Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
УМК ТОТОВ.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
3.44 Mб
Скачать

Задачи для решения

  1. На установке полимеризации в присутствии ортофосфорной кислоты перерабатывается пропан-пропиленовая фракция. Составить материальный баланс установки, если известно, что: производительность установки 100000 т/год по сырью; содержание пропилена в сырье 29,2 вес. %; глубина превращения пропилена Х=85%.

  2. На установке полимеризации в присутствии ортофосфорной кислоты перерабатывается 65500 м3/сутки пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракции. Составить материальный баланс установки, если известно, что: состав сырья (вес. %): С3Н6 – 24,2; С3Н8 – 36,0; С4Н8 – 20,6; С4Н10 – 19,2; глубина превращения бутиленов 95 % и пропилена 80%.

  3. Составить материальный баланс установки полимеризации, работающую в режиме получения полимербензина, при выходе его 31,2 (вес.%). Выход отработанной пропан-пропиленовой фракции составляет 64,0 (вес.%), все остальное фракция остаток выше 205 ºС. Производительность установки 240 тыс. т/год.

Литература

  1. Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа, М., Химия, 1973.

  2. Гусейнов Д.А., Спектор Ш.Ш. Технологические расчеты процессов нефтепереработки, М.-Л., Химия, 1964.

  3. КузнецовА.А., Кагерманов С.Н., Судаков Е.М. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности, Л., Химия, 1974.

Практическое занятие №7 Тема: Задачи и упражнения по составлению уравнений химических реакций, протекающих при алкилировании и изомеризации с указанием механизма ее протекания

Назначение процесса алкилирования – получение бензиновых фракций, обладающих высокой стабильностью и детонационной стойкостью, с использованием реакции взаимодействия изобутана с олефинами в присутствии катализатора [1]. Алкилирование бензола пропиленом проводят с целью получения изопропилбензола – также высокооктанового компонента бензина, либо с целью получения сырья для производства фенола и ацетона. В результате алкилирования бензола этиленом получают этилбензол, который путем дегидрирования превращают в стирол – сырье для производства каучука. Катализаторами процесса алкилирования изобутана олефинами чаще всего служат серная и фтористоводородная кислоты. При алкилировании ароматических углеводородов олефинами применяют ортофосфорную кислоту на твердом носителе и хлористый алюминий [2].

Сернокислотное алкилирование изобутана бутиленами осуществляют при 0-10 °С и 0,757-0,858 МПа. Для подавления реакции полимеризации олефинов создают в реакторе избыток изобутана, составляющий 6-10:1 на олефины. В реактор подают 98%-ную свежую кислоту, а выводят отработанную - концентрацией менее 90%. Продолжительность контакта кислоты с сырьем 20-30 мин.

При составлении материального баланса установки алкилирования подсчитывают количество каждого компонента в исходном сырье и изобутана, вступившего в реакцию, по уравнению:

изо-С4Н10 + С4Н8изо-С8Н18

т.е. на 1 моль изобутан требуется 1 моль бутилена. Отсюда на 58 кг изобутана требуется 56 кг бутиленов. Массовое соотношение а изобутан к бутиленам составляет

а=

Практически массовое соотношение реагирующих изобутана и бутиленов от 1,1:1 до 1,2:1.

Выход алкилата определяется по количеству изобутана и бутиленов, вступающих в реакцию. В состав отработанной бутан-бутиленовой фракции входят н-бутан, изобутан и бутилены, не вошедшие в реакцию. Выход пропана равен его содержанию в исходном сырье.

Пример 7.1. Составить материальный баланс установки алкилирования бутан-бутиленовой фракции производительностью 68000 т/год по сырью, если известно: состав сырья (в масс. %): С3Н6 1,2; С3Н8 1,3; изо-С4Н8 5,5; н4Н8 26,6; изо-С4Н10 38,8; н4Н10 26,6; массовое отношение реагирующего изобутана к олефинам 1,1 : 1; алкилат состоит на 90% из авиаалкилата и на 10% из автоалкилата; глубина превращения пропилена и бутиленов 100%.

Решение. Подсчитывают общую массу олефинов

G1=68000·0,012+68000·0,055+68000·0,266=22650 т/год

Определяют массу изобутана, вступившего в реакцию

G2=22650·1,1=24915 т/год

Рассчитывают выход алкилата

G3=22650+24915=47565 т/год

В том числе авиаалкилата

G4=47565·0,90=42828 т/год

Автоалкилата

G5=47565-42808=4757 т/год

Результаты подсчетов сводят в таблицу:

Сырье

% масс.

т/год

Продукт

% масс.

т/год

Приход

Расход

С3Н6

С3Н8

изо-С4Н8

н-С4Н8

изо-С4Н10

н4Н10

1,2

1,3

5,5

26,6

38,8

26,6

780

820

3760

18110

26420

18110

Авиалкилат

Автоалкилат

Отработанная бутан-бутиле-новая фракция

Пропан

63,0

7,0

28,7

1,3

42808

4757

19615

820

Пример 7.2. На установке сернокислотного алкилирования бутан-бутиленовой фракции перерабатывается 70000 т/год сырья. Определить выход авиаалкилата и автоалкилата, если известно, что в исходной смеси содержится олефинов 31,4 % масс.

Решение. Принимают выход всего алкиалата равным 175% от олефинов, а авиалкилата 90% от всего алкилата. Определяют выход всего алкилата

G1=70000·0,314·1,75=38400 т/год

Подсчитывают выход авиаалкилата

G2=38400·0,90=34560 т/год

Находят выход автоалкилата

G3=38400·0,10=3840 т/год

Назначение процесса изомеризации – 1) выработка высокооктановых легких компонентов автомобильных бензинов из прямогонных фракций; 2) производство изопентана – сырья для производства синтетического каучука – из пентана; 3) получение изобутана для установки алкилирования изомеризацией бутана [1]. Изомеризация нормальных парафинов – процесс низкотемпературный. Понижение температуры способствует образованию изомеров, но при этом снижается скорость реакции. Снижение давления при низких температурах также вызывает увеличение выхода изомеров. С целью повышения продолжительности работы катализатора процесс ведут под давлением водорода. Катализаторами изомеризации служат хлористый алюминий, платина. Палладий, сульфид вольфрама, никель и оксид молибдена.