В. М. Капустин., М. Г. Рудин нефтни қайта ишлаш кимёси ва технологияси в. М. Капустин М. Г. Рудин

Сульфат кислотали алкиллашнинг саноат қурилмалари
Сульфат кислотали алкиллашнинг асосий учта саноат жараёнларига қуйидагилар киради.

1. 
   Каскадли автосовутувчи реактордаги жараён;
   
2. 
   Контакторли оқимли совутиш реактордаги жараён;
   
3. 
   Оқимли аралаштиргич реактордаги жараён;
   

12.5–расмда изобутанни пропан-пропиленли ва бутан-бутиленли фракциялар аралашмаси билан каскадли автосовутувчи реакторда алкиллаш қурилмасининг схемаси кўрсатилган. Иссиқликни ечиб олиш реакторнинг ўзида ва совутиш аппаратларида пропаннинг буғланиши ҳисобига амалга оширилади.
Алкиллаш қурилмаси хомашёнинг таёрлаш реакторли, углеводородли аралашмага ишлов бериш, маҳсулотларни фракцияга бўлиш блокларидан иборат. Хомашёни таёрлаганда (схемада кўрсатилмаган) ундан водород сульфид, меркаптанлар, сувни чиқариб юборадилар. Қуритиш учун атсорбентлар ва турли сув ажратиб олувчиларни қўллайдилар.
ББФ (бутан-бутиленли фракция) ГФҚ дан идиш 1 га келиб тушади. Идиш 1 дан насос 2 ёрдамида совутгич 3 орқали ББФ ни реактор 4 га етказиб берадилар. Реактор бир нечта сексияларга бўлинган силиндирик ётқичдан иборат. Биринчи учинчидан еттинчигача бўлган секцияларни (афзалроқ бешта секцияни) таьсирлашаётган компонентларни жадал аралалаштириш учун аралаштиргичлар билан жихозлайдилар. ББФ ни аралаштиргичлар билан жиҳозланган барча бўлинмаларга параллел етказиб берадилар, изобутан билан сульфат кислотани эса фақат биринчи бўлинмага. ППФ (пропан-пропиленли фракция) идиш 7 га келиб тушади, у ердан насос 8 ёрдамида уни ҳам биринчи бўлинмага юборадилар. Аммо зарурат туғилганда уни аралаштиргичлар билан жиҳозланган барча бўлимларга ББФ билан бирга етказиб бериш мумкин.
Шундай қилиб биринчи бўлимага сульфат кислота, изобутан, ББФ ва ППФ келиб тушади, у ерда улар аралаштиргичлар жадал ишлаганда мулоқотда бўлади. Бошланган алкиллаш реакцияси натижасида ББФ, ППФ лар ва изобутаннинг концентрацияси пасаяди. Шунинг учун иккинчи бўлинмага тоза ББФ ва ППФ ларни қўшадилар. Катализатор (сульфат кислота) аста-секин бир бўлинмадан иккинчи бўлинмага ўтади, бунда у ҳар сафар ББФ нинг тоза янги улуши билан учратади. Иккита охирги бўлинма кислота ҳамда реакция маҳсулотлари (алкилат) нинг тиндирилиши ва чиқариб юборилиши учун мўлжаланган.
Сульфат кислотани насос 6 билан реакторга қайтариб юбориладилар, углеводородларни эса иссиқлик алмаштиргич 13 орқали углеводород аралашмасига ишлов бериш бўлимига етказиб берадилар.

Расм-12.5. Автосовутиладиган реакторда бутан–бутиленли ва пропан–пропиленли фракцияларнинг аралашмасини изобутан билан алкиллашнинг технологик схемаси.
1,7,25,30, 35- идишлар; 2,5,6, 8, 12, 19, 22, 26, 31. 36- насослар; 3- хомашёли совутгич; 4- аралаштиргичли ўзини совутадиган реактор; 9- компрессор; 10,15,24, 29, 34- конденсаторлар; 11-газосепаратор; 13-иссиқлик алмаштиргич; 14-пропанли устун; 16, 27, 32, 37- иситгич-буғлатгичлар; 17, 20-аралаштиргичлар; 18, 21-тиндиргичлар; 23-изобутанли устун; 28-бутанли устун; 33-алкилатни иккиламчи ҳайдаш устуни; I – бутан-бутиленли фракция; II- пропан- пропинленли фракция; III- сульфат кислота; IV-изобутан; V- ишлатилган сульфат кислота; VI - енгил алкилаш; VII -оғир алкилаш; VIII- бутан; IX- қуруқ газ; X-сув; XI- ишқор; XII- ишлатилган ишқор; XIII – ишлатилган сув; XIV – пропан.
Бу ерда углеводородли аралашмани ишқорий ва сувли ювиш ёрдамида сульфат кислота томчиларидан, сульфат кислота эфирларидан эса бокситли тозалаш ёрдамида тозалайдилар. Бунинг учун аралаштиргич 17,20 лар, тиндиргич 18,21 лар ва насос 5,19 мўлжаланган.
Изобутанни бутиленлар билан ўзаро таьсирлашишида 1 кг алкилатга 750 – 1100 кЖ миқдорда иссиқлик ажралиб чиқади, бу иссиқликни ечиш учун пропан қўлланилади.
ППФ таркибида бўлган пропан реакторга келиб тушаётганда буғланади шу билан у маьлум миқдордаги иссиқликни тортиб олади ва реакторда маьлум ҳароратни сақлаб туради, алкиллаш реакциясининг иссиқлигини қоплайди. Системада босимни ўзгартириб туриб пропанниниг буғланиш интенсивлигига таьсир қилиш мумкин ва шу билан бирга берилган чегарада реактор ҳаракатини меьёрлаштириши мумкин (афтосовутиш).
Алкиллаш реакциясига пропиленни жалб қилиш улуши ППФ нинг таркибига яьни ундаги пропиленнинг миқдорига боғлиқ бўлади. Алкилатда пропиленни жалб қилиш даражасини ошириш керак бўлса, идиш 7 дан ППФ нинг сарфини ортиқча миқдорини қуруқ газга ўтказадилар.
Тозаланган углеводородли фракция ректификациялаш блокига келиб тушади. Изобутанли деб номланган устун 23 да реакция маҳсулотларидан реакцияга киришмаган ортиқча изобутанни ажратиб чиқарадилар. Устун 23 нинг юқорисидан чиқиб кетаётган изобутанни конденсатор 24 да совутадилар ва тоза хомашё билан аралаштиришга қайтариб юборадилар. Устун 23 нинг пастидан бутан, пентан ва алкилат аралашмасини бутанли устун 28 га етказиб берадилар. Бу устуннинг юқоридаги маҳсулоти бўлиб бутанли фракция ҳисобланади, уни қурилмадан чиқариб юборадилар, пастдаги маҳсулот бўлиб эса пентан ва йиғинди алкилат ҳисобланади, уларни сўнгра иккиламчи ҳайдаш устуни 33 да енгил ва оғир алкинлатга бўладилар.
Автосовийдиган каскадли реакторли сульфат кислотани алкиллаш жараёнининг асосий ишлаб чиқувчиси бўлиб “Еххоп Моbil“ копанияси ҳисобланади. Россияда бу технологиянинг кўринишларидан бири бўйича ВНИПИ Нефт копаниясининг лойиҳасига биноан Грознии мутахассислари билан ҳамкорликда қурилмалар Ярославя, Омскда ва ’’Lummus Grest’’ компанияси билан ҳамкорликда Рязанда қурилган.
Бу технологиянинг камчиликларига автосовуш учун буғланиш бевосита реакцион зонада содир бўлиши ва реакторнинг катта ҳажми саноат ва ёнғинга қарши хавсизлик талабларини бажариш учун боғланиши киради.
Реакцион аралашмани оқимли совутиш контакторли реактори бўлган сульфат кислотали алкиллаш қурилмаси (асосий ишлаб чиқувчи ,,Stratco” компанияси) да қўшимча совутиш блоки бор, у шу билан фарқ қилади. Айланиб турадиган маҳсулотларни совутиш блоки компрессор ва пропанли устуни ўз ичига олади, устуннинг юқорисидан пропани, пастидан эса айланиб турадиган маҳсулотларни чиқариб юборадилар.
Оқимли совутиш контакторли реактори бўлган аллкилаш жараёнининг камчиликларига катта найли тутамни ҳамда катта қувватли пропеллерли аралаштиргичнинг борлиги бўлиб ҳисобланади, улар ишлатиш ва таьмирлашга мураккаб ҳамда кўп меҳнатни талаб қилади.
Оқимли аралаштириш реактори бўлган сульфат кислотали алкилаш қурилмаси юқорида баён етилган жараёнлардан реакторнинг конструксцияси ва гидросиклон билан фарқ қилади. Реакторли блок олефинни етказиб беришнинг минимал тезлигини вужудга келтирадиган 3 да оқимли аралаштириш реакторидан таркиб топган.
Реакторда аралаштиргич ўрнига сопло мавжуд бўлиб у изобутани сульфат кислота билан зарур бўлган жадаллигда аралаштиради, ички цириуляцион най кислотанинг изобутан ва олефинлар билан оқимнинг айланиб туришини вужудга келтиради. Учта реактордан кейин реакция маҳсулотлари 4-6 атм босими остида гидроциклонга келиб тушади, у ерда марказдан қочирма куч таьсирида эмулсияни кислота ва реакция маҳсулотларига ажратиши содир бўлади. Саноатда қурилма фақат Ново–Ярославлдаги НҚИЗ да ишлайди.
Барча баён этилган жараёнларда енгил алкиллатнинг моддий баланси ва октан сони деярли ўхшаш.
Бутан–бутиленли фракцияни қайта ишлашда сульфат ва кислотали алкиллашнинг моддий баланси [%(мас)] қуйида келтирилган: