CN105062553B - 一种用于烷基化油合成的反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于烷基化油合成的反应器，反应器筒体由直筒段，宽径段和位于直筒段和宽径段之间的过渡段组成，在直筒段下部设置有内管下管板，在内管下管板以上设置有外管下管板，在直筒段和过渡段的交接处设置有上管板；降液管的上端和下端分别与上管板和外管下管板连接，外管上端和下端分别与上管板和外管下管板连接，内管设置在外管内部，内管的上端为盲端，内管的下端与内管下管板连接，内管上设置有孔。与现有工业反应器相比，酸烃接触效果更好，加快反应速率，减小反应器尺寸，同时降低烷烯比，并且能够严格控制反应温度，减少反应副产物的产生，从而提高烷基化合成油的产量与质量，而且能够降低异丁烷循环所需的能耗。

Description

一种用于烷基化油合成的反应器

技术领域

本发明涉及一种化工设备，具体涉及一种用于烷基化油合成的反应器。

背景技术

C4烯烃和异丁烷经过烷基化反应所生成的工业异辛烷是以各种三甲基戊烷为主要成分的高辛烷值汽油调和成分，工业异辛烷具有高辛烷值、燃烧有害产物少以及较低的蒸汽压等优点。烷基化反应按照所用催化剂不同可分为硫酸烷基化工艺和氢氟酸烷基化工艺，氢氟酸是易挥发的剧毒化学药品，一旦泄露将会对环境和生产造成严重危害，而硫酸烷基化工艺主要缺点是废酸的排放量较大。我国多采用硫酸烷基化工艺，一般认为决定硫酸烷基化工艺反应速率的控制步骤为烷烃向酸的传质，因此硫酸烷基化工艺中酸烃的接触情况是极其重要的操作变量。目前两种主要的硫酸烷基化工艺为美国Stratco公司的流出物制冷式硫酸烷基化反应工艺和美国Kellogg公司的阶梯式反应器硫酸烷基化工艺，这两种工艺都未能达到理想的酸烃接触程度，大大限制了反应速率，增加了反应器尺寸。此外硫酸烷基化工艺还是一个强放热反应，反应温度升高会使副产物增多，影响烷基化油质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种能解决硫酸烷基化工艺中酸烃接触问题以及反应放热问题的用于烷基化油合成的反应器。

本发明的技术方案概述如下：

一种用于烷基化油合成的反应器，包括反应器筒体1，反应器筒体由直筒段2，宽径段19和位于直筒段和宽径段之间的过渡段5组成，宽径段的上端连接有上封头6，直筒段的下端连接有下封头15，在直筒段下部设置有内管下管板14，在直筒段下部、内管下管板以上设置有外管下管板13，在直筒段和过渡段的交接处设置有上管板4；降液管9的上端和下端分别与上管板和外管下管板连接，直径小于降液管的外管10设置在降液管与直筒段内表面之间并且外管上端和下端分别与上管板和外管下管板连接，内管11的中上部分设置在外管内部，内管的上端为盲端，内管的下端与内管下管板连接，内管上设置有孔，内管的顶部位于上管板与外管下管板之间，在直筒段以内、降液管和外管以外设置有折流挡板18，在下封头上设置有第一进料口16，在内管下管板和外管下管板之间的直筒段上设置有第二进料口17，在宽径段设置有出料口7，在过渡段设置有废酸排出口8，在直筒段的上部设置有冷却介质出口3，在直筒段的下部外管下管板以上设置有冷却介质进口12。

外管10是光滑管或翅片管或螺旋管。

在外管以内及内管以外空间还可以设置有填料。

本发明的优点是：与现有工业反应器相比，酸烃接触效果更好，加快反应速率，减小反应器尺寸，同时降低烷烯比，并且能够严格控制反应温度，减少反应副产物的产生，从而提高烷基化合成油的产量与质量，而且能够降低异丁烷循环所需的能耗。

附图说明：

图1为一种用于烷基化油合成的反应器的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。下述说明是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明，但并不对本发明作任何限制。

一种用于烷基化油合成的反应器，包括反应器筒体1，反应器筒体由直筒段2，宽径段19和位于直筒段和宽径段之间的过渡段5组成，宽径段的上端连接有上封头6，直筒段的下端连接有下封头15，在直筒段下部设置有内管下管板14，在直筒段下部、内管下管板以上设置有外管下管板13，在直筒段和过渡段的交接处设置有上管板4；降液管9的上端和下端分别与上管板和外管下管板连接，直径小于降液管的外管10设置在降液管与直筒段内表面之间并且外管上端和下端分别与上管板和外管下管板连接，内管11的中上部分设置在外管内部，内管的上端为盲端，内管的下端与内管下管板连接，内管上设置有孔，内管的顶部位于上管板与外管下管板之间，在直筒段以内、降液管和外管以外设置有折流挡板18，在下封头上设置有第一进料口16，在内管下管板和外管下管板之间的直筒段上设置有第二进料口17，在宽径段设置有出料口7，在过渡段设置有废酸排出口8，在直筒段的上部设置有冷却介质出口3，在直筒段的下部外管下管板以上设置有冷却介质进口12。

外管10是光滑管或翅片管或螺旋管。

在外管以内及内管以外空间还可以设置有填料，填料的种类优选：鲍尔环填料或环矩鞍填料，也可以选用其它常用的填料。

实施例1

用本发明的用于烷基化油合成的反应器进行烷基化油合成反应，采用小型实验装置，直筒段的直径为80mm，高度为1600mm。

宽径段直径为200mm，高度为500mm。

过渡段高度为150mm。

1根降液管，降液管管径14mm，管长1500mm，

3根外管，外管的管径为9mm，管长为1500mm，是光滑管；

3根内管，内管的管径为5mm，管长为700mm，

内管下管板和外管下管板之间的距离为100mm，在外管以内及内管以外空间没设置填料。

内管在整个轴向长度上均匀设置小孔，孔径0.5mm。

98％浓硫酸在6℃下自第二进料口进入外管与降液管，一开始需加入足够98％浓硫酸使其充满整个外管与降液管，此后浓硫酸进出口流量设置为1L/h，保证反应器内浓硫酸浓度维持在95％；异丁烷和异丁烯混合物在6℃下自第一进料口进入内管，异丁烷和异丁烯体积比为6:1，进料流量为30L/h，进料压力为0.5MPaG(表压)；采用冷冻盐水作为冷却介质，循环冷冻盐水在0℃自冷却介质进口进入，自冷却介质出口出，进口温度为0℃，出口温度为5℃。反应产物和未反应完的异丁烷自出料口出，温度为6℃。通过对出料口的反应产物进行取样分析，异丁烯转化率达到96％以上，反应产物中异辛烷质量分数在28％以上，反应产物辛烷值为96左右，实验结果表明，用于烷基化油合成的反应器取得了良好的烷基化油合成的效果。

Claims (3)

1.一种用于烷基化油合成的反应器，包括反应器筒体(1)，反应器筒体由直筒段(2)，宽径段(19)和位于直筒段和宽径段之间的过渡段(5)组成，宽径段的上端连接有上封头(6)，直筒段的下端连接有下封头(15)，在直筒段下部设置有内管下管板(14)，在直筒段下部、内管下管板以上设置有外管下管板(13)，在直筒段和过渡段的交接处设置有上管板(4)；降液管(9)的上端和下端分别与上管板和外管下管板连接，直径小于降液管的外管(10)设置在降液管与直筒段内表面之间并且外管上端和下端分别与上管板和外管下管板连接，内管(11)的中上部分设置在外管内部，内管的上端为盲端，内管的下端与内管下管板连接，内管上设置有孔，内管的顶部位于上管板与外管下管板之间，在直筒段以内、降液管和外管以外设置有折流挡板(18)，在下封头上设置有第一进料口(16)，在内管下管板和外管下管板之间的直筒段上设置有第二进料口(17)，在宽径段设置有出料口(7)，在过渡段设置有废酸排出口(8)，在直筒段的上部设置有冷却介质出口(3)，在直筒段的下部外管下管板以上设置有冷却介质进口(12)。

2.根据权利要求1所述的一种用于烷基化油合成的反应器，其特征在于外管(10)是光滑管或翅片管或螺旋管。

3.根据权利要求1所述的一种用于烷基化油合成的反应器，在外管以内及内管以外空间设置有填料。