Előadás 16 Alkilezés

A fő folyamat tényezők

Leírása a technológiai rendszerek

1 Háttér Elmélet

Kinevezés folyamat - a termelés magas oktánszámú benzin isocomponent izobután alkilezése által butiléneket és a pro-fűrészelés. Feladat folyamat termék - alkilát, amely teljes egészében a gyakorlati-idézésben izo magas oktánszámú (motor módszer 90-95).

1932 VN Ipatyev kimutatták, hogy kölcsönhatásba izobután olefinekkel. A stve minő-katalizátort alkalmazunk, kezdetben A1C13. majd Ser-értékű és hidrogén-fluorid. Az első kereskedelmi telepítés egy kénsavat alkilezési bevittük szolgáltatás-tatsiyu az USA-ban 1938 és hidrogén-fluorid - 1942 első háztartási telepítés kénsav alkilező-ben vezették be 1942-ben a Gros nenskom finomító

Az alkilezést általában által leírt egyenlettel

alkilezési reakciókat folytassa a fejlődése 85-90 kJ / mol hő, így termodinamikailag előnyös alacsonyabb hőmérsékleten

Az alkilezés például katalitikus krakkolás, a karbóniumion lánc mechanizmus. Tekintsük a példát a mechanizmus az alkilezési reakció izobután butén-2.

1. Az első eljárási lépés a protonálódásának olefin:

2. A magas aránya izobután: butén butil karbóniumion reagál elsősorban izobutánt alkotnak terc-TION karbéniumion:

2a. Az is lehetséges, izomerizációja primer butil ka-tion Tercier cseréje nélkül protonok:

3. A képződött szerinti reakciókat a 2. és 2a-tercier-butil karbóniumion reagál butén:

Továbbá, szek-oktil-karbokation bo izomerizáljuk tercier szintek elnyújtva:

5. Az izomerizált oktil karbokationok ami egy proton-obme a izoalkán, hogy létrehozzák a kívánt termék a folyamat - 2,2,4 -, 2,3,3- és 2,3,4-trimetil-pentán:

Reakciók 2,3,4 és 5. ábra egy láncszem, Koto-cerned ismétlés vezet lánc folyamatát.

6. A nyitott áramkör fordul elő a proton transzfer, hogy a savat egy anion karbokation:

1. A összeomlása karbóniumion reakciót. Annak megakadályozása érdekében ezeket a reakciókat - hőmérséklet-szabályozás, hogy megakadályozzák növelte reaktorokban.

2. Az oligomerizáció. Falls kémiai stabilitását benzinek, butilén túllépés. Megelőzése ilyen reakciók - hígítás izobután.

2 fő tényező a folyamat:

Használt kénsav és hidrogén-fluorid. Sol-rimost izobután H2 SO4 kicsi, és körülbelül 30-szor alacsonyabb, mint a HF. Olefin ezek a savak oldódnak elég horo-sho és gyorsan. Ebben a tekintetben, az izobután koncentráció a felület sokkal kisebb, mint az a koncentráció olefinek, ami nagy valószínűséggel a polimerizációs reakciók olefinek. Ezért a folyamatot úgy kell elvégezni, állandó keverés közben.

A kombináció a katalitikus tulajdonságait egy HF-preferáló télen, mint a H2 SO4. HF alkilezési folyamatok jellemzik az alábbi fő előnyöket Com-pared kénsavval:

- alacsonyabb hozam melléktermékek;

- megnövekedett hozama alkilát és minősége magasabb;

- alacsonyabb savfogyasztás;

- nagyobb eljárási hőmérsékletet (25-40 ° C) helyett 7-10 ° C, stb

Azonban, a legtöbb a nagy toxicitás és a volatilitás a hidrogén-fluorid korlátozzák a szélesebb körű alkalmazása az alkilezési reakció.

A zeolitok - szilárd savak is használják. Ők több ígéretes.

Process alkilezés alacsony hőmérsékleten, az optimális hőmérséklet a kénsavas alkilezési 10 0 C. minél alacsonyabb a hőmérséklet, annál nagyobb a sebesség a fő reakciók. Azonban, ez korlátozza, hogy az alacsony hőmérsékletekre vonatkozó viszkozitási povyshetsya savval. Minél magasabb a hőmérséklet, annál nagyobb az arány a mellékreakciók. Meg kell szervezni az intenzív hő eltávolítását. A modern berendezések a hőmérsékletet részleges elpárolgása révén a reakció adatfolyam. Amikor a zeolit ​​optimális hőmérséklet 90..100 0 C.

A folyékony fázisú alkilezési nyomás nincs szignifikáns hatása a pro-folyamatokat. A izobután alkilezése butilének nyomást fenntartjuk 0,35-0,42 MPa. Ha a betáplált ko-tartja a propán-propilén frakció, a nyomás a reaktorban, jóval nagyobb mértékben nőtt.

5.Sootnoshenie izobután: olefin. A felesleges izobután intenzívebbé-cél, és elnyomja egy mellékreakció alkilezési. Túlzott mértékű ez az arány növekszik CAPI-tal és a működési költségek, ezért tartsa 10: 1 feletti gazdaságtalan.

6. A katalizátor anyag aránya

Az arány a katalizátor: nyersanyag kell lennie az optimális tartományban, amely érhető el, ha a maximális hozama magas minőségű alkilát. Az optimális érték ennek a második arány körülbelül 1,5.

Leírás A technológiai rendszer

Nyersanyagok (BBF) 1 szivattyú el van előhűtött 2 újraforralóból bepárlással keringő izobutánt és párhuzamos áramlás lép be a reakciózónába, a reaktor 3. Menetes alkilezési reaktor 3-6 reakciózónákba (szakaszok). Bizonyos berendezéseknél a reaktor 2 használjuk. Az első zónában a reaktor 3 és táplált izobután cirkuláló kénsavat, sav és izobután emulziót egymás után a reakciózónákon, és ezáltal létre, minden egyes zónában nagy sokaságának izobután. sav és butilént. nyersanyagok. A nyomás a reaktorban 3 vezérli a párolgás izobután.

Miután a reakció elegy belép a zóna az ülepedési zóna a reaktor. Az ülepítő zónába kénsavat átirányításra folyni az első zónában a reaktor 3 vagy lemerült, és a szénhidrogén-keveréket halad semlegesítés lúggal és vízzel mossuk, hogy 4. Amikor a sav koncentrációja kisebb, mint 88% változik egy újat. A szénhidrogén elegyet, mosás után megy frakcionáló egység, ahol egymást követően kiosztott keverékéből izobután oszlopban 5, n-bután, a 6. oszlopban, és egy könnyű és egy nehéz alkilát az oszlop 7. Izobután oszlopról 5 visszavezetjük az első reaktorzóna 3. Egy bizonyos feleslegben izobután alapanyag biztosított annak eltávolítását. A gáz-halmazállapotú termékek a 3 reaktorban adja meg a páramentesítő 11 kompresszorban sűrítjük 8, és lehűtés után a kondenzátor-hűtő jön -propánsav 9. oszlop, ahol izobutánt elkülönül a propán és könnyebb gázok a metán és az etán a reaktorban termelt miatt mellékreakciókat.

A modern berendezések C-alkilezése nagy kapacitás egy hatékonyabb reaktorok második típusú - vízszintes kaszkád, amelyben a hűtés a reakcióelegy végezzük részleges elpárologtatásával izobután, amely megkönnyíti a hőmérséklet-szabályozás. A reaktor egy üreges vízszintes henger, általában osztva válaszfalak öt szakaszból (szakasz) keverőkkel, amelyek intenzív érintkezésbe a savval alapanyag. Butilén külön adagoljuk minden egyes szakaszban, ahol a koncentrációja az olefin a szakaszok nagyon kicsi, lehetőség van a mellékreakciók visszaszorítása. A kénsav és izobutánt táplálunk be az első részt, és az emulziót átáramlik függőleges terelőlapok egyik rekeszből a másikba. Az utolsó előtti szakasz szolgál elválasztó, ahol a savat elválasztjuk a szén-hidrogének. Keresztül az utolsó akadály folyik C-alkiltermékek szállított a frakcionált. Reakció hőt eltávolítjuk részleges elpárolgása révén keringő izobutánt és teljes elpárolgása propán tartalmazza a nyers anyagot. A elpárolgott gáz leszívjuk a kompresszor, a hűtést követően és a páralecsapódás és visszavezetjük a reakciótérbe.

Ábra - reakcióvázlat vízszintes kaskadnogoreaktora:

1-5 reaktor részben; 6, 7 - az ülepedési zóna; 8 - keverő; 9 - ceparator.

A hozzávetőleges anyagmérleg kénsav alkilezési BBF és PPF