Преимущества плавиковой кислоты
Более высокая температура
Легче регенерация, снижается расход
Возможно водяное охлаждение реактора (отсутствие специального холодильного цикла)
Выше ресурсы алкилирующего агента (ББФ и ППФ)
Недостатки
1)Токсичность
2)Коррозионная агрессивность (специальная сталь для оборудования)
3)Жесткие требования к охране труда.
Катализаторы
Наиболее перспективными катализаторами алкилированияявляютсяттвердокислотные :
- каталитические системы, содержащие цеолиты, модифицированные благородными или переходными металлами;
- каталитические системы, содержащие цеолит типа фожазит в редкоземельной форме.
Оба типа катализаторов теряют активность в ходе процесса алкилирования и требуют регенерации (время работы до 30 часов).
В первом случае регенерацию катализатора ведут в среде водорода (процесс AlkyClean – компаний ABB LummusGlobal, AlbemarleCatalysts и NesteOil, процесс ExSact – компании Exelus, процесс Alkylene – компании UOP, ИНХС РАН), а во втором – в окислительной атмосфере (процессы АТК ГрозНИИ).
Процесс алкилированиянизкотемпературный, оптимальная температура при сернокислотномалкилировании10 0С(HF – 25-40 °C).
Чем ниже температура, тем больше скорость основных реакций. Но она ограничивается - при низкой температуре повышается вязкость кислоты.
Чем выше температура, тем больше скорость побочных реакций. Необходимо организовать интенсивный съем тепла.
На современных установках температура поддерживается за счет частичного испарения реакционного потока. При использовании цеолитов оптимальная температура 90..1000С.
При жидкофазномалкилировании давление не оказывает существенного влияния на процесс.
При алкилировании изобутана бутиленами давление поддерживают 0,35 - 0,42 МПа.
Если сырье содержит пропан-пропиленовую фракцию, то давление в реакторе несколько повышают.
Соотношение изобутан:олефин
Кислотные катализаторы – вызывают полимеризацию олефинов, поэтому необходимо снижать их концентрацию в реакционной смеси
Избыток изобутана интенсифицирует целевую и подавляет побочные реакции алкилирования, повышает качество алкилата.
Мольное соотношение изобутан:олефин = (4-10):1
Чрезмерное повышение этого соотношения увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты, поэтому поддерживать его выше 10:1 нерентабельно
Соотношение изобутан:олефин 7:1 5:1 3:1
Выхода алкилата, % об. 163 160 156
МОЧ 93,5 92,5 91,5
Соотношение катализатор:сырье должно быть в оптимальных пределах, при которых достигается максимальный выход алкилата высокого качества.
Оптимальное значение этого отношения составляет около 1:1, и может достичь 1,5 (объемное).
Установка Алкилирования
1) Блок подачи сырья, проходящего осушку от влаги
2) Блок реактора, в котором циркулирует кислота, подается избыточный изобутан и отводится избыточное тепло реакции испаряющимися продуктами реакции
3) Блок отстоя кислотыот продуктов реакции
4) Блок вывода пропана
5) Блок выделения циркулирующего изобутанаиз продуктов реакции, который после осушки поступает в реактор
6) Блок выделения алкилата
Параметры процесса
Продукты алкилирования
1)Алкилат (С5-190оС) с выходом 70-90%, МОЧ=93-95 - Высокооктановый компонент бензина.
2) Моноалкилат (выше 190оС), выход 3-5%, концентрат изоалканов - Получение растворителей, реактивных топлив, компонент дизельных топлив .
3) Отработанная бутановая фракция, выход 10-15%, 70%-н-бутана, 3% - изобутана, 27% - С5 - На ГФУ для выделения компонентов, для бензина для повышения ДНП
4) Пропан, выход 2-8%
32Оксигентаты. Преимущества их применения. Виды оксигенатов и способы получения.
Автомобильные бензины называют «ископаемым топливом»
При сгорании ископаемого топлива выделяется огромное количество загрязнений, представляющих серьезный риск для здоровья людей и других живых существ экосистемы.
Нефть невозобновляемый источник энергии, ее ресурсы ограничены.
Чем заменить бензин?
Оксигенаты – самый распространенный способ.
Установлено - частичная замена ископаемого топлива на кислородсодержащие компоненты позволяет практически исключить локальные перегревы двигателя, в результате чего значительно улучшается экологическая характеристика отработанных газов автомобиля, снижается эмиссия оксидов азота, дающих наибольший парниковый эффект.
Как известно, применение оксигенатов позволяет не только улучшить экологические показатели товарных бензинов, большинство из них проявляют высокую антидетонационную устойчивость. Современные международные стандарты на автомобильные бензины требуют обязательного наличия в их составе 2 3 - 2 7 % масс, оксигенатов в пересчете на чистый кислород.
Оксигенаты - общее название низших спиртов и простых эфиров, применяемых в качестве высокооктановых компонентов моторных топлив, принятое в химмотологической литературе. Их вырабатывают из альтернативного топливам сырья: метанола, этанола, фракций бутиленов и амиленов, получаемых из угля, газа, растительных продуктов и тяжелых нефтяных остатков. Использование оксигенатов расширяет ресурсы топлив и часто позволяет повысить их качество. Бензины с оксигенатами характеризуются улучшенными моющими свойствами, характеристиками горения, при сгорании образуют меньше оксида углерода и углеводородов.
Желательные температуры кипения оксигенатов - 70 - 90 С, поскольку в этих пределах выкипают фракции товарных бензинов с наименьшим ОЧ. Этим требованиям удовлетворяет МТАЭ ( метил-тре / и-амиловый эфир), который к применению в российских бензинах пока не допущен, хотя и испытан с положительным результатом.
При добавлении в бензины оксигенатов повышается полнота сгорания рабочей смеси в двигателях, снижаются токсичность выхлопных газов и вероятность образования смога. С принятием в США дополнения к Закону о чистом воздухе, обязывающего применять кислрродосодержащие соединения в качестве компонентов реформулированного бензина, их потребление резко увеличилось. Следует отметить, что высокая стоимость оксигенатов несколько ограничивает их применение при производстве автобензинов на некоторых НПЗ.
Главным преимуществом топлив с ненефтяными добавками является сопоставимость их моторных свойств со свойствами традиционных топлив.
