Меню сайта

загрузка...

Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Технология переработки нефти и газа. Часть 1

Сернокислотное алкилирование.

Важными характеристиками для технологического оформления процессов жидкофазного алкилирования изобутана олефинами в присутствии Н2SO4 яв-ляются взаимные растворимости изобутана и Н2SO4. Растворимость изобутана в Н2SO4 невелика и заметно снижается с уменьшением концентрации кислоты:

Растворимость серной кислоты в изобутане имеет более низкие значения, вследствие чего необходимо применять интенсивное перемешивание реакци-онной смеси. При этом октановые характеристики сернокислотного алкилата находятся в прямой пропорциональной зависимости от степени диспергирова-ния. Наилучшие по качеству алкилаты образуются при использовании 98-99%-ной Н2SO4.

Химические свойства примесей в сырье оказывают различное влияние на сте-пень разбавления Н2SO4 в ходе реакции алкилирования. Более низкие темпера-туры проведения реакции алкилирования и высокие соотношения изобу-тан/олефин благоприятно сказываются на выходе и составе алкилатов и расходе Н2SO4.

Увеличение времени контакта в интервале 0,6-6,0 мин способствует повыше-нию выхода алкилата и содержания фракции C8 в алкилате при одновременном росте октанового числа. Технологические схемы и установки сернокислотного алкилирования изобутана олефинами состоят обычно из секций подготовки сы-рья, алкилирования, обработки продуктовой смеси и фракционирования алки-лата и отличаются в основном типом реактора и системой его охлаждения. Тип реактора определяется способом перемешивания реакционной смеси:

реактор без внутреннего перемешивающего устройства (емкостного и струй-ного типов);

реактор с секционным внутренним перемешиванием (каскадного типа);

реактор со сплошным внутренним перемешиванием (контактор).

По типу системы охлаждения реакторы бывают с внешним (емкостные и кон-такторы) и внутренним (струйные и каскадные) охлаждением; преимущества: во-первых - легкость регулирования состава жидкой фазы и разделения выхо-дящего из реактора потока, во-вторых - более точное регулирование температуры в реакторе, меньшая материалоемкость системы охлаждения, а для каскад-ных - еще и меньшая энергоемкость.

Реакторы алкилирования различают также по методу подачи в них углеводо-родного сырья (раздельная или совместная подача олефинов и изобутана) и по способу ввода олефина (в одной или нескольких точках реактора).

Технологическая схема процесса сернокислотного алкидирования в каскадном реакторе. Свежая и циркулирующая кислота, а также потоки, содержащие изо-бутан, проходят последовательно через все секции реактора (обычно 6-8 сек-ций). Свежий изобутан после очистки вводят в деизобутанизатор и затем на-правляют в каскадный реактор. Олефиновое сырье после очистки подают па-раллельными потоками в каждую секцию реактора Давление в реакторе снижа-ется от 0,15-0,20 МПа в первой секции реактора до 0,04-0,08 МПа в последней.

После разделения в отстойных зонах реактора углеводородную часть продуктов алкилирования нейтрализуют и затем, промыв, вводят в деизобутанизатор, из которого товарный алкилат отбирают в виде кубового остатка. Серную кислоту из отстойных зон рециркулируют в реактор.

Удельный объем каскадного реактора составляет 0,24-0,28 объема на 1 объем суточной производительности.

На установке алкилирования с системой испарительного охлаждения отходя-щим из реактора углеводородным потоком испарению подвергается как поток углеводородов из кислотоотстойника, пропускаемый через холодильный пучок труб контактора и емкость- ловушку однократного испарения, так и жидкая часть хладагента из депропанизатора и компрессора. На установках применяют от 1 до 10 контакторов. Расчетный удельный объем контактора составляет 0,09-0,11 объема на 1 объем суточной производительности. Типичные данные о вы-ходах и качестве алкилатов в зависимости от вида олефинового сырья пред-ставлены в табл. 6.5, а углеводородный состав алкилатов в зависимости от структуры олефинов - в табл. 6.6.

Таблица 6.6 Углеводородный состав алкилатов [в % (масс.)], полученных при алкилировании изобутана бутиленами и амиленами

Отработанную Н2SO4 утилизируют или регенерируют. Трудности регенерации возрастают с накоплением в кислоте органических компонентов. Экономиче-ские соображения привели к разработке методов химической регенерации от-работанного катализатора. Показателен в этом отношении процесс алкилирова-ния изобутана с алкилсульфатной регенерацией серной кислоты, позволяющий сократить расход свежей серной кислоты на 50%.Часть отработанной серной кислоты из реактора (контактора) через кислотоотстойник подают в верхнюю часть абсорбера, в низ которого поступают олефины. Образовавшиеся алкил-сульфаты с верха экстрактора вместе с экстрагентом - частью циркулирующего изобутана - направляют в реактор, куда поступают также свежая Н2SO4, сырье и циркулирующие Н2SO4 и изобутан. Алкилат выделяют в трехколонной систе-ме: деизобутанизатор - дебутанизатор - колонна вторичной ректификации.