[實用新型]一種立式烷基化反應(yīng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720071924.X
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN206535555U
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉春江;謝省賓;劉輝;成潔;董倩
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24;B01J10/00;B01J19/00;C10G50/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所12201
• 代理人: 王麗

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于石油化工領(lǐng)域，具體地涉及一種烷基化反應(yīng)器，特別涉及用硫酸做催化劑的C4烷烴烷基化反應(yīng)器。

背景技術(shù)

烷基化反應(yīng)是石油煉制工業(yè)的重要過程之一，目前，國際上成熟的烷基化技術(shù)有：硫酸法和氫氟酸法兩種，即在硫酸和氫氟酸催化劑的作用下，異丁烷與丁烯反應(yīng)得到烷基化油。由于硫酸的腐蝕性及對環(huán)境的影響要比氫氟酸小，因此硫酸法更有優(yōu)勢。

目前硫酸烷基化技術(shù)基本上為國外壟斷，使用最廣泛的美國DUPONT公司硫酸烷基化技術(shù)，該技術(shù)使用STRATCD反應(yīng)器為臥式偏心接觸反應(yīng)器，其內(nèi)部設(shè)有攪拌葉輪、循環(huán)套筒和U形冷卻管，循環(huán)套筒和冷卻管束平行于反應(yīng)器壁。酸和烴在接觸反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)，靠葉輪強烈的剪切產(chǎn)生高度的湍流混合，通過與冷卻管束的熱交換移走反應(yīng)熱。該反應(yīng)器的反應(yīng)溫度一般為6～10℃。CDTECH公司開發(fā)的 CDAlky硫酸烷基化工藝使用的是裝填專用填料的單臺立式塔設(shè)備，填料可確保酸和烴之間實現(xiàn)良好的接觸，不需要高能耗攪拌器。同時該反應(yīng)器采用泡點進料，通過反應(yīng)器內(nèi)異丁烷的氣化移走反應(yīng)熱。這兩種反應(yīng)器都為目前成熟的專利設(shè)備，在國內(nèi)外有廣泛的應(yīng)用。

美國專利US5443799公開了一種烷基化反應(yīng)器，該反應(yīng)器分為預(yù)混合區(qū)和反應(yīng)區(qū)。在預(yù)混合區(qū)，異丁烷由噴嘴噴出與硫酸混合形成乳化液。在反應(yīng)區(qū)，噴射的烯烴與來自預(yù)混合區(qū)的混合物流進入反應(yīng)區(qū)后，由于反應(yīng)區(qū)的體積驟然增大，混合物中的烴組份氣化，絕熱膨脹吸收烷基化反應(yīng)放出的熱量。該工藝的反應(yīng)溫度在8～20℃之間，溫度偏高。

美國專利US5785933公開了一種硫酸作為催化劑的烷基化反應(yīng)器系統(tǒng)，反應(yīng)器內(nèi)部通過設(shè)置擋板和切向高置的多個注射管道入口，使烴類和酸催化劑在反應(yīng)器內(nèi)形成混合攪拌，從而取消機械運動部件。該技術(shù)利用靜態(tài)混合器的原理設(shè)計了硫酸催化烷基化反應(yīng)器，但是混合效果需要進一步提高。

中國專利CN101104570A公開了一種烷基化反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)部是一個由分散混合器組成的靜態(tài)混合體系。分散混合器包含金屬絲網(wǎng)和含有空隙空間大于 50％體積的規(guī)整填料。反應(yīng)物依靠填料的自身壓降使烴類氣化維持反應(yīng)溫度。該專利與US5785933類似，都是采用靜態(tài)混合器的原理使得硫酸和烴類混合。

專利CN105400544A公開了一種多級循環(huán)流反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括殼體、導(dǎo)流筒、內(nèi)套筒、油酸分離段、內(nèi)套筒規(guī)整填料和液烴分布器，由于引入了氣相 C4，反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)使得內(nèi)套筒內(nèi)的氣相C4烴含量遠遠大于內(nèi)套筒和殼體間的氣相含量，在內(nèi)套筒內(nèi)外形成壓力差，使得濃硫酸和液相反應(yīng)物料隨著氣相C4在內(nèi)套筒內(nèi)向上運動，在內(nèi)套筒與殼體之間向下流通，形成內(nèi)部循環(huán)流。該反應(yīng)器采用C4蒸發(fā)的形式移除反應(yīng)熱，反應(yīng)溫度為5～13℃，反應(yīng)壓力為1.1～2.0bar。

雖然DUPONT硫酸烷基化技術(shù)和CDAlky硫酸烷基化工藝都是目前生產(chǎn)烷基化油的工藝技術(shù)，但STRATCD反應(yīng)器和裝填專用填料的單臺立式塔設(shè)備分別屬于 DUPONT公司和CDTECH公司的專利設(shè)備，國內(nèi)企業(yè)使用這些反應(yīng)器需要支付一定的專利費用。另外DUPONT硫酸烷基化技術(shù)采用STRATCD反應(yīng)器需要使用高耗能的電機來攪拌，從而達到酸烴充分混合的目的，因此該設(shè)備的能耗很高；CDAlky 硫酸烷基化工藝使用的裝填專用填料的單臺立式塔設(shè)備采用專用的填料，造價非常高。一種多級循環(huán)流反應(yīng)器與上述兩種反應(yīng)器相比具有低能耗，低造價的優(yōu)點，同時和CDAlky硫酸烷基化工藝一樣，由于采用C4蒸發(fā)的形式移除反應(yīng)熱，為了降低副反應(yīng)必須在較低的壓力下進行，導(dǎo)致反應(yīng)器單位截面積的處理量較低，壓縮機壓縮烴類氣體的能耗較高。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種立式烷基化反應(yīng)器，該反應(yīng)器可以使反應(yīng)烴和催化劑硫酸充分接觸，混合均勻，提供較大的液液接觸面積，達到高的轉(zhuǎn)化率。該反應(yīng)器具有能耗低，反應(yīng)器單位截面積處理量大，酸耗低，液-液接觸面積大，轉(zhuǎn)化率高等特點。

本實用新型在CN105400544A公開的多級循環(huán)流反應(yīng)器的基礎(chǔ)上提供一種立式烷基化反應(yīng)器，其主要結(jié)構(gòu)為殼體、導(dǎo)流筒、內(nèi)套筒、內(nèi)套筒規(guī)整填料、硫酸分布器、液烴分布器、氣相C4分布器和冷卻盤管。

本實用新型的技術(shù)方案如下：