ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы СИНТЕЗ ПОЛИМЕРОВ Основы понятия физико-химии полимеров из "Основы технологии синтеза каучуков Изд3" Выделение изобутилена из фракции С4 газов пиролиза или нефтепереработки может осуществляться с помощью серной кислоты или фенолов, жидкостной гидратацией на катионообменных смолах, а также очисткой изобутилена с помощью молекулярных сит. [c.218] Метод выделения изобутилена из фракции С4 крекинга и пиролиза нефти основан на исследованиях, проведенных известным русским ученым А. М. Бутлеровым, который еще в 1873 г. показал, что в результате взаимодействия разбавленной серной кислоты (55—653()) с изобутиленом в зависимости от температурных условий реакции может получаться либо изобутилсерная кислота, либо полимеры изобутилена. [c.218] Обработка серной кислотой различных бутилен-бутадиеновых фракций, содержащих изобутилен, с целью извлечения последнего должна проводиться при таких температурах и концентрациях серной кислоты, при которых изобутилен извлекался бы полностью, давая максимальный выход изобутилсерной кислоты с минимальным образованием продуктов полимеризации, а остальные непредельные углеводороды С4 во фракции не реагировали бы с серной кислотой. [c.219] Рядом исследований было показано, что чем выше концентрация кислоты (в пределах от 45 до 70%), тем больше возможность поглощения (кроме изобутилена) других углеводородов чем ниже концентрация кислоты, тем медленнее идет этот процесс. Температура также оказывает большое влияние на взаимодействие углеводородов с серной кислотой повышение температуры способствует развитию процессов полимеризации. Извлечение изобутилена лучше проводить при температурах 10—30°С. [c.219] Изобутилен абсорбируется 65 %-ной серной кислотой на холоду почти количественно. При низких температурах (от —10 до + 10 °С) потери изобутилена в результате полимеризации невелики. При работе с концентрированной кислотой необходимо сильно охлаждать реакционную смесь, так как в противном случае легко образуются полимеры. Кроме того, в реакцию с концентрированной кислотой вступают и другие ненасыщенные углеводороды. [c.219] Реакция между серной кислотой и углеводородами С4 идет в тонком слое — на поверхности кислоты. Поэтому для успешного поглощения изобутилена серной кислотой необходимо интенсивное перемешивание реагирующих веществ. При извлечении изобутилена стремятся проводить экстракцию так, чтобы избежать поглощения н-бутиленов, а выделенный изобутилен отделяют от диизобутилена ректификацией. [c.219] При нагревании изобутилсерная кислота разлагается с выделением свободной серной кислоты и полимеров — диизобутилена и триизобутилена. Если разбавление изобутилсерной кислоты водой (гидролиз) и нагревание производить одновременно, то можно получить изобутилен в чистом виде. [c.219] Однако при сернокислотном извлечении получить чистый изобутилен с хорошим выходом весьма затруднительно, так как это возможно только при точном соблюдении условий — температуры и разбавления, что на практике не всегда удается. Поэтому предпочитают получать изобутилен из изобутилсерной кислоты в две стадии на первой стадии выделяют третичный триметилкарбинол, на второй стадии триметилкарбинол после соответствующей очистки дегидратируют в изобутилен. [c.219] На рис. VIII. 1 показана принципиальная схема экстракции изобутилена из фракции С4 серной кислотой с последующим выделением чистого изобутилена из сернокислотного экстракта. [c.220] Экстракция изобутилена серной кислотой проводится последовательно в двух вертикальных реакторах 3 и 6. Каждый из реакторов снабжен отстойниками 4 н 7. В реакторе первой ступени 3, где происходи разделение углеводородного и сернокислотного слоев, свежее углеводородное сырье (фракция С4, поступающая из емкости 1) встречается со слабым экстрактом, выходящим из отстойника второй ступени 7. Теплоту реакции отводят водой, охлаждающей реакционную массу в холодильнике 2. Температура в реакторе 3 поддерживается на уровне около 38 °С. Полученный насыщенный экстракт направляется на регенерацию. [c.220] В регенераторе 10 могут протекать три основные реакции выделение изобутилена, выделение триметилкарбинола, выделение димера и тримера изобутилена. [c.221] При правильно подобранных условиях преобладает первая реакция и примерно 90% изобутилена регенерируется как мономер. Поскольку триметилкарбинол и полимеры изобутилена рециркулируют в системе, выход изобутилена бывает выше и составляет примерно 95%. Повышение выхода изобутилена достигается тем, что триметилкарбинол возвращается в экстракт, где он дегидратируется в изобутилен. [c.221] Регенератор может представлять собой тарельчатую или насадочную колонну. Выходящие из регенератора 10 пары содержат водяной пар, изобутилен, г/ ег-бутиловый спирт, кислоту в виде тумана, следы н-бутилена и егор-бутилового спирта. [c.221] Пары сначала промываются в скруббере 12 горячим водным раствором гидроокиси натрия для извлечения кислоты. Пары из скруббера охлаждаются в холодильнике 13 для сжижения большей части полимеров и спирта. Конденсат, представляющий собой водный раствор полимеров и спирта, собирается в сборнике 14. Несконденсировавшиеся пары подвергаются в скруббере 15 вторичной промывке водой для извлечения спирта, а пары изобутилена сжимаются компрессором 16, конденсируются в аппарате 17 и собираются в сборник 18. [c.221] Выходящая из кубовой части регенератора 10 кипящая 45% -ная серная кислота поступает самотеком в конденсатор 11, где из нее выпаривается избыток воды (при атмосферном давлении или под вакуумом). Полученная в результате концентрирования 65%-ная серная кислота охлаждается и перекачивается на вторую ступень экстракции. [c.221] В работе по усовершенствованию процесса выделения изобу тилена с помощью серной кислоты изыскивались возможности из бежать энергоемкой операции концентрирования серной кислоты уменьшить вспенивание в дегазаторе, а также улучшить очистку изобутилена, выделяемого из сернокислотного экстракта. [c.222] Кислотную фазу, насыщенную изобутиленом из первоначального отстойника 2, выпаривают затем в атмосферном эвапораторе 5 для удаления основной части растворенных и увлеченных углеводородных примесей в виде небольшой обдувки. Если требуется более высокая чистота изобутилена, отдувку примесей можно осуществлять с использованием вакуума. Затем смесь продуктов и кислоты подается насосом в регенератор 6, где в условиях высокой температура и низкого давления происходит регенерация паров изобутилена. [c.223] Регенерированная серная кислота охлаждается, а затем возвращается в систему экстракции для повторного использования. [c.223] Регенерированные пары изобутилена компримируются, а затем разделяются в отдельной ректификационной колонне 7, где в виде дистиллята получается изобутилен высокой чистоты (99,0—99,8%). В этой колонне получается в виде кубовых остатков также небольшое количество полимер-бензина. [c.223] На такой установке можно выделить в виде целевого продукта примерно 90% чистого изобутилена и в качестве побочного продукта около 5% полимер-бензина. [c.223] Вернуться к основной статье