Химия и технология пропилена

Алкилирование с серной кислотой

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

Известны три метода алкилирования с серной кислотой:

1) каскадный метод с автоохлаждением — процесс Kellogg;

2) метод вытекания с охлаждением — процесс Stratford Engi­neering;

3) метод «тайм-танк».

Последний метод сравнительно старый, теперь, вероятно, таких установок уже не строят. Для двух остальных процессов строятся установки мощностью 10 ООО—20 ООО т алкилата в год.

Каскадный метод с автоохлаждением (процесс Kellogg).

На рис. 62 изображена схема установки, работающей по этому методу [2, 28—30]. Богатый олефином продукт после предваритель­ной обработки проходит теплообменник и попадает в каскадный

Алкилирование с серной кислотой

Рис. 62. Схема установки каскадного метода с автоохлажде­нием (процесс М. W. Kellogg Co.):

I — блок предварительной обработки сырья; 2 — теплообменник; з — система автоохлаждения; 4 — колонна для удалении пропана; S — колонна для от­гонки изобутапа; в — блок обработки реакционных продуктов; 7 — каскад­ный реактор.

Реактор, в котором смесь серная кислота — изобутан течет слева на­право. Обычно устанавливается 2—3 каскада. Время прохождения через каскады от 30 до 50 мин. Поток изобутана и кислоты подается в низ реактора. В отдельных каскадах, оборудованных скоростными мешалками, все три компонента реакции хорошо перемешиваются и начинают реагировать. На выходе из реактора кислота и смешан­ный с изобутаном алкилат разделяются. Большая часть кислоты возвращается в реакцию, а смесь алкилата и изобутана попадает в работающую под давлением колонну для удаления бутана. Непро - реагировавший изобутан отбирается с верха колонны и тоже воз­вращается в процесс. Алкилат собирается в нижней части колонны. В колонне для перегонки под давлением отгоняется непрореагиро - вавший пропан. Продукт из нижней части этой колонны возвращается на установку вместе с пропиленовой фракцией.

Метод выгеканйя с охлаждением (процесс Stratford Engineering). При этом методе [29, 31—34] (рис. 63) работают только с одним реак-

Тором. Свежая кислота, све­жий углеводород и циркули­рующая эмульсия (кислота и углеводород) загружаются в один конец горизонтального реактора (рис. 64). Реакцион­ная смесь интенсивно переме­шивается скоростной мешалкой. Благодаря охлаждению изобу- таном в реакторе устанавли­вается температура 2 °С. Рабо­чее давление достигает 5— 6 kfc/cm2. Время контакта 20— 30 мин. Концентрация кислоты около 88—90%. Лучше рабо­тать с 94—95%-ной кислотой, но это невозможно из-за слишком больших потерь ки­слоты.

Алкилирование всегда со­провождается процессами по­лимеризации, которые подавля­ются по мере увеличения избыт­ка изопарафина. Изобутан — са­мый важный компонент парафи­нового алкилирования — содер­жится в природных газах и в газах нефтеочистки в гораздо меньшем количестве, чем бутан. Поэтому фракции бутана часто изомеризуют в изобутан в при­сутствии хлористого алюминия. Кроме того, можно алкилиро­вание объединить с полимери­зацией, так как вследствие распада олефинов изобутан оказывается уже сконцентри­рованным. Фракция С4 может быть очень насыщена изобу - таном также в результате ката­литического крекинга [14].

Ими

Можно алкилировать изобутан пропиленом, получая иэогептаны [15, 16]. После этого кислота еще разбавляется и в таком виде используется для алкилирования изопентана Св - и С7-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].)

Алкилирование с серной кислотой

Кладоагент Смесь в декантатор. | отстойник

Катализатор из декан* f татора-отстойника

Сырье

Рис. 64. Реактор Stratco для алкилирования.

В табл. 26 рассматриваются результаты алкилирования изопара - фин — олефин, полученные на примере системы изобутан — бути­лен, но распространяющиеся, конечно, и на систему изобутан — про­пилен.

С повышением отношения изобутан : олефин увеличивается вы­ход алкилата, а расход кислоты уменьшается. В промышленности определено оптимальное соотношение ийопарафин : олефин = 5:1, но вследствие возвращения в реакцию изобутана устанавливается более высокое соотношение. Реакция длится около 5 мин при тем­пературе 0—10 °С и концентрации серной кислоты 98—100% (для С4-углеводородов). Для пропилена ойтимальная температура не­сколько выше (10—15 °С), так как в этом случае работают лишь с 90%-ной серной кислотой. Иногда температуру поднимают до 16— 32 °С, так как образовавшийся изопропилсульфат стабилен при пониженных температурах [19]. Обычно объемное отношение серной кислоты к смеси углеводородов равно примерно 1 : 1, в этом случае углеводородная смесь эмульгируется в кислоте, благодаря чему получают алкилаты лучшего качества. Скорость перемешивания

Таблица 26

Выход и качество алкилата, полученного в присутствии серной кислоты при использовании различных олефинов [25—27]

Показатели

И

0J

А я

SvJ.

60S О.® g К t?

В

0J

Et

В

0J

А о о.

О^ Д Н о ог

В

>■

К Я

Щ

И

«PRO

И

•ч

Выход алкилата, объемн. % в расчете на:

Олефин................................................................

178

174

172

160

А лкплиро ванный авиационный бензин

156-62

153—65

(т. кип. 170 °С) ...............................................

150-60

140-49

Расход изобутана, л/л олефина.................................

1,275

1,17

1,106

0,965

Расход 98%-ной серной кислоты, кг/100 л

Алкилата..................................................................

21—23

11,5— 15,5

4,8—7,2

11,5

Качество алкилата для авиационного бензина:

Октановое число'по Research.....................................

89-92

93-95

94—97

92-93

Октановое число по ASTM........................................

87-90

91—93

92-95

90—92

Октановое число по Research с добавкой

1,5 см3 тетраэтилсвннца........................................

100,5—

102,5—

103—

102—

102,5

104,5

105,5

103

Является важным фактором', обеспечивающим максимальный выход и оптимальное качество продукта. Поэтому наилучшие результаты достигаются при работе с хорошими мешалками [19].

Рентабельность процесса определяется главным образом расхо­дом кислоты. При алкилировании пропиленом он довольно велик. Чтобы уменьшить потребность в серной кислоте, можно осуществить реакцию обмена образовавшегося изопропилсульфата с изобутаном и бутиленами; при этом образуется алкилат [20—22]. В одном реак­торе производится алкилирование в токе пропилена, а в другом — в токе бутилена [23].

Самый высококачественный алкилат с минимальным расходом кислоты получается при реакции изобутана и олефина в отношении 1:1. Потери возникают в результате полимеризации олефинов и самоконденсации изобутана при одновременном образовании про­пана [24].

Химия и технология пропилена

ПОЛУЧЕНИЕ ИЗОПРЕНА ИЗ ПРОПИЛЕНА

Изопрен [1—12] был впервые получе-н в 1860 г. в результате сухой перегонки каучука [13]. Вскоре после того как стало известно, что изопрен является основным элементом структуры натурального кау­чука, были предприняты …

«Сухое» окисление кумола

Третий метод [188—190] разработан Bataaf Petroleum Maats - chappij. Очищенный кислотой кумол окисляется кислородом в мед­ных башнях при 120—130 °С. Медь (в форме колец) при специальных условиях протравливается азотной кислотой. …

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОЛИГОМЕРИЗАЦИЯ

Первые опыты по термической полимеризации пропилена [1] были проведены Ипатьевым [2], который показал, что при высоком давлении и 330—370 °С образуется полимер следующего состава в %): TOC \o "1-3" \h …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.