[發(fā)明專利]一種異丁烷與C3～C5烯烴的烷基化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810006864.2
• 申請日: 2018-01-04
• 公開（公告）號: CN110003938B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何濤波;高飛;王若欣;周華群;李應(yīng)文;劉奕隆;時文;李瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C10G50/00
• 分類號: C10G50/00
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 高龍鑫;王玉雙

本發(fā)明公開了一種異丁烷與C3～C5烯烴的烷基化方法，包括如下步驟：含有異丁烷與C3～C5烯烴的原料烴和催化劑硫酸進入液?液分散裝置，使原料烴和硫酸接觸后開始烷基化反應(yīng)，在液?液分散裝置出口形成由未反應(yīng)原料烴、反應(yīng)產(chǎn)物和硫酸混合形成的酸烴乳液；所述酸烴乳液進入攪拌反應(yīng)器繼續(xù)烷基化反應(yīng)；所述攪拌反應(yīng)器中的酸烴乳液進入酸烴分離器分離為硫酸和液體烴，所述液體烴進入蒸餾塔分離出烷基化油。本發(fā)明能減小攪拌反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)物料液位波動，使產(chǎn)品烷基化油辛烷值穩(wěn)定。此外，本發(fā)明不受液位測量和控制儀表對攪拌反應(yīng)器容積的要求，可在小型裝置上實現(xiàn)本發(fā)明的烷基化方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種烷基化反應(yīng)，特別是一種用硫酸催化的異丁烷與C3～C5烯烴的烷基化方法。

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，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是選擇性好、價格低、可回收并連續(xù)保持活性，從而使裝置運轉(zhuǎn)周期長。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，因此，近年來新建烷基化裝置以硫酸烷基化為主。

但是，硫酸烷基化由于反應(yīng)溫度較低(一般為4～10℃之間)，硫酸粘度較高，因此，存在硫酸和原料烴(異丁烷和C3～C5烯烴)之間的分散困難，對烷基化油辛烷值不利的問題。

為了提高原料烴在硫酸中的分散程度，新型液-液分散裝置被用于硫酸烷基化，如CN103861533A的旋轉(zhuǎn)填充床反應(yīng)器，TW201429545A的用于至少兩種液態(tài)物料的反應(yīng)器。上述液-液分散裝置雖然能使原料烴在硫酸中較好的分散，但酸烴在裝置內(nèi)的停留時間極短，導(dǎo)致反應(yīng)時間短，會造成反應(yīng)不充分，對烷基化反應(yīng)不利。

CN101679143A公開了一種克服液-液分散裝置內(nèi)酸烴停留時間短對烷基化反應(yīng)不利的方法，是在液-液分散裝置之后串聯(lián)攪拌反應(yīng)器，以增加反應(yīng)時間。由于烷基化油辛烷值受到反應(yīng)時間的影響，因此需對酸烴在攪拌反應(yīng)器內(nèi)的停留時間進行控制，即對攪拌反應(yīng)器內(nèi)酸烴液位進行控制。通常的液位控制方法是液位與進出攪拌釜物料流量進行聯(lián)鎖控制，這種控制方式不可避免地存在液位波動，加上攪拌對液位有擾動，液位控制精度差，造成烷基化油辛烷值波動，不利于烷基化油辛烷值控制。

此外，當(dāng)攪拌反應(yīng)器容積較小時，液位測量和控制的相對精度會更差，甚至當(dāng)攪拌反應(yīng)器容積小到一定程度時(如小于5L或3L)，現(xiàn)有液位測量設(shè)備無法使用，傳統(tǒng)的液位控制方法無法實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種異丁烷與C3～C5烯烴的烷基化方法。該方法不受反應(yīng)器容積限制，可以靈活應(yīng)用于大容積烷基化反應(yīng)器或小容積烷基化反應(yīng)器上，并且能夠解決現(xiàn)有采用液位自動控制應(yīng)用于上述方法時液位測量誤差大和控制精度低等問題。

為達到上述目的，本發(fā)明提供一種異丁烷與C3～C5烯烴的烷基化方法，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入液-液分散裝置，使原料烴和硫酸接觸后開始烷基化反應(yīng)，在液-液分散裝置出口形成由未反應(yīng)原料烴、反應(yīng)產(chǎn)物和硫酸混合形成的酸烴乳液；

S2：所述酸烴乳液進入攪拌反應(yīng)器繼續(xù)烷基化反應(yīng)；

S3：所述攪拌反應(yīng)器中的酸烴乳液進入酸烴分離器分離為硫酸和液體烴，所述液體烴進入蒸餾塔分離出烷基化油；

所述酸烴分離器為氣-液-液三相分離器，所述攪拌反應(yīng)器中設(shè)置有溢流管，所述攪拌反應(yīng)器中的酸烴乳液通過溢流管，在重力作用下進入酸烴分離器。