Усовершенствование процесса сернокислотного алкилирования изоалканов олефинами

• Автор: Бадикова, Альбина Дарисовна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 158 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССА СЕРНОКИСЛОТНОГО АЛКИЛИРОВАНИЯ

1.1. Механизм реакции сернокислотного алкилирования

1.2. Расширение ресурсов сырья процесса сернокислотного алкилирования изоалканов олефинами
1.3. Сопоставительный анализ эффективности технологического оборудования процесса сернокислотного алкилирования изоалканов олефинами

1.3.1. Объемные контакторы

1.3.1.1. Вертикальные контакторы с внешним охлаждением

1.3.1.2. Горизонтальные контакторы с внутренним охлаждением

1.3.1.3. Каскадные контакторы с внутренним охлаждением

1.3.2. Струйные турбулентные контакторы

ГЛАВА И. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объекты исследований
2.2. Методики эксперимента
2.2.1. Методика проведения эксперимента с использованием модельных соединений
2.2.2. Конструкция опытного контактора
2.2.3. Методика проведения эксперимента на опытном узле промышленной установки
2.3. Методы анализа
ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СЕРНОКИСЛОТНОГО АЛКИЛИРОВАНИЯ ИЗОАЛКАНОВ ОЛЕФИНАМИ В СТРУЙНОМ ТУРБУЛЕНТНОМ КОНТАКТОРЕ
3. Анализ результатов сернокислотного алкилирования изоалканов олефинами в струйном контакторе
ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСГИ ПРИМЕНЕНИЯ БЕНЗИНОВ ТЕРМОДЕСТРУКТИВНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ СЕРНОКИСЛОТНОГО АЛКИЛИРОВАНИЯ
4.1. Исследование состава бензинов термодеструктивного
происхождения
4.2. Исследование возможности алкилирования изобутана
олефинами бензина термического крекинга в турбулентном контакторе
4.2.1. Подготовка бензина термического крекинга для процесса сернокислотного алкилирования
ГЛАВА V. ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПО ПРИМЕНЕНИЮ
СТРУЙНОГО ТУРБУЛЕНТНОГО КОНТАКТОРА
5.1. Особенности смешения жидких потоков в режиме
турбулентного течения .
5.2. Гидродинамический режим
5.3. Тепловой режим
5.4. Материальный баланс
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Показана принципиальная возможность вовлечения бензина термического крекинга в процесс сернокислотного алкилироваиия с улучшением качественного углеводородоного состава. На основе результатов хроматомассспектрометрии получена сравнительная характеристика индивидуального углеводородного состава промышленного и опытного алкилатов, бензина термического крекинга и алкилата, полученного из него. Установлено, что димеры и гримеры бутилена, образующиеся в процессе сернокислотного алкилироваиия изобутана олефинами, а также высшие олефины бензина термического крекинга, проходя через стадию расщепления соответствующих карбонисвых ионов, преимущественно вступают в реакцию алкилироваиия с образованием характерных для алкилбензина продуктов в составе фракций С7С9. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Разработана технология сернокислотного алкилироваиия, позволяющая проводить процесс в турбулентном режиме перемешивания в струйном контакторе новой конструкции без механических перемешивающих устройств и аммиачного охлаждения с отводом тепла за счт испарения продуктов реакции в реакционном объеме. Разработан технологический регламент опытного узла промышленной установки сернокислотного алкилирования со струйным контактором для Открытого Акционерного общества НовоУфимский нефтеперерабатывающий завод. Глава I. Реакция сернокислотного алкилирования изопарафинов олефинами изучена достаточно подробно 1. В рассмотрении этого вопроса можно выделить два подхода первый собственно исследование механизма реакции сернокислотного алкилирования, и второй топохимический, т. Механизм алкилирования изопарафинов низшими олефинами рассмотрен в работах 1. Основные моменты химизма процесса установлены с привлечением современных физикохимических методов, в том числе с использованием метода меченых атомов 9. Таким образом, Олбрайт 9, взяв за основу карбонийионный механизм Шмерлинга 2,6, выделил следующие шесть групп реакций 1 образование третбутилкарбонийионов 2 реакции бутиленов 3 реакции бутил сульфатов 4 реакции растворнных в кислоте углеводородов 5 образование триметилпентанов 6 образование нежелательных продуктов лгкой фракции, диметилгексаиов, тяжлой фракции и углеводородов, растворнных в кислоте. Образование третбутилкарбонийионов. Реакции бутиленов. СН2С Н СН3С Н
СНз
При температурах до 0 С бутилсульфаты являются главными промежуточными продуктами при алкилировании нбутиленами в присутствии Н 9. При 0 С и выше вторбутилсульфаты оказываются нестабильными. Может также образоваться некоторая часть бутена1. С ростом температуры скорость реакции заметно растт 9. Разложение углеводородных комплексов, растворенных в кислоте. Реакции бутилсульфатов. КСН2СН3 Я СН3ССН
Изобугилен может образоваться либо на границе раздела фаз, либо, непосредственно в кислотной фазе. Образование триметилпентильных ионов и триметилпентанов. Триметилпентаны получаются за счт переноса гидридиона к триметилпентильному катиону. Перенос гидридиона ведт к образованию не только триметилпентанов, но и лгкой, тяжелой фракции и изобутана 9. СНзС
Рассматриваются и другие реакционные маршруты процесса инициирования. Суманов В. Т. с сотрудниками предположили возможность реализации процесса, включающего отрыв гидридионов от олефииов с образованием циклических карбкатионов. Необходимое условие протекания реакции высокая гидридакцепторная активность реакционной среды. В.Т. Суманов с сотрудниками с целью проверки возможности механизма, включающего отрыв гидридиона от олефина, изучил влияние на процесс сернокислотного алкилирования антрацена, который как было установлено ранее , в концентрированных растворах серной кислоты легко отрывает гидридионы от углеводородов. Полученные данные показали, что в условиях высокой гидридакцепторной активности среды может реализоваться механизм сернокислотного алкилирования изоалканов олефинами, включающий отрыв от олефинов гидридионов и промежуточное образование циклических карбкатионов . В присутствии тврдых катализаторов в механизме алкилирования рассматриваются дополнительно процессы димеризации и диспропорционирования олефинов.