ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Алкилирование изобутана олефинами из "Технология переработки нефти и газа" Другим важным условием процесса алкилирования является концентрация кислоты (активность катализатора). Обычно применяют свежую серную кислоту концентрацией 96—100%. Снижение концентрации свежей кислоты приводит к заметному увеличению ее расхода. Концентрация кислоты в значительной степени влияет на качество алкилата. Алкилат хорошего качества получается при концентрации кислоты 95—96%. [c.231] Немаловажными факторами для получения оптимальных результатов алкилирования являются отношение кислоты к углеводородной фазе и их интенсивное перемешивание в реакционной зоне. Оптимальным отношением кислоты к углеводородной фазе принимается смесь, содержащая 42—50 объемн. % кислоты и 50—58 объемн.%) углеводородной фазы. Избыток кислоты не оказывает вредного действия на качество и выход алкилата, но приводит к увеличению расхода энергии на перемешивание смеси и снижению интенсивности ее перемешивания вследствие повышения удельного веса и вязкости циркулирующей массы. Уменьшение интенсивности перемешивания -значительно снижает выход и октановое число алкилата. [c.232] Отрицательное влияние на протекание процесса алкилирования оказывают различные примеси, присутствующие в сырье. Некоторые из этих примесей вступают во взаимодействие с кислотой или остаются в ней в качестве разбавляющих компонентов. Примесями, содержащимися в сырье для алкилирования, являются сероводород, меркаптаны, вода, бутадиен, этилен. [c.232] В процессе алкилирования очистка сырья от примесей является необходимой. Для удаления сероводорода и меркаптанов сырье подвергается очистке щелочью. Удаление воды осуществляется в основном механическим путем—отстоем или фильтрацией. [c.232] Одним из наиболее распространенных видов примесей в оле-финовом сырье является бутадиен (1 л бутадиена разбавляет 7 кг свежей кислоты и снижает ее концентрацию с 98 до 90 /о)-Содержание бутадиена в бутан-бутиленовой фракции каталитического крекинга колеблется от 0,1 до 0,5 вес.%. Для алкилирования обычно применяют бутан-бутиленовую фракцию, полученную при каталитическом крекинге. [c.232] Этилен с серной кислотой образует стабильные сложные эфиры и присутствие его даже в небольших количествах резко повышает удельный расход кислоты. Уменьшение содержания этилена в сырье происходит в этановой колонне (деэтанизация). Перечисленные примеси присутствуют в сырье в небольших количествах и влияют в основном на увеличенй е расхода кислоты, не ухудшая качества алкилата. [c.232] Содержание парафиновых углеводородов (н-пентан, н-бутан, н-пропан и т. д.) в сырье, направляемом на алкилирование, колеблется от 8 до 40% Эти углеводороды не яв ляются разбавителями кислоты, так как не вступают с ней в реакцию, но ухудшают интенсивность контактирования изобутана с олефинами и кислотой, вследствие чего олефины частично взаимодействуют друг с другом и с изопарафинами получаемого алкилата, а не с изобутаном, что значительно снижает выход и качество алкилата. [c.233] Если содержание н-бутана в свежем изобутановом сырье значительно выше, чем в отгоне изобутановой колонны, возвращаемом в процесс, то целесообразно вводить свежее сырье в изобутановую колонну, а не непосредственно в реакционную зону. Таким путем удается удалить значительное количество я-бутана до поступления парафинового сырья в реактор. [c.233] Серная кислота получила широкое применение в процессе алкилирования изобутана олефинами и является основным катализатором этого процесса. [c.233] Обычная концентрация кислоты 96—100%. Температура процесса не должна превышать - -10°С. Время контакта для получения максимального выхода алкилата изменяется от 20 до 40 мин. [c.233] Применения специальных хладагентов для отвода тепла (тепло отводится водой). [c.234] В присутствии фтористоводородной кислоты в реакцию легко вступает не только бутилен, но и пропилен, что значительно увеличивает сырьевые ресурсы получения алкилата. В процессе алкилирования НР не подвергается ни окислению, ни восстановлению, химическая активность его легко регенерируется и катализатор вновь используется в процессе. [c.234] Основным недостатком применения фтористоводородной кислоты является ее токсичность, что требует особого аппаратурного оформления процесса с устройством специальных дренажных линий и поглотительных колонн для отвода и нейтрализации фтористого водорода. [c.234] В качестве катализаторов для алкилирования изопарафинов олефинами применяют комплексные катализаторы (комплексное соединение фтористого бора с фосфорными кислотами, например ВРз-НзР04). Комплексные катализаторы не требуют сложной аппаратуры и позволяют получать алкилат в зысоким выходом почти без побочных продуктов. [c.234] Схема процесса алкилирования изопарафинов олефинами в присутствии серной кислоты приведена на рис. 88. [c.234] По схеме исходное сырье, идущее на алкилирование, преД варительно очищают от сернистых соединений путем обработки 10%-ным раствором едкого натра. Для этого сырье / насосом 1 подается в диафрагмовый смеситель 2, куда насосом 29 подается щелочь, циркулирующая по схеме насос 25- смеситель 2 — отстойник 3 — насос 29. Из отстойника 3 очищенное сырье поступает в вертикальные аккумуляторы 4. До поступления в аккумуляторы к сырью добавляется рециркулирующий избыток изобутана II. Смесь сырья с изобутаном насосом 30 прокачивается через теплообменник 5 и аммиачный холодильник 6 в отстойник 7 для отделения воды, далее сырье поступает в нижнюю часть реакторов 8. В верхнюю часть реакторов насосом 31 подается катализатор (крепкая серная кислота). Для отвода тепла реактор снабжается змеевиками с циркулирующим по трубкам испаряющимся аммиаком. По выходе из реакционной системы продукты алкилирования поступают в сепаратор 9, где происходит отделение серной кислоты от углеводородов. Серная кислота насосом 31 возвращается в реакционную зону реактора 8, а углеводородная смесь, пройдя теплообменник 5, смешивается в смесителе/О с щелочью для нейтрализации и поступает в отстойник //. В отстойнике щелочь отделяется и возвращается насосом 32 на циркуляцию. Продукты реакции из отстойника И поступают в приемник 12, откуда насосом 33 прокачиваются на фракционирующую часть установки. [c.234] Реакторы емкостного типа применялись ранее, когда процесс алкилирования только начал внедряться в промышленность. Принцип- их работы заключается в том, что при помощи насоса через реактор и холодильник непрерывно циркулирует большой поток кислотно-углеводородной эмульсии. Часть циркулирующей эмульсии непрерывно выводилась в отстойник, где происходило разделение кислотной и углеводородной фаз. Кислотную фазу циркуляционным насосом возвращали в реактор. I Олефиновое сырье подавали на прием циркуляционного насоса. [c.237] Реакторы каскадного типа являются наиболее эффективными и современными. Применение этих реакторов значительно улучшило экономику процесса алкилирования. Реактор представляет собой полый горизонтальный цилиндр, разделенный перегородками на несколько реакционных зон (рис. 89). Интенсивный фазовый контакт обеспечивается установленными в каждой зоне пропеллерными мешалками большой производительности. Изобутан диспергируется в эмульсии вследствие высокой скорости перемешивания и изменения направления потока. Каждая зона реактора имеет устройство для диспергирования эмульсии, подачи олефинового сырья, выделения и удаления паров. [c.237] Преимущество каскадных реакторов перед емкостными заключается в том, что в односекционном реакторе концентрация кислоты снижается до концентрации отработанной кислоты во всей реакционной зоне одновременно, а в каскадном реакторе кислота низкой концентрации собирается только в последней секции, куда поступают отработанная и циркулирующая кислоты. В первых реакционных зонах находится более концентрированная кислота, и это обстоятельство ускоряет реакцию алкилирования, сокращая удельный расход кислоты. В данном случае требуется меньше рециркулирующего изобутана для поддержания в реакционной зоне необходимого соотношения изобутан олефины. [c.238] Современный контакторный реактор для алкилирования показан на рис. 90. [c.238] Вернуться к основной статье