13.Олигомеризация пропан-пропиленовой фракции

Назначение - получение полимер-бензина путем совместной или раздельной полимеризации бутиленов и пропилена, либо получение сырья для н/х (получение синт.моющих средств, ПАВ, присадок к маслам, регуляторов роста полимеров). Также для получения высокооктановых ком-тов к Б. Эти уст-ки входят в состав комбинированных уст-к по газопереработке.

Химизм. Процесс полимеризации может иметь ступенчатый и цепной характер.

Пропилен 2С₃Н₆С₆Н₁₂–димер (гексен).

3С₃Н₆С₉Н₁₈–тример (нонен).

Бутилен 4С₄Н₈С₁₂Н₂₄–додекен (тетрамер),

2С₄Н₈С₈Н₁₈–октен.

Полимеризация в основном протекает по ионно-цепному механизму.

Мех-м карбоний-ионный.

Побочные реакции–бутан С₄Н₁₀+С₄Н₈С₈Н₁₈–октан (парафин  качество).

(крекинг, алкилирование, диспропорционирование).

Факторы процесса:

1) Качество сырья - в качестве сырья используют фр. жирных газов процессов КК, ТК, коксования и концентрированные пропиленовые или бутиленовые фр-и газов пиролиза. Когда цель - получение полимербензина, обычно проводят совместную олиг-ию ∑С₃-С₄. Когда цель – получение сырья для н/х, используют пропилены или бутилены. Сущ-т установки олигомеризации ППФ, ББФ и пентан-амиленовой.

2) Катализаторы. Реакции олиг-и ускоряются в присутствии кислотных каt-в. Механизм объясняется карбоний-ионным механизмом. В качестве кислотных каt обычно используют мин.кислоты (H₂SO₄, H₃PO₄), а также соли полученные из сильных кислот (AlCl₃, BF₃). Большое распространение получили Кt на основе пирофосфорной кислоты и оксида кремния. Каt-р синтезируют с образованием селикофосфата, кислота при синтезе берётся в избытке. Этот избыток проявляет Кt-е свойства, т.е. ускоряет основные реакции, а фосфат и кремний образуют тв.основу Кt-ра (наз-ся «твердая фосфорная к-та»)

3)Температура. В зав-ти от типа сырья t = 150-200⁰С. Осн.реакции процесса идут с выделением тепла. Съём тепла - путём испарения конденсата в межтрубном пространстве реакторов. t-ру в реакторах регулируют Р в межтрубном пространстве реактора.

4) Давление. р =1,75-12,6 МПа

Термодинамически повышение Р в реакторах приводит к ↑-ю скорости осн.реакций, но большинство процессов олиг-ии проводят в жидкой фазе и роль Р невелика. Если процесс проводится в паровой фазе, то роль давления заключается в смывании смол с поверхности Кt-ов.

4. Процесс проводят при большой кратности рецирк лёгких фр.

Аппаратурное оформление

1 реактор, представляющий собой вертикальный аппарат ТО типа труба в трубе;

2 камерный реактор.

Схема: Сырьё предварительно смешивается с циркул-ми лёгкими фр-ми колонн 3 и 4, нагревается в т/о-7 горячими продуктами после реакторов 1 и далее в т/о-8 и поступает в ||- но работающий реактор 1. Реактора полимеризации отличаются друг от друга по способу отвода тепла. Если отвод тепла осущ-ся ч/з стенку, то используется реактор типа кожухо-трубчатых т/о или типа т/о «трубу в трубе». В трубном пространстве Р-1 находится каt, в межтрубном – хладагент, обычно перегретый водяной конденсат. В случае применения реакторов камерного типа (полочные), съём тепла обычно осущ-т холодным сырьевым потоком, который подаётся в реактор, минуя т/о. Продукты реакции после реакторов объединяются в один поток, отдают тепло сырью в т/о 7 и после дросселирования поступают на блок фракц-я. В колонне 2 головным погоном выводится отработанная ППФ, в колонне 3 сверху отбирают димеры, которые возвращаются на смешение с сырьем. Боковым погоном из колонны 4 выводятся триммеры, которые частично подаются на смешение с сырьем, а балансовое кол-во откачивается в товарный парк. В колонне 5 из остатка колонны 4 выделяют тетрамеры и остаток. Обычно предусматривается вывод моно-, ди-, три- и тетрамерных фракций. С целью предотвращения осмоления фр-щего оборудования тяжёлые фр-и разделяют под вакуумом.

Продукты:

отраб-я ППФ –как технологич.топливо.

Полимербензин имеет ОЧ 80-85 по моторному методу, поэтому в наст. время полимеризация с целью получения полимербензина не применяется.

Остаток как правило закачивают в кот.топливо; содержит в основном алкены изостроения, имеет низкую t заст.