Промышленные процессы изомеризации - Курсовая работа

2.2 Описание поточной схемыКак уже показывалось, реакции изомеризации углеводородов в присутствии кислотных катализаторов протекают по карбоний-ионному механизму. Протон катализатора образует с олефином карбоний-ион: Карбоний-ион вступает во взаимодействие с молекулой н-бутана, в результате чего происходит образование нового карбоний-иона из н-бутана: Этот карбоний-ион далее превращается в устойчивый третичный карбоний-ион: Третичный карбоний-ион может образовываться и через стадию промежуточного циклического углеводорода: Циклический углеводород разрывается по связи между метиленовыми гуппами, и к освободившейся связи присоединяется - протон: Образовавшийся тем или другим путем третичный карбоний-ион продолжает цепную реакцию с новыми молекулами н-бутана; при этом получается изобутан: За последнее время в качестве катализатора стали применять платину, обработанную хлорсодержащими органическими соединениями, Активность катализатора поддерживают дополнительным 392 вводом НС1, а также постепенным повышением температуры до 160°С.Катализаторы можно разделить на пять основных групп: катализаторы Фриделя - Крафтса, сульфид вольфрама, бифункциональные катализаторы, синтетические цеолиты с благородными металлами (включая добавки редкоземельных металлов) и комплексные катализаторы (комбинирование бифункциональных и цеолитсодержащих катализаторов с катализаторами Фриделя - Крафтса). Катализаторы Фриделя-Крафтса в большинстве случаев содержат безводный хлористый алюминий (иногда с треххлористой сурьмой) в виде комплекса с углеводородами, активированного хлористым водородом. Изомеризацию с использованием катализаторов Фриделя - Крафтса можно осуществлять при 20 ат и 40 - 120°С и даже при 24-50°С (катализаторы на основе хлористого брома). Для обеспечения стабильной работы катализатора в системе необходимо поддерживать давление не ниже 40 ат. Эти катализаторы обладают достаточной селективностью для изомеризации парафиновых углеводородов С5-С6, что отличает их от катализаторов Фриделя-Крафтса, но активность их очень низкая, поэтому приходится повышать температуру.Рассмотрим основные факторы технологического режима: температуру, давление и объемную скорость. С повышением температуры изомеризации н-пентана от 350 до 375°С выход изопентана возрастает более чем в 1,5 раза. Однако дальнейшее повышение температуры-до 400°С приводит к возрастанию реакций гидрокрекинга и снижению выхода изопентана. Теоретически давление не должно оказывать влияния на выход продуктов изомеризации н-пентана, так как реакция протекает без изменения объема реакционной смеси. При постоянной степени превращения объемная скорость и температура оказывают одинаковое влияние.Изомеризация н-бутана в промышленности была осуществлена во время второй мировой войны; процесс получил название Изомейт. В дальнейшем этот процесс был усовершенствован и использован для изомеризации к-пентана и пентан-гексановой фракции прямо-гоннчх бензинов. Процесс хотя и шел при низких температурах (100-125°С), но вызывал серьезные трудности, связанные с летучестью катализатора и необходимостью сохранения его в зоне реакции. В процессе используется катализатор, содержащий платину; он протекает при довольно низких температурах и с выходом изобутана за один проход 58-60 обьеми. Изомеризации подвергают н-пентан и обогащенную н-гексаном фракцию, выкипающую в пределах 62-72°С.Свойства остаточных базовых масел, полученных адсорбционным методом из нефти, X горизонта, определялись для остатка выше 490°С и смеси нафтено - парафиновых углеводородов и I-Ш групп ароматических: выход на остаток 100,0 и 37,7 % соответственно; выход на нефть 39,7 и 14,9 %; с204 - 0,9373 и 0,8200; п20 - 1,5090 (смесь); М=600 (смесь); V50 - 272,3 мм2/с (смесь); v100 - 130,9 и 32,5 мм2/с; v50/v100 - 8,4 (смесь); ИИ, ВВК и температура застывания для смеси равны соответственно 96, 0,847, минус 21°С; содержание серы в остатке - 0,31 %. № 6) характеризуется следующими физико-химическими свойствами с204 0,816; температура застывания 26 ЄС; коксуемость 0,65 ?; кислотное число 0,08 мг КОН на 1 г; содержание смол силикагелевых 0,78 %; асфальтенов 1,31, парафина 20,4, температура его застывания 54 ЄС, серы 0,15 %, вязкость кинематическая при 50 ЄС 4,25 мм2/с, выход светлых фракций: до 200 ЄС - 23,0 %, до 350 ЄС - 57,0 %. 62°С) направляем на изомеризацию, где получаем изомеризат, составляющей компонентом бензина, газы вместе с УВ газом и головкой стабилизации каталитического риформинга на установку газофракционирование предельных углеводородов и в итоге получаем сухой и сжиженный газ. Керосиновая фракция (120 - 200°С) с установки АВТ выделяем и в итоге получаем товарный керосин, УВ газ поступает на газореагентное хозяйство. Получаем следующие продукты: бензиновая фракция и легкий газойль, тяжелый газойль, являющимся компонентом котельного топлива, газы и головка стабилизации вместе с газами каталитического крекинга направляем на установку газофракционирование непредельных углеводородов.Изомерные соединения часто отличаются по

Содержание

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Механизм изомеризации

1.2 Катализаторы изомеризации

1.3 Основные параметры процесса

1.4 Промышленные процессы изомеризации

2. Технологическая часть

Введение

Цель изомеризационных процессов в нефтепереработке - улучшение антидетонационных свойств авиационных и автомобильных бензинов. В нефтеперерабатывающей промышленности их начали применять для получения изобутана из н-бутана. Изобутан далее алкилировали бутиленами и в результате получали 2,2,4-триметилпентан (изооктан).

Рост производства автомобильных бензинов и все возрастающие требования к его антидетонационным свойствам потребовали значительного увеличения мощностей каталитического риформинга бензиновых фракций 80-180°С. В результате, как показано выше, получается высокооктановый компонент с большим содержанием ароматических углеводородов.

В высококачественных автомобильных бензинах АИ-93 и АИ-98 должно содержаться от 25 до 45% изопарафиновых углеводородов, которые получаются в процессах алкилирования и изомеризации. Добавление их к высокоароматизированным компонентам бензина каталитического крекинга и риформинга позволяет улучшить эксплуатационные свойства указанных бензинов. Поэтому с увеличением производства бензинов АИ-93 и АИ-98 необходимо наращивать мощности этих производств.

Большая ценность процесса изомеризации заключается в том, что в качестве сырья используются низкооктановые компоненты - фракция н. к. - 62°С и рафинаты каталитического риформинга. В этом сырье содержится в основном пентановая и гексановая фракции. Это сырье, а также фракции С5 и Се, получаемые с ГФУ, и ЦГФУ, изомеризуются в среде водорода в присутствии катализатора. Получают углеводороды со сравнительно высоким октановым числом изостроения. При изомеризации пентановой фракции получают продукт с более высоким октановым числом. Изомеризация н-пентана представляет интерес не только для нефтеперерабатывающей, но и для нефтехимической промышленности, так как изопентан дегидрированием можно превратить в изопрен - сырье для каучука. Таким образом, изомеризация может служить как для производства высокооктановых бензинов, так и для получения ценных синтетических каучуков.

Высокая детонационная стойкость и высокая испаряемость продуктов изомеризации углеводородов Cs-С6 делают их исключительно ценными компонентами высокосортных бензинов. Особенно высоки октановые числа смешения (по исследовательскому методу) изомеризатов с ароматизированными компонентами. Если принять октановое число продукта изомеризации фракций углеводородов С5-С6 за 98, то в указанных смесях оно возрастает до 103-104. По этому показателю изомеризат лишь незначительно уступает продукту алкилирования изобутана бутиленами. изомеризация бензин катализатор аппарат