RU188626U1 - Устройство для алкилирования изобутана олефинами в реакторе со стационарным слоем катализатора - Google Patents
Устройство для алкилирования изобутана олефинами в реакторе со стационарным слоем катализатора Download PDFInfo
- Publication number
- RU188626U1 RU188626U1 RU2018142274U RU2018142274U RU188626U1 RU 188626 U1 RU188626 U1 RU 188626U1 RU 2018142274 U RU2018142274 U RU 2018142274U RU 2018142274 U RU2018142274 U RU 2018142274U RU 188626 U1 RU188626 U1 RU 188626U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- alkylation
- isobutane
- olefins
- catalyst
- Prior art date
Links
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 72
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims abstract description 34
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 28
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 25
- 239000000047 product Substances 0.000 description 17
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 12
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 9
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 7
- NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N Isooctane Chemical class CC(C)CC(C)(C)C NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000000306 component Substances 0.000 description 5
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N dimethyl-hexane Natural products CCCCCC(C)C JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- FLTJDUOFAQWHDF-UHFFFAOYSA-N trimethyl pentane Natural products CCCCC(C)(C)C FLTJDUOFAQWHDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000005377 adsorption chromatography Methods 0.000 description 1
- -1 alkyl benzine Chemical compound 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/54—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition of unsaturated hydrocarbons to saturated hydrocarbons or to hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring with no unsaturation outside the aromatic ring
- C07C2/56—Addition to acyclic hydrocarbons
- C07C2/58—Catalytic processes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к аппаратам химической и нефтехимической промышленности и предназначена для реакторов со стационарным неподвижным гетерогенным катализатором, в которых важно отсутствие перегрева печью насыпного слоя катализатора и проведение процесса конкретно в газовой или жидкой фазе, в частности для алкилирования изобутана олефинами С2-С4. Устройство для алкилирования изобутана олефинами, включающее трехфазный реактор, заполненный стационарным слоем катализатора, расположенным между слоями инертной насадки, нагревательное устройство, присоединенное к реактору, узел ввода сырья, узел вывода продуктов реакции и средство контроля, установленное в реакторе, согласно которому средство контроля представляет собой устройство замера уровня жидкой фазы - многоточечную термопара с 3-9 измерительными точками, расположенными соосно реактору так, что часть из них расположена внутри слоя катализатора, часть внутри слоя инертной насадки над слоем катализатора, часть в газовой фазе над слоем насадки, причем одна из измерительных точек в слое катализатора расположена в его середине.Технический результат: предлагаемое устройство позволяет простым и надежным способом осуществлять контроль за ведением процесса алкилирования изобутана олефинами, благодаря которому можно узнать в газовой или жидкой фазе проводится процесс алкилирования.5 прим., 2 табл., 2 илл.
Description
Полезная модель относится к аппаратам химической и нефтехимической промышленности и предназначена для реакторов со стационарным неподвижным гетерогенным катализатором, в которых важно проведение процесса конкретно в газовой или жидкой фазе, в частности для алкилирования изобутана олефинами С2-С4.
Автомобильные бензины являются одним из наиболее многотоннажных продуктов нефтепереработки, причем его состав за последние годы претерпел большие изменения в компонентном, химическом и углеводородном составах в связи с ужесточение к нему требований, вызванных защитой экологической среды. Таким образом, основной частью автомобильного бензина стал алкилат, продукт процесса алкилирования изобутана олефинами С2-С4, не содержащий ароматических углеводородов и серосодержащих соединений и превосходящий по своим свойствам большинство высокооктановых компонентов бензина.
Известно, что процесс алкилирования изобутана олефинами можно проводить в газовой, жидкой фазах или в «структурированном» режиме (далее АСР), описанном в патенте RU 2637922 (С07С 2/58, С07С 9/00, B01J 8/06, опубликовано 08.12.2017 г. ). Согласно изобретению способ алкилирования изобутана проводят в трехфазном реакторе с неподвижным слоем катализатора, бутилены подают на каждый слой катализатора, а изобутан, взятый в избытке, в верхнюю часть реактора, проводят реакцию алкилирования, отделяют и возвращают на рецикл непрореагировавший изобутан и выводят полученный алкилбензин. Температуру и давление выбирают так, чтобы пары изобутана находились в состоянии насыщения, а дополнительное испарение жидкости в реакторе под действием тепла реакции обеспечивало изотермические условия процесса алкилирования. Жидкость стекает свободно без барботирования под действием силы тяжести при объемной скорости, составляющей не более Wmax, равного
и не менее Wmin, равного
и реализуется с помощью устройства для алкилирования изобутана олефинами, включающее трехфазный реактор со стационарным слоем катализатора, расположенным между слоями инертной насадки, снабженный термопарой для определения температуры в реакционной системе.
Описанный способ позволяет успешно поддерживать стабильность процесса при сохранении высокой активности катализатора в течение длительного времени и зарекомендовал себя лучше других.
Недостаток описанного способа заключается в сложности расчета, необходимого для проведения контроля за стабильностью процесса алкилирования и необходимости обладания информацией по важным параметрам уравнений, таким как паросодержание в условиях проведения реакции, плотность жидкости в реакторе, линейная скорость стекания жидкости, вязкость жидкости в реакторе и т.д.
Так, например, только максимальная линейная скорость свободно стекающей жидкости Umax, м/с, рассчитывается исходя из системы уравнений
где Н - высота слоя катализатора, м, g - ускорение свободного падения,
м/с2, Δрпот - потерянный напор, Па, dp - средний диаметр частицы катализатора, м, μ - вязкость жидкости, Па/с. Минимальная линейная скорость свободно стекающей жидкости Umin, м/с, равна
формуле: 
μ - динамическая вязкость жидкости, Па/с, ρж - плотность, г/м3; dp - средний диаметр частицы катализатора, м,
определяемый по формуле: 
μ - динамическая вязкость жидкости, Па/с, ρж - плотность, г/м3; dp - средний диаметр частицы катализатора, м, что связано с замером и расчетом многих параметров одновременно, что безусловно требует значительного времени, усилий и затрат, и может привести к нарушению режима за счет запоздалого реагирования в случае выхода линейной скорости за допустимые пределы.
Задача полезной модели заключается в разработке устройства, позволяющего отслеживать состояние реакционной системы в процессе алкилирования изобутана олефинами более простым и быстрым способом за счет измерения уровня жидкости в насыпных слоях без нарушения режима работы реакционной системы.
Поставленная задача решается тем, что предложено устройство для алкилирования изобутана олефинами, включающее трехфазный реактор, заполненный стационарным слоем катализатора, расположенным между слоями инертной насадки, нагревательное устройство, присоединенное к реактору, узел ввода сырья, узел вывода продуктов реакции и средство контроля, установленное в реакторе, согласно которому, средство контроля представляет собой устройство замера уровня жидкой фазы - многоточечную термопара с 3-9 измерительными точками, расположенными соосно реактору так, что часть из них расположена внутри слоя катализатора, часть внутри слоя инертной насадки над слоем катализатора, часть в газовой фазе над слоем насадки, причем одна из измерительных точек в слое катализатора расположена в его середине.
Предлагаемое устройство позволяет простым и надежным способом осуществлять контроль за ведением процесса алкилирования изобутана олефинами, благодаря которому можно узнать в газовой или жидкой фазе проводится процесс алкилирования.
Это устройство позволяет особенно эффективно и очевидно работать в условиях лабораторных, пилотных и полупромышленных установок с вертикальными реакторами с использованием гетерогенных катализаторов.
Принцип работы устройства заключается в том, что последнее контролирует режим процесса алкилирования изобутана олефина, а именно определение состояния катализатора: залит ли он полностью жидкостью или нет (жидкофазное или газофазное проведение процесса), что вместе способствует правильному реагированию в случае наблюдаемых нарушений в заданных режимах эксперимента.
Для того, чтобы обеспечить контроль за режимом процесса алкилирования изобутана олефинами необходимо знать условия, при котором он проводится, а именно в газовой или жидкой фазе, что на многих промышленных установках со стационарным слоем может достигаться при использовании специальных уровнемеров, что не представляется возможным для лабораторных и стендовых установок.
Схема устройства для алкилирования изобутана олефинами в реакторе со стационарным слоем катализатора с использованием многоточечной термопары, расположенной соосно реактору, представлена на Фиг. 1А при использовании трехточечной термопары, измерительные точки которой установлены так, чтобы проводить измерение температуры:
- в центре слоя катализатора;
- в центре слоя инертной насадки, расположенной над слоем катализатора, обеспечивающей лучшее смешение, распределение компонентов реакции и поддерживающей равномерность нагрева слоя катализатора;
- в «газовой фазе» над слоями катализатора и насадки в реакторе. Количество измеряемых точек в слоях катализатора и инертной
насадки, а также над насыпными слоями (в газовой фазе) может быть увеличено, что способствует более точному определению местоположения раздела фаз (уровня жидкости). Например, как представлено на Фиг. 1Б, установка дополнительных двух измерительных точек на каждую указанную выше, расположенных так, чтобы проводить измерение температуры:
- в слое катализатора так, что измерительные точки термопары располагаются равномерно по высоте слоя катализатора;
- в слое инертной насадки, расположенной над слоем катализатора, обеспечивающей лучшее смешение, распределение компонентов реакции и поддерживающей равномерность нагрева слоя катализатора, так, что измерительные точки термопары располагаются равномерно по высоте слоя инертной насадки;
- в «газовой фазе» над слоями катализатора и инертной насадки в реакторе так, что измерительные точки термопары располагаются равномерно над насыпными слоями.
Пояснение к рисункам на Фиг. 1А и Фиг. 1Б:
1 - реактор;
2 - печь, осуществляющая нагрев реактора;
3 - теплообменник;
4 - сепаратор;
5 - слой катализатора;
6 - слой инертной насадки;
7 - многоточечная термопара;
8 - измерительные точки термопары;
9 - ввод сырья в систему;
10 - вывод продуктов реакции.
Система, где расположено предлагаемое устройство для алкилирования изобутана олефинами, включает реактор (1), представляющий собой цилиндрический аппарат, обогреваемый с помощью печи (2). Над реактором находится теплообменник (3), в котором происходит подогрев сырья и конденсация испарившегося изобутана, и к которому присоединен узел ввода сырья в систему (9). Под реактором расположен сепаратор (4), в котором происходит отделение изобутана от продуктов реакции в ходе испарения изобутана из жидкости, и к которому присоединен узел вывода продуктов реакции (10) из системы.
Устройство работает следующим образом.
После установки в системе заданного режима, через узел ввода сырья (9) в систему подают олефинсодержащее сырье через теплообменник (3) в реактор (1), где он контактирует с катализатором.
В реакторе осуществляют реакцию алкилирования изобутана олефинами с получением изооктанов при оптимальной температуре 80°С и давлении в 1,32 МПа:
iC4H10+C4H8→iC8H18
Смесь продуктов реакции, содержащая изобутан, целевые продукты реакции (изооктаны) и побочные продукты процесса, поступает в сепаратор (4), где изобутан частично испаряется и поступает через реактор (1) в теплообменник (3), в котором конденсируется и поступает обратно в реактор. С низа сепаратора (4) выводят жидкость (10), которая представляет собой продукты реакции, их собирают и анализируют.
Оптимальные условия проведения процесса алкилирования изобутана бутиленами - проведение процесса в затопленном режиме катализатора или АСР.
Таким образом, над поверхностью катализатора должен быть уровень жидкости, который можно определить по показаниям многоточечных термопар. Общеизвестно, что температура проведения алкилирования изобутана олефинами в газовой фазе выше температуры в жидкой фазе при прочих равных условиях, а, следовательно, по разнице данных температурных показаний можно судить о наличии или отсутствии жидкости над слоем катализатора и в нем. Причем разница температуры между температурой в жидкой и газовой фазах составляет 2-5°С, что может способствовать к простому выявлению состояния катализатора (залит он жидкостью или нет) и своевременному регулированию системы при малейших признаках нарушения - снижение уровня жидкости над слоем катализатора, а именно:
-снижение нагрева теплообменника, если его нагрев осуществляется за счет электроэнергии, то с помощью снижения мощности, если теплообменник работает за счет нагрева циркулирующей холодной воды вне системы, то за счет увеличения количества циркулирующей холодной воды;
-снижение нагрева сепаратора, если причиной снижения уровня жидкости стал перегрев жидкости в сепараторе.
Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемое техническое решение.
Пример 1.
Процесс алкилирования проводят в системе, в которой диаметр реактора составляет 18 мм и установлена трехточечная термопара, причем измерительные точки термопары располагаются на расстоянии от верхней точки измерения (над насыпным слоем) 60 мм и 107 мм, что соответствуют середине слоя кварца и катализатора, соответственно.
Процесс алкилирования изобутана олефинами проводят в затопленном слое катализатора при температуре в зоне реакции - 80°С, давлении - 1,32 МПа, что соответствует равновесному состоянию пар-жидкость углеводородной смеси в течение 4 часов. Причем в ходе эксперимента поддерживают уровень жидкости над насыпным инертным слоем реактора, характеризующейся тем, что есть разница в температурах в насыпном слое (в слоях катализатора и инертной насадки, расположенной над слоем катализатора, а именно 80°С) и над насыпными слоями, в газовой фазе (85°С), причем разница в температурах составляет от 2 до 5°С.
Данный режим соответствует жидкофазному процессу, в ходе которого не только слой катализатора, но и инертная насадка находятся в жидкой фазе, и отсутствует перегрев в насыпных слоях реакционной системы.
Соотношение изобутана к олефинов в сырье, подаваемом в зону реакции составляет 10:1.
По окончанию эксперимента полученный жидкий продукт стабилизируют после чего анализируют полученные алкилат, представляющий собой смесь изомеров парафиновых углеводородов С5-С9, и газообразные продукты, состоящие в основном из не прореагировавшего изобутана, с помощью газоадсорбционной хроматографии на хроматографе «Кристаллюкс-4000М» на колонках SE-30 и с окисью алюминия, соответственно. В работе использовалась программа «NetChrom», предназначенная для автоматизации работы хроматографа «Кристаллюкс-4000М».
По полученным данным рассчитывают основные показатели процесса:
- конверсию олефинов (Х(О)) - отношение количества превращенного сырья к взятому, характеризует полноту использования сырья и выражается в масс. %:
где: Х(О) - конверсия олефинов, % масс.
С(О)сырье - концентрация олефинов в сырье, % масс;
m (сырья) - масса сырья, г;
С(О)прод. - концентрация олефинов в продукте, % масс;
m(продукта) - масса продукта, г;
- выход алкилбензина от олефинов в сырье (ϕ (АБ)) - выход продукта реакции (алкилата) при расчете на используемые олефины, содержащиеся в сырье, и выражается в масс. %:
где ϕ (АБ) - выход алкилбензина, % масс.
m(продукта) - масса продукта, г;
m(сырья) - масса сырья, г;
С(О)сырье - концентрация олефинов в сырье, % масс;
М(АБ) - молярная масса алкилбензина, г/моль;
М(О) - молярная масса олефинов, г/моль.
- селективность реакции - относительная концентрация изооктановой фракции, самого ценного компонента автобензина, на продукты реакции и выражается в масс. %: 
где δ(ИЗО) - селективность реакции по целевому продукту, % масс;
С(ИЗО) - концентрация изооктановой фракции в продукте, % масс;
С(прод.) - общая концентрация продуктов реакции, % масс.
Результаты эксперимента и качество продукта указаны в таблице 1.
Пример 2.
Проведение процесса алкилирования в затопленном режиме катализатора при температуре в зоне реакции - 80°С, давлении - 1,32 МПа, что соответствует равновесному состоянию пар-жидкость углеводородной смеси в течение 4 часов при использовании трехточечной термопары.
Причем в ходе эксперимента уровень жидкости над насыпным слоем реактора снижают так, что в начальным момент температура в насыпном слое катализатора составляет (80°С), а над насыпным слоем, в газовой фазе (85°С), причем разница в температурах составляет от 2 до 5°С, а при дальнейшем проведении эксперимента разница в температурах над насыпным слоем и в нем снижается за счет увеличения температуры в слое катализатора - «высыхание» катализатора.
Данный режим соответствует жидкофазному процессу, в ходе которого слои катализатора и инертных насадок находятся в жидкой фазе, но наблюдается перегрев реактора системы у внутренней стенки реактора.
Граница раздела фаз выявляется в разнице температуры в насыпных слоях и/или над насыпными слоями, причем допустимый диапазон составляет от 2 до 5°С.
Соотношение изобутана к олефинов в сырье, подаваемом в зону реакции составляет 10:1.
Результаты эксперимента и качество продукта указаны в таблице 1.
Пример 3.
Процесс алкилирования проводят при температуре в зоне реакции - 80°С, давлении - 1,32 МПа, что соответствует равновесному состоянию пар-жидкость углеводородной смеси в течение 4 часов при использовании трехточечной термопары.
Причем в ходе эксперимента температура в насыпных слоях и над ними поддерживают повышенной (85°С), причем это достигается не за счет перегрева печи.
Данный режим соответствует проведению процесса в газовой фазе.
Соотношение изобутана к олефинов в сырье, подаваемом в зону реакции составляет 10:1.
Результаты эксперимента и качество продукта указаны в таблице 1.
Пример 4.
Процесс алкилирования изобутана олефинами проводят в затопленном слое катализатора при температуре в зоне реакции - 80°С, давлении - 1,32 МПа, что соответствует равновесному состоянию пар-жидкость углеводородной смеси в течение 4 часов при использовании девятиточечной термопары. Причем в ходе эксперимента поддерживают уровень жидкости над насыпным инертным слоем реактора, характеризующейся тем, что есть разница в температурах в насыпном слое (в слоях катализатора и инертной насадки, расположенной над слоем катализатора, а именно 80°С) и над насыпными слоями, в газовой фазе, причем изменение положения границы раздела фаз наблюдалось по разнице температурных показателей, которая составляла от 2 до 5°С.
Данный режим соответствует жидкофазному процессу, в ходе которого не только слой катализатора, но и инертная насадка находятся в жидкой фазе и отсутствует перегрев в насыпных слоях реакционной системы.
Соотношение изобутана к олефинов в сырье, подаваемом в зону реакции составляет 10:1.
Результаты эксперимента и качество продукта указаны в таблице 2.
Пример 5.
Процесс алкилирования проводят в затопленном режиме катализатора при температуре в зоне реакции - 80°С, давлении - 1,32 МПа, что соответствует равновесному состоянию пар-жидкость углеводородной смеси в течение 4 часов при использовании девятиточечной термопары.
Причем в начальный момент эксперимента поддерживают уровень жидкости над насыпным инертным слоем реактора, характеризующейся тем, что есть разница в температурах в насыпном слое (в слоях катализатора и инертной насадки, расположенной над слоем катализатора, а именно 80°С) и над насыпными слоями, в газовой фазе, причем изменение положения границы раздела фаз наблюдалось по разнице температурных показателей, которая составляла от 2 до 5°С. Данный режим соответствует жидкофазному процессу, в ходе которого не только слой катализатора, но и инертная насадка находятся в жидкой фазе, однако инертная насадка может не полностью находится в жидкой фазе. Однако, при дальнейшем проведении эксперимента разница в температурах над насыпным слоем и в нем снижается за счет частичного увеличения температуры в слое катализатора - «высыхание» катализатора. После нарушения режима эксперимента (частичного «высыхания» катализатора) проводят действия по восстановлению условий экспериментов, а именно увеличение потока циркулирующей воды для снятия большего тепла с теплообменника и снижение нагрева сепаратора, по итогам чего уровень жидкости (по показания многоточечной термопары) над слоем катализатора восстанавливается.
Соотношение изобутана к олефинов в сырье, подаваемом в зону реакции составляет 10:1.
Результаты эксперимента и качество продукта указаны в таблице 2.
где «…» - изменение показателей температуры в ходе проведения эксперимента. 
где «…» - изменение показателей температуры в ходе проведения эксперимента.
Как видно из Таблицы 1 увеличение температуры в слое катализатора соответствует снижению уровня жидкости в системе (режим высохшего катализатора), что приводит в ухудшению показателей процесса, а именно снижению конверсии по олефинам со 100 до 96%, выхода алкилата, характеризующий стабильность работы, с 198 до 189 масс. % и селективность по целевому продукту - концентрацию изооктанов в продуктах реакции с 82,47 до 76,42 масс. %, в частности триметилпентанов (ТМП) с 72,94 до 67,77 масс. %; при этом также наблюдается ухудшение качества продуктов за счет увеличения количества побочных продуктов, а именно углеводородов С5-С7 с 11,81 до 13,11 масс. % и высококипящих углеводородов с 5.72 до 10,47 масс. %). При проведении процесса полностью в газовой фазе показатели процесса ухудшаются еще сильнее.
Как видно из Таблицы 2 в ходе проведения эксперимента благодаря девятиточечной термопаре можно говорить о более точном расположении границы раздела фаз (говорить об уровне жидкости), чем в случае использования трехточечной и при нарушении среагировать своевременно, не давая всему слою катализатора оказаться в газовой фазе. Также показано, что при восстановлении режима эксперимента (пример 5), показатели процесса и качество продуктов реакции снижается в сравнении с жидкофазным процессом (примеры 1 и 4), но не ухудшаются до результатов, которые получаются в ходе газофазного процесса (пример 3) или при нарушении режима без его восстановления (пример 2).
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет простым и надежным способом осуществлять контроль за качественным проведением процесса без нарушения режима работы реакционной системы за счет обнаружения границы раздела фаз.
Claims (1)
- Устройство для алкилирования изобутана олефинами, включающее трехфазный реактор, заполненный стационарным слоем катализатора, расположенным между слоями инертной насадки, нагревательное устройство, присоединенное к реактору, узел ввода сырья, узел вывода продуктов реакции и средство контроля, установленное в реакторе, отличающееся тем, что средство контроля представляет собой устройство замера уровня жидкой фазы - многоточечную термопара с 3-9 измерительными точками, расположенными соосно реактору так, что часть из них расположена внутри слоя катализатора, часть внутри слоя инертной насадки над слоем катализатора, часть в газовой фазе над слоем насадки, причем одна из измерительных точек в слое катализатора расположена в его середине.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018142274U RU188626U1 (ru) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | Устройство для алкилирования изобутана олефинами в реакторе со стационарным слоем катализатора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018142274U RU188626U1 (ru) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | Устройство для алкилирования изобутана олефинами в реакторе со стационарным слоем катализатора |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU188626U1 true RU188626U1 (ru) | 2019-04-18 |
Family
ID=66168654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018142274U RU188626U1 (ru) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | Устройство для алкилирования изобутана олефинами в реакторе со стационарным слоем катализатора |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU188626U1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA010397B1 (ru) * | 2004-11-03 | 2008-08-29 | Альбемарл Недерландс Б.В. | Катализатор алкилирования, его получение и применение |
| EA011022B1 (ru) * | 2004-02-09 | 2008-12-30 | Альбемарл Недерландс Б.В. | Способ алкилирования с использованием катализатора, содержащего твердую кислоту и гидрирующий металл |
| US20120172644A1 (en) * | 2009-08-10 | 2012-07-05 | Chevron U.S.A. Inc. | Tuning an oligomerizing step that uses an acidic ionic liquid catalyst to produce a base oil with selected properties |
-
2018
- 2018-11-30 RU RU2018142274U patent/RU188626U1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA011022B1 (ru) * | 2004-02-09 | 2008-12-30 | Альбемарл Недерландс Б.В. | Способ алкилирования с использованием катализатора, содержащего твердую кислоту и гидрирующий металл |
| EA010397B1 (ru) * | 2004-11-03 | 2008-08-29 | Альбемарл Недерландс Б.В. | Катализатор алкилирования, его получение и применение |
| US20120172644A1 (en) * | 2009-08-10 | 2012-07-05 | Chevron U.S.A. Inc. | Tuning an oligomerizing step that uses an acidic ionic liquid catalyst to produce a base oil with selected properties |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kagyrmanova et al. | Catalytic dehydration of bioethanol to ethylene: Pilot-scale studies and process simulation | |
| Bajus et al. | Steam cracking of hydrocarbons. 1. Pyrolysis of heptane | |
| Kazemi et al. | Influence of recycle streams of C5/C6 and C4 hydrocarbon cuts on the performance of methanol to propylene (PVM) reactors | |
| Flato et al. | Development and start‐up of a fixed bed reaction column for manufacturing antiknock enhancer MTBE | |
| RU188626U1 (ru) | Устройство для алкилирования изобутана олефинами в реакторе со стационарным слоем катализатора | |
| Ouni et al. | Isobutene dimerisation in a miniplant-scale reactor | |
| RU188625U1 (ru) | Устройство для алкилирования изобутана олефинами в реакторе со стационарным слоем катализатора | |
| Niu et al. | Separation of methylcyclopentane, cyclohexane and methylcyclohexane mixture by atmospheric distillation | |
| KR102378698B1 (ko) | 베타-머캅토에탄올 합성 | |
| Sarkar et al. | Selective oligomerization of isobutene on Lewis acid catalyst: kinetic modeling | |
| Stavarek et al. | Self-sustained oscillations of temperature and conversion in a packed bed microreactor during 2-methylpropene (isobutene) hydrogenation | |
| US3969078A (en) | HF Alkylation reaction temperature control system | |
| Ountaksinkul et al. | Intrinsic kinetic study of 1-butene isomerization over magnesium oxide catalyst via a Berty stationary catalyst basket reactor | |
| Khadzhiev et al. | A new alkylate production process | |
| EP3863996A1 (en) | Isomerization zone in alkylate complex | |
| BR112021015811A2 (pt) | Métodos para hidrogenar seletivamente acetileno em um gás craqueado de uma unidade de craqueamento a vapor para a produção de olefinas, e para operar uma unidade de hidrogenação de acetileno em um sistema de produção de olefina | |
| US3368966A (en) | Control of isobutane fractionating column | |
| Karimov et al. | Salient features of deactivation of an iron oxide catalyst for dehydrogenation of methylbutenes to isoprene in industrial adiabatic reactors | |
| US2418093A (en) | Reaction between hydrogen chloride and isobutylene | |
| US3972957A (en) | HF alkylation reaction temperature control system | |
| KR102406822B1 (ko) | Mtbe와 알킬레이트의 동시 생성 | |
| Shariff | Experimental and modeling studies using packed bed reactors: Liquid phase ethylene production by hydrogenation of acetylene | |
| Wood et al. | Bauxite. dehydrogenation catalyst for styrene production | |
| US3531253A (en) | Method for determining the extent of conversion of ethylene to alpha olefins | |
| EP3453696B1 (en) | Method for producing conjugated diene |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TC9K | Change in the [utility model] inventorship |
Effective date: 20190829 |
|
| QB9K | Licence granted or registered (utility model) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200831 Effective date: 20200831 |
|
| QZ91 | Changes in the licence of utility model |
Effective date: 20200831 |