Алкилдеу процесі

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 46 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе … . . .

1. Технологиялық бөлім

1. 1. Жобаланатын процеске қысқаша сипаттама және схеманы таңдау негізі . . .

1. 2. Шикізаттың, дайын өнімнің және қосымша материалдардың сипаттамасы. .

1. 3. Дайын өнімнің қолданылуы . . .

1. 4. Процестің теориялық негізі . . .

1. 5. Технологиялық процестің жобалануы және толық сипаттамасы . . .

1. 6. Процесті аналитикалық бақылау . . .

1. 7. Технологиялық процестің автоматтандырылуы . . .

1. 8. Еңбекті қорғау . . .

1. 9. Қоршаған ортаны қорғау . . .

2. Есептеу бөлімі

2. 1. Процестің материалдық балансы . . .

2. 2. Аппараттардың материалдық балансы . . .

2. 3. Аппараттардың жылулық балансы . . .

2. 4. Аппараттардың негізгі конструктивті өлшемдерін есептеу . . .

2. 5. Негізгі қондырғының таңдалуы және сипаттамасы . . .

3. Экономикалық бөлім

3. 1. Негізгі қорлардың қолданылуы . . .

3. 2. Жұмысшы санын және еңбек ақы қорын есептеу . . .

3. 3. Өзіндік құнын есептеу . . .

3. 4. Технико-экономикалық көрсеткіштерін және тиімділігін есептеу . . .

Қорытынды . . .

Әдебиеттер тізімі . . .

КІРІСПЕ

Мұнай шикі затының құрылымын өзгертіп өңдеудің барлық процестері көмірсутекті газдар түзілуімен жүреді. Бұл газдардың шығымы шикі затқа есептегенде орташа 5-25% құрайды. Қазіргі озық мұнай өңдеу зауыты жылына 12 млн. т мұнайды терең өңдегенде шамамен 1 млн. т (яғни 8% масс. жоғары) газ көмірсутектерін береді. Құрылымын өзгертіп өңдеу процестерінің арасынан пиролиз процесі ерекше орын алынды, онда олефиндерге өте бай газ өнімдері шығады. Мұнда этиленді, пропиленді және бутилен-бутадиен фракциясын бөлгеннен кейін газдың қаныққан бөлгі қалады, оны негізінен пиролизге қайта айналымға жібереді немесе газ бөлу қондырғысына жібереді.

Мұнай шикізаттарын негізгі каталитикалық процестермен өңдеуде газ шығымы едәуір жоғары: каталитикалық риформинг шикі затқа есептегенде 10-20% (масс. ) газ (сонымен бірге 1-ден 2% дейін сутегін) береді; каталитикалық крекингте газ шығымы 12-15% (масс. ) құрайды.

Сутегінің қатысуында қысыммен жүретін процестерде газдар құрамында қанықпаған көмірсутектер іс жүзінде болмайды, ал термиялық және каталитикалық процестер газдарының құрамында қанықпаған көмірсутектер көп (50%-ға дейін) болады, олардың мөлшері процестің технологиялық режиміне және катализатор табиғатына байланысты.

Газды пайдалану бағыты оның құрамына байланысты. Каталитикалық крекинг газы бутилен мен изобутанға бай каталитикалық алкилдеу қондырғысы үшін өте құнды шикізат.

Газ түріндегі көмірсутектер метан, этан, пропан, бутан, изобутан, сонымен қабат 2, 2-диметилпропан қалыпты жағдайда газ күйінде болады. Бұлардың барлығы табиғи және мұнайда ілеспе газдардің құрамына кіреді. Бұрынғы КСРО-дағы барлық газдар қорының 96% табиғи газдарға жатады яғни, олардың өндірілетін орындары мұнай өндіретін орындардан тіптен бөлек. Табиғи газдардың негізгі компонентін метан құрайды. Уренгой, Заполярье, Усть-Билюйск, Березовское, Газли, Шебелински, Саратов, Ставрополь, Дашаво-Угерск және т. б. газдардың құрамында, оның мөлшері 93-98, 8% дейін жетеді. Усть-Вилюй газының ерекшелігі оның құрамында күкіртті сутегінің көптігі (2, 5%) .

Кейбір табиғи газдар құрамында азоттың мөлшері көп болады; мысалы, Самара облысындағы Сұлтангүл газының құрамында, оның мөлшері 20% құрайды. Мұндай газдар құрамына азотпен бірге сирек газдарда - гелий, аргон және т. б. кіреді. Табиғи газда метан гомологтарының мөлшері көп емес; этан 0, 1-ден 8, 0% дейін (өте ирек), пропан 0, 1-ден 3, 0% дейін. Бутан және одан жоғары алкандар әдетте - проценттік бөліктері шамасында болады. Көмірқышқыл газынын қоспадағы мөлшері 2, 5% аспайды. Көпшілік табиғи газдардың құрамында метан мөлшері басым, ал С ₃ -С ₄ көмірсутектері аз болғандықтан, оларды құрғақ газдарға жатқызады.

Газ конденсат кен орындарының газдары таза газ орындарының, газдарының айырмашылығы олардың арасында пропанмен кескен көп газ түріндегі оның гамологтары, сонымен қабат жеткілікті мөлшерде, сұйық алқандар, сақина алқандар және арендер болады. Мысалы; 1м ³ Орынбор газының 80 г сұйық көмірсутектері бар Вуктыл кен орынның газ конденсаты 28-300 ⁰ С аралығында қайнайды және олар алкандармен қабат, шамамен нафтендермен 120 шамасында арендерден тұрады.

Газ конденсат кендерінің түзілуін мұнайдың газдарда төменгі кабатында жоғары қысымда еруімен түсіндіріледі. Олардың тығыздығы, шектен асқан температурада шамамен 75 МПа және одан да жоғары қысымда, сұйық көмірсутектердің тығыздығынан жоғары және сондықтан, соңғы сығылған газда ериді. Газ конденсат орындарын пайдаланған кезде қысым төмендейді және сүйық көмірсутектері газдан газ конденсанты түрінде (көмірсутектер қоспасы- метанның пентан және одан да жоғары гомологтары) бөлінеді. Конденсатты және тұрақталған болады. Шикі конденсат тікелей кен орындарында сеператорларда, берілген қысым мен температурада, сұйық күйінде алынады. Ол қалыпты жағдайда сұйық көмірсутектерде белгілі мөлшерде газ көмірсутектерінің еріген түрі. Тұрақты конденсатты газдан айыру арқылы алады.

Газ конденсат газдарының құрамында да метаның мөлшері көп, сонымен қатар, бензин, керосин, кейбір кездерде мүнайдың дизель фракцияларының құрамына кіретін жоғары молекулары көмірсутектері де болады. Соңғы жылдары зерттелген және пайдаланылған газ кендерінің көбісі газконденсатты түріне жатады. Бұл газдардың құрамына 2-5% және одан да көп сүйық көмірсутектері кіреді.

Конденсаттар, мұнайлар сияқты, алкандардан, нефтендерден және арендерден тұрады. Бырақ бұл көмірсутек топтарының конденсаттағы бөлінуінің кейбір мынадай ерекшеліктері бар:

- конденсаттардың бензин фракцияларындағы арендердің абсолюттік мөлшері мұнайларға қарағанда жоғары;

- кейбір бензин фракцияларында нафтендер мен арендер мөлшерінің бірдей көп болуы байқалады;

- бензин фракцияларындағы алкандар мен аредердің мөлшерінің арасында кері байланыс бар (алқандар көп болған сайын арендер аз болады) ;

- тармақталған алкандардың н-алкандарға қарағанда мөлшері аз:

Ілеспе көмірсутекті газдарды бензинсіздендіру және сүйықталған газдарды алу екі жалғасын жүретін процестер; тұрақсыз газ бинзинін алу және оны сұйытылған газдар компоненттерін немесе жеке көмірсутектерді бірден бөлумен тұрақтандыру.

Мұнай кен орындарының газдарын ілеспе мұнай газдары деп атайды. Бұл газдар мұнайда еріген түрінде болады және одан жер бетіне шыққан кезде бөлінеді. Мұнай ілеспе газдарының құрамы құрғақ газдардан этан, пропан, бутандар және одан жоғары көмірсутектерін (қосынды мөлшері 50% дейін) көп құрайды. Сондықтан оларды майлы немесе байыған газдар деп атайды. Бұл газдардан ең жеңіл бензинін, тауарлы бинзинге қоспа бола алатын, тағы да отын есебінде пайдаланатын сығылған газдан алады. Этан, пропан және бутандар бір-бірінен бөлінгеннен кейін мұнай химия өндірісінің құнды шикі заты болады.

Газдарды тиімді пайдалану үшін оларды құрамдары жақын қоспаларға бөледі. Пентан, гексан және басқа да көмірсутектердің қалыпты жағдайда сұйық күйде болатын қоспалары газды бензин түзеді. Одан кейін пропан мен бутаннаң қоспасы бөлінеді. Газды бензин мен пропан қоспасын бөліп алғаннан кейін құрғақ газ қалады. Оның басым көпшілігі метан мен этан қоспасынан құралады.

1 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ

1. 1 Жобаланатын процеске қысқаша сипаттама және схеманы таңдау негізі

Алкилдеу қаныққан парафинді немесе ароматикалық көмірсутектердің олефиндермен әрекеттесудің химиялық реакциясы болып табылады. Алкилдеудің ең қарапайым және ең көп тарағаны олефиннің изобутанға қосылуы.

Алкилдеу процесінің шарттары полимерлеу процесінің шарттарына жақын. Сондықтан алкилдеу шарттарында полимерлеу процесі жүреді.

Алкилдеу процесінде полимерленуді болдырмау үшін қанықпаған молекулар өзара кездеспеуі керек. Бұны істеу өте жеңіл, егер изобутанды алкилдеу кезінде алкилдеу реакциясында көп мөлшерде изобутан қоссақ онда әрбір қанықпаған көмірсутек молекуласына бірнеше изобутан молекуласы сәйкес келеді.

Қаталитикалық алкилдеу катализатор қатысында жүреді. Қаталитикалық алкилдеу өңдірісте кең қолданылады. Ол негізінде жоғары октанды компонент алуда қолданылады. Процестің өнімі - алкилат. Ол изопарафиндерден тұрады және октан саны моторлы әдіс бойынша 90-95 тең. Алкилаттың негізгі компонентінің октан саны - изооктанның (2, 2, 4- үшметилпентан) 100-ден асады.

1932 жылы В. Н. Игнатьев осыған дейінгі инертті деп есептелген изобутанды олефинмен әрекеттестіру мүмкіндігін көрсетті. Бірінші күкірт қышқылды С-алкилдеудің өндірістік қондырғысы 1938 жылы АҚШ-та пайдалануға енгізілді.

Алкилдеу қанаққан парафинді немесе ароматикалық көмірсутектердің олефиндермен әрекеттесудің химиялық реакциясы болып табылады. Алкилдеудің ең қарапайым және ең көп тарағаны олефиннің изобутанға қосылуы.

Алкилдеу процесінің негізгі мақсаты алкендердің тармақталған алкандармен каталитикалық әрекеттесу нәтижесінде жоғары молекулалық массалы изоалкандар түзілуі. Қанықпаған газдарды бөлуде алынған көмірсутекті фракциялар - пропан-пропилен және бутан-бутилен - талғамды каталитикалық полимерлеу және алкилдеу әдістермен жоғары октанды бензин компоненттерін алуда пайдаланады.

1. 2 Шикізаттың, дайын өнімнің және қосымша материалдардың сипаттамасы

Құмкөл- Оңтүстік Торғай шөгінді алабының арысқұм ойпаңындағы ірі газ-мұнай кені. Қызылорда қаласынан солтүстік -шығыста 150км. 1983 ж. іздестіру бұрғылауын жүргізуге қосылған. 1983 жылы неоком шөгінділерінен мұнай фонтаны атқыланды.

Юра-бор өнікті комплексі бойынша Құмкөл құрылымы амплитудасы неоком шөгінділерінде 50 юра жыныстарында 150 м. Келген күрделі пішінді брахиантиклиниклдық қаптар. Кенде көп кабты, алты иірім шоғырланған. Бұлардың екеуі төменгі неоком, қалғандары юра шөгінділерінің орын алып екі жекеленген өнікті бор және юра этаждарын қалыптастырған. Бор шөгінділерінде иірімдер мұнайлы, юра шөгінділеріндегілерді газды-мұнайлы және мұнайлы. Сыйымдылық жөнінен олар қабаттық, дөндік. Тектоникалық және литологиялық қалқаланудың элемент-байқалады. Жатыс тереңдіктері1063-1270 м-ге дейінгі аралықта. Юра иірімдерінің газ-мұнай және су-мұнай жапсарлары-, 5 және-1198 м-лік белгілерде. Бор иірімдерінің су-мұнай жапсары-983 және -999 м-лік белгілерде орныққан. Юра иірімдерінің мұнайлы бөлігінің биіктігі екі қабатта 89, 5 және 91, 5 м-ге жетіп ең жоғарғы мәндерді қамтиді, ал өзге қабаттарда 18, 5 м-ден аспайды. Екі бор иірімдерінің мұнайлы бөлігінің биіктіктері 51, 7 және 17, 4 м-ді құрайды. Газ шатырларын биіктіктері 31, 9 м-ге дейін өзгереді.

Өнікті қабаттар құмтастар мен алевролиттерден құралған, олардың тиімді қалындықтарының шеттері 0, 6 м-ден 12, 4 м-ге дейін жетеді. Коллекторлардың ашық саңылаулығы 19, 3-23, 7% өткізгіштігі 0, 172-1, 133 мкм ² , мұнайға қаныққандық коэффициенті 0, 758-0, 71, газға қаныққандық коэффициенті 0, 657-0, 72. бастапқы қабаттық қысым 11, 5-13, 76 МПа шегінде, температура 49-56 ⁰ С. 7-мм-л штуцердегі мұнайдың шығымдары 125, 8м ² /тәу, газдікі 93, 8 мың м ³ /тәу. Бор мен юра иірімдерін мұнайлары құрамы жағынан бір-біріне жақын. Олардың тығыздығы 812-819 кг/м ³ , құрамдарында 0, 11-0, 52% күкірт, 10, 8-11, 5% парафин, 011-0, 92% асфальтендер, 4, 8-8, 42% смолалар бар. 20 ⁰ С-дағы мұнайдың тұтқырлығы 8, 89-22, 4 мм ² /с-ке дейін жетеді. Юра және бор иірімдерінің мөлшері 34, 26-50, 6% болғанда, метандық құраушысы 50, 6-61, 2% -ке дейін өзгереді, бор иірімдеріндеауыр көмірсутектер басым келеді, олардың мөлшері 63, 7-67, 9% -ті, метан 17, 8-22, 2% -ті құрайды.

Газдар құрамында 0, 002-0, 07% күкіртсутек, 3, 1-10% азот, 0, 5-0, 9% көмірқышқыл газы, 0, 01-0, 1% гелий бар. Еркін газдар 56, 75-77, 92% метаннан, 9, 01-14, 05% этаннан, 4, 24-10, 17% пропаннан, 1, 24-4, 75% бутаннан, 10, 7% -ке дейін азоттан, 0, 29-0, 69% көмірқышқыл газынан, 0, 15-0, 22% гелийден тұрады. Газда тығыздығы 712-732 кг/м ³ келетін конденсат бар. Екі бор, бір юра қабаттары иірімдерінің режимдері суарындық өзге иірімдердікі газ энергиясымен үстемеленген суарынды, өнікті қабаттардың сулары хлорка-цийлі, минералдығы 49, 7-84 г/л. Суларда бромның, йодтың жоғарылаған мөлшерлері анықталды. Кен 1990 жылдан бері пайдалануда.

Өндірістік алкилдеу процесінде қолданыс тапқан күкіртті және фторлы сутекті қышқылдар. Кейбір қасиеттері төменде көрсетілген.

Кесте 1. 1 - Катализаторлар қасиеті

Көрсеткіштер

Н ₂ SO ₄

Көрсеткіштер: 1. Тығыздық, кг/м ³

Н2SO4: 1840 (20 ⁰ С)

Көрсеткіштер:

2. Температура, ⁰ С

балқу

қайнау

Н2SO4:

10, 4

296, 2

Көрсеткіштер: 3. Тұтқырлық, сП (МПа∙с)

Н2SO4: 33, 0 (15 ⁰ С) .

Көрсеткіштер: 4. Беттік керілу, н/м

Н2SO4: 55, 0 (20 ⁰ С) .

Көрсеткіштер:

5. 13, 3 ⁰ С-гі ерігіштігі, % масс.

Изобутанның қышқылда

Қышқылдың изобутанда

Н2SO4:

0, 10

Изобутанның күкірт қышқылда Н ₂ SO ₄ ерігіштігі фторлы сутегіге НF қарағанда 30 есе төмен. Олефиндердің осы қышқылдарда ерігіштігі жоғары және тез. С-алкилдеу процесінде катализатор есебінде күкірт қышқылы қолданылады. Күкірт қышқылының концентрациясы 98% құрайды.

Катализатордың концентрациясы 98-90%-ке дейін төмендегенде оны қондырғыдан шығарып жүйені жаңа қышқылмен толтырады. Төмен концентрациялы қышқылды қолдану олефиндердің полимерленуіне әкеліп соғады. Күкірт қышқылының концентрациясы төмендегенінің себебі қышқыл қабатында органикалық қосылыстардың жиналуымен байланысты және де бастапқы шикізаттың құрамында судың болуы және жанама реакциялардың пайда болуынан.

Қышқылдың шығыны сапасына және процесс температурасына тәуілді. Процесс нақты жүрген сайын қышқылдың шығыны азаяды да алынатын алкилаттың сапасы жоғарылайды.

Фторлы сутекті катализаторды қолдану оның жоғары уландырғыш және ұшқыштық қасиетіне байланысты пайдалануда қауіпсіздік шараларда қатаң сақтау қажет. Фторлы сутегінің жүйеден шығып кетеді деген жерлерде реакторлар мен конденсаторларды суытатын су ағымдарында қышқыл тоңазытқыштарында үздіксіз автоматты бақылауды жүргізеді. Құрал- жабдықтарда НF төзімді - фторорганикалық пластмассаларды монель - металлдарды, көмір сутекті болтатарды қолдану.

Изобутанды алкилдеу қондырғысының шикізаты болып әдетте газфракциялаушы (ГФҚ) қондырғыларда каталитикалық крекинг, термиялық крекинг және костеу газдарынан бөліп алынған бутан-бутилен фракциясы (ББФ) саналады. Бұл фракция құрамында қанықпаған көмірсутектері - бутилендермен қабат изобутан да болады. Шикізаттағы әрбір 1% бутиленге 1, 2% изобутанның келуі қажет. Бутан-бутилен фракциясы сонымен бірге бутан және С ₃ пен С ₅ көмірсутектері болады. Изобутаннан бөлек алкилдеу реакциясына алкандар түспейді, бірақ процестің жүру жағдайын, реакциялық аумақтағы көлемін алып және изобутан мөлшерін төмендетіп нашарлатады. Шикізатта пропиленнің болуы пропиленнің алкилдеу реакциясының жылуы мәнін жоғары болуына байланысты суытуды көбейтуді қажет етеді, алкилаттың октан санын төмендетеді. Амилендердің де болуы теріс әсер етеді, себебі олардан да аз құнды жанама өнімдер түзіледі.

Алкилдеу процесінің келешек өсуі шикізат қорының көбеюімен және шикізат есебінде пропан-пропилен фракциясын пайдаланумен байланысты болмақшы. Пропан-пропилен фракциясын алкилдеуде пайдаланғанда қосымша изобутан беру қажет.

1. 3 Дайын өнімнің қолданылуы

Изобутанды алкилдеу нәтижесінде алынған алкилатты жеңіл және ауыр екі фракцияға бөледі. Жеңіл фракцияны автомобиль мен ұшақ бензиндері компоненті, ауыр фракцияны - дизель отыны компоненті есебінде пайдаланады. Жеңіл алкилаттың көрсеткіштері мынадай: тығыздығы 0, 698-0, 715 г/см ² ; октан саны ТЭҚ-сыз 92-98, 0, 8 мл/л ТЭҚ косқанда 104-106; қыныққан булар қысымы 38 ⁰ С 20, 6 кПа; бастапқы қайнауы 45-57 ⁰ С 100-104 ⁰ С 50% қайнайды; соңғы қайнауы 150-170 ⁰ С.

Қондырғыда жанама өнімдер есебінде пропан мен бутан-пентан фракциясын алады.

1. 4 Процестің теориялық негізі

Алкилдеуге төмен молекулалы да, жоғары молекулалы да көмірсутектерін салуға болады. Бірақ бензин компоненттерін алу үшін іс жүзінде тек С ₃ -С ₅ көмірсутектері реакцияларын пайдаланады. Алкандардан метан мен этан реакцияға түспейді. Изобутан, құрамында сутегі бар үшінші көміртегі атомы алкилдеуге жеңіл түседі. Изобутанның тармақталған құрылымы синтез өнімдерінің детонацияға қарсы қасиеті жағынан тиімді болып келеді. Сондықтан алкилдеудің барлық өндірістік процестерінде бастапқы алкан шикі заты есебінде изобутан қолданылады. Алкендерден изобутанды алкилдеуде С ₃ -С ₅ көмірсутектерін пайдаланады.

Алкилдеу жылуды бөліп және көлемнің азаюы мен жүреді. Ле-Шателье принципі бойынша бұл реакцияға төмен температура мен жоғары қысым оң әсер етеді. Сондықтан алкилдеуді 0 ⁰ С жақын температураларға жүргізу тиімді. Онда алкеннің молекулалық массасы жоғары болған сайын температура төмен болуы керек. Алкилдеу реакциясы төмен температураларда катализаторсыз іс жүзінде жүрмейді.

Алкилдеудің ең маңызды параметрлері температура, қысым, контакт уақыты, изобутан мен алкендер, катализатор мен алкендер арасындағы қатынасы саналады.

Температура катализатор ағынына, алкилат шығымы сапасына әсер етеді. Процестің ең қолайлы жағдайы 5-15 ⁰ С құрайды. Температураны көтеру қышқыл мен көмірсутектердің қоспасы тұтқырлығының төмендеуімен араластыруды жеңілдетеді, бірақ мұнда алкендердің полимерлеу мен сульфирлеу жанама реакциялары өседі. Температураны төмендету алкилдеу реакциясының талғамдылығы өсіреді, катализатор шығынын азайтады, алкилат шығымын көбейтеді. Алкилдеу реакциясы оң жылу эффектісімен жүреді. Термодинамикалық жағынан алкилдеу процесі төмен температуралары. Өндірістік күкіртқышқылды алкилдеуді 0-10 ⁰ С, ал сұйық фторлы сутекті алкилдеуді 25-30 ⁰ С жүргізеді.

Қысым реакторда көмірсутекті шикі заттың негізгі бөлігі сұйық фазада болатындай ұстайды. Өндірістік реакторларға қысым орташа 0, 3-1, 2 МПа құрайды.

Шикізаттың катализатормен жанасу мерзімі көлемдік жылдамдықпен анықталады, оны реакторға белгілі бір уақытта берілетін шикізат көлемінің қышқыл көлеміне бөліндісі деп қарауға болады. Қазіргі алкилдеу қондырғыларнда көлемдік жылдамдық 0, 3 сағ. (күкірт қышқылды адкилдеуде 0, 1-0, 6 сағ. ) қүрайды. Көлемдік жылдамдықты көбейту алкилаттың октан санын төмендетеді. Контактілеу уақытына тағы реактор конструкциясы және араласу жабдығының тиімді жұмыс істеуі әсер етеді.

Реакция аумағында изобутан мен алкен араларындағыда қатынасы дұрыс таңдау полимерлеу реакцияларын басуға үлкен рөл атқарады. Өндіріс қондырғырларында алкилдеуге түсетін көмірсутекті қоспада изобутан (алкен мольдік қатынасын 5-10/1 тең етіп ұстайды) .

Энергия қорын үнемдеу мақсатында, изобутан мен алкендер қатынасын азайтып, катализатордың алкендерге қатынасын жоғары ұстау тиімді.

С-алкилдеу процесінің негізін алкендердің алкандарға қосылу реакциясы құрайды, ол жалпы мынадай теңдеумен беріледі:

С-алкилдеу жылуды бөле жүреді 85-90 кДж/моль (20-22 ккал/моль) . Көп жағдайда С-алкилдеуге бутилен қолданылады. Изобутанды С-алкилдеугенде изо-С ₈ Н ₁₈ түзіледі. Ол қайнау температурасы бойынша бензиннің компоненті есебінде алынады.

С-алкилдеу каталитикалық крекинг тәрізді карбони ионы механизмі бойынша жүреді. Изобутанды бутен-2 С-алкилдеу реакциясының механизмін қарастырайық.

1. Процестің бірінші сатысы олефиндерді протондау

2. Изобутан: бутен қатынасы жоғары болғанда бутилді карбоний ион негізінен изобутанмен үшіншілік карбони ионына әсер етеді:

2а. Біріншілік бутилді катион протоның ауыстырмай-ақ үшіншілікке изомерлену мүмкін:

3. 2 және 2а реакциялары бойынша пайда болған үшіншілік бутилді карбони ионы бутенмен реакцияға түсіреді:

Екіншілік октилді карбактион тұрақты үшіншілікке изомерленеді;
Изомерленген октилді карбактион изоалканмен протонымен ауысу нәтижесінде өнімі пайда болады -2, 2, 4-2, 3, 3 және 2, 3, 4- үшметилпентан

Карбкатион өз протонын қышқылдың анионына берген кезде тізбек үзіледі:

Изобутанды бутиленмен С-алкилдеу негізгі реакциялармен қатар 1 моль изобутанға 1 моль олефин шығындалады. Бұл жағдайда әртүрлі жанама процестер жүруі мүмкін. Күкірт қышқылының концентрациясы төмендеген сайын оның протондық күші төмендейді, сутегінің ауысу процесі баяулайды, процестің талғамдығы азаяды, ол алкендердің ауыр өнімдер түзумен полимерлеуне алып келіп соғады.

Алкилдеу жағдайында әртүрлі жанама процестер жүреді:

А) Деструктивті алкилдеу;

Б) Сутегінің молекула аралық ауысуы;

В) Полимерлену және деполимерлену.

Деструктивті алкилдеу деп ығырау мен синтез реакцияларын - сақина құрылымды алынған изоалкандардың жаңа көмірсутектеріне ыдырауын және олардың өз кезегінде изобутанмен алкилдеу реакциясына түсуін айтады:

1. 5 Технологиялық процестің жобалануы және толық сипаттамасы

Бутан-бутилен фракциясымен изобутанды күкірт қышқылды алкилдеу қондырғысының технологиялық жүйесін қарастырайық. Алкилдеу қондырғысы шикізатты дайындау, реактор, көмірсутекті қоспаны әрекеттеу, өнімдерді фракциялау бөлімдерінен тұрады. Шикізатты дайындау бөлімінде (жүйеде көрсетілмеген) сілтімен және сумен жуумен бутан-бутилен фракциясын күкіртті сутегі мен меркаптандардан тазартады. Мұнда шикізаттың су бөлгіштер, тұндырғыштар, құмтассүзгіштер немесе электротогымен бөлгіштер көмегімен судан кебуі жүреді. Кептіруге тағы адсорбенттер-Al ₂ O ₃ және цеолиттер қолданады.

Одан кейін шикізат реактор бөліміне түседі. Шикізат 1 сыйымдылықта қайта айналушы изобутанмен араласып, 2 сораппен жылуалмастырғыш пен тоңазытқыш арқылы 3 контакт типтес реакторға беріледі. Шикізатпен бірге реакторға бутан-бутилен фракциясымен контактіде болатын күкірт қышқылымен сіңіріледі.

Реакция өнімдері 3 реактордан 4 сепараторға түседі, онда күкірт қышқылы бөлінеді. Күкірт қышқылы 5 сораппен реакторға қайта беріледі, ал көмірсутектер 6 жылуалмастырғыш арқылы көмірсутектер қоспасына әрекеттеу бөліміне түседі. Мұнда көмірсутекті қоспа күкірт қышқылы және эфирлер тамшыларынан сілті мен сумен жуумен арылады. Сілті және сумен жууға 7 араластырғыш, 8, 10 тұндырғыш 9, 12 қайта беруші сораптар арналған. Алкилдеудің жаңа қондырғыларында реакция өнімдері бокситті тазалау блоктарында күкірт қышқыл эфирінен тазаланады.

Изобутан бутилендермен әрекеттесуінде 1кг алкилатқа есептегенде 750-1100кДж жылу бөлінеді. Оны бөлуге жасанды суыту қолданылады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.