47
Материалдық баланс. Төменде полимерлеу қондырғының полимербензин (I) жəне
мұнай химиясына шикізатың (II) алуда материалдық балансы келтірілген:
I II
Түсті
Пропан-пропилен фракциясы 100.0 100.0
Алынды
Полимербензин (фракция б.қ.-205°С) 32,4 -
Димерлер (фр - б.қ.-125
0
С) - 5,1
Тримерлер (фр. 125-175°С) - 9.4
Тетрамерлер (фр. 175-260°С) - 19,2
205°С жоғары қалдық 3,6 -
260
0
С жоғары қалдық - 2,3
Жұмсалған пропан-пропилен фракциясы 64,0 64,0
Барлығы 100,0 100,0
(1 т шикі затқа ) шығын көрсеткіштері:
Су буы, Гкал ................................0.15-0.18
Электроэнергия, кВт-ч ................10-18
Айналым су, м-
1
...............................18-22
Катализатор, кг..................................0,6
Негізгі əдебиеттер 2 [9-35],9 .
Қосымша əдебиеттер 21 [15-20]
Бақылау сұрақтары:
1. Не үшін материалдық балансты құрады?
2. Жылу балансың құру үшін қандай сипаттар керек?
3. Шикізат беру температурасын қалай анықтайды?
4. Колоннаның диаметрі қай көрсеткіштерге байланысты?
5. Колоннаның биіктігі қалай анықталады?
Парафинді көмірсутектерді изомерлеу
Риформинг катализатын бірден тауарлы бензин компоненті есебінде қолдана
алмайды, онда жеңіл (қосушы) фракция мөлшері жеткіліксіз, себебі, риформингке басқы
қайнау температурасы 85-тен 105
0
С дейінгі бензин салынады, одан стандартқа сай
гидрокрекинг реакциялары нəтижесінде жеңіл фракция түзіле алмайды. Тағы да
катализаттың ауыр фракцияларында С
9
жəне жоғары арендер (олардың қайнау
температурасы 152 - ден 176
0
С дейін) болады, олар қозғалтқыштарда күйетүзілумен жанады.
Арендердің бензиндерде көп болуы қозғалтқыш газдарында концерогенді заттар
концентрациясының көбеюіне алып келіп соғады.
Сонымен риформинг бензиніне жеңіл бензин фракциясын, əсіресе қатан режимде
алынған, қосу қажетті фракциялық құрамды қамтамасыз етіп арендердің күйетүзілуін
азайтады. Бұл жеңіл компоненттердің октан саны жоғары болуы, яғни, риформинг
бензинінің октан санына жақын болуы керек. Мұндай талапқа жеңіл изопарафиндер (С
5
-С
8
)
сай келеді. Изопентан мен изогександарды каталитикалық изомерлеу əдісімен алуға болады.
Изомерлеудің негізгі мəні нормальды женіл парафиндерді тиісінше изопарафиндерге
каталитикалық ауыстыру болып саналады.
Өндірісте мынадай изомерлеу процестері игерілген:
1) бутанның изобутанға – алкилдеу қондырғысының шикі заты;
2) пентанның изопентанға, изопентан одан əрі изопрен алу үшін дегидрленуі –
жасанды каучук өндіру шикі заты;
3) пентан-гександы фракцияны бензиннің жоғары октанды компонентін алу үшін.
48
Изомерлеудің ең активті катализаторы төмен температураларда хлорлы алюминий
болып саналады. Бірақ бұл катализатордың талғамдығы аз, жанама процестерді, крекинг пен
сутегінің диспропорционалдауын жүргізеді, тағы да коррозия жүргізуде өте активті.
Өндірістік тəжрибеде изомеризация процестері үшін алюминий оксидіне платинаны
немесе палладийді отырғызған қосфункциялы катализаторлар қолдану табуда. Олардың
негізгі құндылығы жоғары талғамдылығ. Бірақ изомерлеудің қажетті тереңдігіне жету үшін
процестердің температурасын кейбір кездерде 300-400
0
С жəне одан да жоғары көтеруге тура
келеді. Осы температураларда көмірсутектердің ыдырауын жəне катализаторларда кокс
жиналуын болдырмау үшін изомерлеуді сутегінің қатысуымен жəне жалпы қысым 3-4МПа
дейін, шикізатты беру көлемдік жылдамдық 1,5-2,0 сағ
-1
, СГ қайта айналуы шикі затқа
900м
3
/м
3
жағдайда жүреді.
Пентан жəне пентан-гексан фракциясын жоғары температуралы изомерлеуді
қосфункциялы платинаның (0,5% Pt) фторланған алюминий оксидіне отырғызылған
катализаторларында ИП-62 жүргізеді. Процесті платформинг қондырғысынан сутекті газды
қайта беріп жүргізеді. Шикі заттың бір рет өтуінен оның ауысуы дəрежесі 50-55%
болатындықтан шыққан изомеризатты қайта пайдалану көзделген. Изопентанның шығымы
ауысқан пентанға есептегенде 96% құрайды.
Бұл катализаторларда мақсатты құрылымдық изомерлеу реакцияларынан бөлек
пентан мен изопентанның аздаған крекингі, шикі зат пен изомеризаттыгидротазалауы мен
күкіртсізденуі орын алады. Бірақ ыдырау өнімдерінің шығымы 2% аспайды.
Шикі заттың едəуір жоғары ауысу дəрежесіне проценті 100-150
0
С жүргізгенде жетуге
болады. Одан бөлек, төменгі температураларда н-гексанның жоғары октанды изомерлеуге –
екіметилбутандарға ауысу дəрежесі өседі. Бұл шикі зат қорын, изомерлеуге құрамында
пентандармен бірге гександар бар б.қ.-70
0
С фракцияны салып көбейуге мүмкіндік береді.
Пентан-гексан фракциясын изомерлеудің технологиялық жүйесі. Изомерлеу
қондырғыларының шикі заты есебінде, жоғары октанды бензин алу мақсатында бензиндерді
қайта айдаумен бөлінетін б.қ. – 62
0
С жеңіл тура айдау фракциясын пайдаланады. Бұл
фракцияда 65-70% пендандар, оның ішінде 35-45% н-пентан, 20-50% изогександар, тағы да
бутандар мен гексан болады.
Процестің тауарлары болып изопентан мен изогексан фракциялары саналады.
Изопентан фракциясының октан саны 89 (ТЭҚ –сыз ҚƏ), ал изогексан фракциясының
құрамында гексанның мөлшері 1% көп емес – 78. Одан бөлек қондырғыда бутанды жəне
гександы фракцияны, тағы көмірсутекті газды алады.
Изомерлеу қондырғысы екі блоктан тұрады: ректификациялау мен изомерлеу.
Ректификациялау блогының мақсаты шикі зат пен изомеризат қоспасынан тауарлы өнімдерді
– изопенданды фракцияларды бөлу, изомерлеу секциясының шикі затын – пентанды
фракцияны өңдеуге дайындау болып саналады. Изомерлеу блогында пентанның изопентанға
айналуы жүргізіледі.
Ректификациялау блогына түсетін бастапқы шикі зат тұрақты изомеризат пен
араластырылады. Қоспа 3 изопентан колннасында жоғарғы өнімге – изопентан мен бутанның
қоспасы жəне төменгі өнімге - н-пентан мен гександар қоспасына бөлінеді. 11 колоннада 3
колоннаның ректификаты бутандарға жəне изопентанға бөлінеді. 17 колоннада 3 колонна
қалдығы изомерлеу блогына жіберілетін пентанды фракцияға жəне 23 колоннаға жіберілетін
гександар қоспасына бөлінеді. 23 колоннада гександар қоспасы изогексан мен н-гексанға
бөлінеді.
Ректификациялау колонналарының жоғарғы өнімдерінің конденсациялану мен сууын
ауа конденсатор-тоңазытқыштарда жүргізеді; колоннаның төменіне жылуды бумен
қыздырылатын қайнатқыш арқылы береді.
Изомерлеу блогына түсетін пентанды фракция 29 сораппен алынып сутекті газ
қоспасы 30 жылуалмастырғышта жəне 31 пеште реакция температурасына дейін
қыздырылады да 32 реакторға түседі, онда алюмоплатина катализаторында изомерлеу
реакциясы жүреді.
