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

Алкиллашнинг саноат технологияларини солиштириш. Ҳозирги вақтда алкиллашнинг саноат қурилмаларида катализатор сифатида концентрланган сульфат кислотани ёки суюқ сувсиз водород фторидни қўллайдилар. Буларнинг иккаласи ҳам заҳарли ва кучли корозияни келтириб чиқарувчи.
Водород фторидли алкилаш маҳсулотининг сифати (алкилатнинг октан сони) бир оз пастроқ (1-2 бирликга), аммо сульфат кислотали алкиллаш жараёнининг капитал ва эксплутацион сарфлар юқорироқдир.
Жараёнда талаб килинадиган сульфат кислотанинг микдори водород фиторитникидан юкори. Сульфат кислотали алкиллаш жараёнини таьминлаш учун совутиш контурида газни компресслаш ва реакцион аралашмани аралаштириш учун қувватни кўп талаб қилувчи жиҳоз зарур. Агар водород фторидли кислота минимал капитал ва эксплутацион сарфларда қурилманинг чегараси оралиғида ректификациялаш йўли билан регенерацияланса, сульфат кислотанинг регенерацияланиши учун махсус қурилма зарур.
Атроф муҳит муҳофазаси ва жараёнини хафсиз ўтказиш нуқтаи– назаридан водород фторидли алкиллаш сульфат кислоталига анча ён босади, чунки водород фторид хавфлилиги бўйича биринчи синфга киради, сульфат кислота эса иккинчи синфда. Технологияларнинг потенциал хавф даражасидаги асосий фарқ шундан иборатки атроф муҳит ҳароратида сульфат кислота суюқлик, водород фторид эса 19 ºС дан юқори бўлган ҳароротда учувчан газдир.
Қаттиқ катализаторда алкиллаш. Бир қатор компониялар- “Haldor Topsoe” UОР “Lummus,” ИНХС АНРФ- қаттиқ катализаторда изобутанни олефинлар билан алкиллаш жараёнини жорий этаяптилар. Барча жараёнлар пилат қурилмаларида ўзлаштирилган UОР- мутахассислари қаттиқ цеолитли катализатор Alkylene да алкиллаш жараёнини ишлаб чиққан.
Жараён асосида қаттиқ катализатор Alkulene Hal-100ТМ ётади. Бу катализатор юқори кислоталикга эга бўлиб, шундай заррача ва ғовакларнинг ўлчамларига эга бўладики, улар унга яхши микроташувчиликни таьминлайди. Катализатор юқори фаолликга эга ва алкиллаш маҳсулотларидан осон ажралади.
Жараён қуйидагилардан иборат. Олефинли хомашёни азот, олтингугурт ва кислородни сақловчи моддалардан тозалагандан кейин изобутан ва реакторда харакатланаётган катализатор билан аралаштирадилар. Катализатор реакторда пастдан юқорига ҳаракат қилади. Реактордан кейин газ маҳсулотли аралашмани фракцияларга бўлиш учун етказиб берадилар (катализаторнинг фаоллигини реактиваторда водород билан тўйинган изобутан оқими билан қайтарадилар, водород катализатор юзасидаги полимерланиш маҳсулотларини гидрогенлайди) ва яна реакторга қайтарадилар.
Реактордан углеводородлар оқимини одатдаги суюқ кислотали алкиллаш жараёнида қўлланиладиган жиҳозга ўхшаган жиҳозда фракцияларга бўлинадилар. Аlkulene жараёнининг маҳсулоти ТОС 95-97 ва МОС 93-95 эга бўлиши мумкин бу реакциянинг ҳароратига боғлиқ бўлади. “Haldor Topsoe“ копаниясининг мутахассислари кислота шимдирилган қаттиқ адсорбентда алкиллаш жараёнини ишлаб чиққан. Ўзининг кўрсатгичлари бўйича у сульфат кислотали алкиллаш жараёнининг кўрсатгичларидан деярли фарқ қилмайди.
ИНСХ АНРФ да С.Н. Хаджиев томонидан ходимлари билан биргаликда қаттиқ катализаторда алкиллаш жараёни ишлаб чиқарилган бўлиб, у тажриба-соноат қурилмасида синовдан ўтказилган. Алкиллашни цеолитли катализаторнинг стационар қатламида изобутанинг суюқ фазали фаолиятини таьминловчи 40-100 ºС даги ўртача ҳароратда ва 1,0-1,7 МРа босимда амалга оширадилар. Катализаторнинг сарфи 0,2- 0,3 кг/т алкил бензинга. Мақсадли алкилашлатнинг октан сони тадқиқот усули бўйича 96-98. катализаторнинг реактивациясиз ишлаш вати 40 соатгача. Реактивациялаш водород оқимида амалга оширилади.

12.4.2.Олефинларнинг полимерланиш (олигомерланиши)

Жараённинг вазифаси-олефинлардан бензиннинг юқори октанли компонентини олиш. Жараён асосида олефинлар (пропилен ва бутилен) нинг полимерланиши ётади, бу полимерланиш молекуляр массаси унча катта бўлмаган (С₁₂ углеводородларгача) суюқ маҳсулотларни олиш билан чегараланган.

Бу жараённи олигомерлаш деб бунга ҳосил бўладиган маҳсулотларни эса олигомерлар деб атайдилар.
Маҳсулот-полимербензин одатда юқори октанли олефинларнинг аралашмаси бўлиб ҳисобланади.
Ҳозирги вақтда 4 ва 5 синф товар бензинларига олефинларнинг миқдори чегараланган, шунинг учун бу жараён асосида яна ўша олефинли хомашё ётган алкиллаш жараёнига қараганда истиқболи камроқ.
Жараён карбоний-ионли механизм бўйича содир бўлади (пропилен мисолида):

1. 
   катализаторга алкеннинг протонланиши.
   

2. 
   Ҳосил бўлган ионнинг гексил ионини ҳосил қилиш билан алкен молекуласига бирикиши,
   

Гексил иони С₉ ва С₁₂ ионларни хосил қилиш билан яна бир нечта алкен молекуласини бириктириб олиши мумкин.

3. 
   ионларнинг изомерланиши–иккиламчи карбкатионларнинг анча барқарор учламчи карбакатионларга айланиши.
   

С₉ ва С₁₂ ионлар ҳам изомерланади, аммо сўнг улар углерод атомларининг сони учга қолдиқсиз бўлинмайдиган маҳсулотларнинг ҳосил бўлиши билан осон парчаланади.
4) пропанни карбкатиондан катализатор ёки дастлабки алкенга ўтказилиши катализаторлар сифатида қуйидагилар қўлланилади: Ортофосфат кислотанинг эритмаси билан кизелгур кукунини шимдириши билан тайёрланган ва таркибида 59- 62 % гача эркин Р_2-О₅ бўлган қаттиқ фосфат кислота ёки кварц қумида кислота пардасидан иборат бўлган кварцаш суюқ фосфат кислота.
Полимерланиш жараёнига таьсир этувчи асосий омиллар. Хомашиё ва товар маҳсулот. Хомашиё бўлиб пропан –пропиленли ва бутан –бутиленли фракцялар хизмат қилади. Полимер бензин 93-95 % алкенларни сақлайди, юқори октан сони (тадқиқот усули бўйича 96-97 пунктни) ва паст кимевий барқарорлик билан характерланади. Бутан –бутиленли фракцияни полимерлаб изооктан (2,2,4- триметил пентан 0 га айлантирадилар.
Жараён параметрлари. Жараён ҳарорати жуда пает бўлмаслиги керак, чунки 130 ⁰С ҳароратда полимерланишни ўрнига фосфат кислота эфирларининг ҳосил бўлиш реакцияси содир бўлади. Ҳороратни ҳаддан ташқари ошириш полимерли карбкатионларнинг парчаланишига ҳамда таьсирлашга полимерланиш реакцияларнинг содир бўлишига олиб келади, бу реакцяларда алкенлар билан бир қаторда алкадиенлар ҳам ҳосил бўлади.
Алкадиенларнинг полимерланиши катализаторнинг фаолсизла-нишига кўмаклашади. 180 дан 230 ^ºС гача бўлган ҳарорат оптимал бўлиб ҳисобланади. Босимнинг ошириши суюқ фазода маҳсулотларнинг сақланиб қолишига кўмаклашади. Саноат жараёнида босими 3,5- 8,5 МПа ташкил қилади.
Саноат қурилмалари. Технологияси иккита алмашиб туриб ишлайдиган реакторларнинг ишлатилишини кўзда тутади (регенерациялаш орасидаги битта реакторнинг ишлаш муддатии 300-420 соатни ташкил қилади). Катализатор 20-дан кам бўлмаган регенерациялашга бардош беради. Технологик схема асосида қўзғалмас қатламда катализаторни сақлаган реактор ётади.
Юқоридан реакторга реакциянинг ҳароратигача қиздирилган хомашёни етказиб берадилар. Реакторнинг пастидан газ маҳсулоти аралашмани чиқариб уни ректификацион устунга юборадилар. Бу устуннинг пастдаги маҳсулоти полимеризатдан иборат бўлиб автомобилл бензиннинг юқори октанли компоненти бўлиб ҳисобланади. Катализатор осон регенерацияланади. тупроқ (казельгур) ни ювиб буғ билан ишлов берилса ва яна унга фосфат кислотанинг зарур миқдори қуйилса кифоядир.
Сульфат кислотанинг кўп бўлмаган миқдорда (5-8 % (мас) ) қўшилиши фосфат кислотанинг каталитик фаоллигини оширади, унинг сарфини пасайтиради, ҳосил бўлаётган полимернинг сифатини яхшилайди.
Полимерланиш жараёни қурилмасининг технологик ва сарф кўрсатишлари ҳамда моддий баланси (% (мас) ) қуйида келтирилган (хомашё–пропан- пропиленли фракция).