Аппаратурное оформление процесса. Основное оборудование установки.

Основным аппаратом на установках алкилирования является реактор-контактор различных конструкций: емкостного типа с системой выносных циркуляционных насосов для перемешивания, каскадного типа с внутренней циркуляцией и др.

На рисунке показана схема вертикального реактора-контактора с охлаждением хладагентом (аммиаком). Он имеет цилиндрическую форму, в корпусе его размещены смесительная и холодильная системы. Наверху корпуса реактора находится холодильная камера для подачи и вывода хладагента. В верхней и нижней частях камеры имеются решетки, в которых развальцованы трубы холодильника: в верхней – внутренние, в нижней – наружные.

Принцип работы холодильной системы заключается в следующем. Хладагент поступает с верха аппарата, проходит по внутренним трубам вниз, отнимая тепло от реагирующих веществ в реакторе, попадает в кольцевое пространство наружных труб, испаряется и поднимается по нему, уходя в виде паров на холодильную установку. Для улучшения теплообмена стенки наружных труб холодильника сделаны ребристыми.

I – ввод сырья; II – вывод продуктов алкилирования; III – ввод серной кислоты; IV – ввод жидкого хладагента; V – вывод паров хладагента; VI – вывод остатка

Сырье по линии I подается в нижнюю часть реактора, поступает в кольцеобразное пространство между корпусом реактора и обечайкой 1, поднимается, а затем спускается к пропеллерной мешалке 3 по внутреннему пространству между оребренными трубками 2 холодильника. Пропеллерная мешалка 3 для принудительной циркуляции реакционной смеси и получения эмульсии углеводородов с кислотой представляет собой рабочее колесо с лопастями, приводимое во вращение паровой турбиной 4 или электромотором. Вращательное движение циркулирующего потока в одной плоскости предотвращается расположенными вертикально ребрами.

Наиболее эффективны и современны реакторы каскадного типа. Применение их значительно улучшает экономику процесса алкилирования. Реактор представляет собой полый горизонтальный цилиндр, разделенный перегородками на несколько реакционных зон.

1-5 – секции реактора; 6, 7 – отстойные зоны; 8 – перемешивающее устройство;

9 – сепаратор.

Линии: I – ввод сырья; II – ввод циркулирующей кислоты; III – ввод рециркулирующего изобутана и хладагента; IV – вывод паров изобутана и хладагента к компрессорам; V – вывод кислоты; VI – вывод углеводородного потока

Реакционная секция имеет пять каскадов с мешалками, обеспечивающими интенсивный контакт кислоты с реагирующими олефинами, которые подаются в каждый из каскадов. Циркулирующий изобутан и серная кислота поступают в первый каскад, последовательно перетекают во второй и т. д. Такой последовательный переток циркулирующего изобутана обеспечивает высокое соотношение изобутан: олефин в отсеках реактора, что благоприятно сказывается на качестве продуктов реакции. Тепло реакции снимается частичным испарением циркулирующего изобутана и полным испарением пропана, содержащегося в сырье, которое подается в каждый каскад. Смесь продуктов реакции, серной кислоты и циркулирующего изобутана, оставшегося в жидкости при разделении фаз реакционной секции контактора, перетекает в отстойную секцию, где оседает основная масса кислоты, которая затем возвращается в первый каскад реакционной секции контактора.