從石油裂解中得到的1,3-丁二烯可進行以下多步反應,得到重要的合成橡膠和殺菌劑富馬酸二甲酯。
作者:化工綜合網發布時間:2022-10-12分類:有機原料瀏覽:246
(1)
(2)HOCH 2 CHClCH 2 CH 2 OH
(3)BrCH 2 CH=CHCH 2 Br+2H 2 O
HOCH 2 CH=CHCH 2 OH+2HBr
(4)HOOCCH=CHCH 2 COOH?
(5)HOOCCH=CHCOOH+2CH 3 OH
CH 3 OOCCH=CHCOOCH 3 +2H 2 O
(6)④ ⑦
工業上如何從石油裂解氣中分離烯烴?
裂解氣主要指烴類裂解所生成的氣體混合物,這種混合物中含有氫氣和多種烴類,并有少量硫化物和碳的氧化物等雜質,經過分離提純,可得到各種有機化工原料。分離過程是利用相平衡原理使進入分離器(塔)的物料在熱量平衡和物料平衡的綜合效果下,產生新的汽、液相組成。經過多次重復操作可將某一組分(或餾分)提濃。因此,裂解氣分離過程實際上是多級相平衡過程。
裂解氣分離過程可利用電子計算機進行計算,隨著軟、硬件的迅速發展,使復雜的多級相平衡得以采用嚴格的逐板計算,或流程模擬。因此,已有可能準確地預計這些過程。
分離方法 有裂解氣深冷分離和裂解氣油吸收分離。前者是在-100℃甚至更低的溫度下,使氫氣和甲烷與其他烴類分離。后者是向脫甲烷塔加入較重的烴類作為吸收劑,以降低混合物的蒸氣壓,相應地提高分離溫度,使制冷等級和材料選擇等方面都可以降低要求。但是,由于增加了大量的吸收劑,使設備的鋼材總量、過程的總能耗均相應增加。20世紀40年代后期至50年代初期多采用油吸收法建廠。隨著生產規模的擴大,對產品純度的要求提高,油吸收法很快被深冷法所取代。
基本過程 無論是深冷分離法或是油吸收分離法,都包括以下幾個基本過程:
壓縮 為了使裂解氣不在過低的溫度下發生部分液化,必須加壓。過高的壓力會增大分離的難度,當達到混合物的臨界壓力時(見p-V-T關系)則無法分離,普遍采用的是五段透平式壓縮機,使壓力增加至3.5MPa左右。一套能力為年產 450kt乙烯的裝置,壓縮需耗用功率2600~3300kW。
干燥 水分在加壓、低溫下,能與烴類生成固體水合物,而堵塞閥門和管路,應在裂解氣冷卻之前用干燥劑除去,使露點達到-65℃以下。所剩余的水分則溶于液相烴類,即使在更低的溫度下,也不至于析出。干燥劑普遍采用分子篩(過去常用活性氧化鋁)。
凈化 二氧化碳和低于 0.1%(體積)的硫化氫等酸性氣體,在壓縮機三四段之間,被8%的熱堿液循環吸收而洗掉。若硫含量介于0.1%~0.5%,則先用一乙醇胺溶液除去90%的酸性氣體,所余部分再用堿洗。若硫含量大于0.5%,則先回收硫磺較為經濟。一氧化碳的脫除一般采用甲烷化法。
除炔烴 同碳數的炔烴與烯烴不能用普通的精餾方法分離。在精餾分離前,可先用丙酮或二甲基甲酰胺,Ν-甲基吡咯烷酮等溶劑將炔烴(主要是乙炔)選擇吸收。但目前絕大部分生產裝置是采用催化加氫的方法,將炔烴轉化為同碳數的烯烴或烷烴。加氫普遍使用固定床反應器和鈀催化劑(見金屬催化劑),所需的氫氣取自本裝置中甲烷化后的氫-甲烷混合氣體。
烴分離 裂解氣在7~8個串聯和并聯的精餾塔中,根據沸點的不同,在加壓下最終分離出氫-甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、碳四餾分、碳五餾分和裂解汽油等產品。分離程序視分離流程的不同而異。精餾塔的壓力是可選擇的,混合物的泡點隨壓力的增加而升高,增大壓力,可使塔頂冷卻費用降低,塔的單位截面積處理量增大;但相對揮發度隨之減小,從而導致回流比的增大;同時,會因塔釜溫度升高而可能生成聚合物。
甲烷與乙烯的分離就沸點而論并不困難。但由于含有大量的氫而不得不采取低溫,致使這里成為消耗能量最大的部分。聚合級的乙烯純度要求極高,且由于催化加氫帶入甲烷,需要第二次脫除。另外,乙烯與乙烷的分離、丙烯與丙烷的分離也是十分重要的,因為它們的相對揮發度都相當小,分離時回流比大(前者為3.5~4.5,后者高達20),分離效果直接影響最終產品的純度。
制冷 年產 450kt乙烯的深冷分離裝置制冷總動力消耗為30000~40000kW,可見制冷系統在深冷分離過程中的重要性。目前廣泛采用以丙烯、乙烯為制冷劑串級制冷(見彩圖)。高于-40℃用蒸發液體丙烯來冷卻,乙烯制冷劑則最低可用于-100℃。為了減小冷卻溫差,每種制冷劑各分三四段壓力下蒸發。蒸發后的氣體進入透平壓縮機相應的段間進行壓縮。丙烯最終以水冷卻,乙烯則用蒸發丙烯來冷卻,兩者都是液化后循環使用。
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