Способ переработки углеводородовпутем алкилирования

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительным к патенту— (22) Заявлено 189177 (21)2439855/23-04 (SS)hh. Kn

3 (32) 19,0176 (33) Сщ

С 07 С 2/62 (23) Приоритет— (31) 650341

Государственный комитет

СССР но.делам изобретений н открытий

Опубликовано150531. Бюллетень 14о 18 (53) УДК 66; 095.253.

Дата опубликования описания 15.05.81

° 7 (088. 8) (72) Автор изобретения

Иностранец Ричард Говард Джонс (США) Иностранная фирма

"Дзе Стандарт Ойл Компани" (СИ) (71) Заявитель (5 4 ) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДОВ ПУТЕМ АЛКИЛИ РОВАНИЯ

Изобретение относится к получению углеводородов из углеводородов с меньшим числом атомов углерода в молекуле в присутствии кислот.

Известны способы переработки углеводородов путем алкилирования (1).

Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки углеводородов путем алкилирования изобутана, взятого в малярном избытке, олефинами С -C>. Процесс проводят в присутствйи катализаторов — серной кислоты и низших нормальных алканов.

После алкилирования реакционную смесь разделяют с получением катализатора и углеводородной смеси. Последнюю разделяют на жидкую и паровую фазы, паровую фазу конденсируют и перерабатывают с выделением изобутана и возвратом его на алкилирование. Жидкую фазу, полученную при разделении смеси углеводородов, разделяют с получением парового потока изобутана.

Последний конденсируют и возвращают на алкилирование P2) .

Недостатком способа является то, что необходимая степень выделения изобутана из смеси углеводородов, сттдержЛщей алкилат, изобутан и нормальные алканы, достигается значи тельными размерами колонн, в частности деизобутанизатора, высокими з атрат ами электроэ нергии, высоким расходом охлаждактцей воды.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса за счет уменьшения размеров используемой аппаратуры, сокращения з атрат электроэнергии, исключения расхода охлаждающей воды.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки углеводородов .путем алкилирования изобутана, взятого в малярном избытке, олефинами С -С в присутствии серной кислоты и низших нормальных алканов, разделения реакционной смеси с получением катализатора и углеводородной смеси, разделения: последней на жидкую и паровую фазы, конденсации и последующей переработки паровой фазы с выделением изобутана и возвратом его на алкилирование, разделения жидкой фазы с получением парового потока иэобутана, конденсацию парового патока изобутана проводят косвенным теплообменом с углеводородной смесью и возвращают его на алкилирование °

831069

Кроме того, конденсацию и последующую переработку паровой фазы проводят с использованием косвенного теплообмена паров со смесью углевоцородов.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема проведения процесса по предлагаемому способу; на фиг. 2 - то же, с использованием в технологических линиях редукционных клапанов и отде-. лением потока парообразного низшего нормального алкана (н-бутана); на фиг. 3 - принципиальная схема испарительной системы, на фиг. 4 принципиальная схема проведения способа, по которому исходные компонены подают в реактор, где проводят реакцию алкилирования.

Олефин и изобутан, подаваемый на установку по линии 1 (фиг.1) направляют в реактор 2, где реагенты смешивают с кислотным катализатором. По- 20 лученный продукт выводят из реактора

2 по линии 3 и направляют в кислотный сепаратор 4, где катализатор отделяют от углеводородной смеси и возвращают в реактор по линки 5. Углево- 25 дородную смесь, содержащую алкилат, изобутан и инертные алканы, выводят из кислотного сепаратора 4 по линии 6. Углеводородную смесь направляют по линиям 7 и 8 для охлаждения 30 конденсаторов: по линии 7 — в конденсатор 9, где часть ее испаряется, обеспечивая охлаждение в конденсаторе. Затем углеводородную смесь, подают по линии 10 в сепаратоР 11 Разделения паровой и жидкой фаз. Таким же способом осуществляют охлаждение других конденсаторов, например путем подачи углеводородной смеси по линии 8, испарения по меньшей мере части ее в конденсаторе и затем подачи по линии 12 в сепаратор 11 для разделения паровой и жидкой фаз.

Аналогичным способом углеводородную смесь используют для охлаждения реактора по линии 13, после чего ее . 45 подают по линии 14 в сепаратор 11 для разделения паровой к жидкой фаэ.

В сепараторе 11 происходкт разделение паровой и жидкой фаз. Паровая фаза содержит в основном, иэобутан и инертные алканы, а жидкая фаэаизобутан и алкилаты. Паровую фазу подают по линии 15, где ее сжимают и конденсируют в испарительной системе 16. Обычно в кспарктельной системе 16 используют. одну клк нес колько колонн для отделения инертных алканов, например пропанов, от изобутана. Затем поток изобутака: направляют по линки 17 во второй сепаратор 18 разделения паровой к жидкой фаз. Жидкий поток кзобутана возвращают в реактор по линии 19, а паровую фазу - в кспарктелькую систему по линки 15. Жидкую фазу кз сепаратора 11, содержащую кзобу- 65 тан и алкилат, направляют затем по линии 20 в секцию обработки 21, где из нее удаляют остаточную кислоту и кислотные соединения. Далее жидкую фазу направляют по линии 22 в деиэобутанизатор 23. Тепловую энергию к деизобутаниэатору подводят по линии 24. Отгоняемый изобутан отводят с верха колонны по линии 25 в виде пара, который конденсируют в конденсаторе 9. Конденсированный изобутан частично направляют на орошение деизобутанизатора, частично рециркулируют в реактор 2 по линии 26. Продукт алкилирования — алкилат в виде жидкого донного потока, отводят по линии 27.

Углеводородную смесь, содержащую алкилат, изобутан и инертные алканы, выводят из кислотного сепаратора 4(см.фиг.2) по линии 6. Затем ее направляют на охлаждение конден- саторов по линии 7 и 8. На линии 7 перед конденсатором 9 устанавливают редукционный клапан 28, с помощью которого углеводородную смесь в линии 7 поддерживают в жидком состоянии и который дает возможность понизить давление потока углеводородной смеси, поступающего в конденсатор 9 и выходящего по линии 10. Давление понижают до такой степени, чтобы стало возможным испарение углеводородной смеси в конденсаторе 9. Частично испарение может иметь место между клапаном 28 и конденсатором 9. Аналогичный клапан 29, понижающий давление углеводородной смеси, устанавливают на линии 13, а редукционные клапаны (не показаны) можно установить на линии 8. Деизобутаниэатор 23 снабжают линией отвода парообразного бокового погона 30 по которой может быть вы> веден нормальный бутан в парообразном состоянии, последний конденсируют в конденсаторе 31. Обычно в линию 32 направляют охлаждающий агент для охлаждения конденсатора 31, однако для этой цели возможно также использование углеводородной смеси, поступающей по линии 8, оборудованной соответствующим редукционным клапаном.

Углеводородную смесь, используемую для охлаждения, подают по линии 14 (см.фиг.3) в сепаратор 11 разделения паровой к жидкой фаз. Паровую фазу подают по линии 15 в компрессор 33.

Пары сжимают в компрессоре и по линки 34 направляют в конденсатор 35.

В качестве ахлаждакщего агента можно использовать углеводородную смесь, подаваемую по линии 36. Сжатый конденсированный парообраэный поток выводят из конденсатора по линии 37. Одну часть этого потока направляют по линии 38 в ректификационную колонну 39, а другую — по линии

831069

40 во второй сепаратор 19 разделения паровой и жидкой фаз. Ректификационная колонна 39 является, как правило, депропанизатором. Тепло к колонне подводят по линии 41, пропан выводят с верха колонны в парообразном состоянии по линии 42. Паровой поток конденсируют в конденсаторе 43. Углеводородную смесь, подаваемую по линии 8, после понижения давления используют для охлаждения этого конден- 1 сатора, после чего ее направляют по линии 44 в сепаратор 11 разделения паровой и жидкой фаз. Сконденсированный пропан иэ конденсатора 43 частично подают на орошение депропанизатора по линии 45, частично отводят с установки по линии 46. донный остаток депропанизатора, содержащий главным образом изобутан, подают по линии 45 в сепаратор 19 разделения паровой и жидкой фаз °

Исходные компоненты, подают по линии 45 в реактор 46, где проводят реакцию алкилирования (фиг.4). Образукщийся парообразный поток отводят по линии 47 и направляют в испарительную систему 48 для отделения изобутана. Жидкий поток отводят по линии 49 и направляют в конденсатор 50, где он частично испаряется, Частично испарившийся жидкий поток подают по линии 51 в сепаратор 52 разделения паровой и жидкой фаэ. Отделенную паровую фазу направляют по линии 53 в испарительную систему 48, где подвергают обработке совместно с парообраэным потоком реактора 46.

Жидкую Фазу выводят из сепаратора 52 по линии 54 и направляют в деизобутанизатор 55. Продукт алкилирования выводят по линии 56, а богатые изобуганом пары отбирают по линии 57 и 40 направляют в конденсатор 50, где происходит косвенный теплообмен с жидким потоком углеводородной смеси реактора 46. Часть сконденсированного жидкого потока богатого изобута- 45 ном подают по линии 58 на орошение деизобутанизатора 55, остаток рециркулируют по линии 59 в реактор 46.

Конденсированный иэобутан, выделенный иэ испарительной системы 48, так- 50 же рециркулируют в реактор 46 по линии 60.

Способ может быть использован в любом процессе каталитического алкилирования с использованием серной кислоты в качестве катализатора.

Процесс алкилирования проводят при давлении 0,07-14 кгс/см температуре 10-50 С, с использованием олефинов с 2-5 углеродными атомами.

Состав олефинового сырья зависит от целевого продукта. Оно может содержать пропилеи, бутилены или амилены, а также различные инертные алканы, например пропан и бутан. Олефины смешивают с изобутаном либо до подачи в реактор, либо в реакторе. Обычно отношение иэобутанголефин 8:1,йО может составлять 15:1 и более.

Данный способ поясняется примерами, в которых в качестве сырья используют смесь иэобутана, бутилена и инертных алканов, а в качестве катализатора серную кислоту. Исходные реагенты берут в следукщих количествах, тыс.л/сут

Изобутан 606

:Вутилен 499

Инертные алканы 218

Для получения сравнительных данных в примерах задают октановое число целевого продукта 98,5 и количество его поддерживают постоянным. Соцержание изобутана в реакционной. зоне поддерживают на уровне 80% от общей загрузки и рециркуляции. Условия работы реактора для этих примеров одинаковы. Температура 10,g15,6оС, давление 4,2-4,6 кг/см

Пример 1 (по известному способу). После проведения алкилирования и отделения кислоты углеводородную смесь реактора используют для охлаждения реактора, после чего ее поцают в первый сепаратор для разделения паровой и жидкой фаз. Жидкость, вытекакщая из этого сепаратора, представляет собой поток, который подают в качестве сырья в деизобутаниэатор.

Для охлаждения конденсатора верхнего погона этого деизобутанизатора применяют охлаждаюшую воду.

Пример 2. (по предлагаемому способу). углеводородную смесь реактора после отделения кислоты направляют помимо охлаждения реактора параллельно в конденсатор верхнего погона деизобутанизатора. После охлаждения конденсатора эту смесь направляют в первый сепаратор разделения паровой и жидкой Фаз.

В таблице, приведены результаты при- меров 1 и 2.

831069

Показатели

Примеры

Содержание изобутана в загружаемом в реактор сырье, тыс.л/сут

606

606

18,2

15,9

Содержание изобутана в паровой фазе сепаратора, тыс.л/сут

4025

8330

Содержание изобутана в сырье, подаваемом в деизобутаниэатор, тыс.л/сут

4270

2490

Содержание изобутана в верхнем погоне деиэобутанизатора, тыс.л/сут

4210

2428

13,608 10, 332

15,876 . 11,844

3, 35 3,05 формула изобретения

Соотношение изобутан:олефин в реакторе

Тепловая нагрузка конденсатора, х .10 2ккал/ч

Тепловая нагрузка ребойлера, х -10" 2ккал/ч

Диаметр деизобутанизатора, м

Как видно из таблицы, по предлагаемому способу содержание изобутана в паровой фазе сепаратора (т.е. испарившегося изобутана) выше. Количество 35 подаваемого в деизобутанизатор изобутана снижается более, чем на 40%, что приводит к уменьшению как размеpos колонны, так и количества подводиьнх электроэнергии, пара и т.д. 4

Кроме того, возрастает значение соотношение изобутан: олефины, которое предопределяет повышение выхода алкилата.

Пример 3. Способ проводят в условиях аналогично примеру 2. При этом весь поток углеводородной смеси 15 направляют в конденсатор верхнего по-. гона деизобутаниэатора. Применение ох лаждающей воды полностью исключают.

Давлеиие в деизобутанизаторе снижается от 10,55 до 1,2 кгс/см, что 5р

2. облегчает отделение изобутана. Количество необходимой тепловой энергии снижается до 9, 0 72 х 10 " ккал/ч т.е. энергетические затраты более чем на 40% меньше; чем при известном способе.

1. Способ переработки углеводородов путем алкилирования иэобутана, взятого в молярном избытке, олефинами С -С в присутствии серной кислоты и низших нормальных алканов, последующего разделения реакционной смеси с получением катализатора и углеводородной смеси, разделения последней на жидкую и паровую фазы, конденсации и последующей переработик паровой фазы с выделением изобутана и возвратом его на алкилирование, разделения жидкой фазы с получением парового потока изсбутана, конденсации его и возврата на алкилирование, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, конденсацию парового потока изобутана проводят косвенным теплообменом с углеводородной смесью.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, конденсацию и последующую переработку паровой фазы проводят с использованием косвенного теплообмена паров с углеводородной смесью.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Суханов В. П. Каталитические процессы в нефтепереработке, М., "Химия", 1973 с. 351-352.

2. Патент CtdA 9 3187066, кл. 280-683.62 опублик. 1966 (прототип).

831069

Составитель Н. Королева

Редактор К. Волоцук Техред М. Табакович Корректор О. Билак .,Заказ 3302/52 Тираж 443 Подписное

ВНИИПИ Государственного коМитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ переработки углеводородовпутем алкилирования Способ переработки углеводородовпутем алкилирования Способ переработки углеводородовпутем алкилирования Способ переработки углеводородовпутем алкилирования Способ переработки углеводородовпутем алкилирования Способ переработки углеводородовпутем алкилирования 

 

Похожие патенты:

Вптб // 400075

Изобретение относится к способу повышения качества парафинового сырья

Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, а именно к способу сернокислотного алкилирования изопарафинов C4-C3 олефинами C3-C5 с целью получения высокооктановых добавок к моторным топливам

Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, а именно к способу сернокислотного алкилирования изопарафинов C4-C5 олефинами C3-C5 с целью получения высокооктановых добавок к моторным топливам
Изобретение относится к каталитическим процессам алкилирования алифатических углеводородов, в частности к способу регенерации отработанного катализатора на основе фторированной сульфокислоты для алкилирования углеводородов

Изобретение относится к каталитическим процессам алкилирования алифатических углеводородов, в частности к способу регенерации отработанного кислотного катализатора, применяемого для алкилирования углеводородов

Изобретение относится к алкилированию алифатических углеводородов в присутствии кислотного катализатора и к самому катализатору

Изобретение относится к производству топлива, в частности к способу получения бензиновой фракции
Наверх