Техсхема получения МТБЭ

Исходная бутан-бутиленовая фракция через емкость Е поступает в верхнюю часть реактора форконтактной очистки. Очищенная смесь после нагрева в тепл-нике до 60ºСпоступ. в зону синтеза под каждый слой кат-ра р-ра Р-1(2). В верхнюю часть реакции-й зоны во избежание перегрева кат-ра подается свежий метанол с Т=50-60 С. Жидкие продукты, состоящие из МТБЭ с примесью метанола и УВ, выводятся из куба р-ра и идут в отпарную колонну К-2 с паровым кипятильником на отпарку примесей. МТБЭ с куба К-2 после тепл-ников и х-ков идет в товарный парк. Паровая фаза, состоящая из отработанной ББФ, метанола и следов МТБЭ, поступает на конденсацию МТБЭ в К-1. Конденсированный МТБЭ возвращается на верхнюю тарелку Р-1(2) в качестве холодного орошения. С верха К-1 отводятся пары ББФ и метанола, к-рые после конденсации идут в С-1, далее в К-3 разделяются экстракцией водой. Отработанная ББФ с верха К-3 после охл-я в х-ках идет в товарный парк. Отгонка циркуляционного метанола от воды проводится в ректификационной колонне К-4, охлаждается и собирается в рефлюксной емкости С-3. Часть метанола исп-ся в качестве хол. орошения К-4, а ост.часть идет в Е. Вода из куба К-4 после охл-я подается в экстрактор К-3 для отмывки метанола от ББФ.

58. Каталитическое С-алкилирование. Сжиженный газ КК состоит преим. из С3–С4углев-дов, представляющих собой смесь алкенов и алканов как нор-мального, так и изостроения. Выход их в зависимости от ре-жима кр-га, кач-ва сырья и кат-ра составляет 12…25 % мас.Наиб. эффективное направление использования много-тоннажных ресурсов этих газов — синтез ВО компонентов бензинов. В рез-те достигаются дальнейшее углубление пе-рераб. нефт. сырья, увеличение ресурсов бензинов и, что не менее важно, повышение кач-ва товарных авиа- и АБ за счет произв-ваалкелата и эфиров. Алкены, особенно менее дефи-цитный пропилен, широко используются ныне как ценное сырье для нефтехим. синтеза, в частности для произв-вапо-липропилена, изопропилбензола и др. неф техим. продуктов. Использование алкилата как ВО изокомпонентапозволя-ет выпускать товарные авиа- и АБ не только с высокой ДС, но и с меньшим содерж-ем в них аренов.Ал-е изоалкановалкенами в общем виде описывается ур:

Р-ции ал-я протекают с выделением 85…90 кДж/моль (20…22 ккал/моль) тепла в зависимости от вида алкена и образующегося изоалкана, поэтому термо-динамически предпочтительны низкие t, причем уже при 100 °С и ниже ее можно считать практ. необратимой. Именно в таких условиях осуществляют пром. процессы катал.ал-я. Из алканов к ал-ю способны только изоалканы, имеющие третичный атом углерода.Ал-е протекает, как и КК, по карбений-ионному цепно-му механизму. Рассмотрим механизм процесса на примере р-ции изобутана с бутеном-2.

Наряду с осн. р-циями, в процессе протекают и побоч-ные р-ции, приводящие к обр-ю продуктов более легк. или более тяжелых, чем целевой продукт, или к потере активнос-ти и увеличению расхода кат-ров. К таковым относят р-ции деструктивного ал-я, самоал-е изобутана, ал-е с участием С₃и С₅алканов и алкенов, полимеризацию алкенов, сульфиро-ваниеалкенов с обр-ем сложных эфиров, кислого шлама и др.

59. Сырье, кат-ры и параметры процесса С-алкилирования. Кат-ры. Из всех возможных к-тных кат-ров в пром. про-цессах ал-я применение получили только серная и фтористоводородная к-ты:Наиб. важным для жидкофазного кат-за показателем к-т явл. растворимость в них изобутана и алкенов. Растворимость изобутана в H₂SO₄ невелика и прибл. в 30 раз ниже, чем в HF.Алкены в этих к-тах растворяются достаточно хорошо и быстро. В этой связи концентрация изобутана на по-верхности раздела фаз (эмульсии типа углев-д в к-те) намн. меньше концентрации алкенов, что обусловливает большую вероятность протекания р-ций полимеризации алкенов. Это обстоятельство, а также высокие значения плотн., вязкости и поверхностного натяжения к-т, особенно H₂SO₄, обусловливает протекание р-ций ал-я в диффузионной области с лимит.стадией массопереноса реактантов к поверхности раздела фаз. По совокупности катал.св-в HF более предпочтительна, чем H₂SO₄.Однако большая летучесть и высокая токсичность HF ограничивают ее более широкое применение в процессах ал-я. В отеч. нефтеперераб. применяются только процессы сернок-тногоал-я. Сырье. Ал-ю в нефтеперераб. чаще всего подвергают изобутан и знач. реже изопентан. Существенное влияние на показатели про-цесса оказывает состав алкенов. Этилен практ. не алкилиру-ет изобутан, но сульфатируется и полимеризуется. Пропилен легко вступает в р-цию с изобутаном. Высшие алкены (С5и выше) более склонны к р-циям деструктивного ал-я с обр-ем низкомолекулярных и низкооктановых продуктов.Оптимальным сырьем для С-ал-я изобутана явл. бутилены. В нефтеперераб. в кач-веалкено-вого сырья обычно используют бутан-бутиленовуюфр-ю в смеси с пропан-пропиленовой с содерж-ем пропилена ме-нее 50 % от суммы алкенов. Основы управления процессом сернок-тного ал-я. Важными оперативными параметрами, влияющими на мат. ба-ланс и кач-во продуктов ал-я, явл. давл., t, объемная скорость сырья, концентрация к-ты, соотношения изобутан:алкен, к-та: сырье и интенсивность перемешивания сырья с кат-ром. Давление. При сернок-тномжидкофазном ал-и изменение давл. не оказывает существенного влияния на процесс. Давл. должно ненамн. превышать упругость паров углев-довсы-рья при tкат-за. Обычно в реакторах с внутренней системой охлаждения при ал-и изобутана бутиленами поддерживаютдавл. 0,35…0,42 МПа. Если сырье содержит пропан-пропи-леновуюфр-ю, то давл. в реакторе несколько повышают. Температура. При повышении tснижается вязкость к-ты и углев-дов и создаются более благоприятные условия для их перемешивания и диспергирования. Это обусловли-вает большую скорость сорбции углев-дов к-той и, следо-вательно, большую скорость всех протекающих р-ций. Однако повышение tвыше 15 °С интенсифицирует по-бочные р-ции в большей степени, чем целевую. При этом увеличивается содерж-е малоразветвленныхалканов, снижа-ется избирательность р-ций, возрастает расход к-ты и ухуд-шаетсякач-во алкилата. Снижение t в определенных пределах оказывает благоприятное влияние на селективность р-ций, выход и кач-во алкилата. На практике оптимал. интервал t= 5…13 °С. Соотношение изобутан: алкеня ял. одним из важней-ших параметров ал-я. Избыток изобутана интенсифицирует целевую и подавляет побочные р-ции ал-я.Концентрация к-ты. Для ал-я бутан-бутиленовых углев-дов обычно используют серную к-ту, содерж. от 88 до 98 % моногидрата. Снижение ее концентрации в процессе работы происходит за счет накопления высокомолекулярных поли-мерных соед. и воды, попадающей в систему вместе с сырь-ем. Если концентрация к-ты становится ниже 88 %, усили-ваютсяпобочные р-ции, приводящие к ухудшению кач-ваалкилата. Объемная скорость подачи сырьявыражается отношением объема сырья, подаваемого в ед. времени, к объему кат-ра в реакторе. Влияние этого параметра на рез-ты ал-я во мно-гом зависит от конструкции реактора и, поскольку процесс диффузионный, от эффективности его перемешивающегоустр-ва. Экспериментально установлено: при оптимальных значениях остальных оперативных параметров продолжительность пребывания сырья в реакторе — 200…1200 с, что соответствует объемной скорости подачи алкенов 0,3..0,5 ч^–1