Материал: Алкилирование изобутана изобутиленом до изооктана
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
4.Техника безопасности и экология
1.При работе с техническим изооктаном необходимо применять индивидуальные средства защиты в соответствии с типовыми отраслевыми нормами.
2.Необходима герметизация оборудования, аппаратов процессов слива и налива с целью исключения попадания паров технического изооктана в воздушную среду помещения.
3.В помещениях для хранения и эксплуатации технического изооктана запрещается обращение с открытым огнем; искусственное освещение должно быть во взрывопожаробезопасном исполнении.
4.Температура самовоспламенения технического изооктана составляет 425 °С, температура вспышки - минус 9 °С, температурные пределы воспламенения составляют: нижний предел - минус 9 °С, верхний предел - 24 °С.
5.Технический изооктан представляет собой легковоспламеняющуюся жидкость. Область воспламенения технического изооктана 0,95-6,0 % (по объему). Предельно допустимая концентрация паров технического изооктана, определяемая на приборе УГ-2, составляет
300 мг/м3, взрывоопасная концентрация его паров в смеси с воздухом (по
объему) составляет: нижний предел - 1,0 %, верхний - 6,0 %.
6.При разливе необходимо собрать технический изооктан в отдельную тару, место разлива протереть сухой тряпкой, при разливе на открытой площадке место разлива засыпать песком с последующим его удалением. В случае аварийного разлива изооктана применяют противогазы марок А и БКФ.
7.При работе с техническим изооктаном не допускается использование инструментов, дающих при ударах искру. При загорании изооктана применимы все средства пожаротушения, кроме воды.
8.Технический изооктан раздражает слизистые оболочки и кожу.
Необходимыми мерами предосторожности является соблюдение правил
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
техники безопасности при работе с растворителями. Помещение, в котором проводятся работы с техническим изооктаном, должно быть снабжено приточно-вытяжной вентиляцией.
9. При отборе проб, проведении анализа и обращении в процессе товаротранспортных и производственных операций с техническим изооктаном необходимо соблюдать общие правила техники безопасности,
утвержденные Министерством нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, Гостехнадзором и Президиумом ЦК профсоюза рабочих нефтяной, химической и газовой промышленности.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
5. Технологическая схема и краткое описание процесса производства по заданию проекта
В промышленности алкнлирование н-бутиленов (смесь 1- и 2-
изомеров) с изобутаном дают алкилат, богатый углеводородами С8 и часто называемый просто изооктаном. Нередко в качестве сырья берут бутан-
бутилеповую фракцию крекинг-газов, содержащую все необходимые реагенты и очищенную от бутадиена.
Реакционная масса представляет собой двухфазную систему, которую эмульгируют с помощью мешалок или питающих насосов. При использовании серной кислоты существенное значение имеет ее концентрация. Лучшие результаты получаются с 98 - 100%-ной кислотой, но она постепенно разбавляется влагой, присутствующей в исходных реагентах.
Минимально допустимой считается концентрация 88 - 90%, поэтому часть кислоты приходится все время отводить из системы и добавлять свежую.
Расход серной кислоты составляет обычно 5 - 7 кг на 100 л алкилата. В самом реакторе объемное отношение кислоты и углеводородов примерно 1: 1 и
даже доходит до 70% (об.) кислоты. Избыточный катализатор отделяют от углеводородов в сепараторе и возвращают на реакцию.
Для процесса применяют аппараты двух типов, различающиеся способом отвода выделяющегося тепла, - при помощи внутреннего охлаждения жидким аммиаком (или пропаном) или за счет испарении избыточного изобутана. В первом случае в алкилаторе, снабженном мощной мешалкой, имеются охлаждающие трубы, в которых теплоноситель испаряется. Его пары направляют затем на холодильную установку, где они снова превращаются в жидкость.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Рисунок 1. Технологическая схема алкилирования изобутана изобутиленом
1 - компрессор;
2 - емкость;
3 - конденсатор;
4 - реактор;
5 - дроссельные вентили;
6 - депропанизатор;
7, 9 - сепараторы;
8 - нейтрализатор;
10 - дебутанизатор;
11 - теплообменники.
Более эффективен метод теплоотвода за счет испарения избыточного изобутана, что облегчает регулирование температуры. Один из интересных типов алкилаторов, работающих по этому принципу, изображен на рисунке 1 (аппарат 4). В нем реакционное пространство разделено перегородками на несколько секций с мешалками (каскады). Бутилен подводится отдельно в каждую секцию, вследствие чего концентрация олефина в секциях очень мала, и это позволяет подавить побочную реакцию полимеризации.
Серная кислота и изобутан поступают в первую секцию слева, и
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
эмульсия перетекает через вертикальные перегородки из одной секции в другую. Вторая справа секция служит сепаратором, в котором кислота отделяется от углеводородов и возвращается на алкилирование. Через последнюю перегородку перетекает смесь углеводородов, поступающая на дальнейшую переработку.
Технологическая схема алкилирования изобутана изобутиленом представлена на рисунке 1. В алкилатор 4 (в первую секцию слева)
поступают жидкий изобутан, оборотная и свежая серная кислота; в каждую секцию подают жидкий изобутилен. За счет выделяющегося тепла часть избыточного изобутана испаряется; его пары попадают в емкость 2,
служащую одновременно ресивером и сепаратором. Газ из этой емкости непрерывна забирается компрессором 1, сжимается до 0,6 МПа и при этом давлении конденсируется в водяном холодильнике 3. В дроссельном вентиле
5 снижают давление до рабочего (ок. 0,2 МПа), причем часть изобутана при дросселировании испаряется и разделяется в емкости 2. Оттуда жидкий изобутан снова направляется в алкилатор, завершая холодильный цикл. При непрерывной работе установки в изобутане накапливается пропан,
образующийся в результате деструкции углеводородов и присутствующий в небольшом количестве в исходных углеводородных фракциях. Поэтому в изобутановый холодильный цикл включен депропанизатор -
ректификационная колонна 6. В нее отводят часть циркулирующего изобутана после холодильника 3, а изобутан, очищенный от пропана,
возвращают после дросселирования в емкость 2.
Смесь, выходящая из последней секции алкилатора 4, содержит избыточный изобутан, октаны, изобутилен и другие углеводороды С5 - С7 и
высшие. Ее подают в сепаратор 7 для отделения остатков серной кислоты.
Кислоту возвращают в алкилатор, но часть ее отводят из системы и вместо нее подают свежую. Углеводородный слой из сепаратора 7 нейтрализуют
10%-ным раствором щелочи в аппарате 8 и разделяют полученную эмульсию в сепараторе 9. Нейтрализованная смесь углеводородов направляется на