СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛБЕНЗИНА Российский патент 1999 года по МПК C07C2/62 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения алкилбензина путем алкилирования изопарафинов олефинами и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

В процессе сернокислотного алкилирования (СКА) изопарафинов олефинами важным параметром, оказывающим существенное влияние на показатели работы установок алкилирования и качество получаемых алкилбензинов, является объемное соотношение изобутан: олефины во входящем в реактор потоке, которое должно быть 5-10: 1 и более.

Известен способ алкилирования изопарафинов олефинами в присутствии серной кислоты с использованием в качестве сырья чаще всего изобутана (с установок газофракционирования (ГФУ) или изомеризации н-бутана) и бутан - бутиленовой фракции (ББФ) с установок каталитического крекинга (ККФ) Изобутан и ББФ с циркулирующей серной кислотой поступают в горизонтальный реактор с внутренним охлаждением. Во всем объеме реактора углеводороды находятся в жидком состоянии и при помощи мешалок интенсивно циркулируют в аппарате, вследствие чего образуется большая активная поверхность контакта реагирующих углеводородов с каталитическим комплексом. Условия проведения реакции: температура 5-7^oC, соотношение изобутан:олефины во входящем потоке 5-10:1, концентрация кислоты в реакторе более 90 мас.% (Дорогочинский A.3. Сернокислотное алкилирование изопарафинов олефинами. М., Химия. 1970, 216 с. Справочник нефтепереработчика. Под ред. Г.А. Ластовкина и др. Л., Химия. 1986, с. 167-171).

Согласно известному способу получают алкилбензин с октановым числом по исследовательскому методу 92 пункта и более и выходом 170-200% от количества перерабатываемых олефиновых углеводородов.

Недостатком известного способа является невозможность поддержания оптимального соотношения изобутан: олефины по всем каскадам реактора, так как свежий и циркулирующий изобутан подаются только в первый каскад реактора. Это приводит к снижению величины этого соотношения по каскадам. Выход алкилбензина находится по этой причине ниже оптимально возможного для конкретного сырья, так как образуется алкилат с концом кипения выше 205^oC и его необходимо подвергать ректификации для выделения алкилбензина с концом кипения ниже 205^oC.

Известен способ получения алкилбензина путем смешения олефинов, изобутана и серной кислоты при соотношении изобутан:олефины 5-10:1. (SU 685655 А, 25.09.79)
Недостатком известного способа является невысокое качество алкилбензина ввиду низкого соотношения изобутан:олефины непосредственно в зоне реакции.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения алкилбензинов путем сернокислотного алкилирования изобутана олефинами, согласно которому реакция протекает в горизонтальном реакторе каскадного типа с внутренним перемешиванием в нескольких секциях. Олефиновое сырье параллельными потоками подают в каждую реакционную секцию вместе с серной кислотой. Изобутан поступает в первую секцию реактора. Сырьевая смесь проходит через все секции и поступает в отстойник для отделения кислоты, которую возвращают в реактор. Процесс алкилирования протекает при температуре 4-10^oC и объемном соотношении изобутан: олефины 5-10: 1. Жидкие продукты фракционируют с получением алкилбензина ("Нефть, газ и нефтехимия за рубежом", 1936, N 9, с. 100)
Недостатком способа, принятого за прототип, является протекание процесса в условиях неодинакового объемного соотношения изобутан:олефины по мере прохождения потока по секциям реактора, что способствует реакции полимеризации олефинов и получению алкилбензина с концом кипения выше 205^oC. Это обусловливает пониженный выход алкилбензина от количества переработанных олефинов, так как часть алкилата с к.к. выше 205^oC удаляется из его состава во время ректификации.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение выхода алкилбензина с концом кипения не выше 205^oC.

Поставленная цель достигается способом, согласно которому регулируют оптимальное объемное соотношение изобутан: олефины, равное 5-10:1, по всему объему реактора путем дополнительной подачи свежего изобутана в каждый каскад реактора.

Проведение способа получения алкилбензина путем перераспределения потока подаваемого в реактор изобутана согласно предлагаемому техническому решению позволяет повысить выход алкилбензина в результате выработки его с концом кипения ниже 205^oC без ректификации получаемого алкилата.

Существенным отличительным признаком предлагаемого способа по сравнению со способом, принятым за прототип, является проведение реакции алкилирования путем регулирования оптимального объемного соотношения изобутан: олефины, равного 5-10: 1, по всему объему реактора путем дополнительной подачи свежего изобутана в каждый каскад реактора.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Способ осуществляют следующим образом. Высокооктановый компонент автобензинов - алкилбензин получают путем алкилирования изобутана олефинами в присутствии серной кислоты в горизонтальном реакторе каскадного типа. Условия проведения реакции: температура 5-7^oC, соотношение изобутан: олефины во входящем в реактор потоке 5-10:1. Для повышения концентрации изобутана в реакционной зоне и поддержания оптимального соотношения изобутан:олефины 5-10: 1 во всем объеме реактора в каждый каскад реактора на пропеллер мешалки дополнительно подают изобутан. Алкилбензин, имеющий конец кипения ниже 205^oC, после нейтрализации, промывки и выделения изобутана поступает, минуя стадию фракционирования, на компаундирование для приготовления товарных автобензинов.

Анализ известных технических решений по способам алкилирования изопарафинов олефинами позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявленного способа, то есть о соответствии заявляемого способа требованиям изобретательского уровня.

Преимущества предлагаемого способа иллюстрируются приведенными ниже примерами.

Пример 1. Изобутан подвергают алкилированию бутанбутиленовой фракцией, получаемой с установки каталитического крекинга, в присутствии серной кислоты в горизонтальном реакторе каскадного типа, оборудованном пропеллерными мешалками. Для повышения концентрации изобутана в реакционной зоне и поддержания оптимального соотношения изобутан:олефины 5:1 во всем объеме реактора в каждый каскад реактора на пропеллер мешалки дополнительно подают изобутан в количествах, увеличивающихся от 1 до 4 каскада (от 8 до 12 м³/час соответственно). Продуктовая смесь поступает в отстойник для отделения кислоты, которую возвращают в реактор. Алкилбензин, имеющий конец кипения 199^oC, после нейтрализации, промывки и выделения изобутана, минуя стадию фракционирования, поступает на компаундирование для приготовления товарных автобензинов.

Состав сырья, условия проведения реакции алкилирования и качество получаемого продукта приведены в таблице.

Пример 2. Алкилирование изобутана бутан-бутиленовой фракцией проводили согласно примеру 1 при измененном углеводородном составе сырья и соотношении изобутан/олефины.

Состав сырья, условия проведения реакции алкилирования и качество получаемого продукта приведены в таблице.

Пример 3. Алкилирование изобутана бутан-бутиленовой фракцией проводили согласно примеру 1 при измененном углеводородном составе сырья и соотношении изобутан/олефины.

Состав сырья, условия проведения реакции алкилирования и качество получаемого продукта приведены в таблице.

Пример 4. Изобутан подвергают алкилированию бутан-бутиленовой фракцией согласно примеру 1 при объемном соотношении изобутан/олефины в сырье 6:1. Изобутан в реакционную зону в каждый каскад реактора дополнительно не подают. Продуктовая смесь поступает в отстойник для отделения кислоты, которую возвращают в реактор. Алкилат, имеющий конец кипения 221^oC, после нейтрализации, промывки и выделения изобутана, поступает на стадию фракционирования с получением алкилбензина (н.к. - 205^oC), поступающего на компаундирование для приготовления товарных автобензинов и мотоалкилата (205^oC-к.к.). Состав сырья условия проведения реакции алкилирования и качество получаемого продукта приведены в таблице.

Таким образом, проведение процесса согласно предлагаемому способу (примеры 1-3) позволяет на 3-7 мас.% увеличить выход алкилбензина с концом кипения не выше 205^oC, что соответствует требованиям нормативной документации на высокооктановые компоненты автобензинов. В связи с этим отпадает необходимость в эксплуатации двух колонн ректификации алкилата для отделения тяжелого алкилата, выкипающего выше 205^oC (мотоалкилата).

Использование: нефтехимия. Сущность: изобутан алкилируют олефинами в присутствии серной кислоты в горизонтальном ректоре каскадного типа с секционным внутренним перемешиванием с подачей олеинового сырья в каждую реакционную секцию, свежей и рециркулирующей серной кислоты, а также свежего и рециркулирующего изобутана в первую секцию реакторе. Оптимальное объемное соотношение изобутан: олефины 5 - 10 : 1 по всему объему реактора регулируют путем дополнительной подачи свежего изобутана в каждый каскад реактора. Технический результат - увеличение выхода алкилбензила с концом кипения не выше 205^oC. 1 табл.

Способ получения алкилбензина путем алкилирования изобутана олефинами в присутствии серной кислоты в горизонтальном реакторе каскадного типа с секционным внутренним перемешиванием с подачей олефинового сырья в каждую реакционную секцию, свежей и рециркулирующей серной кислоты, а также свежего и рециркулирующего изобутана в первую секцию реактора, отличающийся тем, что регулируют оптимальное объемное соотношение изобутан: олефины 5 - 10:1 по всему объему реактора путем дополнительной подачи свежего изобутана в каждый каскад реактора.