ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра технологии нефти и газа
Самостоятельная работа студента №2
на тему:
«Сернокислотное алкилиривание изобутана бутиленом»
Выполнил: ст. гр. БТП-07-01 Э.С. Даутов
К.О. Фазлыев
Проверил: доцент кафедры ТНГ, О.Ю. Белоусова канд. техн. наук
Уфа 2010
Содержание
1 Назначение процесса ………………………………………………………………………... 3
2 Сырье …………………………………………………………………………………..……… 3
3 Технологические параметры ……………………………………………………………….... 4
4 Влияние серной кислоты …………………………………………………………………….. 5
5 Технологический режим С-алкилирования ………………………………………………… 6
6 Катализаторы С-алкилирования ……………………………………………………………. 7
7 Механизм и стадии превращения …………………………………………………………… 8
Список использованной литературы ……………………….…………………………… . 11
1 Назначение процесса
Сернокислотное алкилирование для производства высокооктанового изокомпонента бензинов С- алкилированием изобутана бутиленами и пропиленом. Целевой продукт процесса — алкилат, состоящий практически нацело из изопарафинов, имеет высокое октановое число (90…95 по моторному методу). Октановое число основного компонента алкилата — изооктана (2,2,4-триметилпентана) — принято, как известно, за 100.
В 1932 г. В. Н. Ипатьев показал возможность считавшегося до того инертным взаимодействия изобутана с олефинами. В качестве катализатора были использованы сначала АlСl3, затем серная и фтористоводородная кислоты. Первая промышленная установка сернокислотного С-алкилирования была введена в эксплуатацию в США в 1938 г., а фтористоводородного — в 1942 г. Целевым продуктом вначале был исключительно компонент авиабензина, и лишь в послевоенные годы на базе газов каталитического крекинга алкилирование стали использовать для улучшения моторных качеств товарных автобензинов. Первая отечественная установка сернокислотного алкилирования была введена в 1942 г. на Грозненском НПЗ.
2 Сырье
С-алкилированию в нефтепереработке чаще всего подвергают изобутан и значительно реже изопентан (последний является ценным компонентом автобензина (его ОЧИМ = 93). Существенное влияние на показатели процесса оказывает состав алкенов. Этилен практически не алкилирует изобутан, но сульфатируется и полимеризуется. Пропилен легко вступает в реакцию с изобутаном, но октановое число мень-ше, чем при алкилировании бутиленами (табл. 6.6). Высшие алкены (С5 и выше) более склонны к реакциям деструктивного алкилирования с образованием низкомолекулярных и низкооктановых продуктов.Как видно из табл. 6.6, оптимальным сырьем для С-алкилирования изобутана являются бутилены. В нефтепереработке в качестве алкенового сырья обычно используют бутан-бутиленовую фракцию в смеси с пропан-пропиленовой с содержанием пропилена менее 50 % от суммы алкенов.
Алканы нормального строения С3–С5 в реакцию алкилирования не вступают и являются инертными примесями.
Диены, содержащиеся в сырье, образуют сложные продукты взаимодействия с серной кислотой и остаются в кислотной фазе, разбавляя кислоту, что увеличивает его расход. Поэтому диеновые углеводороды не должны содержаться в сырье. К сырью С-алкилирования предъявляются также повышенные требования по содержанию влаги и сернистых соединений. Если сырье каталитического крекинга не подвергалось предварительной гидроочистке, то бутан-бутиленовую фракцию крекинга — сырье С-алкилирования — обычно очищают щелочью или в процессах типа «Мерокс» от сернистых соединений.
Таблица 1 — Зависимость показателей процесса сернокислотного алкилирования изобутана от состава алкенов
Показатель |
Сырье |
||
Пропилен |
Пропилен |
Амилен |
|
Объемный выход алкилата, % на алкен |
175...187 |
170...172 |
155...160 |
Объемный расход изобутана, % на алкен |
127...135 |
111...117 |
96...114 |
Удельный расход кислоты на алкилат, кг/м3 |
216...240 |
48...72 |
120 |
Октановое число алкилата: |
|
||
моторный метод |
88..90 |
92...94 |
91 |
исследовательский метод |
89...91 |
94...96 |
92...93 |