13. Установка полимеризации (олигомеризация)

Полимеризация — реакция образования высокомолекулярных веществ путем соединения нескольких молекул низкомолекулярных соединений без выделения побочных продуктов.

Олигомеризация – ограниченная реакция полимеризации с получением жидких продуктов сравнительно небольшой молекулярной массы. Образующиеся при этом продукты называются олигомерами.

образование более высокомолекулярного алкена за счет взаимодействия молекул алкена с меньшей молекулярной массой между собой.

Сырье: низкомолекулярные продукты ДП нефтяного сырья:

1. продукты КК, обогащенное С₃-С₅ УВ-дами;

2. изо-алканы, поступающие после процесса гидрокрекинга;

3. алкены, поступающие после процесса термического крекинга

Продукты: олефины различного строения.

Условия: T=175-245 °С, P=6-7 атм, объемная скорость = 1.7-4 ч^-1

Катализаторы:

1. Классический катализатор – фосфорная кислота.

2. Новые катализаторы – цеолиты с высокой кислотностью, такие как ZSM-5

Технологическая схема полимеризации (олигомеризации):

Сырье через теплообменник 2 и подогреватель 3 подается в реактор 4. Продукты реакции из реактора 4 через теплообменник 2 и холодильник 5 направляются в депропанизатор 6, верхний продукт которого – отработанная пропан-пропиленовая фракция. Эта фракция частично используется как хладагент в реакторе 4, а балансовый избыток выводится с установки. Нижний продукт колонны 6 представляет собой полимеризат, который в случае, если установка работает в режиме получения автобензина, выводится с установки. При выработке нефтехимического сырья полимеризат в колоннах 11 и 16 разделяются на узкие фракции: димеры, тримеры и тетрамеры.

3. Установка изомеризации пентанов и гексанов.

Целевое назначение процессов каталитической изомеризации в современной нефтепереработке: получение высокооктановых изокомпонентов автобензинов или сырья нефтехимии, прежде всего изопентана для синтеза изопренового каучука.

Сырье: легкие прямогонные фракции.

Основные реакции: дегидрирование нормального алкана на активном центре металлического катализатора (МЦ), затем на кислотном центре (КЦ) образовавшийся алкен превращается в карбкатион, изомеризуется и после передачи протона катализатору выделяется в виде разветвленного алкена. Последний гидрируется на металле.

Основные продукты: изомеризат, высокооктановый бензин.

Условия: T=350-480°С; P=1,4-10,5 МПа; Объемная скорость подачи сырья 1,0-6,0 ч¹ Мольное отношение H₂: сырье (2-6):1.

Катализаторы: наиболее распро­странены в настоящее время бифункциональные катализаторы, содержащие платину или палладий на кислотном носителе (оксид алюминия, цеолит).

«сверхкислоты», такие как HF —BF₃, HF — SbFe, HSO₃F — SbF₅.

Поскольку степень превращения С5- и С6- алканов на высокотемпературном катализаторе типа ИП-66 составляет составляет около 50 %, изомеризацию на промышленных установках осуществляют с ректификацией реакционной смеси и циркуляций непревращенного сырья. Исходное сырье изомеризации подвергают предварительной гидроочистке и осушке. Установка изомеризации состоит из двух блоков – ректификации и изомеризации. В блоке ректификации производится выделение изомеров из смеси исходного сырья и стабильного изомеризата. Реакторный блок состоит из двух параллельно работающих секций: в одном осуществляется изомеризация н-пентанов, а в другой – н-гексанов.

Смесь исходного сырья, рециркулирующего стабильного изомеризата и тощего абсорбента поступает на разделение после подогрева в теплообменниках в колонну К-1. Из этой колонны сверху отбирается изопентановая фракция, подвергающаяся дальнейшей ректификации в бутановой колонне К-2, где происходит отделение целевого изопентана от бутанов. Нижний продукт колонны К-1 поступает в пентановую колонну К-3. Нижний продукт этой колонны направляется на фракционирование в изогексановую колонну К-4, с верха которой отбирается второй целевой продукт процесса – изогексан.

Отбираемая с верха К-3 пентановая фракция, содержащая около 91 % масс. н-пентана, смешивается с водородсодержащим газом и после нагрева в трубчатой печи П-1 до требуемой температуры поступает в реактор изомеризации со стационарным слоем катализатора Р-1.

Парогазовая смесь продуктов реакции охлаждается и конденсируется в теплообменниках и холодильниках и поступает в сепаратор С-5. Циркулирующий ВСГ из С-5 после осушки в адсорбере Р-2 компрессором подается на смешение с сырьем. Изомеризат после стабилизации в колонне К-5 направляется на ректификацию вместе с сырьем. Из газов стабилизации в абсорбере К-6 извлекается изопентан подачей части гексановой фракции, отбираемой из К-4. Балансовое количество гексановой фракции поступает в аналогичную секцию изомеризации (при низком содержании н-гексана в сырье его изомеризуют в смеси с н-пентаном).

3. ДИМЕРСОЛ – процесс димеризации пропилена и содимеризации пропилена с бутиленами.

• Назначение - получение компонентов моторных топлив

Продукт процесса - димат на 90 % состоит из изогексенов

• Сырье – продукты каталитического крекинга или пиролиза.

• Процесс осуществляют при температурах 20—30 °С (комнатная температура).

• Никельсодержащие катализаторы - комплексы никеля с алкилалюминием.

• Давление низкое, достаточное для создания жидкофазной реакционной среды.

Синтез гексенов идет в реакторе емкостного типа 1. Часть реакционной массы циркулирует через теплообменник 4, предназначенный для отвода тепла реакции. В циркуляционный контур подается раствор катализатора, смешиваемый с реакционной массой в насосе 3. Продукты реакции смешиваются с циркулирующим водным раствором аммиака и подаются в отстойник 5. Углеводородный слой из отстойника отводится на ректификацию в колонну 7, а водный — возвращается на дезактивацию катализатора и частично выводится из системы. При разделении продуктов на колонне 7 с верха отбираются углеводороды С3, а из куба получают товарные димеры.