Алкилирование изопарафинов олефинами. Учебное пособие

ный и некоррозивный катализатор на цеолитной основе в виде суспен­зии в изобутане вводится в верхнюю секцию реакционной колонны. Тепло реакции отбирается при испарении изобутана. Изобутан кипит в нижней секции колонны. Поднимающиеся пары изобутана в смеси с образуемым алкилатом обеспечивают высокий турбулентный режим в аппарате, интенсивное перемешивание и контакт катализатора с реаген­тами. Поднимаясь до верха колонны, пары изобутана охлаждаются в конденсаторе, сжижаются и подаются в виде флегмы. Температура в аппарате около 75°С. Нижний продут реакционной колонны далее по­ступает в сепарационную колонну с тарелками специальной конструк­ции для переработки суспензии. Из нижней секции колонны выделяется суспензия катализатора в высококипящих компонентах, из верхней секции – непрореагировавший изобутан и целевой продукт – алкилат. Изобутан далее смешивается с катализатором и возвращается в реакци­онную колонну. Катализатор регенерируется периодически при повы- шенных температурах в присутствии водорода, который одновременно устраняет накопление ненасыщенных углеводородов, на поверхности катализатора. Ввиду отсутствия необходимости в серной кислотe или фтористом водороде, технология является безопасной, более экологич­ной, не создает проблем коррозии оборудования.

Реакция алкилирования в данном процессе проводится в при­сутствии комплексного соединения ионной жидкости (специальной соли с низкой температурой плавления) с гомогенным катализатором из хлоридов. Комплексное соединение синтезируется путем растворе­ния в ионной жидкости хлористого алюминия и хлористой меди. В итоге в ионной жидкости возникают несколько видов активных ионов с 2–3-мя металлическими центрами, например, в виде комплексов АlС14СuСl. Эти кислые гомогенные катализаторные комплексы уско­ряют реакции алкилирования, а после реакции в составе ионной

В процессе осуществляется непрямое алкилирование на твер­дых катализаторах через реакции полимеризации и насыщения оле­финов.

Сырье – смесь легких олефинов, включая изобутилен, – подо­гревается и поступает в реактор полимеризации, где изобутилен реа­гирует с другими олефинами, образуя комбинированные молекулы. В колонне стабилизации – дебутанизаторе продукты реакции освобож­даются от бутана. Далее реакционная смесь, богатая изооктаном, по­сле подогрева смешивается с водородом и направляется в реактор насыщения.

По плотности компонентов загрузки при принятой температу­ре реакции находят часовой объем каждого из них и суммарный объ­ем.

и) По объему смеси кислоты и углеводородов в секции и часо­вому объему всей ее загрузки определяют продолжительность кон­такта в первой секции.

следней секции реактора и, задаваясь временем отстоя, находят объем, а затем длину отстойной зоны.

на аппарата получается чрезмерно большой, следует сократить длину секции или увеличить объемную скорость питания, не выходя за пре­делы рекомендуемых величин.

11. Выбирают тип мешалки и определяют ее основные разме-

Пример расчета приведен ниже.

,

где G

На основе промышленных данных примем для первой секции реактора отношение объемов подаваемых в нее кислоты и углеводо­родов а = 1,2. Как будет показано в расчете, это отношение от секции к секции будет увеличиваться.

В процессе алкилирования применяется 97 % серная кислота, которая отрабатывается до 90 % концентрации, считая на моногидрат – H2SO4. В таблице 2.3 приведено принятое в расчете снижение кон­центрации кислоты по секциям реактора.