Способ получения алкилата

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалмстнческихРеспублик и 977444(51)М. Кл. С 07 С 2/62 Гоаударстеанный комитет СССР до делам изобретений и открытий(7) Заявит 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛАТА Изобретение относится к способам серно 1 кислотного алкилирования иэобутана олефннами и может найти применение в нефтехимической промышленности,Известен процесс, по которому олефнновое5 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 так- О же отбор бутана боковым погоном 1.Недостатками известного способа являются большие капитальные и эксплуатационные затраты на фракционирование изобутана и отделение бутана боковым погоном иэ отгонной части сложной ректифнкационной колонны; низкие коэффициенты четкости ректификацин на границах деления иэобутан - бутан и бутаналкилат при их разделении по остатку; отсутствие стадии разделения алкнлата на аваиа алкилат (фракция 40 - 195 С) и мотоалкилат (фракцня выше 195 С).Наиболее близким к предлагаемому по тех. нической сущности и достигаемому результату является способ получения алкилата путем алкилирования изобутнна олефинами в присутствии серной кислоты с последующей нейтра. лнзацией продуктов реакции и фракционнро. ванием последних в ректификационных колон. нах с вьщелением 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 фракцнонирование 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 циркулирую. щего изобутана, подаваемого в реакцию алкили ровання со стадии фракцнонирования.Цель изобретения - повышение качества целевого продукта и упрощение технологии , процесса.977444 3Поставлешая цель достигается согласноспособу получения алкилата путем алкилирования изобутана олефинами в присутствиисерной кислоты с последующей нейтрализациейпродуктов реакции и фракционированием 5последних в двух ректификационных колоннахс выделением в первой колонне целевогопродукта и смеси изобутана и бутана в видедистиллята, половину которого конденсируюти рециркулируют в псрвую колонну в виде 10флегмы, а оставшуюся половину дистиллятаподают во вторую колонну, в которой выделяют иэобутан при кратности орошения 2 - 3 ирециркулируют 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 которо.го конденсируют и рециркулируют в первуюколонну в виде флегмы, а оставшуюся половину дистиллята подают во вторую колонну, вкоторой выделяют иэобутан при кратности оро.щения 2-3 и рециркулируют на алкилирование, 25На чертеже представлена технологическаясхема осуществления предлагаемого способа.Олефинсодержащее сырье 1 после очисткив узле 2 подают в реакционный блок 3, кудатакже йаправляют серную кислоту 4 и изобутан 5.В реакционном блоке 3 в присутствии ката-лизатора серной кислоты 4 осуществляют процесс алкилирования, после чего отделяют кислоту от продуктов реакции, а последние разделяют на жидкую 6 и паровую 16 (пропансодер.жащий газ) фазы.Жидкую фазу 6 продуктов реакции послещелочной и водной промывок в узле 7 нейтрализации и цодогреве в подогревателе 8 направ.ляют в сложную ректификационную колонку 9,40с низа которой получают мотоалкилат 10,боковым погоном - авиаалкилат 11, а с верха -смесь паров изобутана и бутана разделяют надва потока в соотношении 1:1 первый потокконденсируют и охлаждают в. конденсаторе - холо45дильнике 12 и возвращают в колонну 9, а вто.рой - балансовую часть 13 в паровой фазенаправляют в бутановую колонну 14, где раз.деляют на нормальный бутан 15 и изобутан 5,который возвращают в реакционный блок 3,50 П р и м е р 1, Состав исходного олефинсодержащего сырья, мас.%: СН 4 0,21; С 2 Нб0,86 СэН б 22149 СзНа 6,98; изо-СНВ7,84; н-СН 8 21,33; изо-С 4 Н 10 .29,66;н - СН,о 942; изо.С,Н, 0,94; н-С,Н 1 0,27; 55Стадия подготовки сырья включает в себяпоследовательные процессы щелочной очистки,водной промывки и осушки сырья. 4Условия щелочной очистки сырья: количество ступеней 1, температура 35 - 40 С, давление 10 - 15 ати, соотношение углеводороды -щелочь 2:1, концентрация щелочи ИаОН. 57 мас,%, содержание сероводорода на входе0,01 мас.%, на выходе - следы,Условия водной промывки сырья: количество ступеней 1, температура 15 - 35 С, напряжениена электродах 15 - 30 кВт, остаточное содержа-ние 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 кислоты97 - 99 мас.%, отработанной серной кислоты87 - 88 мас.%, соотношение кйслота - углево.дороды от 2:1 до 5:1, отношение изобутан -олефины 10:1, продолжительность контакта5 мин.Основные условия нейтрализации продуктов алкилирования: количество ступеней 1,температура 15 - 35 С, соотношение углеводороды - щелочь 2:1, концентрациясвежей щелочи12 - 15 мас.%, отработанной - 2-3 мас.%, времяотстоя 20 мин. Основные условия водной промывки: количество ступеней 1, температура25 - 30 С, соотношение углеводороды - вода 1:1,время отстоя 12 - 15 мин,168 т/ч смеси продуктов реакции следующего состава, мас.%; пропан 0,82, изобутан58,98, нормальный бутан 16,23, авиаалкилат22,31, мотоалкилат 1,69 направляют попредлагаемому способу сначала в сложнуюректификационную колонну, гдепри давлении6,3 атм выделяют авиаалкилат боковым погоном, мотоалкилат - с низу колонны исмесь изобутана и бутана с верху колонны притемпературе верха 53 С, входа сырья 155 Си низа 330 С, В результате получают, т/ч:авиаалкилата 40, мотоалкилата 20 и паровсмеси изобутана и бутана с примесями пропана 252, Из этой смеси 126 т/ч паров конденсируют и направляют на орошение верха этойколонны, а оставшиеся 126 т/ч в паровой фа.зе подают во вторую колонну, где вьщеляютс верха колонны изобутан, а с низа - бутанпри кратности орошения 2, давлении 6 атм итемпературе верха 48 С, входа сырья 53 С иниза 63 С.В результате получают, т/ч: иэобутан 109,3,и бутан 16,6.Чистота, мас,%: изобутана 90,7, нормальногобутана 95,1 и авиаалкнлата 98,9.Показатель четкости ректификации для изобутана по предлагаемой схеме равен 0,222для нормального бутана 0,058 н для авиаалки.лата 0,10.Количество ректификационных колонн рав,но двум при общем количестве тарелок в5 977444 Ьколоннахравным 77 шт, Общийудельныйобъем, мером 1 (см. таблицу). Общее количество та. колонн в м /т сырья составляет 4,1 м /т, редок 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, нормальногоОсновные показатели процесса по предлагае.бутана 92,7 и авиаалкилата 97,3 мас.%.мому способу приведены в таблице. Показатели четкости ректификации приП р и м е р 2 (по известному способу). ртом оказались равными для изобутана 0,191, Ту же смесь что и в примере 1, разделяют анормального 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 Я сырья, Удельные затраты тепла равны,всех продуктов принимают одинаковым с при ккал/кг сырья. Известий й способПоказатели 3 Количество ректификационных колонн, шт 77 Общее число тарелок в колоннах, шт.1Производительность 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 второйв третьей 0,7 Давление, в колонне; ата: в первой во второй в третьейоТемпература в колоннах, С;в первойверха 53 330 51 105 низа во второйверха 154 63 в третьей 131 .242Показатели 305 280 4,8 4,1 2,3883,2,290,7 легкие примесисобственно изобутан тяжелые примеси 9,4 7,1 и-бутан 2,8 2,5 тяжелые примеси собственно бутан 95,1 92,7 тяжелые примеси авиаалкнлат 2,8 легкие примеси целевые углеводороды 98,9 97,3 0,5 0,8 легкие примеси 0,222 0,191 ибутана 0,058 0,037 0,10 0,09 авиаалкилата Удельные затраты тепла, ккал 7 кг сырьяОбщий объем колонны на 1 т сырья, мз/т Чистота продуктов ректификации посодержанию 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 про.Ы дуктов реакции алкилирования. Более высокие кратности орошения мотя и дают положительный эффект по чистоте изобугана, но приводят к увеличению диаметра колонны. Так, еслипри кратности орошения два получаем изобутан чистотой 90,7 мас,% и диаметр колонныЗ,б м, то при кратности орошения три чистотаизобутана 92,5 мас.%, а диаметр колонны 4 м. Формула изобретения Способ получения алкилата путем алкилирования изобутана олефинами в присутствии серной кислоты с последуюшей нейтрализацией продуктов реакции и фракционированисм последних в ректификационных колоннах с выделением целевого продукта и изобутана, реиирку.9 977444 10лируемого на алкилирование, о т л и ч а ю- подают во вторую колонну, в которой выделякпщ и й с я 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 экспертизеректификационных колоннах с выделением в % 1. Справочник современных процессов перепервой колонне целевого продукта и смеси работки нефти. Инженер - нефтяник,У 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. 119вую колонну н оставшуюся половину дистиллята (прототип). Составитель Л. БоброваТехред А Ач актор С. Юско ктор В, Макарен Тираж 445ПИ Государственного комитетделам изобретений н открытий