Способ получения высокооктановых компонентов моторных топлив
METHOD OF PRODUCING HIGH-OCTANE MOTOR FUEL COMPONENTS

Изобретение относится к области нефтехимии, а именно к получению компонентов моторных топлив.
В настоящее время способом получения высокооктановых компонентов моторных топлив является алкилирование изопарафинов олефинами в присутствии катализатора - фтористого водорода (Л.Ф. Олбрайт, А.Р. Голтсби. "Алкилирование. Исследование и промышленное оформление процесса". - М.: Химия, 1982, 66 с.). Алкилирование изобутана промышленной олефиновой фракцией осуществляется в присутствии катализатора -HF- при 4-45°C при постоянном времени контакта 1 мин. Октановое число получаемого алкилбензина достигает 92 и более пунктов (по моторному методу). Недостатком этого способа является высокие энергозатраты на получение целевого продукта и протекание побочных реакций при заданном температурном режиме.
По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к предлагаемому решению является способ получения высокооктанового компонента моторного топлива (Патент SU №799642). Высокооктановые компоненты моторного топлива получают путем алкилирования изопарафинов олефинами в жидкой фазе в присутствии фтористоводородного катализатора, содержащего фтористый водород в количестве, превышающем содержание его в катализаторе алкилирования и составляющем 90-98 вес. %, в течение 5-20 мин при 10-49°C. Недостатками данного способа являются длительность процесса, получение побочных продуктов и недостаточный выход целевого продукта.
Задачей изобретения является повышение выхода целевого продукта при малом расходе катализатора на процесс в целом, уменьшение длительности процесса.
Техническим результатом изобретения является уменьшение длительности процесса, увеличение выхода целевого продукта до 95-96 мас. % от олефинов.
3
Технический результат достигается алкилированием изобутана изобутиленовой фракцией в жидкой фазе в присутствии фтористоводородного катализатора с использованием секционного трубного реактора, выполненного в виде секций смесителей-эмульгаторов и змеевиков, и циклона, при движении реакционной смеси внутри реактора с линейной скоростью 6-16 м/с, времени пребывания смеси в реакторе 2-5 минут, расходе смеси изобутана и изобутиленовой фракции 9-18 м/час, массовом соотношении фтористый водород : смесь изобутана и изобутиленовой фракции 1:1 и подаче смеси изобутан : изобутиленовая фракция двумя порциями при массовом соотношении 5:1 в первой порции и 3:1 - во второй.
За счет высокой линейной скорости внутри реактора 6-16 м/с в смесителе - эмульгаторе создается большая турбулентность реакционной смеси, приводящая к ее интенсивному перемешиванию и гомогенизации, вследствие чего достигается полнота реагирования изобутана с олефинами (изобутиленовой фракцией) и меньший расход катализатора.
При заявленном соотношении фтористый водород : смесь изобутана и изобутиленовой фракции 1:1, соотношении изобутан : изобутиленовая фракция 3-5:1 изобутиленовая фракция реагирует полностью и реакционная смесь на выходе представляет собой эмульсию, которая состоит из изобутана, алкилированных продуктов и фтористого водорода. Предложенное соотношение компонентов и режимов позволяет добиться минимального остаточного изобутана, повышения содержания триметилпентана, что определяет октановое число целевого продукта.
Примеры конкретного выполнения
Пример 1
3
2
3
3
В качестве катализатора используют безводный фтористый водород, расход которого 4,5 м/час. Фтористый водород подают в смеситель-эмульгатор для создания необходимой линейной скорости потока. В качестве сырья используют изобутан и изобутиленовую фракцию. Через смесители-эмульгаторы в змеевик длиной 1800 м и диаметром 20 мм при давлении 15 кг/см подают сырье при скорости потока реагентов 11,9 м/сек, сырье дозируют в 2 приема: сначала 7 м/час при соотношении реагентов 5:1, затем 2,0 м/час при соотношении 3:1. Время пребывания смеси в реакторе 3 мин. Процесс осуществляют при 20°С. После прохождения реакционного потока через смесители-эмульгаторы и змеевик поток поступает в циклон для быстрого разделения эмульсии на фтористый водород и органические компоненты реакции. Выход целевого продукта 96 мас. % от олефинов, октановое число по моторному методу составляет 93 пункта.
Пример 2
3
2
3
3
В качестве катализатора используют безводный фтористый водород, расход которого 9 м/час. Фтористый водород подают в смеситель-эмульгатор для создания необходимой линейной скорости потока. В качестве сырья используют изобутан и изобутиленовую фракцию. Через смесители-эмульгаторы в змеевик длиной 1800 м и диаметром 25 мм при давлении 18,3 кг/см подают сырье при скорости потока реагентов 15,29 м/сек, сырье дозируют в 2 приема: сначала 14 м/час при соотношении реагентов 5:1, затем 4 м/час при соотношении 3:1. Время пребывания смеси в реакторе 2 мин. После прохождения реакционного потока через смесители-эмульгаторы и змеевик поток поступает в циклон для быстрого разделения эмульсии на фтористый водород и органические компоненты реакции. Процесс осуществляют при 20°С. Выход целевого продукта 95 мас. % от олефинов, октановое число по моторному методу составляет 96 пунктов.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать компоненты моторных топлив с высоким выходом высокооктановых компонентов моторных топлив без побочных продуктов при малом расходе катализатора.