За сырье процесса считают олефины и поэтому выход алкилата 170-180% на исходное сырье. Давление при алкилировании поддерживается на уровне 0,3-1,2 МПа, чтобы основная часть сырья находилась в жидком состоянии. Процесс ведут таким образом, чтобы за счет рециркуляции изобутана соотношение изобутан – олефины поддерживалось на уровне 4-10 к одному, для этого производят 6-7 кратное разбавление сырья изобутаном. Чем больше изобутана в сырье, тем выше октановое число. В меньшей степени протекают реакции полимеризации и меньше расход кислоты. Выше 10 к одному соотношение делать не целесообразно т.к. при этом не происходит значительного улучшения процесса т.к. сырье и катализатор взаимно не смешиваются, а очень важна интенсивность перемешивания. Реакция идет на границе раздела фаз сырья и кат-ра, в эмульсии УВ в кислоте.
На кат-ре образуется комплекс активной каталитической кислоты и УВ и в нем протекают реакции. Объемное соотношение катализатор – сырье принимается обычно 1:1, но по массе они очень сильно различаются из за разности плотностей кат-ра и сырья.
Увеличение количества кислоты не ухудшает процесс, но увеличивается расход энергии на перемешивание. Снижение количества кислоты приводит к ухудшению качества алкилата и увеличению расхода кислоты. Длительность пребывания УВ сырья в реакторе сернокислотного алкилирования составляет 20-30 минут. Средняя объемная скорость подачи олефина 0,1-0,6 ед/ч, но все регулируется интенсивностью перемешивания.
Достоинством пр-са фтористоводородного алкил-я явл-ся то, что оно может проходить при более высокой тем-ре и не требует сложной системы охлаждения реакционного пространства. Проще контакт растворов т.к. плотности сырья и кислоты близки.
Фтористый водород более активен как кат-р, он легче регенерируется т.к. температура кипения у него 20 и легче образует эмульсию поскольку плотность у него = 1. Концентрация примерно 90% и она мало влияет на качество продуктов.
Недостатки: требуется тщательная осушка сырья, происходит сильная коррозия аппаратуры. Фтористый водород является сильно ядовитым реагентом и оборудование должно быть выполнено из нержавеющей стали.
Основной частью установки управляют дистанционно и вход на эту часть установки производится только в крайнем случае в герметизированных костюмах. Везде на установках ставят фторопластовые прокладки.
В последнее время разрабатываются процессы алкилирования на твердых цеолитсодержащих кат-рах. Процесс проводится при повышенных температурах 200-300, при этом поддерживается очень высокое соотношение изобутана и олефинов 100-500 к одному, но при этом быстро дезактивируется катализатор и необходима его частая регенерация и срок службы таких катализаторов составляет 1-1,5 лет
Принципиальная технологическая схема алкилирования
Реактор
используется каскадный, 3-5 ступеней. Чаще всего тепло снимается за счет
испарения изобутана, хотя есть и реакторы и с охлаждением в теплообменниках.
Соотношение изобутан – олефин в месте входа сырья достигает 500 к одному.
Серную кислоту и изобутан лучше всего подавать последовательно от ступени к
ступени, а сырье т.е. олефины параллельно в каждую секцию.
Температура от 8-11 и длительность контакта достигает 8-10 минут, Р = 0,15-0,2 МПа и объемная скорость подачи олефина 0,3 ед/ч. Установки имеют мощности от 100 до 950 м.куб алкилата в сутки. Колонны установок достаточно мощные и имеют от 20 до 40 тарелок. Работают под давлением 0,03-1,7 МПа в зависимости от отгоняемого продукта.
На установке получают пропан с чистотой 95%, изобутан чистотой 89% и нормальный бутан чистотой 70%. Расход кислоты составляет 5-35 кг на тонну алкилата. Выход суммарного алкилата составляет 170-180%. Выход других продуктов определяется составом сырья.
По такой же схеме ведут и фтористоводородное алкилирование, которое используется так же для алкилирования бензола олефинами с целью получения алкилбензолов, которые являются сырьем для производства ПАВ.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.