[發明專利]一種固體酸烷基化的設備和方法

有效

• 申請號: 201610940697.X
• 申請日: 2016-10-25
• 公開（公告）號: CN107974277B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 唐曉津;龍軍;侯栓弟;毛俊義;袁清;張久順;王子軍;張哲民;胡立峰;慕旭宏;趙志海;李永祥;鄭博;朱振興
• 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: C10G45/64
• 分類號: C10G45/64
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國平;顧映芬

本發明涉及固體酸烷基化領域，公開了一種固體酸烷基化的設備和方法，該設備包括反應裝置、分離裝置和循環裝置，所述反應裝置包括至少1個固定床反應器，且至少一個所述固定床反應器設置有至少2個彼此隔開的區域，且每個區域獨立地進料和出料，所述分離裝置用于將所述反應裝置的出料分離為氫氣和含烷基化油的物料；所述循環裝置用于將來自所述分離裝置的部分含烷基化油的物料返回至所述反應裝置。本發明的方法在前述設備中實施，采用本發明的方法可以有效減少催化劑高溫深度再生的頻率，避免由于需要深度再生而導致的反應器的頻繁切換，使得烷基化裝置能夠長時間連續平穩運行，提高了經濟性，減少了頻繁升溫降溫所產生的能耗。

技術領域

本發明涉及固體酸烷基化領域，具體地，涉及一種固體酸烷基化的設備和方法。

背景技術

烷基化油是一種清潔的高辛烷值汽油調和組分。在強酸的作用下，異構烷烴(主要是異丁烷)和烯烴(C3～C5烯烴)反應可以生成烷基化油。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。液體酸烷基化技術(硫酸法和氫氟酸法)雖然比較成熟，但是也存在很多問題。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。采用固體酸烷基化是一種綠色的烷基化工藝技術，可以避免對環境造成污染，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。

專利申請US5489732中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。該專利申請中提到反應溫度在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。

專利申請US7875754中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。該專利申請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，烷烯摩爾比為16-32:1，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。

上述工藝均難以實現烷基化裝置長時間的連續平穩運行，且操作繁瑣，能耗高。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中烷基化裝置連續平穩運行時間短且能耗高的缺陷，提供一種固體酸烷基化的設備和方法，采用本發明的方法可以有效減少催化劑高溫深度再生的頻率，避免由于需要深度再生而導致的反應器的頻繁切換，使得烷基化裝置能夠長時間連續平穩運行，提高了經濟性，減少了頻繁升溫降溫所產生的能耗。

為了實現上述目的，第一方面，本發明提供了一種固體酸烷基化的設備，該設備包括反應裝置、分離裝置和循環裝置，所述反應裝置包括至少1個固定床反應器，且至少一個所述固定床反應器設置有至少2個彼此隔開的區域，且每個區域獨立地進料和出料，

其中，所述分離裝置用于將所述反應裝置的出料分離為氫氣和含烷基化油的物料；