ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Полимеризация бутиленов из "Процессы алкилирования изомеризации и полимеризации в нефтепереработке" При выбранных параметрах технологического режима в присутствии катализатора происходит полимеризация ненасыщенных углеводородов бутан-бутиленовой фракции. Наибольшей способностью к полимеризации из содержащихся в исходной фракции углеводородов обладает изобутилен, несколько меньшей - н-бутилен. Наряду с полимеризацией протекает и их сополимеризация, также приводящая к образованию изооктилена. Вслед за полимеризацией с н-бутиленом в реакцию вступают нормальные бутилены, которые взаимодействуют между собой. Примесные ненасыщенные y лeвoд6poды - пропилен и амилены - также принимают участив в реакции. Преобладающей реакцией при этом будет сополимеризация их с бутиленами, но полимеризация также протекает. [c.41] В процессе полимеризации могут образоваться более высокомолекулярные полимеры, например тримеры и тзтрамеры бутилена. Для отделения их от целевого продукта полимеризации - изооктилена -устанавливают колонну вторичной перегонки 12. [c.42] На ход процесса полимеризации и качество целевого продукта влияю качество сырья, активность катализатора, а также основные параметры технологического процесса - температура, давление, продолжительность реакции. [c.42] Главным показателем, характеризующим качество ББФ как сырья для полимеризации, является содержание в ней бутиленов, в том числе изобутилена. От содержания бутиленов зависит выход основного продукта - изооктилена. Таким образом, качество ББФ, поступающей на полимеризацию, тем лучше, че выше содержание в ней бутиленов. Присутствие углеводородных примесей, более легких и более тяжелых, чем бутилены, является нежелательным. [c.42] Активность катализатора с течением времени постепенно снижается. Это объясняется тем, что после некоторого периода работы, часть активной поверхности катализатора покрывается высокомолекулярными углеродистыми отложениями, напоминающими смолистые и коксовые отложения. Причина образования таких отложений заключается в том, что часть прореагировавших на катализаторе молекул не успевает своевременно десорбироваться с его поверхности и повторно вступает в дальнейшую полимеризацию, образуя более высокомолекулярный полимер. [c.43] Для восстановления активности катализатора рекомендуется удалять смолистые отложения с его поверхности. Это иногда удается сделать путем продувки перегретого водяного пара через слой катализатора в реакторе, промывкой горячими углеводородами, не содержащими непредельных, или выжигом коксосмолистых отложений в мягких условиях (дымовыми газами с небольшим содержанием кислорода). После выжига смолистых отложений катализатор (для восстановления активности) обрабатывают водяным паром при температуре 230°С и давлении, близком к атмосферному. Если же активность катализатора восстановить невозможно, то его следует заменить. Обычно срок непрерывной работы реактора полимеризации ББФ с применением катализаторного комплекса (фосфорная кислота на кизельгуре) составляет 55- 65 рабочих дней. При наличии нескольких реакторов установка может работать непрерывно. [c.43] Весьма важную роль в процессе полимеризации олефинов играет температура, с повышением которой скорость реакции полимеризации повышается. Чтобы при полимеризации ББФ на фосфорнокислотном катализаторе обеспечить начало технологического процесса, реактор и поступающее в него исходное сырье должны иметь температуру порядка 160 С, Далее в процессе полимеризации температура реактора повышается до 200-230°С, поскольку при полимеризации ненасыщенных углеводородов выделяется тепло. Однако температура в реакторе не должна превышать 260°С. Для обеспечения требуемого температурного режима работы реактора выделяющееся в процессе полимеризации избыточное тепло следует отводить с помощью теплоносителя, в частности, воды. [c.43] Давление в реакционной зоне поддерживается в пределах 4- 6 МПа, Повышение давления, как правило, улучшает, а снижение ухудшает условия полимеризации, С понижением давления возрастает скорость отложения кокса и смолистых веществ на поверхности катализатора, что сокращает срок его службы. [c.43] Продолжительность реакции (время пребывания сырья в реакторе) зависит от ряда факторов, главным из которых является скорость полимеризации, измеряемая глубиной превращения олефинов в полимерный продукт (за один проход сырья через реактор). Если за один проход сырья через реактор все олефины, находящиеся в нем, полностью прореагировали, т, е. превратились и полимерный продукт, то степень превращения р,авна 100%, если прор(гагировала половина -50% и т. д. [c.43] Оптимальную продолжительность реакции устанавливают для каждой конкретной установки. Оно может быть выражено либо непосредственно в единицах времени (часы, минуты), либо через объемную скорость (количество сырья в м , приходящееся на 1 м катализатора в час). Для полимеризационных установок рассматриваемого типа объемная скорость подачи сырья составляет 2-4 мУ(м ч) или ч-1. [c.44] Фактическое время пребывания сырья в реакторе или его объемную скорость легко можно регулировать изменением производительности сырьевого насоса с повышением производительности насоса время пребывания и глубина полимеризации снижаются, а объемная скорость растет. [c.44] Чтобы избежать вторичных процессов полимеризации, глубину превращения олефинового сырья за один проход через реактор не рекомендуется доводить до 100%, т.е. до полного превращения олефинов в полимер. Но при этом может происходить потеря олефинов с отработанной ББФ. Для более полного вовлечения бутиленов в пол)1-меризацию часть отработанной ББФ после ректификационной колонны возвращается в реактор. [c.44] Для повышения производительности установки с. сохранением заданной глубины превращения б1бф устанавливают несколько реакторов (от трех и более), работающих параллельно, последовательно, или смешанно, т. е. в параллельно Последовательном режиме. На рис. 5 приведены схемы возможной обвязки четырех реакторов. При выборе варианта обвязки учитывают активность катализатора, заданную глубину превращения олефинов, температуру процесса, давление, а также другие факторы. [c.44] В начальный период работы установки, когда активность катализатора еще высокая, можно рекомендовать параллельную схему работы реакторов. С понижением активности катализатора для сохранения глубины превращения рекомендуется пользоваться последовательной схемой. [c.44] Полимеризация в присутствии серной кислоты. Серная кислота является одним из наиболее активных и наиболее распространенных катализаторов полимеризации бутиленов. Технологическая схема сернокислотной полимеризации ББФ с целью получения изооктилена приведена на рис. 10. [c.44] Циркулирующая в системе 63- 72%-я серная кислота смешивается со свежей ББФ на приеме насоса 2 и прокачивается через реакторы ] и 3. Цервый по ходу реактор оборудован системой подогрева для того, чтобы можно было регулировать температуру процесса полимеризации в заданных пределах. Обычно полимеризацию проводят при 75-100°С и давлении 0,6-1,0 МПа. В этих условиях ББФ сохраняется в жидком состоянии. Оптимальная температура процесса 87°С, концентрация кислоты 67%. [c.44] необходимое для полного превращения бутиленов в изооктилен, является важным технологическим фактором процесса полимеризации ББФ и зависит от многих причин. С повышением содержания олефинов в исходном сырье и снижением содержания бутиленов в отработанной ББФ время, необходимое для полного превращения бутиленов в изооктилен, увеличивается, с повышением температуры процесса и концентрации кислоты - уменьшается. Практически это время измеряется продолжительностью контакта кислоты с углеводородами и составляет в среднем 10-15 мин. При прочих равных условиях увеличение продолжительности контакта повышает выход полимерного продукта, но понижает производительность установки по сырью. [c.45] Полимеризация в присутствии хлорида алюминия. Хлорид алюминия отличается от широко применяемых катализаторов - фосфорной и серной кислот - более высокой каталитической активностью, большей избирательностью и применяется главным образом, например, при получении полиизобутиленов. [c.45] Изобутилен в присутствии хлорида алюминия при низких температурах (от -30 до -70°С) образует полимер молекулярной массы 10000-400000. Этот процесс применяется при получении высокомолекулярных полимерных продуктов типа синтетических масел и каучуков. [c.45] На рис. 11 приведена принципиальная технологическая схема производства полиизобутилена. Рассмотрим получение по этой схеме полиизобутилена с молекулярной массой 10000 - 12000 (синтетического масла октола). Для производства такого полиизобутилена в качестве исходного сырья применяют ББФ термического и каталитического крекинга, содержащую 17 - 30% изобутилена. [c.46] Вернуться к основной статье