Способ получения алкилбензинов

Способ получения алкилбензинов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛБЕНЗИНОВ путем алкилирования изобутана ояефивами в Присутствии цеолитного катализатора при 40-100 С и повькаеинсж давлении с циркуляцией обогащенного изобутаиом углеводород ного потока, о т л и ч а ю ц и йся тем, что, с целью повыиения селективности процесса, выхода и качества целевого алкилбензина, процесс осуществляют при давлении Haoiiценных паровреакционной смеси 0,52 МПа, при котором циркулирующий, углеводородный поток обогащается изобутаном в результате его испарения из рекациоияой смеси за счет тепла реакции алкилирования или дополнительного подвода тепла, последующей его конденсаций и возвращения в зону реакции.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5п С .07 С 9/00 С 07 С 9 16

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV CBHQETESlbCTBY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ (21 ) 3520497/23-04 (22) 10 ° 12.82 (46) 28.02.84. Бюл. Р 8 (72) В.Л.Байбурский, К.И.Патриляк, П.Н;Галич, В.С.Гутыря, С.Н.Хаджиев, В.А.Бортышевскнй, И.М.Герзелиев и В.И.Прохоренко (53) 547.217.2.07(088.8) (56) 1. Справочник нефтехимика.

Л., "Химия", 1978, т.2., с. 99-134:.

2.. Леонтьев А.С. и др.. Алкилиро)вание изопарафинов олефинамн на цеолитных катализаторах.-"Химия и технология топлив и масел", 1978, Р 10, с. 29.

3. Патент США в 3976713, кл, 260-683,45, 1976 (прототип).

„SU;„, 1076423 А (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛБЕНЗИНОВ путем алкилирования изобутана олефинами в присутствии цеолитного катализатора при 40-100 С и по. выаеином давлении с циркуляцией обогащенного иэобутаном углеводород. ного потока, о т л и ч à ю щ и йс я тем, что, с целью повнаения селективности процесса, выхода и ка. честна целевого алкилбензина, процесс осуществляют при давлении насыщенных паров. реакционной смеси 0,52 ИПа, при котором циркулирующий углеводородный поток обогащается изобутаном в результате его испарения из рекационной смеси за счет тепла реакции алкилирования или дополнительного подвода тепла, последующей его конденсации и возвращения в зону реакции.

1076423

Изобретение относится к усовершев. ствованному способу получения алкилбензинов, которые известны как высокоэффективные компоненты моторных топлив

Известен проьалаленный способ по- 5 лучения алкилбензинов путем алкилирования изобутана олефинами в присутствии серной и фтористоводородиой кислот при 10-12 и 35-40 С соответственно, и давлении, обеспечиваю- 10 щем пребывание реагентов в жидком виде. Реакцию проводят путем эмульгирования углеводородной фазы, вклю. чающей изобутан и олефины в соотношении (5-10):1, с жидким кислотным катализатором при соотношении фаэ

11(1-1,5f. Превращение олефинов происходит с большой скоростью, и селективность реакции сильно зависит от кратности разбавления олефинов иэобутаном. Поэтому в обоих вариантах процесса создают высокую внутреннюю циркуляцию суммарного потока продуктов реакции и катализатора, обеспечивающую внутреннее соотношение иэобутана к олефинам до 500: 1 E1 g.

Недостатком укаэанного способа является использование токсичных и корроэионно-активных катализаторов, сложность их регенерации и связанная с этим высокая опасность процесса.

Известен способ получения алкилбензинов путем алкирования изопара- 35 финов олефинами с применением цеолитных катализаторов. Процесс осуществляют путем контактирования смеси изобутана с бутиленами на цеолитном катализаторе (шесть расположен- 4р ных друг над другом. неподвижных о слоев Iпри температуре 70-100 С и давлении 3.-10 МПа, обеспечивающем пребывание углеводородов в жидком виде; при общем отношении изобутан: 45 . :олефины по реактору б: 1 при числе слоев катализатора шесть мольное локальное соотношение на каждом слое составляет 36:1.

Для создания мольного избытка изобутана к олефинам, обеспечивающего подавление побочных реакций полимеризации олефинов и повышающего ,селективность основной реакции, алкилируемый агент-изобутан пропускают последовательно через все слои ката55 лизатора, а олефины вводят на каждый слой в таких количествах, при которых каждая порция их конвертирует на слое при принятой объемной скорости суммарного потока. Увели- 60 чение разбавления олефинов иэобутаном достигают путем увеличения числа слоев катализатора, на которые вводят потоки олефин-содержащего .сырья (2).

Недостатком указанного способа является то., что при большом числе слоев катализатора усложняется конструкция реактора и возрастают трудности управления им. При малом количестве слоев снижается селективность процесса и повышается вероятность локальных перегревов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения алкилбензинов путем алкилирования изопарафинов олефинами в присутствии нескольких (по крайней мере двух) неподвижных слоев цеолитного катализатора при 40100ОС. Процесс осуществляют при давлении 3-6 NIIa (предпочтительно

3,5 МПа), при котором циркулирующий углеводородный поток, находящийся в жидкой фазе, перед введением его в слой катализатора обогащается изобутаном в результате смешения с охлажденным в теплообменнике потоком, состоящим из второго реагирующего компонента (олефина Jи части потока, прошедшего слой катализатора и включающего непрореагировавший изобутан и продукты реакции, образовавшиеся при контакте с катализатором. При этом объемное отношение возвращаемого в зону реакции потока к потоку исходного сырья (олефин) составляет (8-12):1 (предпочтительно 10:1). В процессе используется цеолитный катализатор

Линде редкоземельной формы в таблетках размером 6,4 3 2 мм, объемная подача жидких углеводородов в каждый слой катализатора равна 1-3 ч "(предпочтительно 2 ч 1).

Таким приемом создается дополнительное разбавление олефинов изобутаном без общего увеличения соотношения изобутан: олефины по реактору в целом и уменьшается опасность локального повышения температуры в слоях катализатора без увеличения числа слоев (3).

Недостатком описанного способа является малая селективность процесса - выход целевого продукта — алкилбензина находится на уровне

50 мас. oo. от олефинов.

Цель изобретения — повышение селективности процесса получения алкилбснзинов, улучшение выхода и качества получаемых продуктов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно сПособу получения алкилбензинов путем алкилирования изобутана олефинами в присутствии цеолитного катализатора при 40

100 С и повышении давления насыщенных паров реакционной смеси 0,52 ИПа, при котором циркулирующий углеводородный поток обогащается изобутаном в результате его испарения из реакционной смеси эа счет

1076423 тепла реакции алкилировання или дополнительного .подвода тепла, последующей его конденсации и возвращения в зону реакции.

Реакцию осуществляют в секционированном реакторе с неподвижным слоем катализатора, в котором давление соответствует давлению насыщенных паров реагирующей смеси при температуре реакции. Катализатор представляет собой гранулированный материал, выполненный в виде цилиндриков, шариков или таблеток размером от 2 до 10 мм, полученный экструзи,ей, прессованием или любым другим известным способом, обеспечивающим прочность гранул более 0,5 кг/мм .

Алкнлируемый агент (изобутан) при 40-100"C и давлении, соответствующем давлению насыщенных паров уг леводородной смеси (0,5-2 1Pa ), подают в верхнюю секцию реактора и последовательно пропускают через все секции с катализатором. Апкилирующий агент (олефины ) распределяют на несколько потоков, число ко. торых равно числу секций катализатора, и подают в секции равными параллельными потоками, каждый -иэ которых смешивают с потоком алкируемого агента (соотношение 1з(10-200) выходящего .иэ предыдущей секции и поступающего на последующую секцию катализатора.

Выделяющееся в процессе реакции тепло используют для испарения наиболее легкокипящего компонента смеси — иэобутана, который конденсируют в дефлегматоре и возвращают в реакционную зону, обогащая циркулирующий углеводородный поток алкилируемым агентом.

В этих условиях более высококипящие продукты реакции алкилирова- . ния практически не испаряются и остаются в жидкой фазе.

Неиспарившийся алкилируемый агент (изобутан ) и продукты реакции с предыдущей секции смешивают с новой порцией алкилирующего агента (о )ефина) и подают на последующую секцию, а образующийся паровой поток направляют на конденсацию.

Суммарный сконденсированный поток в виде орошения подают в реакционную зону (в первую или в каждую из секций ) .

За счет такого способа осуществления процесса внутри реакционной зоны обеспечиваются изотермические условия, и циркулирующий поток, до-. полнительно раэбавляющий алкилирующий агент, состоит преимущественно иэ алкилируемого агента (свыше

80 мас.В изобутана). Продукты реак.ции, как цолее высококипящие, испаряются весьма незначительно и в циркулирующем потоке практически отсут

65 дено в таблице. Пример 2. Опыт проводят как в примере 1, но в куб реактора вводят дополнительное тепло эа счет подачи пара через змеевик. При этом . увеличивается кратность циркуляции ствуют (менее 0,1 мас.Ъ).. Это способствует повышению селективности процесса и увеличению длительности работы катализатора без ухудшения показателей.

Для создания более высоких мольных соотношений алкилируемого и алкилирующего агента увеличивают кратность циркуляции алкилируемого агента эа счет дополнительного под-.

10 вода тепла любым известным способом на выходе из каждой секции или на выходе с последней секции катализатора и дополнительного количества хладоагента для конденсации изобу15 тана, испарившегося за счет этого дополнительного тепла. Сконденсировавшийся иэобутан направляют в . реакционную зону и разбавляют подаваемые в зону реакции олефины.

Пример 1. В верхнюю часть шестисекционного реактора с непод- вижным гранулированным слоем катализатора, представляющего собой цилиндрики цеолита У в РЗЭНСА-фор25 ме высотой 5 мм и диаметром 5 мм, подают алкилируемый компонент (изо-. бутан). Бутилены (алкилирующий агент) вводят шестью равными параллельными потоками на каждий слой

0 катализатора через устройства, обес печивающие хорошее смещЕние потока углеводородов (продуктов реакции алкилирования вместе с неиспарившим. ся изобутаном ), выходящих из предыдущего слоя, и потока бутиленов.

35 теературу B зоне реакции держат

90 С, давление (.1,6 ИПа ) соответствует давлению насыщенных паров углеводородной смеси.

Количественное соотношение пото40 ков устанавливают таким образом, что в целом по реактору расчетное соотношение изобутан:олефины составляет б:1. Выделяющееся тепло реакции снимают за счет испарения иэбы45 точного изобутана в каждой секции.

Пары иэобутана по коллектору выводят с различных секций и направляют в дефлегматор. Сконденсировавшийся изобутан в виде рециркулята (ороше50 ния ) смешивают со свежим потоком изобутана и поДают в реакционную зону, а именно, в слой катализатора, При этом фактическое соотношение изобутан:олефины на входе в каж55 дый слой катализатора составляет (70-75):1. Реакцию проводят в течение 12 ч.

Выход алкилбенэина на пропущенные олефины составляет 190 мас.Ъ.

Качество продуктов реакции приве-1076423

Температура, Ñ

90

1,5

Давление, ИПа

2,0

1,3 бг1

6:1 бг1

75г1

200г1

70г1.

102

205

190

1,0

2,5

1,0

1,7

3,2

2,1

90, г

55,6 св изобутана и фактическое соотношение изобутанголефины на выходе в каждый слой катализатора составляет 200г1 при общем, соотношении по реактору бг1.

Реакцию Проводят в течение 40 ч, Выход алкилбензина на пропущенные бутилены составляет 205 мас.Ъ, Качество продуктов приведено в таблице. 10

П. р и м е р 3 (сравнительный).

Гранулйрованный цеолит У в РЭЭНСаформе в виде цилиндриков высотой ,5 гвму и диаметром 5 мм загружают в гггестисекционный реактор. Изобутан 15 подают последовательно через все секции, а бутилены - параллельными

-потоками в начало каждого слоя катализатора . Реакцию проводят при температуре 900С и давлении 2 NIa, 20 обеспечивающем пребывание компонентов в Жидком виде. Соотношение изобутанголефины в целом по реактору поддерживают на уровне бг1. Процесс проводят таким образом, что поток иепрореагированного изобутана н продуктов реакции, выходящий иэ каждого слоя катализатора, делят в отношении 1г1. Одну часть возвращают в начало данного слоя, где его смешивают с олефинсодержащим по. током и потоком углеводородов, поступающих из предыдущего слоя. Вто- !

Соотношение изопарафнн:олефииы по реактору в целом на входе в каждый слой катализатора

Выход продуктов реакции в расчете на пропущенные бутиленыг ма с. гг

Качество продуктов реакции: углеводородный состав по фракциям, мас.Ъ рую часть направляют на последующий слой катализатора и т.д.

В результате разбавление олефи« нов иэобутаном в начале каждого слоя катализатора повышается вдвое и составляет 1г75. Реакцию прово" дят в течение 10 ч.

Выход алкилбенэина на поданные бутилены составляет 102 мас.В (в отличие от 50 мас.Ъ в прототипе).

Качество продуктов приведено в таблице.

Как следует из приведенных при- меров, осуществление реакции соглас но способу обеспечивает увеличение соотношения s слое катализатора изобутаиголефины без увеличения концентрации продуктов реакции.

Это уменьшает вероятность протекания реакции полимериэации и повторного алкилирования продуктов реакции, что благоприятно сказывается как на выходе целевого продукта (он увеличивается почти вдвое), так и на его качестве (октановое число увеличивается на 2-3,6 пункта). Осуществление реакции при давлении, соответствующем давлению насыщенных паров компонента, обеспечивает изотермичность процесса, что также благоприятно сказывается на показателях.

В значительной степени упрощается управление процессом.

1076423

Продолжение. таблицы

3,4

С9 + высшие

39,2

93,4

91,4

Продолжительность межрегенерационного пробега катализатора, ч 12

10

Редактор Е.Кривина

Заказ 643/22 Тираж 410

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгщрод, ул.Проектная, 4 октаново число (моторным методом в чистом виде), пункт

Составитель Г.Никифоров

Техред T.Ôàíòà КорректорС.Шекмар