ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Алкилирование парафинов из "Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза" Этот процесс предназначен для синтеза высокооктановых моторных топлив И получил широкое распространение во всех развитых странах, в том числе и в СССР. [c.250] ННЧ-СН2=СНН НК СНСНя. Термодинамические отношения для этой реакции уже рассматривались Б главе 1 в приложении к крекинг-процессу. Очевидно, что равновесие обратной реакции алкилирования парафинов смещается вправо при понижении температуры, причем уже при 100 °С и ниже можно считать ее практически необратимой. Именно в таких условиях процесс каталитического алкилирования изопарафинов и осуществляют в промышленности. [c.250] Катализаторами алкилирования парафинов олефинами могут служить те же вещества кислотного типа, что и для алкилирования ароматических соединений, — хлорид алюминия, безводный фторид водорода, серная кислота последнюю используют чаще всего. [c.250] Из парафинов к каталитическому алкилированию способны только изопарафины, имеющие третичный атом углерода. Олефины могут быть различными (даже этилен), но обычно применяют н-бутены, алкилирующие изобутан с образованием углеводородов С8Н18, по температуре кипения наиболее пригодных в качестве компонента моторного топлива. [c.250] Строение продуктов, образующихся при каталитическом алкилировании изопарафинов, обычно не соответствует ожидаемому из структуры исходных веществ. Так, при взаимодействии н-бутена с изобутаном получается смесь 2,2,4-, 2,3,4- и 2,3,3-триметилпентанов. Первый изомер, называемый просто изооктаном, является эталоном в шкале октановых чисел — для него октановое число принято равным 100. [c.250] Так происходят последовательно-параллельные реакции алкилирования, причем, чтобы подавить образование высших углеводородов, необходим избыток изопарафина по отношению к олефину. [c.251] В получаемых алкилатах обнаружены низшие и высшие парафины с числом атомов углерода, не кратным их числу в исходных реагентах. Так, при алкилировании изобутана бутенами алкилат содержит 6—10% углеводородов С5 — С7 и 5—10% углеводородов Сд и высших. Очевидно, они могут появиться только в результате деструктивных процессов, которым способствует повышение температуры. [c.251] При которой получаются низкомолекулярные ненасыщенные полимеры, несколько ухудшающие качество алкилата и ведущие к повышенному расходу катализатора. [c.251] Температуру алкилирования выбирают такой, чтобы максимально подавлялись побочные реакции деструкции и полимеризации, но сохранялась достаточно высокая скорость процесса. При катализе серной кислотой проводят реакцию при О—10°С, а с безводным фторидом водорода — при 20—30 °С под некоторым давлением. Алкилирование изобутана этиленом в присутствии А1С1з проводят под давлением при 50—60 °С. [c.252] Технология процесса. В промышленности алкилированию чаще всего подвергают изобутан и значительно реже изопентан. Из олефинов наибольшее применение как алкилирующие агенты нашли н-бутены (смесь 1- и 2-изомеров), которые с изобутаном дают алкилат, богатый углеводородами Св и часто называемый просто изооктаном. Нередко в качестве сырья берут бутан-бутеновую фракцию крекинг-газов, содержащую все необходимые реагенты и очищенную от бутадиена-1,3. [c.252] Реакционная масса представляет собой двухфазную систему, которую эмульгируют с помощью мешалок или питающих насосов. При использовании серной кислоты существенное значение имеет ее концентрация. Лучшие результаты получаются с 98— 100 %-й кислотой, но она постепенно разбавляется влагой, присутствующей в исходных реагентах. Минимально допустимой считается концентрация 88—90 %, поэтому часть кислоты приходится все время отводить из системы и добавлять свежую. Расход серной кислоты составляет обычно 5—7 кг на 100 л алкилата. В самом реакторе объемное отношение кислоты и углеводородов составляет примерно 1 1 и даже доходит до 70 % (об.) кислоты. Избыточный катализатор отделяют от углеводородов в сепараторе и возвращают на реакцию. [c.252] Для процесса применяют аппараты двух типов, различающиеся способом отвода выделяющегося тепла при помощи внутреннего охлаждения жидким аммиаком (или пропаном) или за счет испарения избыточного изобутана. В первом случае в алкилаторе, снабженном мощной мешалкой, имеются охлаждающие трубы, в которых теплоноситель испаряется (см. рис. 73,а). Его пары направляют затем на холодильную установку, где они снова превращаются в жидкость. [c.252] ИЗ ОДНОЙ секции в другую. Вторая справа секция служит сепаратором, в котором кислота отделяется от углеводородов и возвращается на алкилирование. Через последнюю перегородку перетекает смесь углеводородов, поступающая на дальнейшую переработку. [c.253] выходящая из последней секции алкилатора 4, содержит избыточный изобутан, октаны, углеводороды С5 — С7 и выс-щие. Ее подают в сепаратор 7 для отделения остатков серной кислоты. Кислоту возвращают в алкилатор, но часть ее отводят из системы и вместо нее подают свежую. Углеводородный слой из сепаратора 7 нейтрализуют 10%-м раствором щелочи в аппарате 8 и разделяют полученную эмульсию в сепараторе 9. Нейтрализованная смесь углеводородов направляется на отгонку избыточного изобутана в ректификационную колонну 10. Чтобы для конденсации изобутана можно было использовать дешевый хладагент — воду, в колонне поддерживают давление 0,6 МПа. В нее же подают свежую изобутановую фракцию. Часть изобутана возвращается на орошение колонны 10, а остальное количество после дросселирования поступает в емкость 2 и оттуда снова на реакцию. Таким образом совершается циркуляция изобутана. Из куба колонны 10 отбирают товарный алкилат. [c.254] Вернуться к основной статье