 들어 알킬이 1-3개의 탄소의 된, 특히 N-메틸피롤리돈과 같은 N-알킬피롤리돈등을 들 수 있다. 용매(a)로서 디메틸포름아미드 및 특히 N-메틸피롤리돈을 사용하는 것이 특별히 유리하다.In practice for suitable optional solvents according to (a) above, butyrolactone, furfuraldehyde, methoxy propionitrile, and preferably N-alkyl-substituted lower fatty acid amides, for example dimethylform Amide, diethylformamide, dimethylacetamide, diethylacetamide and formylmorpholine, and N-alkyl-substituted aliphatic cyclic amides (lactams) having five rings, for example alkyl having 1-3 Carbon, especially N-alkylpyrrolidone, such as N-methylpyrrolidone, etc. are mentioned. Particularly advantageous is the use of dimethylformamide and in particular N-methylpyrrolidone as solvent (a).
상기한 (b)에 따른 적합한 용기 용매들에 대한 실례로서, 나트릴류, 지방족 또는 지방족고리 에테르류, 저급 지방 카르복실산 에스테르류 및 탄산 에스테르류, 아민류, 알코올류, 지방족 케톤류, 에테르-아민류 지방족 탄화수소류 그리고 45°-125℃에서 비등하는 방향족 탄화수소류 등을 들 수 있다. 적합한 나트릴류에 대한 실례로서, 부티로니트릴, 프로피오니트릴 그리고 좋기로는 아세토니트릴을 들 수 있다.Examples of suitable container solvents according to (b) above include natrils, aliphatic or aliphatic ring ethers, lower fatty carboxylic acid esters and carbonate esters, amines, alcohols, aliphatic ketones, ether-amines Aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons boiling at 45 ° -125 ° C. Examples of suitable natrils include butyronitrile, propionitrile and preferably acetonitrile.
적합한 아민류의 실례로서, 예를들어 n-부틸아민, 세컨더리-부틸아민, 이소부틸아민, n-아밀아민, 이소아밀아민, 테트라-아밀아민 및 세컨더리-n-아밀아민과 같은 4 또는 5개의 탄소원자를 가진 지방족 탄화수소기를 함유하는 일급 지방족 아민들, 예를 들어 디에틸아민, 디프로필아민, 디이소프로필아민 및 피페리딘과 같은 총 4-6개의 탄소원자를 가진 지방족 탄화수소기를 함유하는 이급 지방아민들, 예를 들어 N, N-디메틸이소부틸아민 및 트리에틸아민과 총 5 또는 6개의 탄소 원자를 가진 지방족탄화수소기를 함유하는 삼급 지방족 아민들을 들 수 있다. 적합한 알코올류에 대한 실례로서, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올 및 터서리-아밀 알코올과 같은 1-5개의 탄소 원자를 가진 알코올들을 들 수 있으며, 이소프로판올이 좋다. 적합한 케톤류에 대한 실례로서, 예를들어 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸 케톤 및 메틸프로필 케톤과 같은 총 3-5개의 탄소 원자를 가진 지방족 케톤들을 들 수 있다. 적합한 에테르-아민류에 대한 실례로서, 예를 들어 2-메톡시에틸아민, 2-에톡시 에틸아민 및 3-메톡시프로필 아민과 같은 총 3 또는 4개의 탄소원자를 가진 알콕시 알킬아민들을 들 수 있다. 좋은 지방족 탄화 수소들로는, 예를 들어 헥산, 헵탄 및 옥탄과 같은 6-8개의 탄소원자를 가진 탄화수소들이다.Examples of suitable amines are, for example, 4 or 5 carbon sources such as n-butylamine, secondary-butylamine, isobutylamine, n-amylamine, isoamylamine, tetra-amylamine and secondary-n-amylamine Primary aliphatic amines containing an aliphatic hydrocarbon group having a valence, for example, secondary fatty amines containing aliphatic hydrocarbon groups having a total of 4-6 carbon atoms such as diethylamine, dipropylamine, diisopropylamine and piperidine Tertiary aliphatic amines containing, for example, N, N-dimethylisobutylamine and triethylamine and aliphatic hydrocarbon groups having a total of 5 or 6 carbon atoms. Examples of suitable alcohols include, for example, alcohols having 1-5 carbon atoms, such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol and terrestrial-amyl alcohol, with isopropanol being preferred. Examples of suitable ketones include aliphatic ketones having a total of 3-5 carbon atoms such as, for example, acetone, methylethyl ketone, diethyl ketone and methylpropyl ketone. Examples of suitable ether-amines include, for example, alkoxy alkylamines having a total of three or four carbon atoms, such as 2-methoxyethylamine, 2-ethoxy ethylamine and 3-methoxypropyl amine. Good aliphatic hydrocarbons are hydrocarbons having 6-8 carbon atoms, for example hexane, heptane and octane.
적합한 지방족고리 탄화수소들에 대한 실례로서, 예를 들어 사이클로헥산 및 메틸사이클로헥산과 같은 6-8개, 좋기로는 6 또는 7개의 탄소원자를 가진 탄화수소들을 들 수 있다. 적합한 방향족 탄화수소들의 실례로서, 벤젠과 톨루엔을 들 수 있다. 상기한 (b)에 따른 용메들 중에서, 에스테르류, 좋기로는 니트릴류, 그리고 특히 지방족 또는 지방족고리 에테르를 사용하는 것이 특별히 유리하다.Examples of suitable aliphatic ring hydrocarbons include, for example, hydrocarbons having 6-8, preferably 6 or 7 carbon atoms, such as cyclohexane and methylcyclohexane. Examples of suitable aromatic hydrocarbons include benzene and toluene. Of the solvents according to (b) above, it is particularly advantageous to use esters, preferably nitriles, and in particular aliphatic or aliphatic ring ethers.
본 발명에 따라 사용되는 용매 혼합물은, 1-50중량%, 좋기로는 2-25중량%, 특히 3-20중량%의, 상기한 (b)에 따른 유기용매들 중 하나를 포함한다. 따라서, 이러한 용매 혼합물은 일반적으로 5-99중량% 좋기로는 75-98중량%, 특히 80-97중량%의, 상기한 (a)에 따른 용매들 중 하나를 포함한다. 6-15중량%의, 상기한 (b)에 따른 유기 용매들 중 하나를 함유하는 본 발명에 따른 용매 혼합물을 사용하는 것이 특히 유리하다.The solvent mixture used according to the invention comprises one to 50% by weight, preferably 2 to 25% by weight, in particular 3 to 20% by weight, of one of the organic solvents according to (b) above. Thus, such solvent mixtures generally comprise 5-99% by weight, preferably 75-98% by weight, in particular 80-97% by weight, of one of the solvents according to (a) above. It is particularly advantageous to use a solvent mixture according to the invention containing 6-15% by weight of one of the organic solvents according to (b) above.
본 발명에 따라서 사용되는 용매 혼합물은, 예를 들어 10중량%에 달하는 소량의 물을 포함할 수 있다. 그러나, 유리하기로는 물 함량은 용매 혼합물에 기준하여 최대로 5중량%, 좋기로는 또 최대로 3중량%의 함량으로 제한된다. 그러나 실질적으로, 즉 용매 혼합물에 기초하여 최대로 1중량%, 좋기로는 최대로 0.5중량%의 물을 포함하는 무수용매 혼합물을 채택하는 것이 유리할 수 있다. 만약, 예를 들어서 아세토니트릴의 경우에서와 같이, 물과 공비 혼합물을 형성하는 (b)에 따른 유기 용매가 사용된다면, 용매 혼합물내에 함유된 유기용매에 기초해서, 대체로 물대 유기용매의 공비 비율에 해당하는 물 함량을 가진 본 발명에 따른 용매 혼합물을 채택하는 것이 더욱 유리할 수 있다. 만약 아세토니트릴이 유기용매(b)로서 사용되는 본 발명에 따른 용매 혼합물에 물이 첨가된다면, 용매 혼합물 내에서의 물대 아세토니트릴의 무게비는 1 : 3에서 1 : 9까지인 것이 유리하며, 좋기로는 1 : 4에서 1 : 8까지이다.The solvent mixture used according to the invention may comprise a small amount of water, for example up to 10% by weight. However, advantageously the water content is limited to a content of at most 5% by weight, preferably at most 3% by weight, based on the solvent mixture. However, it may be advantageous to adopt an anhydrous solvent mixture comprising substantially up to 1% by weight, preferably up to 0.5% by weight, based on the solvent mixture. If an organic solvent according to (b) is used, which forms an azeotropic mixture with water, for example as in the case of acetonitrile, it is usually based on the azeotropic ratio of water to organic solvent, based on the organic solvent contained in the solvent mixture. It may be more advantageous to adopt a solvent mixture according to the invention with a corresponding water content. If water is added to the solvent mixture according to the invention in which acetonitrile is used as the organic solvent (b), the weight ratio of water to acetonitrile in the solvent mixture is advantageously from 1: 3 to 1: 9, preferably Is from 1: 4 to 1: 8.
본 발명에 따라 선택적인 용매로서 채택되는 용매 혼합물을 사용하여서, 이를 함유하는 C4또는 C5탄화수소 혼합물로 부터 공액 디올레핀을 분리하는 공정은 일단 또는 다단의, 유리하기로는 일단 또는 이단의 추출 증류에 의해서 종래의 방법(예를 들어서, 독일특허 1,184,334호와 독일출원 DAS 1,568,876호 및 1,568,902호를 참조)으로 수행된다. 예를 들어서, 1,3-부타디엔, 이소프렌 및 1,3-펜타디엔과 같은 공액 디올레핀류는 공액디올레핀 보다 용해도가 더 큰 탄화수소류와 그 보다 용해도가 더 작은 탄화수소류를 둘다 함유하는 C4또는 C5탄화수소 혼합물을 본 발명에 따라 사용되는 용매 혼합물과 함께 추출 증류시켜 C4또는 C5탄화수소 혼합물로 부터 분리되며, 이와 같은 증류과정에 의해서, 용해도가 낮은 탄화수소들을 포함하는 증류물과, 공액 디올레핀 및 용해도가 큰 탄화수소들, 그리고 선택적인 용매를 포함하는 추출물이 얻어진다. 공액 디올레핀은 추출물로 부터, 어떤 특정한 실시예에 대해서는 적합한 순도를 가진 조 생성물의 형태로 분리될 수 있으나, 이는 또한 예를 들어서 분별 증류와 같은 부수적인 정제 공정을 거칠 수도 있다, 그러나, 유리하기로는 공액 디올레핀은 본 발명에 따라 채택되는 용매 혼합물을 사용하여서 두 번의 연속적인 추출증류 단계를 거쳐 분리된다.The process of separating the conjugated diolefin from a C 4 or C 5 hydrocarbon mixture containing it using a solvent mixture adopted as the optional solvent according to the invention is carried out in one or multiple stages, advantageously in one or two stages of extractive distillation. By conventional methods (see, eg, German Patent Nos. 1,184,334 and German Applications DAS 1,568,876 and 1,568,902). For example, conjugated diolefins such as 1,3-butadiene, isoprene, and 1,3-pentadiene are both C 4 containing both higher solubility hydrocarbons and lower solubility hydrocarbons than conjugated diolefins. or C 5 hydrocarbon mixture to extractive distillation with a solvent mixture to be used according to the present invention is separated from the C 4 or C 5 hydrocarbon mixture, on the other by the same distillation process, the distilled water solubility include lower hydrocarbons, conjugated An extract is obtained comprising a diolefin, high solubility hydrocarbons, and an optional solvent. The conjugated diolefin can be separated from the extract in the form of a crude product with a purity suitable for certain embodiments, but it may also be subjected to an additional purification process such as, for example, fractional distillation, but advantageously The conjugated diolefins are separated through two successive extraction distillation steps using a solvent mixture employed in accordance with the present invention.
이와 같은 후자의 방법을 사용함으로써, 추출증류의 첫번 단계에서 예를 들어서 앞서 기술한 바와 같이 용해도가 작은 탄화수소들을 함유하는 증류물과, 공액 디올레핀 및 용해도가 큰 탄화수소들, 그리고 선택적인 용매를 함유하는 추출물이 생성된다. 이러한 추출물에서 선택적인 용매를 유리시켜서 공액 디올레핀과 용해도가 큰 탄화수소들의 혼합물을 얻는다. 이러한 혼합물은 선택적인 용매를 사용하여서 두 번째 추출 증류물로서 공액 디올레핀이 생성되고, 또한 용해도가 큰 탄화수소들과 선택적인 용매를 함유하는 추출물이 생성된다. 이렇게 얻어진 추출물에서 연속적으로 선택적인 용매를 유리시켜서 용해도가 큰 탄화수소들을 함유하는 탄화수소 스트림을 얻는다.By using this latter method, in the first stage of extraction distillation, for example, as described above, distillates containing low solubility hydrocarbons, conjugated diolefins and high solubility hydrocarbons, and optional solvents are contained. An extract is produced. The selective solvent in this extract is liberated to obtain a mixture of conjugated diolefins and highly soluble hydrocarbons. This mixture uses a selective solvent to produce a conjugated diolefin as a second extraction distillate, and also an extract containing highly soluble hydrocarbons and an optional solvent. The selective solvent is subsequently liberated in the extract thus obtained to obtain a hydrocarbon stream containing highly soluble hydrocarbons.
본 발명의 공정에 대해서 개시 물질로서 사용되는, 공역 디올레핀을 함유하는 탄화수소 혼합물은 석유분류물(예를들어 LPG, 나프타 등), 또는 n-부탄이나 n-부텐의 탈수소화 반응에 의해서 얻어진 부타디엔을 함유하는 분류물, 또는 이소펜탄이나 이소아밀렌의 탈수소화 반응에 의해서 얻어진 이소프렌을 함유하는 분류물의 열 분해에 의해서 얻어졌다. 일반적으로, C4-탄화수소 혼합물은 공액 디올레핀으로서 1,3-부타디엔을 함유하고, 동시에 부탄, n-부텐, 이소부텐, 비닐아세틸렌, 에틸아세틸렌 및 1,2-부타디엔을 함유하며, 소량의 C3또는 C5탄화수소들을 포함하거나 또는 포함하지 않는다. C5탄화수소 혼합물은 펜탄, n-펜텐, 이소아밀렌, 사이클로펜텐 및 고밀도 아세틸렌과 함께 공액 디올레핀으로서 이소프렌, 트란스- 및 시스-1,3-펜타디엔, 그리고 사이클로펜타디엔을 함유한다.Hydrocarbon mixtures containing conjugated diolefins, which are used as starting materials for the process of the present invention, are butadiene obtained by petroleum fractions (e.g. LPG, naphtha, etc.) or by dehydrogenation of n-butane or n-butene. It was obtained by the thermal decomposition of a fraction containing or a fraction containing isoprene obtained by dehydrogenation of isopentane or isoamylene. Generally, C 4 -hydrocarbon mixtures contain 1,3-butadiene as conjugated diolefins and at the same time butane, n-butene, isobutene, vinylacetylene, ethylacetylene and 1,2-butadiene, with a small amount of C With or without 3 or C 5 hydrocarbons. The C 5 hydrocarbon mixture contains isoprene, trans- and cis-1,3-pentadiene, and cyclopentadiene as conjugated diolefins with pentane, n-pentene, isoamylene, cyclopentene and high density acetylene.
예를 들어 설명하면, C4-분류물의 추출증류에 의해서 첫째로 부탄과 부텐을 함유하는 증류물 그리고 1,3-부타디엔, 에틸아세틸렌, 비닐아세틸렌 및 1,2-부타디엔을 함유하는 추출물이 얻어지며, 이러한 추출물은, 더욱 추출증류 되었을 때, 증류물로서 1,3-부타디엔이 생성되고 한편 추출물은 에틸아세틸렌, 비닐아세틸렌 및 1,2-부타디엔을 함유한다.For example, by extractive distillation of a C 4 -fraction, firstly, a distillate containing butane and butene and an extract containing 1,3-butadiene, ethylacetylene, vinylacetylene and 1,2-butadiene are obtained. This extract, when further extracted and distilled, produces 1,3-butadiene as distillate while the extract contains ethylacetylene, vinylacetylene and 1,2-butadiene.
에틸아세틸렌, 비닐아세틸렌 및 1,2-부타디엔은 이들 탄화수소들을 함유하는 추출물로 부터 탈가스 단위에서 분리되며 탈가스화된 용매는 추출 증류 단위로 재순환된다. 증류물로서 얻어진 1,3-부타디엔은 여전히 존재할시 모르는 극소량의 C3-또는 C5-탄화수소들을 제거하기 위해서 연속적으로 분별 증류될수 있다.Ethylacetylene, vinylacetylene and 1,2-butadiene are separated in the degas unit from the extract containing these hydrocarbons and the degassed solvent is recycled to the extractive distillation unit. The 1,3-butadiene obtained as a distillate can be fractionally distilled continuously to remove trace amounts of C 3 -or C 5 -hydrocarbons that may still be present.
다음의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것이다.The following examples are intended to illustrate the invention.
[실시예 1]Example 1
표 1에 나타낸 조성을 지닌 C4탄화수소 혼합물(에틸렌 유니트로 부터의 C4분류물)는 직렬로 연결된 두 개의 추출증류대를 가진 부타디엔 회수 장치에서 분리되며, 즉 부탄과 부텐을 함유하는 증류물과 1,3-부타디엔, 에틸아세틸렌, 비닐아세틸렌 그리고 1,2-부타디엔을 함유하는 추출물이 첫번 추출 증류대에서 얻어진다. 추출물은 두 번째 추출 증류되어 증류물로서 1,3-부타디엔이 생성되고, 한편 추출물은 에틸아세틸렌, 비닐아세틸렌 및 1,2-부타디엔을 함유한다. 탈가스화에 의해서 탄화수소들을 제거하기 위해서, 추출물은 탈가스 단위로 유입되며 여기서 탈가스화된 선택적인 용매는 탑저부 생성물로서 얻어지고 비닐아세틸렌, 에틸아세틸렌 및 1,2-부타디엔을 함유하는 탄화수소 스트림은 탑정부 생성물로 얻어지며, 이는 페기스트림으로서 발전소로 유입되어 거기서 연소된다.The C 4 hydrocarbon mixture (C 4 fraction from ethylene unit) with the composition shown in Table 1 is separated in a butadiene recovery unit with two extractive distillation units connected in series, ie distillate containing butane and butene 1 Extracts containing, 3-butadiene, ethylacetylene, vinylacetylene and 1,2-butadiene are obtained in the first extraction distillation stage. The extract is subjected to a second extractive distillation to yield 1,3-butadiene as distillate, while the extract contains ethylacetylene, vinylacetylene and 1,2-butadiene. In order to remove the hydrocarbons by degassing, the extract is introduced into the degas unit where the degassed optional solvent is obtained as the bottom product and the hydrocarbon stream containing vinylacetylene, ethylacetylene and 1,2-butadiene is Obtained as a government product, which enters the power plant as a waste stream and is burned there.
[표 1]TABLE 1
사용되는 선택적인 용매는 88중량%의 N-메틸피롤리돈(NMP), 10중량%의 아세토니트릴(ACN) 그리고 2중량%의 물의 혼합물(이 혼합물은 본 발명에 따른 용매를 구성한다)이며, 여기서 ACN과 물의 함량은 1바아의 압력하에서 공비 ACN/물 혼합물의 함량에 해당한다.An optional solvent used is a mixture of 88% by weight N-methylpyrrolidone (NMP), 10% by weight acetonitrile (ACN) and 2% by weight of water, which mixture constitutes a solvent according to the invention. Where the content of ACN and water corresponds to the content of azeotropic ACN / water mixtures under 1 bar pressure.
비교 시험에 있어서는, 본 발명에 따른 용매 대신에 종래 기술의 91.7중량%의 NMP와 8.3중량%의 물의 혼합물(비교용매)이 사용된다.In the comparative test, instead of the solvent according to the present invention, a mixture (comparative solvent) of 91.7% by weight of NMP and 8.3% by weight of water of the prior art is used.
본 발명에 따른 용매와 비교 용매에 대해서 발견된 탄화수소 선택도(1,3-부타디엔 선택도를 1로 함)는 표 2 에 나타내었다.The hydrocarbon selectivity (1,3-butadiene selectivity of 1) found for the solvents and the comparative solvents according to the invention is shown in Table 2.
[표 2]TABLE 2
첫 번째 추출증류의 기준 성분(key component) (시스-부트-2-엔)과 두 번째 추출증류의 기준 성분(에틸아세틸렌)에 대한 선택도는 측정 오차 한계내에서 비교 용매와 본 발명에 따른 용매에 대해서 동일하다. (선택도는 1, 3-부타디엔과 분리 제거되는 탄화수소의 분센(Bunsen) 흡수계수의 비율이다)The selectivity of the key component (cis-but-2-ene) of the first extractive distillation and the reference component (ethylacetylene) of the second extractive distillation is determined within the limits of the measurement error and the solvent according to the invention. Is the same for. (Selectivity is the ratio of Bunsen absorption coefficient of 1,3-butadiene and hydrocarbons separated and removed)
4.5바아의 압력하에서, 본 발명에 따른 용매는 비교용매의 용해도보다 액 60% 더 큰 C4-탄화수소 혼합물로의 용해도를 보여준다. 그러므로 비교 용매 대신에 본 발명에 따른 용매를 사용할 때, 첫 번째 그리고 두번째 추출증류에 대해서 공급되는 선택적인 용매의 양은 결과적으로 액 60% 감소될 수 있다. 이러한 사실은 추출 증류탑의 탑 직경을 액 30% 감소시키게 된다.Under a pressure of 4.5 bar, the solvent according to the invention shows solubility in a C 4 -hydrocarbon mixture which is 60% greater than the solubility of the comparative solvent. Therefore, when using a solvent according to the present invention instead of a comparative solvent, the amount of the optional solvent supplied for the first and second extractive distillation can result in a 60% reduction in liquid. This fact reduces the column diameter of the extraction distillation column by 30%.
본 발명에 따른 용매를 사용할 경우 트레이 효율이 증가되므로써(이하에 설명되어 있음) 추출 증류탑의 높이가 약 25% 정도 더욱 감소될 수 있으므로, 추출 증류탑에 대해서 요구되는 장치의 비용은 본 발명에 따른 용매를 사용했을 때 50% 이상 감소될 수 있다.With the use of the solvent according to the invention, the tray efficiency is increased (described below), so that the height of the extraction distillation column can be further reduced by about 25%, so that the cost of the apparatus required for the extraction distillation column is increased. Can be reduced by more than 50%.
동시에, 본 발명에 따른 용매를 사용했을 때 추출 증류에 공급되는 선택적인 용매의 양이 감소됨으로해서 스팀의 소비는 액 10% 감소될 수 있다.At the same time, the consumption of steam can be reduced by 10% as the amount of the optional solvent fed to the extractive distillation is reduced when using the solvent according to the invention.
본 발명에 따른 용매를 사용하면, 추출 증류탑의 트레이는 비교용매를 사용할 때보다 27%나 더 높은 효율을 가지게 된다. 이로써 본 발명에 따른 용매를 사용할 때는 비교용매와 함께 채택된 추출 증류탑과 비교해서 높이가 그보다 약 25% 감소된 추출 증류탑을 사용하여도 동일한 분리 정도를 달성할 수 있다.Using the solvent according to the invention, the tray of the extractive distillation column has a 27% higher efficiency than when using a comparative solvent. Thus, the same degree of separation can be achieved when using a solvent according to the present invention using an extractive distillation column whose height is reduced by about 25% compared to the extractive distillation column adopted with the comparative solvent.
탈가스화 공정에 중요한 온도 범위인 130-160℃ 범위의 온도에서, 본 발명에 따른 용매와 비교용매의 증기압은 본질적으로 동일하다. 예를 들어서, 150℃에서, 두 번째 추출 증류 후에 얻어진 추출물을 탈가스화 시킴으로써 탈가스화기 내에서 약 1.7바아의 압력이 형성되며, 이는 C4-아세틸렌류(비닐아세틸렌과 에틸아세틸렌)를 함유하는 배기가스 혼합물을 압축기 또는 송풍기의 중계 역할 없이도 대기압에서 운전되는 발전소 또는 폐기 가스 플레어(flare)로 직접 공급할 수 있기에 충분히 높은 압력이다. 그러므로, 만약 기체가 플레어에서 연소된다면, 특별한 저압 플레어를 채택할 필요가 없다.At temperatures in the range 130-160 ° C., which are important temperature ranges for the degassing process, the vapor pressures of the solvent and the comparative solvent according to the invention are essentially the same. For example, at 150 ° C., degassing the extract obtained after the second extractive distillation produces a pressure of about 1.7 bar in the degasifier, which is an exhaust containing C 4 -acetylenes (vinylacetylene and ethylacetylene). The pressure is high enough to allow the gas mixture to be fed directly to a power plant or waste gas flare operating at atmospheric pressure without the role of a compressor or blower relay. Therefore, if the gas is combusted in flares, there is no need to adopt a special low pressure flare.
[실시예 2]Example 2
여기서는 C4-탄화수소 혼합물의 일단 추출증류를 예시하였다. 다음의 조성을 가진 0.716kg/h의 C4-탄화수소 혼합물이 15℃에서 1바아의 압력하에서 운전되는 25mm 내경과 2.50mm 높이를 가진 충전탑의 탑저부로 공급된다.Here, one extractive distillation of the C 4 -hydrocarbon mixture is illustrated. A 0.716 kg / h C 4 -hydrocarbon mixture with the following composition is fed to the bottom of a packed column having a 25 mm inner diameter and a 2.50 mm height operating under a pressure of 1 bar at 15 ° C.
탑정부에서, 88중량%의 N-메틸피롤리돈, 10중량%의 아세토니트릴 및 2중량%의 물을 함유하는 4.62kg/h의 순환되는 선택적인 용매가 15℃에서 유입된다. 7.46중량%의 1,3-부타디엔과 5.61중량%의 시스-부트-2-엔(분리를 위한 기준성분)을 함유하는 0.374kg/h의 추잔물(raffinate)은 탑정부에서 기체로서 배출된다. 1,2-부타디엔 및 C4-아세틸렌(에틸아세틸렌과 비닐아세틸렌)은 추잔물에서 더 이상 검출되지 않는다. 더욱 쉽게 용해되는 탄화수소들을 함유한 추출물은 탑저부에서 배출되고 그 다음 그것을 10개의 버블-캡 트레이(bnbble-cap tray)를 가지고 130-140℃의 탑저부 온도에서 운전되는 하향류 탑의 탑정부로 공급시킴으로써 추출물은 탈가스화 된다. 실질적으로 탄화수소들로 부터 유리된 선택적인 용매는 이 탑의 탑저부로 부터 유출되어 냉각된 후에 충전탑의 탑정부로 순환된다.At the top, 4.62 kg / h of circulating optional solvent containing 88% by weight of N-methylpyrrolidone, 10% by weight of acetonitrile and 2% by weight of water is introduced at 15 ° C. 0.374 kg / h of traffic containing 7.46% by weight of 1,3-butadiene and 5.61% by weight of cis-but-2-ene (reference component for separation) is discharged as gas from the tower. 1,2-butadiene and C 4 -acetylene (ethylacetylene and vinylacetylene) are no longer detected in the residue. Extracts containing more readily soluble hydrocarbons are discharged from the bottom and then to the top of the downflow tower, which is operated at a tower bottom temperature of 130-140 ° C. with 10 bnbble-cap trays. By feeding the extract is degassed. An optional solvent, substantially free of hydrocarbons, flows out of the bottom of the tower, cools and then circulates to the top of the packed tower.
더블 캡 트레이 탑의 중간에서 79.80중량%의 1,3-부타디엔을 함유하는 0.342kg/h의 조 부타디엔이 배출된다. 더블-캡 트레이 탑의 탑정부에서 유출되는 탄화수소들은 기체로서 충전탑의 탑지부로 순환된다.In the middle of the double cap tray tower is 0.342 kg / h of crude butadiene containing 79.80% by weight of 1,3-butadiene. Hydrocarbons exiting the top of the double-cap tray tower are circulated as gas to the tower tower.
비교실험Comparative experiment
비교 실험에 있어서, 상술한 실시예 2에서 설명된 방법이 그대로 수행되며, 단 사용되는 선택적인 용매가 91.7중량%의 N-메틸피롤리돈과 8.3중량%의 물의 혼합물로서, 이는 실시예 2에서 보다 더 큰 양, 즉 6.00kg/h로 충전탑내로 공급되며 C4-탄화수소 혼합물은 실시예 2에서 보다 더 적은 양, 즉 0.471kg/h로 충전탑의 탑저부에서 유입되어 0.235kg/h의 추잔물과 0.236kg/h의 조 부타디엔이 얻어진다는 점이 예외이다.In the comparative experiments, the method described in Example 2 above was carried out as is, except that the optional solvent used was a mixture of 91.7% by weight of N-methylpyrrolidone and 8.3% by weight of water, which in Example 2 A larger amount, i.e., 6.00 kg / h, was fed into the packed column and the C 4 -hydrocarbon mixture was introduced from the bottom of the packed tower at a lower amount than 0.4, i.e. 0.471 kg / h, yielding 0.235 kg / h. The exception is that additional residue and crude butadiene of 0.236 kg / h are obtained.
비록 비교실험에 있어서 선택적인 용매에 유입량대 C4-탄화수소 혼합물의 유입량의 비율(12.74)이 실시예 2에서의 이에 해당하는 비율(6.45)과 비교해서 사실상 2배 이지만, 실시예 2에서의 비율(0.374/0.342)과 동일한 비교 실험에서는 14.77중량%의 1,3-부타디엔을 함유하는 추잔물이 얻어지며, 반면 실시예 2에 추잔물은 단지 7.46중량%의 1,3-부타디엔만을 함유한다. 더우기, 기준 성분인 시스-부트-2-엔은 실시예 2에 따른 추잔물(5.61중량%의 시스-부트-2-엔)에서 보다 비교 실험으로 부터의 추잔물(4.41중량%의 시스-부트-2-엔)에서 더 적은 정도로 농축된다. 1,2-부타디엔, 에틸아세틸렌 및 비닐아세틸렌이 여전히 명확하게 검출되는 양으로 비교 실험으로 부터의 추잔물에 존재하는 반면, 실시예 2에 따른 추잔물에서의 이들 성분들의 함량은 검출 한계에 미달된다. 더우기, 비교실험에서 얻어지는 조 부타디엔은 단지 69.07중량%의 1, 3-부타디엔을 함유하는 반면 실시예 2에 따른 조 부타디엔은 79.80중량%를 함유한다.Although in the comparative experiments the ratio of inlet to selective solvent (12.74) of the inlet to the C 4 -hydrocarbon mixture is virtually twice that of the corresponding proportion in Example 2 (6.45), the ratio in Example 2 In the same comparative experiment as (0.374 / 0.342), an extract containing 14.77% by weight of 1,3-butadiene was obtained, while in Example 2, the residue contained only 7.46% by weight of 1,3-butadiene. Furthermore, cis-but-2-ene, the reference component, was added from the comparative experiment (4.41 wt% cis-but-2-ene) than the weight residue according to Example 2 (5.61 wt% cis-but-2-ene). -2-yen) to a lesser extent. While 1,2-butadiene, ethylacetylene and vinylacetylene are still present in the extracts from the comparative experiments in amounts that are clearly detected, the content of these components in the extracts according to Example 2 falls short of the detection limit. . Moreover, the crude butadiene obtained in the comparative experiment contains only 69.07% by weight of 1,3-butadiene while the crude butadiene according to Example 2 contains 79.80% by weight.
[실시예 3]Example 3
실시예 2에서 설명된 것과 같은 방법이 그대로 수행되며, 단 0.858kg/h의 C4-탄화수소 혼합물이 충전탑의 탑저부로 공급되고 90중량%의 N-메틸피롤리돈과 10중량%의 메틸테트라-부틸 에테르로 구성된 4.60kg/h의 순환되는 선택적인 용매가 이 탑의 탑정부로 공급된다는 것이 예외이다. 7.89중량%의 1, 3-부타디엔과 4.78중량%의 시스-부트-2-엔을 함유하는 0.418kg/h의 추잔물은 탑정부에서 기체로서 배출된다.The method as described in Example 2 was carried out as such, except that 0.858 kg / h of a C 4 -hydrocarbon mixture was fed to the bottom of the packed tower and 90% by weight of N-methylpyrrolidone and 10% by weight of methyl The exception is that a 4.60 kg / h circulating optional solvent composed of tetra-butyl ether is fed to the tower top of the tower. 0.418 kg / h of weight residue containing 7.89% by weight of 1, 3-butadiene and 4.78% by weight of cis-but-2-ene is discharged as gas from the tower.
비교실험Comparative experiment
비교 실험에 있어서, 상술한 실시예 3에서 설명된 방법이 그대로 수행되며, 단 사용되는 선택적인 용매가 91.7중량%의 N-메틸피롤리돈과 8.3중량%의 물의 혼합물로서, 이는 실시예 3에서 보다 더 큰양, 즉 6.00kg/h로 충전탑으로 공급되며, C4-탄화수소 혼합물은 실시예 3에서 보다 더 적은 양, 즉 0.471kg/h로 충전 탑의 탑저부에서 유입되어 0.235kg/h의 라피네이트와 0.236kg/h의 조 부타디엔이 얻어진다는 점이 예외이다. 비록 비교 실험에 있어서 선택적인 용매의 유입량대 C4-탄화수소 혼합물의 유입량의 비율(12.74)이 실시예 3에서의 이에 해당하는 비율(5.36)과 비교해서 138% 증가되었지만, 추잔물의 양과 조 부타디엔의 양과의 비율(0.235/0.236)이 사실상 실시예 3에서의 비율(0.418/0.440)과 동일한 비교 실험에서는 14.77중량%의 1,3-부타디엔을 함유하는 추잔물이 얻어지며, 반면 실시예 3에 따른 추잔물은 단지 7.89중량%의 1,3-부타디엔만을 함유한다. 더우기, 기준 성분인 시스-부트-2-엔은 실시예 3에 따른 추잔물(4.78중량%의 시스-부트-2-엔)에서 보다 비교 실험으로 부터의 추잔물(4.41중량%의 시스-부트-2-엔)에서 더 적은 정도로 농축된다. 1,2-부타디엔, 에틸아세틸렌 및 비닐 아세틸렌이 여전히 명확하게 검출되는 양으로 비교 실험으로 부터의 추잔물에 존재하는 반면, 실시예 3에 따른 추잔물에서의 이들 성분들의 함량은 검출한계에 미달된다. 더우기 비교실험에서 조 부타디엔은 단지 69.07중량%의 1,3-부타디엔을 함유하는 반면 실시예 3에 따른 조 부타디엔은 74.55중량%를 함유한다.In a comparative experiment, the method described in Example 3 above was carried out as it is, except that the optional solvent used was a mixture of 91.7% by weight of N-methylpyrrolidone and 8.3% by weight of water, which in Example 3 A larger amount, i.e., 6.00 kg / h, was fed to the packed tower, and the C 4 -hydrocarbon mixture was introduced at the bottom of the packed tower at a lower amount, 0.471 kg / h, than in Example 3, yielding 0.235 kg / h The exception is that raffinate and crude butadiene of 0.236 kg / h are obtained. Although in the comparative experiments the ratio of selective solvent inflow to C 4 -hydrocarbon mixture (12.74) was increased by 138% compared to the equivalent ratio (5.36) in Example 3, but the amount of crude residue and crude butadiene In a comparative experiment in which the ratio with the amount of (0.235 / 0.236) was substantially the same as the ratio in Example 3 (0.418 / 0.440), an extract containing 14.77% by weight of 1,3-butadiene was obtained, whereas in Example 3 The resulting extract contains only 7.89% by weight of 1,3-butadiene. Moreover, the reference component cis-but-2-ene was the weight residue from the comparative experiment (4.41 wt% cis-but-2-ene) than the weight residue according to Example 3 (4.78 wt% cis-but-2-ene). -2-yen) to a lesser extent. While 1,2-butadiene, ethylacetylene and vinyl acetylene are still present in the extracts from the comparative experiments in amounts that are clearly detected, the content of these components in the extracts according to Example 3 is below the detection limit. . Furthermore in the comparative experiments the crude butadiene contained only 69.07% by weight of 1,3-butadiene while the crude butadiene according to Example 3 contained 74.55% by weight.
[실시예 4]Example 4
실시예 2에서 설명된 것과 같은 방법이 그대로 수행되며, 단 0.700kg/h의 C4-탄화수소 혼합물이 충전탑의 탑저부로 공급되고 90중량%의 N-메틸 피롤리돈과 10중량%의 톨루엔으로 구성된 4.46kg/h의 순환되는 선택적인 용매가 이 탑의 탑정부로 공급된다는 점이 예외이다. 8.53중량%의 1,3-부타디엔과 4.45중량%의 시스-부트-엔을 함유하는 0.350kg/h의 추잔물은 탑정부에서 기체로서 배출된다. 75.42중량%의 1,3-부타디엔을 함유하는 0.350kg/h의 조 부타디엔은 버블-캡 트레이 탑의 중간에서 배출된다.The method as described in Example 2 was carried out as it is, except that 0.700 kg / h of a C 4 -hydrocarbon mixture was fed to the bottom of the packed tower and 90% by weight of N-methyl pyrrolidone and 10% by weight of toluene The exception is that a circulating optional solvent of 4.46 kg / h consisting of water is fed to the tower top of the tower. 0.350 kg / h of residue containing 8.53% by weight of 1,3-butadiene and 4.45% by weight of cis-but-ene is discharged as gas from the tower. 0.350 kg / h of crude butadiene containing 75.42% by weight of 1,3-butadiene is discharged in the middle of the bubble-cap tray tower.
[비교실험][Comparison Experiment]
비교 실험에 있어서, 상술한 실시예 4에서 설명된 방법이 그대로 수행되며, 단 사용되는 선택적인 용매가 91.7중량%의 N-메틸 피롤리돈과 8.3중량%의 물이 혼합물로서, 이는 실시예 4에서 보다 더 큰 양, 즉 6.00kg/h로 충전탑으로 공급되며, C4-탄화수소 혼합물은 실시예 4에서 보다 더 적은 양, 즉 0.471kg/h로 충전탑의 탑저부로 유입되어 0.235kg/h의 라피네이트와 0.236kg/h의 조 부타디엔이 얻어진다는 점이 예외이다. 비록 비교 실험에 있어서 선택적인 용매의 유입량대 C4-탄화수소 혼합물의 유입량의 비율(12.74)이 실시예 4에서의 이에 해당하는 비율(6.73)과 비교해서 89%증가되었지만, 추잔물의 양과 조 부타디엔의 양과의 비율(0.235/0.236)이 사실상 실시예 4에서의 비율(0.350/0.350)과 동일한 비교 실험에서는 14.77중량%의 1,3-부타디엔을 함유하는 추잔물이 얻어지며, 반면 실시예 4에 따른 추잔물은 단지 8.53중량%의 1,3부타디엔만을 함유한다. 1,2-부타디엔, 에틸 아세틸렌 및 비닐아세틸렌이 여전히 명확하게 검출되는 양으로 비교 실험으로 부터의 추잔물에 존재하는 반면, 실시예 4에 따른 추잔물에서의 이들 성분들의 함량은 검출한계에 미달된다. 더우기, 비교 실험에서 얻어지는 조 부타디엔은 단지 69.07중량%의 1,3-부타디엔을 함유하는 반면 실시예 4에 따른 조 부타디엔은 75.42중량%를 함유한다.In the comparative experiments, the method described in Example 4 above was carried out as it is, except that the optional solvent used was a mixture of 91.7 wt% N-methyl pyrrolidone and 8.3 wt% water, which is Example 4 Is supplied to the packed column at a greater amount than, i.e., 6.00 kg / h, and the C 4 -hydrocarbon mixture is introduced into the bottom of the packed tower at a lesser amount than Example 4, i.e. 0.471 kg / h and is 0.235 kg / h. The exception is that raffinate of h and crude butadiene of 0.236 kg / h are obtained. Although in the comparative experiments the ratio of selective solvent inflow to C 4 -hydrocarbon mixture (12.74) increased by 89% compared to the corresponding proportion in Example 4 (6.73), the amount of crude residue and crude butadiene In a comparative experiment in which the ratio with the amount of (0.235 / 0.236) was substantially the same as the ratio in Example 4 (0.350 / 0.350), an extract containing 14.77% by weight of 1,3-butadiene was obtained, whereas in Example 4 The resulting extract contains only 8.53% by weight of 1,3 butadiene. While 1,2-butadiene, ethyl acetylene and vinylacetylene are still present in the extracts from the comparative experiments in amounts that are clearly detected, the content of these components in the extracts according to Example 4 is below the detection limit. . Moreover, the crude butadiene obtained in the comparative experiment contains only 69.07% by weight of 1,3-butadiene while the crude butadiene according to Example 4 contains 75.42% by weight.
[실시예 5]Example 5
C4-탄화수소 혼합물의 일단 추출증류에 있어서, 0.768kg/h의 실시예 2에서 나타낸 조성의 C4-탄화수소 혼합물이 15℃에서 1기압하에서 운전되는, 25mm내경과 2.50m의 높이를 가진 충전탑의 탑저부에서 유입된다. 90중량%의 디메틸포름아미드와 10중량%의 에틸 아세트산염을 함유하는 4.50kg/h의 순환되는 선택적인 용매가 탑정부에서 15℃에서 유입된다. 0.379kg/h의 추잔물은 탑정부에서 기체로서 배출된다. 탑저부에서는, 더욱 쉽게 용해되는 탄화수소들을 함유하는 추출물이 얻어지며 이는 10개의 버블-캡 트레이를 가지고 약 140℃의 탑저부 온도에서 운전되는 하향류 탑의 탑정부로 추출물을 공급함으로써 탈가스화 된다. 실질적으로 탄화수소들로 부터 유리된 선택적인 용매는 이 탑의 탑저부로 부터 유출되어 냉각된 후 충전탑의 탑정부로 순환된다. 버블-캡 크레이 탑의 중간에서 80.61중량%의 1,3-부타디엔을 함유하는 0.389kg/h의 조부타디엔이 배출된다. 버블-캡 트레이 탑의 탑정부에서 유출되는 탄화수소들은 기체로서 충전탑의 탑저부로 순환된다. 순환되는 용매 S(4.60kg/h)대 C4-탄화수소 혼합물 유입량 M(0.768kg/h)의 비율은 5.99이다.C 4 - according to one extractive distillation of hydrocarbon mixtures, 0.768kg / h in the embodiment of the composition shown in Example 2 C 4 - hydrocarbon mixture is packed column with, 25mm inner diameter and a height of 2.50m is operated under atmospheric pressure at 15 ℃ Inflow from the bottom of the tower. 4.50 kg / h of circulating selective solvent containing 90% by weight of dimethylformamide and 10% by weight of ethyl acetate is introduced at 15 ° C. in the tower. 0.379 kg / h of additional residues are discharged as gas from the tower. At the bottom, an extract containing more readily soluble hydrocarbons is obtained, which is degassed by feeding the extract to the top of the downflow tower, which has 10 bubble-cap trays and is operated at a tower bottom temperature of about 140 ° C. An optional solvent, substantially free of hydrocarbons, flows from the bottom of the tower, cools and circulates to the top of the packed tower. 0.389 kg / h of crude butadiene containing 80.61% by weight of 1,3-butadiene is discharged in the middle of the bubble-cap cray top. Hydrocarbons exiting the top of the bubble-cap tray tower are circulated as gas to the bottom of the packed column. The ratio of circulating solvent S (4.60 kg / h) to C 4 -hydrocarbon mixture inlet M (0.768 kg / h) is 5.99.
[비교실험][Comparison Experiment]
비교 실험에 있어서, 상술한 실시예 5에서 설명된 방법이 그대로 수행되며, 단 순수한 디메틸포름아미드가 선택적인 용매로서 사용되고 C4-탄화수소 혼합물이 실시예 5에서 보다 더적은 양, 즉 0.621kg/h의 유량으로 충진탑의 탑저부 내로 유입되며; 0.306kg/h의 추잔물과 0.315kg/h의 조 부타디엔이 얻어지므로 C4-탄화수소 혼합물이 실제적으로 실시예 5에서와 동일한 비율로 추잔물과 조부타디엔으로 나누어진다는 점이 예외이다. 기준 성분인 시스-부트-2-엔 및 1, 3-부타디엔은 비교 실험에 있어서의 추잔물 및 조부타디엔 내에서 실시예 5에서와 동일한 함량을 가진다. 순환되는 용매 S(4.60kg/h)대 C4-탄화수소 혼합물의 유입량 M(0.621kg/h)의 S/M 비율은 7.41이며, 즉 비교 실험에서의 S/M비율은 동일한 정도의 분리효과를 달성하기 위해서 실시예 5에서 보다 약 23%더 높아야 한다.In the comparative experiments, the method described in Example 5 above was carried out as it is, provided that pure dimethylformamide was used as the optional solvent and that the C 4 -hydrocarbon mixture had a smaller amount than in Example 5, i.e. 0.621 kg / h. Flows into the bottom of the packed column at a flow rate of; With the exception that 0.306 kg / h weight residue and 0.315 kg / h crude butadiene are obtained, the C 4 -hydrocarbon mixture is actually divided into weight residue and crude butadiene in the same ratio as in Example 5. Cis-but-2-ene and 1, 3-butadiene as reference components have the same contents as in Example 5 in the extract and crude butadiene in the comparative experiment. The S / M ratio of the circulating solvent S (4.60 kg / h) to the inflow M (0.621 kg / h) of the C 4 -hydrocarbon mixture is 7.41, i.e., the S / M ratio in the comparative experiments shows the same separation effect. To be achieved should be about 23% higher than in Example 5.
[실시예 6]Example 6
실시예 2에서 설명된 것과 같은 방법이 그대로 수행되며, 단 실시예 6에서는 선택적인 용매가 90중량%의 N-메틸피롤리돈과 10중량%의 테트라하이드로퓨란의 혼합물이며, 순환되는 용매 S대 C4-탄화수소 혼합물의 유입량 M의 S/M비율 은 6.50에서 유지되는 반면, 실시예 6에서 수반되는 비교 실험에 있어서 12.74의 S/M비율이 동일한 정도의 분리효과를 달성 하기 위해서 유지되며, 즉 비교 실험에서의 S/M비율은 동일한 정도의 분리효과를 달성하기 위해서 실시예에서 보다 96%더 높아야 한다.The same procedure as described in Example 2 is carried out as is, except that in Example 6 the optional solvent is a mixture of 90% by weight of N-methylpyrrolidone and 10% by weight of tetrahydrofuran and circulated solvent S The S / M ratio of the inflow M of the C 4 -hydrocarbon mixture is maintained at 6.50 while the S / M ratio of 12.74 in the comparative experiments involved in Example 6 is maintained to achieve the same degree of separation effect, ie The S / M ratio in the comparative experiment should be 96% higher than in the examples to achieve the same degree of separation effect.
[실시예 7]Example 7
실시예 5에서 설명된 방법과 이에 해당하는 비교실험이 그대로 수행되며, 단 실시예 7에서는 온도가 5℃ 더 높고 선택적인 용매는 90중량%의 N-메틸피롤리돈과 10중량%의 디에틸 탄산염의 혼합물이며 순환되는 용매 S대 C4-탄화수소 혼합물의 유입량 M의 S/M비율은 6.60으로 유지되고, 반면 실시예 7에 수반된 비교실험에 있어서, 선택적인 용매는 91.7중량%의 N-메틸-피롤리돈과 8.3중량%의 물의 혼합물이며 순환되는 용매 S대 C4-탄화수소 혼합물의 유입량 M의 S/M비율은 12.74로 유지된다는 점이 예외이다. 이러한 사실은 실시예 7에 수반된 비교 실험에 있어서는 실시예 7자체와 동일한 정도의 분리 효과를 달성하기 위해서 S/M비율이 93%더 높아야 함을 의미한다.The method described in Example 5 and the corresponding comparative experiments are carried out as is, except that in Example 7, the temperature is 5 ° C. higher and the optional solvent is 90 wt% N-methylpyrrolidone and 10 wt% diethyl The S / M ratio of the inflow M of the solvent S to C 4 -hydrocarbon mixture which is a mixture of carbonates and circulated is maintained at 6.60, whereas in the comparative experiments involving Example 7, the optional solvent is 91.7% by weight of N- The exception is that the S / M ratio of the mixture M of methyl-pyrrolidone and 8.3% by weight of water and the inflow M of the solvent S to C 4 -hydrocarbon mixture circulated is maintained at 12.74. This fact means that in the comparative experiments involving Example 7, the S / M ratio should be 93% higher in order to achieve the same separation effect as Example 7 itself.
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