Установка алкилирования

«Алкилат» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о процессе алкилирования, см. Алкилирование .

Установка алкилирования (алки) — один из процессов конверсии, применяемых на нефтеперерабатывающих заводах . Он используется для преобразования изобутана и низкомолекулярных алкенов (в первую очередь смеси пропена и бутена ) в алкилат, высокооктановый компонент бензина. Процесс происходит в присутствии кислоты, такой как серная кислота (H ₂ SO ₄ ) или плавиковая кислота (HF) в качестве катализатора. . В зависимости от используемой кислоты установка называется сернокислотным алкилированием (СААУ) или плавиковокислотным алкилированием (HFAU). Короче говоря, алкил производит высококачественную смесь бензина путем объединения двух более коротких молекул углеводорода в одну молекулу с длинной цепью бензина путем смешивания изобутана с легким олефином, таким как пропилен или бутилен, из каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем установки (FCCU) нефтеперерабатывающего завода. наличие кислотного катализатора.

Два основных химических процесса на установке алкилирования

Поскольку сырая нефть обычно содержит только 10-40% углеводородных компонентов бензина, нефтеперерабатывающие заводы обычно используют FCCU для преобразования высокомолекулярных углеводородов в более мелкие и более летучие соединения, которые затем преобразуются в жидкие углеводороды размером с бензин. Побочные продукты процесса FCC также создают другие низкомолекулярные алкены и молекулы изопарафина, которые нежелательны. Алкилирование превращает эти побочные продукты в более крупные молекулы изопарафинов с высоким октановым числом. Хотя FCCU являются очень распространенной установкой на современных нефтеперерабатывающих заводах , на нефтеперерабатывающих заводах нечасто имеется установка алкилирования. Действительно, по состоянию на 2010 год в мире есть страны, где не установлены установки алкилирования.

Продукт установки — алкилат — представляет собой смесь высокооктановых парафиновых разветвленной цепью углеводородов с (в основном изогептана и изооктана ). Алкилат — это смесь бензинов премиум-класса , поскольку он обладает исключительными антидетонационными свойствами и обеспечивает чистое горение. Октановое число алкилата зависит главным образом от типа используемых алкенов и условий эксплуатации. Например, изооктан получается в результате соединения бутилена с изобутаном и по определению имеет октановое число 100. Однако в алкилатных отходах присутствуют и другие продукты, поэтому октановое число будет соответствующим образом меняться.

Установленная мощность и доступные технологии

Установка алкилирования на нефтеперерабатывающем заводе, ширина линии примерно соответствует массовому расходу (технология SAAU)

Первые установки алкилирования были введены в эксплуатацию в 1940 году. В 2009 году по всему миру было установлено около 1 600 000 баррелей в день производительности. с равной долей 800 000 баррелей в день для технологий SAAU и HFAU. По данным журнала Oil & Gas Journal, на 1 января 2016 года установленная мощность алкилирования по всему миру составляла 2 056 035 баррелей в сутки. С 2009 года более 90% дополнительной установленной мощности приходится на технологию SAAU.

По данным журнала Oil & Gas Journal на 1 января 2016 года в США действовал 121 нефтеперерабатывающий завод общей мощностью 18 096 987 баррелей в день. Эти нефтеперерабатывающие заводы имели мощность алкилирования 1 138 460 баррелей в день.

Алкилат является предпочтительным компонентом бензина, поскольку он не содержит ароматических соединений и олефинов. Около 11% зимнего бензина в США состоит из алкилатов. В летнем бассейне бензина содержание алкилата может достигать 15%, поскольку более низкое давление паров по Рейду (RVP) снижает возможность смешивания бутана.

По соображениям безопасности в настоящее время преобладает технология SAAU. Действительно, в 1996 году около 60% установленной мощности было основано на ВЧ. но с тех пор это соотношение снижается, поскольку за последнее десятилетие из 10 новых установок алкилирования, введенных в эксплуатацию, более 8 из них были СААУ.

Двумя основными лицензиарами (разделяющими аналогичную долю рынка) процесса HFAU были UOP и ConocoPhillips , которые были объединены в UOP под управлением Honeywell . Основной технологией, используемой для SAAU, является процесс STRATCO, лицензированный компанией DuPont , недавно проданной частной компании Elessent Clean Technologies. Далее следует технология EMRE, принадлежащая ExxonMobil . За последние десять лет более 85% новых мощностей SAAU по всему миру использовали технологию Elessent STRATCO.

Катализаторы

Наличие подходящего катализатора также является важным фактором при принятии решения о строительстве установки алкилирования.

Серная кислота

В сернокислотном (H ₂ SO ₄ ) алкиле используются значительные объемы кислоты. Для подачи свежей кислоты и утилизации отработанной кислоты необходим доступ к подходящей установке. Строительство завода по производству серной кислоты специально для поддержки установки алкилирования оказывает существенное влияние как на первоначальные потребности в капитале, так и на текущие эксплуатационные затраты. Возможна установка установки WSA Process для регенерации отработанной кислоты. Осушка газа не происходит, что означает отсутствие потерь кислоты, кислых отходов и потерь тепла при повторном нагреве технологического газа. Селективная конденсация в конденсаторе WSA гарантирует, что регенерированная свежая кислота будет составлять 98% по весу, даже при наличии влажного технологического газа. Возможно совмещение регенерации отработанной кислоты с утилизацией сероводорода , используя сероводород в качестве топлива.

плавиковая кислота

Типичная установка алкилирования плавиковой кислотой (HF) требует гораздо меньше кислоты, чем установка серной кислоты, для получения того же объема алкилата. В процессе HF образуется лишь небольшое количество побочных фторорганических продуктов, которые постоянно удаляются из реактора, а израсходованный HF восполняется. Алкильные установки HF также способны перерабатывать более широкий спектр легкого сырья с пропиленами и бутиленами, а также производить алкилат с более высоким октановым числом, чем серные заводы. Однако при работе с ВЧ или рядом с ним требуется крайняя осторожность. Из-за своей опасной природы кислота производится в очень немногих местах, а ее транспортировка строго контролируется и регулируется.

Твердые кислоты

Исследования в области твердых катализаторов алкилирования продолжаются уже много лет. Существует множество патентов на различные катализаторы, носители катализаторов и процессы. Кислоты Льюиса будут катализировать реакцию алкилирования (алкилирование изобутана олефинами было обнаружено с использованием хлорида алюминия, промотированного HCl). В некоторых из современных предпочтительных твердых катализаторов используется соль HF: либо трифторид бора (BF ₃ ), либо пентафторид сурьмы (SbF ₅ ). Поскольку в результате любого процесса алкилирования образуются тяжелые полимеры, твердые катализаторы имеют тенденцию быстро загрязняться. Таким образом, в процессах с твердым катализатором необходимо преодолеть два основных препятствия: срок службы катализатора и регенерация катализатора.

Технология твердого катализатора алкилирования была впервые коммерциализирована 18 августа 2015 года после успешного запуска щелочной установки на нефтеперерабатывающем заводе Wonfull в провинции Шаньдун, Китай. Установка использует технологическую технологию AlkyClean®, совместно разработанную Albemarle Corporation, CB&I и Neste Oil, и имеет производительность 2700 баррелей в день производства алкилата. Процесс AlkyClean совместно с катализатором AlkyStar компании Albemarle позволяет получить высококачественный алкилатный продукт без использования жидких кислотных катализаторов в процессе производства алкилата.

Ионные жидкости

Альтернативой использованию HF и H ₂ SO ₄ в качестве катализаторов алкилирования является использование ионной жидкости (ИЖ). ИЖ представляют собой жидкие соли с температурой плавления ниже 100 °C. Они проявляют сильные кислотные свойства, поэтому их можно использовать в качестве кислотного катализа без использования обычных жидких кислот. Ионные жидкости представляют собой соли в жидком состоянии, состоящие в основном из ионов, которые превращают парафины C4 и другие олефины в превосходные продукты смешивания бензинового класса.

Доступно множество параметров для точной настройки свойств ИЖ для конкретных применений, а выбор катиона и аниона влияет на физические свойства ИЖ, такие как температура плавления, вязкость, плотность, растворимость в воде и реакционная способность. Хлороалюминат ИЖ изучался в литературе на предмет его способности катализировать реакцию алкилирования. Однако чистый хлоралюминатный ИЖ проявляет низкую селективность в отношении синтеза высокооктановых изомеров.

Технология алкилирования композитной ионной жидкости (CIL), называемая ионикилированием, была разработана Китайским нефтяным университетом , в которой используется хлоралюминатная основа IL и запатентованная смесь дополнительных добавок IL для решения проблем селективности высокооктановых изомеров. Сообщается, что технология ионикилирования позволяет производить алкилат с октановым числом, обычно варьирующимся от 94-96 до 98. Катализатор CIL, используемый при ионикилировании, безопасен и не вызывает коррозии, что позволяет построить всю операционную систему с использованием углеродистой стали. . В 2019 году в Китае на нефтеперерабатывающих заводах Sinopec в городе Цзюцзян были введены в эксплуатацию три установки алкилирования композитной ионной жидкостью, каждая мощностью 300 000 тонн в год. Города Аньцин и Ухань.

Ленты

Олефиновое сырье для установки алкилирования обычно поступает из FCCU и содержит бутен , изобутен и, возможно, пропен и/или амилены . Олефиновое сырье также может содержать разбавители (такие как пропан , н-бутан и н-пентан ), неконденсирующиеся вещества (такие как этан и водород) и загрязняющие вещества. Разбавители в принципе не влияют на реакцию алкилирования, но занимают часть реактора и могут влиять на выход вторичных реакций полимеризации и нежелательных фторорганических побочных продуктов. Неконденсирующиеся с химической точки зрения аналогичны разбавителям, но они не конденсируются при давлении и температуре процесса, и поэтому они концентрируются до точки, которую необходимо выпустить. Загрязняющие вещества представляют собой соединения, которые реагируют с сернокислотным катализатором и/или разбавляют его. Они увеличивают расход кислоты, способствуют образованию нежелательных продуктов реакции и увеличению образования полимеров. Обычными загрязнителями являются вода , метанол и этанол .

Изобутан, поступающий в установку алкилирования, может быть как низкой, так и высокой чистоты. Сырье для подпитки изобутана низкой чистоты (обычно с содержанием изобутана <70%) обычно поступает с нефтеперерабатывающего завода (в основном из установки риформинга ) и должно обрабатываться в деизобутанизаторе (DIB). Сырье высокой чистоты (> 95% об. изобутана) обычно поступает из внешней колонны деизобутанизатора (DIB) и подается непосредственно в реакционную зону установки алкилирования. Такое изобутановое сырье обычно не содержит каких-либо значительных примесей.

Механизм

Катализатор протонирует алкены (пропен, бутен) с образованием реакционноспособных карбокатионов , которые алкилируют изобутан. Реакцию проводят при умеренных температурах (0-30°С) в двухфазной реакции. Поскольку реакция является экзотермической, необходимо охлаждение: установки SAAU требуют более низких температур, поэтому охлаждающую среду необходимо охлаждать, для HFAU достаточно обычной охлаждающей воды нефтеперерабатывающего завода. Важно поддерживать высокое соотношение изобутана к алкену в точке реакции, чтобы предотвратить побочные реакции, в результате которых образуется продукт с более низким октановым числом, чтобы заводы имели высокую степень рециркуляции изобутана обратно в сырье. Фазы разделяются самопроизвольно, поэтому кислотная фаза энергично смешивается с углеводородной фазой для создания достаточной поверхности контакта. К сожалению, происходит ряд вторичных реакций, которые снижают качество алкилатных стоков.

Полимеризация происходит в результате добавления второго олефина к карбокатиону C8, образовавшемуся в первичной реакции. Образующийся карбокатион C12 может продолжать реагировать с олефином с образованием более крупного карбокатиона. Как и в случае с ранее описанными механизмами, тяжелые карбокатионы в какой-то момент могут подвергнуться гидридному переносу от изобутана с образованием изопарафина C12 – C16 и трет-бутильного катиона. Эти тяжелые молекулы имеют тенденцию понижать октановое число и повышать конечную точку кипения алкилатного отходящего потока.

Типичный кислотно-катализируемый путь получения 2,4-диметилпентана .

Описание процесса

Описание процесса HFAU

HFAU можно разделить на три основные секции: реакция, фракционирование и дефторирование/обработка оксидом алюминия.

Целью установки является взаимодействие олефинового сырья с изобутаном в реакционной секции в присутствии HF, действующего в качестве катализатора, с получением алкилата. Перед входом в реакционную секцию олефиновое и изобутановое сырье обрабатывается в коагуляторе для удаления воды, серы и других загрязнений.

Температура поддерживается на уровне от 60 до 100 °F (от 16 до 38 °C), что удобно, поскольку не требует охлаждения, и поддерживается достаточное давление, чтобы компоненты находились в жидком состоянии.

В секции фракционирования алкилат отделяют от избытка изобутена и кислотного катализатора путем перегонки. Непрореагировавший изобутан извлекают и возвращают обратно в реакционную секцию для смешивания с олефиновым сырьем. Пропан является основным продуктом процесса дистилляции. Некоторое количество н-бутана, поступившего с сырьем, также выводится в качестве побочного продукта.

Через установку проходят пропан и бутан, не отделенные от обработанного олефина. Хотя они не участвуют непосредственно в реакциях и отрицательно влияют на качество продукции, они обеспечивают возможность выхода органических фторидов из установки. Поток пропана удаляется (обычно в колонне, называемой HF-отпарной колонной), а затем обрабатывается в секции дефторирования для удаления связанных фторидов и любых следов кислоты, которые могут присутствовать из-за неправильной эксплуатации. Многие установки также удаляют бутан, который обычно обрабатывается в отдельной секции дефторирования.

Описание процесса СААУ

SAAU можно разделить на пять основных секций: реакция, охлаждение, очистка сточных вод, фракционирование и продувка.

В реакционной секции реагирующие углеводороды (олефиновое сырье со свежим и переработанным изобутаном) контактируют с сернокислотным катализатором в контролируемых условиях и при температуре 15,6 °C (60 °F). Сырье обрабатывается для удаления примесей, особенно воды, чтобы уменьшить коррозию.

Тепло реакции отводится в холодильной секции, а легкие углеводороды удаляются из установки. В секции очистки сточных вод свободная кислота, алкилсульфаты и диалкилсульфаты удаляются из чистого потока сточных вод, чтобы избежать последующей коррозии и загрязнения с помощью отстойника.

Серная кислота, присутствующая в реакционной зоне, служит катализатором реакции алкилирования. Теоретически катализатор способствует химической реакции, не изменяясь в результате этой реакции. Однако в действительности кислота разбавляется в результате побочных реакций и загрязнений корма. Для поддержания желаемой концентрации отработанной кислоты небольшое количество свежей кислоты непрерывно загружают в линию рециркуляции кислоты из кислотоотстойника в реактор и эквивалентное количество отработанной кислоты отбирают из кислотоотстойника. В секции фракционирования непрореагировавший изобутан извлекается для рециркуляции в реакционную секцию, а оставшиеся углеводороды разделяются на целевые продукты.

Отработанная кислота дегазируется в кислотодувном барабане, pH сточных вод регулируется, а потоки кислотных отводов нейтрализуются щелочью в скруббере перед сжиганием на факеле. Отработанная кислота поступает на хранение и периодически удаляется.

Рабочие переменные

Многие переменные влияют на качество продукции и эксплуатационные расходы установки алкилирования.

• Концентрация изобутана

Чтобы способствовать желаемым реакциям алкилирования, которые включают изобутан и олефины, необходимо поддерживать высокую концентрацию изобутана в реакционной зоне. Низкие соотношения изобутан-олефин повышают вероятность полимеризации олефин-олефин, что приводит к снижению октанового числа. Реакции полимеризации также имеют более высокую скорость образования кислоторастворимых масел, что приводит к более высокому потреблению кислоты.

• Температура

Обычно алкилирование проводят при температуре около 20°С. Более высокие температуры реакции резко благоприятствуют реакциям полимеризации, которые разбавляют кислоту. Коррозия оборудования также будет увеличиваться с повышением температуры реакции. Низкие температуры реакции замедляют скорость осаждения кислоты из алкилата. Температура ниже температуры окружающей среды не может быть достигнута, поскольку самая низкая возможная температура — это температура охлаждающих жидкостей (воздуха и воды). Сезонные факторы влияют на протекание реакций полимеризации, поэтому летом расход кислоты выше, особенно в HFAU.

• Сила кислоты

По мере снижения концентрации кислотного катализатора скорость получения растворимых в кислоте полимеров увеличивается. Корма, содержащие большое количество пропилена, имеют гораздо более высокую скорость увеличения потребления кислоты по сравнению с нормальным диапазоном расходов. Необходимо поддерживать высокую концентрацию кислоты, чтобы свести к минимуму полимеризацию и образование красного масла. Когда концентрации слишком низки, активность катализатора существенно снижается, а полимеризация усиливается до такой степени, что становится трудно поддерживать силу кислоты. Это состояние известно как бегство кислоты . Недавние исследования, проведенные в СААУ, показали, что как бутилены, так и амилены могут расходоваться до более низкой концентрации кислоты, не переходя в неконтролируемое состояние. В то время как экономика алкилирования как бутиленов, так и амиленов выиграет от снижения расхода кислоты, потребление кислоты амиленами имеет больший эффект, чем потребление бутиленов. Кроме того, ожидаемое снижение октанового числа алкилатов, полученных при более низких концентрациях кислоты, меньше для амиленов, чем для бутиленов.

• Объемная скорость олефинов

Объемная скорость олефина определяется как объем олефина, загружаемого в час, деленный на средний объем серной кислоты в контакторном реакторе. В целом, более высокие объемные скорости олефинов имеют тенденцию к увеличению расхода серной кислоты и снижению октана алкилата.

• Смешивание

Смешивание является важным параметром, особенно в СААУ, поскольку реакция алкилирования зависит от эмульсии углеводорода в серной кислоте. Это кислотная непрерывная эмульсия, и предполагается, что реакция происходит на границе раздела кислоты и углеводорода. Чем лучше эмульсия, тем мельче капли и тем лучше реакция.

Экономика

Нефтеперерабатывающие заводы проверяют, имеет ли экономический смысл установка установок алкилирования. Установки алкилирования сложны и требуют существенной экономии за счет масштаба . SAAU и HFAU имеют сопоставимые капитальные вложения. Неудивительно, что эти два процесса конкурентоспособны с точки зрения капитальных затрат, если принять во внимание основные различия в процессах. СААУ имеет более дорогую реакторную часть и требует охлаждения. Однако равные затраты реализуются на установке HF из-за необходимости в сушилках сырья, обработке продукта, регенерационном оборудовании и более экзотической металлургии. Кроме того, большинству нефтеперерабатывающих заводов потребуется специальная система охлаждения для высокочастотной установки, чтобы исключить риск коррозии по всему объекту в случае утечки высокочастотного топлива. Эти сметы капитальных затрат не учитывают дополнительное оборудование для обеспечения безопасности и смягчения последствий, которое сейчас требуется в ВЧ-установках. Из-за возможного образования опасных аэрозолей при выбросе катализатора HF в виде перегретой жидкости во многих местах по всему миру, где HF используется в качестве катализатора алкилирования, в настоящее время требуются дорогостоящие системы снижения выбросов.

Помимо подходящего количества сырья, разница в цене между стоимостью алкилатного продукта и стоимостью альтернативного сырья должна быть достаточно большой, чтобы оправдать установку. Альтернативные рынки сбыта сырья для алкилирования нефтеперерабатывающих заводов включают продажу сжиженного нефтяного газа , смешивание потоков C ₄ непосредственно с бензином и сырьем для химических заводов. Условия местного рынка сильно различаются в зависимости от завода. Различия в спецификации RVP для бензина в зависимости от страны и сезона существенно влияют на количество потоков бутана, которые можно смешивать непосредственно с бензином. Транспортировка конкретных типов потоков сжиженного нефтяного газа может быть дорогостоящей, поэтому местные различия в экономических условиях часто не полностью компенсируются перемещением сырья для алкилирования на межрыночные рынки.

Обычным источником C ₃ алкенов для алкилирования является установка регенерации газа, обрабатывающая стоки установки жидкостного каталитического крекинга. Изобутан частично получается в результате каталитического риформинга и атмосферной перегонки , хотя доля изобутана, производимого на нефтеперерабатывающем заводе, редко бывает достаточной для работы установки на полную мощность, и поэтому на нефтеперерабатывающий завод необходимо доставлять дополнительный изобутан. Экономика международного и местного рынка бензинов диктует разницу, которую покупатель должен платить за изобутан по сравнению со стандартным коммерческим бутаном.

По всем этим причинам маржа алкилирования очень нестабильна, но, несмотря на ее нестабильность, в течение последних 10 лет она имеет тенденцию к росту. В 2013 году валовая прибыль от алкилирования достигла 70 долларов США на баррель произведенного алкилата (стоимость рассчитана на основе цен на сырье и отходы алкилирования на рынке побережья Мексиканского залива США).

Однако валовая прибыль исключает переменные и постоянные эксплуатационные расходы и амортизацию. Примечательно, что переменные затраты во многом зависят от используемой технологии, причем решающим фактором является расход кислоты. от 50 до 80 кг H ₂ SO ₄ Для производства 1 тонны алкилата часто требуется . В предпочтительных условиях расход кислоты может быть намного ниже, например 10–30 кг кислоты на тонну алкилата. В установках SAAU затраты на кислоту часто составляют около одной трети общих эксплуатационных затрат на алкилирование, поэтому существует значительный стимул для снижения потребления H ₂ SO ₄ . Требуемое количество HF находится в пределах 10–35 кг на тонну алкилата, но большая часть кислоты рекуперируется и перерабатывается, поэтому для замены израсходованного HF необходима только подпитка. На практике расход кислоты в СААУ более чем в 100 раз больше, чем в HFAU.

Коммунальные расходы, как правило, в пользу SAAU. Многие установки HFAU требуют соотношения изобутена к олефину порядка 13–15/1 для получения продукта с приемлемым октановым числом. Другие HFAU и большинство SAAU разрабатывают такие условия смешивания и оптимизации рециркуляции, чтобы они производили одинаковое октановое число. продукты с соотношением изобутана к олефинам порядка 7–9/1. Очевидно, что последние, лучше спроектированные установки работают со значительно меньшими затратами на фракционирование.

В настоящее время многие установки HF работают ниже расчетного соотношения изобутена к олефину, но для получения требуемого октанового числа из-за все более жестких требований к бензину эти соотношения необходимо будет увеличить до проектных значений. В процессе SAAU используются либо электрические, либо турбинные приводы реакторов и компрессоров для оптимизации коммунальных услуг нефтеперерабатывающего завода. Вводимая мощность в зону реакции HF ниже, чем в зону реакции H ₂ SO ₄ . Кроме того, процесс HF не требует охлаждения. Следовательно, затраты на электроэнергию для ВЧ-блоков меньше. Обычно разница в стоимости фракционирования перевешивает это преимущество при сравнении общих затрат на коммунальные услуги. Однако ВЧ-агрегаты могут иметь преимущество в плане полезности, если стоимость топлива ниже стоимости электроэнергии.

Рыночные характеристики алкилата

Алкилат является компонентом смеси, поэтому в отличие от готового бензина, готового к употреблению, он не имеет технических характеристик, пригодных для продажи. Тем не менее, независимый поставщик информации об энергетике и нефтехимии, такой как Platts, сообщает о торговле алкилатом, готовым для смешивания с бензином, с RVP < 5,5 фунтов на квадратный дюйм, (RON + MON)/2> 92 и, конечно же, без ароматических соединений, олефинов и серы.

Обслуживание

Затраты на техническое обслуживание и данные трудно получить на сопоставимой основе. HFAU имеет гораздо больше периферийного оборудования (сушилки для корма, машины для обработки продукта, колонна регенерации кислоты и кислоторастворимый нейтрализатор масла), а значит, больше единиц оборудования, требующего эксплуатации и обслуживания. У SAAU есть детали покрупнее оборудования, такого как компрессор и реактор, но затраты на техническое обслуживание, как правило, ниже. Простой установки для подготовки к полному ремонту установки может занять больше времени для установок HF, поскольку система реактор-отстойник и все ректификационные колонны должны быть нейтрализованы, прежде чем можно будет приступить к работам по техническому обслуживанию. На установках H ₂ SO ₄ нейтрализации требует только система реактор-отстойник. Кроме того, при выполнении технического обслуживания с возможным выделением ВЧ требуется обширное защитное оборудование (дыхательный аппарат и т. д.). После завершения работ обслуживающий персонал должен пройти через камеру нейтрализации для очистки защитного оборудования. Защитная маска и перчатки — единственные типичные требования при проведении технического обслуживания SAAU.

Безопасность

Установки алкилирования имеют две основные технологические опасности: 1) Установка перерабатывает большие объемы легких углеводородов, которые являются легковоспламеняющимися и потенциально взрывоопасными. 2) Кислотный катализатор коррозионно-токсичен. И SAAU, и HFAU содержат одинаковые объемы углеводородов с одинаковыми рисками, но риски, связанные с каждой кислотой, совершенно разные. HF требует гораздо более строгих мер предосторожности из-за его большей потенциальной опасности (это связано с его более низкой температурой кипения и более высоким вредным потенциалом). В свете такого высокого риска Американский институт нефти опубликовал Рекомендуемую практику специально для установок алкилирования HF (API RP 751). В разделе 2.6 данной публикации рекомендуется строго ограничить доступ к установке алкилирования HF из-за потенциальной опасности HF. Никакого аналогичного специального документа по безопасности для сернокислотного алкилирования не требуется.

Из-за низкой температуры кипения отработанный HF регенерируется путем фракционирования на установке алкилирования HF. Однако свежий HF все равно необходимо доставлять на нефтеперерабатывающий завод для замены израсходованного HF. Разгрузку и обращение со свежим HF следует осуществлять с большой осторожностью, поскольку эта операция несет в себе тот же риск для работников нефтеперерабатывающего завода и окружающего населения в результате выброса HF, как обсуждалось ранее. Вероятно, самым большим транспортным риском, связанным с HF, является потенциальный выброс во время аварии при транспортировке свежей кислоты от производителя на нефтеперерабатывающий завод. Поскольку на месте аварии не будет оборудования для смягчения последствий, последствия могут быть катастрофическими.

Отработанная серная кислота регенерируется путем термического разложения за пределами батареи установки сернокислотного алкилирования. Это может быть осуществлено на нефтеперерабатывающем заводе с помощью оборудования для регенерации серной кислоты, эксплуатируемого нефтеперерабатывающим заводом, или на коммерческой установке по регенерации серной кислоты, которая обслуживает несколько нефтеперерабатывающих заводов. Выбор между этими двумя вариантами зависит от конкретного объекта и обычно зависит от соотношения капитальных и эксплуатационных затрат, а также близости нефтеперерабатывающего завода к существующей коммерческой регенерационной установке. Поскольку риск, связанный с самой серной кислотой, невелик, выбор регенерации кислоты на месте или в другом месте основан на соображениях экономического характера. Конечно, даже этот относительно небольшой риск устраняется с помощью оборудования для регенерации серной кислоты на месте.

Проблемы коррозии

Несмотря на значительный прогресс в технологических процессах, продолжают возникать повторяющиеся проблемы коррозии, которые влияют на безопасность и надежность HFAU. Любая часть устройства, контактирующая с ВЧ, должна быть построена с использованием подходящих материалов. Углеродистая сталь, безусловно, является наиболее распространенным используемым материалом, хотя она требует жесткого контроля состава и твердости. Иногда используются альтернативные, более устойчивые к коррозии материалы, такие как монель , но эти материалы значительно дороже и несут в себе свои уникальные риски, такие как коррозионное растрескивание под напряжением. Надлежащая проверка имеет решающее значение для HFAU и обычно проводится гораздо чаще, чем для большинства других установок на нефтеперерабатывающем заводе.

Резервуары, содержащие алкилат, полученный с помощью HFAU, необходимо постоянно контролировать. Действительно, алкилат, получаемый на таких установках, содержит небольшие примеси продуктов HF-коррозии. Если алкилат вступает в контакт с водой (например, на дне резервуара), HF может повторно образоваться в воде и вызвать коррозию стали. По этой причине многие нефтеперерабатывающие заводы используют слабую едкую «пятку» воды на дне своих алкилатных резервуаров, чтобы нейтрализовать любую кислоту, которая может образоваться. Тем не менее, необходим мониторинг pH воды в резервуаре, чтобы определить, образуется ли какой-либо HF на выходе из резервуара.

И наоборот, в SAAU коррозия является менее доминирующей проблемой, и ее можно решить, сведя к минимуму количество воды, попадающей в процесс.