ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Установка алкилирования изобутана бутиленами из "Химия и технология нефти и газа" Сырье и товарная продукция. Сырьем установок алкилирования изобутана бутиленами является бутан-бутиленовая фракция (ББФ), вырабатываемая на газофракционирующих установках из газов каталитического крекинга, термического крекинга и коксования. В составе этой фракции содержатся и непредельные углеводороды — бутилены и изобутан. Кроме того, в виде примесей в ББФ содержатся углеводороды Сз и С5. В сырье алкилирования количество Сз и 5 не должно превышать З /о (масс.) каждого. Присутствие в сырье пропилена приводит к увеличению потребности в холоде в связи с более высоким значением теплоты реакции алкилирования пропилена, снижению октанового числа алкилата, увеличению расхода серной кислоты. Наличие углеводородов С5 также нежелательно, поскольку пентаны в реакцию алкилирования не вступают, а из амиленов образуются малоценные побочные продукты. [c.297] Следует, однако, отметить, что в перспективе развитие процесса алкилирования связано с расширением сырьевых ресурсов и привлечением в качестве сырья пропан-пропиленовой фракции (ППФ). Новые установки алкилирования в нашей стране и за рубежом проектируются с учетом использования смеси ППФ и ББФ. При использовании ППФ на алкилирование необходимо подавать дополнительный изобутан. [c.297] Давление насыщенных паров при 38° С, кПа. [c.298] В течение многих лет легкий алкилат в больших количествах потреблялся как основной компонент авиационного бензина. В связи с уменьшением числа самолетов с поршневыми двигателями спрос на авиационные бензины сведен к минимуму, однако потребность в алкилатах не только не уменьшилась, но даже возросла. Они добавляются к бензинам каталитического риформинга и крекинга, чтобы снизить содержание ароматических углеводородов и улучшить пусковые свойства товарных аптобензинов. [c.298] Тяжелый алкилат (фракция 170—240 С) используется как компонент дизельного топлива. Побочными продуктами установки являются пропан и бутан-пентано вая фракция. [c.298] Катализаторы процесса. Алкилирование изобутана олефинами на отечественных установках проводится в присутствии серной кислоты. Для алкилирования бутиленами применяется 96—987о-ная серная кислота, для алкилирования пропиленом необхо.адма кислота более высокой концентрации — в среднем 98—1007о. В процессе алкилирования постепенно происходит снижение концентрации серной кислоты, вызываемое взаимодействием кислоты с непредельными углеводородами и влагой. При понижении концентрации реакции алкилирования замедляются, а реакции полимеризации ускоряются. Поэтому отработанную кислоту заменяют свежей, концентрированной. [c.298] За рубежом в качестве катализатора применяется также фтористоводородная кислота. [c.298] Давление слабо влияет на процесс. Поддерживают давление в таких пределах, чтобы наиболее легкие компоненты, участвующие в реакции, находились бы в жидкой фазе. [c.299] Важными параметрами процесса алкилирования являются соотношение между серной кислотой и углеводородами, продолжительность контактирования сырья с катализатором и интенсивность перемешивания. Для получения оптимальных условий алкилирования объемное соотношение к атализатор углеводо-роды в реакционной зоне поддерживают от 1 1 до 2 1. [c.299] Продолжительность контактирования сырья с катализатором определяется объемной скоростью, которая представляет частное от деления объема подаваемого в единицу времени сырья на объем кислоты в реакторе. На современных установках алкилирования объемная скорость составляет 0,3 ч- . Увеличение объемной скорости приводит при прочих равных условиях к снижению октанового числа алкилата. На продолжительность контактирования влияют также конструкция реактора и эффективность работы перемешивающего устройства. [c.299] В результате перемешивания увеличивается поверхность раздела фаз и улучшаются условия поглощения изобутана серной кислотой. Поскольку изобутан поглощается кислотой гораздо медленнее, чем олефины, в реакторе необходимо создать условия, способ-етвующие ускорению перехода изобутана в кислоту. В противном случае начнется интенсивная реакция полимеризации олефинов в присутствии серной кислоты. Кроме того, если перемешивание недостаточно интенсивно, то может оказаться, что не вся масса кислоты контактирует с углеводородным сырьем. [c.299] Предотвращению полимеризации способствует также разбавление сырья циркулирующим изобутаном. Чем выше концентрация изобутана в сырье, поступающем в реактор, тем больше она будет и на поверхности раздела фаз углеводородов с кислотой, где протекает. реакция. Соответственно концентрация олефинов будет ниже. Соотношение изобутан олефины поддерживают от 4 1 до 10 1. [c.299] Затем сырье поступает в реакторное отделение. В емкости Е-1 оно смешивается с циркулирующим изобутаном и насосом Н-1 подается через теплообменник и холодиль.ник в реактор контактного типа р-1. Одновременно с сырьем в реактор вводится серная кислота, которая вступает в контакт с бутан-бутиленовой фракцией. [c.301] При взаимодействии изобутана с бутиленами выделяется тепло в количестве 750—1100 кДж/кг алкилата, для съема которого применяется искусственное охлаждение. Хладагентом служит аммиак, который циркулирует в охлаждающей системе. Сжатый компрессором ПК-1 аммиак конденсируется в конденсаторе-холодильнике ХК-1, собирается в емкости Е-4, а затем насосом подается в трубный иучок реактора Р-1, где испаряется за счет снижения давления и повышения температуры. Испаряясь, аммиак снимает избыточное тепло реакции. Газообразный аммиак вновь подается на компрессию. [c.301] Из реактора Р-1 продукты реакции поступают в отстойник С-1, где отделяются от серной кислоты. Се )ная кислота насосом Н-2 возвращается в реактор, а углеводороды через теплообменник Т-1 подаются в отделение обработки углеводородной смеси. Здесь углеводородная смесь освобождается от капелек серной кислоты и эфиров с помощью щелочной и водной промывки. Для осуществления щелочной и водной промывки предназначены смеситель А-1, отстойники Е-2, Е-3 и циркуляционные насосы Н-3, Н-4. Промытая углеводородная смесь поступает на блок ректификации. [c.301] В состав новых установок алкилирования включают блоки бокситной очистки от эфиров серной кислоты. [c.301] В первой ректификационной колонне К-1, которая называется изобутановой, из продуктов реакции выделяются пропан и избыточный, не вступивший в реакцию изобутан. Затем в пропановой колонне К-2 изобутан отделяется от пропана и возвращается на смешение со свежим сырьем. С низа колонны К-1 смесь бутана и алкилата подается в бутановую колонну К-3, в которой разделяется на бутан (его иногда называют отработанной бутан-бутиленовой фракцией) и суммарный алкилат. Последний затем в колонне вторичной перегонки К-4 разделяется на легкий и тяжелый алкилат. [c.301] Ректификационные колонны изобутановая /С-/. . . [c.301] Реакционная смесь перемешивается пропеллерной мешалкой 4. Смесь из кольцевого пространства между стенкой реактора и внутренним цилиндрическим кожухом 2 поступает внутрь кожуха, где размещены охлаждающие трубы. Процесс алкилирования протекает в основном при нисходящем движении реакционной смеси вдоль поверхности охлаждения (пучка Т1)уб). [c.303] Разработаны и внедряются на действующих установках алкилирования взамен описанных выше модернизированные контакторы вертикального и горизонтального типа. В этих аппаратах с целью улучшения теплопередачи и упрощения условий изготовления трубного пучка применены и-образные трубки, увеличена поверхность теплообмена, разработана более совершенная система уплотнения вала пропеллерного насоса. Внедрение новых контакторов позволяет повысить производительность установок. [c.303] Вернуться к основной статье