RU2637922C2 - Method of alkylating isobutane in three-phase reactor with fixed layer of catalyst - Google Patents

Method of alkylating isobutane in three-phase reactor with fixed layer of catalyst Download PDF

Info

Publication number
RU2637922C2
RU2637922C2 RU2016121884A RU2016121884A RU2637922C2 RU 2637922 C2 RU2637922 C2 RU 2637922C2 RU 2016121884 A RU2016121884 A RU 2016121884A RU 2016121884 A RU2016121884 A RU 2016121884A RU 2637922 C2 RU2637922 C2 RU 2637922C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
isobutane
reactor
liquid
max
reaction
Prior art date
Application number
RU2016121884A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016121884A (en
Inventor
Саламбек Наибович Хаджиев
Ильяс Магамедович Герзелиев
Наталья Владимировна Окнина
Алексей Евгеньевич Кузьмин
Заур Алаудинович Саитов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Электрогорский институт нефтепереработки" (ПАО "ЭлИНП")
Акционерное общество "Газпромнефть-Московский НПЗ" (АО "Газпромнефть-МНПЗ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Электрогорский институт нефтепереработки" (ПАО "ЭлИНП"), Акционерное общество "Газпромнефть-Московский НПЗ" (АО "Газпромнефть-МНПЗ" filed Critical Публичное акционерное общество "Электрогорский институт нефтепереработки" (ПАО "ЭлИНП")
Priority to RU2016121884A priority Critical patent/RU2637922C2/en
Publication of RU2016121884A publication Critical patent/RU2016121884A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2637922C2 publication Critical patent/RU2637922C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/54Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition of unsaturated hydrocarbons to saturated hydrocarbons or to hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring with no unsaturation outside the aromatic ring
    • C07C2/56Addition to acyclic hydrocarbons
    • C07C2/58Catalytic processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: butylenes are fed to each catalyst bed, and isobutane taken in excess to the top of the reactor, an alkylation reaction is carried out, the unreacted isobutane is separated and recycled, and the resulting alkyl benzene is recovered. The temperature and pressure are chosen so that the isobutane vapour is in a saturated state, and additional evaporation of the liquid in the reactor under the action of the reaction heat provides isothermal conditions for the alkylation process. The liquid flows freely without bubbling under the action of gravity at a space velocity of not more than Wmax, equal to Wmax=0.787D2[ε(1-εg)]{[ρfg/(1-εgg]Umax}/ρf, and not less than Wmin, equal to Wmin=0.787D2[ε(1-εg)]{[ρfg/(1-εgg]Umin}/ρf, where D is the cross section of the catalyst bed, m, ε - porosity of the catalyst bed, εg - the vapour content in the reactor under the reaction conditions, ρf - the liquid density at the reactor inlet, kg/m3, ρg - the vapour density in the reactor under the reaction conditions, kg/m3, - is the maximum linear velocity of the freely flowing fluid Umax, m/s, calculated from the system of equations
Figure 00000025
,
Figure 00000026
, where H is the height of the catalyst bed, m, g is the acceleration due to the gravity, m/s2, Δplost - the lost pressure, Pa, dp - the average particle diameter of the catalyst, m, μ - the fluid viscosity, Pa/s. The minimum linear velocity of the freely flowing fluid Umin, m/s is equal to
Figure 00000027
, where Ga is Galileo's criterion defined by the formula:
Figure 00000028
, μ - the dynamic viscosity of the liquid, Pa/s, ρf - the density, g/m3; dp - the average particle diameter of the catalyst, m.
EFFECT: increasing the process stability while maintaining high catalyst activity for a long time.
1 dwg, 1 tbl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области каталитической химии и может быть использовано при алкилировании изобутана олефинами, в частности бутиленами.The invention relates to the field of catalytic chemistry and can be used in the alkylation of isobutane with olefins, in particular butylenes.

Известно применение трехфазных каталитических реакторов во множестве химических процессов, в том числе нефтехимической промышленности. Трехфазные реакторы, в которых жидкую фазу подают сверху вниз, могут действовать в различных режимах.The use of three-phase catalytic reactors in a variety of chemical processes, including the petrochemical industry, is known. Three-phase reactors, in which the liquid phase is fed from top to bottom, can operate in various modes.

Режим орошения или струйный режим, когда жидкость струится вниз в виде тонких пленок, обычно устанавливается при низких скоростях подачи жидкости и в то же время сравнительно низких скоростях газа, направляемого непрерывно сверху вниз. С ростом скорости подачи газа и с сохранением сравнительно низкой скорости подачи жидкости получают капельный режим. Если же оставляют сравнительно низкой скорость подачи газа и значительно повышают скорость подачи жидкости, то аппарат оказывается в пузырьковом (барботажном) режиме. При одновременном повышении скоростей подачи обеих фаз получают пульсирующий режим. Эти режимы характеризуются сильно различающимися гидродинамическими параметрами, которые, в частности, влияют на процессы массообмена, определяют степень превращения и селективности реакций, которые протекают в трехфазных реакторах (см. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Т. B4, с. 309-320).The irrigation mode or the jet mode, when the liquid flows downward in the form of thin films, is usually set at low rates of fluid supply and at the same time, relatively low speeds of gas directed continuously from top to bottom. With an increase in the gas supply rate and while maintaining a relatively low liquid supply rate, a drip mode is obtained. If the gas flow rate is kept relatively low and the fluid flow rate is significantly increased, then the apparatus is in the bubble (bubble) mode. With a simultaneous increase in the feed rates of both phases, a pulsating mode is obtained. These modes are characterized by very different hydrodynamic parameters, which, in particular, affect the processes of mass transfer, determine the degree of conversion and selectivity of reactions that occur in three-phase reactors (see Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, T. B4, pp. 309-320).

Наиболее часто при работе трехфазных реакторов происходит барботирование газа через поток жидкости, что приводит к перегреву и сокращению срока службы катализатора, а также не позволяет достигнуть высокой селективности процесса.Most often, during the operation of three-phase reactors, gas is bubbled through the liquid stream, which leads to overheating and shortened catalyst life, and also does not allow to achieve high selectivity of the process.

Известен способ проведения гетерогенных реакций, преимущественно гидрогенизации и окисления, в системе "газ-жидкость" в трехфазном реакторе с неподвижным слоем катализатора, где достигают стекания жидкости пленкой и устраняют перегрев за счет того, что частицы гетерогенного катализатора размещены на структурированной насадке из пластин или слоев металла таким образом, что образуют промежутки, в которых отношение гидравлического диаметра для потока жидкости через насадку к эквивалентному диаметру частиц катализатора находится в пределах 2-20, а частицы катализатора, введенные в эти промежутки, свободно распределяются в них, опустившись под действием силы тяжести (см. US 2003/106837 Al, С07С 5/02, 12.06.2003).A known method of conducting heterogeneous reactions, mainly hydrogenation and oxidation, in a gas-liquid system in a three-phase reactor with a fixed catalyst bed, where the liquid is drained by a film and eliminated overheating due to the fact that the heterogeneous catalyst particles are placed on a structured packing of plates or layers metal in such a way that they form gaps in which the ratio of the hydraulic diameter for the fluid flow through the nozzle to the equivalent diameter of the catalyst particles is in exceeded 2-20, and the catalyst particles introduced into these gaps are freely distributed in them, dropping under the action of gravity (see US 2003/106837 Al, СС 5/02, 06/12/2003).

Недостатки данного способа состоят в том, что он требует специального изготовления и установления в реакторе металлических насадок определенной формы, в связи с чем является трудоемким, металлоемким и неэкономичным.The disadvantages of this method are that it requires special manufacture and installation in the reactor of metal nozzles of a certain shape, and therefore it is time-consuming, metal-intensive and uneconomical.

Известен также способ осуществления химических реакций, а именно алкилирования ароматических углеводородов олефинами С24, в трехфазном реакторе с неподвижным слоем катализатора, где жидкость падает в пространство между частицами катализатора в струйном режиме без барботирования, что обеспечивается соблюдением условий, определяемых по формулам:There is also known a method for carrying out chemical reactions, namely the alkylation of aromatic hydrocarbons with C 2 -C 4 olefins, in a three-phase reactor with a fixed catalyst bed, where the liquid falls into the space between the catalyst particles in the jet mode without sparging, which is ensured by the conditions defined by the formulas:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

где ρl, ρg, ρair, ρwater - плотности жидких ароматических углеводородов, олефинов, воздуха и воды, кг/м3;where ρl, ρg, ρair, ρwater are the densities of liquid aromatic hydrocarbons, olefins, air and water, kg / m 3 ;

σ, σwater - поверхностные натяжения ароматических углеводородов и воды, Н/м;σ, σwater - surface tension of aromatic hydrocarbons and water, N / m;

ul, ug - приведенные скорости потоков ароматических углеводородов и олефинов, м/с, соответственно (см. ЕР 0776876 А, С07С 15/02, 04.06.1997).ul, ug — reduced flow rates of aromatic hydrocarbons and olefins, m / s, respectively (see EP 0776876 A, C07C 15/02, 06/04/1997).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ алкилирования изобутана олефинами, в том числе бутиленами, в каталитическом трехфазном реакторе при температуре 40-100°С и повышенном давлении, в котором изобутан подают в верхнюю секцию реактора и последовательно пропускают через все секции с катализатором, а олефинсодержащее сырье подают в секции с катализатором параллельными потоками, каждый из которых смешивают с потоком алкилируюмого агента (соотношение изобутан : олефины 1:(10-200)). Углеводородный поток, содержащий непрореагировавший изобутан и продукты реакции, разделяют на два потока: паровой, полученный путем испарения изобутана за счет тепла реакции или подвода тепла извне, и жидкостной, представляющий собой продукты реакции. Паровой поток затем конденсируют и направляют на рецикл. Благодаря такому приему процесс проходит в равновесной системе пар-жидкость, что обеспечивает примерно одинаковую температуру по всей высоте реактора (изотермические условия). Давление соответствует давлению насыщенных паров реагирующей смеси, в том числе взятого в избытке изобутана, при температуре реакции (Авторское свидетельство СССР №1076423 А1, кл. С07С 9/00, 28.02.1984).Closest to the proposed invention is a method of alkylation of isobutane with olefins, including butylenes, in a three-phase catalytic reactor at a temperature of 40-100 ° C and elevated pressure, in which isobutane is fed to the upper section of the reactor and sequentially passed through all sections with a catalyst, and the olefin-containing the feed is fed into the catalyst sections in parallel streams, each of which is mixed with a stream of alkylating agent (isobutane: olefins ratio 1: (10-200)). The hydrocarbon stream containing unreacted isobutane and the reaction products are divided into two streams: steam, obtained by evaporation of isobutane due to the heat of reaction or supply of heat from the outside, and liquid, which is the reaction products. The steam stream is then condensed and recycled. Thanks to this technique, the process takes place in an equilibrium vapor-liquid system, which ensures approximately the same temperature over the entire height of the reactor (isothermal conditions). The pressure corresponds to the saturated vapor pressure of the reacting mixture, including taken in excess of isobutane, at the reaction temperature (USSR Author's Certificate No. 1076423 A1, class C07C 9/00, 02.28.1984).

Недостатком предложенного способа является то, что в реакторе происходит барботирование газа через поток жидкости, что приводит к неустойчивости потока и, следовательно, ускоренному падению активности катализатора, а также нестабильности процесса в целом.The disadvantage of the proposed method is that in the reactor gas is bubbled through the liquid stream, which leads to instability of the flow and, consequently, an accelerated decrease in the activity of the catalyst, as well as the instability of the process as a whole.

Задача изобретения - сохранение стабильной активности катализатора во время цикла реакции и повышение стабильности процесса алкилирвоания изобутана бутиленами.The objective of the invention is to maintain stable activity of the catalyst during the reaction cycle and increase the stability of the process of alkylation of isobutane with butylenes.

Для решения этой задачи в способе алкилирования изобутана в трехфазном реакторе с неподвижным слоем катализатора подачу бутиленов на каждый слой катализатора и изобутана, взятого в избытке по отношению к бутиленам, в верхнюю часть реактора, проведение реакции алкилирования при температуре и давлении, которые выбирают так, чтобы пары изобутана находились в состоянии насыщения, а дополнительное испарение жидкости в реакторе под действием тепла реакции обеспечивало изотермические условия процесса алкилирования, отделение и возвращение на рецикл непрореагировавшего изобутана и вывод полученного алкилбензина, жидкость стекает свободно без барботирования под действием силы тяжести при объемной скорости, составляющейTo solve this problem, in the method of isobutane alkylation in a three-phase reactor with a fixed catalyst bed, butylene is fed to each catalyst bed and isobutane taken in excess with respect to butylene to the upper part of the reactor, the alkylation reaction is carried out at temperature and pressure, which are chosen so that isobutane vapors were in a state of saturation, and additional evaporation of the liquid in the reactor under the action of the heat of reaction provided isothermal conditions for the alkylation process, separation and return on the recycling of unreacted isobutane and the withdrawal of the obtained alkylbenzene, the liquid flows freely without sparging under the action of gravity at a space velocity of

не более значения Wmax, равногоno more than the value of W max equal to

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

и не менее значения Wmin, равногоand not less than the value of W min equal to

Figure 00000004
,
Figure 00000004
,

где Wmax - максимальная объемная скорость стекающей жидкости, м3/с,where W max - the maximum space velocity of the flowing liquid, m 3 / s,

где Wmin - минимальная объемная скорость стекающей жидкости, м3/с,where W min - the minimum space velocity of the flowing liquid, m 3 / s,

D - внутренний диаметр реактора, м,D is the inner diameter of the reactor, m,

ε - порозность слоя катализатора,ε is the porosity of the catalyst layer,

εг - паросодержание в реакторе в условиях проведения реакции,ε g - vapor content in the reactor under the reaction conditions,

ρж - плотность жидкости на входе в реактор, кг/м3,ρ W - the density of the liquid at the inlet to the reactor, kg / m 3 ,

ρг - плотность паров в реакторе в условиях проведения реакции, кг/м3,ρ g - vapor density in the reactor under the conditions of the reaction, kg / m 3 ,

Umax - максимальная линейная скорость свободно стекающей жидкости, м/с, рассчитываемая исходя из системы уравнений:U max - the maximum linear velocity of the freely flowing liquid, m / s, calculated on the basis of the system of equations:

Figure 00000005
,
Figure 00000005
,

Figure 00000006
,
Figure 00000006
,

где Н - высота слоя катализатора, м,where N is the height of the catalyst layer, m,

g - ускорение свободного падения, м/с2,g is the acceleration of gravity, m / s 2 ,

Δрпот - потерянный напор, Па,Δр sweat - lost pressure, Pa,

dp - средний диаметр частицы катализатора, м,d p is the average particle diameter of the catalyst, m,

μ - динамическая вязкость жидкости, Па/с,μ is the dynamic viscosity of the liquid, Pa / s,

Umin - минимальная линейная скорость свободно стекающей жидкости, м/с, равнаяU min - the minimum linear velocity of a freely flowing liquid, m / s, equal to

Figure 00000007
,
Figure 00000007
,

где Ga - критерий Галилея, определяемый по формуле:where Ga is the Galileo criterion, determined by the formula:

Figure 00000008
,
Figure 00000008
,

(см. El-Hisnavi А.А., Dudukovic М.Р., Mills P.L. / ASC Symp. Series, 1982, v. 196, p. 431).(see El-Hisnavi A.A., Dudukovic M.P., Mills P.L. / ASC Symp. Series, 1982, v. 196, p. 431).

Реакция должна протекать в изотермических условиях, что достигается не только испарением жидкости, но и тем, что пары компонента, взятого в избытке, при конденсации на внутренней стенке реактора передают тепловую энергию внешнему теплоносителю или воздуху.The reaction should proceed under isothermal conditions, which is achieved not only by evaporation of the liquid, but also by the fact that the vapors of the component taken in excess transfer thermal energy to the external heat carrier or air during condensation on the inner wall of the reactor.

Для того чтобы исключить барботирование, объемная скорость жидкости должна быть не более объемной скорости начала захлебывания Объемная скорость начала захлебывания, которую принимают как максимальную объемную скорость стекающей жидкости, Wmax - такое ее значение, которое равно произведению линейной скорости свободного стекания на полное сечение свободного объема в неподвижном слое катализатора.In order to prevent bubbling, the volumetric velocity of the liquid should not be greater than the volumetric velocity of the beginning of flooding Volumetric velocity of the beginning of flooding, which is taken as the maximum volumetric velocity of the flowing liquid, W max is such a value that is equal to the product of the linear velocity of free runoff and the total free volume in a fixed catalyst bed.

Выражение для объемной скорости начала захлебывания Wmax (1) учитывает то, что, во-первых, свободное сечение, через которое проходит жидкость, уменьшается на относительную величину εг (предполагается, что варьирование объемного расхода на εг пренебрежимо мало или парообразование регулируют таким образом, чтобы εг поддерживалось постоянным), во-вторых, в формулу входит не общий объемный расход жидкости, a W - расход той жидкости, которая остается после парообразования в пространстве реактора, который можно определить через материальный баланс потоковThe expression for the volume velocity of the onset of flooding W max (1) takes into account the fact that, firstly, the free cross section through which the liquid passes decreases by a relative value ε g (it is assumed that the variation in the volume flow rate by ε g is negligible or so that ε g is kept constant), secondly, the formula does not include the total volumetric flow rate of the liquid, and W is the flow rate of that liquid that remains after vaporization in the reactor space, which can be determined through the material ball ns threads

Figure 00000009
,
Figure 00000009
,

Wж - общий расход жидкости, м3/с.W w - overall flow rate, m3 / s.

Плотность пара можно определить по закону идеального газа. Формулу (1) можно использовать и в случае, когда паросодержание равно 0. Эта же зависимость может быть выражена и через минимальный диаметр реактораThe vapor density can be determined by the law of an ideal gas. Formula (1) can also be used when the vapor content is 0. The same dependence can be expressed in terms of the minimum diameter of the reactor

Figure 00000010
Figure 00000010

где U - линейная скорость свободно стекающей жидкости, м/с.where U is the linear velocity of the freely flowing liquid, m / s.

Зависимости диаметра реактора от скорости захлебывания для изобутана при разных диаметрах частиц катализатора отражена на фиг. 1.The dependences of the diameter of the reactor on the flooding rate for isobutane at different diameters of the catalyst particles are shown in FIG. one.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими примерами.The proposed technical solution is illustrated by the following examples.

Пример 1Example 1

В верхнюю часть шестисекционного реактора с неподвижным гранулированным слоем катализатора, представляющего собой цилиндрики цеолита Y в РЗЭНСа-форме высотой 5 мм и диаметром 5 мм, подают алкилируемый компонент (изобутан). Бутилены (олефины) подают шестью параллельными потоками на каждый слой катализатора через устройства, обеспечивающие хорошее смешение потока углеводорода (продуктов реакции алкилирования вместе с неиспарившимся изобутаном), выходящих из предыдущего слоя, и потока бутиленов. Температуру в зоне реакции держат 90°С, давление 1,6 МПа, что соответствует равновесному состоянию пар-жидкость углеводородной смеси. Пары изобутана при этом находятся в состоянии насыщения.An alkylated component (isobutane) is fed into the upper part of the six-section reactor with a fixed granular catalyst bed, which is zeolite Y cylinders in REZEN-form, 5 mm high and 5 mm in diameter. Butylenes (olefins) are supplied in six parallel streams to each catalyst bed through devices that provide good mixing of the hydrocarbon stream (products of the alkylation reaction together with unevaporated isobutane) leaving the previous layer and the butylene stream. The temperature in the reaction zone is kept at 90 ° C, a pressure of 1.6 MPa, which corresponds to the equilibrium state of the vapor-liquid hydrocarbon mixture. Isobutane vapors are saturated in this case.

Количественное соотношение потоков устанавливают таким образом, что в целом по реактору расчетное соотношение изобутан : бутилены составляет 6:1, то есть изобутан берут в избытке. Выделяющееся тепло реакции снимают за счет испарения избыточного изобутана в каждой секции, что обеспечивает изотермические условия процесса.The quantitative ratio of the flows is established in such a way that, in the whole reactor, the calculated ratio of isobutane: butylenes is 6: 1, i.e., isobutane is taken in excess. The released heat of reaction is removed due to the evaporation of excess isobutane in each section, which ensures isothermal process conditions.

Объемную скорость стекающей жидкости выбирают так, чтобы она составляла не менее Wmin и не более Wmax.The volumetric velocity of the flowing liquid is chosen so that it is not less than W min and not more than W max .

Значения Wmin и Wmax предварительно рассчитывают по формулам (1) ÷(6). В этом и следующих экспериментах значения Wmin и Wmax были рассчитаны по этим формулам с помощью компьютерной программы - в редакторе «Microsoft Excel».The values of W min and W max are preliminarily calculated by the formulas (1) ÷ (6). In this and the following experiments, the values of W min and W max were calculated using these formulas using a computer program in the Microsoft Excel editor.

Жидкость стекает свободно под действием силы тяжести. При поддержании скорости жидкости в рассчитанном интервале барботирования не наблюдается.The liquid flows freely under the action of gravity. While maintaining the fluid velocity in the calculated sparging interval is not observed.

Углеводородный поток, на выходе из реактора содержащий непрореагировавший изобутан и продукты реакции, разделяют на два потока: паровой, полученный путем испарения изобутана, который затем конденсируют и направляют на рецикл, и жидкостной, представляющий собой продукты реакции – алкилбензин, который выводят из реакционной системы.The hydrocarbon stream at the outlet of the reactor containing unreacted isobutane and reaction products is divided into two streams: steam, obtained by evaporation of isobutane, which is then condensed and sent for recycling, and liquid, which is the reaction products - alkylbenzene, which is removed from the reaction system.

Сконденсировавшийся изобутан в виде рециркулята (орошения) смешивают со свежим потоком изобутана и подают в реакционную зону, а именно в слой катализатора. При этом увеличивается кратность циркуляции изобутана, и фактическое соотношение изобутан:бутены на входе в каждый слой катализатора составляет (70-75):1 при общем соотношении по реактору 6:1.The condensed isobutane in the form of recirculate (irrigation) is mixed with a fresh stream of isobutane and fed into the reaction zone, namely the catalyst bed. This increases the multiplicity of circulation of isobutane, and the actual ratio of isobutane: butenes at the entrance to each catalyst bed is (70-75): 1 with a total ratio of 6: 1 in the reactor.

Реакцию проводят в течение 24 ч.The reaction is carried out within 24 hours

Выход алкилбензина на пропущенные бутилены составляет 195% масс.The yield of alkylbenzene to the missing butylenes is 195% of the mass.

Октановое число по моторному методу в чистом виде составляет - 93,6 пунктов.The octane number by the motor method in its pure form is 93.6 points.

Показатели процесса приведены в таблице 1.The process indicators are shown in table 1.

Пример 2Example 2

В верхнюю часть шестисекционного реактора с неподвижным гранулированным слоем катализатора, представляющего собой цилиндрики цеолита X в РЗЭНСа-форме высотой 5 мм и диаметром 5 мм, подают алкилируемый компонент (изобутан). Бутилены (олефины) подают шестью параллельными потоками на каждый слой катализатора через устройства, обеспечивающие хорошее смешение потока углеводорода (продуктов реакции алкилирования вместе с неиспарившимся изобутаном), выходящих из предыдущего слоя, и потока бутена-1. Температуру в зоне реакции держат 80°С, давление (1,32 МПа), что соответствует равновесному состоянию пар-жидкость углеводородной смеси. Пары изобутана при этом находятся в состоянии насыщения. Количественное соотношение потоков устанавливают таким образом, что в целом по реактору расчетное соотношение изобутан : бутилены составляет 6:1, то есть изобутан берут в избытке. Выделяющееся тепло реакции снимают за счет испарения избыточного изобутана в каждой секции, что обеспечивает изотермические условия процесса.An alkylated component (isobutane) is fed to the upper part of the six-section reactor with a fixed granular catalyst bed, which is zeolite X cylinders in REZEN-form, 5 mm high and 5 mm in diameter. Butylenes (olefins) are supplied in six parallel streams to each catalyst bed through devices that provide good mixing of the hydrocarbon stream (products of the alkylation reaction together with non-evaporated isobutane) leaving the previous layer and the butene-1 stream. The temperature in the reaction zone is kept at 80 ° C, pressure (1.32 MPa), which corresponds to the equilibrium state of the vapor-liquid hydrocarbon mixture. Isobutane vapors are saturated in this case. The quantitative ratio of the flows is established in such a way that, in the whole reactor, the calculated ratio of isobutane: butylenes is 6: 1, i.e., isobutane is taken in excess. The released heat of reaction is removed due to the evaporation of excess isobutane in each section, which ensures isothermal process conditions.

Объемную скорость стекающей жидкости выбирают так, чтобы она составляла не менее Wmin и не более Wmax.The volumetric velocity of the flowing liquid is chosen so that it is not less than W min and not more than W max .

Значения Wmin и Wmax предварительно рассчитывают по формулам (1)÷(6). Жидкость стекает свободно под действием силы тяжести. При поддержании скорости жидкости в рассчитанном интервале барботирования не наблюдается.The values of W min and W max are preliminarily calculated by the formulas (1) ÷ (6). The liquid flows freely under the action of gravity. While maintaining the fluid velocity in the calculated sparging interval is not observed.

В углеводородный поток, на выходе из реактора, содержащий непрореагировавший изобутан и продукты реакции, вводят дополнительное тепло за счет подачи пара через змеевик таким образом, чтобы разделить продукты реакции на два потока: паровой, полученный путем испарения изобутана, который затем конденсируют и направляют на рецикл, и жидкостной, представляющий собой продукты реакции – алкилбензин, который выводят из реакционной системы. При этом увеличивается кратность циркуляции изобутана, и фактическое соотношение изобутан:бутен-1 на входе в каждый слой катализатора составляет 1000:1 при общем соотношении по реактору 6:1. Реакцию проводят в течение 52 ч.At the outlet of the reactor containing unreacted isobutane and reaction products, additional heat is introduced into the hydrocarbon stream by supplying steam through the coil in such a way as to separate the reaction products into two streams: steam obtained by evaporation of isobutane, which is then condensed and sent for recycling and liquid, representing the reaction products - alkylbenzene, which is removed from the reaction system. This increases the multiplicity of circulation of isobutane, and the actual ratio of isobutane: butene-1 at the entrance to each catalyst bed is 1000: 1 with a total ratio of 6: 1 in the reactor. The reaction is carried out for 52 hours.

Выход алкилбензина на пропущенные бутилены составляет 204% масс.The yield of alkylbenzene to the missing butylenes is 204% of the mass.

Октановое число по моторному методу в чистом виде составляет - 95,2 пунктов.The octane number by the motor method in its pure form is 95.2 points.

Качество продуктов приведено в таблице 1.Product quality is shown in table 1.

Пример 3Example 3

В верхнюю часть четырехсекционного реактора с неподвижным гранулированным слоем катализатора, представляющего собой экструдаты алюмоциркониевого катализатора диаметром 2,5 мм и длиной 3 мм, подают алкилируемый компонент (изобутан). Бутилены (олефины) подают четырьмя параллельными потоками на каждый слой катализатора через устройства, обеспечивающие хорошее смешение потока углеводорода (продуктов реакции алкилирования вместе с неиспарившимся изобутаном), выходящих из предыдущего слоя, и потока бутена-1. Температуру в зоне реакции держат 40°С, давление (0,60 МПа), что соответствует равновесному состоянию пар-жидкость углеводородной смеси. Пары изобутана при этом находятся в состоянии насыщения. Количественное соотношение потоков устанавливают таким образом, что в целом по реактору расчетное соотношение изобутан:бутилены составляет 6:1, то есть изобутан берут в избытке. Выделяющееся тепло реакции снимают за счет испарения избыточного изобутана в каждой секции, что обеспечивает изотермические условия процесса.An alkylated component (isobutane) is fed into the upper part of the four-section reactor with a fixed granular catalyst bed, which is extrudates of an aluminum-zirconium catalyst with a diameter of 2.5 mm and a length of 3 mm. Butylenes (olefins) are supplied in four parallel streams to each catalyst bed through devices that provide good mixing of the hydrocarbon stream (products of the alkylation reaction together with non-evaporated isobutane) leaving the previous layer and the butene-1 stream. The temperature in the reaction zone is kept at 40 ° C, pressure (0.60 MPa), which corresponds to the equilibrium state of the vapor-liquid hydrocarbon mixture. Isobutane vapors are saturated in this case. The quantitative ratio of the flows is established in such a way that, in the whole reactor, the calculated ratio of isobutane: butylenes is 6: 1, i.e., isobutane is taken in excess. The released heat of reaction is removed due to the evaporation of excess isobutane in each section, which ensures isothermal process conditions.

Объемную скорость стекающей жидкости выбирают так, чтобы она составляла не менее Wmin и не более Wmax.The volumetric velocity of the flowing liquid is chosen so that it is not less than W min and not more than W max .

Значения Wmin и Wmax предварительно рассчитывают по формулам (1)÷(6). Жидкость стекает свободно под действием силы тяжести. При поддержании скорости жидкости в рассчитанном интервале барботирования не наблюдается.The values of W min and W max are preliminarily calculated by the formulas (1) ÷ (6). The liquid flows freely under the action of gravity. While maintaining the fluid velocity in the calculated sparging interval is not observed.

В углеводородный поток, на выходе из реактора, содержащий непрореагировавший изобутан и продукты реакции, вводят дополнительное тепло за счет подачи пара через змеевик таким образом, чтобы разделить продукты реакции на два потока: паровой, полученный путем испарения изобутана, который затем конденсируют и направляют на , и жидкостной, представляющий собой алкилбензин, который выводят из реакционной системы. При этом увеличивается кратность циркуляции изобутана, и фактическое соотношение изобутан:бутен-1 на входе в каждый слой катализатора составляет 200:1 при общем соотношении по реактору 6:1.At the outlet of the reactor containing unreacted isobutane and reaction products, additional heat is introduced into the hydrocarbon stream by supplying steam through the coil in such a way as to separate the reaction products into two streams: steam obtained by evaporation of isobutane, which is then condensed and sent to and liquid, which is alkylbenzene, which is removed from the reaction system. This increases the multiplicity of circulation of isobutane, and the actual ratio of isobutane: butene-1 at the entrance to each catalyst bed is 200: 1 with a total ratio of 6: 1 in the reactor.

Реакцию проводят в течение 36 ч.The reaction is carried out for 36 hours

Выход алкилбензина на пропущенные бутилены составляет 200% масс.The yield of alkylbenzene to the missed butylenes is 200% of the mass.

Октановое число по моторному методу в чистом виде составляет 93,9 пунктов.The octane number by the motor method in its pure form is 93.9 points.

Качество продуктов приведено в таблице 1.Product quality is shown in table 1.

Пример 4Example 4

В верхнюю часть восьмисекционного реактора с неподвижным гранулированным слоем катализатора, представляющего собой экструдаты цеолита Y в РЗЭНСа-форме диаметром 1,2 мм и длиной 3 мм, подают алкилируемый компонент (изобутан). Бутилены (олефины) подают восемью параллельными потоками на каждый слой катализатора через устройства, обеспечивающие хорошее смешение потока углеводорода (продуктов реакции алкилирования вместе с неиспарившимся изобутаном), выходящих из предыдущего слоя, и потока бутена-1. Температуру в зоне реакции держат 60°С, давление (0,85 МПа), что соответствует равновесному состоянию пар-жидкость углеводородной смеси. Пары изобутана при этом находятся в состоянии насыщения.An alkylated component (isobutane) is fed into the upper part of the eight-section reactor with a fixed granular catalyst bed, which is extrudates of zeolite Y in REZEN-form with a diameter of 1.2 mm and a length of 3 mm. Butylene (olefins) are supplied in eight parallel streams to each catalyst bed through devices that provide good mixing of the hydrocarbon stream (products of the alkylation reaction together with the non-evaporated isobutane) leaving the previous layer and the butene-1 stream. The temperature in the reaction zone is kept at 60 ° C, pressure (0.85 MPa), which corresponds to the equilibrium state of the vapor-liquid hydrocarbon mixture. Isobutane vapors are saturated in this case.

Количественное соотношение потоков устанавливают таким образом, что в целом по реактору расчетное соотношение изобутан:бутилены составляет 6:1, то есть изобутан берут в избытке. Выделяющееся тепло реакции снимают за счет испарения избыточного изобутана в каждой секции, что обеспечивает изотермические условия процесса.The quantitative ratio of the flows is established in such a way that, in the whole reactor, the calculated ratio of isobutane: butylenes is 6: 1, i.e., isobutane is taken in excess. The released heat of reaction is removed due to the evaporation of excess isobutane in each section, which ensures isothermal process conditions.

Объемную скорость стекающей жидкости выбирают так, чтобы она составляла не менее Wmin и не более Wmax.The volumetric velocity of the flowing liquid is chosen so that it is not less than W min and not more than W max .

Значения Wmin и Wmax предварительно рассчитывают по формулам (1)÷(6). Жидкость стекает свободно под действием силы тяжести. При поддержании скорости жидкости в рассчитанном интервале барботирования не наблюдается.The values of W min and W max are preliminarily calculated by the formulas (1) ÷ (6). The liquid flows freely under the action of gravity. While maintaining the fluid velocity in the calculated sparging interval is not observed.

В углеводородный поток, на выходе из реактора, содержащий непрореагировавший изобутан и продукты реакции, вводят дополнительное тепло за счет подачи пара через змеевик таким образом, чтобы разделить продукты реакции на два потока: паровой, полученный путем испарения изобутана, который затем конденсируют и направляют на рецикл и жидкостной, представляющий собой продукты реакции – алкилбензин, который выводят из реакционной системы. При этом увеличивается кратность циркуляции изобутана, и фактическое соотношение изобутан:бутен-1 на входе в каждый слой катализатора составляет 250:1 при общем соотношении по реактору 6:1.At the outlet of the reactor containing unreacted isobutane and reaction products, additional heat is introduced into the hydrocarbon stream by supplying steam through the coil in such a way as to separate the reaction products into two streams: steam obtained by evaporation of isobutane, which is then condensed and sent for recycling and liquid, which is the reaction product - alkylbenzene, which is removed from the reaction system. This increases the multiplicity of circulation of isobutane, and the actual ratio of isobutane: butene-1 at the entrance to each catalyst bed is 250: 1 with a total ratio of 6: 1 in the reactor.

Реакцию проводят в течение 36 ч.The reaction is carried out for 36 hours

Выход алкилбензина на пропущенные бутилены составляет 200% масс.The yield of alkylbenzene to the missed butylenes is 200% of the mass.

Октановое число по моторному методу в чистом виде составляет - 94,0 пунктов.The octane number by the motor method in its pure form is 94.0 points.

Качество продуктов приведено в таблице 1.Product quality is shown in table 1.

Пример 5Example 5

В верхнюю часть двухсекционного реактора с неподвижным гранулированным слоем катализатора, представляющего собой экструдаты цеолита X в Pd-РЗЭНСа-форме диаметром 2,0 мм и длиной 3 мм, подают алкилируемый компонент (изобутан). Бутилены (олефины) подают двумя параллельными потоками на каждый слой катализатора через устройства, обеспечивающие хорошее смешение потока углеводорода (продуктов реакции алкилирования вместе с неиспарившимся изобутаном), выходящих из предыдущего слоя, и потока бутена-1. Температуру в зоне реакции держат 90°С, давление (1,62 МПа), что соответствует равновесному состоянию пар-жидкость углеводородной смеси. Пары изобутана при этом находятся в состоянии насыщения. Количественное соотношение потоков устанавливают таким образом, что в целом по реактору расчетное соотношение изобутан:бутилены составляет 6:1, то есть изобутан берут в избытке. Выделяющееся тепло реакции снимают за счет испарения избыточного изобутана в каждой секции, что обеспечивает изотермические условия процесса.An alkylated component (isobutane) is fed into the upper part of a two-section reactor with a fixed granular catalyst bed, which is an extrudate of zeolite X in a Pd-RESEN form with a diameter of 2.0 mm and a length of 3 mm. Butylenes (olefins) are fed in two parallel streams to each catalyst bed through devices that provide good mixing of the hydrocarbon stream (products of the alkylation reaction together with non-evaporated isobutane) leaving the previous layer and the butene-1 stream. The temperature in the reaction zone is kept at 90 ° C, pressure (1.62 MPa), which corresponds to the equilibrium state of the vapor-liquid hydrocarbon mixture. Isobutane vapors are saturated in this case. The quantitative ratio of the flows is established in such a way that, in the whole reactor, the calculated ratio of isobutane: butylenes is 6: 1, i.e., isobutane is taken in excess. The released heat of reaction is removed due to the evaporation of excess isobutane in each section, which ensures isothermal process conditions.

Объемную скорость стекающей жидкости выбирают так, чтобы она составляла не менее Wmin и не более Wmax.The volumetric velocity of the flowing liquid is chosen so that it is not less than W min and not more than W max .

Значения Wmin и Wmax предварительно рассчитывают по формулам (1)÷(6). Жидкость стекает свободно под действием силы тяжести. При поддержании скорости жидкости в рассчитанном интервале барботирования не наблюдается.The values of W min and W max are preliminarily calculated by the formulas (1) ÷ (6). The liquid flows freely under the action of gravity. While maintaining the fluid velocity in the calculated sparging interval is not observed.

В углеводородный поток, на выходе из реактора, содержащий непрореагировавший изобутан и продукты реакции, вводят дополнительное тепло за счет подачи пара через змеевик таким образом, чтобы разделить продукты реакции на два потока: паровой, полученный путем испарения изобутана, который затем конденсируют и направляют на рецикл, и жидкостной, представляющий собой продукты реакции – алкилбензин, который выводят из реакционной системы. При этом увеличивается кратность циркуляции изобутана, и фактическое соотношение изобутан:бутен-1 на входе в каждый слой катализатора составляет 100:1 при общем соотношении по реактору 6:1.At the outlet of the reactor containing unreacted isobutane and reaction products, additional heat is introduced into the hydrocarbon stream by supplying steam through the coil in such a way as to separate the reaction products into two streams: steam obtained by evaporation of isobutane, which is then condensed and sent for recycling and liquid, representing the reaction products - alkylbenzene, which is removed from the reaction system. This increases the multiplicity of circulation of isobutane, and the actual ratio of isobutane: butene-1 at the entrance to each catalyst bed is 100: 1 with a total ratio of 6: 1 in the reactor.

Реакцию проводят в течение 28 ч.The reaction is carried out for 28 hours.

Выход алкилбензина на пропущенные бутилены составляет 198% масс.The yield of alkylbenzene to the missing butylenes is 198% of the mass.

Октановое число по моторному методу в чистом виде составляет - 93,7 пунктов.The octane number by the motor method in its pure form is 93.7 points.

Качество продуктов приведено в таблице 1.Product quality is shown in table 1.

Пример 6Example 6

В верхнюю часть десятисекционного реактора с неподвижным гранулированным слоем катализатора, представляющего собой экструдаты цеолита X в Ni-РЗЭНСа-форме диаметром 2,5 мм и длиной 3 мм, подают алкилируемый компонент (изобутан). Бутилены (олефины) подают десятью параллельными потоками на каждый слой катализатора через устройства, обеспечивающие хорошее смешение потока углеводорода (продуктов реакции алкилирования вместе с неиспарившимся изобутаном), выходящих из предыдущего слоя, и потока бутена-1. Температуру в зоне реакции держат 100°С, давление (1,70 МПа), что соответствует равновесному состоянию пар-жидкость углеводородной смеси. Пары изобутана при этом находятся в состоянии насыщения. Количественное соотношение потоков устанавливают таким образом, что в целом по реактору расчетное соотношение изобутан : бутилены составляет 6:1, то есть изобутан берут в избытке. Выделяющееся тепло реакции снимают за счет испарения избыточного изобутана в каждой секции, что обеспечивает изотермические условия процесса.An alkylated component (isobutane) is fed to the upper part of the ten-section reactor with a fixed granular catalyst bed, which is extrudates of zeolite X in a Ni-REZEN-form with a diameter of 2.5 mm and a length of 3 mm. Butylenes (olefins) are supplied in ten parallel streams to each catalyst bed through devices that provide good mixing of the hydrocarbon stream (products of the alkylation reaction together with unevaporated isobutane) leaving the previous layer and the butene-1 stream. The temperature in the reaction zone is kept at 100 ° C, pressure (1.70 MPa), which corresponds to the equilibrium state of the vapor-liquid hydrocarbon mixture. Isobutane vapors are saturated in this case. The quantitative ratio of the flows is established in such a way that, in the whole reactor, the calculated ratio of isobutane: butylenes is 6: 1, i.e., isobutane is taken in excess. The released heat of reaction is removed due to the evaporation of excess isobutane in each section, which ensures isothermal process conditions.

Объемную скорость стекающей жидкости выбирают так, чтобы она составляла не менее Wmin и не более Wmax.The volumetric velocity of the flowing liquid is chosen so that it is not less than W min and not more than W max .

Значения Wmin и Wmax предварительно рассчитывают по формулам (1)÷(6). Жидкость стекает свободно под действием силы тяжести. При поддержании скорости жидкости в рассчитанном интервале барботирования не наблюдается.The values of W min and W max are preliminarily calculated by the formulas (1) ÷ (6). The liquid flows freely under the action of gravity. While maintaining the fluid velocity in the calculated sparging interval is not observed.

В углеводородный поток, на выходе из реактора, содержащий непрореагировавший изобутан и продукты реакции вводят дополнительное тепло за счет подачи пара через змеевик таким образом, чтобы разделить продукты реакции на два потока: паровой, полученный путем испарения изобутана, который затем конденсируют и направляют на рецикл и жидкостной, представляющий собой продукты реакции – алкилбензин, который выводят из реакционной системы. При этом увеличивается кратность циркуляции изобутана, и фактическое соотношение изобутан:бутен-1 на входе в каждый слой катализатора составляет 500:1 при общем соотношении по реактору 6:1.The hydrocarbon stream, at the outlet of the reactor, containing unreacted isobutane and reaction products introduces additional heat by supplying steam through the coil in such a way as to separate the reaction products into two streams: steam obtained by evaporation of isobutane, which is then condensed and sent for recycling liquid, which is the reaction product - alkylbenzene, which is removed from the reaction system. This increases the multiplicity of circulation of isobutane, and the actual ratio of isobutane: butene-1 at the entrance to each catalyst bed is 500: 1 with a total ratio of 6: 1 in the reactor.

Реакцию проводят в течение 46 ч.The reaction is carried out for 46 hours

Выход алкилбензина на пропущенные бутилены составляет 204% масс.The yield of alkylbenzene to the missing butylenes is 204% of the mass.

Октановое число по моторному методу в чистом виде составляет 94,5 пунктов.The octane number by the motor method in its pure form is 94.5 points.

Качество продуктов приведено в таблице 1.Product quality is shown in table 1.

Пример 7Example 7

В верхнюю часть трехсекционного реактора с неподвижным гранулированным слоем катализатора, представляющего собой экструдаты цеолита Y в Pt-РЗЭНСа-форме диаметром 1,6 мм и длиной 3 мм, подают алкилируемый компонент (изобутан). Бутилены (олефины) подают тремя параллельными потоками на каждый слой катализатора через устройства, обеспечивающие хорошее смешение потока углеводорода (продуктов реакции алкилирования вместе с неиспарившимся изобутаном), выходящих из предыдущего слоя, и потока бутена-1. Температуру в зоне реакции держат 80°С, давление (1,32 МПа), что соответствует равновесному состоянию пар-жидкость углеводородной смеси. Пары изобутана при этом находятся в состоянии насыщения. Количественное соотношение потоков устанавливают таким образом, что в целом по реактору расчетное соотношение изобутан : бутилены составляет 6:1, то есть изобутан берут в избытке. Выделяющееся тепло реакции снимают за счет испарения избыточного изобутана в каждой секции, что обеспечивает изотермические условия процесса.An alkylated component (isobutane) is fed into the upper part of a three-section reactor with a fixed granular catalyst bed, which is extrudates of zeolite Y in a Pt-REZEN-form with a diameter of 1.6 mm and a length of 3 mm. Butylenes (olefins) are fed in three parallel streams to each catalyst bed through devices that provide good mixing of the hydrocarbon stream (products of the alkylation reaction together with non-evaporated isobutane) leaving the previous layer and the butene-1 stream. The temperature in the reaction zone is kept at 80 ° C, pressure (1.32 MPa), which corresponds to the equilibrium state of the vapor-liquid hydrocarbon mixture. Isobutane vapors are saturated in this case. The quantitative ratio of the flows is established in such a way that, in the whole reactor, the calculated ratio of isobutane: butylenes is 6: 1, i.e., isobutane is taken in excess. The released heat of reaction is removed due to the evaporation of excess isobutane in each section, which ensures isothermal process conditions.

Объемную скорость стекающей жидкости выбирают так, чтобы она составляла не менее Wmin и не более Wmax.The volumetric velocity of the flowing liquid is chosen so that it is not less than W min and not more than W max .

Значения Wmin и Wmax предварительно рассчитывают по формулам (1)÷(6). Жидкость стекает свободно под действием силы тяжести. При поддержании скорости жидкости в рассчитанном интервале барботирования не наблюдается.The values of W min and W max are preliminarily calculated by the formulas (1) ÷ (6). The liquid flows freely under the action of gravity. While maintaining the fluid velocity in the calculated sparging interval is not observed.

В углеводородный поток, на выходе из реактора, содержащий непрореагировавший изобутан и продукты реакции, вводят дополнительное тепло за счет подачи пара через змеевик таким образом, чтобы разделить продукты реакции на два потока: паровой, полученный путем испарения изобутана, который затем конденсируют и направляют на рецикл, и жидкостной, представляющий собой продукты реакции – алкилбензин, - который выводят из реакционной системы. При этом увеличивается кратность циркуляции изобутана, и фактическое соотношение изобутан:бутен-1 на входе в каждый слой катализатора составляет 800:1 при общем соотношении по реактору 6:1.At the outlet of the reactor containing unreacted isobutane and reaction products, additional heat is introduced into the hydrocarbon stream by supplying steam through the coil in such a way as to separate the reaction products into two streams: steam obtained by evaporation of isobutane, which is then condensed and sent for recycling and liquid, which is a reaction product - alkylbenzene - which is removed from the reaction system. This increases the multiplicity of circulation of isobutane, and the actual ratio of isobutane: butene-1 at the entrance to each catalyst bed is 800: 1 with a total ratio of 6: 1 in the reactor.

Реакцию проводят в течение 42 ч.The reaction is carried out for 42 hours

Выход алкилбензина на пропущенные бутилены составляет 204% масс.The yield of alkylbenzene to the missing butylenes is 204% of the mass.

Октановое число по моторному методу в чистом виде составляет - 95,1 пунктов.The pure octane number by the motor method is 95.1 points.

Качество продуктов приведено в таблице 1.Product quality is shown in table 1.

Пример 8 (сравнительный)Example 8 (comparative)

В верхнюю часть шестисекционного реактора с неподвижным гранулированным слоем катализатора, представляющего собой цилиндрики цеолита Y в РЗЭНСа-форме высотой 5 мм и диаметром 5 мм, подают алкилируемый компонент (изобутан).An alkylated component (isobutane) is fed into the upper part of the six-section reactor with a fixed granular catalyst bed, which is zeolite Y cylinders in REZEN-form, 5 mm high and 5 mm in diameter.

Бутилены (олефины) подают шестью параллельными потоками на каждый слой катализатора через устройства, обеспечивающие хорошее смешение потока углеводорода (продуктов реакции алкилирования вместе с неиспарившимся изобутаном), выходящих из предыдущего слоя, и потока бутиленов. Температуру в зоне реакции держат 80°С, давление (1,32 МПа), что соответствует равновесному состоянию пар-жидкость углеводородной смеси. Пары изобутана при этом находятся в состоянии насыщения. Количественное соотношение потоков устанавливают таким образом, что в целом по реактору расчетное соотношение изобутан : бутилены составляет 6:1, то есть изобутан берут в избытке. Выделяющееся тепло реакции снимают за счет испарения избыточного изобутана в каждой секции, что обеспечивает изотермические условия процесса.Butylenes (olefins) are supplied in six parallel streams to each catalyst bed through devices that provide good mixing of the hydrocarbon stream (products of the alkylation reaction together with unevaporated isobutane) leaving the previous layer and the butylene stream. The temperature in the reaction zone is kept at 80 ° C, pressure (1.32 MPa), which corresponds to the equilibrium state of the vapor-liquid hydrocarbon mixture. Isobutane vapors are saturated in this case. The quantitative ratio of the flows is established in such a way that, in the whole reactor, the calculated ratio of isobutane: butylenes is 6: 1, i.e., isobutane is taken in excess. The released heat of reaction is removed due to the evaporation of excess isobutane in each section, which ensures isothermal process conditions.

Осуществляют расчет Wmin и Wmax по формулам (1)÷(6), но не поддерживают скорость жидкости в этих пределах. Значение реальной объемной скорости жидкости не достигает значения Wmin. Углеводородный поток, на выходе из реактора содержащий непрореагировавший изобутан и продукты реакции, разделяют на два потока: паровой, полученный путем испарения изобутана, который затем конденсируют и направляют на рецикл, и жидкостной, представляющий собой продукты реакции – алкилбензин, который выводят из реакционной системы.They calculate W min and W max according to formulas (1) ÷ (6), but do not maintain the fluid velocity in these limits. The value of real volumetric fluid velocity does not reach the value of W min . The hydrocarbon stream at the outlet of the reactor containing unreacted isobutane and reaction products is divided into two streams: steam, obtained by evaporation of isobutane, which is then condensed and sent for recycling, and liquid, which is the reaction products - alkylbenzene, which is removed from the reaction system.

Сконденсировавшийся изобутан в виде рециркулята (орошения) смешивают со свежим потоком изобутана и подают в реакционную зону, а именно в слой катализатора.The condensed isobutane in the form of recirculate (irrigation) is mixed with a fresh stream of isobutane and fed into the reaction zone, namely the catalyst bed.

При этом увеличивается кратность циркуляции изобутана, и фактическое соотношение изобутан:бутены на входе в каждый слой катализатора составляет (70-75):1 при общем соотношении по реактору 6:1.This increases the multiplicity of circulation of isobutane, and the actual ratio of isobutane: butenes at the entrance to each catalyst bed is (70-75): 1 with a total ratio of 6: 1 in the reactor.

Реакцию проводят в течение 12 ч.The reaction is carried out for 12 hours

Выход алкилбензина на пропущенные бутилены составляет 190% масс.The yield of alkylbenzene to the missed butylenes is 190% of the mass.

Октановое число по моторному методу в чистом виде составляет - 92,0 пунктов.The octane number by the motor method in its pure form is 92.0 points.

Результаты приведены в таблице 1.The results are shown in table 1.

Пример 9 (сравнительный)Example 9 (comparative)

В верхнюю часть шестисекционного реактора с неподвижным гранулированным слоем катализатора, представляющего собой цилиндрики цеолита Y в РЗЭНСа-форме высотой 5 мм и диаметром 5 мм, подают алкилируемый компонент (изобутан). Бутилены (олефины) подают четырьмя параллельными потоками на каждый слой катализатора через устройства, обеспечивающие хорошее смешение потока углеводорода (продуктов реакции алкилирования вместе с неиспарившимся изобутаном), выходящих из предыдущего слоя, и потока бутена-1. Температуру в зоне реакции держат 80°С, давление (1,32 МПа), что соответствует равновесному состоянию пар-жидкость углеводородной смеси. Пары изобутана при этом находятся в состоянии насыщения. Количественное соотношение потоков устанавливают таким образом, что в целом по реактору расчетное соотношение изобутан : бутилены составляет 6:1, то есть изобутан берут в избытке. Выделяющееся тепло реакции снимают за счет испарения избыточного изобутана в каждой секции, что обеспечивает изотермические условия процесса.An alkylated component (isobutane) is fed into the upper part of the six-section reactor with a fixed granular catalyst bed, which is zeolite Y cylinders in REZEN-form, 5 mm high and 5 mm in diameter. Butylenes (olefins) are supplied in four parallel streams to each catalyst bed through devices that provide good mixing of the hydrocarbon stream (products of the alkylation reaction together with non-evaporated isobutane) leaving the previous layer and the butene-1 stream. The temperature in the reaction zone is kept at 80 ° C, pressure (1.32 MPa), which corresponds to the equilibrium state of the vapor-liquid hydrocarbon mixture. Isobutane vapors are saturated in this case. The quantitative ratio of the flows is established in such a way that, in the whole reactor, the calculated ratio of isobutane: butylenes is 6: 1, i.e., isobutane is taken in excess. The released heat of reaction is removed due to the evaporation of excess isobutane in each section, which ensures isothermal process conditions.

Осуществляют расчет Wmin и Wmax по формулам (1)÷(6), но не поддерживают скорость жидкости в этих пределах. Значение реальной объемной скорости жидкости превышает значение Wmax.They calculate W min and W max according to formulas (1) ÷ (6), but do not maintain the fluid velocity in these limits. The value of the real volumetric fluid velocity exceeds the value of W max .

В углеводородный поток, на выходе из реактора, содержащий непрореагировавший изобутан и продукты реакции, вводят дополнительное тепло за счет подачи пара через змеевик таким образом, чтобы разделить продукты реакции на два потока: паровой, полученный путем испарения изобутана, который затем конденсируют и направляют на рецикл, и жидкостной, представляющий собой продукты реакции – алкилбензин, который выводят из реакционной системы.At the outlet of the reactor containing unreacted isobutane and reaction products, additional heat is introduced into the hydrocarbon stream by supplying steam through the coil in such a way as to separate the reaction products into two streams: steam obtained by evaporation of isobutane, which is then condensed and sent for recycling and liquid, representing the reaction products - alkylbenzene, which is removed from the reaction system.

При этом увеличивается кратность циркуляции изобутана, и фактическое соотношение изобутан:бутен-1 на входе в каждый слой катализатора составляет 200:1 при общем соотношении по реактору 6:1.This increases the multiplicity of circulation of isobutane, and the actual ratio of isobutane: butene-1 at the entrance to each catalyst bed is 200: 1 with a total ratio of 6: 1 in the reactor.

Реакцию проводят в течение 24 ч.The reaction is carried out within 24 hours

Выход алкилбензина на пропущенные бутилены составляет 195% масс.The yield of alkylbenzene to the missing butylenes is 195% of the mass.

Октановое число по моторному методу в чистом виде составляет 93,0 пункта.The octane number by the motor method in its pure form is 93.0 points.

Качество продуктов приведено в таблице 1.Product quality is shown in table 1.

Как следует из приведенных примеров, для получения удовлетворительных результатов процесса алкилирования изобутана бутиленами необходимо поддерживать объемную скорость стекающей жидкости в промежуточных границах, ее допускаемых, - минимального и максимального значений.As follows from the above examples, in order to obtain satisfactory results of the process of isobutane alkylation with butylenes, it is necessary to maintain the volumetric velocity of the flowing liquid at intermediate boundaries, its permissible ones, of minimum and maximum values.

Из сравнения примеров 1 и 9 видно, что тот же выход алкилбензина и тот же срок службы катализатора, выраженный через продолжительность межрегенерационного пробега, в примере по прототипу обеспечивается при соотношении изобутан: бутилены на входе в каждый слой 200:1 (в примере по изобретению то же соотношение составляет 70:1). Таким образом, требуемые выход продуктов и срок службы катализатора при слишком высокой скорости стекания жидкости могут быть достигнуты лишь за счет увеличения доли рецикла, то есть снижения производительности процесса. Октановое число в способе по прототипу, несмотря на это, остается более низким.A comparison of examples 1 and 9 shows that the same yield of alkylbenzene and the same service life of the catalyst, expressed in terms of the duration of the inter-regeneration run, in the example of the prototype is provided with the ratio of isobutane: butylene at the inlet to each layer 200: 1 (in the example according to the invention the ratio is 70: 1). Thus, the required product yield and catalyst life at too high a rate of liquid dripping can be achieved only by increasing the proportion of recycling, that is, reducing the productivity of the process. The octane number in the prototype method, despite this, remains lower.

Из сравнения примеров 1 и 8, в которых процесс алкилирования изобутана осуществляют в одних и тех же условиях, включая равную кратность циркуляции, видно, что при недостаточной скорости жидкости падает октановое число, срок службы катализатора и выход алкилбензина.From a comparison of examples 1 and 8, in which the isobutane alkylation process is carried out under the same conditions, including an equal multiplicity of circulation, it can be seen that at an insufficient fluid velocity the octane number, catalyst service life and alkylbenzene yield fall.

Можно видеть, что при проведении алкилирования изобутана бутиленами по прототипу - без поддержания скорости жидкости в требуемых пределах - процесс станет нестабильным. Выход и октановое число продукта окажутся непостоянными, а катализатор потребует более частой регенерации.It can be seen that when alkylating isobutane with butylenes according to the prototype — without maintaining the fluid velocity within the required limits — the process will become unstable. The yield and octane of the product will be inconsistent, and the catalyst will require more frequent regeneration.

Проведение алкилирования изобутана предложенным способом обеспечивает повышение стабильности процесса при сохранении высокой активности катализатора в течение длительного времени.The alkylation of isobutane by the proposed method provides an increase in process stability while maintaining high catalyst activity for a long time.

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

Claims (24)

Способ алкилирования изобутана в трехфазном реакторе с неподвижным слоем катализатора, включающий подачу бутиленов на каждый слой катализатора и изобутана, взятого в избытке по отношению к бутиленам, в верхнюю часть реактора, проведение реакции алкилирования при температуре и давлении, которые выбирают так, чтобы пары изобутана находились в состоянии насыщения, а дополнительное испарение жидкости в реакторе под действием тепла реакции обеспечивало изотермические условия процесса алкилирования, отделение и возвращение на рецикл непрореагировавшего изобутана и вывод полученного алкилбензина, отличающийся тем, что жидкость стекает свободно без барботирования под действием силы тяжести при объемной скорости, составляющейA method of alkylating isobutane in a three-phase reactor with a fixed catalyst bed, comprising supplying butylene to each catalyst bed and isobutane taken in excess with respect to butylene to the upper part of the reactor, carrying out an alkylation reaction at a temperature and pressure that is selected so that the isobutane vapors are in a state of saturation, and additional evaporation of the liquid in the reactor under the action of the heat of the reaction provided isothermal conditions for the alkylation process, separation and return to recycling react isobutane and outputting the resulting alkylbenzene, characterized in that the liquid flows freely without bubbling under gravity at a flow rate component не более значения Wmax, равногоno more than the value of W max equal to Wmax=0,787D2[ε(1-εг)]{[ρжг/(1-εгг]Umax}/ρж,W max = 0.787D 2 [ε (1-ε g )] {[ρ W + ε g / (1-ε g ) ρ g ] U max } / ρ W , и не менее значения Wmin, равногоand not less than the value of W min equal to Wmin=0,787D2[ε(1-εг)]{[ρжг/(1-εгг]Umin}/ρж,W min = 0.787D 2 [ε (1-ε g )] {[ρ W + ε g / (1-ε g ) ρ g ] U min } / ρ W , где Wmax - максимальная объемная скорость стекающей жидкости, м3/с,where W max - the maximum space velocity of the flowing liquid, m 3 / s, где Wmin - минимальная объемная скорость стекающей жидкости, м3/с,where W min - the minimum space velocity of the flowing liquid, m 3 / s, D - внутренний диаметр реактора, м,D is the inner diameter of the reactor, m, ε - порозность слоя катализатора,ε is the porosity of the catalyst layer, εг - паросодержание в реакторе в условиях проведения реакции,ε g - vapor content in the reactor under the reaction conditions, ρж - плотность жидкости на входе в реактор, кг/м3,ρ W - the density of the liquid at the inlet to the reactor, kg / m 3 , ρг - плотность паров в реакторе в условиях проведения реакции, кг/м3,ρ g - vapor density in the reactor under the conditions of the reaction, kg / m 3 , Umax - максимальная линейная скорость свободно стекающей жидкости, м/с, рассчитываемая исходя из системы уравненийU max - the maximum linear velocity of a freely flowing liquid, m / s, calculated on the basis of the system of equations
Figure 00000013
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000014
где Н - высота слоя катализатора, м,where N is the height of the catalyst layer, m, g - ускорение свободного падения, м/с2,g is the acceleration of gravity, m / s 2 , Δрпот - потерянный напор, Па,Δр sweat - lost pressure, Pa, dp - средний диаметр частицы катализатора, м,d p is the average particle diameter of the catalyst, m, μ - динамическая вязкость жидкости, Па/с,μ is the dynamic viscosity of the liquid, Pa / s, Umin - минимальная линейная скорость свободно стекающей жидкости, м/с, равнаяU min - the minimum linear velocity of a freely flowing liquid, m / s, equal to
Figure 00000015
Figure 00000015
где Ga - критерий Галилея, определяемый по формулеwhere Ga is the Galileo criterion, determined by the formula
Figure 00000016
Figure 00000016
RU2016121884A 2016-06-02 2016-06-02 Method of alkylating isobutane in three-phase reactor with fixed layer of catalyst RU2637922C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121884A RU2637922C2 (en) 2016-06-02 2016-06-02 Method of alkylating isobutane in three-phase reactor with fixed layer of catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016121884A RU2637922C2 (en) 2016-06-02 2016-06-02 Method of alkylating isobutane in three-phase reactor with fixed layer of catalyst

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016121884A RU2016121884A (en) 2017-12-05
RU2637922C2 true RU2637922C2 (en) 2017-12-08

Family

ID=60580603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016121884A RU2637922C2 (en) 2016-06-02 2016-06-02 Method of alkylating isobutane in three-phase reactor with fixed layer of catalyst

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2637922C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2715540C1 (en) * 2018-12-28 2020-02-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" Method of producing alkylbenzines in catalytic reactor with internal axial distribution of alkylating agent

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1076423A1 (en) * 1982-12-10 1984-02-29 Предприятие П/Я Р-6518 Process for preparing alkylbenzenes
US5986158A (en) * 1996-11-27 1999-11-16 Akzo Nobel Nv Process for alkylating hydrocarbons
RU2189857C2 (en) * 1996-07-26 2002-09-27 Энститю Франсэ Дю Петроль Method and device for functioning of bubble reaction column with three-phase reaction method for fisher- tropsch synthesis
KR20040095300A (en) * 2002-03-18 2004-11-12 아크조 노벨 엔.브이. Alkylation of saturated hydrocarbons using interstage distillation
RU2444507C1 (en) * 2010-08-12 2012-03-10 Учреждение Российской Академии Наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимического Синтеза Им. А.В. Топчиева Ран (Инхс Ран) Method of producing alkylbenzine
JP5789315B2 (en) * 2007-01-26 2015-10-07 アルベマール・ネーザーランズ・ベー・ブイ Hydrocarbon alkylation process using rare earth-containing zeolite and catalyst containing metal hydride

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1076423A1 (en) * 1982-12-10 1984-02-29 Предприятие П/Я Р-6518 Process for preparing alkylbenzenes
RU2189857C2 (en) * 1996-07-26 2002-09-27 Энститю Франсэ Дю Петроль Method and device for functioning of bubble reaction column with three-phase reaction method for fisher- tropsch synthesis
US5986158A (en) * 1996-11-27 1999-11-16 Akzo Nobel Nv Process for alkylating hydrocarbons
KR20040095300A (en) * 2002-03-18 2004-11-12 아크조 노벨 엔.브이. Alkylation of saturated hydrocarbons using interstage distillation
JP5789315B2 (en) * 2007-01-26 2015-10-07 アルベマール・ネーザーランズ・ベー・ブイ Hydrocarbon alkylation process using rare earth-containing zeolite and catalyst containing metal hydride
RU2444507C1 (en) * 2010-08-12 2012-03-10 Учреждение Российской Академии Наук Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимического Синтеза Им. А.В. Топчиева Ран (Инхс Ран) Method of producing alkylbenzine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2715540C1 (en) * 2018-12-28 2020-02-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" Method of producing alkylbenzines in catalytic reactor with internal axial distribution of alkylating agent

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016121884A (en) 2017-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI777003B (en) Method for obtaining alcohols from aldehydes ii
JP4658945B2 (en) Separation method of a mixture containing ethyleneamines by distillation
CA2278666C (en) Catalytic converter and method for highly exothermic reactions
EA035520B1 (en) Process and reactor for the epoxidation of propene
RU2743989C1 (en) Fluidised bed device and a method of producing para-xylene and combined production of lower olefins from methanol and/or dimethyl ether and toluene
KR102394318B1 (en) Catalytic Dehydrogenation Method
RU2005107727A (en) METHOD FOR CONTROL MULTI-PHASE REJECTOR REACTOR
RU2743135C1 (en) Fluidised bed device and a method of producing para-xylene and co-producing lower olefins from methanol and/or dimethyl ether and benzene
RU2637922C2 (en) Method of alkylating isobutane in three-phase reactor with fixed layer of catalyst
UA53622C2 (en) A process for vinyl acetate preparation
PL200925B1 (en) Method of catalitically conducting multiple-phase reactions, in particular carboxylic acid vinylating reactions
US4705621A (en) Catalytic reactor system with crosscurrent liquid and gasflow
US7381838B2 (en) Preparation of tertiary carboxylic acids
KR101263221B1 (en) Process for preparing vinyl acetate
KR20010024417A (en) Process for producing liquid and, optionally, gaseous products from gaseous reactants
EA024857B1 (en) Liquid/gas reactor and process for gas/liquid reaction
US20230202948A1 (en) Method for purifying isobutene from a c4 stream and process system therefor
EA035906B1 (en) Process for the epoxidation of propene
US10131611B2 (en) Process for the hydrodechlorination of a feed comprising dichloroacetic acid
CN104109072B (en) The reaction unit of methanol-to-olefins and its application
EP3846928A1 (en) Bubble shell-and-tube apparatus
CN111662146A (en) Process and apparatus for producing olefins from oxygenates
RU2792186C2 (en) Method for production of unsaturated carboxylic acid ether
JP2019081725A (en) Method for producing (meth)acrylonitrile
CA3137511C (en) Olefin trimerization