[發明專利]一種用于烷基化反應的裝置和工藝方法

有效

• 申請號: 201710299798.8
• 申請日: 2017-05-02
• 公開（公告）號: CN108786709B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 金平;方向晨;楊秀娜;王海波;齊慧敏
• 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大連石油化工研究院
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24;C10G50/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于烷基化反應的裝置和工藝方法，烷基化反應器內烷基化反應區包括豎直裝填的填料管束和霧化冷劑微氣泡分散管束，填料管束包括外部筒體和內部填料，內部填料為規整的編織填料，編織填料為纖維絲束編織而成，纖維絲束至少包括親油疏水或親水疏油的纖維絲束；霧化冷劑微分散管束設置于填料管束的周圍，霧化冷劑微分散管束將冷劑循環抽吸器均勻霧化的氣液冷劑混合物分散為微氣泡。本發明反應工藝和裝置用于烷基化反應時能夠促進反應物料的均勻混合，使反應過程中維持微觀尺度上的溫度均一，提高烷基化反應的選擇性和反應產率，因此具有反應效率高、副反應少等優點。

技術領域

本發明屬于石油化工領域，具體為一種烷基化反應裝置和工藝方法，特別是以硫酸為催化劑異構烷烴與烯烴烷基化反應的反應器和烷基化反應方法。

背景技術

烷基化工藝是煉油工藝中一種重要的清潔汽油加工技術，產品烷基化油是非常理想的汽油調和組分，具有無芳烴、無烯烴、低硫、低蒸汽壓、高辛烷值（RON 94～96，MON 92～94）等優點。目前的主流工藝是液體酸烷基化技術，主要包括硫酸烷基化和氫氟酸烷基化兩種，其中由于氫氟酸具有很強的揮發性和毒性，我國目前運行和在建的全部為硫酸烷基化方法。為了減少副反應，提高產品質量，硫酸烷基化工藝要求在低溫下操作，由于低溫下硫酸粘度大，與異丁烷極難混溶，因而酸烴的混合就成了硫酸烷基化工藝的重點研究方向。

US5443799提出了一種噴射式反應器進行烷基化反應的技術，進料方式為異丁烷與硫酸先混合再與烯烴接觸反應，即異丁烷由噴射器噴出與硫酸混合形成乳化液，烯烴再與該乳化液進行逆向接觸反應，但由于其接觸效果等原因使得反應溫度（8～20℃）偏高，副反應嚴重。

CN203295447U提出了一種列管式烷基化反應器，管程為反應區域，殼程為換熱區域，管體兩端分別為預分布區域和反應物流出區域，該反應器適用于異構烷烴和低碳烯烴在液體酸催化劑作用下生成高辛烷值烷基化油的反應，由于該方法為常規的列管反應器，存在設備結構復雜、生產效率低、管內物料副反應嚴重等諸多問題。

填料式反應器是一種新型烷基化反應器，如CN201410175970.5、CN201310140601.8 、CN201510738217.7、CN201210100634.5等。以CN201210100634.5為例，該文獻公開了一種烷基化反應器，反應器內由一段以上帶有空腔結構的規整填料組成，填料的空腔兩端設置有冷卻介質分布管，空腔內形成換熱區，空腔與空腔間形成反應區，反應區和換熱區在反應器徑向交替排列，且反應區和換熱區不相通。現有填料式烷基化反應器雖然在某些技術環節具有一定的提升，但綜合性能仍需進一步提高。

從目前國內外烷基化技術現狀來看，烷基化反應工藝仍然存在以下問題：（1）由于烷基化反應是放熱反應，物料分布不均（包含徑向物料分布和軸向物料分布）會加劇烯烴聚合的副反應發生，影響烷基化油的產品質量；（2）由于酸烴不互溶，且酸的粘度大，是的烷基化反應過程中的界面傳質阻力大、傳質及反應速率低，因此需要提供酸烴反應的表面積同時，提供反應物料的傳質推動力也十分重要；（3）反應過程中的反應熱（包含徑向反應熱和軸向反應熱）需要及時移走，否則會出現局部熱點、發生副反應而降低反應效率，比較理想的方式是反應器始終維持初始狀態的恒溫反應過程，但實際上只能是無限接近而無法達到。

綜上所述，對于現有烷基化反應工藝來說，開發一種沿反應器徑向和軸向溫度均一、反應效率高、副反應少的新型反應工藝和反應裝置，以克服現有技術的不足，對于改進烷基化反應技術的先進性和高效性具有重要意義。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種用于烷基化反應的裝置和工藝方法，烷基化反應器內使用填料管束和霧化冷劑微氣泡分散管束，可以提高烷基化反應的選擇性和反應產率，減少副反應。