ИТС 30-2017 Переработка нефти
2.17 Алкилирование
Во всем мире возрастают требования государственных органов и автомобилестроительной промышленности к нефтепереработчикам по производству более чистых моторных топлив с пониженным содержанием компонентов, которые традиционно использовались для повышения октанового числа. В этом плане алкилат (алкилбензин) - продукт алкилирования изобутана низшими олефинами - является наиболее ценным высокооктановым компонентом, не содержащим олефиновых и ароматических углеводородов, бензола и серы.
Реакция алкилирования изопарафиновых углеводородов олефинами в общем виде описывается уравнением:
Сырьем процесса производства алкилбензина является бутан-бутиленовая фракция каталитического крекинга, содержащая в своем составе как алкилируемый компонент - изобутан, так и алкилирующие агенты - транс бутен-2, цис бутен-2, бутен-1 и изобутен.
Основным разработчиком технологии сернокислотного алкилирования в РФ является ЗАО Грозненский нефтяной научно-исследовательский институт (ЗАО ГрозНИИ) и ИНХС РАН, проектная организация - ОАО ВНИПИНефть. В России отсутствуют организации, осуществляющие НИР в области фтористоводородного алкилирования. Следует, однако, отметить, что в 2011-2016 г. на "Кстовском нефтеперерабатывающем заводе ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез, НОРСИ", г.Кстово были введены в эксплуатацию две установки фтористоводородного алкилирования по лицензии UOP.
В настоящее время в России эксплуатируется 7 установок алкилирования изобутана олефинами (таблица 2.51).
Суммарно проектная мощность установок по алкилату составляет 2110 тыс.т/год.
Таблица 2.51 - Установки алкилирования в РФ
N | Местоположение | Тип установки, лицензиар | Производительность по алкилату, тыс. т/год |
1 | Нижний Новгород | 2 установки УПБКА (Установка получения бензинов кислотным алкилированием), UOP | 700 |
2 | Рязань | Каскадный, EMRE, "Келлог" | 460 |
3 | Уфа | 25-4/2, Стратко DuPont | 450 |
4 | Омск | 25-12, ЗАО ГрозНИИ, Стратко DuPont, Текнип | 300 |
5 | Ярославль | 25-7 (каскадный), ЗАО ГрозНИИ + струйный реактор ("группа РАН") | 100 |
6 | Самара | 24-36, Баджер, ЗАО ГрозНИИ | 100 |
ИТОГО: | 2110 |
Серная кислота концентраций 96 или 98% является прекрасным катализатором реакции алкилирования изопарафиновых углеводородов олефинами С3-С4.
На рисунке 2.70 приведена схема взаимосвязи между отдельными стадиями процесса сернокислотного алкилирования.
|
Рисунок 2.70 - Схема взаимосвязи между отдельными стадиями процесса алкилирования
В таблице 2.52 дано описание технологического процесса алкилирования (с указанием подпроцессов).
Таблица 2.52 - Описание технологического процесса сернокислотного алкилирования (с указанием подпроцессов)
N этапа | Этап подпроцесса | Входной поток | Выходной поток | Основное технологическое оборудование | Эмиссии |
1 | Блок реакторный | Бутан-бутиленовая фракция, изобутан свежий, изобутан рецикл, кислота | Алкилбензин, изобутан рецикл, кислота, алкилсульфаты | Р-р алкилирования, отстойник для разделения эмульсии кислота- | Отработанная кислота |
2 | Блок охлаждения | Изобутан, пропан, н-бутан | Изобутан, пропан, н-бутан | Компрессор углеводородный, сепараторы, колонна ректифи- | Пропан |
3 | Блок кислотной очистки продуктов реакции от апкилсульфатов | Алкилбензин, и-бутан рецикл, кислота, алкилсульфат | Алкилбензин, изобутан рецикл, кислота | Емкость для кислотной промывки | нет |
4 | Блок щелочной очистки продуктов реакции от следов кислоты | Алкилбензин, и-бутан рецикл, следы к-ты, щелочь, вода | Алкилбензин, изобутан рецикл | Емкости для обработки щелочью и водной промывки | Отработанная щелочная вода |
5 | Блок разделения продуктов реакции | Алкилбензин, изобутан рецикл | Алкилбензин, изобутан рецикл, н-бутан | Ректифи- | нет |
Материальный баланс процесса алкилирования представлен ниже [% мас.]:
Поступило | |
Бутан-бутиленовая фракция | 67,0 |
Изобутановая фракция | 33,0 |
Итого | 100,00 |
Получено | |
Алкилат | 96,7 |
Углеводородный газ (пропановая продувка) | 1,5 |
н-Бутан | 1,5 |
Полимер | 0,3 |
Итого | 100,00 |