[發(fā)明專利]一種異丁烷與C3～C5烯烴烷基化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610857346.2
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN107867966B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何濤波;高飛;董衛(wèi)剛;胡雪生;張兆前;周華群;王若欣
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C07C2/62
• 分類號: C07C2/62;C07C9/16;C07C9/21
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 王玉雙;鮑俊萍

本發(fā)明公開了一種異丁烷與C3～C5烯烴烷基化方法，包括如下步驟：S1：含有異丁烷與C3～C5烯烴的原料烴和催化劑硫酸進(jìn)入液?液分散裝置，形成分散相液滴平均直徑小于20μm的酸烴乳液，分散后的異丁烷、C3～C5烯烴和催化劑硫酸接觸反應(yīng)，反應(yīng)溫度為?5～4℃，在液?液分散裝置出口形成未反應(yīng)原料烴、反應(yīng)產(chǎn)物和硫酸混合的反應(yīng)物料；S2：S1所述反應(yīng)物料進(jìn)入攪拌反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)溫度為5～20℃；以及S3：從步驟S2反應(yīng)后的物料中分離出烷基化油。本發(fā)明能延長烷基化在酸烴高度分散狀態(tài)下的反應(yīng)時(shí)間，降低反應(yīng)不完全對烷基化產(chǎn)品辛烷值的不利影響，提高烷基化產(chǎn)品辛烷值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及烷基化反應(yīng)方法，特別是用硫酸催化的異丁烷與C3～C5烯烴烷基化反應(yīng)方法。

背景技術(shù)

異丁烷和C3～C5烯烴烷基化所制得的烷基化油具有辛烷值高(研究法辛烷值一般為90～96)，蒸汽壓低，芳烴和烯烴含量低，敏感性好等特點(diǎn)，是清潔環(huán)保的高辛烷值汽油調(diào)合組分。隨著環(huán)保法規(guī)對汽油中烯烴、芳烴、硫含量等限制的日益嚴(yán)格，烷基化油的重要性日益突出。

目前煉油工業(yè)中廣泛使用以硫酸或氫氟酸為催化劑的液體酸烷基化工藝。液體酸烷基化工藝的特點(diǎn)是選擇性好、價(jià)格低、可回收并連續(xù)保持活性，從而使裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期長。但是，由于氫氟酸是易揮發(fā)的劇毒化學(xué)品，一旦泄漏危害極大，而硫酸相比氫氟酸危害小，基于安全環(huán)保考慮，近年來，新建烷基化裝置以硫酸法為主，硫酸法市場占有率目前已超過氫氟酸法。

異丁烷和C3～C5烯烴的硫酸烷基化是酸烴兩相反應(yīng)過程，烴相中的異丁烷向酸相的傳質(zhì)是烷基化反應(yīng)的控制步驟。增大烴相和酸相的接觸面積有利于異丁烷向酸相的傳質(zhì)，提高烷基化產(chǎn)品辛烷值。目前，工業(yè)硫酸烷基化反應(yīng)器大多采用機(jī)械攪拌進(jìn)行酸烴分散，由于反應(yīng)溫度較低，硫酸粘度較高，酸烴分散困難，反應(yīng)易生成低辛烷值產(chǎn)物，對烷基化產(chǎn)品辛烷值不利。

近年來，新型分散設(shè)備被用于硫酸烷基化反應(yīng)過程的酸烴分散。CN103861533A使用旋轉(zhuǎn)填充床反應(yīng)器，使酸烴在旋轉(zhuǎn)的填料層中接觸、充分混合與反應(yīng)。該方法雖然能使酸烴較好的混合，但反應(yīng)物料在旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)的停留時(shí)間極短，易造成反應(yīng)不充分，對烷基化反應(yīng)不利。

TW201429545A公開了一種烷基化方法，該方法利用一種用于至少兩種液態(tài)物料的反應(yīng)器，包括：封閉式的反應(yīng)器殼體；進(jìn)料管，其具有用于分別接受各液態(tài)物料的相應(yīng)入口；分配管，其與進(jìn)料管連通并延伸到反應(yīng)器殼體內(nèi)，并且在延伸到反應(yīng)器殼體內(nèi)的區(qū)域中設(shè)有若干分配孔；空心柱體形式的旋轉(zhuǎn)床，其通過固定機(jī)構(gòu)安裝于反應(yīng)器殼體內(nèi)，從而將反應(yīng)器殼體的內(nèi)腔分成中心區(qū)和外側(cè)區(qū)，旋轉(zhuǎn)床能夠在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)；以及設(shè)于反應(yīng)器殼體的下部的用于輸出反應(yīng)后物料的出料口。其中，分配管與旋轉(zhuǎn)床的內(nèi)表面間隔開地伸入到中心區(qū)內(nèi)，使得物料能夠從中心區(qū)穿過旋轉(zhuǎn)床而進(jìn)入外側(cè)區(qū)，并且經(jīng)由出料口輸出。反應(yīng)物料必須從中心區(qū)徑向地穿過處于高速旋轉(zhuǎn)下的旋轉(zhuǎn)床而進(jìn)入外側(cè)區(qū)。由此，在旋轉(zhuǎn)床的旋轉(zhuǎn)所形成的超重力的作用下，各種液態(tài)的反應(yīng)物料被分散。反應(yīng)物料劇烈撞擊到高速轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)床的床層內(nèi)壁上，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化式混合。同時(shí)，當(dāng)流過旋轉(zhuǎn)床的床層時(shí)，反應(yīng)物料不斷被各個(gè)床層切割，因此在這里反復(fù)地實(shí)現(xiàn)了分散－聚并過程，顯著強(qiáng)化了混合效果。此外，由于在根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器中使用了旋轉(zhuǎn)床而沒有使用機(jī)械攪拌裝置，因此可以采用更低的反應(yīng)溫度，尤其適用于硫酸法烷基化反應(yīng)。對于硫酸法烷基化反應(yīng)來說，反應(yīng)溫度低具有眾多優(yōu)點(diǎn)，例如可以提高產(chǎn)品的辛烷值、減少副反應(yīng)、降低酸耗等。然而，該反應(yīng)器同樣存在停留時(shí)間短，反應(yīng)不完全等問題，對烷基化產(chǎn)品質(zhì)量帶來不利影響，尤其在低溫下，反應(yīng)速度更慢，反應(yīng)不完全的問題更加突出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種異丁烷與C3～C5烯烴烷基化方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中烷基化反應(yīng)時(shí)間短，反應(yīng)不完全以及反應(yīng)產(chǎn)物辛烷值低的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的異丁烷與C3～C5烯烴烷基化方法包括如下步驟：