2.3 Блок алкилирования бензола моноолефинами, получение линейных алкилбензолов.

Этот блок является следующей стадией производства, где в присутствии катализатора — фтористоводородной кислот производится алкилирование бензола линейными моноолефинами (фракции С₁₀-С₁₃). В результате этого процесса получаются линейные алкилбензолы (ЛАБ).

Основная реакция, которая проводится при сравнительно низкой температуре (до 50°С) в присутствии фтористого водорода идет по следующей схеме:

Одновременно в процессе фтористоводородного алкилирования бензола олефинами возможно при определенных условиях образование побочного продукта — диалкилбензола:

Активная окись алюминия удаляет из рециркулята капли HF с образованием фтористого алюминия.

Принципиальная технологическая схема блока алкилирования

Рис. 4

Парафины и олефины поступают из блока 300 (Пакол - процесс) с температурой 158°С. Смесь охлаждается в теплообменники Е-411 до 102°С потоком продукта, поступающего из отстойника V-401.

Свежий бензол из парка насосом Р-805 А/В вводится в приемную емкость колонны осушки бензола V-403.

Поскольку в процессе алкилирования необходимо производить контроль за содержанием воды, в колонне С-401 осуществляется предварительная осушка бензола. Эта колонна тарельчато типа и оснащена термосильфонным паровым рибойлером Е-404. Количество тепла, вносимого в колонну, регулируется на выводе конденсата из Е-404.

Пары бензола и воды, выводимые сверху колонны С-401, охлаждаются в конденсаторе Е-403 и собираются в емкости V-4 (которая работает под давлением системы факела). Через линию связанную с факельной системой, предусмотрена подача азота. Емкость обеспечивает необходимую продолжительность отстоя бензола от воды оснащена коллектором для сепарированной воды. Отсепарированная вода сбрасывается в крытую дренажную систему.

Насосом Р-402 бензол из приемника V-403 возвращается в колонну осушки в качестве орошения, предварительно нагревая теплообменнике Е-402 до температуры 95°С потоком бензола из колонны С-401, откуда последний откачивается насосом Р-4 А/В через регулятор расхода, охлаждаясь в теплообменнике температуры 66°С.

На смешение с сырьем поступает смесь свежего осушения бензола и бензола из рефлюксной емкости V-404.

Смесь бензола с сырьем охлаждается до 50-60 С в холодильни­ке Е-422. Непосредственно перед вводом смеси углеводородов в смеситель SM-401 к ним подмешивается HF-кислота, которая по­дается насосом Р-403 А/В из отстойника V-401, и регенерирован­ная HF-кислота из отстойника V-406.

В SM-401 производится смешение указанных потоков.

Реактор оснащен ситчатыми тарелками, обеспечивающими хорошее смешение фаз.

Реакционная смесь с верха реактора R-401 выводится в от­стойник V-401, в котором производится сепарация HF-кислоты от углеводородов.

В отстойнике V-401 предусмотрен радиоактивный измеритель уровня для индикации поверхности соприкосновения.

С верха отстойника V-401 углеводороды выводятся в отпарную колонну С-403 для отделения остатков кислоты. Часть кислоты направляется на циркуляцию, а часть — на регенера­цию в колонну С-402. Эта колонна служит для удаления тяже­лых ароматических продуктов, накапливающих в процессе ал­килирования. Фтористоводородная кислота в колонну поступа­ет двумя потоками: холодным — на верх колонны, и горячим, предварительно нагретым в подогревателе Е-405, — на 7-ю та­релку. Постоянный расход ее обеспечивается соответствующим Регулятором.

Тяжелые ароматические углеводороды накапливаются в жней части колонны С-402 и удаляются по мере достижения определенного уровня, для контроля которого установлены два уровне (верхний и нижний — LE-101 и LE-102). Как только уровень TAP достигнет верхнего положения, начинается их сброс в емкость V узла нейтрализации. Сброс прекращается по достижении низа уровня в колонне. Поскольку ТАР и азеотропная смесь обладают большой коррозионной активностью, после каждого сброса проводится промывка трубопроводов парафинами. Нейтрализовать ТАР направляются в секцию предварительного фракционирования парафинов на сжигание в печи F-601.

С верха колонны С-402 пары фтористоводородной кислоты конденсируются в холодильнике Е-410 (туда же поступает и паров из колонны С-403) и собираются в расходной емкости V-407, откуда несконденсированные газы удаляются в систему кислого факела для нейтрализации. Жидкая часть насосом Р-406 откачивается в отстойник V-406 для разделения на фазы: регене­рированную HF-кислоту и кислый бензол. Кислота смешивается с циркулирующим потоком HF-кислоты из реакционного отстой­ника V-401 и подается в реакционный смеситель SM-401. До пода­чи HF кислый бензол смешивается с потоком углеводородов с бло­ка Пакол-Дефайн, разбавленных рециркулирующим бензолом из емкости V-404.

Свежая кислота на комплекс поступает в железнодорожных цистернах, откуда на пункте перелива сливается в приемник, из которого по мере необходимости поступает в емкость V-406 для пополнения системы.

Температуру паров в нагревателе Е-426 необходимо поддержи­вать на уровне 160°С или немного выше, чтобы избежать потерь HF-кислоты и бензола в нижней части С-402.

Большая часть тепла подводится через теплообменник Е-405 (нагреватель сырья), кубовый остаток тепла поступает из рибойлера ко­лонны Е-425. В качестве источника тепла в Е-405 используется об­ратное теплое масло, поступающее из рибойлера Е-413.

Из отстойника V-401 продукты реакции, состоящие из ЛАБ, избытка бензола и непрореагировавших с HF-кислотой углеводо­родов, а также унесенной с ними фтористоводородной кислоты, направляются в отпарную колонну С-403, предварительно нагре­ваясь в теплообменнике Е-411 и подогревателе Е-412 до темпера туры 140°С. В углеводородной фазе находится абсорбированная HF-кислота, которая в небольшом количестве вместе с бензолом выделяется вверху колонны С-403. Жидкость, отбираемая с низа колонны, полностью освобождена от HF-кислоты, но в ней во можно присутствие органических фторидов, которые в дальнейшем выводятся из углеводородной части за счет очистки их активной окисью алюминия. Колонна С-403 оснащена рибойлером Е-413, обогреваемым горячим маслом.

Из колонны С-403 осуществляется вывод потока смеси углеводородов в бензольную колонну С-404.

Отпаренная от фтористоводородной кислоты углеводородная часть с низа колонны С-403 направляется на 16-ю тарелку зольной колонны С-404, предназначенную для выделения из смеси углеводородов непрореагировавшего бензола.

Пары бензола с верха колонны С-404 конденсируются и охлаждаются в Е-415 и поступают в емкость V-404, откуда часть бензола насосом Р-408 А/В направляется в качестве рециркуляции смеситель реактора алкилирования, а вторая часть возвращается в виде холодного орошения наверх колонны.

В связи с загрязнением бензола часть его периодически выводится из системы. Этот поток охлаждается в холодильнике Е-423 и подается в реактор R-404 активной окисью алюминия для нейтрализации возможных следов фтористоводородной кислоты. После очистки активной окисью алюминия, часть бензола выводится за пределы комплекса — на установку бензольного риформинга. Приемная емкость V-404 является аккумулирующей для бензола в блоке алкилирования. Это достигается подачей регулируемого количества свежего бензола в колонну сушки бензола С-401. Углеводородная часть с низа бензольной колоны насосом Р-407 направляется на 23-ю тарелку парафиновой ко­лонны С-405.

Парафиновая колонна — колонна тарельчатого типа и работа­ет под вакуумом. На верху установлен контактный конденсатор, секция которого заполнена насадкой. Над насадкой установлен распределитель для разбрызгивания холодного орошения. Ваку­ум в колонне С-405 создается эжектором J-401.

Режим работы парафиновой колонны обеспечивает минималь­ные примеси в продуктах верха и низа колонны. Наличие алкилата в верхней фракции (рецикл парафинов) увеличивает потери ЛАБ и способствует закоксовыванию катализатора процесса.

Подача тепла в парафиновую колонну С-405 производится от нагревателя Е-416 и регулируется расходом теплого масла.

Под контактным конденсатором установлена сборная тарелка, на которой собирается фракция С10-С13. С этой тарелки насосом Р-410 А/В парафины транспортируются по следующим направле­ниям:

• в качестве холодного орошения верха колонны через воздуш­ный холодильник А-401;

• в качестве теплого орошения на первую тарелку колонны С-405;

• в качестве рециркулята в блок Пакол.

Рециркулирующие парафины возвращаются в емкость V-301 Пакол-блока.

Промывка произ­водится фракцией н-парафинов С10-С13 из колонны С-405. Со сбор­ной тарелки колонны С-405 насосами Р-405 А/В н-парафины пе­рекачиваются к двойным торцевым уплотнениям кислотных и бензольных насосов. Поток парафинов, который подается на промывку, охлаждается в теплообменнике 428 до температуры 380С и фильтруется через фильтр Т-401 А/В

С низа парафиновой колонны С-405 поток перекачивается насосом Р-409 А/В в колонну С-406, предварительно охлаждаясь в теплообменнике Е-427 от температуры 266 до 225°С потоком циркулята парафинов. Охлаждение осуществляется смешение холодного и горячего потоков через трехходовой клапан с изменением температуры выходного потока из теплообменника Е-427.

В колонне С-406 производится разделение ЛАБ и тяжелого алкилата под вакуумом. Данная колонна — тарельчатого типа с контактным конденсатором в верхней части, который заполнен садкой и оснащен распылителем для разбрызгивания холодного орошения. Вакуум в редистилляционной колонне создается эжектором J-401. С низа колонны С-406 выводится тяжелый алкилат, содержащий до 10% мас. ЛАБ.

Необходимое для процесса ректификации тепло вносится дачей теплого масла в рибойлер Е-418.

Под контактным конденсатором в верху колонны установлена сборная тарелка, на которой собирается ЛАБ и насосом Р-412 перекачивается в трех направлениях:

• в качестве холодного орошения колонны С-406;

• в качестве горячего орошения;

• в качестве товарного продукта в парк.

Горячее орошение в колонну возвращается через регулятор расхода, связанный с регулятором уровня низа колоны. Линейные алкилбензолы, выводимые из колонны С-406, и холодное орошение охлаждаются в теплообменнике Е-419. Выше ЛАБ управляется регулятором расхода, каскадно связанным с регулятором уровня, установленным на сборной тарелке. ЛАБ вводятся в резервуары Е-601, 602 в парк установки.

С низа колонны насосом Р-411 А/В выводится тяжелый алкилат и охлаждается в теплообменнике Е-420.

Эжекторная система обеспечивает создание вакуума в парафи­новой колонне С-405 и редистилляционной колонне С-406.