Главная -> Словарь

Селективное гидрирование

Типичным примером кожухотрубчатого реактора с внутренним теплообменом, работающего при условиях, близких к изотермическим, является реактор для селективной полимеризации олефинов .

Рис. 140. Кожухотрубчатьш реактор для селективной полимеризации олефинов.

При селективной полимеризации бутан-бутиленовой фракции образуются диизобутилены, которые гидрированием могут быть превращены в смесь изооктанов. Этот процесс использовался до недавнего времени для получения так называемого «технического изо-октана». Состав и свойства этого продукта зависят от чистоты бутан-бутиленовой фракции.

В промышленном процессе алкилирования получение высокооктанового компонента бензина проще и дешевле, чем в применявшемся ранее процессе каталитической полимеризации бутиленов с последующим гидрированием димера в изооктан. Замена селективной полимеризации бутиленов каталитическим алкилированием изобутана бутиленами помимо указанных ранее преимуществ исключала необходимость расхода водорода. При этом в производство

В середине 30-х годов делались серьезные попытки использовать каталитическое гидрирование в процессах очистки масел и крекинг-бензина. С распространением в промышленных масштабах процессов общей и селективной полимеризации газообразных олефинов гидрирование было применено для превращения олефинового полимер-бензина в гидробензин, состоящий из предельных углеводородов, и диизобутилена — в изооктан.

К аппаратам политропического типа относятся реакторы, выполненные в виде кожухотрубчатых теплообмопных аппаратов, у которых обычно трубное пространство заполнено гранулированным катализатором и является таким образом реакционным объемом, а через межтрубпое пространство пропускается теилоагепт, осуществляющий теплообмен через поверхность трубок. Такое конструктивное оформление реактора позволяет иметь сравнительно развитую поверхность теплообмена и слой небольшой толщины катализатора в направлении потока тепла, а следовательно, и сравнительно небольшое различие температур в слое катализатора. Последнее обстоятельство является особенно важным для реакций, которые эффективно протекают в узких температурных пределах. В качестве примера можно назвать реакторы для селективной полимеризации бутиленов с получением изооктилена или реактор для гидрирования изооктилена на никелевом катализаторе . Обе эти реакции экзотермические, и отвод тепла осуществляется водой, испаряющейся в межтрубном пространстве. Использование испаряющейся воды в качество отводящего тешгоагепта позволяет иметь строго постоянную температуру в любой части тепло-обменной поверхности, а также легко регулировать температурный режим процесса путем изменения давления испаряющейся воды; при изменении давления в межтрубном пространстве изменяется температура кипения воды, меняется разность температур между теплообменивающимися средами, а следовательно, меняется тепло-съем с неизменной поверхности теплообмена.

В результате полимеризации газообразных олефинов образуют ся разнообразнейшие продукты, начиная с легких бензиновых фракций и кончая высокомолекулярными полимерами, молекулярный вес которых достигает двух-трех миллионов. Ниже будут рассмотрены только те промышленные процессы полимеризации, которые ведут к получению топливных компонентов или сырья для нефтехимического синтеза. В нефтяной промышленности получил распространение процесс полимеризации бутиленов и пропилена как-раздельно — в форме так называемой селективной полимеризации, так и совместно —в виде общей или неселективной полимеризации.

1) получение полимербензина путем неселективной полимеризации фракции С, — С4, а иногда С3 — С6;

В промышленном процессе алкилирования получение высокооктанового компонента бензина проще и обходится дешевле, чем в применявшемся ранее процессе каталитической полимеризации бутиленов с последующим гидрированием димера в изооктан. Замена селективной полимеризации бутиленов каталитическим алкилиро-ванием изобутана бутиленами давала следующие преимущества:

Октановое число полимеризата по моторному и исследовательскому методам равно соответственно: при неселективной полимеризации С3—С4—82,5 и 97 в чистом виде и при добавлении 0,8 мл ТЭС/л — 85 и 100; при селективной полимеризации С4 октановое число димера по моторному методу в чистом виде равно 95,1. ,

В нефтепереработке получил распространение процесс полимеризации бутиленов и пропалена как раздельно, в форме селективной полимеризации, так в совместно, в форме неседактиввой полимеризации.

В. СЕЛЕКТИВНОЕ ГИДРИРОВАНИЕ АЦЕТИЛЕНА В ЭТИЛЕН В ГАЗАХ ПИРОЛИЗА

Схема рис. 32 показывает, как проводится такое селективное гидрирование. Сухой, находящийся под давлением газ крекинга или пиролиза нагревается в зависимости от содержания в нем водорода до 150—200° и поступает в один из двух, связанных друг с другом ацетиленовых конверторов, заполненных катализатором, расположенным в виде многих

B. Селективное гидрирование ацетилена в этилен в газах пиролиза..... 71

щенного нафтаЛииа с образованием двух соответствующих изомеров тетралина, полное разделение высокомолекулярных изомеров при помощи обычных установок и методов по существу невозможно. Поэтому введение желаемой тетралилыюй группы в готовом виде или селективное гидрирование соответствующего нафтильного производного должно быть проведено в течение одной из начальных стадий синтеза. Таким образом, могут быть эффективно разделены изомеры, полученные гидрогенизацией промежуточных продуктов низкого молекулярного веса .

Физико-химические характеристики фракций до и после удаления непредельных углеводородов, а затем и ароматических и селективное гидрирование непредельных в присутствии никеля на ки;'.ельгуре показали следующее. Непредельные углеводороды сырой бензольной фракции состоят преимущественно из циклооле-финов и циклодиолефинов и небольшого количества олефинов; непредельные углеводороды исходного легкого масла пиролиза и его фракций, начиная с ксилольной, на 75—80% состоят из углеводородов ряда стирола.

Осуществлено селективное гидрирование циклопен-тадиена и его димера в циклопентен. Гидрирование побочных продуктов дает бензин с октановым числом 76

«Чистое» гидрирование начинает все шире использоваться и для получения других индивидуальных соединений. Можно упомянуть селективное гидрирование циклопентадиена в ци-клопентен 389 и гидрирование других диенов в моноолефины *35, восстановление кислородсодержащих соединений на сульфидных катализаторах 43в и гидрирование альдегидов в спирты 437 *38.

Данные табл. 6 иллюстрируют давно известную закономерность, что для гидрирования благоприятны низкие температуры. Во всем интервале изученных температур селективное гидрирование до цикло-гексадиена термодинамически невозможно; эта ступень должна немедленно компенсироваться следующими, энергетически выгодными ступенями. В-соответствии с этим диены не были найдены в составе продуктов гидрирования бензола, тогда как небольшие количества циклогексена в отдельных случаях были обнаружены 4. Так, например, в работе 10, специально посвященной этому вопросу, циклоалкены были обнаружены при гидрировании ароматических углеводородов на рутениевых и родиевых катализаторах, в меньшем количестве — на никелевых. Особенно четко сохранялся при гидрировании о-ксилола пространственно-затрудненный 1,2-диметилциклр-гексен-1i

СЕЛЕКТИВНОЕ ГИДРИРОВАНИЕ НЕПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ

При получении риформатов для производства товарных ароматических углеводородов в системе риформинга предусматривается реактор со специальным катализатором, где при объемной скорости 5—4 ч-1, давлении 1,4—2,5 МПа и температуре 150—200 °С осуществляется селективное гидрирование непредельных.

Для очистки газа от ацетиленовых углеводородов используют селективное гидрирование на гетерогенных контактах, не затрагивающее олефины: •