Области использования продуктов

1)Мономер или отработанная ППФ или ББФ - Используется как технологическое топливо

2) Полимербензин Имеет МОЧ 80-85. В смеси с другими бензинами он ведет себя как продукт, имеющий ОЧ 90 - 135, в зависимости от природы компонентов, с которыми его смешивали. (В настоящее время полимеризация с целью получения полимербензина практически не применяется).

3) Остаток (выход 5-7%), Компонент котельного топлива. В нем в основном алкеныизостроения. Этот продукт имеет низкую температуру застывания. Из-за высокой концентрации алкенов, он может являться инициатором различных термических процессов, проявляет поверхностно активные свойства.

 

Процессы алкилирования изобутана олефинами. Химизм, основные факторы. Технологическая схема установки сернокислотного алкилирования изобутана олефинами с горизонтальным каскадным реактором.

Назначение

Производство высокооктанового компонента бензинов алкилированием изобутана бутиленами и пропиленом.

Целевой продукт процесса - алкилат, состоящий из изопарафинов

Имеет МОЧ = 90-95.

Алкилат (алкилбензин) является важнейшим компонентом приготовления бензинов, содержание которого в смеси можно значительно увеличивать, не нарушая требований спецификаций на компаундирование “реформулированных экологически чистых" бензинов.

Алкилат – продукт алкилирования изобутана олефинами, состоит более чем на 99% из изопарафинов, обеспечивает высокое октановое число, повышение детонационной устойчивости базовых компонентов бензинов каталитического крекинга и риформинга.

-Высокооктановый компонент компаундирования бензинов

-Низкая чувствительность ОЧ по исследовательскому и моторному методам

-Не содержит олефинов, ароматических углеводородов и бензола, экологически безвредный продукт

-Низкое содержание серы

-Низкое давление насыщенных паров по Рейду

-Получен облагораживанием продуктов нефтепереработки пониженной ценности

Алкилирование в общем виде описывается уравнением

Реакции алкилирования протекают с выделением 85 - 90 кДж/моль тепла поэтому термодинамически предпочтительны низкие температуры

Алкилирование протекает, как и каталитический крекинг, по карбоний-ионному цепному механизму.

 

Химизм процесса алкилирования

 

1) Протонирование олефина.

2) При высоком отношении изобутан:бутенбутильныйкарбоний-ион реагирует с изобутаном с образованием третичного карбоний-иона.

3) Возможна также изомеризация первичного бутильного катиона в третичный без обмена протонами.

4) Образовавшийся по реакциям 2 и 3 третичный бутильныйкарбониевый ион вступает в реакцию с бутеном.

 

5) Далее вторичный октильныйкарбокатионизомеризуется в более устойчивый третичный.

6) Изомеризованныеоктильныекарбокатионы в результате обмена протоном с изоалканом образуют целевой продукт процесса - 2,2,4 -, 2,3,3- и 2,3,4-триметилпентанов.

Реакции 2,3,4 и 5 представляют собой звено цепи, повторение которого приводит к цепному процессу

7) Обрыв цепи происходит при передаче протона от карбокатиона к аниону кислоты.

Химизм процесса алкилировании

 

Первичные реакции алкилирования - нету

Наряду с основной реакцией в условиях изомеризации возможны следующие побочные:

1 Реакция распада карбоний-иона (деструктивноеалкилирование). (Для предотвращения этих реакций: регулирование температуры, не допускать повышение ее в реакторах).

2 Полимеризация (олигомеризация).

3 Самоалкилирование (перенос водорода).

Химизм процесса алкилировании

Вторичные реакции дают ряд соединений:

Преимущество процесса алкилирования – в присутствии катализатора процесс протекает в строго определенном направлении, обеспечивает высокий выход целевого продукта.

 

Основные факторы процесса

Качество сырья

Используются газы каталитического крекинга, иногда термокрекинга, коксования, пиролиза:

- изобутан

- олефины (бутилены, пропилен)

Обычно изобутан алкилируют бутиленом или пропиленом.

1) Процесс проводят в присутствии кислотных катализаторов, поэтому строго ограничивают содержание в сырье соединений, проявляющих основные свойства: соединения азота, щелочь.

2) Ограничивается содержание влаги и сернистых соединений.

3) При алкилировании изобутана бутиленами ограничивают содержание легких С₃и тяжелых С₅углеводородов.

4) Диены - образуют сложные продукты взаимодействия с серной кислотой и остаются в кислотной фазе, разбавляя кислоту, что увеличивает его расход.

Наиболее целесообразным сырьем является – ББФ КК

Соотношение изобутана к бутиленам = 1,2:1

Максимальное содержание бутенов -1 и 2.

Вовлекается – ППФ (до 20% от общего количества сырья)

Нежелательны в сырье – С2 и С3 (увеличивают давление),

н -бутан (баласт процесса)

Требования к сырью

Дивинил, % масс., не более	0,3
Влага, %,не более	0,05
Сера, % масс., не более	0,02

 

Катализаторы

- Серная кислота

- Фтороводородная кислота

- Цеолиты

Специфические недостатки технологий с применением жидких минеральных кислот:

-наличие трудноутилизируемых отходов – кислых гудронов

-необходимость отстоя, рециркуляции

-высокая коррозийная активность катализаторов

-необходимость применения коррозионностойкого оборудования.