年產(chǎn)千噸異辛烷課程設(shè)計(jì)(hf法)

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1、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)目錄第1章概述21.1異辛烷簡介21.1.1物化性質(zhì)21.1.2用途21.1.3由異丁烷和烯烴合成烷基化汽油21.2烷基化31.3C4制異辛烷技術(shù)3第2章工藝方案的選擇52.1烷基化簡介52.1.1烷基化發(fā)展概況52.1.2烷基化反應(yīng)62.2氫氟酸催化劑82.3烷基化反應(yīng)機(jī)理92.4工藝條件的選擇102.4.1反應(yīng)溫度102.4.2烷烯比112.4.3氫氟酸純度112.4.4酸烴比112.4.5反應(yīng)時(shí)間112.5生產(chǎn)過程和工藝流程122.6反應(yīng)設(shè)備及結(jié)構(gòu)132.6.1反應(yīng)器152.6.2Phillips反應(yīng)器152.7物料衡算15第3章三廢處理工藝173.

2、1氫氟酸法烷基化三廢治理工藝流程173.2三廢治理工藝過程17第4章總結(jié)19參考文獻(xiàn)21內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)第1章概述1.1異辛烷簡介1.1.1物化性質(zhì)2,2,4-三甲基戊烷俗稱異辛烷（在主鏈的2位有一個(gè)甲基的稱為異，在2位有兩個(gè)甲基的稱為異辛。但是出于習(xí)慣，還是把2,2,4-三甲基戊烷稱做異辛烷），是辛烷的一種異構(gòu)體。異辛烷性狀無色透明液體。溶于苯、甲苯、二甲苯、氯仿、乙醚、二硫化碳、四氯化碳、二甲基甲酰胺和降蓖麻油以外的油類，微溶于無水乙醇，幾乎不溶于水。相對(duì)密度(水=1)0.69；相對(duì)密度(空氣=1)3.9。熔點(diǎn)-107.4℃。沸點(diǎn)99.3℃。折光率(n20D)1.39

3、157。閃點(diǎn)-12℃。易燃、有刺激性、易揮發(fā)。1.1.2用途有機(jī)合成。溶劑。與正庚烷按比例混合測(cè)定燃料油的辛烷值。氣相色譜分析標(biāo)準(zhǔn)。稀釋劑。1.1.3由異丁烷和烯烴合成烷基化汽油在脂肪烴與烯烴的烷基化反應(yīng),數(shù)烷基化汽油的生產(chǎn)最為重要。烷基化工業(yè)裝臵在第二次世界大戰(zhàn)初期由美國首先建成,所得油料辛烷值高(RON為92.9～95,MON為91.5～93),敏感性小,而且具有理想的揮發(fā)性和清潔的燃燒性,是汽油理想調(diào)合組分.烷基化汽油占汽油總量的比例,美國1995年為12.5%,中國1993年為3.5%。影響中國烷基化汽油發(fā)展的制約因素是原料異丁烷的來源問題,目前主要靠催化裂化裝臵制得,

4、今后還應(yīng)考慮從天然氣,加氫裂化等工業(yè)裝臵中獲取。烷基化有熱烷基化法和催化烷基化法兩種。熱烷基化法要求在高溫,高壓下操作,所需設(shè)備投資費(fèi)用較大,故在應(yīng)用上不如催化烷基化法普遍。由異丁烷與烯烴(丙烯,n-丁烯,1-丁烯及碳數(shù)更高的烯烴)經(jīng)烷基化生成C７,C８或更高碳數(shù)的異構(gòu)烷烴的工藝,常用的催化劑有硫酸和氫氟酸。烷基化反應(yīng)機(jī)理經(jīng)研究為以正碳離子為活性基團(tuán)的鏈鎖反應(yīng),包括鏈引發(fā),鏈增長和鏈終止3個(gè)階段。因此,反應(yīng)速度是相當(dāng)快的,往往在幾分鐘可完成,反應(yīng)產(chǎn)物也頗為復(fù)雜。異丁烷與烯烴的化學(xué)反應(yīng)可表述如下.在反應(yīng)條件下,硫酸或氫氟酸不能催化異丁烷和乙烯的烷基化反應(yīng)。異丁烷與丙烯反應(yīng)主要生成

5、2,3-二甲基戊烷(RON內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)為91)；異丁烷與1-丁烯反應(yīng)時(shí),首先1-丁烯異構(gòu)化生成2-丁烯,然后再進(jìn)行烷基化反應(yīng)。主要生成2，2，4-三甲基戊烷,2，3，4-三甲基戊烷和2，3，3-三甲基戊烷(RON為100～106):異丁烷與異丁烯反應(yīng)生成RON為100的2，2，4-三甲基戊烷(即異辛烷)；除上述主反應(yīng)外,還能發(fā)生裂解、疊合、異構(gòu)化、歧化和縮聚等副反應(yīng),生成眾多的低沸點(diǎn)和高沸點(diǎn)副產(chǎn)物。為了抑制副反應(yīng),常需要使異丁烷大大過量。1.2烷基化烷基化是在酸性催化劑的作用下，烷烴與烯烴的化學(xué)加成反應(yīng)。在反應(yīng)過程中烷烴分子的活潑氫原子的位置被烯烴所取代。由于異構(gòu)烷烴

6、中的叔碳原子上的氫原子比正構(gòu)烷烴中的伯碳原子上的氫原子活潑得多，因此參加烷基化反應(yīng)的烷烴為異構(gòu)烷烴。通常烷基化過程的異構(gòu)烷烴為異丁烷，烯烴一般是C3～C5烯烴，主要是丁烯。目前工業(yè)應(yīng)用的烷基化催化劑是硫酸和氫氟酸。本書所述的烷基化過程一般特指以催化裂化裝置副產(chǎn)的異丁烷和丁烯餾分為原料，生產(chǎn)烷基化油的過程。烷基化油與催化裂化汽油和重整汽油對(duì)比具有以下特點(diǎn)：辛烷值高，敏感度低，抗爆性能好，研究法辛烷值（RON）可達(dá)93～95，馬達(dá)法辛烷值(MON)可達(dá)91～93；不含烯烴、芳烴，硫含量低，烷基化油調(diào)入車用汽油中，通過稀釋作用可以降低汽油中的烯烴、芳烴和硫含量；蒸氣壓較低。正是由于烷

7、基化汽油的上述優(yōu)點(diǎn)，使得烷基化工藝迅速發(fā)展，成為最重要的汽油生產(chǎn)工藝過程之一。1.3C4制異辛烷技術(shù)目前，世界上的C4烴資源主要來自于石油煉制催化裂化過程和石油化工蒸汽裂解制備乙烯過程中副產(chǎn)的C4,其中約82％為煉油副產(chǎn),主要含有烷烴(正丁烷和異丁烷)、丁烯(異丁烯、1—丁烯和2—丁烯)及丁二烯。煉油廠的催化裂化裝置、減黏裂化裝置、焦化裝置和熱裂化裝置都能副產(chǎn)C4烴，但以催化裂化裝置副產(chǎn)的C4烴最多，占60％以上。催化裂化裝置副產(chǎn)C4烴的數(shù)量又因裂化深度和催化劑而異，通常為新鮮進(jìn)料的10％～