[發明專利]一種以離子液體為催化劑的烷基化反應方法及反應器

有效

• 申請號: 200810057282.3
• 申請日: 2008-01-31
• 公開（公告）號: CN101244972A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 李家棟;劉植昌;何敬成;陸貴根;曾興元
• 申請（專利權）人: 北京華福工程有限公司
• 主分類號: C07C2/58
• 分類號: C07C2/58;B01J31/02;C10L1/04
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭立明

技術領域

本發明涉及一種烷基化反應方法和反應器，特別是涉及用離子液體作為 催化劑的烷基化反應方法及反應器，屬于石油化工領域。

背景技術

由異丁烷和烯烴烷基化反應得到的烷基化汽油是一種高辛烷值的產品， 尤其是高馬達法辛烷值。烷基化汽油硫含量、烯烴含量極低，無苯和芳烴， 是優良的汽油調合組分。目前工業上異丁烷和烯烴烷基化反應所采用的催化 劑主要為濃硫酸或氫氟酸等液體強酸。這些強酸具有腐蝕性強、生產操作困 難、產物后處理麻煩，廢酸的處理易造成嚴重的環境污染。

離子液體是一種在室溫下以液體形式存在的鹽，它具有許多特殊的性 質，如飽和蒸氣壓極低，能溶解許多有機物和無機物，近年來將其作為催化 劑應用于烷基化反應中有許多專利提出。

US20060264642公開了一種離子液體的制備，但沒有提及應用，更沒有提 及應用于烷基化反應中及所用的反應器。CN1500764A公開了一種復合離子液 體的制備，并將其應用于烷基化反應，但選用的反應器為常規高壓釜，缺少 工業應用價值。CN1432627A公開了一種應用于烷基化反應的離子液體催化 劑，但選用的反應器也為常規的高壓釜。CN1184284C、CN1203032C和 CN1836780A等專利均公開了一種應用于烷基化反應的離子液體催化劑，但未 涉及反應器的選用。CN1907924A公開了離子液體催化烷基化反應中的反應器 裝置，該反應器為一旋轉床反應器，旋轉床中轉子速度為100～2500rpm，物 料在反應器中的平均停留時間控制在運1～10min，反應器構造較為復雜。

從上述對現有烷基化反應方法和離子液體介紹中，發明人認為上述離子 液體烷基化技術存在反應器多采用常規的高壓釜或反應器的結構過于復雜， 使反應效率低，導致其缺少工業應用價值。

發明內容

本發明提供了一種以離子液體為催化劑的烷基化反應方法及反應器，該 反應方法利用管式反應器，降低進料反應時異丁烷的循環量，保證了反應后 產品具有高辛烷值，同時降低裝置的能耗。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明實施方式提供了一種以離子液體為催化劑的烷基化反應使用的反 應器，包括：

反應器，設置多個物料進口和一個物料出口，物料出口與分離罐連接；

分離罐，其上設有入口和出口，入口與反應器的物料出口連接，出口經 循環泵與反應器的物料入口連接；

循環泵，設在分離罐和反應器之間的循環回路或反應器本體上，使物料 進行循環反應；

冷卻器，設在分離罐和反應器之間的循環回路或反應器本體上，取走反 應過程產生的熱量。

所述反應器包括：一個或多個直管式反應器。

所述的多個直管式反應器采用串聯、并聯或串、并聯混合的方式連接成 一個整體反應器。

所述的反應器包括：環狀管式反應器；或者，所述的反應器采用環狀管 式反應器時，循環泵設置在環狀管式反應器的本體上。

所述的反應器內設有混合裝置。

本發明實施方式提供了一種以離子液體為催化劑的烷基化反應方法，包 括：將初始物料液態異丁烷和液態烯烴原料以及離子液體催化劑按比例投入 上述權利要求1所述的反應器，在所述的反應器內進行烷基化反應。

所述方法進一步包括：所述初始物料液態異丁烷與液態烯烴原料的烷/烯 摩爾比為2∶1～15∶1，反應過程中保持反應物料中總的烷/烯摩爾比為50∶1 ～200∶1，所述反應器進料中離子液體與烷烯烴的體積比控制在0.5∶1～ 2.0∶1，反應溫度為5℃～30℃，反應壓力為0.2MPa～1.2MPa，物料在所述反 應器內的停留時間控制在1～55秒，所述的初始物料中的液態烯烴包括：丙 烯、丁烯、戊烯或它們的混合物。

所述物料在反應器內采用循環反應方式進行反應，循環反應時保持總的 反應物料中烷/烯摩爾比為50∶1～200∶1。

所述循環反應方式采用內循環，反應后的部分物料從反應器引出，其余 循環回反應器繼續與新鮮的反應物料混合并反應。

循環反應方式采用外循環，反應后的全部物料從反應器引出，分離離子 液體和反應物料，將離子液體循環回反應器，反應產物分出一部分進后續部 分，其余循環與新鮮的反應物料混合，進入反應器繼續反應。