Obraz9 (20)

-    benzynę o duiej zawartości izooktanu otrzymują »if w wyniku Jadnago zamiast dwooh proeaaOwi oligoaeryzacji i uwodorniania,

-    nio zachodzi potrzeba stosowania drogiego wodoru,

-    proces umożliwia pełna wykorzystanie zawartych w gazie olefin, podczas gdy w przypadku oligonoryzacji mniej aktywne olefiny pozostają częściowo niu przaroagowane.

Surowco

Surowcem do alkilowania jest mieszanina gazowych węglowodorów wzbogacona izobutanem. Z uwagi na to, ze stosowane w procesie katalizatory powoduję w pewnym atopniu polimeryzacje olsfin - reakcję przeprowadza się przy nadmiarze izobutanu. Zwykle na 1 mol olefin stosuje się 5-10 moli izobutanu.

Katalizatory

Alkilaty, których produkcja rozwinęła aię w latach czterdzlaatych, otrzymywano piarwotnia wyłącznie metodę tormlczną. Obecni* proces alkilowania przeprowadza się w niskisj temperaturze w obecności katalizatorów. Najczęściej stosowanymi katalizatorami aęi kwaa siarkowy i fluorowodór .

Najbardziej rozpowszechniony w przemyśla jest proces alkilowania w obacności kwasu siarkowego. Używa się kwasu siarkowego o dużym stężeniu* najczęściej wynosi ono 96-98%. Katalizator tan jest stosunkowo tani, ma wygodną postać fizyczną (ciecz) i mota być wykorzystywany przez dłutszy czaa. Charakteryzuje aię niezbyt wysoką aktywnością, dlatego tez w niskich temperaturach nie przyepieeza zbytnio niepożądanych reakcji, m.in. utleniania olefin lub ich oligomeryzacji.

Stosując jako katalizator kwas siarkowy, reakcję alkilowania przeprowadza się w niskiej temperaturze: ok. 0-10°C (w przeciwnym razie kwes ten energicznie utlenia składniki mieszaniny reakcyjnej). Ponieważ omawiany proces jest silnie egzotermiczny, ' wydzielające się ciepło należy energicznie odbierać za atrafy raakcji w sposób ciągły.

W trakcie alkilowanie następuje stopniowe pogarszanie się aktywności katalizatora (polega to na zsiniejązaniu jego stężenie, zmianie barwy na ciemną wskutek reakcji z oleflnami, pochłanianiu wilgoci). Wymagana stężenie kwasu w środowisku reakcyjnym zapewnie wymiana części zutytago kwasu no świeży, o odpowiednio wysokim stężeniu. Wadą alkilowania w obecności kwaau siarkowego Jest więc duZe zuZycle katalizatora, które wynosi ok. 50-150 kg/t alklletu.

Konkurencyjną do opisanej metodą jeet alkilowanie w obacności fluorowodoru. Jej zaletą jeet możliwość prowadzenia procesu w wyższej temperaturze, tj. 20-50°C. Pozwala to na znaczne uproszczenie układu odprowa

dzania ciepła se strefy reakcji (nie ma konieczności intensywnego chłodzenia mieszaniny reakcyjnej).

Fluorowodór stosowany Jest w postaci kwasa o stężenia 90%. Kwas fla-orowodorowy jest znacznie bardziej aktywny niż kwas siarkowy | dzięki większej lotności można ' go łatwiej regenerować. Na rOwniez mniajssg gęstocc niz kwaa -iaitowy, co ułatwia mieszanie 90 z surowca* jiowodo-rowym. Zużycie katalizatora jsst w tym przypadku znacznie mniejsze i wynosi 1-2 kg/t alkile:u. Wady katalizatora fluorowodorowego związane są z jego wysoką ceną, ko:odającym działaniem na aparaturę I toksycznością. Instalacje do alkilowania w obacności fluorowodoru muszą charakteryzować aię doskonalą szczelnością reaktorów, armatury i przewodów rurowych. Wnętrza reaktorów wyłożone są tworzywami sztucznymi odpornymi ma działania fluorowodoru.

Proces przemysłowy

Temperatura reakcji alkilowania zalety od rodzaju stosowanego katalizatora. Ciśnienie dobiera się tak, sby surowiec węglowodorowy występował w fazie ciekłej. W reaktorach przemysłowych ciśnienie utrzymuje się najczęściej ua pgzionie 0,5-1,5 HPa.

DuZe znaczenie w procesie alkilowania ma intensywne miesianie węglowodorów z katalizatorem, szczególnie gdy jeet nim kwa* alark&wy. GęstośC mieszaniny węglowodorowej jeet znacznie mniejsza niz gęstoeó kwaau siarkowego, a ich wzajasna rozpuszczalność jest niswielka. Katalizator znajdujący się na dnia reaktora nie tworzy emulsji z węglowodorami i praktycznie nie bierze udziełu w reakcji. U przemysłowych procesach alkilowania stoaunak objętości kwasu siarkowego do objętości mieszaniny węglowodorów wynosi zazwyczaj 1:1, a czas kontaktu około 30 min.

M zależności od sposobu odprowadzenia ciepła, reaktory do alkilowania stosowane w przemyśle dzielą się na dwa typy:

-    reaktory z pośrednim chłodzeniem mieszaniny reakcyjnej,

-    reaktory, w których ciepło odbiera się poprzez częściowe odparowanie mieszaniny reakcyjnej.

Przykładem nowoczesnego reaktora jest trójstopniowy reaktor kaskadowy przedstawiony na rys. 67. Składa aię on z trzech stref mimanu oraz z jednej strefy odstawania, składającej się z dwóch sekcji. W strefie odstswsnia oddziela się kwas siarkowy od warstwy węglowodorów (dzięki różnej gęstości). Chłodzenie reaktora dokonuje aię przez częściowo odparowanie izobutanu znajdującego się w reaktorze w nadmiarze. Pary izobu-tanu ag następnie sprężana, a po ochłodzeniu i skropleniu zew.a «ne są do strefy reakcji. Omawiane reaktory mają niekiedy bardzo dun tozmiary - długość ich dochodzi do 20 a, a śradnica wynosi 3-5 a. Warstwę węglowodorową odprowadzaną z reaktora zobojętnia się ługiem 1 przemywa wodą. Podczas ługowania zobojętnia się kwaśne, uboczne produkty