[發明專利]一種流化床反應與再生裝置及固體酸烷基化方法

有效

• 申請號: 201410454086.5
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN105396517B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 胡立峰;龍軍;侯栓弟;毛俊義;唐曉津;張久順;張哲民;慕旭宏;趙志海;李永祥;鄭博;朱振興;袁清
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: B01J8/24
• 分類號: B01J8/24;C10G50/00
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一種流化床反應與再生裝置及固體酸烷基化方法，所述的裝置包括依次相通的上流式流化床反應器、液固分離器和液相再生器，液相再生器底部與上流式流化床反應器的底部相通，所述的液固分離器底部的引流管道伸入所述的液相再生器中。以及一種采用上述裝置的固體酸烷基化反應方法。在液相再生器內通過溶氫再生液與催化劑的逆流接觸再生，實現了失活催化劑的高效再生，同時再生介質與反應產品物料隔離，大大降低了分餾成本；本發明提供的固體酸烷基化反應方法可連續平穩運行，提高了目標產物的選擇性，提高了裝置操作運行的經濟效益。

技術領域

本發明涉及一種液固流化床反應裝置及方法，更具體地說，涉及一種用于固體酸烷基化反應過程的液固流化床反應與再生裝置以及一種固體酸烷基化反應方法。

背景技術

目前，煉油工業的最主要任務之一是提供運輸燃料，汽油作為一種重要的運輸燃料，被廣泛的應用于交通運輸等行業中。隨著汽油消耗量的增加和環保標準的日益嚴格，圍繞著如何解決汽油清潔化生產的問題成為研究和討論的熱點。

在強酸的作用下，以異構烷烴(主要是異丁烷)和烯烴(C₃～C₅烯烴)為原料生成烷基化油的技術為汽油的清潔化生產提供了可能。烷基化油具有較高的辛烷值和較低的蒸汽壓，主要由飽和烴組成，且不含硫、氮、烯烴和芳烴等物質，因而被稱為清潔化汽油，是航空汽油和車用汽油理想的調和組分。烷基化技術按催化劑形式可以分為液體酸烷基化和固體酸烷基化。目前，世界范圍內約90％的烷基化產能是由液體酸烷基化技術(硫酸法和氫氟酸法)提供的，雖然液體酸烷基化技術比較成熟，且具有較好的反應選擇性，但是也存在很多問題，比如液體酸烷基化過程都存在設備腐蝕嚴重的問題。除此之外，對于硫酸法而言，其過程耗酸量巨大，大量的廢酸在運輸和處理上都存在一定的安全隱患，對于氫氟酸法而言，由于氫氟酸具有較強的腐蝕性和毒性，而且容易揮發，會對人體造成很大的傷害。因此，與之對比，采用固體酸作為催化劑，不僅不會對環境造成污染，而且不存在設備腐蝕的問題，可以視為一種綠色的烷基化工藝技術，具有很好的發展前景。但是在固體酸烷基化過程中，由于固體酸催化劑容易失活，為了保持一定的反應活性，需要進行頻繁的再生操作，因此，開發一種能夠實現反應和再生過程連續化的反應器技術，對推動固體酸烷基化技術發展來說是十分重要的。

US5489732公開了兩種用于固體酸烷基化過程的提升管式流化床反應器。兩種反應器都由提升管反應器、沉降區、低溫再生區和高溫再生罐組成。異丁烷和烯烴混合進入提升管反應器，與催化劑接觸反應后，以平推流的流動方式通過提升管反應器后，進入沉降區發生液固分離，液體作為產品抽出，催化劑繼續流動進入低溫再生區，低溫再生后的催化劑重新流入提升管底部與反應物料接觸反應，沉降區中的一部分催化劑定期的進入高溫再生罐，進行深度再生。該專利中提到反應溫度在20～50℃，反應器壓力在20～30bar，烯烴的質量空速為0.1～5h^-1。采用氫氣飽和的異丁烷對催化劑進行低溫再生，采用氫氣和異丁烷在100～250℃條件下對催化劑進行高溫再生。催化劑為微球型，平均粒徑在0.8mm以下。

US7875754公開了一種固定床固體酸烷基化工藝。該工藝中采用兩個固定床反應器交替操作，進而實現反應和再生過程的連續化操作。專利中提到的反應溫度在50～80℃，壓力在18～24bar，烯烴的質量空速為0.1～0.3h^-1，烷烯比為16:1～32:1，專利中提到烯烴的轉化率達98％左右。反應器和再生器之間的操作周期相同，大致范圍在45min～2h，采用氫氣對催化劑進行再生，為了防止在反應器和再生器切換期間，烯烴和氫氣接觸反應，需要在切換期間停止烯烴和氫氣的進料，而反應器和再生器之間需要進行物流置換，置換時間大致在4～7min。