Simularea și Optimizarea unei Instalații de Sinteză a TAEE

1. CONSIDERAȚII GENERALE PRIVIND PROCESUL DE OBȚINERE A TAEE

1.1. Scopul procesului

Realizarea instalaţiei de producere a TAEE este necesară în vederea obţinerii benzinelor auto reformulate cu cifră octanică ridicată și creșterea potențialului de produse albe din procesarea țițeiului, conform cerinţelor EURO 5.

Producerea TAEE prezintă o serie de avantaje, precum urmează:

- Creşterea potenţialului de benzină auto pe seama cantităţilor de ETBE şi TAEE aditivate în benzină;

- Reducerea presiunii de vapori Reid a benzinei (RVP);

- Creşterea cifrei octanice COR şi COM;

- Reducerea conţinutului de olefine terţiare cu reactivitate ridicată faţă de mediu, diminuând semnificativ produşii poluanţi;

- Reducerea concentraţiei de hidrocarburi aromatice în benzinele produse.

- Având în vedere că prin introducerea regenerării continue a catalizatorului la RC, concentraţia de hidrocarburi aromatice în benzina reformată creşte foarte mult, sunt necesari componenţi cu COR ridicată, fără conţinut de hidrocarburi aromatice (reducere concentrație de aromatice la specificațiile EURO 5, max 35% vol). [1]

1.2. Materii prime

Materiile prime pentru instalaţia TAEE sunt:

- Alcoolul etilic (etanolul 99,9%m);

- Fracţia C5' de la HB-CC (aprox. 20-25% izoamilene).[2]

1.3. Reacții chimice

Terţ-amil-etil-eterul (TAEE) se obţine prin reacțiile de eterificare a izoamilenelor cu etanolul.

Fracţia C5' de la HB-CC (HDS) este folosită ca sursă pentru izoamilene. Izoamilenele sunt foarte reactive în atmosferă și contribuie la formarea smogului fotochimic. Prin urmare este necesar să se elimine izoamilenele din fracţia C5' de la HB-CC, care poate fi realizat prin producerea de TAEE.[3]

Procesul foloseşte un catalizator schimbător de ioni, cu selectivitate foarte ridicată, pe bază de răşini polistiren-divinil benzen puternic sulfonate.

Reacţiile sunt moderat exoterme, prin contactarea fazei lichide alcool-hidrocarburi cu faza solidă de catalizator.[4]

Reacţiile principale de eterificare sunt:

Seria izopentene

CH3

CH2=C–CH2–CH3 + CH3–CH2–OH CH3

2-metil-butenă-1 etanol

CH3–C–CH2–CH3

CH3–C=CH–CH3 + CH3–CH2–OH O–C2H5

CH3

2-metil-butenă-2 etanol TAEE

1.4. Aspecte termodinamice

Coeficienții de activitate în fază lichidă au fost calculați cu ajutorului modelului UNIFAC, în timp ce coeficienții de fugacitate au fost estimați de către ecuația de stare Soave-Redlich-Kwong (SRK). Modelul UNIFAC – SRK prevede date experimentale VLE, dacă sunt disponibile în literatură, cu o precizie de 1.3%. [5]