Технологическая схема установки алкилирования бензола пропиленом
Чертеж тех схемы овки алкилирования бензола пропиленом цена 1000р
Технологическая схема установки алкилирования бензола пропиленом.
Алкилирование бензола пропиленом в присутствие катализатора (хлористого аммония) позволяет получить изопропилбензол (кумол) и этилбензол. Высокооктановый компонент авиационного бензина – кумол при окисление дает фенол и ацетон. Высокотемпературная дегидрогенизация этил бензола дает стирол.
Катализаторный комплекс (рис. 45), состоящий из бензола, треххлористого алюминия, полиалкидбензолов и воды готовится в аппарате с мешалкой 1 и подается в гребенку алкилатора 2, сюда же поступает сырье – пропан-пропиленовая фракция (ППФ), бензольная шихта, полиалкилбензолы (ПАБ), бензольный конденсат. Процесс алкилирования проводится при температуре 120 – 1300С и давлении 2 – 5 атм. Алкилирование – реакция экзотермическая. Выделяющееся тепло снимается испаряющимся бензолом, который в смеси с пропаном из верхней части алкилатора направляется на конденсацию в два конденсатора 3 и 4. Сконденсировавшийся бензол возвращается в гребенку алкилатора. Реакционная масса непрерывно отводится из верхней части алкилатора в отстойник 8, где отстоявшийся каталитический комплекс отделяется и направляется в гребенку алкилатора. Реакционная масса пройдя холодильник 9, дросселируются в сборнике 10 до 1 – 2 атм и после дополнительного отстойника 12 направляется на водную промывку для разложения увлеченного каталитического комплекса. Смешение реакционной массы с водой происходит в смесителе 14. В емкости 15 происходит отстой углеводородной части от воды. Верхний углеводородный слой поступает в насадочную колонну 16 на повторную промывкуводой. В отстойнике 17 вода отделяется от реакционной массы, которая подается на нейтрализацию щелочью в смеситель 19 и отстойник 20. Р еакционная масса забирается насосом 24, подается в колонну 21 для промывки от щелочи, затем поступает в сборник 22 и далее направляется на ректификацию. Попановая фракция, содержащая бензол, из конденсатора 4 и сепаратора 11 отводится на абсорбцию бензола ПАБами в скруббер 5, очистку щелочью и водой в скрубберах 6 и 7 и поступает после компрессии на установку пиролиза.
Рисунок 45 8. Технологическая схема сернокислотного алкилирования изобутана бутиленами.
Наибольшее применение алкилирование (замена в углеводороде водорода на алкильную группу) находит при производстве технического изооктана – алкилата, являющегося важным компонентом при производстве высокооктановых моторных топлив (рис. 46). Алкилат получается прямым синтезом изобутана с бутиленами в присутствие катализатора – серной кислоты. В зависимости конструкции реактора и конструкции погоноразделения может быть несколько вариантов технологической схемы сернокислотного алкилирования. Рассмотрим установку с каскадным реактором.
Исходное сырье – бутан-бутиленовая фракция (ББФ) из емкости 1 через теплообменник 3 и холодильник 4 подается в реактор 5. Реактор представляет собой цилиндрический лепак, состоящий из двух секций: реакционной и отстойной. Реакционная секция имеет 5 каскадов, в каждом из которых расположена мешалка, обеспечивающая интенсивный контакт кислоты с реагирующими углеводородами. Исходное сырье подается в каждый каскад, а циркулирующий изобутан и серная кислота – в первый каскад и последовательно перетекает в следующие. Съем тепла реакции осуществляется частичным испарением циркулирующего изобутана и полным испарением содержащегося в сырье пропана в каждом каскаде. Пары изобутана и пропана поступают в коллектор, соединяющий реакционную зону с отстойником, изкоторой пары направляются на прием компрессора 27. После компримирования пары полностью конденсируются и охлаждаются в конденсаторе – холодильнике 28. Конденсат поступает в аккумулятор 29, из которого направляется в пропановую колонну 31 для отделения балансового количества пропана от циркулирующего изобутана. Изобутан с низа колонны 31 поступает в холодильник 36, а оттуда – в первый каскад реактора.
Смесь продуктов реакции, серной кислоты и циркулирующего изобутана перетекает в отстойную секцию, где оседает основная масса кислоты, которая далее возвращается в первый каскад реактора. Продукты реакции и циркулирующий изобутан насосом 6 через сырьевой холодильник 3 подаются на нейтрализацию и водную промывку (аппараты 7, 8, 9).
После водяного отстойника 10 они направляются на фракционирование в ряд колонн. С верха колонны 12 отводится изобутан и поступает в реактор. С низа колонны 12 смесь бутана, пентана и алкилата поступает в бутан-пентановую колонну 16, где с верха отбирается бутан-пентановая фракция, отводимая в заводские емкости. Нижний продукт (алкилаты) поступает в колонну вторичной перегонки 22. Головным погоном колонны 22 является авиационный алкилат – изооктан, а остаточным мотоалкилат.
Основные факторы рассмотренного процесса: 1) молярное отношение изобутана к бутиленам в реакционной зоне не менее 5:1. Чем выше это отношение, тем больший выход алкилата и лучше его антидетанационные свойства; 2) необходимое время контакта в реакторе 20 – 30 мин; 3) температура процесса 0 – 100С; 4) давление в реакторе 3 – 12 атм; 5) лучшие результаты алкилирования получаются с использованием 96 – 98% - ной серной кислоты.
Каскадный трехступенчатый реактор для алкилирования.Наиболее совершенным является каскадный реактор (рис. 47). Горизонтальный аппарат цилиндрической формы имеет несколько зон смешения, снабженных мешалками, и двухсекционную зону отстоя. Циркулирующие изобутан и серная кислота поступают в первую зону смешения. Исходное сырье, смесь изобутана с олефинами, равномерно распределяется по всем зонам смешения. Благодаря этому в каждой зоне обеспечен значительный избыток изобутана. В последних двух секциях кислота отделяется от углеводородного слоя. Температура и давление в реакторе обеспечивают частичное испарение углеводородной фазы реактора, в основном наиболее легкого ее компонента – изобутана. Испарившийся газ отсасывают компрессором и после охлаждения и конденсации вновь возвращают в реакционную зону. При испарение изобутана тепло реакции снимается. Температура в реакторе поддерживается на заданном уровне автоматически.
Число зон смешения может быть от двух до пяти. Существуют установки с реактором, в котором имеется шесть зон смешения (по три с каждой стороны) и зона отстоя, расположенная в средней части аппарата.
Наличие реакторов каскадного типа, работающих по принцепу “автоохлождение”, упрощает и удешевляет установки алкилирования, так как это позволяет отказатся от хладоагента (аммиака, пропана).
Описание конструкции вертикального реактора – контактора для алкилирования. Вертикальный реактор – контактор расчитан на установки средней мощности (рис. 48). В контакторе при помощи турбосмесителя происходит смешение углеводородов с кислотой до образования эмульсии и ее циркуляции. Рабочий объем контактора разделен цилиндрической перегородкой. Эмульсия поднимается по наружнему кольцевому сечению и опускается по внутреннему цилиндру контактора, где от нее отнимается тепло реакции через поверхность охлаждающих трубок. Для упорядочения восходящего потока смеси к цилиндрической перегородке приварены вертикальные ребра.
Реакционная смесь охлаждается посредством двойных трубок (трубок фильда), через которые циркулирует хладогент – аммиак или пропан. Жидкий аммиак поступает на верхнюю решетку и, распределяясь по всем вутренним трубкам, проходит сверху вниз, затем переходит в трубки большого диаметра, испаряется и кольцевому зазору поднимается вверх.
Аммиачные пары поступают в зону парообразного аммиака контактора (между верхней и нижней решетками) и через расширительный бачок направляется на прием компрессора. Отвод тепла регулирует изменением давления в системе охлаждения.
Кислота вводится в верхнюю часть контактора, а свежее сырье – в нижнюю часть. Проконтактировавшая смесь непрерывно отводится с верха контактора в кислотный отстойник. Мешалка приводится во вращение от электромотора или паровой турбины через систему редукторов, расположенных под контактором.
Схема горизонтального реактора – контактора.
Горизонтальные контакторы снабжены U-образным пучком охлаждающих трубок (рис. 49). По сравнению с вертикальным контактором в горизонтальном аппарате более удачно осуществлены вводы сырья и катализатора, которые падают сразу в зону наиболее интенсивного смешения. Далее смесь направляется по наружнему кольцевому пространству и в противоположном конце аппарата устраняет необходимость в зубчатой передачи к приводу и облегчает обслуживание контактора. В аппарате происходит чрезвычайно интенсивная циркуляция, достигающая на крупных установках около 200 м3/мин. При такой циркуляции поступающая смесь практически мгновенно смешивается с эмульсией, заполняющий реактор. Соотношение изобутана к олефину в месте поступления сырьевого потока достигает 500 молей к 1 молю. Контакторы этого типа конструктивно проще. Емкость их больше, чем у вертикальных аппаратах и может быть увеличена до определенных пределов. Применение очень крупных контакторов ухудшает качество смешения, поэтому вместо одного очень мощного аппарата предпочитают устанавливать не менее трех – четырех контакторов меньшей мощности.
Наиболее благоприятным условием хорошего контакта и последующего нормального расслоения фаз является работа аппарата при скорости вращения мешалки в пределах 2200 до 2700 об/мин. Постоянное давление в контакторе (5 – 6 атм), поддерживаемое регулятором давления, обеспечивает проведение процесса в жидкой фазе. Съем тепла и поддержание требуемой температуры в контакторе осуществляется вводом жидкого аммиака с последующим испарением его на выходе из охлаждающих трубок.
Подготовка и первичная переработка нефти. 1. Промысловые установки стабилизации нефти.Добываемая из нефтяного пласта нефть содержит в своем составе значительные количества минеральных солей, воды, растворенного газа. Для транспортировки нефти на дальние расстояния она должна быть предварительно подготовлена, т.е. отделена от вышеуказанного баласта.Качество нефти, подготовленной к транспортировке, определяется ее обводненностью, содержанием минеральных солей и давлением насыщенных углеводородных паров. все эти характеристики должны находится в допустимых пределах во избежание нарушения режимов ее транспортировки по нефтепроводам.Подготовка нефти включает в себя процессы сепарации нефти от водной фазы, промывку нефти пресной водой для отделения солей, растворимых в нефти и отгонку из нефти растворенных легких углеводородов с доведением упругости паров до регламентных требований.В районах традиционной нефтедобычи (Урала – Поволжья) задача подготовки нефти решается комплексно на установках комплексной подготовки нефти (УКПН). При проведении процессов стабилизации нефти (отделение легких головных фракций) в этом случае одновременно ставится задача получения широкой фракции легких углеводородов (С2?С5), которые являются ценнейшим сырьем для нефтехимического синтеза. Стабилизация нефти обычно осуществляется ректификационным способом с использованием нефтестабилизационных колонн. Схемы нефтестабилизационных установок (НСУ) приведены на рис.Иногда применяется метод простой сепарации (разделение газообразной и жидкой фаз) при пониженных давлениях и повышенных температурах. Этот способ позволяет обеспечить требуемое качество стабильной нефти, но качество нефти оказывается неудовлетворительным.
