[發明專利]固體酸烷基化反應方法和反應裝置

有效

• 申請號: 201810685336.4
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN110655435B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 張成喜;李永祥;胡合新;付強;慕旭宏
• 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: C07C2/58
• 分類號: C07C2/58;C07C9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種固體酸烷基化方法，該方法包括將可烷基化的有機化合物與烷基化劑在內的反應原料在烷基化反應條件及一種固體酸催化劑存在下接觸反應形成烷基化油，其特征在于該方法含有將烷基化反應器出口物流與氫氣接觸后分離，再將分離后不含氫氣的物料的一部分循環回到烷基化反應器的步驟。該方法增加了催化劑的活性，又使得烷基化油的質量得到提高。

技術領域

本發明涉及一種烷基化反應裝置和反應方法，更具體的說本發明涉及一種在固體酸催化劑存在下的烷基化反應裝置和反應方法。

背景技術

異丁烷與丁烯的烷基化反應是石油煉制工業中生產高辛烷值汽油組分的重要過程，這種烷基化油作為理想的高辛烷值汽油調和組分，具有辛烷值高，敏感度低，雷德法蒸汽壓低，并且不含烯烴、芳烴，硫含量低的特點。

目前工業應用的烷基化油生產工藝主要有硫酸法和氫氟酸法烷基化工藝，但是由于硫酸和氫氟酸本身的腐蝕性、毒性以及工藝流程中廢酸排放對環境的危害，造成烷基化油生產企業的安全環保壓力日益增加。為此，上世紀八十年代以來，全球許多較大的石油公司和科研機構一直致力于固體酸烷基化工藝的研究和開發，希望環境友好的固體酸工藝能夠替代液體酸工藝。

固體酸催化劑用于烷基化反應中存在的最大問題是極容易失活，如分子篩催化劑，SO₄^2-/氧化物催化劑在幾小時，甚至幾分鐘內，催化劑的烷基化反應活性(C₄^＝烯烴轉化率)就從100％降到很低的水平，且反應的選擇性變差，造成烷基化反應產物-烷基化油的辛烷值降低。因此，固體酸烷基化催化劑的再生是一個亟待解決的關鍵問題。

目前，有許多在低溫下采用固體酸催化劑的烴轉化工藝，如烷基化、異構化、烯烴低聚、加氫異構化等。這些烴轉化工藝中的一些副反應，如分子的聚合和氫轉移反應，導致一些大分子的烷烴或烯烴覆蓋在催化劑的表面上，與高溫烴轉化工藝(重整、催化裂化等)不同，這些大分子烴類覆蓋物是碳氫比(C/H)＜1的有機物質(或稱焦炭前身物)，而不是高溫工藝中產生地C/H＞1的焦炭物質。這為溶劑沖洗清除這類大分子烴類覆蓋物提供了可能性。

US5,326,923和CN1,076,386A公開了一種用于溶劑抽提再生負載路易斯酸的酸性烴轉化催化劑的方法，該方法包括先從反應體系中分離出催化劑，然后用選自SO₂、酚類和芳香醚的溶劑與負載路易斯酸的烷基化催化劑接觸，而除去黏附在催化劑表面上的反應殘留物，使催化劑恢復初始性能。

US5,489,732和CN1,144,141A公開了一種固體酸烷基化催化劑的臨氫再生方法。該方法采用氫氣在10-300℃，6.9-3790千帕的氫氣分壓下，與含有加氫活性組元Pt的烷基化催化劑Pt-KCl-AlCl₃/Al₂O₃接觸，選擇性加氫催化劑表面上C₄⁺烴類分子的覆蓋物，使催化劑恢復活性。

US5,523,503公開了一種用氫氣飽和的碳氫化合物移動床再生固體酸烷基化催化劑的工藝方法。該方法用氫氣飽和的異丁烷與含Pt的固體酸烷基化催化劑(Pt-KCl-AlCl₃/Al₂O₃)接觸，使催化劑表面覆蓋的大分子烴類分子加氫飽和脫附，使催化劑恢復活性。

發明內容

發明人在大量試驗的基礎上發現，烷基化反應器出口物流中除了大量的烷烴之外，還有少量的不飽和烴存在，這些不飽和烴循環回反應器會進一步疊合，占據催化劑表面的活性位點，并生成C9+，降低烷基化油質量；如果將烷基化反應器出口物料先與氫氣接觸脫除反應產物中的不飽和烴后，再循環回烷基化反應器入口，由于溶劑洗滌作用，使反應和再生同時進行，可延長了催化劑的壽命，而且還提高了烷基化油產品的質量。

因此，本發明的目的之一是提供一種延長了催化劑的壽命，又提高了烷基化油產品的質量的烷基化反應方法，本發明的目的之二是提供實現上述烷基化反應方法的反應裝置。