CC BY
19Г.Г. Валеева, Т.А. Ширматов, О.С. Бирюзов
МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ОПЕРАЦИОННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ УСТАНОВКИ СЕРНОКИСЛОТНОГО АЛКИЛИРОВАНИЯ
В настоящее время отечественная нефтеперерабатывающая промышленность не располагает достаточными мощностями для алки-лирования, и для того, чтобы соответствовать требованиям к качеству современных видов топлива (Евро-4, Евро-5, Евро-6), России необходимо увеличить мощности по производству алкилатов.
Ключевые слова: алкилирование, установка, алкилат, реактор.
Решение ближайших задач в области углубления переработки нефти и повышения эффективности современных нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов в определенной степени зависит от рационального использования действующих установок алкилирования и совершенствования их технологии и технологического оборудования. Поэтому обобщение, изучение и анализ опыта возникновения и развития отечественных процессов алкилирования и возможностей совершенствования процессов является реальной задачей и важной для решения экономических проблем сегодняшнего дня.
Метод:
Цели данной статьи были достигнуты путем изучения широкого круга печатных и электронных источников и результатов исследований отечественных и зарубежных ученых.
Результат:
Усовершенствование процесса сернокислотного алкилирования позволяет получать высокооктановый не ароматизированный компонент бензинов. Кроме того, в производство жидких топлив вовлекаются нефтезаводские газы, выход которых увеличивается с углублением переработки нефти.
Выводы:
Результаты, полученные автором в результате исследования, дополняют имеющиеся теоретические представления о развитии процессов алкилирования и их значении в современной нефтепереработке и нефтехимии.
Введение:
Установка сернокислотного алкилирования предназначена для переработки бутан-бутиленовой фракции (ББФ) с установки каталитического крекинга для получения алкилата высокооктанового компонента бензина.
Алкилбензол является одним из важнейших продуктов нефтепереработки. В США, например, в настоящее время около 11 % бензина производится путем алкилирования изобутана алкенами, в России -значительно меньше.
Увеличение производства алкилбензола и улучшение его качества во многом зависит от совершенства технологического процесса алкилирования. Некоторые бензиновые фракции не могут быть использованы непосредственно в качестве товарного бензина из-за низкого содержания высокооктановых компонентов. Добавление бензиновых фракций, полученных в процессе сернокислотного алкилирования, к низкооктановому бензину позволяет получить требуемый фракционный состав и высокое качество конечного продукта.
Использование алкилатов в качестве компонента товарного бензина позволяет значительно снизить содержание бензола, азота и серы и уменьшить выброс токсичных веществ в атмосферу.
В связи с вышеизложенным, совершенствование и модернизация процесса сернокислотного алки-лирования с точки зрения улучшения технологии процесса и условий его проведения, несомненно, является актуальной проблемой.
Рассмотрим перспективные используемые процессы алкилирования.
1. Процесс Alky Clean. С 2002 года в Финляндии работает демонстрационная установка. Изобутан и олефины в соотношении от 8:1 до 10:1. Для поддержания высокой активности катализатора по всей высоте реактора используется многозонное олефиновое питание. Для обеспечения непрерывности процесса используются три реактора [1].
2. Процесс ExSact. Экспериментальная установка находится в эксплуатации. В настоящее время идет процесс доработки технологии для коммерциализации. Два многопоточных реактора (с несколькими
© Валеева Г.Г., Ширматов Т.А., Бирюзов О.С., 2021.
секциями), один из которых работает в режиме алкилирования в течение 12-24 часов, а другой - в режиме регенерации катализатора (2 часа). Олефиновое сырье подается одновременно параллельными потоками на вход каждой секции реактора, а изобутан подается из контура рециркуляции в первую секцию. Часть продуктов реакции, обогащенных изобутаном и обедненных олефинами, также подается на вход первой секции реактора, расположенной ниже по потоку, увеличивая соотношение изобутана и олефинов для ин-гибирования реакции олигомеризации олефинов [2].
3. Процесс FBA (алкилирование в неподвижном слое). Реализовано шесть единиц. Технология алкилирования в неподвижном слое твердой пористой абсорбирующей опоры с адсорбированным на ее поверхности суперкислотным жидким катализатором. Реактор алкилирования сконструирован таким образом, что небольшие порции могут быть выборочно удалены для активации в блоке полной регенерации катализатора. Перед зоной катализатора в реакторе образуется зона с промежуточными эфирами, которые растворимы в потоке сырья и попадают в зону катализатора. Здесь сложные эфиры реагируют с образованием алкилатов и, наконец, выделяют кислоту.
4. Процесс SCA-SCFR. Была построена и испытана пилотная установка. Твердокислотное алкили-рование в неподвижном слое катализатора с его регенерацией путем десорбции тяжелых углеводородных отложений с использованием в качестве десорбента специальной жидкости в сверхкритическом состоянии
[3].
5. Алкиленовый процесс. Было разработано несколько установок. Первое внедрение на Бакинском НПЗ в 2008 г. Алкилирование в движущемся потоке твердых циркулирующих катализаторов с коротким временем контакта с реактивами. Реакционная смесь и частицы катализатора поднимаются по подъемнику, где при температуре 10-40°C происходят реакции алкилирования. Степень конверсии олефинов составляет 95% и более [4].
В настоящее время алкилаты становятся наиболее важным ингредиентом в реформулированном экологически чистом бензине. Он является идеальным ингредиентом для бензина, поскольку имеет высокое октановое число, низкое давление насыщенных паров, не содержит ароматических веществ, олефинов и серы, согласно исследованиям и методу работы двигателя. Наиболее важной частью установки алкилирования является реакторный отсек. Его конструкция во многом определяет эффективность работы всего устройства.
Библиографический список
1. Аргунова Н.В., Качалова Т.Н. 3D проектирование установки получения высокооктанового компонента автомобильного бензина. Вестник технологического университета, 2013. - №8. - С. 285-286.
2. Климентова Г.Ю., Маврин В.Ю. Топливные присадки для двухтактных двигателей. Вестник технологического университета, 2010. - №10. - С. 323-326.
3. Лавренов, А.В. Алкилирование изобутана бутенами на цирконийсульфатных катализаторах - Томск: Сибирское отделение Российской академии наук, 2004. 263 с.
4. Мадина Х., Сыркин А.М. Совершенствование реакторов сернокислотного алкилирования // Сфера. - 2016.
- 7 с.
ВАЛЕЕВА ГУЛЬФИЯ ГАРИФЬЯНОВНА - магистрант, Уфимский государственный нефтяной технический университет, Россия.
ШИРМАТОВ ТИМУРАВАЗОВИЧ- магистрант, Уфимский государственный нефтяной технический университет, Россия.
БИРЮЗОВ ОЛЕГ СЕРГЕЕВИЧ - магистрант, Уфимский государственный нефтяной технический университет, Россия.
