Конструкция
Рассмотрим, применяемый на установках серно-кислотного алкилирования по технологии «стратка», каскадный реактор.
Реактор представляет собой горизонтальную цилиндрическую ёмкость с эллиптическими днищами, диаметром 4,5м и длиной 44м.
Сосуд оборудован штуцерами для ввода и вывода углеводородов и серной кислоты, штуцерами для подключения приборов КИПиА.
Внутри аппарат разделен глухой эллиптической перегородкой на две секции — высокого и низкого давления, соединённые между собой трубопроводом.
В каждой секции расположено по шесть камер смешения, снабжённых вертикально расположенными мешалками.
Камеры отделены друг от друга переливными перегородками. Привод мешалки осуществляется от электродвигателя через редуктор.
К редуктору при помощи упругой муфты крепится вал, на котором расположены лопасти.
Снизу вал закреплен в опорном подшипнике, установленном в центраторе. По направлению потока, создаваемого при вращении винта, смонтировано кольцо с соплами, предназначенное для ввода сырья.
В конце каждой секции предусмотрена зона отстаивания продуктов реакции.
Для равномерного распределения поступающей в реактор смеси катализатора и хладагента. Над первой камерой секции высокого давления смонтирована распределительная коробка.
Секция низкого давления оборудована камерой ввода, которая состоит из: изогнутого патрубка, износостойкой накладки и переливной перегородки.
Выходные штуцера секций оборудуются антивихревыми устройствами.
Для проникновения внутрь аппарата обслуживающего персонала и проведения ремонтных работ предназначены люки-лазы.
Корпус аппарата устанавливается на двух стальных опорах, одна из которых подвижная, другая – неподвижная.
Такая конструкция позволяет компенсировать температурные изменения размеров корпуса.
Так как продукты реакции выводятся из реактора самотёком, он устанавливается выше ёмкости отстойника продуктов реакции, и оборудуются лестницами и площадками с ограждением.
Принцип работы
Сырьевая смесь углеводородов подаётся отдельно в каждую из двенадцати реакционных камер через кольца соплами. Сопла направлены вверх, то есть против потока, создаваемого винтом.
При активном перемешивании происходит реакция алкилирования изобутена олефинами с низким молекулярным весом, главным образом, смесью пропилена и бутилена в присутствии катализатора — серной кислоты.
Продуктами реакции являются изопарофиновые соединения с более высоким молекулярным весом, отличающиеся исключительной стабильностью, полным сгоранием и высокими антидетонационными свойствами.
Для охлаждения реакции в реактор подаётся хладагент, циркулирующий изобутан, который предварительно смешивается с кислотой и вводится через штуцер в камеру высокого давления. Температура в реакторе понижается за счёт частичного испарения и отвода паров изобутана через штуцера в верхней части корпуса. Поток реагентов из первой секции во вторую происходит за счёт перепада давления в секциях.
Выход и качество алкилата определяются свойствами сырья, катализатора и параметрами технологического режима.
