НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

Технологические схемы HF-алкилировании ConocoPhillips

В присутствии фтористоводородной кислоты изобутан вступают в реакцию с пропиленом, бутенами и/или амиленами с получением высокооктанового алкилата, применяемого в качестве компонента моторных топлив. Основным продуктом реакций являются изопарафины C₅, с незначительной долей изоалканов С₇ и С₉, а также более низкокипящих и высококипящих парафинов. Для эффективной работы установки содержание примесей в сырьевой смеси не должно превышать:

• 20 мг/т для серы;
• 20 мг/т для воды;
• 3000 мг/т для бутадиена;
• 0,1% по жидкому объему для C₆₊
• 30 мг/т для оксигенатов (МТБЭ, диметилэфир и т. д.).

Увеличение содержания примесей выше указанных норм ведет к таким нежелательным последствиям, как:

• чрезмерное потребление кислоты;
• повышенный отбор побочных продуктов;
• возможное снижение октановой характеристики товарного алкилата.

Один из способов подготовки сырья для удаления бутадиена - гидроизомеризация (например, процесс Hydrisom компании ConocoPhillips). При гидроизомеризации уменьшается конентрация бутадиена и пентадиенов до чрезвычайно низкого уровня, а также происходит изомеризация бутена-1 до цис- и транс-2-бутена. Из бутенов-2 в процессе HF-алкилирования получается алкилат с более высокой октановой характеристикой.

Технологическая схема процесса HF-алкилирования компании ConocoPhillips

Система реактора и отстойника процесса HF-алкилирования компании ConocoPhillips

Олефин и подпиточный изобутан, обычно после объединения в один поток подвергаются осушке (технологические схемы на рисунках выше). Полученный компаунд олефина и подпиточного изобутана объединяется с рецикловым изобутаном и направляется в дифференциальный гравитационный реактор патентованной конструкции Phillips. Этот реактор. работающий при низкой температуре, не оснащен подвижными частями, типа лопастей или мешалок, а также не имеет циркуляционных кислотных насосов. Подаваемая смесь распределяется в подвижном слое жидкой кислоты благодяра разности плотностей углеводородов и кислоты. Полная трансформация олефинов в алкилат происходит с очень высокой скоростью.

Рабочие параметры в реакторе относительно умеренные:

• температура обычно находится в интервале 27 - 43 °C (от 80 до 110 °F), то есть всего на 2,5 - 8 °C (5 - 15 °F) превышает температуру охлаждающей воды;
• давление немного выше необходимого для поддержания углеводородов в жидком состоянии - обычно в диапазоне 590 - 820 кПа (от 85 до 120 фунт/дюйм₂);
• соотношение изобутан/олефины в типичном случае составляет от 8:1 до 13:1.

Проект каждой установки алкилирования тщательно анализируется чтобы:

• наиболее полно отвести тепло;
• минимизировать изобутен-олефиновое соотношение;
• получать алкилат с октановым числом, соответствующим требованиям производителя.

Углеводороды и катализатор из реакционной зоны поднимаются вверх в зону отстоя, где:

• происходит отделение катализатора в виде нижней фазы, возвращающейся самотёком через холодильник кислоты в реакционную зону, где возобновляется цикл реакции;
• в секцию фракционирования отводится углеводородная фаза, которая содержит:
• пропан;
• избыточный изобутан;
• н-бутан:
• алкилат;
• небольшое количество HF.

Система реактора и отстойника процесса HF-алкилирования компании ConocoPhillips

Описание процесса HF-алкилирования компании ConocoPhillips

Возвратный изобутан, имеющий большую значимость для управления механизмами реакций, из секции фракционирования направляется обратно в реактор в виде жидкости или газа, скрытая теплота испарения которого используется в рекуператорах.

Пропан и плавиковая кислота отводятся с верха колонны фракционирования. Кислотная фаза происходит отделение в сборнике верхнего продукта секции фракционирования, выполненного совместно с колонной отгонки фтористого водорода, и направляется обратно в кислотоотстойник. Кислота, которая осталась в пропане секции фракционирования, подвергается отгонке в колонне, отделяется в сборнике и направляется обратно в кислотоотстойник. Пропан подвергается нагреву и пропускается через оксид алюминия, который удаляет фториды, образуя преимущественно фторид алюминия и воду с остаточным количеством плавиковой кислоты. Далее пропан для удаления остатков фтористого водорода проходит через узел защелачивания КОН. Товарный пропан отводится с установки. Аналогичный набор оборудования может быть предусмотрен и для получения н-бутана, если он вырабатывается в виде индивидуального продукта. Товарный н-бутан можно использовать в смешении бензина для регулировки значения упругости паров.

Алкилат выводится в виде кубового продукта колонны фракционирования. Товарный алкилат может быть использован в компаундировании автобензинов, но для вовлечения в приготовление авиационных бензинов может потребоваться дополнительное фракционирование.

Для регенерации кислоты небольшая её часть направляется в колонну вторичной перегонки для удаления кислоторастворимого масла (КРМ). Фтористый водород отгоняется из кислоторастворимого масла (КРМ) горячим изобутаном. Кислоторастворимые масла промываются щелочным раствором для удаления свободной плавиковой кислоты, после чего направляются насжигание в качестве жидкого топлива или используются в приготовлении котельных топлив. Из колонны вторичной перегонки кислоты также отводится поток избыточной воды.

Вспомогательные системы установки алкилирования состоят из:

• нейтрализатора отдувоного газа для их очистки от HF перед направлением в факельный коллектор НПЗ;
• емкости хранилища безводной плавиковой кислоты на период вывода установки из эксплуатации для проведения регламентных работ;
• системы нейтрализации кислых стоков;
• помещения для очистки и хранения сменной защитной одежды персонала;
• системы очистки сточных вод для удаления из свыше 99% фторидов.

Оборудование установки HF-алкилирования изготавливается преимущественно из мягкой малоуглеродистой стали. Только колонна регенерации кислоты и её трубопроводная обвязка выполняются из медно-никелевого сплава 400 (монель).

Процесс HF-алкилирования компании ConocoPhillips не нуждается в насосах для перекачивания плавиковой кислоты, не считая малопроизводительно центробежного насоса для нагнетания HF в колонну вторичной отгонки. Выгрузка фтористоводородной кислоты из транспортных емкостей и загрузка из заводского хранилища выполняется посредством сжатого азота или иного инертного газа.




Не нашли нужную информацию? Воспользуйтесь поиском по сайту