Целевые и побочные продукты

Установка изомеризации парафиновых углеводородов

Выполнила:

студентка гр. 09-Н-ХТ2

Винникова В. А.

Проверил:

Троян А. С.

Краснодар

Изомеризацияпарафиновых углеводородов (англ.
isomerization) — процесс переработки легких
парафинов нормального строения (н-С₄, н-С₅,н-С₆) в их изомеры

Назначение.

Процесс изомеризации пара­финовых углеводородов предназначен для повышения октано­вого числа пентан-гексановых фракций бензинов, выкипающих до 70 °С, и получения индивидуальных изопарафиновых углево­дородов — изобутана и изопентана — из н-бутана и н-пентана с целью увеличения ресурсов сырья при синтезе изопренового каучука. Кроме того, изобутан используется как исходное сырье для процесса алкилирования и для получения изобутилена при синтезе МТБЭ.

Сырье

.

В качестве исходного сырья на установках в составе НПЗ — бензиновая фракция н. к. — 62 °С, полученная на установках АВТ и вторичной пере­гонки. В качестве водорода подпитки используются электро­литический водород и водородсодержащий газ с установок ката­литического риформинга.

Платина и палладий, входящие в состав катализаторов изоме­ризации, отравляются серой. Поэтому содержание серы в сырье должно быть, как правило, менее 0,0002 %- Катализаторы на основе цеолитов более стойки к отравлению серой. Если кислот­ным компонентом катализатора является оксид алюминия, акти­вированный галогеном, то сырье нужно тщательно осушать, так как вода снижает кислотную активность катализатора, вытесняя из него галоген; содержание воды в продукте, поступающем в ре­актор, не должно, как правило, превышать 10^-3 %. Для восполне­ния потерь галогена к сырью добавляют немного (порядка десяти­тысячных долей процента) галогенорганических соединений. Для катализаторов на основе цеолитов допускается содержание воды в сырье до 10^-2 %; в этом случае вода блокирует кислотные ак­тивные центры, и отравление обратимо.

Производительность аппаратуры и степень повышения октанового числа при изомеризации во многом зависят от содержания в сырье н-пентана, что необходимо учитывать при изменении качества сырья и соответственно изменять режим работы установки и соотношение компонентов при приготовлении товарной продукции. Насыщенные пары изомеров имеют более высокое давление, чем пары парафиновых углеводородов нормального строения. Поэтому давление насыщенных паров, а следовательно, и испаряемость продуктов изомеризации выше, чем исходного сырья.

Целевые и побочные продукты.

Процесс изомеризации стал одним из самых рентабельных способов получения высокооктановых и экологически чистых компонентов бензина, который широко применяется в зарубеж­ной нефтепереработке для повышения октановых чисел бензиновой фракции С₅— 100° С путем перегруппировки молекулярной структуры нормальных парафинов в их изомеры с более высоким октановым чис­лом.

Изомеризат легкой бензиновой фракции С5—С6 характеризуется низким содержанием ароматических и олефиновых углеводородов при октановой характеристике от 68 до 83 пунктов по исследовательскому методу в зависимости от качества перерабатываемой фракции, типа изомеризации и схемы процесса.

При изомеризации бутана побочные продукты не образуются, а при изомеризации пентана и алканов с большим числом угле­родных атомов в молекуле образуются насыщенные продукты раз­ложения легче и тяжелее исходного углеводорода и ненасыщен­ные углеводороды типа циклопентадиена, дающие с хлоридом алюминия маслообразный комплекс; активность катализатора при этом снижается. Основным продуктом распада с меньшим, чем в исходном углеводороде, числом атомов углерода в молекуле яв­ляется изобутан.

Побочные реакции эффективно подавляются добавлением в сырье небольших количеств бензола и проведением изомеризации под давлением водорода, что видно из следующих данных опытов по изомеризации пентана с хлоридом алюминия и хлороводородом.

Образование побочных продуктов объясняется алкилированием алкенов, присутствующих в сырье и образующихся при передаче карбкатионом протона катализатору, и распадом карбкатионов с большим числом атомов углерода по типу: