Схема установки сернокислотного алкилирования

Назначение - получение бензиновых фракций обладающих высокой стабильностью и детонационной стойкостью, с использованием реакции взаимодействия изобутана с олефинами в присутствии катализатора.

Сырье и продукция. Основные виды сырья изобутан и бутан - бутиленовая фракция, используются также пропан-пропиленовая и пентан-амиленовая фракции.

Продукция:

1) легкий алкилат - используется как компонент авиационной и автомобильного бензинов

2) тяжелый алкилат (плотность p₄²⁰=0,780-0,810, выкипает
в интервале 170-300 °С) -служит компонентом дизельного топлива;

3) отработанная фракция сжиженных газов; состоит в основном
из предельных углеводородов нормального строения, используется
как бытовой сжиженный газ.

Катализаторы. Алкилирования изобутана бутиленами па отече­ственных установках проводится в присутствии 96-98% серной кислоты, для алкилирования пропиленом необходима кислота кон­центрацией 98-100%. За рубежом в качестве катализатора наряду с серной применяется фтористоводородная кислота.

Технологическая схема: Установка алкилирования состоит из отделений: 1)подготовки сырья; 2)реакторного; 3)обработки углеводородной смеси; 4)фракционирования продуктов. В отделении подготовки сырья (на схеме не показано) из олефиновой фракции удаляются сероводород и меркаптаны, здесь же сырье подвергается осушке. Для очистки применяется щелочь, для осушки – окись алюминия ил цеолиты. Подготовленное сырье в емкости Е-1 смешивается с циркулирующим изобутаном и через теплообменник и холодильник подается в реактор Р-1. Одновременно с сырьем в реактор вводится серная кислота.

Существуют реакторы трех типов: емкостные (с применением выносных циркуляционных насосов для перемешивания реакционной смеси); контакторные (с внутренними циркуляционными устройствами и охлаждающими элементами – см. рис.); каскадные (с внутренним охлаждением и внутренними циркуляционными устройствами, без охлаждающих элементов). Реакция изобутана с бутиленами является экзотермической; для съема выделяющейся теплоты применяется искусственное охлаждение. Хладагентом служит аммиак ил углеводородный газ, циркулирующий по схеме; компрессор ПК-1 – конденсатор-холодильник ХК-1 – емкость Е-4 – насос – трубный пучок реактора Р-1 – компрессор ПК-1.

Принципиальная схема каталитического алкилирования олефина изобутанами:

I-сырье; II-свежая серная кислота; III-отработанная серная кислота; IV-циркулирующий изобутан; V-аммиак; VI-пропан; VII-отработанная бутан-бутиленовая фракция; VIII-легкий алкилат; IX-тяжелый алкилат; X-щелочь; XI-вода.

Блока ректификации имеются колонны: изобутановая К-1 (в которой из продуктов реакции выделяются пропан и избыточный изобутан), пропановая К-2(в которой смесь пропана и изобутана разделяется на индивидуальные углеводороды), бутановая К-3 (в которой нижний продукт К-1 делится на бутан, иногда называемой бутан-бутиленовой фракцией, и суммарный алкилат), вторичной перегонки К-4 (в которой из суммарного алкилата получают легкий и тяжелый алкилаты).