Е. Сырьё

В процессе Пакол используется узкая фракция парафинового сырья с разницей по количеству углеродных атомов в молекуле не более четырёх, например, С₁₀-С₁₃ или С₁₁-С₁₄. Фракция С₁₀-С₁₄ не применима. Данное ограничение обусловлено большей способностью тяжёлых парафинов к конверсии и дальнейшему крекингу, чем менее тяжёлых парафинов (разница в способности к конверсии приводит к значительному "облегчению" рециркулята). Более "узкое" сырьё Пакол обеспечивает на установке Алкилирования более чёткое отделение ректификацией тяжёлых фракций парафинов от лёгких фракций ЛАБ в парафиновой колонне и целевого ЛАБ из алкилата в редистилляционной колонне. Кроме того, наилучшей моющей способностью в бытовых моющих средствах обладают алкилбензолсульфонаты на основе фракций от С₁₀ до С₁₃.

Расчёты процесса Пакол

Работа блока Пакол оценивается по степени превращения (конверсии), селективности по моноолефинам и сроку службы катализатора.

Эти величины являются расчётными и определяются следующим образом.

А. Конверсия (степень превращения) — С (порядка 9-11 %):

,

где (C_nC_m) – фракция C₁₀C₁₃.

Оценку величины конверсии за определённый промежуток времени, например за сутки, можно рассчитать как соотношение масс свежего сырья, поступившего на Пакол, и комбинированного сырья, прошедшего через реактор, по формуле:

C = G_сс/G_ср,

где G_сс, (т/сут, т/ч) — количество свежего сырья, поступившего на Пакол (не считая рецикла); G_ср, (т/сут, т/ч) — количество сырья, прошедшего через реактор Пакол.

Б. Селективность — S (порядка 90% ):

.

В. Срок службы (жизнь) катализатора — Т:

.

Данный показатель является основным технико-экономическим параметром, характеризующим эффективность катализатора при данных условиях его эксплуатации (давление, объёмная скорость подачи сырья, мольное соотношение H₂/СН, качество свежего сырья).

В приведённых расчётах принято, что сырьё состоит на 100% из нормальных парафинов, на самом деле эта величина порядка 98÷99 % масс. Более точную величину конверсии можно определить исходя из превращения всех компонентов, входящих в состав сырья.

Процесс Дифайн (блок 1400)

Этот процесс был разработан фирмой UOP и является неотъем­лемой частью процесса превращения нормальных парафиновых углеводородов в олефины. Его назначение - увеличение выхода олефинов, за счет гидрирования побочных продуктов процесса Пакол, главным образом, диенов в олефины. Наличие диенов в потоке при алкилировании приводит к образованию побочного, нецелевого алкилата, к снижению количества ЛАБ и к ухудшению его качества. Поэтому жидкие продукты процесса Пакол, перед ректификацией, направляются в блок Дифайн, где в присутствии ВСГ, при температуре 180-228 С, при давлении 1,2-1,6 МПа на алюмоникелевом катализаторе, в жидкой фазе происходит селективное гидрирование диенов в олефины. Из блока Дифайн продукты реакции направляются в блок Пакол на ректификацию в стриппер-колонну и далее на алкилирование.

Химические превращения

Основные химические превращения описываются следующей схемой:

R1C=CCC=CR2	+Н2 N i, Q	R1C=CCCCR2	+Н2 N i, Q	R1CCCCCR2
диены		олефины		парафины

Скорость и селективность процессов превращения зависит от температуры, давления, концентрации водорода, диенов и олефинов, присутствия серы. Сера оказывает важную роль на селективность процесса гидрирования: повышается селективность по диенам. В присутствии серы на катализаторе образуется сернистый никель (NiS), который замещает молекулы никеля в качестве активных реакционных центров. Поэтому в сырье вводят определенное количество серы в виде серосодержащего соединения, например, диметилдисульфида (CH₃-S-S-CH₃ = ДМДС), который с никелем образует сернистый никель.

Целевой реакцией, в случае применения серосодержащих соединений (на примере ДМДС), это образование сульфида никеля:

СН3SSCH3 + H2

Ni Q

2NiS + 2CH4

На катализаторе Дифайн протекают также и другие превращения:

СН3SSCH3 + 2H2

Ni Q

NiS + 2CH4 + H2S

R1CH=CHR2 + H2S

R1CH2CН(SН)R2

NiS + H2

Ni + H2S

Впрыск серы не является строго обязательным, даже если селективность по превращению диенов в олефины и соответствующая конверсия будут низкими.

При впрыске серы из расчёта 1 ppm масс. водород реагирует в слое катализатора на 99 %. В отсутствие серы 99 % реакций протекает в верхней 40 %-ной части слоя катализатора. При концентрации серы 2 ppm масс. не успевает прореагировать 10 % водорода. Скорость конверсии диенов в олефины является также функцией концентрации диенов, водорода и олефинов в углеводородной смеси.

Параметры, влияющие на процесс Дифайн

В этом процессе так же, как и в Пакол, важную роль играют технологические параметры, а именно: давление, температура, мольное соотношение "водород/диены" объемная скорость подачи сырья.