ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Промышленное оформление процесса алкилирования из "Процессы алкилирования изомеризации и полимеризации в нефтепереработке" В 40-х и начале 50-х годов начались интенсивное строительство и ввод в эксплуатацию установок еернокислотного алкилирования. Первая отечественная установка была введена в 1942 г. в г. Грозном. [c.14] Расширение производства алкилбензина на первое место выдвинуло проблему обеспечения процесса сырьевыми ресурсами, особенно олефиновыми углеводородами. В США еще в 1958 г. наряду с бутиленами начали использовать пропилен. Потребность в изобутановом сырьевом компоненте в настоящее время за рубежом удовлетворяется главным образом благодаря перевоцу установок каталитического крекинга, являющихся поставщиком непредельного сырья для алкилирования, на цеолитсодержащий катализатор. Параллельно с решением вопросов обеспечения сырьем значительно улучшены показатели процесса алкилирования. Первые установки имели несовершенную технологическую схему и малоэффективные реакционные аппараты (вертикальные, объемом 10 м ). Процесс характеризовался высоким расходом катализатора и низкими технико-экономическими показателями. Широкие исследования по усовершенствованию процесса позволили разработать технические решения, в значительной мере улучшающие показатели работы устанонок. [c.14] Установки сернокислотного алкилирования состоят обычно из отделений подготовю сырья, реар торного, обработки углеводородной смеси, выходящей из реакторов, фракционирования продуктов. Отделения подготовки сырья, обработки и фракционирования продуктов на различных установках технологически близки друг к другу реакторные же отделения имеют принципиальные отличия и, в первую очередь, в конструкциях реакторных устройств. [c.14] Вертикальные реакторы обеспечивают требуемое качество эмульсии кислота - углеводороды, съем необходимого количества тепла, устойчивость технологического режима. Вместе с тем они имеют существенные недостатки громоздкость аппаратурного оформления, большую энергоемкость, недостаточно высокое соотношение изобутан олефины в зоне реакции. Работа их осложняется также загрязнением стенок труб холодильника маслом из ко1и1прессора, заносимым с хладоагентом (аммиаком), и повышенной наг)рузкой на сальниковые уплотнения, что приводит к необходимости частых ремонтов и снижает интенсивность перемешивания. Вертикальные реакторы не применяются на вновь сооружаемых установках, но продолжают эксплуатироваться на ранее построенных. [c.15] Жидкие продукты из ловушки направляются на щелочную и водную промывки (отстойники 8 и 9), а затем ка фракционирование. Пары из ловушки 2 и емкости однократного испарения 5 сжимают до давления, обеспечивающего возможность использования водяного охлаждения для конденсации. Часть сконденсированного хладоагента непрерывно подвергается фракционированию в пропановой колонне 6. Продукт, выходящий из нижней части этой колонны, охлаждается и поступает в емкость однократного испарения 5. Давление в емкости 5 и ловушке 2 поддерживается одинаковым (до 0,15 МПа). Отходящий из емкости жидкий хладоагент при температуре - ТС насосом подается в реактор. [c.18] Горизонтальный реактор по сравнению с вертикальным имеет существенные преимз щества интенсивная внутренняя циркуляция изобутана, благодаря которой достигается высокое внутреннее соотношение изобутан олефины возможность поддержания в реакционной зоне повышенной средней концентрации серной кислоты (91% по сравнению с 88% в вертикальных реакторах). [c.18] Пути совершенствования и реконструкции действующих установок. Указанные выше недостатки вертикальных реакторов частично могут быть устранены путем переобвязки имеющихся реакторов с целью перехода на последовательную подачу изобутана при параллельной подаче олефинов (один из вариантов переобвязки вертикальных реакторов показан на рис. 5). При последовательном питании реакторов изобутаном сырье установки равными порциями поступает во все реакторы, а рециркулирующий изобутан и кислота - в первый по ходу реактор. Соотношение изобутан бутилены в зоне реакции при этом выше, чем при параллельном питании реактора. Выход легкого алкилата повышается на 2 - 3%, а качество его (октановое число) не изменяется. Благодаря улучшению условий алкилирования (повышение концентрации изобутана и соотношения изобутан олефины) реакция протекает более полно - в продуктах реакции практически отсутствуют непрореагировавшие олефины. Расход серной кислоты на 1 т алкилай при последовательном питании реакторов изобутаном составляет 145 - 160 кг/т. [c.18] Эффективность работы установок может быть дополнительно повышена путем замены аммиачного охлаждения охлаждением потоком из реактора. [c.18] Для повышения эффективности работы установок необходимо также более тщательно очищать сырье от вредных примесей и заменить устаревшие типы тарелок в колоннах ректификационного блока на современные при одновременном изменении условий ректификации в связи с использованием в составе сырья пропан-пропиленовой фракции. Принципиальная технологическая схема основных узлов такой модифицированной установки приведена на рис. 6. [c.19] Олефиновое сырье после очистки от сернистых соединений, водной промывки и осушки в электроразделителе вместе с рециркулирующим изобутаном поступает в горизонтальные реакторы. Тепло экзотермической реакции непрерывно отводится испарением в трубном пучке реактора потока циркулирующего изобутана с продуктами реакции, поступающими из кислотного отстойника через дроссельный клапан. При этом более 50% продуктов реакции, проходящих через трубный пучок, переходит в паровую фазу. Наличие большого количества паров снижает, как известно, коэффициент теплопередачи, поэтому для увеличения доли жидкой фазы (при необходимости) в поток, поступающий в трубный пучок после дроссельного вентиля, предусмотрен ввод дополнительного количества жидкости из низа сепаратора. [c.19] Углеводородный поток после сжатия и охлаждения поступает в емкость, откуда часть его направляется в пропановую колонну для отделения пропана, а другая часть вместе с потоком с низа пропановой колонны - в емкость однократного испарения. Жидкая фаза из нижней части емкости, содержащая около 80% изобутана, вместе с сырьем и потоком, поступаюЕдим с верха изобутановой колонны, направляется в контакторы, обеспечивая, таким образом, возврат больщей части циркулирующего изобутана ( = ( 0%) в реакционную зону, минуя блок ректификации. Это позволяет достичь высокого соотнощения изобутана и олефинов на входе в контакторы без увеличения нагрузки на изобутановую колонну. [c.20] Эмульсия из контактора)5 вводится в отстойник 14. Отстоявшаяся кислота возвращается в зоны всасывания пропеллерных мешалок контакторов. Движение эмульсии из контактора в отстойник и возврат отстоявшейся кислоты в контакторы осуществляется за счет подбора давления в аппаратах и разности высот расположения отстойника и контактора без применения насосов. Углеводородная фаза с верха отстойника 14 через дроссельный вентиль поступает в трубный пучок, смонтированный в реакционной зоне. [c.21] При дросселировании потока давление снижается до 0,14- 0,15 МПа, что приводит к испарению части углеводородов. В процессе теплообмена происходит дополнительное испарение углеводородов в трубных пучках. Для увеличения доли жидкой фазы в углеводородный поток после дросселирования на входе в трубный пучок контакторов может вводиться дополнительный жидкий поток из низа правого отсека сепаратора. [c.21] Суммарный углеводородный поток из трубного пучка контактора направляется в правый отсек сепаратора, в котором разделяется на паровую и жидкую фазы. Жидкая фаза из нижней части правого отсека разделяется на два потока. Один из них поступает в трубный пучок контактора, а другой после горячей щелочной и водной промывок направляется на фракционирование в щелочную колонну 12. С верха колонны 12 выводится непрореагировавший изобутан, который в смеси с олефиновым сырьем поступает в контактор. Из средней части выводится н-бутан. Остаток с низа колонны 12 направляется в колонну вторичной перегонки алкилата 16. С верха колонны 16 выводится фракция авиаалкилата, с низа - мотоалкилат. [c.21] Улучшенные технико-экономические показатели разработанной установки обусловлены ее более высокой по сравнению с существующими производительностью по сырью, повышением выхода целевого продукта - алкилбензина и уменьшением удельных капитальных и эксплуатационных затрат. Кроме того, наличие в составе установки блока регенерации позволяет практически полностью ликвидировать отходы трудноутилизируемой отработанной серной кислоты. [c.23] Вернуться к основной статье