Материальный баланс установки алкилирования

бутан-бутиленовой фракции изобутаном

Процессы и продукты	% на сырье установки
Поступило: бутан-бутиленовая фракция в том числе изобутан	100,0 (40.0)
Получено: легкий алкилат тяжелый алкилат пропан бутан-пентаны потери	77,1 3,1 1,9 14,9 3,0
ВСЕГО:	100,0

Недостаток сернокислотного алкилирования - значительный расход серной кислоты за счет разбавления ее продуктами реакции. Наименьший ее расход наблюдается если олефины - чистые бутилены. При переходе к пропилену расход кислоты увеличивается вдвое.

Фтористый водород. Преимущества. Он более активен, летуч - легче регенерируется. Имеет низкую плотность, что облегчает образование эмульсии и позволяет отказаться от механического перемешивания. Система регенерации катализатора довольно сложна. Он токсичен и летуч - требуются строгие меры предосторожности. Требуется непрерывный автоматический контроль. Большое внимание уделяется подбору стойких материалов. В качестве прокладочных материалов применяют фторорганические пластмассы. В местах наибольшей коррозии применяют монель-металл (смесь никеля и меди с добавками марганца, железа и кремния).

3.2.4. Изомеризация легких фракций. Назначение процесса. Основные параметры. Катализаторы. Технологическая схема. Материальный баланс

Процесс каталитической изомеризации предназначен для получения изобутана, изопентана, а также для повышения октанового числа низкокипящих бензинов. Некоторые компоненты высокооктановых бензинов, в частности катализат риформинга, не могут быть использованы непосредственно в качестве товарного бензина из-за недостаточной концентрации легких (пусковых фракций). Требуемый фракционный состав обеспечивает добавление легких бензиновых фракций, которые должны быть близки к ОЧ данных бензинов - это легкие изопарафины (С₅-С₈). Сущность процесса заключается в каталитическом превращении легких н-парафинов в соответствующие изопарафины.

Сырьем процесса служат нормальный бутан, нормальный пентан, фракция НК-70^оС. Процесс изомеризации - последовательный, то есть сначала образуются изомеры с 1 метильной группой, затем -2 и т.д. Скорость изомеризации н-парафинов возрастает с увеличением молекулярной массы.

Путем изомеризации удается повысить ОЧ на 10-15 пунктов.

Для сравнения: ОЧ н-гексана 26; 2-метилпентана - 73.5; 3-метилпентана - 74.3; 2,2-диметилбутана - 93.4; 2,3-диметилбутана - 94.3.

Процесс каталитической изомеризации - низкотемпературный, снижение температуры способствует увеличению содержания разветвленных углеводородов в изомерной смеси. Процесс целесообразно проводить при максимально низкой температуре.

Катализаторы процесса бифункциональные. В качестве гидрирующих компонентов выступают платина, палладий, никель.

Основа - галоидированный оксид алюминия или цеолиты.

Таблица 3.7.

Характеристика катализаторов процесса изомеризации

Содержание, %	Высокотемпературные ИП-82, 62	Среднетемпературные, ИПМ-82	Низкотемпературные, НИП-64
Pt	0.4-0.6	0.4	0.4-0.6
F	3-4	–	–
Cl	–	–	7-9
Носитель	Al2O3	цеолит	Al2O3
Условия изомеризации
Р, МПА	3.5	2	3
Температура, оС	360	260	140

Установка изомеризации по производству высокооктанового бензина состоит из двух блоков:

1. На первом блоке выделяют н-пентан, i-пентан и i-гексан.

Рис. 3.14.

Схема установки каталитической изомеризации. Первый блок.

2. Происходит изомеризация н-пентана: изо-пентан + изогексан + бензин = высокооктановый бензин (ОЧ=85)

Рис. 3.15.

Схема установки каталитической изомеризации. Второй блок. К-1 - колонна стабилизации; К-2 - колонна вторичной ректификации.

Выход i-С₅Н₁₂ = 96%.

Смесь н-пентана исходного сырья и непревращенного н-пентана после реакции смешивается с ЦВСГ, подогревается в т/о, печи и подается в реактор Р-1, заполненный катализатором. Вначале пробега t=380^оС, в конце (вследствие дезактивации катализатора) 430-450^оС. Парогазовая смесь из реактора охлаждается, поступает в сепаратор, где отделяется ВСГ, который направляется на осушку цеолитами. Снизу сепаратора нестабильный изомеризат идет на стабилизацию в колонну К-1, где сверху уходит углеводородный газ, а снизу стабильный изомеризат, направляющийся на разделение на блок ректификации.

Расход водорода на процесс составляет 0.1-0.3 % на сырье.

Изомеризация н-пентана и н-гексана можно вести как раздельно, так и в смеси. Во втором случае изомеризации подвергают легкий бензин. Раздельная изомеризация позволяет выбрать более селективный режим процесса.

Таблица 3.8.

Материальный баланс установки изомеризации

Процессы и продукты	% на сырье установки
Поступило: фракция НК-62оС пентан с ГФУ водородсодержащий газ в том числе водород	88,6 11,4 1,1 (0,2)
ВСЕГО:	101,1
Получено: изопентан изогексан газ потери	69,8 26,3 4,0 1,0
ВСЕГО:	101,1