6. Технологическая схема алкилирования изобутана н-бутиленом

Для синтеза высокооктанового моторного топлива алкилирование парафинов имеет определенные преимущества перед другими методами. Полученный алкилат обладает лучшими качествами, а процесс осуществляется в одну стадию. По этим причинам процесс алкилирования парафинов получил широкое развитие, однако в связи с развитием реактивной авиации, а также с разработкой процессов риформинга значение процесса алкилирования парафинов уменьшилось, но тем не менее он остается важным методом производства высокооктанового бензина. В промышленности алкилированию чаще всего подвергают изобутан и значительно реже изопентан. Из олефинов наибольшее применение как алкилирующие агенты нашли н-бутилены, которые с изобутаном дают алкилат, богатый углеводородами С₈ и часто называемый просто изооктаном. Нередко в качестве сырья берут бутан-бутиленовую фракцию крекинг-газов, содержащую все необходимые реагенты и очищенную от бутадиена.

Рисунок 76 - Технологическая схема алкилирования изобутана н-бутиленом

1 - алкилатор, 2 – сепаратор-ресивер, 3 – дроссельные вентили, 4 – холодильники – конденсаторы, 5 – компрессор, 6 – депропанизатор, 7, 13 – конденсаторы-дефлегматоры, 8 – насосы, 9,11 – сепараторы, 10 – нейтрализатор, 12 – промежуточный сборник, 14 – деизобутанизатор.

Технологическая схема алкилирования изобутана н-бутиленом представлена на рисунке 76. В алкилатор 1 (в первую секцию слева) поступают жидкий изобутан, оборотная и свежая серная кислота; в каждую секцию подают жидкий н-бутилен. За счет выделяющегося тепла часть избыточного изобутана испаряется, и его пары попадают в емкость 2, служащую одновременно ресивером и сепа­ратором. Газ из этой емкости непрерывно забирается компрессором 5, сжимается до 6 ат и при этом давлении конденсируется в водяном холодильнике 4. В дроссельном вентиле 3 давление снижают до рабочего (около 2 ат), причем часть изобутана при дросселировании испаряется и разделяется в емкости 2. Оттуда жидкий изобутан снова направляется в алкилатор, завершая холодильный цикл. При непрерывной работе установки в изобутане накапливается пропан, образующийся в результате деструкции углеводородов и присутствующий в небольшом количестве в исходных углеводородных фракциях. Поэтому в изобутановый холодильный цикл включен депропанизатор — ректификационная колонна 6 с дефлегматором 7. В нее отводят часть циркулирующего изобутана после холодильника 4, а изобутан, очищенный от пропана, возвращают после дросселирования в емкость 2.

Смесь, выходящая из последней секции алкилатора 1, содержит избыточный изобутан, октаны, н-бутилен, углеводороды С₅-С₇ и высшие. Ее подают прежде всего в дополнительный сепаратор 9 для отделения от остатков серной кислоты. Кислоту возвращают в алкилатор, но часть ее отводят из системы и вместо нее подают свежую. Углеводородный слой из сепаратора 9 нейтрализуют 10%-ным раствором щелочи в аппарате 10 и разделяют полученную эмульсию в сепараторе 11. Нейтрализованная смесь углеводородов стекает в промежуточную емкость 12, откуда направляется на дальнейшую переработку. Первой ее стадией является отгонка избыточного изобутана, осуществляемая в ректификационной колонне 14 с конденсатором-дефлегматором 13. Чтобы для конденсации изобутана можно было использовать наиболее дешевый хладоагент — воду, давление в колонне поддерживают около 6 ат. В нее же подают свежую изобутановую фракцию. Часть изобутан а из конденсатора-дефлегматора 13 возвращается на ороше­ние колонны 14, а остальное количество после дросселирования поступает в емкость 2 и оттуда — снова на реакцию. Таким образом, совершается цикл изобутана-реагента. Из куба колонны 14 алкилат-сырец направляют на ступенчатую ректификацию (на схеме не показано). Сначала отгоняют низшие углеводороды, за­тем— алкилат, а в кубе последней колонны содержится тяжелый остаток из углеводородов С₉ и выше.