Абсорбция с4-олефинов отработанной серной кислотой процесса алкилирования Кушнирук Ю.В., Цадкин М.А., Кудашева Ф.Х., Галиакбаров М.Ф., Колесов С.В.
    В процессе алкилирования изопарафинов олефинами в качестве катализатора используется серная кислота с концентрацией 88-98 %. Из процесса выводится отработанная серная кислота с концентрацией 82-85 % [1], в которой содержатся растворенные углеводороды, олигомеры, алкилсульфаты и пр. Ее каталитическая активность в процессе алкилирования резко падает, но она может представлять интерес как катализатор и реагент других нефтехимических процессов. В частности, при барботаже отработанной бутан-бутиленовой фракции (ББФ) с установок каталитического крекинга и сернокислотного алкилирования через отработанную серную кислоту с концентрацией 82 % отмечено поглощение газа и изменение его состава (табл. 1).
    Таблица 1. Изменение состава ББФ при барботаже через отработанную серную кислоту при температуре 50 С Компонент Содержание в газе, % мас. до поглощения после поглощения Пропилен Пропан i-бутан n-бутан i+n-бутен tr-бутен cis-бутен 3-метилбутен-1 i-пентен 0,13 4,15 74,15 4,54 8,88 5,07 2,92 0,06 0,10 0,10 4,40 82,39 6,49 4,00 1,80 1,35 0,03 0,26 В изменении состава газа обращает на себя внимание заметный расход бутиленов: суммарное содержание С4-олефинов уменьшается более чем на 10 % мас. Другие виды олефинов (С3-, C5-) столь значительному изменению не подвергаются. Внутри группы бутиленов в наибольшей степени расходуются tr-, cis-бyтeны-2. Их относительное содержание изменяется на 64,5 и 88 %, соответственно. i-, n-бутен расходуются на 55 % от их первоначального содержания. Это, в общем, соответствует известным литературным данным: серная кислота, содержащая растворенные углеводороды, более эффективно вступает во взаимодействие с бутеном-2, чем с бутеном-1 и изобутеном [2]. Эффективность абсорбции ББФ зависит от температуры. На 200 л пропущенного газа поглощается при 50 С - 20 % об., при 120 С - 38 % об., при 200 С - 50 % об.
    При барботаже ББФ над кислотной фазой образуется жидкий углеводородный слой, представляющий собой бесцветную жидкость с характерным бензиновым запахом. Выход жидких продуктов также зависит от температуры, однако при повышении температуры он уменьшается. Расчет на наиболее изменяющуюся часть поглощенного газа - углеводороды С4 - показывает, что на образование жидких продуктов расходуется до 50 % бутиленов (табл. 2).
    Таблица 2. Выход жидких продуктов взаимодействия ББФ с отработанной серной кислотой Температура, Выход жидких продуктов, % мас. 0 С на бутилены в исходном газе на поглощенные бутилены 5 12 20 36,40 18,90 17,50 57,30 29,70 27,50 По данным хроматографического анализа в составе жидкого продукта присутствуют изомерные С7С8-углеводороды, характерные для продуктов сернокислотного алкилирования (табл. 3). Их содержание доходит до 25 % мас. Это позволяет предположить, что данный продукт может представлять интерес как высокооктановый компонент моторных топлив.
    Таблица 3. Содержание некоторых изопарафинов в продукте взаимодействия ББФ с отработанной серной кислотой Соединение Содержание, % мас. 2,3-Диметилпентан 0,90 2,2,3-Триметилпентан 0,80 2,2,4-Триметилпентан 2,80 2,3,3-Триметилпентан 11,30 2,3,4-Триметилпентан 2,80 2,3 -Диметилгексан 3,10 2,4-Диметилгексан 1,40 2,5-Диметилгексан 2,40 3-Метилгексан 0,20 Остальная часть поглощенных бутиленов, вероятно, расходуется на взаимодействие с серной кислотой с образованием алкилсульфатов.
    Продукты взаимодействия серной кислоты с бутиленами (алкилсульфаты) также могут представлять определенный практический интерес, т.к. ............