SU1076423A1

SU1076423A1 - Способ получени алкилбензинов

Info

Publication number: SU1076423A1
Application number: SU823520497A
Authority: SU
Inventors: Владимир Леонович Байбурский; Казимир Иванович Патриляк; Петр Николаевич Галич; Виктор Степанович Гутыря; Саламбек Наибович Хаджиев; Валерий Анатольевич Бортышевский; Ильяс Магомедович Герзелиев; Виктор Иванович Прохоренко
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6518; Отделение Нефтехимии Института Физико-Органической Химии И Углехимии Ан Усср
Priority date: 1982-12-10
Filing date: 1982-12-10
Publication date: 1984-02-29

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛБЕНЗИНОВ путем алкилировани изобутана о ефивами в Присутствии цеолитного катализатора при 40-100 С и повькаеинсж давлении с циркул цией обогащенного изобутаиом углеводород ного потока, о т л и ч а ю ц и йс тем, что, с целью повыиени селективности процесса, выхода и качества целевого алкилбензина, процесс осуществл ют при давлении Haoiiценных паровреакционной смеси 0,52 МПа, при котором циркулирующий, углеводородный поток обогащаетс изобутаном в результате его испарени из рекациои ой смеси за счет тепла реакции алкилировани или дополнительного подвода тепла, последующей его конденсаций и возвращени в зону реакции.

Description

Изобретение относитс к усоверш ствЬйанному способу получени алки бензинов, которые известны как выс коэффективные компоненты моторных топлив. Известен промышленный способ по лучени алкилбензинов путем алкили роваии изобутана олефинами в присутствии серной и фтористоводородной кислот при 10-12 и 35-40с соо ветственно, и давлении,обеспечиваю тем пребывание реагентов в жидком виде. Реакцию провод т путем эмуль гировани углеводородной фазы, вкл чающей изобутан и олефины в соотно шении (5-10):1, с жидким кислотным к атализатором при соотношении фаз Is(1-1,5/. Превращение олефйнов происходит с большой скоростью, и селективность реакции сильно зависит от кратности разбавлени оле финов изобутаном. Поэтому в обоих вариантах процесса создают высокую внутреннюю циркул цию суммарного потока продуктов реакции и катализатора , обеспечивающую внутреннее соотнс иекие изобутана к олефинам до 500:1 GI , Недостатком указанного способа Явл етс использование токсичных и коррозионно-активных катализаторов , сложность их регенерации и св занна с этим высока опасность процесса, Известен способ получени алкил бензинов путем алкировани изопара финов олефинами с применением цеолитных катализаторов. Процесс осуществл ют путем контактировани сме си изобутана с бутиленами на цеоли ном катализаторе (шесть расположен ных друг над другом.неподвижных слоев ,/ при температуре 70-100 С и давлении 1-10 МПа, обеспечивающем пребывание углеводородов в жидком виде; при общем отношении изобутан : :олефины пореактору 6:1 при числе слоев катализатора шесть мольное локальное соотношение на каждом слое составл ет 36;1. Дл создани мольного избытка изобутана к олефинам, обеспечивающе го подавление побочных реакций поли меризации олефйнов и повышающего .селективность основной реакции, ал килируемый агент-изобутан пропускаю последовательно через все слои ката лизатора, а олефины ввод т на каждый слой в таких количествах, при которых кажда порци их конвертирует на слое при прин той объемной скорости суммарного потока. Увеличениё разбавлени олефйнов изобутаном достигают путем увеличени числа слоев катализатора, на которые ввод т потоки рлефин-содержащего .сырь Г2. Недостатком указанного способа вл етс то., что при большом числе слоев катгшизатора усложн етс конструкци реактора и возрастают трудности управлени им. При малом количестве слоев снижаетс селективность процесса и повышаетс веро тность локальных перегревов. Наиболее близким по.технической сущности к предлагаемому вл етс способ получени алкилбензинов путем алкилировани изопарафинов олефинами в присутствии нескольких (по крайней мере двух) неподвижных слоев цеолитного катализатора при 40100°С , Процесс осуществл ют при давлении 3-6 МПа (предпочтительно 3,5 МПа), при котором циркулирующий углеводородный поток, наход щийс в жидкой фазе, перед введением его в слой катализатора обогащаетс изобутаном в результате смешени с охлахсденным в теплообменнике потоком , состо щим из второго реагирующего компонента (олефина )и части потока, прошедшего слой катализатора и включающего непрореагировавший изобутан и продукты реакции, образовавшиес при контакте с катализатором . При этом объемное отношение возвращаемого в зону реакции потока к потоку исходного сырь (олефин) составл ет (8-12):1 (предпочтительно 10:1). В процессе используетс цеолитный катализатор Линде редкоземельной формы в таблетках размером 6,4-3,2 мм, объемна подача жидких углеводородов в каждый слой катализатора равна 1-3 (предпочтительно 2 ч). Таким приемом создаетс дополнительное разбавление олефйнов изобутаном без общего увеличени соотношени изобутан: олефины по реактору в целом и уменьшаетс опасность локального повышени температуры в сло х катализатора без увеличэни числа слоев 3. Недостатком описанного способа вл етс мала селективность процесса - выход целевого продукта - алкилбензина находитс на уровне 50 мас.% от олефйнов. Цель изобретени - повышение селективности процесса получени алкилбензинов , улучшение выхода и качества получаемых продуктов. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу получени алкилбенэинов путем алкилировани изобутана олефинами в присутствии цеолитного катализатора при 40 100°С и повышении давлени насыщенных паров реакционной смеси 0,52 МПа,при котором циркулирующий углеводородный поток обогащаетс изобутаном в результате его испарени из реакционной смеси за счет .

тепла реакции алкилировани или дополнительного .подвода тепла, последующей его конденсации и возвращени в зону реакции.

Реакцию осуществл ют в секционированном реакторе с неподвижным слоем катализатора, в котором давление соответствует давлению насыщенных паров реагирующей смеси при температуре реакции. Катализатор представл ет собой гранулированный материал , выполненный в виде цилиндриков , шариков или таблеток размером от 2 до 10 мм, полученный экструзией , прессованием или любым другим известным способом, обеспечивающим прочность гранул более 0,5 кг/мм.

Алкилируемый агент (изобутан) при 40-100 С и давлении, соответствующем давле 1ию насьщенных паров ур леводородной смеси (0,5-2 МПа, подают в верхнюю секцию реактора и последовательно пропускают через все секции с катализатором. Ллкилирующий агент (олефины) распредеЛ .ЯЮТ на несколько потоков, число которых равно числу секций катализатора , и подают в секции равными параллельными потоками, каждый -из которых смешивают с потоком алкируемого гента (соотношение 1:(10-200) выход щего .из предыдущей секции и поступающего на последующую секцию катализатора.

Выдел ющеес в процессе реакции тепло используют дл испарени наиболее легкокип щего компонента смеси - изобутана, который конденсируют в дефлегматоре и возвращают в реакционную зону, обогаща циркулирующий углеводородный поток алкилируемым агентом.

В этих услови х более высококип щие продукты реакции алкилирова- . ни практически не испар ютс и остаютс в жидкой фазе.

Неиспарившийс алкилируемый агент -(изобутан ) и продукты реакции с предьлдущей секции смешивают с новой порцией алкилирующего агента (.о.ефина) и подают на последующую секцию, а образующийс паровой поток направл ют на конденсацию.. Суммарный сконденсированный поток в виде орошени подают в реакционную зону (в первую или в каждую из секций ).

За такого способа осуществлени процесса внутри реакционной зоны обеспечиваютс изотермические услови , и циркулирующий поток, догпол нительно разбавл ющий алкилирующий агент, состоит преимущественно из алкилйруемогО агента (свыше 80 мас.% изобутана). Продукты реакцйи , как олее высококип щие, испар ютс весьма незначительно и в циркулирующем потоке практически отсут

ствуют (менее ОД мас.%).- Это способствует повышению селективности процесса и увеличению длительности работы катализатора без ухудшени показателей.

Дл создани более высоких мольных соотношений гшкилируемого и алкилирующего агента увеличивают кратность циркул ции алкилируемого агента за счет дополнительного под-г

0 вода тепла любым известным способом на выходе из каждой секции или на выходе с последней секции катализатора и дополнительного количества хладоагента дл конденсации изобу5 тана, испарившегос за счет этого дополнительного тепла. Сконденсировавшийс изобутан направл ют в . реакционную зону и разбавл ют подаваемые в зону реакции олефины.

Пример 1. В верхнюю чаЬть шестисекционного реактора с непод- Бижным гранулированным слоем катализатора , представл ющего собой цилиндрики цеолита У в РЗЭНСА-форме высотой 5 мм и диаметром 5 мм, подают алкилируемый компонент (изо-: бута-н). Бутилены (алкилирующий агент) ввод т шестью равными параллельными потокс1ми на каждий слой катализатора через устройства, обеспечивающие хорошее смещение потока углеводородов С продуктов реакции алкилировани вместе с неиспарившимс изобутаном ), выход щих из предыдущего сло , и потока бутиленов. Температуру в зоне реакции держат , давление (1,6 МПа ) соответствует давлению насыщенных паров углеводородной смеси.

Количественное соотношение потоков устанавливают таким образом, что в целом по реактору расчетное соотношение изобутан:олефины составл ет 6:1. Выдел ющеес тепло реакции снимают за счет испарени избыточного изобутана в каждой секции. Пары изобутана по коллектору вывод т с различных секций и направл ют в дефлегматор. Сконденсировавшийс изобутан в виде рециркул та (орошени .) смешивают со свежим потоком изобутана и поДают в реакционную зону, а именно, в слой катализатора . При этом фактическое соотношение изобутан:олефины на входе в каждый слой катализатора составл ет (70-75) :1. Реакцию провод т в течение 12 ч.

Выход алкилбензина на пропущенные олефины составл ет 190 мас.%.

Качество продуктов реакции приведено в таблице.

Пример 2. Опыт провод т как в примере 1, но в куб реактора ввод т дополнительное тепло за счет подачи пара через змеевик. При этом увеличиваетс кратность циркул ции

5

изобутана и фактическое соотношение изобутанголефины на выходе в каждый слой катализатора составл ет 200$1 при общем .соотнесении по реактору б: 1,

Реакцию Провод т в течение 40 ч.

Выход гшкилбензина на пропущенные бутилены составл ет 205 мас.%.

Качество продуктов приведено в таблице.

П-р и м е р 3 (сравнительный). Гранулированный цеолит У в РЗЭНСаформе в виде цилиндриков высотой 5 мм и диаметром 5 мм загружают в шестисекционный реактор. Изобутан подают последовательно через все секции, а бутилены - параллельными потоками в начгшо каждого сло катализатора , Реакцию провод т при температуре и давлении 2 МПа, обеспечивакицем пребывание компонентов в видком виде. Соотнесение.изобутан:олефины в целом по реактору поддерживают на уровне 6;1. Процесс провод т таким образом, что поток непрореагированного изобутана и продуктов реакции, выход щий из каждого сло катализатора, дел т в отношении 1:1. Одну часть возвращают , в начало данного сло , где . его смешивают с олефинсодержаздим потоком и потоком углеводородов, поступающих из предыдущего сло . Вторую часть направл ют на последующий слой катализатора и т.д.

В результате разбавление олефинов изобутаном в начале каждого сло катализатора повышаетс вдвое и составл ет 1:75. Реакцию провод т в течение 10 ч.

Выход алкилбензина на поданные бутилены составл ет 102 мас.% (в отличие от 50 мае.% в прототипе).

Качество продуктов приведено в таблице.

Как следует из приведенных примеров , осуществление реакции соглас но способу обеспечивает увеличение соотношени в слое катализатора изобутан:олефины без увеличени концентрации продуктов реакции.

Это уменьшает веро тность протекани реакций полимеризации и ловторного алкилировани продуктов реакции , что благопри тно сказываетс как на выходе целевого продукта (он увеличиваетс почти вдвое), так и на его качестве (октановое 5 число увеличиваетс на 2-3,6 пункта ). Осуществление реакции при дав . лёнии, соответствующем давлению насыщенншс паров, компонента, обеспечивает изотермичность процесса, что также благопри тно сказываетс на показател х.

В значительной степени упрощаетс управление процессом.

Соотношение изопарафин:олефины

по реактору в целом

на входе в каждый слой катализатора

Выход продуктов реакции

в расчете на пропущенные бутилены мас,%

Качество продуктов реакции: углеводородный состав по фракци м, мас.%

9в

6:1 75:1

102

1,0 , 1,0 3,2 55,6

Cg + высшие

октаново- число (моторным

методом в чистом виде),

пункт

Продолжительность межрегенерационного пробега катализатора, ч

Продолжение.таблицы

3,4

39,2

91,4

95

10

40

Claims

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛБЕНЗИНОВ путем алкилирования изобутена олефинами в Присутствии, цеолитного катализатора при 40-100^ο0 и повьвденном давлении с циркуляцией обогащенного иэобутаном углеводород· ного потока, отличающийся тем, что, с целью повыиения селективности процесса, выхода и качества целевого алкилбензина, процесс осуществляют при давлении насыщенных паров -реакционной смеси 0,52 МПа, при котором циркулирующий, углеводородный поток обогащается изобутаном в результате его испарения из рекационной смеси за счет тёпла _среакции алкилирования или дополни- S тельного подвода тепла, последующей его конденсаций и возвращения в зону реакции.

1076423 А