24 АЛКИЛИРОВАНИЕ (СКА, КАСКАД, HF). Реакторы алкилирования изобутана бутиленами С. А. Савельев
 Скачать 4.02 Mb.
|
Реакторы алкилирования изобутана бутиленамиС.А. СавельевД.М. СиденёвБТПп-16-01Реакторы сернокислотного алкилирования Каскадные реакторы Контакторы Горизонтальные Вертикальные Вертикальные КонтакторыСырьё: ББФ и изобутан Катализатор: Серная кислота концентрированная Концентрация кислоты: 88-98% Хладагент: аммиак или пропан Продукт: алкилат (i-C8) Основные элементы реактора1 – корпус; 2 – цилиндрическая труба; 3 – трубчатый пучок (свечи Фильда); 4 – пропеллерный насос; 5 – электродвигатель с приводом; 6 – распределительные решетки. Реакционную смесь охлаждают аммиаком или пропаном, циркулирующим через двойные трубки. Выйдя через отрытые концы внутренних трубок, сжиженный газ переходит в наружный кольцевой зазор и, испаряясь, выходит из системы. Отвод тепла регулируют, изменяя давление в системе охлаждения. Схема потоков реакционной смесикислота продукты Рабочий объем реактора разделен цилиндрической перегородкой Смесь углеводородов и кислоты, приводимая в движение пропеллерным насосом, непрерывно циркулирует в аппарате, поднимаясь по кольцевому сечению и опускаясь по внутреннему цилиндру, где от нее отнимается тепло через поверхность охлаждающих трубок Соотношение изобутан:олефины во внутреннем цилиндре до 10:1 Горизонтальный контакторРасположен горизонтально, конструктивно проще; Отвод тепла осуществляется потоком продуктов реакции; Отсутствие зубчатой передачи от электродвигателя к приводу; Основные элементы горизонтального контактораРеакционная зона1) Сырье и катализатор сразу попадают в зону наиболее интенсивного смешения; 2) Далее смесь прокачивается по кольцевому пространству и в противоположном конце аппарата поворачивается во внутренний цилиндр; 3) Поступающее сырье практически мгновенно смешивается с эмульсией, заполняющей реактор; 4) Соотношение изобутан:олефин в месте поступления сырьевого потока достигает 500:1 и более. Каскадный реакторСырьё: ББФ и изобутан Катализатор: Серная кислота концентрированная Концентрация кислоты: 88-98% Хладагент: испаряющийся изобутан Продукт: алкилат (i-C8) Сырьё Пары изобутана Продукты Свежая H2SO4 Охл.изобутан Смесь H2SO4 и циркулир. изобутана Насос Компрессор Конденсатор Реакционная зонаI – Охлаждающий изобутан II – Сырьё III – Пары изобутана V – Смесь изобутана и H2SO4 1 – Сливная перегородка 2 - Пропеллерный насос 3 – L-образная перегородка 4 – Головная часть аппарата 5 – Реакционные трубы Реакционная зонаББФ и изобутан параллельными потоками поступают к контакторам. Смешиваясь с циркулирующим потоком поступают по трубам в зону a. Происходит отделение паров изобутана и охлаждение смеси. Область смешения потоков Реакционная зонаЗатем поток поступает в зону б, где делится на 2 фазы: углеводороды (лёгкая) и кислота (тяжёлая) Лёгкая фаза проходит к пропеллерному насосу на следующую ступень Тяжёлая фаза поступает к пропеллеру этой же секции для смешения с сырьём Реакционная зонаЗатем поток поступает в зону б, где делится на 2 фазы: углеводороды (лёгкая) и кислота (тяжёлая) Лёгкая фаза проходит к пропеллерному насосу на следующую ступень Тяжёлая фаза поступает к пропеллеру этой же секции для смешения с сырьём Реакционная зонаИз последней секции поток поступает в отстойную зону в, где расслаивается на алкилат, поток изобутана и поток серной кислоты Алкилат Пары i – C4 i – C4 и H2SO4 Сравнение параметров реакторов Сернокислотного алкилированияРеактор HF-алкилирования фирмы UOPСырьё: ББФ и изобутан Катализатор: фтористоводородная кислота Концентрация кислоты: 93 % Хладагент: вода Продукт: алкилат (i-C8) Реактор HF-алкилирования Сырьё Вода Вода Продукт HF Общий вид реактораПАРАМЕТРЫ Давление сырья: 1,5 МПа Давление кислоты: 1,74 МПа Давление воды: 0,5 МПа Температура сырья и кислоты: 38 ˚С Температура воды: 28 ˚С Узел ввода кислоты Трубы ввода сырья Штуцер вывода продукта Ввод (справа) и вывод (слева) воды Основные конструкционные элементы
Узел ввода кислоты1- Штуцер ввода кислоты2- Продувное отверстие газа3- Отбойная пластина4- Цилиндрическое днище5- Сварной шов6- Цапфа задерживания7- Одна из теплообменных трубокУзел ввода сырья1- Перегородки, формирующие направление потока 2- Перфорированная труба ввода сырья 3- Перегородки для стабилизации трубного пучка Средняя часть реактораЗелёный – сырьёвой поток Оранжевый – поток кислоты Узлы ввода воды и вывода алкилата6- Штуцер вывода воды 7- Разделительная перегородка 8- Подъёмные проушины 9- Глухие отверстия 10- Штуцер вывода алкилата 11- Плоская крышка 1- Кронштейны 2- Подъёмная цапфа 3- Продувное отверстие газа 4- Трубная биметаллическая решётка 5- Штуцер ввода воды Вид на трубную решётку |