ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общая характеристика процесса изомеризации из "Процессы алкилирования изомеризации и полимеризации в нефтепереработке" Каталитическое превращение парафиновых углеводородов нормального строения в изомеры относится к процессам избирательного катализа, характеризующимся протеканием реакции с перестройкой молекулы, но без измененйя числа углеродных атомов в ней. Число образующихся изомеров определяется числом углеродных атомов в исходной молекуле парафинового углеводорода. Так, при изомеризации нормального пентана образуется изопентан, при изомеризации нормального гексана образуются 4 изомера 2,2-диметилбутан, 2,3-ди-метилбутан, 2-метилпентан и 3-метилпентан. При изомеризации нормального гептана число изомеров значительно увеличивается. Нормальный парафиновый углеводород дегидрируется до олефина, который затем изомеризуется, после чего подвергается гидрированию с образованием изопарафинового углеводорода. [c.25] При образовании из нормального углеводорода нескольких изомеров предпочтительно ведение процесса в направлении получения наиболее разветвленного изомера например 2,2-диметилбутана и 2,3-диметилбутана, имеющих более высокие октановые числа, чем 2-метилпентан и 3-метилпентан. Изомеры с двумя метильными группами, имеющие наиболее высокую октановую характеристику, получают из углеводородов с одной метильной группой в боковой цепи. [c.26] Каталитическая изомеризация в отличие от других процессов избирательного катализа (циклизация, гидрирование) протекает только на кислотных катализаторах сильных кислотах типа хлорида алюминия, активированного хлоридом водорода, а также на металлах на твердых кислотных носителях (катализаторы гидрирования и дегидрирования). Из катализаторов второй группы для установки изомеризации нормального пентана рекомендован алюмоплатиновый ИП-62 (платиновый на оксиде алюминия, промотированный фтором). [c.26] Несмотря на невысокую степень изомеризации за проход и необходимость рециркуляции непрореагировавшего продукта, процесс изомеризации имеет ряд преимуществ, определивших его развитие простота технологической схемы и материального оформления процесса стабильность катализатора, определяющая длительность реакционного цикла до 4 мес. простота восстановления активности катализатора путем окислительной регенерации. [c.26] Поскольку катализатор подвержен отравлению серой и влагой, наряду с удалением влаги в ректификационной колонне с изопента-ном предусмотрена осушка циркуляционного газа цеолитами с учетом возможности попадания влаги с нормальным пентаном. Содержание серы в сырье строго регламентировано. [c.26] Каталитическая изомеризация на катализаторе ИП-62 протекает при температуре 360-450°С (начало и конец цикла) и давлении 3,5 МПа в среде водорода, предназначенного для подавления побочных реакций крекинга и предотвращения образования продуктов уплотнения. В связи с этим газообразование в процессе изомеризации сведено к минимуму, а степекь превращения н-пентана в изопентан достигает 92% (с учетом механических потерь). [c.26] Основным фактором, определяющим равновесное содержание изомеров в продуктах реакции, является температура. Повышение температуры реакции выше оптимальной приводит к сдвигу равновесия в сторону н-пентана и уменьшению содержания более разветвлен-ныл изомеров, обладающих Наиболее высокими октановыми характеристиками. [c.26] Рекомендуемая температура изомеризации должна строго выдерживаться. Подъем температуры осуществляется по мере необходимости с учетом обеспечения заданной октановой характеристики и отработки катализатора. Наиболее целесообразна длительная работа блока изомеризации при возможно более низких температурах. Значительное повышение температуры при достижении термодинамического равновесия изопентанов и н-пентана может привести к быстрому закоксо-выванию катализа opa. [c.26] Изомеризация парафинов протекает при парциальном давлении паров углеводородов 0,5-1,0 МПа и парциальном давлении водорода 2-3 МПа. Давление водорода создается путем циркуляции водородсодержащего газа. Для уменьшения отложения кокса на катализаторе предусматривается подпитка системы свежим водородсодержащим газом с установок каталитического риформинга. Общее давление в реакторе изомеризации должно быть 3,5-4,0 МПа. Такое давление обеспечивает оптимальные выход продукта, длительность межрегене-рационного цикла, срок службы катализатора. [c.27] Процесс изомеризации парафиновых углеводородов тормозится с увеличением парциального давления водорода, но в то же время замедляются реакции, приводящие к коксоотложению на катализаторе. При увеличении давления требуется соответствующее повышение температуры реакции. [c.27] Для парафиновых углеводородов повышение давления выше 4,5 МПа приводит к заметному торможению реакции изомеризации, а снижение давления ниже 1,5 - 2,0 МПа - к быстрому закоксованию катализатора и потере его активности. [c.27] Объемная скорость подачи сырья при изомеризации составляет (объем сырья/объем катализатора). Увеличение объемной скорости приводит к уменьшению выхода изомеров и увеличению рециркуля-та- возврата непрореагировавшего н-пентана в процессе. Как уменьшение, так и увеличение объемной скорости приводит к ухудшению эксплуатационных показателей получаемых продуктов. [c.27] Поскольку перегруппировка олефинов в изоолефины происходит на кислотных центрах носителя катализатора, то большое значение имеет содержание в катализаторе и сырье примесей, снижающих кислотность носителя. Основными ядами для катализатора являются сера и влага. [c.27] вносимая с сырьем и водородсодержащим газом резко снижает кислотность катализатора. Поэтому осушке сырья (пентановой фракции) и циркулирующего водородсодержащего газа должно уделяться большое внимание. Растворенная в сырье влага [не более 0,02% (мае.)] удаляется в изопентановой колонне, оставшаяся в пентановой фракции влага [не более 0,002% (мае.)] - в осушителях циркуляционного газа. [c.27] Своевременное удаление влаги из системы особенно важно в период первоначальной сушки, прокалки, восстановления и регенерации катализатора. Недопустимо попадание на кafaлизaтop масел, которые вызьшают закоксовывание катализатора. [c.27] Нарушения технологического режима процесса (снижение циркуляции газа, падение давления, резкое повышение температуры в реакторах) способствуют закоксовыванию катализатора и сокращению срока его службы. [c.27] Вернуться к основной статье