Способ получения бутадиена и водорода из этанола в две реакционные стадии при низком расходе воды и энергии - RU2017113365A

1. Способ получения бутадиена из этанольного сырья, содержащего по меньшей мере 80 вес.% этанола, включающий по меньшей мере:

A) стадию превращения этанола в ацетальдегид, содержащую по меньшей мере одну реакционную секцию, на которую подают по меньшей мере часть обогащенного этанолом потока, выходящего со стадии E1), работающей при давлении от 0,1 до 1,0 МПа и температуре от 200°C до 500°C в присутствии катализатора, и секцию разделения, позволяющую разделить поток, выходящий с указанной реакционной секции, на по меньшей мере поток водорода в газообразной форме и поток этанол/ацетальдегид в жидкой форме;

B) стадию превращения в бутадиен, содержащую по меньшей мере одну реакционную секцию, на которую подают по меньшей мере часть указанного потока этанол/ацетальдегид, выходящего со стадии A), жидкий поток, обогащенный этанолом, выходящий со стадии C1), часть потока, обогащенного ацетальдегидом, выходящего со стадии E1), и причем указанная секция работает в присутствии катализатора при температуре от 300°C до 400°C и давлении от 0,1 до 1,0 МПа, причем скорости подаваемых потоков регулируются так, чтобы мольное отношение этанол/ацетальдегид на выходе из указанной реакционной секции составляло от 1 до 5; и содержит также секцию разделения, позволяющую разделить поток, выходящий с указанной реакционной секции, на по меньшей мере один газообразный поток и по меньшей мере один жидкий поток;

C1) стадию обработки водорода, содержащую по меньшей мере секцию сжатия, сжимающую указанный водородный поток, выходящий со стадии A), до давления от 0,1 до 1,0 МПа, и секцию газо-жидкостной промывки, на которую подают при температуре от 15°C до -30°C часть указанного этанольного потока со стадии E1) и часть указанного потока этанол/ацетальдегид со стадии A), а также подают при температуре от 25°C до 60°C указанный поток сжатого водорода, и получают по меньшей мере один жидкий поток, обогащенный этанолом, и очищенный поток водорода;

D1) стадию экстракции бутадиена, содержащую по меньшей мере секцию сжатия, сжимающую указанный газообразный поток, выходящий со стадии B), до давления в интервале от 0,1 до 1,0 МПа, секцию газо-жидкостной промывки, содержащую промывную колонну, на которую сверху при температуре от 20°C до -20°C подают этанольный поток, состоящий из указанного этанольного технологического сырья, и/или часть этанольного потока, выходящего со стадии E1), а снизу подают указанный газообразный поток, выходящий со стадии B) и охлажденный, и секцию перегонки, работающую при давлении от 0,1 до 1 МПа, на которую подают по меньшей мере жидкий поток с указанной стадии B) и жидкий поток с указанной секции газо-жидкостной промывки, причем на указанной стадии D1) получают по меньшей мере поток газообразных побочных продуктов, поток неочищенного бутадиена и поток этанол/ацетальдегид/вода;

D2) стадию первой очистки бутадиена, содержащую по меньшей мере секцию газо-жидкостной промывки, на которую снизу подают поток неочищенного бутадиена, выходящий со стадии D1), а сверху поток воды, который может представлять собой поток воды, внешний по отношению к процессу получения бутадиена, и/или часть водного потока, выходящего со стадии E1), причем в указанной секции промывки получают сверху предварительно очищенный поток бутадиена, а снизу поток отработавшей воды;

D3) стадию дальнейшей очистки бутадиена, на которую подают по меньшей мере указанный предварительно очищенный поток бутадиена, выходящий с указанной стадии D2), и получают по меньшей мере очищенный поток бутадиена;

E1) стадию обработки сточных вод, на которую подают по меньшей мере рафинат вода/этанол/ацетальдегид, выходящий со стадии E2), и получают по меньшей мере поток, обогащенный этанолом, поток, обогащенный ацетальдегидом, и поток, обогащенный водой;

E2) стадию удаления примесей и коричневых масел, на которую подают по меньшей мере поток этанол/ацетальдегид/вода, выходящий со стадии D1), и обогащенный водой поток, выходящий со стадии E1), и получают по меньшей мере рафинат вода/этанол/ацетальдегид, поток легких коричневых масел и поток тяжелых коричневых масел;

F) стадию промывки водой, на которую подают поток газообразных побочных продуктов, выходящий со стадии D1), а также часть потока, обогащенного водой, выходящего с указанной стадии E1), и на которой получают по меньшей мере один поток водно-спиртовой смеси.

2. Способ по п. 1, в котором стадию C2) окончательной обработки водорода осуществляют после стадии C1), причем указанная стадия C2) содержит по меньшей мере секцию газо-жидкостной промывки, на которую подают очищенный поток водорода со стадии C1) и поток чистый воды из источника, внешнего по отношению к процессу, или обогащенный водой поток воды, выходящий со стадии E1), и получают очищенный поток водорода и поток отработанной воды.

3. Способ по одному из пп. 1 или 2, в котором предварительно очищенный поток бутадиена, выходящий со стадии D2), подвергают стадии D2b) второй очистки бутадиена перед подачей на стадию D3) дальнейшей очистки бутадиена, причем указанная стадия D2b) содержит по меньшей мере секцию промывки, в которую снизу подают указанный предварительно очищенный поток бутадиена со стадии D2), а сверху подают поглощающий раствор.

4. Способ по п. 3, в котором указанный поглощающий раствор является водным раствором с pH выше 10, установленным путем добавления гидроксида натрия или гидроксида калия.

5. Способ по п. 3, в котором указанный поглощающий раствор является водным раствором бисульфита натрия или калия, pH которого составляет от 5 до 8.

6. Способ по п. 3, в котором указанный поглощающий раствор является водным раствором, содержащим соединение из семейства гидразинов.

7. Способ по одному из пп. 1-6, в котором стадия E2) содержит по меньшей мере секцию прямоточной/противоточной промывки, секцию перегонки легких коричневых масел и секцию перегонки тяжелых коричневых масел, причем на указанную секцию прямоточной/противоточной промывки подают в промежуточной точке указанный поток этанол/ацетальдегид/вода, выходящий со стадии D1), снизу подают углеводородный поток, а сверху часть потока, обогащенного водой, выходящего со стадии E1), причем на указанную секцию перегонки легких коричневых масел подают указанный экстракт промывочных углеводородов и получают в качестве дистиллята указанный поток легких коричневых масел и остаточные углеводороды, на указанную секцию перегонки тяжелых масел подают часть, составляющую 5-30% от полного потока указанных остаточных углеводородов, и получают углеводородный дистиллят и, в качестве остатка, указанный поток тяжелых коричневых масел, причем указанный углеводородный дистиллят и необработанную часть указанных остаточных углеводородов смешивают, чтобы образовать поток углеводородов, подаваемый в указанную секцию прямоточной/противоточной промывки.

8. Способ по одному из пп. 1-7, в котором на указанную стадию A) подают также по меньшей мере часть указанного этанольного сырья.

9. Способ по одному из пп. 1-8, в котором на указанную реакционную секцию указанной стадии B) подают также обогащенный этанолом поток со стадии E1).

10. Способ по одному из пп. 1-9, в котором на указанную реакционную секцию указанной стадии B) подают также внешний поток ацетальдегида.

11. Способ по одному из пп. 1-10, в котором на указанную стадию C1) не подают никаких других потоков.

12. Способ по одному из пп. 1-11, в котором обогащенный этанолом поток, выходящий со стадии E1), подают в указанную секцию газожидкостной промывки указанной стадии C1) при температуре ниже температуры указанной части потока этанол/ацетальдегид со стадии A).

13. Способ по одному из пп. 1-12, в котором указанная стадия D3) включает в себя по меньшей мере секцию сушки, секцию криогенной перегонки и секцию разделения бутадиен/бутены путем жидкостно-жидкостной экстракции.

14. Способ по одному из пп. 1-13, в котором указанная стадия D3) включает по меньшей мере одну простую перегонку и по меньшей мере одну экстрактивную перегонку.

15. Способ по одному из пп. 1-14, в котором на указанную секцию E1) подают также часть указанного этанольного сырья.