Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра технология нефти и газа

Самостоятельная работа студента на тему: «Сернокислотное алкилирование изобутана бутиленом»

Выполнил ст. гр. БТПп-16-01 Д.А.Корнаухова К.И.Борисова А.Р.Валиева

Проверил доцент кафедры ТНГ О. Ю. Белоусова

Уфа 2018

Оглавление

7. Список использованной литературы. 12

1. Назначение процесса алкилирования

Сернокислотное алкилирование для производства высокооктанового изокомпонента бензинов С-алкилированием изобутана бутиленами и пропиленом. Целевой продукт процесса - алкилат, состоящий практически нацело из изопарафинов, имеет высокое октановое число (90…95 по моторному методу). Октановое число основного компонента алкилата - изооктана (2,2,4-триметилпентана) - принято, как известно, за 100.

В 1932 г. В. Н. Ипатьев показал возможность считавшегося до того инертным взаимодействия изобутана с олефинами. В качестве катализатора были использованы сначала АlСl₃, затем серная и фтористоводородная кислоты. Первая промышленная установка сернокислотного С-алкилирования была введена в эксплуатацию в США в 1938 г., а фтористоводородного - в 1942 г. Целевым продуктом вначале был исключительно компонент авиабензина, и лишь в послевоенные годы на базе газов каталитического крекинга алкилирование стали использовать для улучшения моторных качеств товарных автобензинов. Первая отечественная установка сернокислотного алкилирования была введена в 1942 г. на Грозненском НПЗ.

Термин используется в органической химии для обозначения введения алкильной группы в молекулу органического вещества по двойной углерод-углеродной связи.

Реакции синтеза высокомолекулярных углеводородов С-алкилированием являются обратными по отношению к крекингу алканов и потому имеют сходные механизмы реагирования и отно­сятся к одному классу катализа - кислотному.

2. Сырье, направляемое на процесс алкилирования

С-алкилированию в нефтепереработке чаще всего под­вергают изобутан и значительно реже изопентан (последний явля­ется ценным компонентом автобензина его ОЧИМ = 93). Существен­ное влияние на показатели процесса оказывает состав алкенов. Эти­лен практически не алкилирует изобутан, но сульфатируется и полимеризуется. Пропилен легко вступает в реакцию с изобутаном, но октановое число меньше, чем при алкилировании бутиленами. Высшие алкены (С5 и выше) более склонны к реакциям деструктивного алкилирования с образованием низкомолекулярных и низкооктановых продуктов.

Как видно из таблицы 1, оптимальным сырьем для С-алкилирования изобутана являются бутилены. В нефтепереработке в качестве алкенового сырья обычно используют бутан-бутиленовую фракцию в смеси с пропан-пропиленовой с содержанием пропилена менее 50 % от суммы алкенов.

Алканы нормального строения С₃ - С₅ в реакцию алкилирования не вступают и являются инертными примесями.

Таблица 1 – Зависимость показателей процесса сернокислотного алкилирования изобутана от состава алкена.

Показатель	Сырье (бутилен)
Объемный выход алкилата, % на алкен	170 ÷ 172
Обьемный расход изобутана, % на алкен	111 ÷ 117
Удельный расход кислоты на алкилат, кг/м3	48 ÷ 72
Октановое число алкилата моторный метод исследовательский метод	292 ÷ 94 94 ÷ 96

Диены, содержащиеся в сырье, образуют сложные продукты взаимодействия с серной кислотой и остаются в кислотной фазе, раз­бавляя кислоту, что увеличивает его расход. Поэтому диеновые углеводороды не должны содержаться в сырье. К сырью С-алкилирования предъявляются также повышенные требования по содержа­нию влаги и сернистых соединений. Если сырье каталитического кре­кинга не подвергалось предварительной гидроочистке, тогда бутан-бутиленовую фракцию крекинга - сырье С-алкилирования обыч­но очищают от сернистых соединений.