14. Влияние состава исходного сырья и параметров процесса алкилирования на выход алкилата.

Алкилирование – получение бензиновых фр. обладающих высокой стабильностью и детонационной стойкостью с использованием реакции взаимодействия изобутана с олефинами в присутствии кат-ра.

Сущность процесса – присоединение олефина к парафину с образованием соответствующих у/в с более высокой M. Наиболее распространены установки алкилирования и-С4 олефинами (чаще бутиленами) с получением широкой бензиновой фракции – алкилата.

Основная реакция – присоединение бутилена к изобутану (2-метилпропан + СН2=СН-С2Н5→ изооктан 2,2-диметил,3-метилпентан).

Возможны полимеризация, диспропорционирование и крекинг. Но присутствие kat позволяет вести процесс в определенном направлении, что обеспечивает высокий выход алкилата. Протекает при Т=0-30°С и Р=0,3-1,2МПа и kat – H2SO4 или HF.

◙ Сырье – у/в газы крекинга, коксования или пиролиза – i-C4H10 и олефины. Алкилирование этиленом идет труднее, пропилен занимает промежуточное положение.

◙ Выбор kat обусловлен хорошей избирательностью, технологичностью применения, рентабельностью и длительностью работы. Если kat H2SO4 - Т=0-10°С и Р=0,7-0,8МПа, если kat HF - Т=30°С и Р=0,7-0,8МПа. “+” – легче регенеровать (меньше расход), возможно водяное охлаждение реактора и можно использовать фракцию С3-С4. “-” – токсичность и коррозионная агрессивность. Поэтому используют преимущественно H2SO4. Важна концентрация кислоты – для бутилена – 96-98%, для пропилена -100%.

◙ ↓Т приводит к ↑ качества алкилата. ↓ Т ограничено из-за затвердевания кислоты и ↑ ее вязкости. HF здесь выигрывает. ↑T – H2SO4 ведёт себя как к-та.

◙ Р выбирают так, чтобы сырье находилось в жидкой фазе. (0.3-1.2 Мпа)

◙ Концентрация Ol должна быть ниже чем по уравнению, т.к kat вызывают полимеризацию Ol. Поэтому сырье разбавляют i-C4H10. Мольное соотношение i-C4H10:Ol=4-10:1. При избытке i-C4H10 ↑ качества алкилата и подавляются побочные реакции, расход Ol ↓. Но ↑ эксплуатационные расходы на его циркуляцию и охлаждение, ↑ размеры аппаратов.

◙ . Недостаточный массообмен вызывает перегревы смеси и ↓ качество алкилата.

◙ =5-10 мин – для HF и 20-30 мин – для H2SO4.

◙ Объемное соотношение kat : у/в = 1:1. ↑ объема кислоты приводит к ↓ качества алкилата., ↑вязкости системы

◙ качество перемешивания

15. Возможности интенсификации процесса каталитического риформинга

Назначение процесса - производство высокоароматизированных бензиновых дистиллятов, используемых в качестве высокооктанового компонента или для выделения из них индивид. аренов: бензола, толуола, ксилолов.

“+”-образование дешевого ВСГ, необходимого для гидрогенизац-х процессов.

Главная реакция – дегидрирование нафтенов и дегидроциклизация н-алканов.

kat обладают 2 функциями: дегидрирующая-гидрирующая [выполняют ме 2 группы (Pt, Pd, Ni). Содержание Pt в kat составляет 0,3-0,6% мас.] и кислотная функция [обладает носитель kat – окись алюминия. Кислотными св-вами kat определяется его крекирующая и изомеризующая активность. Для ↑ кислотной функции kat в его стабильности состав вводят галоген (чаще) хлор]. Для ↑ активности и селективности kat вводят спец. элементы – промоторы (Re, Ir).

К основным факторам относятся:

- Качество сырья. Используют бензины различного происхождения, но обычно широкого фракц. состава. Лучшее сырье – с T кипения 85 - 180 .

- T. Т-ра зависит от kat. На платиновом – 480 - 530 и при 470 -520 – на платино-рениевом. При ↑ T → ↓ η риформата, H2; ↑ содержания Ar; ↑ ОЧ; ↑ кокса на kat.

- Объемная скорость подачи сырья. От 2 до 4 . При ↑ → ↑ η риформата; ↓ ОЧ; ↓ содержания Ar; ↓ η водорода.

- Р водорода. Поддерживается на уровне 2МПа. При ↓ → ↑ η риформата; ↑ концентрации H2; ↑ закоксованности катализатора.

- Кратность циркуляции водорода. При ↑ ее сокращается время пребывания паров в зоне реакции, но и ↑ энергозатраты на компримирование газа и расход топлива в печи на нагревание этого газа.

Разработаны модификации процесса – дуалформинг, дуалформинг-плюс и октанайзинг. Они предусматривают ↓ рабочего Р по сравнению с риформингом с неподвижным слоем kat, что хорошо (Р=1,5МПа).

Цель процесса дуалформинга – получение более высоких выходов продуктов за счет монтажа нового реактора с системой непрерывной регенерации kat выход реформата η=82%.

Дуалформинг-плюс основан на расположении нового реактора и секции непрерывной регенерации kat после действующей полурегенеративной секции. Отличается эксплуатационной гибкостью т.к. положение реактора не зависит от действующей установки. Значительно ↑ выходы продуктов риформинга и водорода. Р нового реактора 0,5МПа. η=84%.

Октанайзинг отличается Р=0,7МПа. Заменяют систему регенерации на новую непрерывную. Добавляют 1 компрессор – для циркуляции водорода. Больший срок службы kat. Самый высокий выход риформата – 87%. Требует больше всего затрат т.к. полностью меняется система регенерации в отличие от 2 предыдущих.