[發明專利]固體酸烷基化方法

有效

• 申請號: 201911402571.7
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN113117725B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 李永祥;張成喜;胡合新;趙志海;羅一斌;張久順;侯栓弟
• 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: B01J29/12
• 分類號: B01J29/12;B01J37/02;B01J35/10;C10G57/00
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一種固體酸烷基化方法，包括烷基化反應單元和烷基化反應產物分離單元，其特征在于，所述的烷基化反應單元中，以一種固體酸催化劑催化烷基化反應，所述的固體酸催化劑具有：(1)大孔比體積在0.30～0.40ml/g；(2)大孔比體積與催化劑顆粒比長度之比為1.0～2.5ml/(g·mm)；(3)比表面積與顆粒長度之比為3.40～4.50msupgt;2/supgt;/mm；所述的大孔是指直徑大于50nm的孔；所述的烷基化反應產物分離單元中，分餾塔頂設置壓縮機、中段設置再沸器，塔頂氣相經壓縮機壓縮后溫度和壓力提高，進入中段再沸器與分餾塔中下部引出的溫度較低的液相物流換熱，塔頂氣相物流在塔中段再沸器內液化。

技術領域

本發明涉及固體酸烷基化方法，更進一步說本發明涉及異構烷烴與烯烴的固體酸烷基化生產烷基化汽油的方法，屬于石油化工領域。

背景技術

主要是異丁烷的異構烷烴與C₃～C₆烯烴在酸性催化劑的作用下發生烷基化反應是生產清潔、高辛烷值汽油組分的重要過程。該工藝得到的烷基化汽油蒸汽壓低、敏感性低、抗爆性能好，不含芳烴、烯烴，硫含量也很低，是高辛烷值汽油的理想調和組分。

烷基化反應是一種酸催化反應。目前工業應用的烷基化生產工藝有硫酸法和氫氟酸法，它們是以硫酸或氫氟酸為催化劑由異構烷烴和烯烴合成烷基化油。由于硫酸和氫氟酸本身的腐蝕性、毒性以及工藝過程的廢酸排放對環境的危害，使烷基化油生產企業面臨的安全環保壓力日益增加。

固體酸烷基化工藝的核心是性能優良的固體酸催化劑的開發。固體酸催化劑具有諸多優點，如穩定性好，不腐蝕設備，便于與產物分離，對環境污染少，運輸過程相對安全性高等，是理想的催化劑形式。烷基化固體酸催化劑主要分為四類：金屬鹵化物、固體超強酸、負載型雜多酸和分子篩。盡管發展已經數十年，但是由于固體酸催化劑失活較快，使該工藝技術工業化的進程受到影響。

US5986158公開了一種烷基化方法，采用的催化劑包含氫化功能成分和固體酸成分，可烷基化物與烷基化劑反應形成烷基化物，并通過飽和烴和臨氫條件進行催化劑間歇性再生，并在烷基化劑轉化率大于80％的催化劑的活性期內進行再生，以獲得高的烷基化收率和質量高的烷基化產物。沸石催化劑是多孔的催化材料，原料中的雜質會吸附在催化劑活性中心或原料中二烯烴聚合生成大分子堵塞孔道，引起催化劑失活。反應過程在固定床反應器中進行，催化劑的活性期僅有不到4～10h，催化劑必須反復再生，從其實施例可以看到，烷基化油的研究法辛烷值(RON)91.2，三甲基戊烷/二甲基己烷為2.9，C₅-C₇、C₈、C₉₊分別為30.4％，58.2％、11.4％。

EP1286769公開了一種新的烷基化催化劑及其用于烷基化烴的用途。

EP1392627公開了一種烴類的催化烷基化方法，其包括(i)在固體酸烷基化催化劑上將可烷基化的化合物與烷基化試劑反應生成烷基化物和(ii)在緩和再生條件下以及氫氣和烴存在時再生所述催化劑，其中該烴包括至少一部分已形成的烷基化物。

盡管上述固體酸催化劑具有一定的催化性能，但仍然需要進一步提高這些催化劑的催化活性、選擇性和穩定性，解決催化劑的再生問題，提高烷基化汽油質量。由于固體酸烷基化催化劑本身多孔的特點，在固體酸催化劑活性位上的烷基化反應需要原料從流體主體通過擴散到活性位，產物從活性位擴散到主體，烯烴在活性位的吸附能力更強，要求更高的外部烷烯比才能保證烷基化反應效果，這樣產品分離的能耗較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種提高催化劑性能和烷基化汽油質量以及降低烷基化裝置能耗，減少烷基化裝置的操作費用的固體酸烷基化方法。

本發明提供的固體酸烷基化方法，包括烷基化反應單元和烷基化反應產物分離單元組成，其特征在于：

所述的烷基化反應單元中，以一種固體酸催化劑催化烷基化反應，所述的固體酸催化劑具有：