Полимеризация (олигомеризация) олефинов

Назначение - получение иизкомолекулярных полимеров (олигомеров) пропилена и бутилена, используемых в качестве моторного топлива и сырья нефтехимического синтеза.

Сырье и продукция.Сырьем установок полимеризации являются пропиленовая (ППФ) и бутан-бутиленовая (ББФ) фракции, получаемые на ГФУ непредельных газов.

Полимеризацию ППФ проводят в двух вариантах: 1) получение в качестве целевого продукта полимербензина; 2) производство тримеров и тетрамеров пропилена - сырья для нефтехимии. При работе в режиме выработки полимербензина получают: 1) полимербензин - компонент автомобильных бензинов; обладает низкой химической стабильностью; характеристика: ρ₄²⁰ = 0,717 ÷ 0,738; бромное число 110-140; октановое число 82-84 (моторный метод), 94-97 (иссле­довательский метод); давление паров при 38°С<350 мм рт.ст.; 2) фракцию выше 205 °С - компонент дизельного топлива; 3) отра­ботанную пропан-пропиленовую фракцию.

Если задачей установки является выработка сырья для нефте­химии, то полимеризат делится нч фракции: н. к.-125 °С (димеры), 125-175 °С (тримеры), 175-260 °С (тетрамеры), выше 260 ⁰С.

Полимеризацией бутан-бутиленовой фракции получают изооктилен, который затем методом гидрирования превращается в техниче­ский изооктан (2,2,4-триметилбутан).

Катализаторы. Полимеризация (олигомеризация) ППФ и ББФ проводится в присутствии: 1) ортофосфорной кислоты на носителе (кварце, кизельгуре); 2) серной кислоты концентрацией 60-70%.

Установка полимеризации пропан-пропиленовой фракции

Описание технологической схемы. Сырье из емкости высокого давления Е-1 через теплообменник Т-1 и подогреватель Т-2 подается в реактор Р-1, который состоит из нескольких вертикально расположенных секций, заполненных катализатором. Существуют также реакторы типа «труба в трубе», в которых трубки заполнены катализатором, а в межтрубное пространство подается хладагент.

Продукты реакции, пройдя через теплообменник Т-1 и холодильник Х-1, направляются в депропанизатор К-1. Верхним продуктом депропанизатора является отработанная пропан- пропиленовая фракция, часть которой используется как хладагент в реакторе P-1, a балансовый избыток выводится с установки. Нижний продукт колонны К-1 представляет собой полимеризат, который в случае, если установка работает в режиме получения компонента автомобильного бензина, выводится с установки. При выработке нефтехимиеческого сырья полимеризат разделяется на узкие фракции в колоннах К-2 и К-3. С верха колонны К-2 отбирается смесь димеров и тримеров, значительная часть которой через емкость Е-1 возвращается в реактор Р-1, с верха колонны К-3 - тетрамеры пропилена, с низа колонны К-3 - тяжелые полимеры.

Схема установки полимеризации пропан-пропиленовой фракции

I - свежая пропан-пропиленовая фракция; II – отработанная пропан-пропиленовая фракция; III – смесь димеров и триммеров пропилена (фракция н.к. -175 ⁰С); IV – тетрамеры пропилена (фракция 175-260 ⁰С); V – тяжелые полимеры; VI – полимербензин; VII – пар; VIII – вода.

Технологический режим:

Температура в реакторе, °С……………………… 180-230

Давление в реакторе, кгс/см²……………………… 75-85

Скорость подачи сырья, ч-¹ …………………………1-4

Расход катализатора, % (масс.)……………………..0,09-0,20