Способ получения алкилата

Способ получения алкилата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцкалксткческих

Республик

<»i977444 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.12,79 (21) 2848967/23 щ4 с присоединением заявки J% (28) Приоритет (51)М. Кд.

С 07 С 2/62

Гоаударстеанный комитет

СССР до делам изобретений . и открытий

Опубликовано 30.11.82. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 30.11.82 (дЗ) УДУ 665.652.,4 (088.8) В. В. Лозин, А, К, Мановян, Б. А. Сучков и С. Н. Хаджиев (72) Авторы изобретения

{7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛАТА

Изобретение относится к способам серно1кислотного алкилирования иэобутана олефинами и может найти применение в нефтехимической промышленности.

Известен процесс, по которому олефнновое сырье после очистки вводят в каскадный реактор с внутренним охлаждением, где смешивают с серной кислотой. Концентрацию изобутана в системе регулируют фракционированнем в изобутановой колонне, в которой производят также отбор бутана боковым погоном (1).

Недостатками известного способа являются большие капитальные и эксплуатационные затраты на фракционирование изобутана н отделение бутана боковым погоном иэ отгонной части сложной ректификационной колонны; низкие коэффициенты четкости ректификации на границах деления иэобутан — бутан и бутаналкилат при их разделении по остатку; отсутствие стадии разделения алкилата на аваиаалкилат (фракция 40 — 195 С) и мотоалкилат (фракция выше 195 С).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения алкилата путем алкилирования изобутнна олефинами в присутствии серной кислоты с последующей нейтрализацией продуктов реакции и фракциониро5 ванием последних в ректификационных колон. нах с вьщеленнем целевого продукта и изобутана, рециркулируемого на алкилирование.

Нейтрализацию проводят водным раствором щелочи, затем водой при 15-30 С, фракционнрование проводят в трех последовательно, соединенных по остатку ректификационных в колоннах — изобутановой с возвратом изобутана в реакцию, бутановой и колонны для разделения авиаалкилата и мотоалкилата.

Такое фракпионирование требует больших капе тальных и эксплуатационных затрат на проведе ние процесса и даже при этом не всегда обеспечивается требуемая чистота изобутана. Это приводит к повышению расхода циркулирую20 щего изобутана, подаваемого в реакцию алкилн рования со стадии фракцнонирования.

Цель изобретения — повышение качества целевого продукта и упрощение технологии, процесса.

977444

Поставле шая цель достигается согласно способу получения алкилата путем алкилирования изобутана олефинами в присутствии серной кислоты с последующей нейтрализацией продуктов реакции и фракционированием 5 последних в двух ректификационных колоннах с выделением в первой колонне целевого продукта и смеси изобутана и бутана в виде дистиллята, половину которого конденсируют и рециркулируют в псрвую колонну в виде 10 флегмы, а оставшуюся половину дистиллята подают во вторую колонну, в которой выделяют иэобутан прн кратности орошения 2 — 3 и рециркулируют на алкилирование.

Отличительными признаками являются проведение фракционнрования в двух ректификационных колоннах с выделением в первой колоне целевого| продукта и смеси изобутана ,и бутана в виде дистиллята, половину которого конденсируют и рециркулируют в первую колонну в виде флегмы, а оставшуюся половину дистиллята подают во вторую колонну, в которой выделяют иэобутан при кратности орошения 2-3 и рециркулируют на алкилирование, 25

На чертеже представлена технологическая схема осуществления предлагаемого способа.

Олефинсодержащее сырье 1 после очистки в узле 2 подают в реакционный блок 3, куда также йаправляют серную кислоту 4„и изобутан 5.

В реакционном блоке 3 в присутствии ката- лизатора серной кислоты 4 осуществляют про- . цесс алкилирования, после чего отделяют кислоту от продуктов реакции, а последние разделяют на жидкую 6 и паровую 16 (пропансодержащий газ) фазы.

Жидкую фазу 6 продуктов реакции после щелочной и водной промывок в узле 7 нейтрализации и цодогреве в подогревателе 8 направляют в сложную ректификационную колонку 9, I

40 с низа которой получают мотоалкилат 10, боковым погоном — авиаалкилат 11, а с верха— смесь паров изобутана и бутана разделяют на два потока в соотношении 1:1 первый поток конденсируют и охлаждают в. конденсаторе — холо45 дильнике 12 и возвращают в колонну 9, а вто рой — балансовую часть 13 в паровой фазе направляют в бутановую колонну 14, где разделяют на нормальный бутан 15 и изобутан 5, который возвращают в реакционный блок 3, 50

Пример 1, Состав исходного олефинсодержащего сырья, мас.%: СгН4 0,21; СгН

0,86; СэН 6 22,49; СзН 6,98; изо-СдНа

7,84; н-С Н8 21,33; изо-С4Н1О 2966

H — СюН)о 942; изо-С Н1г 094; н-СяН1г 0,27, 55

Стадия подготовки сырья включает в себя последовательные процессы щелочной очистки, водной промывки и осушки сырья.

Условия щелочной очистки сырья: количество ступеней 1, температура 35 — 40 С, давление 10 — 15 ати, соотношение углеводороды— щелочь 2:1, концентрация щелочи NaQH. 57 мас.%, содержание сероводорода на входе

0,01 мас.%, на выходе — следы, Условия водной промывки сырья: количество ступеней 1, температура 15 — 35 С, напряжение на электродах 15 — 30 кВт, остаточное содержание влаги 0,005 мас.% при 15 С. и 0,01 мас.% при 35 С;

Условия алкилирования изобутана олефинами: температура реакции 7 — 12 С, давление 2,2—

3,0 атм, концентрация свежей серной кислоты

97 — 99 мас.%, отработанной серной кислоты

87 — 88 мас.%, соотношение кйслота — углеводороды от 2:1 до 5:1, отношение изобутан— олефины 10:1, продолжительность контакта

5 мин.

Основные условия нейтрализации продуктов алкилирования: количество ступеней 1, температура 15 — 35 С, соотношение углеводороды — щелочь 2:1, концентрация свежей щелочи

12 — 15 мас.%, отработанной — 2-3 мас.%, время отстоя 20 мин. Основные условия водной промывки: количество ступеней 1, температура

25 — 30 С, соотношение углеводороды — вода 1:1, время отстоя 12 — 15 мин.

168 т/ч смеси продуктов реакции следующего состава, мас.%: пропан 0,82, изобутан

58,98, нормальный бутан 16,23, авиаалкилат

22,31, мотоалкилат 1,69 направляют по предлагаемому способу сначала в сложную ректификационную колонну, где при давлении

6,3 атм выделяют авиаалкилат боковым погоном, мотоалкилат — с низу колонны и смесь изобутана и бутана с верху колонны при температуре верха 53 С, входа сырья 155 С и низа 330 С. В результате получают, т/ч: авиаалкилата 40, мотоалкилата 20 и паров смеси изобутана и бутана с примесями пропана 252. Из этой смеси 126 т/ч паров конденсируют и направляют на орошение верха этой колонны, а оставшиеся 126 т/ч в паровой фазе подают во вторую колонну, где вьщеляют с верха колонны изобутан, а с низа — бутан при кратности орошения 2, давлении 6 атм и температуре верха 48 С, входа сырья 53 С и низа 63 C.

В результате получают, т/ч: иэобутан 109,3, и бутан 16,6.

Чистота, мас.%: изобутана 90,7, нормального бутана 95,1 и авиаалкнлата 98,9.

Показатель четкости ректификации для изобутана по предлагаемой схеме равен 0,222 для нормального бутана 0.058 н для авиаалкилата 0,10.

Количество ректификационных колонн рав,но двум при общем количестве тарелок в

Известий и спОсоб

Предлагаемый способ

Показатели

Количество ректификационных колонн, шт

Общее число тарелок в колоннах, шт.

Производительность блока ректификации, т/ч

168

168

Отбор продуктов, т/ч изобутана

16,6

16,6 н-бутана авиаалкилата

2,1

2,1 мотоалкилата

Кратность орошения, в колонне: в первой

2,4 во второй в третьей

0,7

Давление, в колонне; ата: в первой во второй в третьей о

Температура в колоннах, С; в первой верха

53

330

51

105 низа во второй верха

154

63 в третьей

131

242

5 977444 6 колоннахравным 77шт. Общийудельныйобъем, мером 1 (см. таблицу). Общее количество таколонн в мэ/т сырья составляет 4,1 ма/т. релок в 3-х колоннах принято также аналогичУдельные затраты тепла с учетом регенерации ным примеру 1 и равным 77 шт, При этом тепла составляют 280 ккал/кг сырья. получают чистоту иэобутана 88,3, нормального

Основные показатели процесса по предяагае- э бутана 92,7 и авиаалкилата 97,3 мас.%. мому способу приведены в таблице. Показатели четкости ректификации при

Пример 2 (по известному способу). ком оказались равными для изобутана 0,191, Ту же смесь,, что и в примере 1, разделяют нормального бутана 0,037 и авиаалкнлата 0,09. по известному способу в трех;последовательно Общий объем колонн составляет 4,8 мэ/т объединенных по остатку колоннах. Отбор 16 сырья, Удельные затраты тепла равны ,всех продуктов принимают одинаковым с при- i305 ккал/кг сырья.

977444

Продолжение таблицы Предлагаемый способ

Известный способ

Показатели

305

280

4,8

4,1

2,3

883

2,2

90,7 легкие примеси собственно изобутан тяжелые примеси

9,4

7,1 и-бутан

2,8

2,5 тяжелые примеси собственно бутан

95,1

92,7

2,4 тяжелые примеси авиаалкнлат

2,8 легкие примеси целевые углеводороды

98,9

97,3

0,5

0,8 легкие примеси

0,222

0,191 н-бутана

0 058

0,037

0,10

0,09 авиаалкилата

Удельные затраты тепла, ккал/кг сырья

Общий объем колонны на 1 т сырья, мз/т

Чистота продуктов ректификации по содержанию примесей, мас.%: изобутан

Показатели четкости рекТификации для: бутана

Из таблицы видно, что предлагаемый способ позволяет получить более высокую чистоту основных продуктов алкилирования, лучшую четкость ректификации, меньший удельный объем рективикационных колонн и меньшие удельные затраты тепла при прочих равных.

50 условиях.

Увеличение чистоты изобутана с 88,3 мас.% по известному до 90,7 мас.% по предлагаемому способу позволяет сократить количество циркулирующего в системс изобутана 109,3 до

100 т/ч и при этом иметь тот же выход проSS дуктов реакции алкилирования. Более высокие кратности орошения мотя и дают положительный эффект Ilo чистоте изобугана, но приводят к увеличению диаметра колонны. Так, если при кратности орошения два получаем изобутан чистотой 90,7 мас.% и диаметр колонны

3,6 м, то при кратности орошения три чистота изобутана 92,5 мас.%, а диаметр колонны 4 м.

Формула изобретения

Способ получения алкилата путем алкилирования изобутана олефинами в присутствии серной кислоты с последующей нейтрализацией продуктов реакции и фракционированисм последних в ректификационных колоннах с выделением целевого продукта и изобутана, реииркуСоставитель Л. Боброва

Техред А. ч

Корректор В. Макаренко

Подписное

Редактор С. Юско

Заказ 9108/29

Тираж 445

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 977444 10 лируемого на алкилирование, о т л и ч а ю- подают во вторую колонну, в которой выделякп шийся тем, что, с целью повышения качест- изобутан при кратности орошения 2 — 3. ва целевого продукта и упрощения технологии Источники информации, процесса, фракционирование проводят в двух принятые во внимание при экспертизе ректификационных колоннах с выделением в 1. Справочник современных процессов перепервой колонне целевого продукта и смеси работки нефти. Инженер — нефтяник, и 10, 1972,с.5. изобутана и бутана в виде дистиллята, половину 2. Справочник нефтехнмика. Т. 2, Под ред. которого конденсируют и рециркулируют в пер- С. К. Огородникова, Л. "Химия", 1978, с. 119 вую колонну н оставшуюся половину дистиллята (прототип).