ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Работа пилотной установки из "Алкилирование. Исследование и промышленное оформление процесса" Для получения надежных данных, которые позволили бы чравнить эффективность работы двух перемешивающих устройств разных типов в условиях алкилирования, на пилотной установке в одинаковых условиях, приведенных ниже, были проведены один за другим два опыта длительностью по две недели концентрация кислоты постоянно понижалась, о ее е заменяли. [c.180] Прежними исследованиями, например [5], было по казано, что состав катализатора (серная кислота) очень заметно влияет на качество алкилата, поэтому алкилаты следует сравнивать лишь при использовании кислоты одинакового состава. Кроме различий в составе продуктов при сравнении перемешивающих устройств одной из целей было зафиксировать разницу в составе катализаторов три испытаниях различных перемешивающих устройств и разницу во влиянии последних на срок службы катализатора. [c.182] О влиянии срока службы катализатора на конценпрациюсерной кислоты можно судить по рис. 5,а. Для обоих типов перемешивающих устройств наблюдается монотонное и почти линейное снижение концентрации серной кислоты с увеличением продолжительности [работы катализатора, и существенной разницы между импеллерами нет. В опыте с высокоинтенсивной турбиной начальная концентрация кислоты была 97,9%, а концентрация кислоты, выгруженной в конце опыта, составила 86%. Соответствующие цифры для турбины с плоскими лопатками были 97,3 и 89,67о. Причина, по которой конечная концентрация кислоты в опыте с турбиной с плоскими лопатками была выше, чем в случае высокоинтенсивной турбины, состояла в том, что первый опыт был прерван че рез меньшее время. [c.182] Изменение состава катализатора. [c.183] Изменение содержания углеводородов, растворенных в кислоте. [c.183] Кружки — высокоинтенсивная турбина точки — турбина с плоскими лопатками. [c.183] На рис. 6 отражено изменение содержания углеводородов, растворенных в кислоте, для обоих типов перемешиваюших устройств. Как и ожидалось, концентрация растворенных в кислоте углеводородов постоянно росла со временем и в конце опыта достигла 10% (масс.) для высокоинтенсивной турбины и 7% (масс.) для турбины с плоскими лопатками. Оба типа смесителей показали примерно одинаковое изменение концентрации углеводородов, растворенных в кислоте, со временем. [c.183] Следует обратить внимание на две интересные особенности, сарактарные для данных, приведенных на рис. 6. Первая — в кислоте на момент начала подачи олефинов содержалось одно и то же количество растворенных углеводородов. Это можно объяснить тем, что перед подачей олефинов в системе перемешивается изобутан с серной кислотой и образуются заметные количества растворимых углеводородов. Это говорит о том, что последние образуются не только из диенов, олефинов или сернистых соединений. Дру гая особенность состоит в том, что в опыте с высокоинтенсивной турбиной содержание растворенных в кислоте углеводородов через 225 ч после начала иодачи олефинов начинает расти нелинейно. Это указывает, что кислота отработала свой срок службы (подробнее см. ниже). [c.184] О точности определения состава катализатора при каждом анализе можно судить по данным, приведенным на рис. 5,в. По оси ординат отложен примерный суммарный состав катализатора (серная кислота, вода, растворенные в кислоте углеводороды — РУ). Абсолютное отклонение этой суммы от 100% (масс.) является мерой точности анализа. За исключением одного значения, полученного примерно через 250 ч (и анализов, полученных через 75—100 ч и переделанных), сумма Н2504+Н20+РУ изменялась от 99 до 101% (масс.), причем большая часть результатов отличалась от 100%) (масс.) менее чем на 1%. Если учесть, что эти суммы складываются из результатов трех анализов, проводимых независимо друг от друга, можно сказать, что анализы состава серной кислоты были надежными. [c.184] Одним из наиболее важных сведений, полученных в ходе сравнения перемешивающих устройств, является влияние типа импеллера на качество алкилата. Как упоминалось выше, поскольку состав кислоты очень сильно влияет на качество алкилата, сравнение следует проводить при одинаковом составе кислоты. В настоящем исследовании ключевую роль в этом эффекте ипрали растворенные в кислоте углеводороды. Этот компонент, характеризующий силу кислоты, является сложной смесью с преобладанием в ней циклических полимеров [6]. Поскольку качество алкилата существенно меняется в зависимости от содержания в кислоте растворенных в ней углеводородов, было предложено много теорий, посвященных их роли в улучшении качества алкилата в некоторых из этих теорий им отводилась роль переносчиков гидрид-ионов, в других — роль поверхностно-активного вещества, в третьих —роль вещества, повышающего растворимость изобутана в серной кислоте. [c.184] Зависимость октанового числа алкилата от содержания углеводородов, растворенных в кислотной фазе. [c.185] Кружки — высокоинтенсивная турбина точки — турбина с плоскими лопатками. [c.185] Поскольку содержание воды в катализаторе относительно постоянно, главным индикатором состава катализатора при сравнении качества алкилатов, полученных с разными импеллерами, выбрали содержание углеводородов, растворенных в кислоте. На рис. 7 приведена зависимость октанового числа алкилата от содержания растворенных углеводородов в катализаторе. Октановое число (по моторному методу, без присадки) рассчитывали для фракции Сз и выше по данным хроматографического анализа. Из рис. 7 видно, что вначале октановое число не очень высокое, затем наблюдается широкий максимум при содержании углеводородов 2—4% (масс.). Данные свидетельствуют, что при использовании высокоинтенсивной турбины октановое число алкилата получается несколько выше (на 0,4—0,25) в пределах изменения содержания углеводородов в кислоте от 2 до 7% (масс.) при концентрации кислоты 96—90% (масс.), характерной для промышленных установок. [c.185] Из общего характера приведенных на рис. 7 кривых можно предположить, что при низких концентрациях углеводородов в катализаторе они участвуют в реа кциях алкилпрования, вызывая некоторое повышение октанового числа. При высоких же концентрациях эффект разбавления ими кислоты становится преобладающим над другими возможными положительными эффектами. Этим можно объяснить наличие максимумов на кривых. [c.185] В условиях промышленной эксплуатации разбавители непрерывно выводят с отработанной кислотой, которую подвергают регенерации. Свежую или регенерированную кислоту подают на установку со скоростью, компенсирующей выгрузку отработанной кислоты и потери внутри установки (например, в результате окисления). Из-за важности этого вопроса и стоимости кислоты, связанной со сроком службы жатализатора, скорость дезактивирования три использовании обоих типов перемешивающих устройств ниже рассмотрена отдельно. [c.186] Мерой срока службы кислоты на установках алкилирования является количество разбав1ителей (углеводородов, растворенных в кислоте, и воды), образующихся на единицу объема чистого олефинового сырья. Этот фактор наряду с потерями кислоты (например, на окисление) и концентрацией свежей и отработанной кислоты определяет скорость замены свежей кислоты, что является прямой мерой стоимости регенерации катализатора на любой отдельно взятой установке алкилирования. Для расчета скорости замены кислоты было необходимо сформулировать модель ее истощения для системы реактор- -отстойник на пилотной установке. Эта модель исходит пз допущения, что система реактор+отстойник представляет собой единое целое,, и учитывает образование растворимых углеводородов и окисление Н2304. Модель была использована для расчета параметров разбавления и окисления на основе данных по составу кислоты, по ее потерям (на отбор проб) и по количеству катализатора, оставшегося после опытов в системе. [c.186] Параметры разбавления и окисления затем использовали для расчета эквивалентной скорости замены катализатора для каждого типа перемешивающего устройства. [c.186] Кружки — высокоинтенсивная турбина треугольники — турбина с плоскими лопатками. [c.187] Изменение скорости замены катализатора в зависимости от содержания кислоты в нем. [c.187] Вернуться к основной статье