ВСТУП
Звичайним прийомом, застосовуваним в нафтопереробній промисловості для одержання високооктанового моторного палива, є алкілування изопарафинов олефінами в присутності каталізатора, переважно плавикової кислоти або фтористого водню (HF). Потік, що виходить з реактора алкілування, зазвичай проходить через відстійник, де вуглеводнева фаза відділяється від кислотної фази. Вуглеводневу фазу піддають фракціонування для відділення низькокиплячих вуглеводнів від продуктів алкілування. Кислу фазу охолоджують і повертають в реактор алкілування. Однак реціркуліруемая кислу фазу необхідно піддавати часткової очищенні, щоб запобігти утворенню в системі кіслоторастворімих масел (КРМ) і води.
Глава 1 ПРОЦЕСИ каталітичному алкілуванні ДЛЯ ОТРИМАННЯ розгалужених вуглеводнів
Використання процесів каталітичного алкілування для отримання розгалужених вуглеводнів, що володіють властивостями, які роблять їх придатними для використання в якості компонентів бензинових сумішей, добре відомо на даному рівні техніки. Зазвичай алкілування олефінів насиченими вуглеводнями, такими як изопарафинов, здійснюють при контактуванні реагентів з кислим каталізатором з утворенням реакційної суміші, відстоюванні вказаної суміші для відділення каталізатора від вуглеводнів і надалі розподіл вуглеводнів, наприклад, фракціонуванням, щоб витягти продукт реакції алкілування. Зазвичай продукт реакції алкілування згадується як "алкілат", він переважно містить вуглеводні, що мають 7-9 атомів вуглецю. Для того, щоб мати найбільш високу якість бензинових сумішей, переважно, щоб вуглеводні, що утворилися в процесі алкілування, були сильно розгалужені.
Одним з найбільш бажаних каталізаторів алкілування є фтористоводнева кислота, однак використання фтористоводородной кислоти як каталізатора алкілування пов'язане з певними незручностями. Одна з основних проблем при використанні фтористоводородной кислоти як каталізатора полягає в тому, що вона є сильно корозію речовиною і токсична для людей. Токсичність фтористоводородной кислоти для людей, крім того, ускладнюється тим фактом, що безводна фтористоводнева кислота звичайно є газоподібної при нормальних атмосферних умовах - тиску 1 атм і 70 o F (21 o C). Можливе створення певних заходів безпеки для тиску парів фтористоводородной кислоти при стандартних атмосферних умовах, коли вони присутні в атмосфері. Ці заходи безпеки визначаються легкістю, з якою фтористоводнева кислота випаровується і виділяється в атмосферу.
Незважаючи на потенційні проблеми токсичності для людей і корозійні характеристики фтористоводородной кислоти, в минулому промисловість визначила, що вигоди від використання фтористоводородной кислоти як каталізатора алкілування перевищує потенційні проблеми. Наприклад, фторістоводродная кислота є дуже ефективним каталізатором алкілування, що дозволяє проводити реакцію олефінів з изопарафинов при низьких тисках процесу і температурах. HF особливо придатна для використання в якості каталізатора алкілування бутиленов, а в разі алкілування пропілену та аміленов HF була використана як ефективний каталізатор, тоді як інші каталізатори алкілування, такі як сірчана кислота, не були ефективними в таких процесах алкілування. На додаток до цього алкілат, отриманий у процесах алкілування з фтористоводородной кислотою, має дуже високу якість, володіючи такими бажаними властивостями, тому що являє собою суміш сильно розгалужених вуглеводневих сполук, що забезпечують високо октанове моторне паливо.
При розробці відповідної композиції для заміни фтористоводородной кислоти як каталізатора алкілування, що володіє бажаними властивостями забезпечення високоякісного продукту реакції алкілування і зниженим тиском парів, стикаються з однією проблемою - корозійною природою таких замінюють каталізаторів. Такі замінюють каталізатори алкілування повинні не тільки володіти вищезазначеними бажаними фізичними властивостями, вони також повинні бути значно менш корозійними для металевих компонентів, таких як, наприклад, реакційні посудини, трубопроводи, обладнання та інше приладдя системи процесу алкілування, щоб каталізатор мав комерційну цінність. У разі використання фтористого водню як каталізатора алкілування відомо, що для зведення до мінімуму його корродирует дії на компоненти з углеводородістой стали системи процесу алкілування краще всього використовувати фтористий водень з мінімальною концентрацією води. Дійсно корозійне дію фтористого водню на вуглецеву сталь зростає із збільшенням концентрації води. Що стосується композицій, запропонованих на предмет їхньої прийнятності замінників фтористого водню як каталізатора алкілування, було виявлено, що всі вони також є сильно корозію вуглецеву сталь.
Отже, метою винаходу є розробка нового каталізатора алкілування, володіє бажаним властивістю забезпечення високоякісного продукту реакції алкілування при використанні для алкілування олефінів парафинами, але має більш низький тиск парів, ніж фтористоводнева кислота.
Галоидоводородной компонент каталітичної композиції або каталітична суміш може бути обрана в групі сполук, що складається з фтористого водню (HF), хлористого водню (HCl), бромистого водню (HBr) і суміші двох або більше з них. Однак кращим галоидоводородной компонентом є фтористий водень, який може бути використаний у каталітичній композиції в безводній формі або у водному формі за умови, що кількість води, що міститься у водному розчині, не буде таким, щоб вона була граничною концентрацією води в каталізаторі алкілування або композиція перевищувала бажані межі, описані тут.
Сульфоновой компонент є важливим і критичним компонентом каталітичної композиції, тому що він здійснює декілька функцій і через несподівані фізичних властивостей, які він надає каталітичної композиції. Одна важлива функція наявності сульфонового компонента в композиції полягає в зниженні тиску парів або в що знижує дії на всю каталітичну композицію. Це є суттєвим аспектом цього винаходу, щоб сульфоновой компонент був розчинний у галоидоводородной компоненті і щоб сульфоновой компонент практично не змішувався з олефінових вуглеводнів, що забезпечує легке відділення вуглеводнів від каталітичної композиції. Також є істотним, що наявність сульфонового компонента надає мінімальний погіршується вплив на селективність реакції алкілування та активність.
Звичайно фахівці в області алкілування олефінів, катализируемого фтористим воднем, знають, що для отримання найвищої якості алкілату у вищезгаданому процесі алкілування олефінів є істотним, щоб фтористоводнева каталізатор по можливості не містив забруднюючих сполук. Виходячи з відомих впливів забруднень фтористоводнева каталізатора на активність і селективність процесу алкілування щодо отримання високоякісного алкілату, фахівці в цій області могли очікувати, що додавання від незначних до великих кількостей сульфонового з'єднання до фтористоводнева каталізатору буде надавати звичайне погіршується дію на його каталітичні характеристики. Однак було виявлено, що наявність незначних кількостей сульфонового з'єднання в поєднанні з фтористим воднем буде робити дуже незначне негативний вплив на робочі характеристики отриманої в результаті суміші як каталізатора алкілування, але, крім того, несподівано виявилося, що замість погіршуючого впливу на каталітичні характеристики невеликі концентрації в кількості менш приблизно 30 мас.% сульфонового компонента в поєднанні з фтористим воднем можуть підвищити характеристики отриманої в результаті композиції як каталізатора процесу алкілування.
Перевага використання каталізатора алкілування, що має набагато менший тиск парів, ніж у фтористоводородной кислоти, полягає в тому, що буде випаровуватися меншу кількість кислого каталізатора і виходити в атмосферу у випадках, коли каталізатор відкритий на атмосферу. Зокрема, при порівнянні нової каталітичної композиції з фтористоводородной кислотою відзначають значну різницю між тиском пари обох каталізаторів. Оскільки фтористоводнева кислота має значний тиск парів при звичайних атмосферних або кімнатних умовах, вона часто знаходиться в пароподібному стані при контакті її з атмосферою, отже, цей тиск парів робить більш важким її контроль і зміст при експонуванні її з атмосферою.
Нова каталітична композиція, як тут описано, вирішує багато з проблем, пов'язаних з використанням фтористоводородной кислоти як каталізатора, так як вона забезпечує переваги за рахунок більш низького тиску парів при звичайних умовах, ніж у фтористоводородной кислоти. Але на додаток до переваги за рахунок більш низького тиску пари в звичайних умовах нова каталітична композиція, крім того, може бути використана в типових процесах алкілування, обеспечиванием практичні швидкості реакції при низьких робочих тисках і низьких температур, щоб отримати високоякісний алкілатний продукт, який придатний для використання в якості сумішевої компонента для бензинового моторного палива. Додаткова перевага нової каталітичної композиції полягає в тому, що з нею легше комерційно маніпулювати, ніж з фтористоводородной кислотою.
Водний фтористий водень є більш корозійним середовищем, ніж безводний фтористий водень, і що чим вище концентрація води, що міститься у водному фтористому водні, тим більше корозійної є його природа при використанні в системі процесу алкілування з вуглецевої сталі. Додаткова проблема, традиційно викликається наявністю води в каталітичної системі процесу алкілування, полягає в тому, що вона чинить негативний вплив на кінцевий продукт алкілування. Отже, із зазначених вище причин абсолютно несподівано наявність води в каталітичної композиції алкілування або в системі, як розглядається у цьому винаході, викликає зниження або уповільнення корозійної природи каталізатора, але не має значного впливу на кінцевий продукт алкілування.
Процеси алкілування, є жидкофазного процесами алкілування, в яких моноолефіновие вуглеводні, такі як пропілен, бутилен, пентілени, гексілени, гептилом, октілени тощо, алкилируют ізопарафінових вуглеводнями, такими як ізобутан, ізопентан, ізогексан, ізогептан, ізооктан і т. п., для отримання висоокооктанових алкілатних вуглеводнів, киплячих в бензиновому інтервалі, і які придатні для використання в бензиновому моторному паливі. Переважно ізобутан вибирають як ізопарафінових реагенту, а олефінових реагент вибирають з пропілену, бутиленов, пентіленов та їх сумішей для отримання алкілатного вуглеводневої продукту, що складає головним чином з сильно розгалужених, високо октанових аліфатичних вуглеводнів, що мають принаймні сім атомів вуглецю і менше десяти атомів вуглецю.
Для того, щоб поліпшити селективність реакції алкілування в бік отримання бажаних, сильно розгалужених аліфатичних вуглеводнів, що мають сім або більше атомів вуглецю, в реакційній зоні бажаний значний стехиометричний надлишок ізопарафінових вуглеводню. Молярні відносини ізопарафінових вуглеводню до олефінових вуглеводнів від приблизно 2:1 до приблизно 25: 1 розглядаються в цьому винаході. Переважно молярне ставлення изопарафинов до олефін буде в інтервалі від приблизно 5 до приблизно 20 і найбільш переважно воно буде в інтервалі від 8,5 до 15.
Ізопарафінових і олефінових реагентні вуглеводні, зазвичай вживані в комерційних процесах алкілування, відбуваються з процесів нафтопереробки і зазвичай містять незначні кількості домішок, таких як бутан, пропан, етан і т.п. Такі домішки є небажаними у великих концентраціях, так як вони розбавляють реагенти в реакційній зоні, отже, знижують ємність реактора, доступну для цільових реагентів, і заважають хорошому контакту изопарафинов з олефінових реагентами. Крім того, при безперервному процесі алкілування, коли надлишок ізопарафінових вуглеводню виводять з реакції алкілування виводить потоком і реціклізуют для контакту з додатковими олефінових вуглеводнів, такі нереакціонноспособние нормальні парафінові домішки мають тенденцію накопичуватися в системі алкілування. Отже, реакційні, файли потоки і / або Вторинно перероблений потоки, які містять значні кількості нормальних парафінових домішок, зазвичай фракционируют для видалення таких домішок і підтримання їх концентрації на низькому рівні, переважно менше 5 об.% В процесі алкілування.
Температури реакції алкілування у цьому винаході зазвичай знаходяться в інтервалі від приблизно 0 o F (17,8 o C) до приблизно 150 o F (65,6 o C). Більш низькі температури сприяють реакції алкілування олефина изопарафинов в порівнянні з такими побічними реакціями олефінів, як полімеризації. Проте загальні швидкості реакцій знижуються з пониженням температури. Температури в заданому інтервалі і переважно в інтервалі від приблизно 30 o F (-1,1 o C) до приблизно 130 o F (54,4 o C) забезпечують хорошу селективність алкілування олефина изопарафинов з комерційно прийнятними швидкостями реакцій. Найвпевненіше, однак, температура алкілування повинна бути в інтервалі від 50 o F (10 o C) до 100 o F (37,8 o C).
Тиск реакції у цьому винаході може бути в інтервалі від тисків, достатніх для підтримки реагентів у рідкій фазі, до приблизно 15 атм. Вуглеводневі реагенти зазвичай можуть бути газоподібними при температурах реакції алкілування, отже, кращими є тиску реакції в інтервалі від приблизно 40 фунт / дюйм 2 (2,812 кг / см 2 до приблизно 160 фунт / дюйм2 (11,25 кг / см 2). Коли всі реагенти знаходяться в рідкій фазі, підвищення тиску не надає значного впливу на реакцію алкілування.
Глава 2 Фтористі ВОДЕНЬ З ПРОЦЕСІВ Алкілування
Звичайним прийомом, застосовуваним в нафтопереробній промисловості для одержання високооктанового моторного палива, є алкілування изопарафинов олефінами в присутності каталізатора, переважно плавикової кислоти або фтористого водню (HF). Потік, що виходить з реактора алкілування, зазвичай проходить через відстійник, де вуглеводнева фаза відділяється від кислотної фази. Вуглеводневу фазу піддають фракціонування для відділення низькокиплячих вуглеводнів від продуктів алкілування. Кислу фазу охолоджують і повертають в реактор алкілування. Однак реціркуліруемая кислу фазу необхідно піддавати часткової очищенні, щоб запобігти утворенню в системі кіслоторастворімих масел (КРМ) і води.
Як правило, таке очищення проводять, направляючи потік з відстійника, що містить HF, в колону чіткої ректифікації, де HF відокремлюють від КРМ за допомогою газоподібного вуглеводню, переважно ізобутану. При цьому отримують очищену кислу фазу, яка може бути спрямована на повторне використання. У той же час виділяються на цій стадії КРМ містять неприпустимо високі кількості HF, що призводить як до втрат цінного продукту HF, так і до виникнення екологічних проблем. У зв'язку з цим потрібна додаткова стадія очищення для видалення HF перед подальшою переробкою КРМ, наприклад перед поверненням на нафтопереробний завод в якості палива, або перед їх у Д 3 Л 6Н і см
Процес призначений для виділення HF, що використовується як каталізатора реакції алкілування, з кислої фази, що містить КРМ, шляхом обробки фракції, що виводиться з нижньої частини колони чіткої ректифікації і складається з HF, КРМ і невеликих кількостей води. Вказану суміш охолоджують в теплообміннику до температури достатньою для того, щоб відокремити HF від КРМ, а потім суміш направляють в сепаратор для розділення.
Усередині сепаратора створюється градієнт концентрацій HF і КРП з високим вмістом HF і КРП, практично не містять HF, виводяться у вигляді окремих потоків. Схема такого процесу представлена на рис. 80.
Цифрою 1 позначений в цілому апарат, який використовується для виділення HF з процесу алкілування. До його складу входять колона чіткої ректифікації 2, яка має загальновідому конструкцію і не описується тут більш докладно.
Лінія 3 пов'язує колону 2 з реактором алкілування (на схемі не показаний), конструкція і спосіб роботи якого є загальновідомими. По лінії 3 в колону 2 подається суміш, що складається з HF, КРМ, води та ізобутану. Вміст води у вихідній суміші дуже мало - зазвичай менше 3%, оскільки використовуються в якості сировини олефін і ізобутан піддаються попередній осушенні. Для контролю температури суміші бажано в лінії 3 мати теплообмінник 4 і регулятор температури 5. Останній управляє наявними в лінії 3 клапаном про, відкриваючи або закриваючи його в залежності від температури подається суміші.
Клапан 6 регулює подачу теплоносія, що надходить до теплообмінника 4 по лінії 7. Переважно, щоб лінія 3 була пов'язана з верхньою частиною колони 2 і весь відпрацьований каталізатор подавався в пароподібному стані.
Трубопровід 8 у верхній частині колони 2 призначений для виведення газоподібного HF і відганяють, а також використовуються як флегми вуглеводнів, таких як ізобутан. По трубопроводу 8 відганяєте продукти з колони 2 повертаються в реактор алкілування. Переважно вводити вуглеводень в колону 2 в декількох місцях, для того, щоб досягти найкращого виділення HF. Як було зазначено вище, що подається на виділення суміш крім HF містить також КРП і воду.
Газоподібний вуглеводень подається в нижню частину колони 2 по лінії 9. Переважно, щоб точка введення перебувала нижче рівня рідини, що збираються в нижній частині колони 2. Переважно подавати вуглеводень при температурі ~ 200-230 ° С. Згадана рідка фаза, що накопичується в колоні, являє собою вихідну суміш, з якої в результаті перегонки разом з вуглеводнем видалена основна частина HF. Рідкий вуглеводень, застосовуваний в якості флегми, наприклад ізобутан, зазвичай вводиться у верхню частину колони 2 по трубопроводу 10.
Схема виділення HF з кислих стічних вод процесу алкілування, що містять кіслоторастворімие олії
Оскільки по трубопроводу 10 надходить рідкий вуглеводень, що має більш низьку температуру, ніж суміш газів і парів, що подаються по лінії 3, його подача призводить до конденсації висококиплячих компонентів, що містяться в газовій фазі. Ця операція загальновідома і більш докладно описана не буде.
Важкі фракції виходять з нижньої частини колони 2 по лінії / / і надходять у відстійник 13 звичайної конструкції. Для контролю рівня рідкої фази в колоні 2 бажано передбачити-регулятор рівня, керуючий роботою клапана 14. Клапан 14 пов'язаний з вивідний лінією 15, яка у свою чергу сполучена з верхньою частиною відстійника 13, в результаті чого при перевищенні необхідного рівня рідкої фази відбувається більш повне відкривання клапана 14 і зниження рівня рідини в колоні 2 до нормального значення.
Рідка фаза виводиться з колони 2 при температурі ~ 150-200 ° С і чим вище температура рідини, тим більше взаємна розчинність її компонентів, тобто чим вище температура, тим більше КРМ буде розчинено в HF і навпаки.
Слід зауважити, що в деяких випадках при алкілуванні виходять легкі КРМ. У цьому випадку в кубі колони підтримується більш низька температура (135-150 ° С). У результаті цього досягається, що легкі КРМ не видаляються з верху колони, а виводяться разом з рештою рідкою фазою. Після того як всі легені КРМ видалені температура куба колони можна знову збільшити до нормальної температури, приведеної вище. Ця частина процесу є загальновідомою.
Теплообмінник 12 розташований в лінії / / між колоною 2 і відстійником 13 і служить для охолодження рідкої фракції, що виходить з колони 2 в відстійник 13. Теплообмінник 12 пов'язаний з резервуаром для охолоджуючої рідини. Бажано, щоб теплообмінник 12 був пов'язаний лінією 17 з лінією 10 так, щоб охолоджений рідкий вуглеводень з лінії 10 можна було подавати в теплообмінник в якості охолоджуючої рідини. У лініях 9, 10 і 17 є регулятори потоку - відповідно 9 ', 10' і 17 '. Для контролю температури рідини, що надходить у відстійник 13 передбачений регулятор температури 18, пов'язаний з лінією 11нс клапаном, що регулює швидкість потоку 19; клапан у свою чергу пов'язаний з лінією 20.
Лінія 20 пов'язує лінію 19 і вихідний трубопровід минаючи теплообмінник 12. Регулятор температури 18 управляє роботою клапана 19; наприклад якщо рідина, що надходить у відстійник 13 має дуже високу температуру, регулятор 18 закриє клапан 19, даючи можливість охолоджуючої рідини в теплообміннику 12 остудити рідкий продукт до необхідної температури. Бажано, щоб рідка фракція, яка надходить у відстійник 13 мала температуру менше 52 "З, переважно 24-52" С або, ще краще, 32-46 ° С.
Рідкий вуглеводень, що використовується в якості охолоджуючої рідини, нагрівається в теплообміннику 12 і виходить з нього з температурою 55-80 ° С, зазвичай ~ 63 ° С. Проте в ході процесу температура рідини може змінюватися.
Матеріал у відстійнику 13 представляє собою КРМ, в якому дисперговані маленькі краплі HF. Через деякий час більшість крапель HF осядуть на дні відстійника. При відборі матеріалу з нижньої частини відстійника отримують КРМ з високим вмістом HF, а у верхній частині знаходиться фракція КРМ з малим вмістом HF.
Лінія 28 призначена для виведення з нижньої частини відстійника 13 КРМ з високим вмістом HF, а лінія 15 в верхній частині відстійника 13 - для відбору КРМ з малим вмістом HF. Більш важку фазу, виділену в відстійнику 13, зазвичай повертають в колону 2. Для цієї мети лінія 28 пов'язана з ежектором 30, а ежектує рідиною є вуглеводень, що подається по лінії 21. Повернення важкої фази, що містить HF, в колону 2 може бути здійснений і іншими способами. Лінія 21 пов'язана з теплообмінником 22, у який по лінії 23 подається охолоджуюча рідина. У лінії 23 є клапан, пов'язаний з регулятором температури 25, який, у свою чергу, пов'язаний з колоною 2 і контролює в ній температуру.
Вуглеводень з лінії 21 після виходу з теплообмінника 22 вступає в колону 2. При цьому температура вуглеводню регулюється таким чином, щоб забезпечити створення в колоні 2 певної, заздалегідь заданої температури. Для цієї мети використовується теплообмінник 2 та пов'язані з ним регулятори.
Бажано, щоб в лінії 21 був розташований регулятор потоку 29. Лінія 32 пов'язана з ежектором 30, а також з лінією 34, пов'язаної з колоною 2. Вуглеводень і ежектіруемая важка фракція з відстійника 13 по цих лініях повертаються в колону 2. Регулятор потоку 29 пов'язаний з контрольним клапаном потоку 26, який у свою чергу пов'язаний з байпасній лінією 27, що з'єднує лінії 21 та 34.
Швидкість потоку вуглеводнів через ежектор 30 контролюється регулятором 29, який також регулює кількості вуглеводнів, що подаються через байпасну лінію 27 в обхід ежектора 30. Бажано, щоб у лінії 34 міжна ежектором і місцем з'єднання ліній 34 і 27 знаходився клапан 33, контролюючий кількості ежектує рідини і ежектірованной важкої фази, які повертаються в заздалегідь вибране місце в колоні 2. Клапан може управлятися як вручну, так і автоматично. Слід зауважити, що ежектіруемая важка фракція при контакті з ежектує рідиною нагрівається.
Виходить з реактора алкілування потік, що містить HF, по лінії 3 подається в колону чіткої ректифікації 2. Температура подається сировини регулюється за допомогою теплообмін ника 4 і регуляторів температури 5. Кислі стічні води контактують у колоні з парами подається туди по лінії 9 летючого вуглеводню і при цьому велика частина HF, що міститься у відходах, видаляється з верху колони разом з вуглеводнем по лінії 8 , а частина вуглеводню повертається в колону в якості флегми по лінії 10.
Переважно подавати флегма у верхню частину колони, щоб забезпечити контакт з парами більш важких компонентів, викликаючи їх конденсацію і накопичення рідких продуктів в кубі колони.
Регулятор рівня 16 призначений для контролю рівня рідини в нижній частині колони 2 шляхом виділення КРМ з малим вмістом HF з відстійника 13 по лінії 15. Переважно, щоб кількість КРМ, виведене з лінії 15 становило ~ 25% або менше від кількості матеріалу, який додається по трубопроводу 11. Рідка фракція з колони 2 надсилається по лінії 11 в відстійник 13, попередньо охолоджуючись як описано вище до температури ~ 52 ° С.
Охолоджена рідка фракція знаходиться у відстійнику досить тривалий час, протягом якого відбувається поділ КРП і HF, що мають різну щільність. У нижній частині відстійника накопичується HF, який виводиться у вигляді маслянистої фази з високим вмістом HF через лінію 28. Поділ стає можливим, оскільки взаємна розчинність компонентів істотно знижується при охолодженні рідини перед відстійником 13.
Фракція КРМ, що виводиться по лінії 15, повинна містити не більше 1% HF, переважно <0,5%, а ще краще <0,1%. По лінії 28 разом з КРП з високим вмістом HF виводиться також невелику кількість води. Її кількість не перевищує 0,5% (сліди).
До 90% КРМ, містять HF, що надійшли на відстійник 13, може бути реціркуліровать в колону 2 у вигляді важкої фази, що містить HF і воду, що виводиться з відстійника по лінії 28. Слід зауважити, що реціркуліровать в колону лютого 1975 * 90 У ~ КРМ . Наявність рециркуляції дозволяє не проводити повне розділення фаз КРП і HF (з водою). Однак у відстійнику 13 може бути проведене і повне розділення фаз, у результаті чого фракція, що виводиться по лінії 28, не буде містити КРМ або буде утримувати його в дуже малих кількостях. Проте для цієї мети необхідно використовувати відстійник дуже великих розмірів і проводити поділ дуже тривалий час.
Лінія 36 може бути пов'язана з лінією 32 і лінією 3 таким чином, що частина виділеної важкої фази може бути повернена у верхню частину колони 2. Бажано, щоб в лінії 36 був клапан контролю потоку, що регулює кількість матеріалу, що подається по лінії 36. Необхідно зауважити , що можуть здійснюватися і інші варіанти процесу, при яких лінія 36 і клапан 35 можуть бути виключені зі схеми. Фракція КРМ, що виводиться по лінії 15, направляється в апаратуру для подальшої обробки КРМ (на схемі не показана). Важка фаза виводиться по лінії 28, ежектує в колону 2. Таким чином, частина КРМ постійно циркулює в колону 2, нагріваючись перед подачею в колону; в результаті цього підвищується ефективність роботи колони 2.
При віддувка неконденсуючий газів на стадії депропанізаціі, як відомо, відбувається забруднення повітря парами HF і легких вуглеводнів. Віддувка проводиться безперервно і відходить газ нейтралізується в замкнутій системі гідроокисом калію або натрію або іншими придатними реагентами. Здійснення цього процесу пов'язане з необхідністю виділення HF, а також видалення відпрацьованого каустику, що містить сполуки фтору
На першій стадії відбувається відділення КРП в результаті перегонки HF з летючим вуглеводнем, наприклад ізобутанів. На другій стадії виділений HF і ізобутан піддають дистиляції. У результаті цього утворюється очищена фракція, що складається з HF і ізобутану, а також водна фракція, яка містить HF. Остання може бути використана для реакції з олефінами, в результаті якої виходить суміш, що містить алкілфторіди. Ця суміш може бути спрямована
196 у один з реакторів алкілування чи використана в процесі яких-небудь іншим чином.
Водна фракція, яка містить HF, використовується в якості абсорбенту для промивання газів, що відходять процесу алкілування. При цьому HF, що міститься в газі абсорбується і очищений газ може бути викинутий в атмосферу або використаний в якості паливного газу. Водна фаза з підвищеним вмістом HF піддається реакції з олефінами в результаті чого утворюється суміш, яка містить алкілфторіди. Схема цього процесу показана на рис. 1.
Для зручності схема розділена на три частини, позначені А, В і С. Частина А належить до звичайного процесу алкілування ізобутану олефінів; до неї входять звичайна отпарная колона і колона для виділення HF ти пропану; в частині В знаходиться колонна чіткої ректифікації для виділення Hi а в частині С - пристрої для промивання газів, що відходять, що утворюються в апаратах частин Л і В.
Рис. 1. Схема процесу виділення HF з реакції алкілування
Ізобутан і олефін подаються до системи по лініях / і 2. Ізобутан, реціркуліруемая по лінії 3 змішується зі свіжим ізобутанів і по лінії 4 надходить у лінію 5, куди також надходить олефін з лінії 2. Суміш подається в вертикальний трубчастий реактор 5, де вона відомим чином контактує з потоком каталізатора, що містить HF. Каталізатор зазвичай циркулює з відстійника 7 по лініях 8 і 9 через холодильники 10 і 6 і знову в відстійник. Основна реакція протікає в реакторі 6. Настає у відстійнику 7 верхня вуглеводнева фаза по лінії 11 подається в отпарную колону 12, а нижня фаза, яка містить відпрацьований HF, прямує в рецикл.
Отпарная колона 12 працює звичайним чином. З куба по лінії 13 видаляється продукт, що містить алкілату, по лінії 14 - фракція, що містить нормальний бутан, а з верху колони по лінії 15 - пари, що складаються головним чином з IIF, пропану і неконденсуючий компонентів. Парова фаза надходить у холодильник-конденсатор 16. Потік в лінії 15, охолоджений наскільки це можливо за допомогою звичайної води, по лінії 17 надходить у накопичувач 18, з якого утворилася при конденсації вуглеводнева фаза частково спрямовується як флегми в отпарную колону по лінії 19, а частково - по лінії 20 в колону для виділення HF 21. Кислотна фракція 22 рециркулює по лінії 23 в верхню частину відстійника 7. Отпарная колона і колона для виділення HF нагріваються звичайним способом, як це показано на схемі.
З куба колони 21 по лінії 8 виводиться фракція, що складається головним чином з пропану і практично не містить HF. Легка фракція, що виходить по лінії 24, надходить у холодильник - конденсатор 16 і рециркулює в накопичувач 18. Неконденсуючий гази по лінії 25 вступають у зону С, де розташовані скрубер 26, реактор 49 і відстійник 50.
У скрубері 26 проводиться промивка рідиною, що надходить із зони В. Промивна рідина в зоні С збагачується HF і надходить в реактор 49 для отримання алкілфторідов.
Частина кислоти з нижньої частини відстійника 7 по лінії 27 подається в отпарную колону 28. Остання нагрівається гарячими парами ізобутану, що подається по лінії 29, а також звичайним нагрівачем 31. Відпрацьований каталізатор, що містить HF, направляється згори вниз і контактує з піднімаються вгору парами ізобутану таким чином, що по лінії 30 виводиться залишок, що містить практично тільки КРМ. Легка фракція, яка містить HF, пари вуглеводнів і води, по лінії 32 надходить у другу отпарную колону 33. В якості флегми в колоні 33 використовується частина легкої фракції, що виходить з верху цієї колони і сконденсованої в конденсаторі 35. Для нагрівання колони 33 частина фракції, відібраної з її куба, що містить воду і HF, виводиться по лінії 38 і по лінії 39 подається в нагрівач 40. Звідти нагріта рідина по лінії 41 знову повертається в куб колони 33.
Вода і HF по лінії 42 направляються у верхню частину скрубера 26 у частині С. Місце введення води, що містить HF, вибирається таким чином, щоб забезпечити максимальне видалення HF з відведених газів, що залишають систему по лінії 44. Абсорбуюча рідина, що надходить по лінії 43, виводиться по лінії 45 і може бути реціркуліровать по лінії 46 в 43 л звідти у верхню частину скрубера 26. Додаткові кількості промивної рідини в разі необхідності можуть бути додані безпосередньо в скрубер 26. Додаткова промивна рідина, наприклад вода, може бути також введена] по лінії 47 в лінію рецикла 46.
Рідка фракція 45 надходить в реактор 49, в який також подається частина олефина, що подається в систему по лінії 2. Олефін надходить в реактор 49 по лінії 48. У реакторі відбувається взаємодія олефина з HF у водному середовищі. У відстійнику 50 відбувається розподіл фаз; нижня водна фаза, що виводиться по лінії 51, повертається в реактор 49 і (або) по лініях 52 і 53 в лінію 42, т. е. в скрубер. Умови процесу в реакторі 49 вибирають таким чином, щоб досягти мінімального змісту HF у водній фазі. Для цієї мети зазвичай використовують не один, а кілька контактних апаратів, що працюють за принципом протитечії.
Вода, що накопичується у системі, віддаляється по лініях 54 і 60. Видалити кількість рідкої води в сумі з парами води, виведеними по лінії 44, дорівнює кількості води, яка подається в систему разом із сировиною. Вода утворюється у відносно малих кількостях. Алкілфторід з відстійника 50 направляють в реактор алкілування 6 по лініях 54а, 58 і 5.