1. Процесс алкилирования изопарафинов олефинами предназначен для получения высокооктановых добавок к бензинам
жүктеу/скачать 54,62 Kb.
|
11 (1)
|
1. Процесс алкилирования изопарафинов олефинами предназначен для получения высокооктановых добавок к бензинам. Бензины – алкилаты, состоящие из разветвленных парафиновых углеводородов, главным образом, из изооктанов, удовлетворяют самым строгим современным требованиям, предъявляемым к бензинам новых поколений. 2. Виды сырья: Изобутан, легкие олефины, газы каталитического крекинга, богатые легкими олефинами. Конечные продукты: Высокооктановый бензин-алкилат без ароматики, олефинов и серы, с низким давлением паров. Функционируют около 10 установок, причем большинство на базе модификации старых производств МТБЭ. Сырье – смесь легких олефинов, включая изобутилен, – подогревается и поступает в реактор полимеризации, где изобутилен реагирует с другими олефинами, образуя комбинированные молекулы. В колонне стабилизации – дебутанизаторе продукты реакции освобождаются от бутана. Далее реакционная смесь, богатая изооктаном после подогрева смешивается с водородом и направляется в реактор насыщения. Остаточный водород отделяется от продуктов реакции в сепараторе при сбросе давления и компрессором возвращается на вход реактора насыщения. Растворенные в продукте легкие углеводородные хвостовые газы извлекаются в отпарной колонне. В данном процессе не требуется изобутана, как в процессах прямого алкилирования. На данный процесс могут быть легко переориентированы действующие установки производства МТБЭ. Октановое число бензиновой фракции 93– 96 пунктов по исследовательскому методу. 3. Реакция алкилирования изобутана олефинами сопровождается выделением большого количества тепла, которое необходимо отводить из зоны реакции. В производственной практике нашли применение два метода отвода тепла: 1) отвод тепла через поверхность теплообмена, расположенную внутри реактора; в этом случае используются замкнутые холодильные циклы с применением специальных хладагентов – аммиака, пропана; 2) отвод тепла путем испарения в реакционном пространстве компонентов, участвующих в реакции, например, изобутана; в этом случае поверхность теплообмена не нужна, что значительно упрощает конструкцию реактора. В обоих случаях для создания развитой поверхности контакта между сырьем и кислотой внутри реактора устанавливается перемешивающие устройства. 4. сдвоенные каскадные реакторы, разделенные на секции смешения и зоны отстоя. В каскадном реакторе может быть от трех до шести секций смешения. Работа реактора по принципу «автоохлаждения»: – упрощает его конструкцию, – удешевляет установки алкилирования, так как позволяет отказаться от специального хладагента – аммиака или пропана. В каскадных реакторах: – удельный расход серной кислоты ~ в 2 раза ниже по сравнению с ее расходом в контакторных реакторах, – выше октановое число алкилата на 2–4 пункта и составляет 92–95 пункта по моторному методу. Однако каскадные реакторы имеют недостатки: – секции смешения взаимосвязаны и нарушение режима в одной из них может привести к нарушению режима всего реактора; – по ходу движения эмульсии концентрация изобутана в реакционной смеси снижается. 5. Рис. - Схема упрощенной типичной установки алкилирования: Р-1 - реактор, Е-2 - отстойник, К-2 - регенератор кислоты, К-1 - деизобутанизатор, Е-3,4,6 - узел обработки КОН, К-3 - испаритель, Е-5 - узел дефторирования В реактор установки подается очищенное от сернистых соединений и осушенное олефинсодержащее сырье вместе с возвратным и подпиточным (при необходимости изобутаном). Реактор представляет собой кожухотрубный теплообменник, в котором по трубному пространству циркулирует охлаждающий агент (вода), а в межтрубном находится реакционная масса. Жидкий поток из реактора поступает в отстойник, снизу которого отстоявшаяся кислота возвращается в реактор. Углеводородная фаза сверху отстойника подогревается в теплообменнике и поступает в деизобутанизатор, куда при необходимости подается и концентрированный бутан. Из нижней части колонны отводится товарный алкилат. Бутан нормального строения, который может попасть с сырьем, отводится как боковой погон. Непрореагировавший изобутан также выводится как боковой продукт и возвращается в реактор. Верхний продукт колонны состоит в основном из изобутана, пропана и фтористоводородной кислоты. Верхний продукт после охлаждения поступает в емкость, снизу которой отбирается HF, которая направляется снова в реактор, а углеводородный слой откачивается насосом и частично подается на орошение, а частично после охлаждения в испаритель кислоты. Верхний продукт этой колонны с целью отделения кислоты и изобутана подается в систему верхнего продукта деизобутанизатора. Часть нижнего продукта испарителя используется в качестве промывочного продукта в регенераторе кислоты, где отмываются продукты полимеризации от катализатора. Полимеры и азеотропные смеси снизу аппарата направляются на нейтрализацию. Алкилат с низа колонны и фракция н-С 4 подвергаются обработке КОН для нейтрализации извлеченной HF. 6. алкилирование изобутана олефинами было переориентировано на получение высокооктановых добавок к автомобильным бензинам. Фтористоводородная кислота является катализатором реакции между изопарафинами и олефинами. В этом процессе с олефинами реагируют лишь парафины, содержащие третичный углеродный атом. На практике обычно используется изобутан, так как изопентан обладает высоким октановым числом и давлением паров, что исторически позволяло смешивать его непосредственно с бензинами. Однако, там, где экологические нормативы предусматривают снижение допустимого давления паров бензина, изопентан исключается из его состава. В этом случае изопентан также подвергают алкилированию легкими олефинами, особенно пропиленом. Для безводного жидкого фтористого водорода характерно то, что в его присутствии изопарафины алкилируются не только бутиленами и амиленами, но и пропиленом. В присутствии HF реакция алкилирования, в отличие от реакции с серной кислотой, в меньшей степени сопровождается побочными реакциями даже при некотором повышении температуры. Сернокислотное алкилирование осуществляется при температуре 5-100 С, что требует использования специальных хладагентов или испарения с последующим компремированием и охлаждением наиболее легкой части сырья (изобутана).Фтористоводородное алкилирование проводят при более высокой температуре 20-400 С, которую можно поддерживать, используя в качестве хладагента воду, кроме того разность плотностей HF и углеводородов значительно ниже в сернокислотном алкилировании, что облегчает создание тесного контакта сырья и катализатора. Несмотря на это преимущество, большая летучесть фтористоводородной кислоты и ее высокая токсичность затрудняет ее широкое применение в качестве катализатора алкилирования (в мире примерно 80% установок сернокислотного и 20% фтористоводородного алкилирования). 7. Доля алкилатов в составе бензинов в мире составляет около 8%, в США она достигла 13% и в ближайшие годы может быть на уровне 20-25%, доля алкилата в товарных бензинах России в настоящее время менее 1%. Структурная перестройка нефтеперерабатывающей промышленности России потребует резкого наращивания мощностей алкилирования . В мире эксплуатируется около 100 установок фтористоводородного и около 200 установок сернокислотного алкилирования общей мощностью 60 млн. тонн в год. 8. жүктеу/скачать 54,62 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|