2.7 Описание работы основного аппарата (устройство,характеристика и эскиз)

Чертеж алкилатора, используемого с применением хлорида алюминия в качестве катализатора представлен на рисунке 10.

Рисунок 10 - Алкилатор, применяемый в производстве ИПБ с использованием хлорида алюминия в качестве катализатора

Алкилатор представляет собой полый цилиндрический реактор колонного типа. Это аппарат объемом-16м3 и диаметром-1600мм. Высота цилиндрической части-10305мм. Давление - 4кгс/см2. Материал аппарата Сталь 3, графитовая плитка.

Внутри алкилатора находится сопло, через которое в аппарат поступают реагенты к реакционной зоне реактора

Алкилирование осуществляется в присутствии катализатора - треххлористого алюминия при температуре до 130°С и давлении до 4 кгс/см2.

В гребѐнку алкилатора, расположенную в нижней части алкилатора, подаются: а) осушенный бензол с куба колонны № 2 (рисунок 6);

б) свежий катализаторный комплекс;

в) возвратный катализаторный комплекс с отстойника № 17;

Пропан-пропиленовая фракция из цеха с концентрацией пропилена не менее 90 % поступает в цех под давлением до 14 кгс/см2. Проходя через испарители № 11,2, пропан- пропиленовая фракция испаряется и при температуре до 100°С и давлении до 6 кгс/см2 поступает в буфер № 2, а затем в алкилатор – в нижнюю часть.

Реакция алкилирования экзотермична – выделяющееся тепло снимается испаряющимся бензолом, который в смеси с пропаном из верхней части алкилатора направляется в конденсатор, охлаждаемый захоложенными полиалкилбензолами и за счѐт тепла возвратного катализаторного комплекса подаваемого в алкилатор из отстойника №17.

При алкилировании бензола пропиленом в присутствии треххлористого алюминия в алкилаторе № 7 образуется реакционная масса, состоящая из бензола, изопропилбензола, этилбензола, бутилбензола, полиалкилбензолов и смолы ПАБ.

Реакционная масса, содержащая не менее 22 % изопропилбензола, непрерывно отбирается из верхней части алкилатора и направляется в холодильник №16, где охлаждается промышленной водой и поступает в промежуточный сборник № 14.

Чертеж эскиза алкилатора с учетом реконструкции представлен на рисунке 11.

Таблица 24 - Таблица штуцеров

Обо- значе- ние Наименова- ние Кол-во Проход услов- ный Ду,мм Услов- ное дав- ление Ру, МПа

А Выход паров 1 200 1

Б Вход про- дукта 1 125 1

В Вход про- дукта 1 125 1

Г Для термо- метра 1 40 1

Д Для термо- метра 1 40

Е КИП 1 25 1,6

Ж Для термо- метра 32 1

И 1-5 Люк для загрузки 5 250 1

К 1-5 Люк для загрузки 5 250 1

Л Выход про- дукта 1 300 1

Рисунок 11 - Алкилатор, применяемый в производстве ИПБ с использованием цеолита UZM-8 в качестве катализатора.

Алкилатор - вертикальный цилиндрический аппарат. Объем-27м3. Диаметр-1800мм. Высота цилиндрической части-12805мм. Давление-4 кгс/см2. Реактор насадочного типа. Высота одной секции насадки (секций 2) - 6 и 2,6 м. Материал аппарата Сталь 3, графитовая плитка.

Алкилирование бензола пропиленом осуществляется в алкилаторе при температуре до 140 °С и давлении до 4 кгс/см2.

В качестве орошения алкилатора в верхнюю часть подаются: а) осушенный бензол с куба азеотропной колонны;

б) фракция полиалкилбензолов, насыщенных бензолом.

Пропан-пропиленовая фракция с концентрацией пропилена не менее 90 % поступает под давлением до 14 кгс/см2. Проходя через испарители, пропан-пропиленовая фракция испаряется и при температуре до 100°С и давлении до 6 кгс/см2 поступает в буфер, а затем в алкилатор. Поток разделяется на 2 части: первый поток вводят совместно с осушенным бензолом из азеотропной колонны; второй вводят в середину алкилатора. Таким образом происходит практически полное поглощение пропилена. Испарение пропан-пропиленовой фракции в испарителях происходит за счет тепла пара Р = 6 кгс/см2. Реакция алкилирования экзотермична – выделяющееся тепло снимается испаряющимся бензолом, который в смеси с пропаном из верхней части алкилатора направляется в конденсатор, охлаждаемый полиалкилбензолами, а так же тепло частично отводится поступающим пропи- леном.

При алкилировании бензола пропиленом в алкилаторе образуется реакционная масса, состоящая из бензола, изопропилбензола, этилбензола, бутилбензола, толуола, полиалкилбензолов и смолы ПАБ. В результате использования цеолитного катализатора, происходит изомеризация изопропилбензола в н-пропилбензол и полимеризация пропилена, что является недостатком процессов с участием цеолитных катализаторов.

Реакционная масса, содержащая не менее 22 % изопропилбензола, непрерывно отбирается из нижней части алкилатора и направляется в пластинчатый холодильник, где охлаждается промышленной водой и поступает в переалкилатор изотермического типа.

С верха переалкилатора уходят пары содержащие бензол, а в кубе колонны ИПБ поступает в трубное пространство холодильника, охлаждаемого промышленной водой. Затем реакционная масса поступает для отстаивания в сборник и насосом откачивается в отделение ректификации для выделения кумола.