Абсорбция с4-олефинов отработанной серной кислотой процесса алкилирования
Абсорбция с4-олефинов отработанной серной кислотой процесса алкилирования
Абсорбция с4-олефинов отработанной серной кислотой
процесса алкилирования
Кушнирук Ю.В., Цадкин М.А., Кудашева Ф.Х., Галиакбаров
М.Ф., Колесов С.В.
В
процессе алкилирования изопарафинов олефинами в качестве катализатора
используется серная кислота с концентрацией 88-98 %. Из процесса выводится
отработанная серная кислота с концентрацией 82-85 % [1], в которой содержатся
растворенные углеводороды, олигомеры, алкилсульфаты и пр. Ее каталитическая
активность в процессе алкилирования резко падает, но она может представлять
интерес как катализатор и реагент других нефтехимических процессов. В
частности, при барботаже отработанной бутан-бутиленовой фракции (ББФ) с установок
каталитического крекинга и сернокислотного алкилирования через отработанную
серную кислоту с концентрацией 82 % отмечено поглощение газа и изменение его
состава (табл. 1).
Таблица 1. Изменение состава ББФ при барботаже
через отработанную серную кислоту при температуре 50 С
Компонент
|
Содержание в газе, % мас.
|
|
до поглощения
|
после поглощения
|
Пропилен
Пропан
i-бутан
n-бутан
i+n-бутен
tr-бутен
cis-бутен
3-метилбутен-1
i-пентен
|
0,13
4,15
74,15
4,54
8,88
5,07
2,92
0,06
0,10
|
0,10
4,40
82,39
6,49
4,00
1,80
1,35
0,03
0,26
|
В
изменении состава газа обращает на себя внимание заметный расход бутиленов:
суммарное содержание С4-олефинов уменьшается более чем на 10 % мас. Другие виды
олефинов (С3-, C5-) столь значительному изменению не подвергаются. Внутри группы
бутиленов в наибольшей степени расходуются tr-, cis-бyтeны-2. Их относительное
содержание изменяется на 64,5 и 88 %, соответственно. i-, n-бутен расходуются
на 55 % от их первоначального содержания. Это, в общем, соответствует известным
литературным данным: серная кислота, содержащая растворенные углеводороды,
более эффективно вступает во взаимодействие с бутеном-2, чем с бутеном-1 и
изобутеном [2]. Эффективность абсорбции ББФ зависит от температуры. На 200 л
пропущенного газа поглощается при 50 С - 20 % об., при 120 С - 38 % об., при
200 С - 50 % об.
При
барботаже ББФ над кислотной фазой образуется жидкий углеводородный слой,
представляющий собой бесцветную жидкость с характерным бензиновым запахом.
Выход жидких продуктов также зависит от температуры, однако при повышении
температуры он уменьшается. Расчет на наиболее изменяющуюся часть поглощенного
газа - углеводороды С4 - показывает, что на образование жидких продуктов
расходуется до 50 % бутиленов (табл. 2).
Таблица
2. Выход жидких продуктов взаимодействия ББФ с отработанной серной кислотой
Температура,
|
Выход жидких продуктов, % мас.
|
0 С
|
на бутилены в исходном газе
|
на поглощенные бутилены
|
5
12
20
|
36,40
18,90
17,50
|
57,30
29,70
27,50
|
По
данным хроматографического анализа в составе жидкого продукта присутствуют
изомерные С7С8-углеводороды, характерные для продуктов сернокислотного
алкилирования (табл. 3). Их содержание доходит до 25 % мас. Это позволяет
предположить, что данный продукт может представлять интерес как высокооктановый
компонент моторных топлив.
Таблица
3. Содержание некоторых изопарафинов в продукте взаимодействия ББФ с
отработанной серной кислотой
Соединение
|
Содержание, % мас.
|
2,3-Диметилпентан
|
0,90
|
2,2,3-Триметилпентан
|
0,80
|
2,2,4-Триметилпентан
|
2,80
|
2,3,3-Триметилпентан
|
11,30
|
2,3,4-Триметилпентан
|
2,80
|
2,3 -Диметилгексан
|
3,10
|
2,4-Диметилгексан
|
1,40
|
2,5-Диметилгексан
|
2,40
|
3-Метилгексан
|
0,20
|
Остальная
часть поглощенных бутиленов, вероятно, расходуется на взаимодействие с серной
кислотой с образованием алкилсульфатов.
Продукты
взаимодействия серной кислоты с бутиленами (алкилсульфаты) также могут
представлять определенный практический интерес, т.к. через них может быть
осуществлен синтез простых эфиров по “сернокислотному” методу.
H2S04+RCH=CH2
R’OSO3H (R’=–CHR–СН3) R’OSO3H+ROH R’OR+H2S04
Простые
эфиры, где R=i–С3–С4, являются актуальнейшими высокооктановыми добавками к
моторным топливам [3].
Таким
образом, с использованием отработанной кислоты процесса сернокислотного
алкилирования и отработанной бутан-бутиленовой фракции с установок
каталитического крекинга и алкилирования возможно получение весьма ценных
высокооктановых компонентов моторных топлив.
Список литературы
Дорогочинский
А.З., Лютер А.В., Вольпова Е.Г. Сернокислотное алкилирование изопарафинов
олефинами. М.: Химия, 1970. 216 с.
Хек
P.M., Макклуинг Р.Дж. // Нефть, газ и нефтепереработка за рубежом. 1980. № 4.
С. 78-82.
Гусев
А.А., Митусова Т.Н. и др. // Химия и технология топлив и масел. 1993. № 11. С.
4-7.
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.bashedu.ru
|