ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Алкилирование изобутана из "Технология переработки нефти и газа. Ч.2" Наиболее подробно иами будет рассмотрен промышленный про цесс алкилирования изобутана олефинами. [c.330] В 1932 г. В. И. Ипатьев показал возможность осуществления реакции взаимодействия с олефинами изобутана, считавшегося до того инертным углеводородом. В качестве катализатора был использован Ai l,. Эта реакция, разработанная затем с применением других катализаторов, — серной кислоты и позднее фтори стого водорода — была быстро внедрена в промышленность. [c.330] Первые промышленные установки сернокислотного алкилирования были введены в эксплуатацию в конце 30-х годов, а фтористоводородного алкилирования —в 1942 г. Целевым продуктом процесса был вначале исключительно компонент авиационного высокооктанового бензина, и лишь в послевоенные годы алкилирование стали использовать для улучшения моторных качеств товарных автомобильных бензинов. [c.330] Однако каталитическое алкилирование изобутана начало благоприятно развиваться лишь вследствие широкого внедрения на нефтеперерабатывающих заводах установок каталитического крекинга. Газ каталитического крекинга, богатый изобутаном, обеспечил установки алкилирования одним из компонентов сырья, тогда как для получения олефинов приходилось использовать и газы термических процессов. В настоящее время трудно представить себе завод, на котором установкам каталитического крекинга не сопутствовали бы установки каталитического алкилирования. Процесс каталитического алкилирования не потерял своего значения в нефтеперерабатывающей промышленности до настоящего времени. [c.331] Катализаторы. В качестве промышленных катализаторов алкилирования применяются только серная и фтористоводородная кислоты. Выбор этих веществ обусловлен их хорошей избирательностью, удобством обращения с жидким катализатором, относительной дешевизной, продолжительными циклами работы установок, благодаря возможности регенерации или непрерывного восполнения активности катализатора. Каталитическому алкилированию в присутствии серной или фтористоводородной кислоты могут подвергаться парафиновые углеводороды только изостроения, содержащие активный третичный атом углеводорода. При этом алкилирование изобутана этиленом идет с трудом, очевидно, вследствие устойчивости образующихся промежуточных соединений —эфиров. Алкилирование пропиленом, особенно бутиленами, протекает достаточно глубоко. [c.331] Характерно, что в результате основной реакции присоединения изобутана к олефину, очевидно, происходит одновременная структурная изомеризация, что свидетельствует о наибольшей вероятности карбоний-ионного цепного механизма реакции. [c.331] Температура и давление. Реакция алкилирования протекает с положительным тепловым эффектом. Теплота реакции алкилирования составляет около 230 ккал1кг алкилата. Для поддержания изотермического режима процесса выделяющееся тепло реакции необходимо из реакционной зоны непрерывно отводить. [c.332] Чрезмерное понижение температуры процесса ограничено температурой замерзания кислоты, а также увеличением вязкости катализатора и, следовательно, трудностью его диспергирования в реакторе. [c.333] Возможность проведения реакции при более высокой температуре — одно из достоинств фтористоводородного катализатора, так как упрощает систему отвода тепла от реакционной смеси. [c.333] Давление в реакторе выбирают с таким расчетом, чтобы все углеводородное сырье или основная его часть находились в жидкой фазе. Абсолютное давление в промышленных реакторах алкилирования составляет в среднем от 3 до 12 ат. [c.333] Из данных табл. 44 видно, что соот(юшение между изобутаном и олефином в исходной сырьевой смеси должно быть близким к теоретическому, наиболее высокое октановсе число алкилата наблюдается при бутиленовом олефиновом сырье. [c.333] Понятие продолжительности реакции является для данного процесса условным, так как в соответствии с изложенным выше, реакция может протекать не во всем объеме катализатора. Относительным является и принятый обычно за основу показатель объемной скорости, и обратная ему величина — условная продолжительность реакции. [c.334] За объем катализатора должен быть принят объем диспергированной в реакторе кислоты, так как остальная ее часть, попадающая в зону отстоя или не сбразсвавшая эмульсии из-за недостаточно интенсивного иеремешивания, фактически не будет катализировать алкилирование. Полнота протекания реакции обеспечивается при длительности пребывания углеводородной фазы в реакторе для фтористоводородного алкилирования 5—10 мин, для сернокислотного— от 20 до 30 мин. При этом объемное соотношение катализатор— углеводород иринимается равным 1 1. Это объемное соотношение установлено исходя из наличия в реакторе однородной эмульсии углеводородов в кислоте. Увеличение относительного объема кислоты не вредит процессу, но увеличивает вязкость смеси и соответственно расход энергии на иеремешивание уменьшение доли кислоты приводит к образованию эмульсии ее в углев .дороде, ухудшению качества алкилата и увеличению расхода катализатора. [c.334] Соотношение кислота — углеводороды несколько изменяется в зависимости от концентрации кислоты, ее плотности, качества сырья, типа реактора и др. Указанное выше соотношение кислота — углеводород является усредненным. [c.334] Вернуться к основной статье