42
Технологиялық режим. Төменде (I) жəне (II) сатыдағы технологиялық режим
көрсеткіштері берілген:
I
II
Қысым, кгс/см
2
176,5
166,7
Əр сатыдағы көлемдік жылдамдығы, сағ-
1
1
1
СТГ
циркуляциялық еселігі, м
3
/м
3
шикізатқа
1800
800
Температура, °С
429
402
Сутек шығымы, кг/м
3
шикізатқа
54
5
Материалдық баланс. Төменде бір уақытта дизель жəне керосин алу режимінде
жұретін қондырғының материалдық балансы келтірілген:
Тұсті:
Вакуумдық газойль
96.7
100%-ті сутек
3,3
Барлығы
100,0
Алынды:
Көмірсутекті газ
0,9
Сұйытылған газ С
1
-С
4
4,6
Бензин фракциясы
19,1
Керосин фракциясы
35,8
Дизель фракциясы
33,9
Концентрациялауға сутекті газ
2,7
Ауыр газойль (240°С тан жоғары фракция) 0,9
Барлығы:
100,0
Екісатылы гидрокрекинг қондырғысына шығын көрсеткіштері (1 т шикізатқа)
Су буы, Гкал..........................0,019
Электроэнергия, кВт·ч ................. 44
Айналмалы су, м³.........................12
Отын, кг .....................................24
Негізгі əдебиеттер 1[64-98]
Қосымша əдебиеттер 3 [61-62;69-70]
Бақылау сұрақтары
1. Гидротазалу мен гидрокрекингтін айырмашылығы?
2. Гидрокрекинглеудің шикізаты?
3. Екісатылы гидрокрекингтің ерекшілігі?
4. Гидрокрекингте қандай катализатор қолданылады?
5. Гидрокрекинг қондырғының өнімі?
13 Дəріс тақырыбы. Олефиндерді изобутанмен алкилдеу
Процестің негізгі мақсаты жəне қысқаша сипаттамасы. Алкилдеу
процесінің негізгі
мақсаты алкендердің тармақталған алкандармен каталитикалық əрекеттесі нəтижесінде
жоғары молекулалық массалы изоалкандар түзілуі. Қанықпаған газдарды бөлуде алынған
көмірсутекті фракциялар – пропан-пропилен жəне бутан-бутилен – талғамды каталитикалық
полимерлеу (олигомерлеу) жəне алкилдеу əдістерімен жоғары октанды бензин
компонеттерін алуда пайдаланады.
Алкилдеу процесінің негізін алкендердің алкандарға қосылу реакциясы құрайды, ол
жалпы мынадай теңдеумен жүреді:
C
n
H
2n+2
+ C
m
H
m
→ C
n+m
H
2(n+m)+2
+ Q
43
Бастапқы көмірсутектерді таңдаумен бір сатыда кез-келкен алканды алуға болады. Іс
жүзінде осы жолмен алкилат деп аталатын жоғары октанды изоалкандар қоспасын алуға
болады.
Процестің негізгі параметрлері
Алкилдеудің ең маңызды параметрлері температура, қысым, контакт уақыты,
изобутан мен алкендер, катализатор мен алкендер арасындағы қатынасы саналады.
Температура. Температура катализатор шығынына, алкилат шығымы сапрасына əсер
етеді. Процесстің ең қолайлы жағдайы 5-13
0
С құрайды. Температураны көтеру қышқыл мен
көмірсутектердің қоспасы тұтқырлығымен төмендеуімен араластыруды жеңілдетеді, бірақ
мұнда алкендердің полимерлеу мен сульфирлеу (тотығу) жанама реакциялары өседі.
Температураны төмендету алкилдеу реакциясының талғамдылығын өсіреді, катализатор
шығынын азайтады, алкилат шығымын көбейтеді. Бірақ 5
0
С төмен температурада
көмірсутектердің тұтқырлығы өседі де күкірт қышқылының жылжулық қабілеті азаяды.
Көмірсутектермен қышқыл контакты нашарлауы электр қуатынын араластыруға шығынын
өсіреді.
Алкилдеу реакциясы оң жылу эффектісімен (≈960 кДж немесе 230 ккал/1 кг
алкилатқа) жүреді. Изотермиялық режимді ұстап тұру үшін реакция аумағынан жылуды
үздіксіз шығарып тұру керек. Термодинамикалық жағынан алкилдеу процесі – төмен
температуралы. Өндірістік күкірт қышқылды алкилдеуді 0-10
0
С, ал сұйық фторлы сутекті
алкилдеуді - 25-30
0
С жүргізеді. Мұндай температуралық айырмашылық күкірт қышқыл 10-
15
0
С жоғары температурада көмірсутектерді күшті тотықтыра бастайды.
Қысым. Қысым реакторда көмірсутекті шикі заттың негізгі бөлігі сұйық фазада
болатындай ұстайды. Өндірістік реакторларда қысым орташа 0,3-1,2 МПа-ды құрайды.
Көлемдік жылдамдық. Шикі заттың катализатормен жанасу мерзімі көлемдік
жылдамдық пен анықталады, оны реакторға белгілі бір уақытта берілетін шикі зат көлемінің
қыщқыл көлеміне бөліндісі деп қарауға болады. Қазіргі алкилдеу қондырғыларында
көлемдік жылдамдық 0,3 сағ
-1
(күкірт қышқылды алкилдеуде 0,1 – 0,6 сағ
-1
) құрайды.
Көлемдік жылдамдықты көбейту алкилаттың октан санын төмендетеді. Контактілеу
уақытысынын тағы реактор конструкциясы жəне араластыру жабдығының тиімді жұмыс
істеу əсер етеді.
Араластыру нəтижесінде фаза бөлу беті өседі жəне күкірт қышқылымен изобутанның
жұтылу жағдайы жақсарады. Əйтпесе күкірт қышқылының қатысуымен алкендердің
полимерлеу реакциясы үдей түседі. Одан бөлек, егер араластыру жеткіліксіз болған
жағдайда, қышқыл массасының бəрі көмірсутекті шикі затпен жанаспайды.
Реакция аумағында изобутан мен алкен араларындағы қатынасты дұрыс таңдау
полимерлеу реакцияларын басуда үлкен рөл атқарады. Өндіріс қондырғыларында 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 [3].
Ең жақсы нəтиже – алкилаттың ең жоғарғы шығымы, алкилбензиннің октан санының
жоғары болуы, өнімдердің эфирлермен аз былғануы – күкірт қышқылының концентрациясы
90 –нан 94% дейін болғанда орын алады.
Күкірт қышқылының концентрациясы төмендеген сайын оның протондық күші
төмендейді, сутегінің ауысуы процесі баяулайды, процестің талғамдылығы азаяды, ол
алкендердің ауыр өнімдер түзуімен полимерленуіне алып келіп соғады.
Қышқыл концентрациясы 94% жоғары мəнінде алкилаттың октан санының төмендеуін
қышқылдық каталитикалық активтігінің көтерілуімен жəне осының нəтижесінде –
үшметилпентандардың октан саны төмен көмірсутектеріне конверсияның тез жүруімен, С
5
–
С
7
көмірсутектері шығымының өсуімен түсіндіреді [4].
