Стимулом к разработке нового процесса производства высокооктанового бензина послужил спрос на авиатопливо во время Второй мировой войны. Особенностью процесса алкилирования является его прямая зависимость от процессов глубокой переработки нефти — термического и, в особенности, каталитического крекинга.
Именно эти процессы являются единственными «поставщиками» легких олефинов (пропилен, бутилены), являющимися неотъемлемым компонентом сырья установок алкилирования. В связи с этим интерес к алкилированию и первые технологии начали появляться после создания относительно крупнотоннажных установок каталитического крекинга.
Второй компонент сырья алкилирования — изобутан — может поступать с установок гидрокрекинга. После окончания Второй мировой войны во многих странах Западной Европы прогресс в технологии каталитического риформинга значительно увеличил объемы производства высокооктановых бензиновых фракций.
В связи с этим интерес к технологиям получения алкилбензина несколько снизился, и в течение многих лет потребность в высокооктановом бензине, обусловленная ростом производства автомобилей, удовлетворялась процессом каталитического риформинга.
Новые экологические требования вновь привели к значимости процессов алкилирования. Так, согласно этим требованиям, в товарном бензине значительно ужесточились требования по содержанию бензола и других ароматических соединений, а также изоамиленов. Дополнительным плюсом является возможность регулировки концентрации бензола и ароматических соединений в товарном бензине.
Первый этап эволюции установок алкилирования. Строительство первых промышленных установок сернокислотного алкилирования началось в СССР в 1942 г. Первая установка для осуществления процесса сернокислотного алкилирования изобутана бутиленами в Советском Союзе была построена в Грозном по научно-исследовательским данным ГрозНИИ. Проект этой установки был выполнен Гипрогрознефтью.
Установки данного типа обладали рядом недостатков. Прежде всего, плохая смешиваемость катализатора и сырья процесса требует активных методов увеличения поверхности контакта, что на первом этапе не осуществлялось. Кроме того, для повышения селективности процесса необходимо проводить его при температуре –10–0°C. В силу несовершенства первых реакторов реакцию проводили зачастую при повышенной температуре вплоть до 30°C из-за недостатков конструкции системы охлаждения.
Второй этап эволюции установок алкилирования. Основной аппарат установок алкилирования — реактор, в котором должно осуществляться возможно более равномерное смешение сырья и катализатора — минеральной кислоты. В американской практике на начальном этапе внедрения процесса алкилирования нашли наибольшее распространение два типа реактора — с закрытой и открытой системой охлаждения продуктов реакции.
В реакторах первого типа отвод тепла осуществлялся за счет испарения хладагента (аммиак, пропан) в закрытой системе. Эмульсия сырье — катализатор создавалась за счет механических смесительных устройств специальной конструкции, расположенных внутри реактора. К этому типу относится вертикальный контактор «Стредфорда».
Особенностями второго типа реактора являлось создание низкой температуры в реакционной зоне путем испарения части находящихся в ней легких углеводородов и создание эмульсии углеводород — кислота за счет внешней циркуляции некоторого количества продукта с последующим пропуском его через систему смесителей и сопел.
По итогу промышленной практики наибольшее распространение нашли реакторы с закрытой системой охлаждения и постоянным механическим перемешиванием кислотно-углеводородной эмульсии, которые применялись в составе установок алкилирования на заводах Грозного.
Третий этап эволюции установок алкилирования. Недостатки установок алкилирования — низкая температура процесса, большое количество отходов, сложное аппаратурное оформление — потребовали очередного технологического прорыва.
В последнее время был разработан ряд процессов с твердым гетерогенным катализатором алкилирования. Аппаратурное оформление в этом случае практически не отличается от установок изомеризации; несмотря на малый срок непрерывной работы катализатора, несомненно, что установки данного типа являются наиболее передовыми.
Если понравилась статья просим оценить ее лайком и оставить своё мнение в комментариях! Советуем подписаться, чтобы не пропустить много интересных статей в будущем!
#технологии #наука #оборудование #промышленность #Алкилирование