Алкилирование изобутана олефинами катализаторы

При алкилировании очень важно поддерживать постоянство концентрации олефинов во всей реакционной зоне, поэтому необходимо обеспечить хорошее перемешивание олефинов с избытком изобутана перед контактированием их с катализатором. Контроль отношения изобутан олефины в реакторе затруднен, поэтому в промышленной практике и исследованиях принято контролировать концентрацию изобутана в потоке углеводородов, выходящих из реакционной зоны. Выбор концентрации изобутана в продуктах на выходе устанавливается в зависимости от конкретных условий работы каждой установки. Практикой установлено, что эта величина должна быть не менее 50—55%. [c.355]

Для процессов алкилирования, в которых парафиновый углеводород соединяется с олефином, образуя более высококинящий парафин с разветвленной цепью, имеющий большее октановое число, изобутан более желателен, чем к-бутан. Изомеризация к-бутана обычно проводится с помощью катализатора Фриделя — Крафтса (хлористого алюминия). Как указывалось выше, более высокие выходы изобутана получаются при низких температурах. Для этой реакции предложены довольно запутанные механизмы. Реакция протекает в присутствии небольших количеств олефинов, а также воды и кислорода. Она может проводиться в жидкой или паровой фазах при умеренных температуре и давлении, т. е. при температуре 90 —120° С и давлении 20 ат. Выход изобутана составляет около 40% за проход. [c.108]

Алкилирование с серной кислотой в качестве катализатора получило значение как способ производства алкилированного бензина, при этом изобутан алкилируется С3 — Са-олефинами. [c.253]

Алкилирование изобутана олефинами позволяет получить из легких углеводородных фракций (бутан-бутиленовой, пропан-про-пиленовой, изобутановой) высокооктановые компоненты автомобильных и авиационных бензинов. Исследования в области алкилирования олефинов изобутаном сосредоточены в ГрозНИИ. На отечественных НПЗ в качестве катализатора применяется концентрированная серная кислота, а за рубежом—серная кислота и фтористый водород. [c.42]

На установке алкилировання сжиженные олефины, поступающие с каталитического крекинга, реагируют с изобутаном в присутствии кислотных катализаторов с получением высокооктанового компонента бензина. [c.6]

Алкилирование. Катализаторами процесса алкилирования олефинов изобутаном являются хлористый алюминий (вследствие побочных реакций и коррозионной активности широкого распространения не получил), серная кислота, фтористый водород (используется на [c.324]

Известно [7—9], что на начальном этапе алкилирования следует разработать свежую серную кислоту путем ее быстрого добавления к циркулирующему изобутану, содержащему менее 2% олефина, для зарождения ионов карбония. Кислота в смеси с изобутаном, не содержащим олефина, не продуцирует ион карбония (однако если кислота насыщена слишком большим количеством олефина, образуются темно-коричневые смолистые соединения). Известно также, что подачу олефинового сырья можно прекратить в любое время без каких-либо нежелательных последствий, тогда как прекращение подачи циркулирующего изобутана, если при этом немедленно не остановить подачу олефина, вызовет ухудшение качества алкилата. Если подача изобутана прекратится на некоторое время, концентрация кислоты может резко упасть. Реакторный блок после этого может не работать в течение нескольких дней или недель. В этот период поддерживают циркуляцию изобутана. Алкилат при этом медленно, но непрерывно выделяется из кислотной фазы в изобутан, а кислотность катализатора возрастает. [c.243]

Поскольку применяемые катализаторы способствуют полимеризации олефинов, необходимо, чтобы концентрация последних в реакционной смеси была ниже, чем требуется по уравнению реакции. С этой целью сырье разбавляют изобутаном, непрерывно циркулирующим в системе. Соотношение изобутан олефин в углеводородной смеси, поступающей на алкилирование, составляет обычно (4—10) 1, чаще— (6—7) 1. В присутствии избытка изобутана повышается качество алкилата и подавляются не только полимеризация, но и побочные реакции деалкилирования. Дальнейшее повышение кратности изобутана к олефину уже малоэффективно, так как незначительно влияет на октановое число алкилата. При повышенной кратности изобутана возрастают эксплуатационные расходы на его циркуляцию и охлаждение, а также возникает необходимость увеличивать размеры основных аппаратов установки. [c.82]

Большое значение имеет система питания аппаратов. Опыт эксплуатации установок сернокислотного алкилировання показал, что циркулирующие изобутан и катализатор целесообразно подавать в контактор последовательно, а исходную углеводородную смесь (изобутан и олефины) лучше подавать параллельно, распределяя ее на потоки по числу контакторов. При этом относительная доля олефинов в реакционной смеси уменьшается, что позволяет повысить селективность процесса, сократить расход серной кислоты и улучшить качество алкилата. [c.292]

Важными оперативными параметрами, влияющими на материальный баланс и качество продуктов С-алкилирования, являются давление, температура, объемная скорость сырья, концентрация кислоты, соотношения изобутан олефин, кислота сырье и интенсивность перемешивания сырья с катализатором. [c.252]

Для подавления реакций полимеризации олефинов необходимо, чтобы концентрация последних в реакционной смеси была значительно ниже стехиометрической, что достигается разбавлением реакционной смеси изобутаном, непрерывно циркулирующим в системе. Соотнощение изобутан олефины в углеводородной смеси, поступающей на алкилирование, составляет от 4 1 до 10 1, чаще — (6-ь7) 1. Для обеспечения хорощего контакта исходного сырья с катализаторами осуществляют их интенсивное перемещивание, а также применяют различные поверхностно-активные вещества, добавляемые к реакционной массе. Для полного завершения реакции при фтористоводородном алкили-ровании требуется 5- 10 мин, а при сернокислотном — 20 -30 мин. [c.37]

Алкилирование изопарафинов олефинами является реакцией, на которой основаны процессы, проводимые в крупном масштабе в нефтеперерабатывающей промышленности. Для этой цели можно использовать любые изопарафины и почти любые олефины, при этом образуется широкая фракция продуктов с разветвленной цепью. Продукт каталитического алкилирования обычно содержит углеродные атомы в количестве, равном сумме атомов углерода в парафине и олефине. Первое сообщение об алкилировании парафина олефином было опубликовано в 1935 г. В. В. Ипатьевым и А. В. Гроссе, которые алкилировали изобутан этиленом и изобутиленом, а изопентан и 2,2,4-триметилпентан этиленом, применяя в качестве катализатора фтористый бор. [c.232]

Основы управления процессом сернокислотного С-алкилирования. Важными оперативными параметрами, влияющими на материальный баланс и качество продуктов С-алкилирования, являются давление, температура, объемная скорость сырья, концентрация кислоты, соотношения изобутан олефин, кислота сырье и интенсивность перемешивания сырья с катализатором. [c.682]

Влияние соотношения изобутан олефин. Отношение изобутан олефин является одним из важнейших параметров алкилирования. Избыток изобутана способствует основным реакциям и подавляет полимеризацию олефина и другие побочные реакции, которые ведут к снижению качества алкилата и увеличению расхода катализатора. Ниже показано влияние отношения изобутана к бу-тиленам на выход и октановое число алкилата [c.355]

В алкилировании, катализированном кислотами, с олефинами будут реагировать только парафины с третичным углеродным атомом, такие как изобутан и изопентан, однако изооктан, 2,2,4-триметилпентан, обычный продукт алкилирования, не будет вести себя как изопарафиновый реагент [537]. Неогексан, содержащий четвертичный углеродный атом, не алкилируется. В промышленных масштабах используется только изобутан. Высокий природный уровень октанового числа и летучесть изопентана делают его достаточно ценным сырьем для получения товарных бензинов. При помощи реакций, катализированных хлористым или бромистым алюминием, получают нормальные углеводороды от бутана до додекана. Предполагают, что в данном случ 1е катализатор вызывает изомеризацию раньше, чем происходит алкилирование. [c.127]

Процесс алкилирования заключается во взаимодействии легких олефинов (пропилена, бутиленов и амиленов) с изобутаном в присутствии серной или фтористоводородной кислоты в качестве катализатора. [c.109]

Алканы, особенно изоалканы, взаимодействуя с алкенами в присутствии таких катализаторов, как галогениды алюминия, трехфтористый бор, фтористый водород и серная кислота, дают высшие члены ряда. Каталитическое алкилирование, таким образом, является методом получения топлив с высокими октановыми числами из некоторых газообразных низкомолекулярных алканов, образующихся в процессе переработки нефти. Как видно из предыдущего, изоалканы, необходимые для реакции алкилирования, могут быть легко получены с помощью процессов изомеризации. Так, изобутан, имеющий наибольшее промышленное значение как алкилиру-ющий реагент, получают изомеризацией н-бутана. Олефины, необходимые для каталитического алкилирования, например пропен и бутен, являются побочными продуктами другого процесса переработки нефти — каталитического крекинга. Алкилирование приводит к довольно сложным смесям продуктов. Так, например, алкилирование нзобутана пропеном в присутствии фтористого водорода при 40°С дает следующие продукты пропан, 2,3-диметилпентан, 2,4-ди-метилпентан, 2,2,4- и 2,3,4-триметилпентаны, 2,2,3- и 2,3,3-триэтил-пентаны. Продукт реакции является, таким образом, смесью высо-коразветвленных алканов, обладающих высокими октановыми числами. Реакция представляет собой цепной процесс, инициированный протонированием олефина фтористым водородом. Изопропил-катион отрывает гидрид-ион от изобутана, давая грег-бутил-катион, который присоединяется к пропену. Образующийся при этом диметил-пентил-катион, может претерпевать внутримолекулярную перегруппировку, давая изомерные катионы, которые превращаются в диме-тилпентаны за счет отрыва гидрид-иона. Продукты состава Сз образуются в результате взаимодействия изобутена, образующегося путем элиминирования протона из грег-бутил-катиона, с пропеном. [c.157]

Олефин Сз—( ), изобутан (И) Продукт алкилирования НР (жидкая) — МаР (или КР), растворенный в НР жидкая фаза, от —1 до 54° С (15—26° С), НР фторид = 100 1—5 (мол.), катализатор сырье = 1—3 (об.), 1 П = 1 2—100 (мол.) Г4 [c.736]

Одним из важных промышленных методов получения высокооктанового авиационного топлива является метод алкилирования с применением в качестве катализатора серной кислоты. Реакция состоит в непосредственном присоединении олефина, например бутилена, к изобутану с образованием изопарафина. Реакция протекает при контакте олефина с большим избытком изопарафина в присутствии относительно большого количества серной кислоты при температуре между О и 30° применяется серная кислота приблизительно до 100% крепости. Методом алкилирования можно получать авиационное топливо с октановым числом 92—94, а в некоторых случаях даже выше. С развитием процессов изомеризации н-бутана увеличится количество изобутана и алкилирование примет широкие масштабы. Возможные выходы изооктанов в расчете на бутилены при алкилировании выше, чем при методе приготовления изооктанов полиме- [c.694]

Снижение выхода насыщенных углеводородов. Увеличение выхода низкомолекулярных олефинов сопровождается падением выходов н-парафинов. Кроме того, сокращение времени пребывания катализатора в реакционной зоне также снижает выход легких изомеров, особенно изобутанов. В тот период, когда цеолитные катализаторы только начали использовать, выход изобутанов был достаточным, но при переводе установок на режим прямоточного лифт-реактора соотношение фракции мзо-парафинов С4 и олефинов С3 + С4 сдвинулось в сторону образования ненасыщенных углеводородов, и в настоящее время дефицит изобутанов продолжает расти. Возможно, что внедрение более активных цеолитных катализаторов поможет восстановить оптимальное соотношение между изобутанами и олефинами С3—С4, необходимое для использования этой фракции в качестве сырья для алкилирования. [c.291]

Из каталитических процессов наибольшее развитие получает каталитический крекинг [12]. В зависимости от режима я катализатора процесса может осуществляться расщепление углеводородов, их дегидрогенизация, изомеризация, гидрогенизация, полимеризация. Сырь ем для каталитического крекинга обычно служат керосино-соляровые фракции или вакуумные дистилляты. Получаются изобутан, низкомолекулярные олефины, используемые для алкилирования, полимеризации, производства синтетических каучуков и для других целей [13]. [c.11]

В результате больших скорости растворенйя и растворимости изобутана во фтористоводородной кислоте соотношение изобутан олефины в реакционной зоне (в пленке кислоты, в которой идет реакция) значительно выше, чем в случае серной кислоты. Поэтому роль побочных реакций при применении в качестве катализатора фтористоводородной кислоты меньше, чем при катализе серной кислотой. В результате выход основных продуктов реакции при фтористоводородном алкилировании значительно выше, чем при сернокислотном (табл. 5.1). [c.180]

Параллельно с реакциями алкилирования происходят процессы перераспределения водорода, характерные, в той или иной мере, для всех комплексообразующих катализаторов. Обмен водородом сводится к дегидрированию изобутана в изобутилен с одновременным гидрированием взятого для алкилирования олефина в соответствующий предельный углеводород. Изобутилен реагирует с изобутаном и образует смесь триметилпентанов. Поэтому при алкилировании изобутана всегда получается некоторое количество триметилпентанов, независимо от того, какие олефины применяются в процессе. [c.297]

Присоединение парафинов к олефинам, открытое в 1932 г. Ипатьевым с сотрудниками, составляет основу промышленного процесса производства продуктов алкилирования — главной составной части высокосортных бензинов. В качестве катализаторов обычно применяются серная кислота, хлористый алюминий и фтористый водород. В этих процессах изобутан конденсируется с олефинами (СН, 37, 323), при этом в качестве сырья используются низкокипящие углеводороды крекинг-процесса. Это превращение можно иллюстрировать на примере С4-фракции. В одном из процессов смесь бутиле-нов и изобутана обрабатывается серной кислотой, которая вызывает конденсацию изобутана с ненасыщенными углеводородами, дающую главным образом октан. Конденсация изобутана с изобутиленом может быть изображена [c.166]

Аналогичным процессом является так называемое алкилирование, при котором изопарафины (например, изобутан) конденсируются с олефинами (пропиленом, бутиленом или высшими углеводородами), образуя углеводороды изостроения. Катализаторами этого процесса являются серная и плавиковая кислоты. [c.145]

Специально проведенными экспериментами по алкилированию при большом избытке изобутана (соотношение изобутан олефин равно 15 1) Гофман и Шрахейм [24] показали, что в процессе катализа серной кислотой имеется индукционный период , когда свежая кислота как бы разрабатывается , активность ее по общему выходу алкилата возрастает, и состав продуктов алки-лирования непрерывно изменяется. В частности, изменяется соотношение триметилпентаны диметилгексаны в алкилате. Высокое вначале, оно затем понижается и, пройдя через минимум, вновь повышается до прежней величины (к моменту полной разработки катализатора), как это видно из данных, приведенных на рис. 2. Указанные изменения состава и выхода продуктов реакции трудно объяснить, исходя только из механизма, предложенного Шмерлингом. [c.27]

Минимальное отношение изобутан олефины, при котором удается проводить сернокислотное алкилирование, составляет около 3 1, при этом очень велик расход серной кислоты (до 250 кг/т алкилата). Повышение отношения изобутан олефины на границе раздела фаз непрерывно повышает выход и качество алкилата и снижает расход кислоты до очень высоких — порядка 400—700 1 — значений. Концентрация изобутана на выходе из ре-аетора не должна быть меньше - 60% масс. При применении в качестве катализатора фтористого водорода в.следствие значительно лучшей растворимости в нем изобутана требования к концентрации изобутана значительно ниже, хорошие результаты алкилирования получаются при меньших соотношениях концентраций изобутана и олефинов, но и в этом случае повышение концентрации изобутана повышает качество алкилата и его выход. [c.186]

Изобутан и пропилен. Как и при чисто термическом алкилировании, алкилирование этиленом в присутствии галоидсодержащих катализаторов идет легче, чем алкилирование другими более высокомолекулярными олефинами. Так, например, для алкилирования изобутана пропиленом при 413° в присутствии хлористого пропилена необходимо давление 420 ат, чтобы получить выход жидких продуктов в 150% вес. на пропилен (теоретический выход гептанов на пропилен 238% вес.). Алкилирование в тех же условиях, но боз добавления катализатора, дает выход жидких продуктов лишь 65%. При снижении давления до 210 ат выход жидких продуктов в инициированной и чисто термической реакциях падает до 69 и 29% вес. соответственно. В опытах, проводимых в периодическом процессе при 400°, 280 ат и при времени реакции 15 мин., с использованием изобутан-пропиленовой смеси, содержаш,ей 10% вес. пропилена и 1—3% вес. трихлопропана, трибромпропана, хлора или брома, были получены выходы гептана 25—28% от теоретического (нри выходе жидких продуктов в количестве 140 170% вес. на взятый пропилен). [c.309]

Состав питания реактора. Поскольку применяемые катализаторы вызывают полимеризацию олефинов, необходимо, чтобы концентрация госледних в реакционной смеси была значительно ниже, чем требуется по уравнению реакции. С этой целью практикуется разбавление сырья потоком непрерывно циркулирующего в системе изобутана. Соотношение изобутан—олефин в углеводородной смеси, поступающей на алкилирование, составляет обычно от 4 до 10 молей на 1 моль наиболее часто применяется шести- или семикратное разбавление. В присутствии избытка изобутапа повышается качество алкилата и подавляются иетолько полимеризация, но и побочные реакции деалкилирования. Повышение кратности изобутан—олефин более 10 1 уже малоэ( )фективно. Следует учитывать, что при повышенной кратности изобутана возрастают эксплуатационные расходы на его циркуляцию и охлаждение, а также требуется увеличивать размеры основных аппаратов установки. [c.333]

При достаточно мягких условиях процесса действие хлористого алюминия на нормальный или мзо-бутаны можно ограничить изоморизацией с достаточно хорошим выходом (см. П-20). При воздействии хлористого алюминия на более высокие углеводороды происходит перераспределение, ведупцее к получению продуктов, кипящих либо выше, либо ниже исходных. Как полагают, эта реакция по аналогии с деструктивным алкилированием [614] включает в себя превращение нормальных парафиновых углеводородов в их изомеры. Вслед за этим последние разлагаются на изобутан и олефин. Часть этого олефина будет алкилировать предшествующий изопарафин, а часть — соединяться с катализатором, где и подвергнется комбинированной полимеризации. Для н-йен-тана [615], н-гексана и м-гептана [616] обнаружены продукты, наличие которых объясняется именно такой последовательностью реакции. Изооктан, 2,2,4-триметилпентан, также дает изобутан и более высококипящие предельные углеводороды. [c.137]

Концентрация инертных разбавителей в углеводородном сырье. Инертные разбавители, например / -бутан и пропан, содержащиеся в углеводородном сырье, поступающем в реактор, пе вступают в реакцию, но могут оказывать влияние на ее протекание, занид1ая часть объема реакционной зоны и тем самым снижая относительное содержание изобутана и отношение изобутан олефин. Вредное влияние инертных разбавителей проявляется при сернокислотном алкилировании сильнее, чем при фтористоводородпом процессе, вероятно вследствие различной растворяющей способности обоих катализаторов и свойств их, определяющих смешиваемость с углеводородной фазой. Для получения высококачественного алкилата концентрацию пзобутана в углеводородном потоке, выходящем из реактора, следует поддерживать пе пиже 60%. [c.200]

Процесс проводят при 0-10°С (кат.-Н ЗОд) или 25-30°С (кат.-НР), давл 0,3-1,2 МПа соотношение изобутан олефин составляет (6-7) I, объемное соотношение катализатор углеводороды-1 1 объемная скорость подачи сырья 0,3 ч продолжительность контактирования 20-30 мин (Н ЗО ) или 5-10 мин (НР). Расход ка 1т А. И280 -60-100 кг, НР-1 кг. Принципиальная технол. схема получения А. осушка и очистка олефина от серы смешение изобутана с олефином алкилирование в реакторе отделение продуктов р-ции от катализатора в отстойнике водная или щелочная промывка углеводородной смеси с послед, ее ректификацией, в результате к-рой выделяют алкилат, не вступивший в р-цию изобутан и олефиновую фракцию. [c.91]

МОЖНО алкплировать изобутан пропиленом, получая изогептаны [15, 16]. После этого кислота еще разбавляется и в таком виде используется для алкилирования изопентана С - и Ст-олефинами, а также для селективного вымывания диолефинов. После этого кислота регенерируется. Регенерация серной кислоты определяет минимальную мощность алкилирования, обеспечивающую рентабельность установки. На меньших установках выгоднее работать только с фтористым водородом [17]. (При отсутствии обработки потери катализатора в присутствии фтористого водорода значительно уменьшаются [18].) [c.256]

Величины Кыж на один-два порядка выше, чем Кр это означает, что проведение реакции в жидкой фазе позволяет получать более высокие конверсии по сравнению с реакцией в газовой фазе, проводимой при невысоких давлениях. Это является одной из причин того, что в промышленных условиях алкилирование олефинов Сз и С4 изобутаном осуществляют в жидкой фазе при температурах О—10 °С (катализатор Н2504) или 30—40°С (катализатор НР). [c.242]

Каталитическое алкилирование насыщенных углеводородов олефинами, впервые осуществленное Ипатьевым, Паинсом, Комаревским и Гроссе, привело к созданию процесса получения авиационного бензина с октановым числом 100 [715, 716]. Хотя эти реакции и приобрели большое значение в промышленности, однако мы ограничимся здесь лишь упоминанием о них, поскольку они не представляют большого интереса как препаративный метод в органической химии. Укажем лишь, что из парафиновых углеводородов алкилированию олефинами практически подвергаются только изопарафины, главным образом изобутан. Нафтеновые углеводороды и в незьшчительной степени нормальные парафиновые углеводороды такл<е алкилируются олефинами, однако их алкилирование сопровождается слиптком большим числом побочных реакций. К числу применяемых катализаторов реакций алкилирования относятся хлористый алюминий, серная кислота, фтористый водород, фтористый бор и бромистый алюминий. [c.196]

Из нее выделяют алкилат, а изобутан и бутены используют для подготовки сырья. Другая часть реакционной смеси по переточной трубе поступает в буферную секцию (3), в которой реагенты подвергаются частичному разделению за счет адсорбции бутенов в порах катализатора. Одновременно на поверхности катализатора происходит олигомеризация олефинов. Все это дезактивирует катализатор. В нижнюю часть секции (3) в противотоке вводят смесь ХУ изобутана, насыщенного водородом. Это приводит к десорбции мономерных бутенов и гидрированию их олигомеров. Эту реакционную смесь, обогащенную продуктами алкилирования, направляют в реактивационную секцию (4), где при температуре бб- 49°С и давлении 10-50 ат происходит ал1.илирова-ние изобутана десорбированной частью бутенов. С низа секции (4) отбирают часть реакционных продуктов У и направляют на выделение алкилата другую часть через вторую буферную секцию (5) по линии У рециркулируют в секцию (2). Общее время цикла составляет 10-600 мин. По окончании каждого цикла функциональное использование секций реактора последовательно меняют, имитируя движение слоя катализатора в потоке реагентов. [c.63]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология