CN111344250B - 硫酸烷基化反应器系统和氟化氢烷基化单元向硫酸烷基化单元的转换 - Google Patents

硫酸烷基化反应器系统和氟化氢烷基化单元向硫酸烷基化单元的转换 Download PDF

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Abstract

本公开涉及硫酸(SA)烷基化反应器系统。所述反应器系统包括封闭的反应器容器，所述反应器容器包括壳体、蒸气出口和乳液出口。所述反应器容器还包括位于所述反应器容器的下部的分配器、与所述分配器流体连接的混合器及与所述混合器和所述乳液出口流体连接的乳液泵，其中所述乳液泵位于所述反应器容器之外。本公开还涉及一种分体式SA烷基化反应器系统，其中单个卧式反应器容器被分开以容纳两个反应器系统。本公开还涉及使用所述反应器系统的烷基化方法。本公开还涉及将氟化氢(HF)烷基化单元转换成SA烷基化单元的方法。本公开还涉及转换的SA烷基化单元和在所述转换的SA烷基化单元中进行的烷基化方法。

Description

硫酸烷基化反应器系统和氟化氢烷基化单元向硫酸烷基化单 元的转换
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年8月31日提交的美国专利申请62/552,496的优先权，所述申请的公开内容出于所有目的以引用的方式整体并入本文。
背景技术
技术领域
本公开涉及一种硫酸烷基化反应器系统和例如在烷基化工艺中的使用方法。本公开还涉及将氟化氢(HF)催化的烷基化单元转换为硫酸(SA)催化的烷基化单元的方法。本公开还涉及用于SA催化的烷基化单元中的装置和系统，其是从现有HF催化的烷基化单元中新添加的或保留的。
相关技术的描述
烷基化物由于其清洁燃料性质(异链烷烃、高辛烷值、低蒸气压和极低的硫)而被认为是汽油池中最理想的组分之一。由于美国和国外对更清洁的燃料的使用要求已开始完全实现，炼油厂比以往任何时候都更依赖于烷基化物来满足严格的汽油规格。随着减少尾气排放压力的增加、欧洲柴油的急速下跌和全球汽车的现代化，烷基化物在未来几十年内将有利地处于稳定需求之中。
大多数烷基化物是在炼油厂通过在称为烷基化的工艺中使来自流化催化裂化器(FCC)的C3-C5轻质烯烃与异丁烷结合而产生。在烷基化工艺中，C3-C5轻质烯烃与异丁烷在酸催化剂诸如硫酸的存在下反应，形成所需的烷基化产物。为了使反应效率最大化，烷基化反应器通常被设计成引起反应物与催化剂之间的紧密接触。已经公开了各种硫酸烷基化反应器。例如，美国专利号3,759,318和9,580,366描述了诸如DuPontContactorTM反应器的卧式反应器。美国专利号7,850,929描述了立式硫酸烷基化反应器。
炼油厂利用的主要烷基化技术需要硫酸(H2SO4，SA)或氢氟酸(HF)来催化反应。尽管硫酸烷基化单元的基层构造在过去20年中已在产业中占主导地位，但非常大量的HF烷基化单元仍在运行。例如，在美国，有大约100个烷基化单元正在运行，其中约一半利用HF烷基化技术。由于HF的挥发性和毒性，炼油厂长期以来一直在寻求将HF烷基化单元转换为更安全的硫酸烷基化技术的成本有效的解决方案。然而，由于转换成本高且缺乏进行这种改变的监管要求，炼油厂尚未将HF烷基化单元转换成硫酸烷基化单元。
无论是扩大现有的烷基化单元、炼油厂基层烷基化单元，还是利用来自非传统石油化学来源的原料的独立烷基化联合工厂，烷基化项目在能源部门都备受关注。对于操作HF烷基化单元的炼油厂来说，消除使用HF的监管和社会压力都是空前巨大的。对于那些在大城市区域附近运营的炼油厂来说，这尤其令人担忧。因此，需要将现有HF催化的烷基化单元转换为硫酸(SA)催化的烷基化单元的成本有效的方法。
发明内容
本公开提供一种硫酸烷基化反应器系统。所述反应器系统包括：(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口和乳液出口；(b)位于所述反应器容器的下部的分配器；(c)与所述分配器流体连接的混合器；及(d)与所述混合器和所述乳液出口流体连接的乳液泵；其中所述乳液泵位于所述反应器容器之外。
本公开还提供一种分体式硫酸烷基化反应器系统。所述反应器系统包括：(a)封闭的卧式反应器容器，其包括壳体、蒸气出口、第一乳液出口、第二乳液出口、第一分隔挡板、第一聚结介质、第二分隔挡板、第二聚结介质、废酸出口和净流出物出口；(b)位于所述反应器容器的下部的第一分配器；(c)位于所述反应器容器的下部的第二分配器；(d)与所述第一分配器流体连接的第一混合器；(e)与所述第二分配器流体连接的第二混合器；(f)与所述第一混合器、所述第一乳液出口和所述废酸出口流体连接的第一乳液泵；及(g)与所述第二混合器、所述第二乳液出口和所述废酸出口流体连接的第二乳液泵；其中所述第一分隔挡板、所述第二分隔挡板、所述第一聚结介质和所述第二聚结介质分别从所述反应器容器的底部向上延伸，所述第一聚结介质在所述第一分隔挡板的下游，所述第二聚结介质在所述第二分隔挡板的下游，所述第一聚结介质和所述第二聚结介质在所述反应器容器内限定第一反应区、第二反应区和酸沉降区，所述第一反应区在所述第一聚结介质的上游，所述第二反应区在所述第二聚结介质的上游，所述酸沉降区在所述第一聚结介质与所述第二聚结介质之间，所述第一分配器位于所述第一反应区，所述第二分配器位于所述第二反应区，所述第一乳液泵和所述第二乳液泵位于所述反应器容器之外。
本公开还提供一种烷基化方法，其包括使烯烃与异链烷烃在硫酸催化剂的存在下接触以产生包含烷基化物的产物混合物，其中所述接触在如本公开中所公开的硫酸烷基化反应器系统或分体式硫酸烷基化反应器系统中进行。
本公开还提供一种将利用氟化氢作为反应催化剂的氟化氢烷基化单元转换为硫酸烷基化单元的方法，所述方法包括：(a)用硫酸代替氟化氢作为所述反应催化剂；及(b)改进所述氟化氢烷基化单元中的合适容器，以提供如本公开中所公开的硫酸烷基化反应器系统或分体式硫酸烷基化反应器系统，其中保留所述合适容器作为所述硫酸烷基化反应器系统或所述分体式硫酸烷基化反应器系统中的反应器容器。
本公开还提供一种将利用氟化氢作为反应催化剂的氟化氢烷基化单元转换为硫酸烷基化单元的方法，所述方法包括：(a)用硫酸代替氟化氢作为所述反应催化剂；及(b)提供如本公开中所公开的硫酸烷基化反应器系统或分体式硫酸烷基化反应器系统，其中提供新容器作为所述硫酸烷基化反应器系统或所述分体式硫酸烷基化反应器系统中的反应器容器。
本公开还提供一种转换的硫酸烷基化单元，其包括如本公开中所公开的硫酸烷基化反应器系统或分体式硫酸烷基化反应器系统。
本公开还提供一种在如本公开所公开的转换的硫酸烷基化单元中进行的烷基化方法。
附图说明
在附图中示出了实施方案以提高对本文提出的概念的理解。
图1是具有封闭的卧式反应器容器的硫酸烷基化反应器系统的示意图。
图2是图1的反应器容器沿图1所示的线“X-X”截取的横截面图。
图3是图1的反应器容器沿图1所示的线“Y-Y”截取的横截面图。
图4是图1的反应器容器沿图1所示的线“Z-Z”截取的横截面图。
图5是具有封闭的卧式反应器容器的另一硫酸烷基化反应器系统的示意图。
图6是具有封闭的分体式卧式反应器容器的另一硫酸烷基化反应器系统的示意图。
图7是具有封闭的立式反应器容器的另一硫酸烷基化反应器系统的示意图。
图8是具有封闭的卧式反应器容器的另一硫酸烷基化反应器系统的示意图。
图9是封闭的分体式卧式反应器容器的透视图。
图10示出了一个内部静态混合器与三个分配器的组合。
图11示出了三组内部静态混合器和分配器。
图12是使用HF作为反应催化剂以产生烷基化物的UOP HF烷基化单元的工艺流程示意图。
图13是示出了基层和/或转换的SA烷基化单元的工段的方框流程图。
图14示出了HF催化的烷基化单元的总体工艺流程。
图15示出了转换的SA烷基化单元的总体工艺流程。
图16是转换的SA烷基化单元的总体工艺流程示意图。
图17是图16的转换的SA烷基化单元的反应工段的工艺流程示意图。
图18是图16的转换的SA烷基化单元的制冷工段的工艺流程示意图。
图19是图16的转换的SA烷基化单元的分馏工段的一部分的工艺流程示意图。
图20是图16的转换的SA烷基化单元的分馏工段的另一部分的工艺流程示意图。
图21是图16的转换的SA烷基化单元的净流出物处理工段和硫酸排料工段的工艺流程示意图。
图22示出了使用HF作为反应催化剂以产生烷基化物的原始HF烷基化单元的简化工艺流程图。
图23示出了由图22中所示的原始HF烷基化单元转换来的转换的SA烷基化单元的简化工艺流程图。
在所有附图中，相应的附图标记指示相应的部件。本领域技术人员理解，附图中的物体是为了简单和清晰而示出的，并且不一定是按比例绘制。例如，附图中的一些物体的尺寸可以相对于其他物体被放大以帮助提高对实施方案的理解。为了简化起见，且为了说明烷基化单元或工艺的主要特征，没有显示某些详细的特征，诸如泵、换热器或其他辅助设备。
具体实施方式
前面的一般描述和下面的详细描述仅是示例性和说明性的，而不是对如所附权利要求中限定的本发明的限制。从下面的详细描述和权利要求书中将显而易见任何一个或多个实施方案的其他特征和益处。
如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有”或其任何其他变型旨在涵盖非排他性的包括。例如，包括要素清单的过程、方法、制品或装置不必仅限于这些要素，而是可以包括没有明确列出的或所述过程、方法、制品或装置所固有的其他要素。此外，除非明确相反地陈述，“或”是指包括性的“或”，而不是排他性的“或”。例如，条件A或B满足以下中的任一项：A为真(或存在)且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)且B为真(或存在)，且A和B两者均为真(或存在)。
此外，使用“一个”或“一种”来描述本文所述的要素和组件。这样做仅仅是为了方便并且给出本发明范围的一般意义。除非明显地另外指示，此描述应当被解读为包括一个/种或至少一个/种，并且单数也包括复数。
除非另外定义，本文使用的所有技术和科学术语均具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。如果出现矛盾，则以本说明书(包括定义)为准。虽然在本发明的实施方案的实践或测试中可以使用与本文所述的那些方法和材料类似或等效的方法和材料，但下面描述合适的方法和材料。另外，所述材料、方法和实例仅为说明性的，而并非旨在为限制性的。
当量、浓度或其他值或参数作为范围、优选范围或上限优选值和/或下限优选值的清单给出时，应理解为具体公开由任一对的任何上限范围或优选值和任何下限范围或优选值所形成的所有范围，而不管范围是否单独地公开。当在本文中叙述数值范围时，除非另外说明，范围意在包括其端点，以及该范围内的所有整数和分数。
在说明下面描述的实施方案的细节之前，定义或阐明了一些术语。
术语“保留”或“保留的”，当与本公开中的设备或容器一起使用时，是指现有HF烷基化单元中的设备或容器被保持、利用或改进以成为转换的SA烷基化单元中的设备或容器。来自现有HF烷基化单元的设备或容器可以原样使用或被改进以适合转换的SA烷基化单元。在一些实施方案中，可以将现有HF烷基化单元中的设备或容器再使用、改进或改造，以成为转换的SA烷基化单元中的相同种类的设备或容器。在一些实施方案中，可以将现有HF烷基化单元中的设备或容器改变用途或改进以成为转换的SA烷基化单元中的不同种类的设备或容器。
术语“停用”或“停用的”，当与本公开中的设备或容器一起使用时，是指现有HF烷基化单元中的设备或容器在烷基化工艺期间被弃用或不再用于转换的SA烷基化单元。所述设备或容器可以保留在转换的SA烷基化单元的现场或移出所述现场。
术语“新的”，当与本公开中的设备或容器一起使用时，是指添加或提供给转换的SA烷基化单元的设备或容器先前不存在于现有的HF烷基化单元中。
如本文所用，术语“转换的SA烷基化单元”是指通过转换HF催化的烷基化单元提供的SA催化的烷基化单元。
如本文所用，术语“远程HF储存罐”是指位于HF烷基化单元的界区之外的HF储存罐。
如本文所用，术语“远程HF排料筒”是指位于HF烷基化单元的界区之外的HF排料筒。
如本文所用，术语“依次布置的硫酸烷基化反应器系统”是指将来自至少一个非最终烷基化反应器系统的废酸溶液送到紧随其后的烷基化反应器系统作为其中的硫酸溶液的一部分或全部，即，来自非最终烷基化反应器系统的废酸溶液可以在紧随其后的烷基化反应器系统中作为催化剂再使用。可以将来自最终烷基化反应器系统的废酸溶液的一部分再循环到最终烷基化反应器系统，而清除其余的废酸溶液，即，来自最终烷基化反应器系统的废酸溶液不在另一烷基化反应器系统中再使用。在一些实施方案中，将来自每个非最终烷基化反应器系统的废酸溶液送到紧随其后的烷基化反应器系统作为其中的硫酸溶液的一部分或全部。将新鲜的硫酸馈送到第一烷基化反应器系统中。在一些实施方案中，也可以将新鲜的硫酸馈送到其他非最终烷基化反应器系统中。通常不将新鲜的硫酸馈送到最终烷基化反应器系统中。
术语“一个或多个反应器系统”、“一个或多个烷基化反应器系统”和“一个或多个硫酸烷基化反应器系统”可以互换使用。它们包括SA烷基化反应器系统和分体式SA烷基化反应器系统两者。
如本文所用，术语“烯烃”是指包含一个或多个碳-碳双键的不饱和烃。本文中的不饱和烃不包括芳族化合物。在一些实施方案中，所述烯烃具有单个碳-碳双键。在一些实施方案中，烯烃是选自由丙烯、丁烯、戊烯及其组合组成的组的C3至C5烯烃。在一些实施方案中，烯烃包含丙烯。在一些实施方案中，烯烃包含选自由1-丁烯、2-丁烯、异丁烯及其组合组成的组的丁烯。2-丁烯包括顺式-2-丁烯和反式-2-丁烯。在一些实施方案中，烯烃包含选自由1-戊烯及其支化异构体、2-戊烯及其支化异构体及其组合组成的组的戊烯。2-戊烯包括顺式-2-戊烯和反式-2-戊烯。在一些实施方案中，烯烃包含丙烯、丁烯和戊烯的混合物。
如本文所用，术语“异链烷烃”是指异丁烷、异戊烷或其混合物。在一些实施方案中，所述异链烷烃包含异丁烷、基本上由异丁烷组成或由异丁烷组成。在一些实施方案中，异链烷烃包含异丁烷和异戊烷的混合物。在一些实施方案中，异链烷烃是异丁烷。
如本文所用，术语“再循环的异链烷烃”是指包含在净流出物中的未反应的异链烷烃，其从所述净流出物中分离并回收，并将其再循环到烷基化反应器中。在一些实施方案中，再循环的异链烷烃作为分馏塔中生成的异链烷烃馏分回收。在一些实施方案中，所述再循环的异链烷烃是再循环的异丁烷。
如本文所用，术语“补给异链烷烃”是指馈送到烷基化反应器系统或烷基化单元中以补充烷基化反应期间消耗的异链烷烃的异链烷烃。在一些实施方案中，所述补给异链烷烃是补给异丁烷。
如本文所用，术语“废酸”是指烷基化反应结束时生成的烷基化物产物混合物的硫酸相。通常，所述废酸包含硫酸、水、酸溶性油和反应中间体诸如硫酸酯。
如本文所用，术语“新鲜酸”是指未用作烷基化反应中的催化剂的硫酸溶液。新鲜酸溶液基本上不含酸溶性油和烷基化中间体诸如硫酸酯。在一些实施方案中，新鲜酸的酸强度在约96.5重量％至约99.5重量％的范围内。
如本文所用，术语“净流出物”是指在SA烷基化反应器系统或分体式SA烷基化反应器系统中的烷基化反应结束时生成的烷基化物产物混合物的液态烃相。所述净流出物通常包含未反应的异链烷烃(例如，异丁烷)、烷基化物和含硫污染物，诸如残留硫酸、硫酸烷基酯等。在一些实施方案中，净流出物还包含丙烷和/或正丁烷。可以将净流出物净化并分馏以产生烷基化物产物。
如本文所用，术语“烷基化物”是指在硫酸催化剂或HF催化剂的存在下在烯烃与异链烷烃之间的烷基化反应中生成的反应产物。烷基化物通常是高度支化的链烷烃。炼油厂使用烷基化物作为汽油共混原料以提高辛烷值，降低瑞德蒸气压(“RVP”)并减少最终汽油共混物中的烯烃含量。
如本文所用，术语“酸强度”是指硫酸溶液的浓度，表示为H2SO4的重量百分比，如通过用标准化氢氧化钠的滴定来测定。可以降低硫酸溶液的酸强度的稀释剂包括水、在烷基化工艺期间由副反应形成的酸溶性油和在烷基化反应期间形成的反应中间体诸如硫酸酯。
术语“容量”，当结合烷基化单元使用时，是指烷基化单元每天可以生产的烷基化物的量。
如本文所用，术语“直接连接”是指两个装置直接流体连接，而在其间没有中间装置，诸如冷却或加热装置(例如，换热器)、净化或处理装置、分离装置(例如，液/气分离器)、混合器或储存容器。在一些实施方案中，这两个装置可以与导管直接连接。
如本文所用，术语“上游”、“下游”、“顺序”等全部都相对于工艺液体的流动方向来限定。根据工艺步骤，工艺液体可以是烃、硫酸或其混合物(例如，乳液或烷基化物产物混合物)。
在本公开中，分配器在反应器容器的内部。如本文所用，术语“分配器”是指位于反应器容器的下部的穿孔装置，即，分配器在使用反应器系统的烷基化工艺期间在反应器容器中的液位(即，液面)以下。所述分配器上具有多个穿孔。在烷基化工艺中，在混合器(例如，内部静态混合器、外部静态混合器和/或均质器)中生成的硫酸/烃乳液流入分配器中，并通过穿孔以多个射流的形式注入反应器容器中。在一些实施方案中，分配器是相对细长的装置。在一些实施方案中，分配器是管道。在一些实施方案中，分配器是穿孔的大体圆柱形管道，其上有多个穿孔。所述穿孔可以是孔或喷嘴。在一些实施方案中，穿孔面向下。在一些实施方案中，穿孔的大体圆柱形管道具有一个开放端和一个封闭端。在一些实施方案中，所述封闭端上可具有一个或多个穿孔。所述开放端可以与混合器(例如，内部静态混合器或均质器)直接连接。在一些实施方案中，开放端直接安装在内部静态混合器的出口端上。在一些实施方案中，分配器内是空的，即，分配器内没有内部结构、填料或组件。在一些实施方案中，分配器大体上沿着反应器容器的底部内表面延伸。在一些实施方案中，分配器大体上是卧式的。在一些实施方案中，分配器距反应器容器的底部内表面大体上小于约8英寸、或小于约5英寸、或小于约4英寸、或小于约3英寸、或小于约2英寸、或小于约1英寸。
分配器上的穿孔可以具有任何形状。例如，穿孔可以是圆形、椭圆形、正方形或矩形的。在一些实施方案中，穿孔大体上是椭圆形的。在一些实施方案中，穿孔具有在约0.049平方英寸至约1.77平方英寸、或约0.2平方英寸至约0.79平方英寸、或约0.28平方英寸至约0.64平方英寸的范围内的开放面积。在一些实施方案中，穿孔大体上是圆形的，并且穿孔的直径在约0.25英寸至约1.50英寸、或约0.5英寸至约1.0英寸、或约0.6英寸至约0.9英寸的范围内。在一些实施方案中，同一分配器上的穿孔具有大体相同的形状和大体相同的开放面积。分配器内的压力高于分配器外的压力。在一些实施方案中，跨分配器的穿孔的压差在约5psi(磅/平方英寸)至约75psi、或约5psi至约50psi、或约5psi至约35psi、或约5psi至约20psi、或约10psi至约20psi的范围内。
在一些实施方案中，分配器与内部静态混合器直接连接或自其延伸。在一些实施方案中，内部静态混合器的长度为分配器和内部静态混合器的总长度的约5％至约50％。在一些实施方案中，内部静态混合器的长度为分配器和内部静态混合器的总长度的约10％至约30％。在一些实施方案中，内部静态混合器的长度为分配器和内部静态混合器的总长度的约15％至约25％。
如本文所用，术语“卧式反应器”或“卧式反应器容器”是指具有大体水平的纵轴的反应器容器。
如本文所用，术语“立式反应器”或“立式反应器容器”是指具有大体垂直的纵轴的反应器容器。
如本文所用，术语“静态混合器”是指用于连续混合烃与硫酸以形成乳液而不使组分在内部移动的装置。
如本文所用，术语“内部静态混合器”是指位于反应器容器内的静态混合器。内部静态混合器基本上不包含聚结介质或聚结纤维。在一些实施方案中，内部静态混合器大体上沿着反应器容器的底部内表面延伸。在一些实施方案中，内部静态混合器是大体卧式的。在一些实施方案中，内部静态混合器与分配器处于大体上相同的高度。
如本文所用，术语“外部静态混合器”是指位于反应器容器之外的静态混合器。外部静态混合器基本上不包含聚结介质或聚结纤维。在一些实施方案中，外部静态混合器与乳液泵直接连接，并且所述乳液泵与废酸出口、乳液出口和新鲜酸源流体连接。在这种实施方案中，外部静态混合器还与硫酸烷基化单元的制冷工段流体连接以接收包含异链烷烃(例如，异丁烷)的制冷剂再循环流，使得所述制冷剂再循环流与来自乳液泵的乳液/废酸/新鲜酸混合物混合，产生具有较高异链烷烃含量和较低温度的乳液，然后将其引入反应器容器中。
如本文所用，术语“均质器”是指具有一个或多个移动组件的机械装置，所述移动组件可有效地将烃与硫酸混合以形成乳液。在一些实施方案中，所述均质器包括电动马达。在一些实施方案中，均质器是转子定子混合器。
如本文所用，术语“转子定子混合器”是指包括一个或多个发生器的高剪切混合器，所述发生器包括转子/定子组合。在转子与定子之间存在间隙，其形成用于待混合流体的高剪切区。所述转子定子混合器具有用于使流体通过并混合的入口和出口。
如本文所用，术语“提升池”是指反应器容器内用于收集在酸沉降区中形成或分离出的液态烃相的罐或容器。在一些实施方案中，所述提升池位于所述酸沉降区。提升池通常具有开放顶部和出口。所述顶部在酸沉降区中的液态烃相液位以下，使得液态烃相可以流过顶部，进入提升池。顶部在酸沉降区中的硫酸相液位以上。在一些实施方案中，顶部在酸沉降区中的液态烃相液位以下不超过4英寸、或不超过3英寸、或不超过2英寸、或不超过1英寸、或不超过0.5英寸。在一些实施方案中，提升池的出口是净流出物出口。在一些实施方案中，提升池的出口通过导管(例如，管道)与净流出物出口直接连接。在一些实施方案中，所述出口在提升池的下端或底部。
提升池可以各种方式固定或紧固在反应器容器中。在一些实施方案中，提升池可以用焊接到反应器容器的内壁的支撑杆或梁固定。“反应器容器的内壁”在此是指壳体的内壁。在一些实施方案中，提升池可以焊接到反应器容器的内壁。在一些实施方案中，提升池可以密封地附接到反应器容器的内壁，并且这种内壁可以充当提升池的内壁的一部分。在一些实施方案中，提升池的底部是反应器容器的底部，并且提升池具有一个或多个从反应器容器的底部向上延伸围住的垂直壁。这种提升池可以具有立管的形状，并且其出口可以位于提升池的底部作为净流出物出口。
如本文所用，术语“重量％”是指重量百分比。
烷基化工艺通常是本领域技术人员众所周知的。例如，参见“CatalyticAlkylation”,Petri/Chem Engineer，1961年12月和1962年1月；“Alkylation will be keyprocess in reformulated gasoline era”，Oil&Gas Journal，1990年11月12日，第79-92页；“H2SO4,HF processes compared,and new technologies revealed”，Oil&GasJournal，1990年11月26日，第70-77页；及“Which alkylation-HF or H2SO4？”，HydrocarbonProcessing，1985年9月，其全部出于所有目的以引用的方式整体并入本文。另外，烷基化一般公开于美国专利号4,018,846；4,225,740；4,276,731；4,371,731；4,383,977；4,404,418；4,467,131；4,513,165；4,777,323；和5,157,196中；其全部也出于所有目的以引用的方式整体并入本文。
大多数常规烷基化反应器使用搅拌器或叶轮来产生乳液。这种搅拌器或叶轮通常由马达驱动。本公开提供了一种硫酸烷基化反应器系统，其中在反应器容器内不存在搅拌器或叶轮来产生和维持乳液。在一些实施方案中，在反应器容器内不存在移动部件来产生和维持乳液。
本公开提供了一种硫酸(SA)烷基化反应器系统，其是用于在硫酸催化剂的存在下用至少一种烯烃反应物使至少一种异链烷烃反应物烷基化，以产生烷基化物产物。所述反应器系统包括：(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口和乳液出口；(b)位于所述反应器容器的下部的分配器；(c)与所述分配器流体连接的混合器；及(d)与所述混合器和所述乳液出口流体连接的乳液泵；其中所述乳液泵位于所述反应器容器之外。在一些实施方案中，所述反应器容器可以包括两个或更多个用于乳液再循环的乳液出口，并且所述乳液泵与它们中的每一个流体连接。在一些实施方案中，乳液泵还与新鲜酸源流体连接。在一些实施方案中，乳液泵与新鲜酸进料管道流体连接。在一些实施方案中，混合器是内部静态混合器、外部静态混合器、或与分配器直接连接的均质器。在一些实施方案中，当混合器是外部静态混合器时，混合器与分配器之间的距离不超过30英尺、或不超过10英尺、或不超过5英尺、或不超过3英尺、或不超过2英尺、或不超过1英尺。
在一些实施方案中，硫酸烷基化反应器系统或分体式硫酸烷基化反应器系统是硫酸烷基化单元的一部分，所述硫酸烷基化单元还包括制冷工段、分馏工段和净流出物处理工段。制冷工段通过将包含异链烷烃反应物的制冷剂再循环流送回反应器系统而有助于使反应器系统中的反应温度保持较低。分馏工段回收未反应的异链烷烃反应物并将其再循环到反应器系统。净流出物处理工段净化反应器系统中产生的净流出物流。在一些实施方案中，硫酸烷基化单元还包括酸排料工段，所述酸排料工段用于在将废酸送去储存之前从废酸中除去和/或回收残留烃。
在本公开中，反应器容器是封闭的，即，除了通过指定的入口或出口或通过连接反应器容器之内和之外的指定导管，没有物质(例如，反应物和产物)转移到反应器容器中或转移出反应器容器。反应器容器内的压力高于反应器容器外的大气压力。在一些实施方案中，反应器容器大体上是圆柱形的。在一些实施方案中，反应器容器是卧式反应器容器。在一些实施方案中，反应器容器是相对细长的卧式圆柱形反应器容器。在一些实施方案中，反应器容器是立式反应器容器。
封闭的反应器容器包括具有壁的壳体，所述壁是封闭的并且围住壳体空间。封闭的反应器容器还包括蒸气出口。在一些实施方案中，所述蒸气出口在反应器容器的上部，即，蒸气出口在使用反应器系统的烷基化工艺期间在反应器容器中的液位(即，液面)以上。在一些实施方案中，蒸气出口在反应器容器的上端。封闭的反应器容器具有顶部和底部。在一些实施方案中，蒸气出口在反应器容器的顶部。离开蒸气出口的蒸气包含轻质烃，所述轻质烃包含未反应的异链烷烃，诸如异丁烷。在一些实施方案中，蒸气出口与硫酸烷基化单元的制冷工段流体连接。在一些实施方案中，蒸气出口与制冷剂压缩机流体连接。在一些实施方案中，蒸气出口与制冷剂压缩机流体连接，所述制冷剂压缩机与制冷剂冷凝器流体连接。在一些实施方案中，蒸气出口与相对于蒸气流的流动方向在制冷剂压缩机上游的压缩机K/O(分离)筒流体连接。在一些实施方案中，蒸气出口与压缩机K/O筒直接连接。在一些实施方案中，在制冷工段中不存在压缩机K/O筒，并且蒸气出口与制冷剂压缩机直接连接。在一些实施方案中，蒸气出口配备有除雾器以除去夹带在蒸气流中的悬浮液滴。在一些实施方案中，所述除雾器包括包含聚结介质的网垫、基本上由所述网垫组成、或由所述网垫组成。
制冷工段通常包括制冷剂压缩机和相对于蒸气流的流动方向在制冷剂压缩机下游的制冷剂冷凝器。在一些实施方案中，制冷工段还包括在制冷剂压缩机上游的压缩机K/O筒，以在将蒸气流引入制冷剂压缩机之前除去夹带在蒸气流中的悬浮液滴。在反应器容器中蒸发的蒸气通过蒸气出口离开反应器容器，并被送到制冷剂压缩机，在其中蒸气被压缩。然后将压缩的蒸气在制冷剂冷凝器中冷却并冷凝以形成制冷剂再循环流，将其送回到反应器容器。
在一些实施方案中，混合器是反应器容器内的内部静态混合器。在一些实施方案中，所述反应器系统包括：(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口和乳液出口；(b)内部静态混合器；(c)与所述内部静态混合器直接连接的分配器；及(d)与所述内部静态混合器和所述乳液出口流体连接的乳液泵；其中所述乳液泵位于所述反应器容器之外，并且所述分配器位于所述反应器容器的下部。在一些实施方案中，反应器系统不包括均质器。在一些实施方案中，反应器系统不包括转子定子混合器。在一些实施方案中，内部静态混合器位于反应器容器的下部。分配器在内部静态混合器的下游。在一些实施方案中，分配器从内部静态混合器延伸。
在一些实施方案中，硫酸烷基化反应器系统还包括位于反应器容器之外的外部静态混合器。内部静态混合器和外部静态混合器可以独立地包括一个或多个静态混合器、基本上由一个或多个静态混合器组成、或由一个或多个静态混合器组成。当内部静态混合器或外部静态混合器包括两个或更多个静态混合器、基本上由两个或更多个静态混合器组成或由两个或更多个静态混合器组成时，这两个或更多个静态混合器依次布置并且以头尾相连的方式彼此直接连接。在本公开中，当内部静态混合器或外部静态混合器由两个或更多个依次布置并以头尾相连的方式彼此直接连接的静态混合器组成时，这种内部静态混合器或外部静态混合器分别被认为是单个内部静态混合器或单个外部静态混合器。内部静态混合器和外部静态混合器各自独立地具有入口和出口。内部静态混合器或外部静态混合器的入口端按顺序是第一静态混合器的入口端，并且内部静态混合器或外部静态混合器的出口端按顺序是最终静态混合器的出口端。在一些实施方案中，所述一个或多个静态混合器是圆柱形或大致圆柱形的管，在所述管内固定有非移动混合元件。在一些实施方案中，这种非移动混合元件可以是一系列的挡板，诸如金属绞丝、波纹板或从管的内壁伸出的突出部。
本文中使用静态混合器以促进烃反应物与硫酸催化剂之间的紧密接触。在一些实施方案中，内部静态混合器和分配器都位于反应器容器的下部，即，内部静态混合器和分配器在使用反应器系统的烷基化工艺期间在反应器容器中的液位以下。内部静态混合器和分配器被反应器中的硫酸/烃乳液浸没，从而可以消散由内部静态混合器和分配器内的烷基化反应产生的热量。
在一些实施方案中，在反应器系统中不存在外部静态混合器，内部静态混合器与乳液泵直接连接，并且将来自制冷工段的制冷剂再循环流引入内部静态混合器与乳液泵之间的连接导管中。在一些实施方案中，内部静态混合器与制冷工段中的制冷剂再循环泵流体连接。
在一些实施方案中，反应器系统还包括与内部静态混合器和乳液泵流体连接的外部静态混合器。在一些实施方案中，所述反应器系统包括：(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口和乳液出口；(b)位于所述反应器容器的下部的内部静态混合器；(c)与所述内部静态混合器直接连接的分配器；(d)与所述内部静态混合器流体连接的外部静态混合器；及(e)与所述乳液出口和所述外部静态混合器流体连接的乳液泵；其中所述乳液泵位于所述反应器容器之外。在一些实施方案中，反应器系统不包括均质器。在一些实施方案中，反应器系统不包括转子定子混合器。在一些实施方案中，分配器从内部静态混合器延伸。
在一些实施方案中，外部静态混合器与内部静态混合器直接连接。在一些实施方案中，外部静态混合器与乳液泵直接连接。在一些实施方案中，外部静态混合器的出口端与内部静态混合器的入口端直接连接。在一些实施方案中，外部静态混合器通过密封地延伸穿过壳体壁的连接导管与内部静态混合器流体连接。在一些实施方案中，外部静态混合器的入口端与乳液泵直接连接。
可以将烯烃和包括再循环的异链烷烃和补给异链烷烃的异链烷烃反应物以及制冷剂再循环流以各种方式馈送到反应器系统或反应器容器中。在一些实施方案中，可以将烯烃、补给异链烷烃和再循环的异链烷烃单独地或作为它们中的任何两种或三种的混合物馈送到内部静态混合器的入口端。在一些实施方案中，可以将制冷剂再循环流馈送到外部静态混合器的入口端。在一些实施方案中，可以将烯烃、补给异链烷烃和/或再循环的异链烷烃馈送到外部静态混合器的入口端，或馈送到外部静态混合器上游并与外部静态混合器直接连接的导管中。在一些实施方案中，可以将烯烃、补给异链烷烃、再循环的异链烷烃和/或制冷剂再循环流馈送到乳液泵或馈送到乳液泵上游并与乳液泵直接连接的导管中。在一些实施方案中，乳液泵还与烯烃进料导管、用于再循环异链烷烃的导管、用于馈送补给异链烷烃的导管和/或用于输送来自制冷工段的制冷剂再循环流的导管流体连接，所有这些都在乳液泵的上游。
在一些实施方案中，内部静态混合器与烯烃源流体连接。在一些实施方案中，内部静态混合器与烯烃进料导管流体连接。在一些实施方案中，内部静态混合器与进料干燥器流体连接，在所述进料干燥器中除去烯烃进料中包含的水。在一些实施方案中，内部静态混合器与再循环的异链烷烃源流体连接。在一些实施方案中，内部静态混合器与分馏工段流体连接以接收再循环的异链烷烃。在一些实施方案中，内部静态混合器与其中生成异链烷烃馏分的分馏塔的异链烷烃馏分出口流体连接。在一些实施方案中，所述再循环的异链烷烃是再循环的异丁烷。在一些实施方案中，内部静态混合器与补给异链烷烃(例如，异丁烷)源流体连接。
可以将烯烃、补给异链烷烃和再循环的异链烷烃单独地或作为它们中的任何两种或三种的混合物引入内部静态混合器中。在一些实施方案中，内部静态混合器具有两个分别与烯烃进料导管和再循环的异链烷烃导管连接的入口，并且补给异链烷烃通过烯烃进料导管或再循环的异链烷烃导管来馈送。在一些实施方案中，内部静态混合器具有一个与输送烯烃、补给异链烷烃和再循环的异链烷烃的混合物的导管连接的入口。这一个或两个入口通常位于内部静态混合器的入口端或上游端。用于输送烯烃、补给异链烷烃和/或再循环的异链烷烃的一个或多个导管可密封地延伸穿过壳体壁以便与内部静态混合器连接。
在一些实施方案中，外部静态混合器还与硫酸烷基化单元的制冷工段流体连接以接收包含异链烷烃(例如，异丁烷)的制冷剂再循环流。在一些实施方案中，制冷工段还包括制冷剂再循环泵，所述制冷剂再循环泵用于将制冷剂再循环流送到反应器系统，并且外部静态混合器与制冷剂再循环泵流体连接。在一些实施方案中，外部静态混合器具有与输送制冷剂再循环流的导管连接的入口。这种入口通常位于外部静态混合器的入口端或上游端。在一些实施方案中，外部静态混合器还与烯烃源、再循环的异链烷烃源和/或补给异链烷烃源流体连接，所有这些都在外部静态混合器的上游。在一些实施方案中，外部静态混合器还与烯烃进料导管、用于再循环异链烷烃的导管和/或用于馈送补给异链烷烃的导管流体连接，所有这些都在外部静态混合器的上游。
分配器可以与内部静态混合器直接连接。在一些实施方案中，分配器大体上沿着反应器容器的底部内表面从内部静态混合器延伸。在一些实施方案中，分配器直接安装在内部静态混合器的出口端上。在一些实施方案中，内部静态混合器和分配器都是圆柱形的，并且在一些实施方案中，可以具有大体上相同的内径。在一些实施方案中，内部静态混合器的纵轴与分配器的纵轴大致重合。
反应器系统可以包括一个或多个内部静态混合器和一个或多个分配器。例如，两个或更多个分配器可以与单个内部静态混合器直接连接。反应器系统还可以包括两组或更多组内部静态混合器和分配器。在一些实施方案中，反应器系统包括两组或更多组内部静态混合器和分配器，每组具有彼此直接连接的一个内部静态混合器和一个分配器，并且分别为每组提供不同的乳液泵。在一些实施方案中，反应器系统包括一至三个内部静态混合器与一至十个分配器的组合。
在一些实施方案中，反应器系统还包括在反应器容器内的多个引流管以帮助混合烃相与硫酸相。在烷基化工艺期间，所述多个引流管从分配器上方向上延伸到反应器容器中的液位(即，液面)以下的高度。每个引流管独立地具有底端和顶端，并且两端都是开放的。在烷基化工艺期间，所述底端在分配器上面，并且所述顶端在反应器容器中的液位以下。在一些实施方案中，引流管的顶端在液位以下不超过20英寸、或在液位以下不超过15英寸、或在液位以下不超过10英寸、或在液位以下不超过5英寸、或在液位以下不超过3英寸。在一些实施方案中，引流管的底端在分配器以上不超过30英寸、或在分配器以上不超过25英寸、或在分配器以上不超过20英寸、或在分配器以上不超过15英寸、或在分配器以上不超过10英寸、或在分配器以上不超过6英寸。
在一些实施方案中，引流管内是中空的或空的，即，引流管内没有内部结构、填料或组件。在一些实施方案中，引流管壁上没有穿孔。引流管可以具有各种形状。在一些实施方案中，引流管为大体上圆柱形的。在一些实施方案中，引流管是直的并且从顶部到底部具有相同的内径。在一些实施方案中，引流管具有在约1英寸至约10英寸、或约2英寸至约8英寸、或约3英寸至约6英寸范围内的内径。
在一些实施方案中，引流管固定在分配器的穿孔上方，使得从穿孔产生的气泡可以进入并穿过引流管。在一些实施方案中，每个引流管的纵轴大体上垂直于分配器。在一些实施方案中，引流管和分配器的纵轴大体上位于同一垂直面上。引流管可以各种方式固定或紧固在反应器容器中。在一些实施方案中，引流管可以用焊接到反应器容器底部的支撑杆固定。
反应器容器中产生的硫酸/烃乳液可以经由乳液出口流出。在一些实施方案中，乳液出口位于反应器容器的下部，即，乳液出口在烷基化工艺期间在反应器容器中的液位以下。在一些实施方案中，乳液出口位于反应器容器的下端。在一些实施方案中，乳液出口在反应器容器的底部。乳液泵与乳液出口流体连接以向反应器容器提供乳液再循环流。在一些实施方案中，乳液泵与乳液出口直接连接。
在一些实施方案中，反应器容器还包括与反应器容器之外的硫酸沉降器流体连接的第二乳液出口，并且反应器容器中产生的硫酸/烃乳液的一部分从第二乳液出口离开并被送到硫酸沉降器，在所述硫酸沉降器中烃相与硫酸相(即，废酸)分离。在这种实施方案中，与如上文公开的乳液泵流体连接的乳液出口是第一乳液出口。在一些实施方案中，所述反应器系统包括：(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口、第一乳液出口和第二乳液出口；(b)位于所述反应器容器的下部的内部静态混合器；(c)与所述内部静态混合器直接连接的分配器；及(d)与所述内部静态混合器和所述第一乳液出口流体连接的乳液泵；其中所述乳液泵位于所述反应器容器之外，所述分配器位于所述反应器容器的下部，并且所述第二乳液出口与所述反应器容器之外的硫酸沉降器流体连接。在这种实施方案中，通常在反应器容器内不存在分隔挡板，并且内部静态混合器和分配器可以大体上在反应器容器的整个水平长度上延伸。在一些实施方案中，乳液泵还与反应器容器之外的硫酸沉降器流体连接以接收在硫酸沉降器中分离出的废酸并将所述废酸再循环到反应器容器。在一些实施方案中，第二乳液出口处于比第一乳液出口高的高度。在一些实施方案中，第一乳液出口在反应器容器的下端或底部，而第二乳液出口在反应器容器的下游端。
在一些实施方案中，混合器是反应器容器之外的均质器，即，均质器可以代替内部静态混合器用于混合烃反应物与硫酸催化剂。在一些实施方案中，所述硫酸烷基化反应器系统包括：(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口和乳液出口；(b)位于所述反应器容器的下部的分配器；(c)与所述分配器流体连接的均质器；及(d)与所述均质器和所述乳液出口流体连接的乳液泵；其中所述均质器和所述乳液泵位于所述反应器容器之外。在一些实施方案中，在均质器与分配器之间存在混合器，并且所述混合器可以是内部静态混合器、外部静态混合器或其组合。在一些实施方案中，在均质器与分配器之间不存在混合器，并且均质器与分配器直接连接。在一些实施方案中，反应器系统在反应器容器内不包括内部静态混合器，并且均质器与分配器直接连接。在一些实施方案中，均质器是转子定子混合器。在一些实施方案中，均质器是直列式转子定子混合器。
均质器在分配器的上游。反应器系统可以包括一个或多个分配器。在一些实施方案中，反应器系统包括两个或更多个分配器。在一些实施方案中，所述两个或更多个分配器分别与单个均质器直接连接。在一些实施方案中，所述两个或更多个分配器中的每一个与不同的均质器直接连接。在一些实施方案中，每组分配器和均质器与不同的乳液泵流体连接。在一些实施方案中，反应器系统包括一至十个分配器。
在一些实施方案中，均质器与相对于烯烃的流动方向在均质器上游的烯烃源流体连接。在一些实施方案中，均质器与相对于烯烃的流动方向在均质器上游的烯烃进料导管流体连接。在一些实施方案中，均质器与进料干燥器流体连接，在所述进料干燥器中除去烯烃进料中包含的水。在一些实施方案中，均质器与相对于异链烷烃的流动方向在均质器上游的再循环的异链烷烃源流体连接。在一些实施方案中，均质器与分馏工段流体连接以接收再循环的异链烷烃。在一些实施方案中，均质器与其中产生异链烷烃馏分的分馏塔的异链烷烃馏分出口流体连接。在一些实施方案中，所述再循环的异链烷烃是再循环的异丁烷。在一些实施方案中，均质器与补给异链烷烃(例如，异丁烷)源流体连接。可以将烯烃、补给异链烷烃和再循环的异链烷烃单独地或作为它们中的任何两种或三种的混合物引入均质器中。
在一些实施方案中，在反应器系统中不存在外部静态混合器，均质器与乳液泵直接连接，并且将来自制冷工段的制冷剂再循环流引入介于均质器与乳液泵之间的连接导管中。在一些实施方案中，均质器与制冷工段中的制冷剂再循环泵流体连接。
在一些实施方案中，反应器系统还包括与均质器和乳液泵流体连接的外部静态混合器，并且所述外部静态混合器位于反应器容器之外。在一些实施方案中，所述反应器系统包括：(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口和乳液出口；(b)位于所述反应器容器的下部的分配器；(c)与所述分配器流体连接的均质器；(d)与所述均质器流体连接的外部静态混合器；及(e)与所述乳液出口和所述外部静态混合器流体连接的乳液泵；其中所述乳液泵位于所述反应器容器之外。在一些实施方案中，外部静态混合器与均质器直接连接，并且还与乳液泵直接连接，并且均质器与分配器直接连接。
在一些实施方案中，外部静态混合器还与硫酸烷基化单元的制冷工段流体连接以接收包含异链烷烃(例如，异丁烷)的制冷剂再循环流。在一些实施方案中，制冷工段还包括制冷剂再循环泵，所述制冷剂再循环泵用于将制冷剂再循环流送到反应器系统，并且外部静态混合器与制冷剂再循环泵流体连接。在一些实施方案中，外部静态混合器具有与输送制冷剂再循环流的导管连接的入口。这种入口通常位于外部静态混合器的上游端。
乳液泵与乳液出口流体连接以向反应器容器提供乳液再循环流。在一些实施方案中，乳液泵与乳液出口直接连接。在一些实施方案中，乳液出口位于反应器容器的下部。在一些实施方案中，乳液出口位于反应器容器的下端。在一些实施方案中，乳液出口在反应器容器的底部。
在一些实施方案中，反应器容器还包括与反应器容器之外的硫酸沉降器流体连接的第二乳液出口，并且反应器容器中产生的硫酸/烃乳液的一部分从第二乳液出口离开并被送到硫酸沉降器，在所述硫酸沉降器中烃相与硫酸相(即，废酸)分离。在一些实施方案中，所述反应器系统包括：(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口、第一乳液出口和第二乳液出口；(b)位于所述反应器容器的下部的分配器；(c)与所述分配器流体连接的均质器；及(d)与所述均质器和所述第一乳液出口流体连接的乳液泵；其中所述均质器和所述乳液泵位于所述反应器容器之外，并且所述第二乳液出口与所述反应器容器之外的硫酸沉降器流体连接。在这种实施方案中，通常在反应器容器内不存在分隔挡板，并且分配器可以大体上在反应器容器的整个水平长度上延伸。在一些实施方案中，乳液泵还与反应器容器之外的硫酸沉降器流体连接以接收在硫酸沉降器中分离出的废酸并将所述废酸再循环到反应器容器。在一些实施方案中，第二乳液出口处于比第一乳液出口高的高度。在一些实施方案中，第一乳液出口在反应器容器的下端或底部，而第二乳液出口在反应器容器的下游端。
在一些实施方案中，反应器容器还包括分隔挡板和聚结介质。在这种实施方案中，反应区和酸沉降区都驻留在同一反应器容器中，并且在一些实施方案中，在反应器容器之外没有硫酸沉降器。乳液泵与废酸出口流体连接，以接收在酸沉降区中分离出的废酸，并将其与乳液混合以送回到反应器容器。
在一些实施方案中，所述反应器系统包括：(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口、乳液出口、分隔挡板、聚结介质、废酸出口和净流出物出口；(b)位于所述反应器容器的下部的分配器；(c)与所述分配器流体连接的混合器；及(d)与所述混合器、所述乳液出口和所述废酸出口流体连接的乳液泵；其中所述乳液泵位于所述反应器容器之外，所述分隔挡板和所述聚结介质分别从所述反应器容器的底部向上延伸，所述聚结介质在所述分隔挡板的下游并且限定所述反应器容器内的反应区和酸沉降区，所述反应区在所述聚结介质的上游，所述酸沉降区在所述聚结介质的下游，并且所述分配器位于所述反应区并且在所述分隔挡板的上游。
在一些实施方案中，乳液出口在反应区的下部。在一些实施方案中，乳液出口在反应区的下端。在一些实施方案中，乳液出口在反应区的底部。在一些实施方案中，废酸出口在硫酸相的液位以下的酸沉降区的下部。在一些实施方案中，废酸出口在酸沉降区的下端。在一些实施方案中，废酸出口在酸沉降区的底部。在一些实施方案中，反应器系统还包括在反应器容器之外与废酸出口直接连接的废酸泵，所述废酸泵在乳液泵的上游并且与乳液泵流体连接以将废酸送到乳液泵。在一些实施方案中，废酸泵与乳液泵直接连接。
液态烃相通过净流出物出口离开反应器容器以待被净化和分馏，从而产生烷基化物产物。在一些实施方案中，净流出物出口在聚结介质的下游。在一些实施方案中，在反应器容器中不存在第二分隔挡板，并且净流出物出口位于酸沉降区中。在这种实施方案中，净流出物出口在酸相液位以上，但在液态烃相液位以下。在一些实施方案中，净流出物出口与用于冷却烃进料流和加热净流出物流的进料/流出物换热器流体连接。在一些实施方案中，净流出物出口与硫酸烷基化单元的净流出物处理工段流体连接，净流出物在所述净流出物处理工段中被净化。在一些实施方案中，净流出物出口与分馏工段中的分馏塔流体连接以生成再循环的异链烷烃和/或烷基化物产物。
当反应器容器是立式反应器容器时，在一些实施方案中，反应器系统还包括在反应器容器内的提升池，以收集在酸沉降区中形成或分离出的液态烃相。
在一些实施方案中，混合器是内部静态混合器。在一些实施方案中，所述反应器系统包括：(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口、乳液出口、分隔挡板、聚结介质、废酸出口和净流出物出口；(b)内部静态混合器；(c)与所述内部静态混合器直接连接的分配器；及(d)与所述内部静态混合器、所述乳液出口和所述废酸出口流体连接的乳液泵；其中所述乳液泵位于所述反应器容器之外，所述分隔挡板和所述聚结介质分别从所述反应器容器的底部向上延伸，所述聚结介质在所述分隔挡板的下游并且限定所述反应器容器内的反应区和酸沉降区，所述反应区在所述聚结介质的上游，所述酸沉降区在所述聚结介质的下游，所述内部静态混合器和所述分配器都位于所述反应区的下部，并且所述分配器在所述内部静态混合器的下游并且在所述分隔挡板的上游。在一些实施方案中，内部静态混合器和分配器可以大体上延伸反应区的整个水平长度。在一些实施方案中，如上所公开，在反应器系统中不存在外部静态混合器。在一些实施方案中，如上所公开，反应器系统还包括与内部静态混合器和乳液泵流体连接的外部静态混合器。
在一些实施方案中，混合器是反应器容器外的均质器。在一些实施方案中，所述反应器系统包括：(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口、乳液出口、分隔挡板、聚结介质、废酸出口和净流出物出口；(b)分配器；(c)与所述分配器流体连接的均质器；及(d)与所述均质器、所述乳液出口和所述废酸出口流体连接的乳液泵；其中所述均质器和所述乳液泵位于所述反应器容器之外，所述分隔挡板和所述聚结介质分别从所述反应器容器的底部向上延伸，所述聚结介质在所述分隔挡板的下游并且限定所述反应器容器内的反应区和酸沉降区，所述反应区在所述聚结介质的上游，所述酸沉降区在所述聚结介质的下游，并且所述分配器位于所述反应区的下部并且在所述分隔挡板的上游。在一些实施方案中，分配器可以大体上在反应区的整个水平长度上延伸。在一些实施方案中，如上所公开，在反应器系统中不存在外部静态混合器。在一些实施方案中，如上所公开，反应器系统还包括与内部静态混合器和乳液泵流体连接的外部静态混合器。
分隔挡板在分配器的下游，并且聚结介质在分隔挡板的下游。在一些实施方案中，分隔挡板和聚结介质分别在反应器容器的下部延伸穿过壳体。在一些实施方案中，分隔挡板和聚结介质大体上彼此平行，并且分隔挡板在聚结介质上游，与聚结介质间隔距离D。在一些实施方案中，所述距离D不超过反应器容器的水平长度的50％、或40％、或30％、或20％、或10％。在一些实施方案中，距离D不超过10英尺、或9英尺、或8英尺、或7英尺、或6英尺、或5英尺、或4英尺、或3英尺、或2英尺。
在一些实施方案中，反应器容器还包括在聚结介质下游的第二分隔挡板。在这种实施方案中，聚结介质上游的分隔挡板是第一分隔挡板。第二分隔挡板从反应器容器的底部向上延伸。第二分隔挡板在反应器容器的下部延伸穿过壳体。在一些实施方案中，第二分隔挡板大体上平行于聚结介质。在一些实施方案中，第一分隔挡板、聚结介质和第二分隔挡板大体上彼此平行。第二分隔挡板限定第二分隔挡板下游的流出物区，即，第二分隔挡板将酸沉降区进一步分成酸沉降区和流出物区。酸沉降区在聚结介质的下游且在第二分隔挡板的上游。流出物区在第二分隔挡板的下游。在一些实施方案中，净流出物出口在流出物区并且在液位以下。在一些实施方案中，净流出物出口在流出物区的下端或在流出物区的底部。
在一些实施方案中，所述反应器系统包括：(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口、乳液出口、第一分隔挡板、聚结介质、第二分隔挡板、废酸出口和净流出物出口；(b)内部静态混合器；(c)与所述内部静态混合器直接连接的分配器；(d)与所述内部静态混合器直接连接的外部静态混合器；及(e)与所述外部静态混合器和所述乳液出口直接连接并与所述废酸出口流体连接的乳液泵；其中所述乳液泵位于所述反应器容器之外；所述第一分隔挡板、所述第二分隔挡板和所述聚结介质分别从所述反应器容器的底部向上延伸并且分别在所述反应器容器的下部延伸穿过所述壳体；所述聚结介质在所述第一分隔挡板的下游且在所述第二分隔挡板的上游；所述聚结介质和所述第二分隔挡板限定所述反应器容器内的反应区、酸沉降区和流出物区，所述反应区在所述聚结介质的上游，所述流出物区在所述第二分隔挡板的下游，所述酸沉降区在所述聚结介质与所述第二分隔挡板之间；所述内部静态混合器和所述分配器均位于所述反应区的下部，所述分配器在所述内部静态混合器的下游且在所述第一分隔挡板的上游；所述乳液出口在所述反应区的下端，所述废酸出口在所述酸沉降区的下端，所述净流出物出口在所述流出物区的下端，并且所述蒸气出口在所述反应器容器的上端。
在一些实施方案中，所述反应器系统包括：(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口、乳液出口、第一分隔挡板、聚结介质、第二分隔挡板、废酸出口和净流出物出口；(b)在所述第一分隔挡板上游的分配器；(c)与所述分配器直接连接的均质器；(d)与所述均质器直接连接的外部静态混合器；及(e)与所述外部静态混合器和所述乳液出口直接连接并与所述废酸出口流体连接的乳液泵；其中所述乳液泵位于所述反应器容器之外；所述第一分隔挡板、所述第二分隔挡板和所述聚结介质分别从所述反应器容器的底部向上延伸并且分别在所述反应器容器的下部延伸穿过所述壳体；所述聚结介质在所述第一分隔挡板的下游且在所述第二分隔挡板的上游；所述聚结介质和所述第二分隔挡板限定所述反应器容器内的反应区、酸沉降区和流出物区，所述反应区在所述聚结介质的上游，所述流出物区在所述第二分隔挡板的下游，所述酸沉降区在所述聚结介质与所述第二分隔挡板之间；所述分配器位于所述反应区的下部且在所述均质器的下游；所述乳液出口在所述反应区的下端，所述废酸出口在所述酸沉降区的下端，所述净流出物出口在所述流出物区的下端，并且所述蒸气出口在所述反应器容器的上端。
第一分隔挡板和第二分隔挡板都是液体不可渗透的。反应区中的硫酸/烃乳液穿过聚结介质进入酸沉降区，并且聚结介质起到将硫酸相与烃相分离的作用。在一些实施方案中，第一分隔挡板是具有顶部的横向挡板。在一些实施方案中，所述顶部是大体水平的，并且在反应器容器的顶部内表面以下一定距离处。第一分隔挡板的顶部在反应区中的液位以下，使得从分配器流出的乳液流过第一分隔挡板的顶部，然后穿过聚结介质进入酸沉降区。
在一些实施方案中，聚结介质是具有顶部的横向聚结介质。在一些实施方案中，所述顶部是大体水平的，并且在反应器容器的顶部内表面以下一定距离处。在一些实施方案中，聚结介质的顶部在反应区中的液位以上，使得反应区中的乳液穿过聚结介质进入酸沉降区。在一些实施方案中，聚结介质的高度高于第一分隔挡板。在一些实施方案中，聚结介质具有与第一分隔挡板大体相同的高度。在一些实施方案中，聚结介质是大体上占据反应器容器的横截面面积的横向聚结介质，并且聚结介质的外围附接到反应器容器的内壁上。在一些实施方案中，聚结介质可以包括一层或多层聚结纤维或聚结介质。例如，聚结介质可以包括两层、基本上由两层组成或由两层组成，第一层聚结介质用于将硫酸的小液滴聚结成大液滴，并且第二层聚结介质将大的聚结液滴导向反应器容器的底部。
在酸沉降区中，硫酸/烃乳液分离成在底部的硫酸相和在硫酸相上面的液态烃相。在一些实施方案中，第二分隔挡板是具有顶部的横向挡板。在一些实施方案中，所述顶部是大体水平的，并且在反应器容器的顶部内表面以下一定距离处。第二分隔挡板的顶部在酸沉降区中的硫酸相液位以下但在液态烃相液位以上，从而液态烃相流过第二分隔挡板的顶部，从酸沉降区移动到流出物区。在一些实施方案中，第二分隔挡板的高度低于第一分隔挡板。在一些实施方案中，第二分隔挡板具有与第一分隔挡板大体相同的高度。
在一些实施方案中，反应器容器是卧式的，并且聚结介质、第一分隔挡板和第二分隔挡板大体上垂直于反应器容器的纵轴。在一些实施方案中，反应器容器是立式的并且大体上是圆柱形的，并且聚结介质、第一分隔挡板和第二分隔挡板大体上垂直于水平直径线。
本公开还提供一种分体式硫酸烷基化反应器系统，其中单个相对细长的卧式反应器容器被分开以容纳两个反应器系统。所述反应器系统包括：(a)封闭的卧式反应器容器，其包括壳体、蒸气出口、第一乳液出口、第二乳液出口、第一分隔挡板、第一聚结介质、第二分隔挡板、第二聚结介质、废酸出口和净流出物出口；(b)位于所述反应器容器的下部的第一分配器；(c)位于所述反应器容器的下部的第二分配器；(d)与所述第一分配器流体连接的第一混合器；(e)与所述第二分配器流体连接的第二混合器；(f)与所述第一混合器、所述第一乳液出口和所述废酸出口流体连接的第一乳液泵；及(g)与所述第二混合器、所述第二乳液出口和所述废酸出口流体连接的第二乳液泵；其中所述第一分隔挡板、所述第二分隔挡板、所述第一聚结介质和所述第二聚结介质分别从所述反应器容器的底部向上延伸，所述第一聚结介质在所述第一分隔挡板的下游，所述第二聚结介质在所述第二分隔挡板的下游，所述第一聚结介质和所述第二聚结介质限定所述反应器容器内的第一反应区、第二反应区和酸沉降区，所述第一反应区在所述第一聚结介质的上游，所述第二反应区在所述第二聚结介质的上游，所述酸沉降区在所述第一聚结介质与所述第二聚结介质之间，所述第一分配器位于所述第一反应区，所述第二分配器位于所述第二反应区，所述第一乳液泵和所述第二乳液泵位于所述反应器容器之外。
本公开中对于各种反应器系统和各种组件或元件诸如封闭的反应器容器、壳体、蒸气出口、乳液出口、分隔挡板、聚结介质、废酸出口、净流出物出口、分配器、引流管、混合器、内部静态混合器、外部静态混合器、均质器、转子定子混合器、乳液泵、废酸泵、提升池、反应区、酸沉降区和流出物区公开的特征和实施方案也适用于分体式反应器系统。
在反应器容器两侧的两个反应器系统可以相同或不同。在一些实施方案中，第一混合器和第二混合器独立地是内部静态混合器、外部静态混合器或分别与第一分配器和第二分配器直接连接的均质器。在一些实施方案中，第一混合器和第二混合器都是内部静态混合器。在一些实施方案中，第一混合器和第二混合器都是均质器。在一些实施方案中，第一内部静态混合器、第二内部静态混合器、第一分配器和第二分配器都在反应器容器的纵向上延伸。
在一些实施方案中，分体式硫酸烷基化反应器系统是硫酸烷基化单元的一部分，并且硫酸烷基化单元还包括制冷工段、分馏工段和净流出物处理工段。在一些实施方案中，所述制冷工段包括制冷剂压缩机、制冷剂冷凝器和制冷剂再循环泵。在一些实施方案中，蒸气出口与制冷工段流体连接。
在一些实施方案中，第一分配器和/或第二分配器大体上是卧式的。在一些实施方案中，第一分配器和/或第二分配器大体上沿着反应器容器的底部内表面延伸。在一些实施方案中，第一混合器和/或第二混合器是内部静态混合器。在一些实施方案中，第一混合器是位于第一反应区的下部的第一内部静态混合器，第一分配器在第一内部静态混合器的下游并与第一内部静态混合器直接连接。在一些实施方案中，第一分配器从第一内部静态混合器延伸。在一些实施方案中，第二混合器是位于第二反应区的下部的第二内部静态混合器，第二分配器在第二内部静态混合器的下游并与第二内部静态混合器直接连接。在一些实施方案中，第二分配器从第二内部静态混合器延伸。
第一分隔挡板在第一分配器的下游，并且第二分隔挡板在第二分配器的下游。在一些实施方案中，第一内部静态混合器和第一分配器可以大体上延伸第一反应区的整个水平长度。在一些实施方案中，第二内部静态混合器和第二分配器可以大体上延伸第二反应区的整个水平长度。
在一些实施方案中，分体式硫酸烷基化反应器系统还包括与第一内部静态混合器和第一乳液泵流体连接的第一外部静态混合器。在一些实施方案中，反应器系统还包括与第二内部静态混合器和第二乳液泵流体连接的第二外部静态混合器。在一些实施方案中，第一外部静态混合器与第一内部静态混合器直接连接，并且还与第一乳液泵直接连接。在一些实施方案中，第二外部静态混合器与第二内部静态混合器直接连接，并且还与第二乳液泵直接连接。
在一些实施方案中，第一内部静态混合器和/或第二内部静态混合器与烯烃源流体连接。它们可以与相同或不同的烯烃源连接。在一些实施方案中，第一内部静态混合器和/或第二内部静态混合器与再循环的异链烷烃源流体连接。它们可以与相同或不同的再循环的异链烷烃源连接。在一些实施方案中，第一外部静态混合器和/或第二外部静态混合器与制冷剂再循环泵流体连接。它们可以与相同或不同的制冷剂再循环泵连接。在一些实施方案中，第一外部静态混合器和/或第二外部静态混合器还与烯烃源、再循环的异链烷烃源和/或补给异链烷烃源流体连接。所述来源分别在第一外部静态混合器和/或第二外部静态混合器的上游，并且可以与第一外部静态混合器和第二外部静态混合器相同或不同。在一些实施方案中，第一外部静态混合器和/或第二外部静态混合器还与烯烃进料导管、用于再循环异链烷烃的导管和/或用于馈送补给异链烷烃的导管流体连接。所述导管分别在第一外部静态混合器和/或第二外部静态混合器的上游，并且可以与第一外部静态混合器和第二外部静态混合器相同或不同。在一些实施方案中，反应器系统包括一至三个第一内部静态混合器与一至十个第一分配器的组合。在一些实施方案中，反应器系统包括一至三个第二内部静态混合器与一至十个第二分配器的组合。
在一些实施方案中，第一混合器和/或第二混合器是均质器。在一些实施方案中，第一混合器是与第一分配器流体连接的第一均质器，并且第一均质器位于反应器容器之外并且在第一分配器的上游。在一些实施方案中，第二混合器是与第二分配器流体连接的第二均质器，并且第二均质器位于反应器容器之外并且在第二分配器的上游。在一些实施方案中，第一均质器是第一转子定子混合器或第一直列式转子定子混合器。在一些实施方案中，第二均质器是第二转子定子混合器或第二直列式转子定子混合器。在一些实施方案中，第一直列式转子定子混合器与第一分配器直接连接。在一些实施方案中，第二直列式转子定子混合器与第二分配器直接连接。在一些实施方案中，在反应器容器内不存在内部静态混合器，第一分配器可以大体上延伸第一反应区的整个水平长度，并且第二分配器可以大体上延伸第二反应区的整个水平长度。
在一些实施方案中，分体式硫酸烷基化反应器系统还包括与第一直列式转子定子混合器和第一乳液泵流体连接的第一外部静态混合器。在一些实施方案中，第一外部静态混合器与第一直列式转子定子混合器直接连接，并且还与第一乳液泵直接连接。在一些实施方案中，反应器系统还包括与第二直列式转子定子混合器和第二乳液泵流体连接的第二外部静态混合器。在一些实施方案中，第二外部静态混合器与第二直列式转子定子混合器直接连接，并且还与第二乳液泵直接连接。
在一些实施方案中，第一直列式转子定子混合器与相对于烯烃的流动方向在第一直列式转子定子混合器上游的烯烃源流体连接。在一些实施方案中，第二直列式转子定子混合器与相对于烯烃的流动方向在第二直列式转子定子混合器上游的烯烃源流体连接。第一直列式转子定子混合器和第二直列式转子定子混合器可以与相同或不同的烯烃源连接。在一些实施方案中，第一直列式转子定子混合器与相对于异链烷烃的流动方向在第一直列式转子定子混合器上游的再循环的异链烷烃源流体连接。在一些实施方案中，第二直列式转子定子混合器与相对于异链烷烃的流动方向在第二直列式转子定子混合器上游的再循环的异链烷烃源流体连接。第一直列式转子-定子混合器和第二直列式转子定子混合器可以与相同或不同的再循环的异链烷烃源连接。在一些实施方案中，第一外部静态混合器和/或第二外部静态混合器与制冷剂再循环泵流体连接。它们可以与相同或不同的制冷剂再循环泵连接。
在一些实施方案中，反应器系统还包括从第一分配器上面向上延伸的多个第一引流管。在一些实施方案中，反应器系统还包括从第二分配器上面向上延伸的多个第二引流管。引流管位于反应器容器内以帮助混合烃相与硫酸相。在烷基化工艺期间，引流管从分配器上面向上延伸到反应器容器中的液位(即，液面)以下的高度。每个引流管独立地具有底端和顶端，并且两端都是开放的。在烷基化工艺期间，所述底端在分配器上面，并且所述顶端在反应器容器中的液位以下。在一些实施方案中，第一引流管和/或第二引流管的顶端在液位以下不超过20英寸、或在液位以下不超过15英寸、或在液位以下不超过10英寸、或在液位以下不超过5英寸、或在液位以下不超过3英寸。在一些实施方案中，第一引流管和/或第二引流管的底端在分配器以上不超过30英寸、或在分配器以上不超过25英寸、或在分配器以上不超过20英寸、或在分配器以上不超过15英寸、或在分配器以上不超过10英寸、或在分配器以上不超过6英寸。
在一些实施方案中，反应器系统还包括在反应器容器外部的与废酸出口直接连接的废酸泵。废酸泵在第一乳液泵的上游并与第一乳液泵流体连接。废酸泵也在第二乳液泵的上游并与第二乳液泵流体连接。在一些实施方案中，废酸泵分别与第一乳液泵和第二乳液泵直接连接。在一些实施方案中，第一乳液泵和/或第二乳液泵与新鲜酸源流体连接。它们可以与相同或不同的新鲜酸源连接。
在一些实施方案中，第一分隔挡板和第一聚结介质大体上彼此平行，并且分别在反应器容器的下部延伸穿过壳体。第一分隔挡板在第一聚结介质的上游，与第一聚结介质间隔距离D1。在一些实施方案中，所述距离D1不超过反应器容器的水平长度的25％、或20％、或15％、或10％、或5％。在一些实施方案中、距离D1不超过10英尺、或9英尺、或8英尺、或7英尺、或6英尺、或5英尺、或4英尺、或3英尺、或2英尺。
在一些实施方案中，第二分隔挡板和第二聚结介质大体上彼此平行，并且分别在反应器容器的下部延伸穿过壳体。第二分隔挡板在第二聚结介质上游，与第二聚结介质间隔距离D2。在一些实施方案中，所述距离D2不超过反应器容器的水平长度的25％、或20％、或15％、或10％、或5％。在一些实施方案中，距离D2不超过10英尺、或9英尺、或8英尺、或7英尺、或6英尺、或5英尺、或4英尺、或3英尺、或2英尺。在一些实施方案中，第一分隔挡板、第一聚结介质、第二分隔挡板和第二聚结介质都大体上彼此平行。
在一些实施方案中，蒸气出口在反应器容器的上端或顶部。在一些实施方案中，第一乳液出口和/或第二乳液出口分别在第一反应区和/或第二反应区的下部。在一些实施方案中，第一乳液出口和/或第二乳液出口分别在第一反应区和/或第二反应区的下端。在一些实施方案中，第一乳液出口和/或第二乳液出口分别在第一反应区和/或第二反应区的底部。在一些实施方案中，废酸出口在酸沉降区的下部的硫酸相的液位以下。在一些实施方案中，废酸出口在酸沉降区的下端。在一些实施方案中，废酸出口在酸沉降区的底部。
在一些实施方案中，在反应器容器中不存在第三分隔挡板和第四分隔挡板，并且净流出物出口位于酸沉降区中。在一些实施方案中，反应器系统还包括在反应器容器内的提升池，以收集在酸沉降区中形成或分离出的液态烃相。所述提升池具有开放顶部和出口。所述顶部在酸沉降区中的液态烃相液位以下，使得液态烃相可以流过顶部，进入提升池。顶部也在酸沉降区中的硫酸相液位以上。在一些实施方案中，所述出口是净流出物出口。在一些实施方案中，出口与净流出物出口直接连接。在一些实施方案中，出口在提升池的下端或底部。
在一些实施方案中，反应器系统还包括第三分隔挡板和第四分隔挡板。第三分隔挡板和第四分隔挡板分别从反应器容器的底部向上延伸。第三分隔挡板在第一聚结介质的下游，并且第四分隔挡板在第二聚结介质的下游。第三分隔挡板和第四分隔挡板将酸沉降区进一步分为第一酸沉降区、第二酸沉降区和流出物区。第一酸沉降区在第一聚结介质与第三分隔挡板之间，第二酸沉降区在第二聚结介质与第四分隔挡板之间，并且流出物区在第三分隔挡板与第四分隔挡板之间。
当在反应器容器中存在第三分隔挡板和第四分隔挡板以将酸沉降区分成第一酸沉降区和第二酸沉降区时，废酸出口包括第一废酸出口和第二废酸出口。在一些实施方案中，第一废酸出口在第一酸沉降区的下端或底部。在一些实施方案中，第二废酸出口在第二酸沉降区的下端或底部。在一些实施方案中，第一乳液泵与第一废酸出口流体连接。在一些实施方案中，第二乳液泵与第二废酸出口流体连接。在一些实施方案中，废酸泵包括第一废酸泵和第二废酸泵。第一废酸泵与第一废酸出口直接连接。第一废酸泵在第一乳液泵的上游并与第一乳液泵流体连接。第二废酸泵与第二废酸出口直接连接。第二废酸泵在第二乳液泵的上游并与第二乳液泵流体连接。在一些实施方案中，净流出物出口在流出物区并且在液位以下。在一些实施方案中，净流出物出口在流出物区的下端或在流出物区的底部。
在一些实施方案中，第三分隔挡板大体上平行于第一聚结介质。在一些实施方案中，第四分隔挡板大体上平行于第二聚结介质。第三分隔挡板和第四分隔挡板分别在反应器容器的下部延伸穿过壳体。第三分隔挡板和第四分隔挡板都是液体不可渗透的。在一些实施方案中，反应器容器中的四个分隔挡板和两个聚结介质都大体上彼此平行。在一些实施方案中，反应器容器中的四个分隔挡板和两个聚结介质大体上垂直于反应器容器的纵轴。
在一些实施方案中，第一分隔挡板、第二分隔挡板、第三分隔挡板和/或第四分隔挡板是具有顶部的横向挡板。在一些实施方案中，第一聚结介质和/或第二聚结介质是具有顶部的横向聚结介质。在一些实施方案中，第一聚结介质的高度高于第一分隔挡板。在一些实施方案中，第二聚结介质的高度高于第二分隔挡板。在一些实施方案中，第三分隔挡板的高度低于第一分隔挡板。在一些实施方案中，第四分隔挡板的高度低于第二分隔挡板。
本公开还提供一种烷基化方法。所述烷基化方法包括使烯烃与异链烷烃在硫酸催化剂的存在下接触以产生包含烷基化物的产物混合物，其中所述接触在如本公开中所公开的硫酸烷基化反应器系统或分体式硫酸烷基化反应器系统中进行。
本公开的烷基化反应在引入反应器容器中的异链烷烃与烯烃的摩尔比大于1的情况下进行，以使不必要的聚合反应最少化。如本文所用，术语“引入反应器系统中的异链烷烃与烯烃的摩尔比”是指引入反应器系统中的异链烷烃的总量与烯烃的总量的摩尔比。在一些实施方案中，引入反应器系统中的异链烷烃与烯烃的摩尔比在约2:1至约50:1的范围内、或在约4:1至约20:1的范围内、或在约5:1至约12:1的范围内。
在一些实施方案中，在烷基化工艺期间，乳液再循环流的流率与烯烃进料速率的比率在约10至约150的范围内。在一些实施方案中，在烷基化工艺期间，乳液再循环流的流率与烯烃进料速率的比率在约25至约100的范围内。“乳液再循环流的流率”在本文中是指乳液从乳液出口通过乳液泵再循环到反应器容器的体积流率。“烯烃进料速率”在本文中是指烯烃馈送到反应器系统中的体积速率。
本公开中的硫酸催化剂包含硫酸。通常，本公开中的硫酸催化剂包含硫酸水溶液、基本上由硫酸水溶液组成、或由硫酸水溶液组成。反应器系统中硫酸溶液的酸强度通常保持足够高以避免酸催化剂的稀释和过度的副反应，但又足够低以避免高粘度酸(冷冻酸)。在一些实施方案中，反应器容器中硫酸溶液的酸强度在约80重量％至约99.5重量％的范围内、或在约86重量％至约99重量％的范围内。
基于反应区中硫酸溶液和烃的总体积，反应区中硫酸溶液的体积百分比在约5％至约70％、或约5％至约50％、或约5％至约30％、或约10％至约20％的范围内。硫酸溶液包含硫酸和水，并且如果存在的话，还可以包含酸溶性稀释剂，诸如酸溶性油和硫酸酯。
烷基化反应可以在反应器容器中在有效条件下进行以产生包含烷基化物的产物混合物。例如，反应器容器中的温度可以在约0℃至约30℃的范围内。在一些实施方案中，反应器容器中的温度在约4℃至约20℃的范围内。在一些实施方案中，反应器容器中的温度在约7℃至约12℃的范围内。反应器容器中的压力可以在约1psig至约100psig的范围内、或在约2psig至约50psig的范围内、或在约3psig至约20psig的范围内。
在一些实施方案中，所述反应器系统包括：(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口和乳液出口；(b)位于所述反应器容器的下部的分配器；(c)与所述分配器流体连接的混合器；及(d)与所述混合器和所述乳液出口流体连接的乳液泵；其中所述乳液泵位于所述反应器容器之外。在这种实施方案中，所述烷基化方法可以包括：(a)在混合器中混合烯烃和/或异链烷烃与硫酸催化剂以产生乳液；(b)将所述乳液引导到分配器并通过分配器将乳液注入反应器容器中；及(c)通过乳液泵使乳液的一部分再循环。在一些实施方案中，可以将所述乳液的另一部分送到反应器容器之外的硫酸沉降器。
在一些实施方案中，所述反应器系统包括：(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口、乳液出口、分隔挡板、聚结介质、废酸出口和净流出物出口；(b)位于所述反应器容器的下部的分配器；(c)与所述分配器流体连接的混合器；及(d)与所述混合器、所述乳液出口和所述废酸出口流体连接的乳液泵；其中所述乳液泵位于所述反应器容器之外，所述分隔挡板和所述聚结介质分别从所述反应器容器的底部向上延伸，所述聚结介质在所述分隔挡板的下游并且限定所述反应器容器内的反应区和酸沉降区，所述反应区在所述聚结介质的上游，所述酸沉降区在所述聚结介质的下游，并且所述分配器位于所述反应区并且在所述分隔挡板的上游。在这种实施方案中，所述烷基化方法可以包括：(a)在混合器中混合烯烃和/或异链烷烃与硫酸催化剂以产生乳液；(b)将所述乳液引导到分配器并通过分配器将乳液注入反应区中；(c)通过乳液泵使乳液的一部分再循环；(d)使所述乳液的未再循环部分经过分隔挡板并穿过聚结介质进入酸沉降区；(e)在酸沉降区中分离烃相与硫酸相；(f)使硫酸相的至少一部分再循环到混合器和反应区；及(g)将烃相的至少一部分引导到净流出物处理工段。
在一些实施方案中，所述反应器系统包括：(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口、乳液出口、第一分隔挡板、聚结介质、第二分隔挡板、废酸出口和净流出物出口；(b)分配器；(c)与所述分配器流体连接的混合器；及(d)与所述混合器、所述乳液出口和所述废酸出口流体连接的乳液泵；其中所述乳液泵位于所述反应器容器之外；所述第一分隔挡板、所述第二分隔挡板和所述聚结介质分别从所述反应器容器的底部向上延伸，并分别在所述反应器容器的下部延伸穿过所述壳体；所述聚结介质在所述第一分隔挡板的下游和所述第二分隔挡板的上游；所述聚结介质和所述第二分隔挡板限定所述反应器容器内的反应区、酸沉降区和流出物区，所述反应区在所述聚结介质的上游，所述流出物区在所述第二分隔挡板的下游，所述酸沉降区在所述聚结介质与所述第二分隔挡板之间；所述分配器位于所述反应区的下部，所述分配器在所述混合器的下游并且在所述第一分隔挡板的上游。在这种实施方案中，所述烷基化方法可以包括：(a)在混合器中混合烯烃和/或异链烷烃与硫酸催化剂以产生乳液；(b)将所述乳液引导到分配器并通过分配器将乳液注入反应区中；(c)通过乳液泵使乳液的一部分再循环；(d)使所述乳液的未再循环部分经过第一分隔挡板并穿过聚结介质进入酸沉降区；(e)在酸沉降区中分离烃相与硫酸相；(f)使硫酸相的至少一部分再循环到混合器和反应区；(g)使烃相经过第二分隔挡板，从酸沉降区移动到流出物区；及(h)将烃相的至少一部分引导到净流出物处理工段。
在一些实施方案中，混合器选自由内部静态混合器、外部静态混合器、均质器及其组合组成的组。在一些实施方案中，将通过分配器注入反应器容器中的乳液部分闪蒸以产生上升到反应器容器上部的蒸气气泡闪蒸有助于保持低反应温度，并且上升的蒸气气泡有助于保持烃相和硫酸相混合并精细地分散在反应区或反应器容器中。在一些实施方案中，反应器系统包括多个从分配器上面向上延伸的引流管，并且至少一部分蒸气气泡上升进入引流管并穿过引流管。引流管可以提高上升的蒸气气泡的混合效率。
在一些实施方案中，所述分体式硫酸烷基化反应器系统包括：(a)封闭的卧式反应器容器，其包括壳体、蒸气出口、第一乳液出口、第二乳液出口、第一分隔挡板、第一聚结介质、第二分隔挡板、第二聚结介质、废酸出口和净流出物出口；(b)位于所述反应器容器的下部的第一分配器；(c)位于所述反应器容器的下部的第二分配器；(d)与所述第一分配器流体连接的第一混合器；(e)与所述第二分配器流体连接的第二混合器；(f)与所述第一混合器、所述第一乳液出口和所述废酸出口流体连接的第一乳液泵；及(g)与所述第二混合器、所述第二乳液出口和所述废酸出口流体连接的第二乳液泵；其中所述第一分隔挡板、所述第二分隔挡板、所述第一聚结介质和所述第二聚结介质分别从所述反应器容器的底部向上延伸，所述第一聚结介质在所述第一分隔挡板的下游，所述第二聚结介质在所述第二分隔挡板的下游，所述第一聚结介质和所述第二聚结介质限定所述反应器容器内的第一反应区、第二反应区和酸沉降区，所述第一反应区在所述第一聚结介质的上游，所述第二反应区在所述第二聚结介质的上游，所述酸沉降区在所述第一聚结介质与所述第二聚结介质之间，所述第一分配器位于所述第一反应区，所述第二分配器位于所述第二反应区，所述第一乳液泵和所述第二乳液泵位于所述反应器容器之外。在这种实施方案中，所述烷基化方法可以包括：(a)在第一混合器中混合第一烯烃和/或第一异链烷烃与第一硫酸催化剂以生成第一乳液；(b)将所述第一乳液引导到第一分配器并通过第一分配器将第一乳液注入第一反应区中；(c)通过第一乳液泵使第一乳液的一部分再循环到第一反应区；(d)使所述第一乳液的未再循环部分经过第一分隔挡板并穿过第一聚结介质进入酸沉降区；(e)在第二混合器中混合第二烯烃和/或第二异链烷烃与第二硫酸催化剂以生成第二乳液；(f)将所述第二乳液引导到第二分配器并通过第二分配器将第二乳液注入第二反应区中；(g)通过第二乳液泵使第二乳液的一部分再循环到第二反应区；(h)使所述第二乳液的未再循环部分经过第二分隔挡板并穿过第二聚结介质进入酸沉降区；(i)在酸沉降区中分离烃相与硫酸相；(j)使所述硫酸相的一部分再循环到第一混合器和第一反应区；(k)使所述硫酸相的另一部分再循环到第二混合器和第二反应区；及(l)将所述烃相的至少一部分引导到净流出物处理工段。
在一些实施方案中，第一混合器和第二混合器独立地选自由内部静态混合器、外部静态混合器、均质器及其组合组成的组。在一些实施方案中，将分别注入第一反应区和第二反应区中的第一乳液和第二乳液部分闪蒸以产生分别上升到第一反应区和第二反应区的上部的蒸气气泡。在一些实施方案中，反应器系统还包括从第一分配器上面向上延伸的多个第一引流管，并且在第一反应区中产生的蒸气气泡的至少一部分上升到第一引流管中并穿过第一引流管。在一些实施方案中，反应器系统还包括从第二分配器上面向上延伸的多个第二引流管，并且在第二反应区中产生的蒸气气泡的至少一部分上升到第二引流管中并穿过第二引流管。
在一些实施方案中，在反应器容器中产生包含异链烷烃的蒸气，并且所述蒸气通过蒸气出口离开反应器容器并被引导到制冷工段。
Peterson等人的美国专利号5,284,990公开了一种将HF烷基化单元转换为SA烷基化单元的方法，其公开内容出于所有目的以引用的方式整体并入本文。
本公开提供一种将利用氟化氢作为反应催化剂的氟化氢烷基化单元转换为硫酸烷基化单元的方法，所述方法包括：(a)用硫酸代替氟化氢作为所述反应催化剂；及(b)改进所述氟化氢烷基化单元中的合适容器，以提供如本公开中所公开的硫酸烷基化反应器系统或分体式硫酸烷基化反应器系统，其中保留所述合适容器作为所述硫酸烷基化反应器系统或所述分体式硫酸烷基化反应器系统中的反应器容器。
在一些实施方案中，HF烷基化单元是重力流HF烷基化单元(菲利普斯HF烷基化单元)。在一些实施方案中，HF烷基化单元是泵送流HF烷基化单元(UOP HF烷基化单元)。在一些实施方案中，可以保留或改进HF烷基化单元中的合适容器，以提供SA烷基化反应器系统或分体式SA烷基化反应器系统中的反应器容器，并且可以保留或改进这种合适的容器，以提供如本公开中所公开的SA烷基化反应器系统或分体式SA烷基化反应器系统。
在一些实施方案中，合适的容器选自由HF酸沉降器和HF储存罐组成的组。在一些实施方案中，所述HF酸沉降器是例如在泵送流HF烷基化单元中的卧式HF酸沉降器，并且保留或改进所述卧式HF酸沉降器以在SA烷基化反应器系统或分体式SA烷基化反应器系统中提供封闭的卧式反应器容器。在一些实施方案中，HF酸沉降器是例如在重力流HF烷基化单元中的立式HF酸沉降器，并且保留或改进所述立式HF酸沉降器以在SA烷基化反应器系统中提供封闭的立式反应器容器。在一些实施方案中，合适的容器是HF储存罐。在一些实施方案中，这种HF储存罐是远程HF储存罐。在一些实施方案中，HF储存罐是卧式的，并且保留或改进所述卧式HF储存罐以在SA烷基化反应器系统或分体式SA烷基化反应器系统中提供封闭的卧式反应器容器。
在一些实施方案中，可以保留或改进HF酸沉降器以在转换的SA烷基化单元中提供硫酸沉降器，以便与其中的烷基化反应器系统组合使用。在一些实施方案中，可以保留或改进卧式HF酸沉降器以在转换的SA烷基化单元中提供卧式SA沉降器，以便与其中的烷基化反应器系统组合使用。在一些实施方案中，可以保留或改进立式HF酸沉降器以在转换的SA烷基化单元中提供立式SA沉降器，以便与其中的烷基化反应器系统组合使用。
在一些实施方案中，可以保留或改进远程HF储存罐以在转换的SA烷基化单元中提供硫酸排料筒(例如，图21中的1709)或废酸二次沉降器(例如，图21中的1707)。废酸二次沉降器用于进一步分离烃相或从硫酸相中除去残留烃。在一些实施方案中，将远程HF储存罐改造以便通过在所述罐中安装垂直挡板以分隔酸区与烃区来提供硫酸排料筒。在一些实施方案中，现有HF烷基化单元还包括远程HF排料筒，并且可以保留或改进所述远程HF排料筒以便在转换的SA烷基化单元中提供硫酸排料筒或废酸二次沉降器。
本公开还提供一种将利用氟化氢作为反应催化剂的氟化氢烷基化单元转换为硫酸烷基化单元的方法，所述方法包括：(a)用硫酸代替氟化氢作为所述反应催化剂；及(b)提供如本公开中所公开的硫酸烷基化反应器系统或分体式硫酸烷基化反应器系统，其中提供新容器作为所述硫酸烷基化反应器系统或所述分体式硫酸烷基化反应器系统中的反应器容器。所述新容器可以是卧式或立式的。在一些实施方案中，为SA烷基化反应器系统或分体式SA烷基化反应器系统提供新的封闭的卧式反应器容器。在一些实施方案中，为SA烷基化反应器系统提供新的封闭的立式反应器容器。
在一些实施方案中，转换的SA烷基化单元包括反应工段、制冷工段、分馏工段、净流出物处理工段和酸排料工段，如图13所示。所述反应工段通常包括SA烷基化反应器系统或分体式SA烷基化反应器系统。所述制冷工段通过将包含异链烷烃反应物的制冷剂再循环流送回反应工段有助于使反应工段中的反应温度保持较低。所述分馏工段生成烷基化物产物，并且回收未反应的异链烷烃反应物并使其再循环到反应工段。所述净流出物处理工段净化净流出物流。所述酸排料工段用于从废酸中除去和/或回收残留烃，然后将废酸送去储存。
HF烷基化单元包括HF烷基化反应器、包括一个或多个分馏塔的HF烷基化分馏工段、和HF酸泄放中和器容器。在一些实施方案中，HF烷基化反应器被停用。在一些实施方案中，在转换的SA烷基化单元中添加或提供制冷工段以满足与HF烷基化单元相比低的反应温度要求。制冷工段与SA烷基化反应器系统中的反应器容器流体连接，以便从反应器容器接收包含异链烷烃(例如，异丁烷)的蒸气流(例如，图1中的31)，并压缩和冷凝所述蒸气流以形成制冷剂再循环流。将包含异链烷烃(例如，异丁烷)的制冷剂再循环流的至少一部分再循环到反应器系统(图15)。
制冷工段通常包括制冷剂压缩机和用于冷凝来自制冷剂压缩机的蒸气流的制冷剂冷凝器。在一些实施方案中，制冷工段还包括在制冷剂压缩机上游的压缩机K/O(分离)筒，以便在将蒸气流引入制冷剂压缩机之前除去夹带在蒸气流中的悬浮液滴。在一些实施方案中，制冷工段还包括在制冷剂冷凝器下游的制冷剂蓄积器容器以收集制冷剂冷凝物。在一些实施方案中，制冷工段还包括可以用于冷却来自制冷剂蓄积器的液体流的换热器。在一些实施方案中，制冷工段还包括制冷剂再循环泵以将制冷剂再循环流送到反应器系统。在一些实施方案中，在转换的SA烷基化单元中添加或提供制冷工段，且所述制冷工段包括压缩机K/O筒、制冷剂压缩机和用于冷凝来自制冷剂压缩机的蒸气流的制冷剂冷凝器。
在一些实施方案中，制冷工段中提供的一个或多个设备或容器是一个或多个新设备或容器。在一些实施方案中，为转换的SA烷基化单元中的制冷工段提供新的制冷剂压缩机。在一些实施方案中，为转换的SA烷基化单元中的制冷工段提供新的压缩机K/O筒。在一些实施方案中，为转换的SA烷基化单元中的制冷工段提供用于冷凝来自制冷剂压缩机的蒸气流的新的制冷剂冷凝器。在一些实施方案中，为转换的SA烷基化单元中的制冷工段提供新的制冷剂再循环泵。在一些实施方案中，为转换的SA烷基化单元中的制冷工段提供新的制冷剂蓄积器容器。在一些实施方案中，在转换的SA烷基化单元中添加或提供导管，以将制冷剂再循环流从制冷工段输送到硫酸烷基化反应器系统。在一些实施方案中，在转换的SA烷基化单元中添加或提供导管，以将制冷剂再循环泵与反应器系统连接。
在一些实施方案中，现有HF烷基化单元还包括充当异丁烷再循环泵的缓冲筒的分馏塔(例如，等汽提塔(isostripper))接收器。可以保留或改进这种分馏塔接收器以为转换的SA烷基化单元中的制冷工段提供制冷剂蓄积器容器。
在一些实施方案中，保留或改进HF烷基化分馏工段以在转换的SA烷基化单元中提供硫酸烷基化分馏工段。在一些实施方案中，现有HF烷基化单元的分馏工段包括一个或多个分馏塔，并且保留所述一个或多个分馏塔以为转换的SA烷基化单元中的分馏工段提供一个或多个分馏塔。在一些实施方案中，现有HF烷基化单元包括分馏工段，所述分馏工段包括主分馏塔和脱丁烷塔，并且在一些实施方案中，在所述主分馏塔中在用于侧馏分的异丁烷馏分出口(异丁烷馏分离开分馏塔的位置)上面添加喷嘴以提供包含来自制冷工段的制冷剂冷凝物的进料流，其允许制冷系统丙烷清除。
在转换的SA烷基化单元或现有HF烷基化单元中的分馏工段可以具有几种不同的构造或设计。在一种构造中，分馏工段包括单个主分馏塔，所述主分馏塔产生丙烷馏分、异丁烷馏分、正丁烷(正丁烷)馏分和烷基化物馏分。在另一种构造中，分馏工段包括两个分馏塔。第一分馏塔(例如，主分馏塔或脱丙烷塔)产生丙烷馏分、异丁烷馏分及包含正丁烷和烷基化物的底部馏分。将底部馏分送到第二分馏塔(例如，脱丁烷塔)，所述第二分馏塔产生正丁烷馏分和烷基化物馏分。在另一种构造中，分馏工段包括两个分馏塔。第一分馏塔(例如，主分馏塔)产生包含丙烷和异丁烷的顶部馏分、异丁烷馏分、正丁烷馏分及烷基化物馏分。将顶部馏分送到第二分馏塔(例如，脱丙烷塔)，所述第二分馏塔产生丙烷馏分和异丁烷馏分。在另一种构造中，分馏工段包括两个分馏塔。第一分馏塔(例如，脱丙烷塔)产生丙烷馏分、异丁烷馏分及包含异丁烷、正丁烷和烷基化物的底部馏分。将底部馏分送到第二分馏塔(例如，等汽提塔)，所述第二分馏塔产生异丁烷馏分、正丁烷馏分和烷基化物馏分。在一些实施方案中，保留或改进HF烷基化分馏工段以在转换的SA烷基化单元中提供硫酸烷基化分馏工段，并且HF烷基化分馏工段和硫酸烷基化分馏工段具有相同的构造，即，在转换过程中保留HF烷基化分馏工段的构造。
在一些实施方案中，HF烷基化单元还包括进料干燥器，并且可以保留或改进现有HF烷基化单元中的一个或多个进料干燥器，以在转换的SA烷基化单元中提供一个或多个进料干燥器。进料干燥器用于干燥进入烷基化反应器中的烃进料流中的烃诸如烯烃和异链烷烃。在一些实施方案中，提供干燥剂诸如活性氧化铝，以便在用于转换的SA烷基化单元的进料干燥器中使用。可以保留、再使用或更换来自现有HF烷基化单元的干燥剂。在一些实施方案中，可以停用现有HF烷基化单元中的一个或多个进料干燥器。
在一些实施方案中，HF烷基化单元还包括一个或多个进料聚结器，并且保留或改进所述一个或多个进料聚结器以在转换的SA烷基化单元中提供分别在所述一个或多个进料干燥器上游的一个或多个进料聚结器。所述进料聚结器用于除去夹带在烃流中的悬浮水滴。在一些实施方案中，提供聚结介质以便在用于转换的SA烷基化单元的进料聚结器中使用。可以保留、再使用或更换来自现有HF烷基化单元的聚结介质。在一些实施方案中，可以停用现有HF烷基化单元中的一个或多个进料聚结器。
在一些实施方案中，HF烷基化单元还包括HF酸冷却器，并且所述HF酸冷却器被停用。在一些实施方案中，HF烷基化单元还包括在立式HF酸沉降器下方的HF储存罐，并且所述立式HF酸沉降器下方的HF储存罐被停用。在一些实施方案中，HF烷基化单元还包括HF再生器，并且所述HF再生器被停用。在一些实施方案中，HF烷基化单元还包括HF再生器冷凝器，并且所述HF再生器冷凝器被停用。在一些实施方案中，HF烷基化单元还包括HF再生器异丁烷过热器，并且所述HF再生器异丁烷过热器被停用。在一些实施方案中，HF烷基化单元还包括HF再生器塔顶泵，并且所述HF再生器塔顶泵被停用。
在一些实施方案中，在转换的SA烷基化单元中添加或提供一个或多个进料/流出物换热器，以降低烃进料流的温度并升高净流出物流的温度。在一些实施方案中，相对于烃进料流的流动方向，进料/流出物换热器位于进料干燥器的下游且在SA烷基化反应器系统的上游。在一些实施方案中，在转换的SA烷基化单元中添加或提供一个或多个新进料/流出物换热器。在一些实施方案中，进料/流出物换热器是管壳式换热器。
泵送流HF烷基化单元(UOP HF烷基化单元)通常包括一个或多个HF酸循环泵以使HF酸再循环流在反应工段内循环。在一些实施方案中，没有自HF烷基化单元保留HF酸循环泵作为用于转换的SA烷基化单元的乳液泵。在一些实施方案中，现有HF烷基化单元中的一个或多个HF酸循环泵被停用。
在烷基化过程中，需要大量异丁烷再循环流到达反应工段以促进所需的烷基化反应并抑制可能负面影响酸消耗和烷基化物质量的聚合反应。如图14和15所示，在HF烷基化单元中，所有的这种异丁烷再循环流都来自分馏工段，而在一些实施方案中，在转换的SA烷基化单元中，仅约50％的异丁烷流来自分馏工段，并且其他50％来自制冷工段。因此，可能可使烷基化单元的有效容量加倍，而不需要显著改变分馏工段设备，使得转换更加成本有效。
在一些实施方案中，与从制冷工段和分馏工段两者再循环到反应工段的异丁烷的总量相比，在转换的SA烷基化单元中从制冷工段再循环到反应工段的异丁烷的量在约30％至约70％的范围内。在一些实施方案中，与从制冷工段和分馏工段两者再循环到反应工段的异丁烷的总量相比，在转换的SA烷基化单元中从制冷工段再循环到反应工段的异丁烷的量在约40％至约60％的范围内。
在一些实施方案中，在将HF烷基化单元转换为SA烷基化单元后，与HF烷基化单元的容量相比，转换的SA烷基化单元的容量增加了至少50％。在一些实施方案中，容量增加了至少75％。在一些实施方案中，容量增加了至少100％。在一些实施方案中，容量增加了至少125％。
在一些实施方案中，保留或改进现有HF烷基化单元中的HF酸泄放中和器容器以便在转换的SA烷基化单元中提供排料蒸气洗涤器。在转换的SA烷基化单元中的排料蒸气洗涤器用于中和来自所述单元的任何酸性蒸气，然后使所述蒸气进入泄放(火炬)总管，以防止泄放(火炬)管道中的腐蚀。在一些实施方案中，在HF酸泄放中和器容器中使用KOH(氢氧化钾)水溶液进行中和，并且所述转换方法还包括用NaOH(氢氧化钠)代替KOH用作排料蒸气洗涤器中的苛性碱溶液以中和酸性蒸气。
在一些实施方案中，现有HF烷基化单元还包括具有HF酸中和坑的HF烷基化废物处理系统，并且保留或改进所述HF酸中和坑以在转换的SA烷基化单元中的硫酸烷基化废物处理系统中提供硫酸中和池。所述硫酸中和池用于中和酸性烃排出物或硫酸排出物，所述酸性烃排出物或硫酸排出物可能源自需要排出酸性烃和/或硫酸以进行维护或修理的设备，诸如泵、换热器、筒或容器。通常，使用苛性碱溶液(例如，NaOH)作为中和剂。在一些实施方案中，排料蒸气洗涤器中使用的苛性碱溶液可以与硫酸中和池共用。在一些实施方案中，可以将来自排料蒸气洗涤器的底部的苛性碱溶液的一部分引入硫酸中和池中。在一些实施方案中，苛性碱溶液是NaOH水溶液。在一些实施方案中，在HF酸中和坑中使用KOH水溶液，并且所述转换方法还包括用NaOH代替KOH在硫酸中和池中使用以中和酸性烃和/或硫酸。如本文所用，术语“酸性烃”是指含有硫酸的烃流。
在一些实施方案中，现有HF烷基化单元还包括至少一个丙烷脱氟器，并且保留或改进所述至少一个丙烷脱氟器以在转换的SA烷基化单元中提供至少一个丙烷净化容器。在一些实施方案中，在现有HF烷基化单元中存在两个或更多个丙烷脱氟器。可以保留或改进这种丙烷脱氟器中的一个以提供苛性碱洗涤容器，以便净化在转换的SA烷基化单元中的丙烷产物。在一些实施方案中，可以将排料蒸气洗涤器中使用的苛性碱溶液引导到这种苛性碱洗涤容器。可以保留或改进另一丙烷脱氟器以提供水洗涤容器，以便净化转换的SA烷基化单元中的丙烷产物。通常，所述水洗涤容器在苛性碱洗涤容器的下游。
在一些实施方案中，现有HF烷基化单元还包括HF烷基化丙烷汽提塔，并且所述HF烷基化丙烷汽提塔被停用。通常，HF烷基化丙烷汽提塔是使用蒸汽作为加热介质的小型再沸汽提塔。其用于回收丙烷产物流中存在的HF。
在一些实施方案中，现有HF烷基化单元还包括HF酸再接触器，并且保留或改进所述HF酸再接触器以在转换的SA烷基化单元中提供硫酸聚结器(例如，图21中的1701)。硫酸聚结器用于从诸如净流出物的烃流中除去硫酸。在一些实施方案中，硫酸聚结器在内部包括聚结介质。在一些实施方案中，HF酸再接触器被停用。
在一些实施方案中，现有HF烷基化单元还包括丙烷KOH处理器和/或正丁烷KOH处理器，并且保留或改进所述丙烷KOH处理器和/或所述正丁烷KOH处理器以提供用于从转换的SA烷基化单元的净流出物中除去含硫污染物的净流出物净化容器。在一些实施方案中，净流出物净化容器是含有干燥氧化铝(例如，活性氧化铝)的干燥氧化铝吸附容器(例如，图21中的1705)，以便从净流出物中吸附或除去含硫污染物。在一些实施方案中，净流出物净化容器容纳净化剂，所述净化剂包括选自由氧化铝、铝土矿、硅铝酸盐、沸石、无机硅酸盐、氧化锌及其组合组成的组的吸附剂。在一些实施方案中，硫酸聚结器相对于净流出物流动方向在净流出物净化容器的上游。在一些实施方案中，丙烷KOH处理器被停用。在一些实施方案中，正丁烷KOH处理器被停用。在一些实施方案中，为转换的SA烷基化单元提供新的干燥氧化铝吸附容器。在一些实施方案中，保留或改进HF烷基化单元中的丙烷KOH处理器和/或正丁烷KOH处理器，以便在转换的SA烷基化单元中提供一个或多个丙烷处理器，从而净化丙烷产物。
在一些实施方案中，现有HF烷基化单元还包括氧化铝处理器以除去丙烷产物流和/或正丁烷产物流中的残留HF酸，并且保留或改进所述氧化铝处理器以在转换的SA烷基化单元中提供干燥氧化铝吸附容器。
当使用含有干燥氧化铝的干燥氧化铝吸附容器来净化净流出物时，所得净流出物是干燥的。在分馏塔中从干燥的净流出物中分离出的再循环异丁烷流也是干燥的。在这种实施方案中，由于SA烷基化反应对烯烃进料和补给异丁烷中所含的少量水相对不敏感，因此转换的SA烷基化单元可以在没有一个或多个进料干燥器和/或一个或多个进料聚结器的情况下操作。同样在这种实施方案中，可以增加烯烃进料流率以用于单元的容量扩充，而不需要对一个或多个现有进料干燥器进行任何改进。在一些实施方案中，使用干燥的再循环异丁烷，可以停用一个或多个现有进料干燥器和/或一个或多个进料聚结器。在一些实施方案中，可以保留一个或多个现有进料干燥器和/或一个或多个进料聚结器以除去烯烃进料流中相对少量的水，从而进一步降低烷基化工艺中的硫酸消耗。
在一些实施方案中，硫酸烷基化反应器系统中的酸沉降区足以将烃相与硫酸相分离，并且除了反应器系统内的酸沉降区之外，转换的硫酸烷基化单元不包括硫酸沉降器。在一些实施方案中，转换的SA烷基化单元在酸沉降区的下游不包括用于进一步分离的硫酸二次沉降器或二级硫酸沉降器。
在一些实施方案中，现有HF烷基化单元还包括ASO/KOH分离器，并且保留或改进所述ASO/KOH分离器以在转换的SA烷基化单元中提供硫酸排料筒(例如，图21中的1709)。
在一些实施方案中，现有HF烷基化单元还包括ASO洗涤器和ASO缓冲筒。ASO洗涤器用苛性碱溶液(例如，KOH水溶液)洗涤酸溶性油(ASO)以中和其中所含的残留HF酸。ASO缓冲筒收集ASO，在其中使ASO连续循环并分批输出。ASO需要连续循环以防止固化。在一些实施方案中，将ASO洗涤器保留或改变用途作为转换的SA烷基化单元中的废酸二次沉降器(例如，图21中的1707)，以在清除废酸之前进一步回收废酸中所含的烃。在一些实施方案中，将ASO缓冲筒保留或改变用途作为转换的SA烷基化单元中的硫酸排料筒(例如，图21中的1709)。
在一些实施方案中，现有HF烷基化单元还包括焦油中和器(例如，图22中的1812)和聚合物缓冲筒(例如，图22中的1813)。焦油中和器中和ASO中所含的残留HF酸，并且聚合物缓冲筒收集ASO并将其送到焦油中和器。在一些实施方案中，保留焦油中和器。在一些实施方案中，将焦油中和器保留或改变用途作为转换的SA烷基化单元中的废酸二次沉降器(例如，图21中的1707)，以在清除废酸之前进一步回收废酸中所含的烃。在一些实施方案中，保留聚合物缓冲筒。在一些实施方案中，将聚合物缓冲筒保留或改变用途作为转换的SA烷基化单元中的酸排料筒(例如，图21中的1709)。
在一些实施方案中，现有HF烷基化单元还包括正丁烷脱氟器和/或丙烷脱氟器。在一些实施方案中，正丁烷脱氟器和/或丙烷脱氟器被停用。在一些实施方案中，保留或改进正丁烷脱氟器和/或丙烷脱氟器以提供用于从转换的SA烷基化单元的净流出物中除去含硫污染物的净流出物净化容器(例如，干燥氧化铝吸附容器)。
在一些实施方案中，现有HF烷基化单元还包括KOH再生设施。在一些实施方案中，KOH再生设施被停用。在一些实施方案中，保留或改进KOH再生设施，以便在转换的SA烷基化单元中提供NaOH或KOH再生设施。
在一些实施方案中，现有HF烷基化单元还包括至少一个ASO中和容器。在一些实施方案中，所述至少一个ASO中和容器被停用。在一些实施方案中，至少一个ASO中和容器包括一个或多个静态混合器(例如，图12中的静态混合器1181)。在一些实施方案中，可以保留或改进至少一个ASO中和容器，以便在转换的SA烷基化单元中提供一个或多个丙烷净化容器(例如，直列式静态混合器)。在一些实施方案中，保留或改进ASO中和容器以提供苛性碱洗涤容器，从而净化转换的SA烷基化单元中的丙烷产物。在一些实施方案中，保留或改进ASO中和容器以提供水洗涤容器，从而净化转换的SA烷基化单元中的丙烷产物。
本公开还提供一种转换的硫酸烷基化单元，其包括如本公开中所公开的硫酸烷基化反应器系统或分体式硫酸烷基化反应器系统。在一些实施方案中，所述转换的硫酸烷基化单元包括两个或更多个依次布置的烷基化反应器系统，其中将来自至少一个非最终烷基化反应器系统的废酸溶液送到紧随其后的烷基化反应器系统作为其中的硫酸溶液的一部分或全部。在一些实施方案中，将来自每个非最终烷基化反应器系统的废酸溶液送到紧随其后的烷基化反应器系统作为其中的硫酸溶液的一部分或全部。这种酸分段工艺可以通过使SA流分段经过单元来降低酸消耗并提高烷基化物质量。
可以将来自最终烷基化反应器系统的废酸溶液的一部分送到转换的SA烷基化单元的硫酸排料工段以便被清除。可以将新鲜硫酸馈送到第一烷基化反应器系统中。在一些实施方案中，可以将新鲜硫酸馈送到每个非最终烷基化反应器系统中。
本公开还提供一种在如本公开所公开的转换的硫酸烷基化单元中进行的烷基化方法。在一些实施方案中，所述转换的硫酸烷基化单元包括两个或更多个依次布置的烷基化反应器系统，并且所述烷基化方法包括将非最终烷基化反应器系统中产生的废酸溶液的一部分引导到紧随其后的烷基化反应器系统作为其中的硫酸溶液的一部分或全部。在一些实施方案中，烷基化方法包括将在每个非最终烷基化反应器系统中产生的废酸溶液的一部分引导到紧随其后的烷基化反应器系统作为其中的硫酸溶液的一部分或全部。
在一些实施方案中，烷基化方法包括将最终烷基化反应器系统中产生的废酸溶液的一部分引导到转换的SA烷基化单元的硫酸排料工段以便被清除。在一些实施方案中，烷基化方法包括将新鲜硫酸馈送到第一烷基化反应器系统中。在一些实施方案中，烷基化方法包括将新鲜硫酸馈送到每个非最终烷基化反应器系统中。
附图说明
图1显示反应器系统和相关烷基化方法的一个实施方案。反应器系统100包括封闭的卧式反应器容器，所述容器包括壳体11、配备有除雾器13的蒸气出口12、乳液出口32、第一分隔挡板18、聚结介质19、第二分隔挡板22、废酸出口20和净流出物出口21。内部静态混合器14由两个以头尾相连的方式连接的静态混合器构成。分配器15大体上沿着反应器容器的底部内表面从内部静态混合器14延伸。内部静态混合器14和分配器15都位于反应区A的下部。
外部静态混合器16的出口端与内部静态混合器14的入口端直接连接。乳液泵17与乳液出口32和废酸泵34直接连接，并且废酸泵34与废酸出口20直接连接。第一分隔挡板18、第二分隔挡板22和聚结介质19分别从反应器容器的底部向上延伸。聚结介质19和第二分隔挡板22限定反应器容器内的反应区A、酸沉降区B和流出物区C。
在烷基化工艺期间，将烃进料23馈送到内部静态混合器14的入口端。烃进料23可以包含烯烃、再循环的异链烷烃和任选的补给异链烷烃。可以将包含异链烷烃的制冷剂再循环流25馈送到外部静态混合器16的入口端。废酸泵34将离开废酸出口20的废酸28的至少一部分送到乳液泵17。在一些实施方案中，可以将废酸29的一部分清除或送到酸排料工段。在一些实施方案中，在其中依次布置两个或更多个烷基化反应器系统的酸分段方法中，可以将废酸29的一部分送到紧随其后的烷基化反应器系统中作为其中的硫酸溶液的一部分或全部。在一些实施方案中，将新鲜酸27引导到乳液泵17以补充消耗的硫酸。在一些实施方案中，在其中依次布置两个或更多个烷基化反应器系统的酸分段方法中，可以将来自紧接其前的烷基化反应器系统的废酸引导到乳液泵17。离开乳液出口32的乳液33的一部分通过乳液泵17再循环。乳液再循环流33、新鲜酸27和废酸再循环流28在乳液泵17中混合，并且将所得混合物流26送到外部静态混合器16以进一步与制冷剂再循环流25混合。将从外部静态混合器16流出的所得混合物流24送到内部静态混合器14以进一步与烃进料23混合，从而形成乳液。所述乳液流入分配器15中并通过分配器15上的穿孔以多个射流的形式注入反应区A中。乳液33的一部分离开反应器容器并被再循环。所述乳液的未再循环部分可以流过第一分隔挡板18的顶部，然后穿过聚结介质19从反应区A移动到酸沉降区B。在酸沉降区B中，乳液分离成在底部的硫酸相和在硫酸相上面的液态烃相。所述硫酸相的至少一部分可以作为废酸再循环流28进行再循环。在一些实施方案中，可以将所述硫酸相的一部分作为废酸29清除或送到酸排料工段。酸沉降区B中的液态烃相可以流过第二分隔挡板22的顶部以进入流出物区C。流出物区C中的液态烃相的至少一部分可以通过净流出物出口21离开反应器容器，并作为净流出物流30被送到净流出物处理工段。
在烷基化工艺期间，将反应区A中的乳液部分闪蒸以产生蒸气气泡，这些蒸气气泡上升到反应区A的上部并在反应器容器的上部形成蒸气相。包含异链烷烃的蒸气流31通过蒸气出口12离开反应器容器并被引导到制冷工段。在一些实施方案中，夹带在蒸气流31中的悬浮液滴可以通过除雾器13被除去。
图2是图1的反应器容器沿图1中所示的线“X-X”截取的横截面图。其示出了在反应器容器的下部延伸穿过壳体的第一分隔挡板18。第一分隔挡板18是具有水平顶部38的横向挡板。顶部38在反应器容器的顶部内表面以下的一定距离处。
图3是图1的反应器容器沿图1中所示的线“Y-Y”截取的横截面图。其示出了在反应器容器的下部延伸穿过壳体的聚结介质19。聚结介质19是具有水平顶部37的横向聚结介质。顶部37在反应器容器的顶部内表面以下的一定距离处。图2显示聚结介质19的顶部37处于比第一分隔挡板18的顶部38高的高度处。在一些实施方案中，聚结介质19的顶部37可以处于与第一分隔挡板18的顶部38大体相同的高度处。
图4是图1的反应器容器沿图1中所示的线“Z-Z”截取的横截面图。其示出了在反应器容器的下部延伸穿过壳体的第二分隔挡板22。第二分隔挡板22是具有水平顶部39的横向挡板。顶部39在反应器容器的顶部内表面以下的一定距离处。在一些实施方案中，第二分隔挡板22的顶部39处于与第一分隔挡板18的顶部38大体相同的高度处。在一些实施方案中，第二分隔挡板22的顶部39处于比第一分隔挡板18的顶部38低的高度处。
图5显示反应器系统和相关烷基化方法的另一实施方案。反应器系统200包括封闭的卧式反应器容器，所述容器包括壳体211、配备有除雾器213的蒸气出口212、乳液出口232、第一分隔挡板218、聚结介质219、第二分隔挡板222、废酸出口220和净流出物出口221。直列式转子定子混合器235与位于反应区A的下部并沿反应器容器的底部内表面延伸的分配器215直接连接。
外部静态混合器216的出口端与直列式转子定子混合器235的入口直接连接，并且外部静态混合器216的入口端与乳液泵217直接连接。乳液泵217与乳液出口232和废酸出口220直接连接。第一分隔挡板218、第二分隔挡板222和聚结介质219分别从反应器容器的底部向上延伸。聚结介质219和第二分隔挡板222限定反应器容器内的反应区A、酸沉降区B和流出物区C。
在烷基化工艺期间，将烃进料223馈送到在直列式转子定子混合器235与外部静态混合器216之间的连接导管中。在一些实施方案中，可以将烃进料223馈送到直列式转子定子混合器235中。烃进料223可以包含烯烃、再循环的异链烷烃和任选的补给异链烷烃。可以将包含异链烷烃的制冷剂再循环流225馈送到外部静态混合器216的入口端。将离开废酸出口220的废酸228的至少一部分送到乳液泵217。在一些实施方案中，可以将废酸229的一部分清除或送到酸排料工段。在一些实施方案中，在其中依次布置两个或更多个烷基化反应器系统的酸分段方法中，可以将废酸229的一部分送到紧随其后的烷基化反应器系统中作为其中的硫酸溶液的一部分或全部。在一些实施方案中，将新鲜酸227引导到乳液泵217以补充消耗的硫酸。在一些实施方案中，在其中依次布置两个或更多个烷基化反应器系统的酸分段方法中，可以将来自紧接其前的烷基化反应器系统的废酸引导到乳液泵217。离开乳液出口232的乳液233的一部分通过乳液泵217进行再循环。乳液再循环流233、新鲜酸227和废酸再循环流228在乳液泵217中混合，并且将所得混合物流226送到外部静态混合器216以进一步与制冷剂再循环流225混合。将从外部静态混合器216流出的所得混合物流224送到直列式转子定子混合器235以进一步与烃进料223混合，从而形成乳液。乳液234流入分配器215中并通过分配器215上的穿孔以多个射流的形式注入反应区A中。乳液233的一部分离开反应器容器并进行再循环。所述乳液的未再循环部分可以流过第一分隔挡板218的顶部，然后穿过聚结介质219从反应区A移动到酸沉降区B。在酸沉降区B中，乳液分离成在底部的硫酸相和在硫酸相上面的液态烃相。所述硫酸相的至少一部分可以作为废酸再循环流228进行再循环。在一些实施方案中，可以将所述硫酸相的一部分作为废酸229清除或送到酸排料工段。酸沉降区B中的液态烃相可以流过第二分隔挡板222的顶部以进入流出物区C。流出物区C中的液态烃相的至少一部分可以通过净流出物出口221离开反应器容器，并作为净流出物流230被送到净流出物处理工段。
在烷基化工艺期间，将反应区A中的乳液部分闪蒸以产生蒸气气泡，这些蒸气气泡上升到反应区A的上部并在反应器容器的上部形成蒸气相。包含异链烷烃的蒸气流231通过蒸气出口212离开反应器容器并被引导到制冷工段。在一些实施方案中，夹带在蒸气流231中的悬浮液滴可以通过除雾器213被除去。
图6显示分体式反应器系统和相关烷基化方法的一个实施方案。反应器系统300包括封闭的卧式反应器容器，所述容器包括壳体311、配备有除雾器313的蒸气出口312、第一乳液出口332、第二乳液出口332(2)、第一分隔挡板318、第一聚结介质319、第二分隔挡板318(2)、第二聚结介质319(2)以及废酸出口320。第一内部静态混合器314由两个以头尾相连的方式连接的静态混合器构成。第一分配器315大体上沿着反应器容器的底部内表面从第一内部静态混合器314延伸。第一内部静态混合器314和第一分配器315都位于第一反应区A的下部。第二内部静态混合器314(2)由两个以头尾相连的方式连接的静态混合器构成。第二分配器315(2)大体上沿着反应器容器的底部内表面从第二内部静态混合器314(2)延伸。第二内部静态混合器314(2)和第二分配器315(2)都位于第二反应区A(2)的下部。
第一外部静态混合器316的出口端与第一内部静态混合器314的入口端直接连接。第一乳液泵317与第一乳液出口332和废酸出口320直接连接。第二外部静态混合器316(2)的出口端与第二内部静态混合器314(2)的入口端直接连接。第二乳液泵317(2)与第二乳液出口332(2)和废酸出口320直接连接。第一分隔挡板318、第一聚结介质319、第二分隔挡板318(2)和第二聚结介质319(2)分别从反应器容器的底部向上延伸。第一聚结介质319和第二聚结介质319(2)限定第一反应区A、酸沉降区B和第二反应区A(2)。在一些实施方案中，反应器系统还包括具有开放顶部和出口的提升池340。
在烷基化工艺期间，在分体式反应器系统的一侧，将第一烃进料323馈送到第一内部静态混合器314的入口端。第一烃进料323可以包含第一烯烃、第一再循环的异链烷烃和任选的第一补给异链烷烃。可以将包含异链烷烃的第一制冷剂再循环流325馈送到第一外部静态混合器316的入口端。可以将离开废酸出口320的废酸分成第一废酸328和第二废酸328(2)。将第一废酸328送到第一乳液泵317。在一些实施方案中，可以将废酸329的一部分清除或送到酸排料工段。在一些实施方案中，在其中依次布置两个或更多个烷基化反应器系统的酸分段方法中，可以将废酸329的一部分送到紧随其后的烷基化反应器系统中作为其中的硫酸溶液的一部分或全部。可以将新鲜酸327分成两部分。一部分是第一新鲜酸327(1)，将其引导到第一乳液泵317以补充消耗的硫酸。离开第一乳液出口332的第一乳液333的一部分通过第一乳液泵317再循环。第一乳液再循环流333、第一新鲜酸327(1)和第一废酸再循环流328在第一乳液泵317中混合，并且将所得混合物流326送到第一外部静态混合器316以进一步与第一制冷剂再循环流325混合。将从第一外部静态混合器316流出的所得混合物流324送到第一内部静态混合器314以进一步与第一烃进料323混合，从而形成第一乳液。所述第一乳液流入第一分配器315中并通过第一分配器315上的穿孔以多个射流的形式注入第一反应区A中。第一乳液333的一部分离开反应器容器并进行再循环。第一乳液的未再循环部分可以流过第一分隔挡板318的顶部，然后穿过第一聚结介质319从第一反应区A移动到酸沉降区B。在酸沉降区B中，第一乳液分离成在底部的第一硫酸相和在第一硫酸相上面的第一液态烃相。在一些实施方案中，在其中依次布置两个或更多个烷基化反应器系统的酸分段方法中，可以将来自紧接其前的烷基化反应器系统的废酸引导到第一乳液泵317。
在分体式反应器系统的另一侧，将第二烃进料323(2)馈送到第二内部静态混合器314(2)的入口端。第二烃进料323(2)可以包含第二烯烃、第二再循环的异链烷烃和任选的第二补给异链烷烃。可以将包含异链烷烃的第二制冷剂再循环流325(2)馈送到第二外部静态混合器316(2)的入口端。将第二废酸328(2)送到第二乳液泵317(2)。将第二新鲜酸327(2)引导到第二乳液泵317(2)以补充消耗的硫酸。离开第二乳液出口332(2)的第二乳液333(2)的一部分通过第二乳液泵317(2)进行再循环。第二乳液再循环流333(2)、第二新鲜酸327(2)和第二废酸再循环流328(2)在第二乳液泵317(2)中混合，并且将所得混合物流326(2)送到第二外部静态混合器316(2)以进一步与第二制冷剂再循环流325(2)混合。将从第二外部静态混合器316(2)流出的所得混合物流324(2)送到第二内部静态混合器314(2)以进一步与第二烃进料323(2)混合，从而形成第二乳液。所述第二乳液流入第二分配器315(2)，并通过第二分配器315(2)上的穿孔以多个射流的形式注入第二反应区A(2)中。第二乳液333(2)的一部分离开反应器容器并进行再循环。第二乳液的未再循环部分可以流过第二分隔挡板318(2)的顶部，然后穿过第二聚结介质319(2)从第二反应区A(2)移动到酸沉降区B。在酸沉降区B中，第二乳液分离成在底部的第二硫酸相和在第二硫酸相上面的第二液态烃相。第一硫酸相和第二硫酸相在酸沉降区B中混合以形成硫酸相。第一液态烃相和第二液态烃相在酸沉降区B中混合以形成液态烃相。在一些实施方案中，在其中依次布置两个或更多个烷基化反应器系统的酸分段方法中，可以将来自紧接其前的烷基化反应器系统的废酸引导到第二乳液泵317(2)。
在一些实施方案中，反应器系统包括在反应器容器内的提升池340。提升池340具有开放顶部和出口。酸沉降区B中的液态烃相可以流过提升池340的顶部以进入提升池340。通常，提升池340的顶部刚好在烃相的液位下面。在一些实施方案中，提升池340的出口与净流出物出口(未示出)直接连接，并且在提升池340中收集的液态烃相的至少一部分可以通过净流出物出口(未示出)离开反应器容器，并且作为净流出物流330被送到净流出物处理工段。
在烷基化工艺期间，将第一反应区A中的第一乳液和第二反应区A(2)中的第二乳液分别部分闪蒸以产生蒸气气泡，所述蒸气气泡上升到反应区的上部并在反应器容器的上部形成蒸气相。包含异链烷烃的蒸气流331通过蒸气出口312离开反应器容器并被引导到制冷工段。在一些实施方案中，夹带在蒸气流331中的悬浮液滴可以通过除雾器313被除去。
图7显示反应器系统和相关烷基化方法的另一实施方案。反应器系统400包括封闭的立式反应器容器，所述容器包括壳体411、配备有除雾器413的蒸气出口412、乳液出口432、分隔挡板418、聚结介质419、废酸出口420和净流出物出口421。内部静态混合器414由两个以头尾相连的方式连接的静态混合器构成。分配器415大体上沿着反应器容器的底部内表面从内部静态混合器414延伸。内部静态混合器414和分配器415都位于反应区A的下部。
外部静态混合器416的出口端与内部静态混合器414的入口端直接连接。乳液泵417与乳液出口432和废酸出口420直接连接。分隔挡板418和聚结介质419分别从反应器容器的底部向上延伸。聚结介质419限定反应器容器内的反应区A和酸沉降区B。
在烷基化工艺期间，将烃进料423馈送到内部静态混合器414的入口端。烃进料423可以包含烯烃、再循环的异链烷烃和任选的补给异链烷烃。可以将包含异链烷烃的制冷剂再循环流425馈送到外部静态混合器416的入口端。将离开废酸出口420的废酸428的至少一部分送到乳液泵417。在一些实施方案中，可以将废酸429的一部分清除或送到酸排料工段。在一些实施方案中，在其中依次布置两个或更多个烷基化反应器系统的酸分段方法中，可以将废酸429的一部分送到紧随其后的烷基化反应器系统中作为其中的硫酸溶液的一部分或全部。在一些实施方案中，将新鲜酸427引导到乳液泵417以补充消耗的硫酸。在一些实施方案中，在其中依次布置两个或更多个烷基化反应器系统的酸分段方法中，可以将来自紧接其前的烷基化反应器系统的废酸引导到乳液泵417。离开乳液出口432的乳液433的一部分通过乳液泵417进行再循环。乳液再循环流433、新鲜酸427和废酸再循环流428在乳液泵417中混合，并且将所得混合物流426送到外部静态混合器416以进一步与制冷剂再循环流425混合。将从外部静态混合器416流出的所得混合物流424送到内部静态混合器414以进一步与烃进料423混合，从而形成乳液。所述乳液流入分配器415中并通过分配器415上的穿孔以多个射流的形式注入反应区A中。乳液433的一部分离开反应器容器并进行再循环。所述乳液的未再循环部分可以流过分隔挡板418的顶部，然后穿过聚结介质419从反应区A移动到酸沉降区B。在酸沉降区B中，乳液分离成在底部的硫酸相和在硫酸相上面的液态烃相。所述硫酸相的至少一部分可以作为废酸再循环流428进行再循环。在一些实施方案中，可以将所述硫酸相的一部分作为废酸429清除或送到酸排料工段。
在一些实施方案中，反应器系统包括在反应器容器内的提升池440。提升池440具有开放顶部和出口。酸沉降区B中的液态烃相可以流过提升池440的顶部以进入提升池440。通常，提升池440的顶部刚好在酸沉降区B中的烃相的液位下面。在一些实施方案中，提升池440的出口是净流出物出口421，并且提升池440中收集的液态烃相的至少一部分可以通过净流出物出口421离开反应器容器并且作为净流出物流430送到净流出物处理工段。
在烷基化工艺期间，将反应区A中的乳液部分闪蒸以产生蒸气气泡，这些蒸气气泡上升到反应区A的上部并在反应器容器的上部形成蒸气相。包含异链烷烃的蒸气流431通过蒸气出口412离开反应器容器并被引导到制冷工段。在一些实施方案中，夹带在蒸气流431中的悬浮液滴可以通过除雾器413被除去。
图8显示反应器系统和相关烷基化方法的另一实施方案。反应器系统500包括封闭的卧式反应器容器，所述容器包括壳体511、配备有除雾器513的蒸气出口512、第一乳液出口532和第二乳液出口538。内部静态混合器514由两个以头尾相连的方式连接的静态混合器构成。分配器515大体上沿着反应器容器的底部内表面从内部静态混合器514延伸。内部静态混合器514和分配器515都位于反应区A的下部。外部静态混合器516的出口端与内部静态混合器514的入口端直接连接。乳液泵517与第一乳液出口532直接连接。在一些实施方案中，沿着反应器容器的底部可以存在两个或更多个第一乳液出口532，并且乳液泵517与它们中的每一个直接连接。
在烷基化工艺期间，将烃进料523馈送到内部静态混合器514的入口端。烃进料523可以包含烯烃、再循环的异链烷烃和任选的补给异链烷烃。可以将包含异链烷烃的制冷剂再循环流525馈送到外部静态混合器516的入口端。离开第一乳液出口532的乳液533的一部分通过乳液泵517进行再循环。所述乳液的未再循环部分可以通过第二乳液出口538离开反应器容器，并被送到反应器容器外的硫酸沉降器，在其中乳液被分离成液态烃相和硫酸相(即，废酸)。硫酸相(即，废酸)可以作为废酸再循环流537被送回乳液泵517。在一些实施方案中，在其中依次布置两个或更多个烷基化反应器系统的酸分段方法中，可以将硫酸相(即，废酸)的一部分送到紧随其后的烷基化反应器系统中作为其中的硫酸溶液的一部分或全部。
在一些实施方案中，将新鲜酸527引导到乳液泵517以补充消耗的硫酸。在一些实施方案中，在其中依次布置两个或更多个烷基化反应器系统的酸分段方法中，可以将来自紧接其前的烷基化反应器系统的废酸引导到乳液泵517。乳液再循环流533、新鲜酸527和废酸再循环流537在乳液泵517中混合，并且将所得混合物流526送到外部静态混合器516以进一步与制冷剂再循环流525混合。将从外部静态混合器516流出的所得混合物流524送到内部静态混合器514以进一步与烃进料523混合，从而形成乳液。所述乳液流入分配器515中并通过分配器515上的穿孔以多个射流的形式注入反应区A中。
在烷基化工艺期间，将反应区A中的乳液部分闪蒸以产生蒸气气泡，所述蒸气气泡上升到反应器容器的上部以在其中形成蒸气相。包含异链烷烃的蒸气流531通过蒸气出口512离开反应器容器并被引导到制冷工段。在一些实施方案中，夹带在蒸气流531中的悬浮液滴可以通过除雾器513被除去。
图9是封闭的分体式卧式反应器容器的透视图。反应器系统600包括封闭的卧式反应器容器，所述容器包括壳体611、配备有除雾器613的蒸气出口612、第一分隔挡板618、第一聚结介质619、第二分隔挡板618(2)和第二聚结介质619(2)。在反应器容器的一侧存在三组第一内部静态混合器614和第一分配器615，每组具有彼此直接连接的一个内部静态混合器和一个分配器。存在三组分别从三个第一分配器615上面向上延伸的第一引流管642。在反应器容器的另一侧还存在三组第二内部静态混合器614(2)和第二分配器615(2)，每组具有彼此直接连接的一个内部静态混合器和一个分配器。存在三组分别从三个第二分配器615(2)上面向上延伸的第二引流管642(2)。
第一分隔挡板618、第一聚结介质619、第二分隔挡板618(2)和第二聚结介质619(2)分别从反应器容器的底部向上延伸。它们都分别在反应器容器的下部延伸穿过壳体。第一分隔挡板618和第二分隔挡板618(2)是分别具有水平顶部的横向挡板。所述顶部分别在反应器容器的顶部内表面以下的一定距离处。第一聚结介质619和第二聚结介质619(2)是分别具有水平顶部的横向聚结介质。所述顶部还分别在反应器容器的顶部内表面以下的一定距离处。反应器系统还包括在第一聚结介质619与第二聚结介质619(2)之间的酸沉降区处的提升池640。提升池640具有开放顶部和出口。
图10显示一个内部静态混合器714通过连接导管与三个分配器715直接连接。内部静态混合器714由两个以头尾相连的方式连接的静态混合器构成。在一些实施方案中，三个分配器715可以直接安装在内部静态混合器714的出口端。这种内部静态混合器/分配器组合可以安装在反应器容器中或安装在分体式反应器容器的一侧。在烷基化工艺期间，烃进料723和来自外部静态混合器(未示出)的混合物流724可以在内部静态混合器714中混合以形成乳液。可以将所得乳液馈送到分配器715中并注入反应器容器(未示出)中。
图11显示三组内部静态混合器814和分配器815。每个内部静态混合器814由三个以头尾相连的方式连接的静态混合器构成。这三个分配器815分别安装在三个内部静态混合器814的出口端。这三组内部静态混合器/分配器组合可以安装在反应器容器中或安装在分体式反应器容器的一侧。在烷基化工艺期间，将烃进料823分成分别馈送到三个内部静态混合器814中的三部分。在一些实施方案中，每组内部静态混合器814和分配器815与不同的外部静态混合器(未示出)直接连接，并且来自三个外部静态混合器的混合物流824可以分别在三个内部静态混合器814中与三个烃进料823混合以形成三种乳液。可以将这三种乳液分别馈送到三个分配器815中并注入反应器容器(未示出)中。
本公开提供一种将利用HF作为反应催化剂的HF烷基化单元转换为利用SA作为反应催化剂的硫酸(SA)烷基化单元的方法。所述HF烷基化单元的一个实例在图12中描绘，该图是UOP HF烷基化单元1201的简化工艺流程图。将含有烯烃、丙烷和正丁烷的烯烃进料流1205分成第一反应器烃进料流1206和第二反应器烃进料流1207。来自补给异丁烷进料流1208和再循环异丁烷流1209的异丁烷与第一反应器烃进料流1206混合。
UOP HF烷基化单元1201包括反应工段1213和沉降工段1214。反应工段1213包括第一反应器1215和第二反应器1216。沉降工段1214包括第一HF酸沉降器1217和第二HF酸沉降器1218。UOP HF烷基化单元1201还包括第一HF酸循环泵1219和第二HF酸循环泵1220。第一反应器1215和第二反应器1216通常包括垂直对齐的管壳式换热器。在一些实施方案中，所述换热器也可以水平对齐或以其他方式对齐。将HF从第一HF酸再循环流1225引入第一反应器1215壳侧的底部。第一反应器烃进料流1206、补给异丁烷进料流1208和再循环异丁烷流1209的烃混合物通过定位在壳体的不同高度处的若干喷嘴(未示出)引入第一反应器1215的壳体中。这些喷嘴使烃混合物被喷射到第一反应器1215的HF酸中，以促进混合并形成HF反应乳液。HF反应乳液通常包含均匀分散在整个HF酸中的异丁烷和烯烃。
通过使第一反应器冷却流1227中的冷却水穿过充当冷却装置的管壳式换热器的管侧来将HF反应乳液维持在约80℉至110℉的优选温度。在第一反应器1215中，烯烃与异丁烷在HF反应乳液中在HF酸的存在下反应以生成烷基化物。
将来自第一反应器1215的HF反应乳液通过第一反应器流出物流1228转移到第一HF酸沉降器1217。在第一HF酸沉降器1217中，使HF反应乳液分离成烃相(主要包含烷基化物、异丁烷、丙烷和正丁烷)和HF酸相(主要包含HF)。HF酸相从第一HF酸沉降器1217的底部流经第二HF酸再循环流1230，并且在壳侧进入第二反应器1216的底部。来自第一HF酸沉降器1217的烃相从第一HF酸沉降器1217的顶部流经第一HF酸沉降器烃排出物流1231，进入第二反应器烃进料流1207，使得第二反应器进料流1207中的烯烃与第一HF酸沉降器烃排出物流1231中的异丁烷、丙烷、正丁烷和烷基化物混合。然后通过定位在壳体的不同高度处的几个喷嘴(未示出)将流出物流1231和第二反应器进料流1207的烃混合物引入第二反应器1216的壳体中，以在第二反应器1216中与HF酸形成HF反应乳液。通过使第二反应器冷却流1233中的冷却水穿过管壳式换热器的管侧来将HF反应乳液保持在约80℉至110℉的优选温度。同样，在HF作为催化剂的情况下，第二反应器1216中HF反应乳液中的异丁烷和烯烃反应生成烷基化物。在第一反应器1215和第二反应器1216中，生成作为烷基化反应的副产物的异烷基氟化物。
来自第二反应器1216的HF反应乳液通过第二反应器流出物流1235引导到第二HF酸沉降器1218。在第二HF酸沉降器1218中，HF反应乳液分离成主要包含HF的HF酸相和主要包含烷基化物、异丁烷、丙烷和正丁烷的烃相，所述烃相中夹带有一些HF和异烷基氟化物。来自第二HF酸沉降器1218的HF酸相从第二HF酸沉降器1218的底部流入第一HF酸再循环流1225中。将第一酸再循环流1225中的一部分HF在HF滑流1236中抽出并引导到HF再生器1237。将第一HF酸再循环流1225在压力下引导通过第一HF酸循环泵1219并且进入第一反应器1215。类似地，在压力下将第二HF酸再循环流1230引导通过第二HF酸循环泵1220，并且引导到第二反应器1216中。
来自第二HF酸沉降器1218的烃相流经烃流出物流1240，到达包括主分馏塔1245的分馏工段1244。烃流出物流1240穿过进料/底部换热器1248的壳侧，以便在进入主分馏塔1245之前预热烃流出物流1240。主分馏塔1245将烃流出物流1240中的烃分离成四种馏分：顶部物流1252，其包含HF和丙烷的混合物；再循环异丁烷流1209，其主要包含异丁烷并且被再循环到第一反应器1215；蒸气侧物流1254，其主要包含正丁烷；和底部物流1256，其主要包含烷基化物。
底部物流1256穿过进料/底部换热器1248的管侧以便在烃流出物流1240进入主分馏塔1245之前对其进行预热。使用烷基化物产物冷却器1260进一步冷却底部物流1256中的烷基化物，烷基化物产物冷却器1260使用冷却水作为冷却剂。
将再循环异丁烷流1209中的第一部分异丁烷以异丁烷汽提流1264形式转道到HF再生器1237中。异丁烷汽提流1264中的异丁烷用于在HF再生器1237中从HF和酸溶性油的混合物中汽提HF。在从再循环异丁烷流1209中除去所述第一部分异丁烷之后，再循环异丁烷流1209穿过再循环异丁烷冷却器1267，再循环异丁烷冷却器1267使用冷却水作为冷却剂来冷却再循环异丁烷流1209。在再循环异丁烷冷却器1267中冷却再循环异丁烷流1209之后，从再循环异丁烷流1209中分离出第二部分异丁烷，并以异丁烷回流1269形式引导到HF再生器1237，以促进从HF和酸溶性油的混合物中汽提酸溶性油。
HF再生器1237产生主要包含HF和异丁烷的顶部产物及主要包含酸溶性油的底部产物。从HF再生器1237中以酸溶性油物流1271形式除去酸溶性油。将HF再生器1237的顶部产物中的HF和异丁烷通过HF塔顶物流1273引导到主分馏塔1245。
提供分离装置诸如HF汽提塔(未示出)用于将顶部物流1252中的HF与丙烷分离。图12显示流经丙烷冷凝器1277的顶部物流1252，所述丙烷冷凝器1277使用冷却水冷却和冷凝顶部物流1252中的丙烷和HF。冷却和冷凝过的丙烷和HF进入丙烷蓄积器1280，其中较重的HF蓄积在靴形罐(boot)1281中。蓄积在靴形罐1281中的HF通过HF返回流1282被抽出，并与第一HF酸再循环流1225中的HF混合。主要包含丙烷的丙烷塔顶物流1285从丙烷蓄积器1280流出。将丙烷塔顶物流1285的一部分以丙烷回流1287形式引导到主分馏塔1245。将丙烷塔顶物流1285的剩余部分引导通过丙烷脱氟器1288和丙烷KOH处理器1289，以分别除去异烷基氟化物和HF。
使富正丁烷的蒸气侧流1254穿过丁烷冷凝器1292，然后穿过正丁烷脱氟器1293和正丁烷KOH处理器1294，以分别除去异烷基氟化物和HF。
在图12所示的UOP HF烷基化单元1201中，异丁烷和HF连续流经第一反应器1215和第二反应器1216，而烯烃并行流经第一反应器1215和第二反应器1216。尽管图12公开了利用两个反应器的UOP HF烷基化单元1201，其中异丁烷连续流经这两个反应器且烯烃并行流经这些反应器，但是使用单个反应器的UOP HF烷基化单元1201可以用于具有相对较小容量的工厂中。另外，一些单元利用两个反应器，其中烯烃和异丁烷两者并行地流经反应器。
当可用于补给异丁烷进料流1208的异丁烷的纯度相对较差时，最初将补给异丁烷进料流1208中的异丁烷引导通过主分馏塔1245，然后通过再循环异丁烷流1209引导到反应器工段1213，而不是被直接引导到反应器工段。
将酸溶性油物流1271引导到静态混合器1181，其中将酸溶性油(ASO)与KOH水溶液1188混合，并中和ASO中所含的酸性组分。将ASO/KOH混合物1182引入ASO/KOH分离器1183，其中使ASO1184与引导到HF酸泄放中和器1191中的KOH水溶液1190分离。HF烷基化单元中的HF酸泄放中和器1191用于中和在HF烷基化单元中的设备需要快速减压时的扰动期间可能从HF酸泄放(火炬)总管1186接收的蒸气流和携带液体(如果存在)。在蒸气流和携带液体(如果存在)被HF酸泄放中和器1191中的KOH水溶液中和之后，包含蒸气流和携带液体(如果存在)中所含的烃的烃流1185离开HF酸泄放中和器1191并被引导到HC泄放(火炬)总管。KOH水溶液1187可以再循环。将再循环KOH溶液1188的第一部分引导到静态混合器1181。再循环KOH溶液1189的第二部分与来自ASO/KOH分离器1183的KOH水溶液1190合并，以形成合并的KOH水溶液流1192，将其引入HF酸泄放中和器1191中。
图16至21描绘由泵送流HF烷基化单元转换来的转换的SA烷基化单元的一个实例。图17是图16的转换的SA烷基化单元的反应工段的工艺流程示意图。将烯烃进料1302和补给异丁烷进料1301混合并引导到进料干燥器1306上游的进料聚结器1304。进料聚结器1304用于除去夹带在烯烃和补给异丁烷进料流中的悬浮水滴。所得烯烃/补给异丁烷混合物穿过进料干燥器1306以形成干燥的进料混合物1307。由反应工段通过可以从现有HF烷基化单元中保留的异丁烷再循环泵1344接收再循环异丁烷流1311。将再循环异丁烷流1311与干燥的进料混合物1307混合，并且所得进料混合物1313穿过进料/流出物换热器1314以将热传递到净流出物流1340。
冷却的进料混合物被分成四个烃进料流1315、1316、1317和1318。在图17中，两个分体式SA烷基化反应器系统依次布置以进行酸分段烷基化工艺。将烃进料流1317和1318分别馈送到第一分体式SA烷基化反应器系统中的封闭的卧式反应器容器1335的两侧。将烃进料流1315和1316分别馈送到第二分体式SA烷基化反应器系统中的封闭的卧式反应器容器1336的两侧。
包含异丁烷的制冷剂再循环流1408也被分成四个物流1323、1324、1326和1327。将制冷剂再循环流1326和1327分别引导到第一分体式SA烷基化反应器系统的两侧，并且将制冷剂再循环流1323和1324分别引导到第二分体式SA烷基化反应器系统的两侧。可以储存在酸储存筒1308中的新鲜酸1303经由新鲜酸泵1309被送到第一分体式SA烷基化反应器系统的两侧。在一些实施方案中，酸储存筒1308从现有HF烷基化单元中保留，并且新鲜酸泵1309是添加或提供给转换的SA烷基化单元的新设备。
在第一分体式SA烷基化反应器系统中，将从反应器容器1335左侧离开的乳液与新鲜酸1312混合。在一些实施方案中，离开反应器容器1335的废酸1341的一部分还可以与所述乳液和新鲜酸1312混合。所得乳液/酸混合物经由乳液泵1319被送到外部静态混合器1330。乳液/酸混合物与制冷剂再循环流1327在外部静态混合器1330中混合以形成乳液，将所述乳液馈送到反应器容器1335中。在第一分体式SA烷基化反应器系统的另一侧，将从反应器容器1335右侧离开的乳液与新鲜酸1310混合。在一些实施方案中，也可以将离开反应器容器1335的废酸1341的一部分与乳液和新鲜酸1310混合。所得乳液/酸混合物经由乳液泵1320被送到外部静态混合器1331。乳液/酸混合物与制冷剂再循环流1326在外部静态混合器1331中混合以形成乳液，将所述乳液馈送到反应器容器1335中。
离开反应器容器1335的废酸1341经由两个物流1342和1343被送到第二分体式SA烷基化反应器系统。在第二分体式SA烷基化反应器系统中，将从反应器容器1336左侧离开的乳液与来自第一反应器系统的废酸1342混合。在一些实施方案中，也可以将离开反应器容器1336的废酸1325的一部分与乳液和废酸1342混合。所得乳液/酸混合物经由乳液泵1321被送到外部静态混合器1333。乳液/酸混合物与制冷剂再循环流1324在外部静态混合器1333中混合以形成乳液，将所述乳液馈送到反应器容器1336中。在第二分体式SA烷基化反应器系统的另一侧，将从反应器容器1336右侧离开的乳液与来自第一反应器系统的废酸1343混合。在一些实施方案中，也可以将离开反应器容器1336的废酸1325的一部分与乳液和废酸1343混合。所得乳液/酸混合物经由乳液泵1322被送到外部静态混合器1334。乳液/酸混合物与制冷剂再循环流1323在外部静态混合器1334中混合以形成乳液，将所述乳液馈送到反应器容器1336中。
将废酸1325送到SA排料工段，如图21所示。将来自反应器容器1335的净流出物流1337与来自反应器容器1336的净流出物流1338合并。合并的净流出物流1340经由净流出物泵1339被引导到进料/流出物换热器1314。将加热的净流出物1329引导到如图21所示的净流出物处理工段。将来自反应器容器1335的蒸气流1346与来自反应器容器1336的蒸气流1345合并。将合并的蒸气流1332送到如图18所示的制冷工段。在一些实施方案中，净流出物泵1339是添加或提供给转换的SA烷基化单元的新设备。在一些实施方案中，乳液泵1319、1320、1321和1322是添加或提供给转换的SA烷基化单元的新设备。
图18是图16的转换的SA烷基化单元的制冷工段的工艺流程示意图。将蒸气流1332引入压缩机K/O(分离)筒1401中以除去夹带在蒸气流1332中的悬浮液滴。来自压缩机K/O筒1401的所得蒸气流1402通过制冷剂压缩机1403压缩，然后在制冷剂冷凝器1404中冷凝。将制冷剂冷凝物1406收集在制冷剂蓄积器1405中。将制冷剂冷凝物1407的一部分引导到如图20所示的分馏工段中的脱丙烷塔1601。将剩余的制冷剂冷凝物1408作为制冷剂再循环流引导到反应器系统。在一些实施方案中，制冷工段还包括在制冷剂蓄积器下游的制冷剂再循环泵(未示出)，以便将制冷剂再循环流送到反应器系统。
图19是图16的转换的SA烷基化单元的分馏工段的一部分的工艺流程示意图。来自净流出物处理工段的净化的净流出物1706在被换热器1503和1504加热之后被馈送到等汽提塔1501中。等汽提塔1501使用蒸汽1505和1506作为加热介质以产生四种馏分。包含丙烷和异丁烷的顶部物流1515在冷凝器1516中冷却，并且将所得冷凝物收集在等汽提塔回流蓄积器1517中。在一些实施方案中，冷凝器1516和/或等汽提塔回流蓄积器1517从现有HF烷基化单元中保留。顶部物流冷凝物1520的一部分通过使用等汽提塔回流泵1521被引导回等汽提塔1501中。顶部物流冷凝物1519的剩余物经由脱丙烷塔给料泵1518被送到如图20所示的脱丙烷塔1601。在一些实施方案中，等汽提塔回流泵1521和/或脱丙烷塔给料泵1518从现有HF烷基化单元中保留。
异丁烷馏分通过侧馏分1522离开等汽提塔。异丁烷馏分通过等汽提塔进料/再循环异丁烷换热器1503冷却，并且将冷却的异丁烷馏分1514作为再循环异丁烷流送到反应器系统。在一些实施方案中，等汽提塔进料/再循环异丁烷换热器1503从现有HF烷基化单元中保留。正丁烷馏分通过侧馏分1507离开等汽提塔，并通过正丁烷冷凝器1508和正丁烷产物调温冷却器1509冷却。将冷却的正丁烷馏分送到正丁烷抽出蒸气/液体分离器1510，并将液体正丁烷产物1511送到储存容器(未示出)。在一些实施方案中，正丁烷冷凝器1508、正丁烷产物调温冷却器1509和/或正丁烷抽出蒸气/液体分离器1510从现有HF烷基化单元中保留。
来自等汽提塔1501的底部物流1512主要包含烷基化物。底部物流1512通过穿过等汽提塔进料/底部换热器1504以将热量传递到净化的净流出物流1706来冷却。冷却的底部物流1513可以作为烷基化物产物来收集。在一些实施方案中，等汽提塔进料/底部换热器1504从现有HF烷基化单元中保留。
图20是图16的转换的SA烷基化单元的分馏工段的另一部分的工艺流程示意图。将来自制冷工段的制冷剂冷凝物1407和来自等汽提塔1501的顶部物流冷凝物1519合并以穿过脱丙烷塔进料/底部换热器1603，并馈送到脱丙烷塔1601中。脱丙烷塔1601使用蒸汽1602作为加热介质以产生两种馏分。包含丙烷的顶部物流1604在脱丙烷塔冷凝器1605中冷却，并且所得冷凝物被收集在脱丙烷塔回流蓄积器1606中。在一些实施方案中，脱丙烷塔进料/底部换热器1603、脱丙烷塔冷凝器1605和/或脱丙烷塔回流蓄积器1606从现有HF烷基化单元中保留。顶部物流冷凝物1608的一部分通过使用脱丙烷塔回流泵1609被引导回脱丙烷塔1601中。顶部物流冷凝物1607的剩余部分经由泵1610被送到丙烷处理器1611。在一些实施方案中，丙烷处理器1611包括丙烷脱氟器和/或丙烷KOH处理器。净化的顶部物流冷凝物通过丙烷产物冷却器1612冷却，并作为丙烷产物1613收集。在一些实施方案中，脱丙烷塔回流泵1609、丙烷脱氟器、丙烷KOH处理器和/或丙烷产物冷却器1612从现有HF烷基化单元中保留。
来自脱丙烷塔1601的底部物流1614主要包含异丁烷。底部物流1614通过穿过脱丙烷塔进料/底部换热器1603来冷却。冷却的底部物流1615与来自等汽提塔1501的冷却的异丁烷馏分1514合并，以作为再循环异丁烷流被送到反应器系统。
图21是图16的转换的SA烷基化单元的净流出物处理工段和硫酸排料工段的工艺流程示意图。将来自反应工段的净流出物1329引入硫酸聚结器1701以便从净流出物1329中除去残留的硫酸。所得净流出物1704在干燥氧化铝吸附容器1705中进一步净化。将净化的净流出物流1706送到如图19所示的等汽提塔1501。蓄积在靴形罐1702中的硫酸通过废酸流1703被抽出并被送到酸排料筒1709。
将来自反应工段的废酸1325引入废酸二次沉降器1707中以便从废酸流1325中除去残留烃。在废酸二次沉降器1707中分离出的烃可以从出口(未示出)离开以便再循环到反应器系统中。将所得废酸流1708与废酸流1703合并，并将合并的废酸流引入酸排料筒1709中。废酸中所含的残留烃可以在硫酸排料筒1709中闪蒸以形成酸性烃蒸气流出物1712。将酸性烃蒸气流出物1712送到排料蒸气洗涤器1715，其中使酸性烃蒸气与循环苛性碱溶液1716接触。在一些实施方案中，所述苛性碱溶液是氢氧化钠(NaOH)水溶液。液态烃1711在硫酸排料筒1709一侧的底部被回收。废酸1710在硫酸排料筒1709的另一侧的底部被回收，并通过废酸泵被送到废酸储存器。
酸性烃蒸气流出物1712在排料蒸气洗涤器1715中被苛性碱溶液1716洗涤。还将来自硫酸泄放(火炬)总管的包含烃的另一酸性蒸气流1714引入排料蒸气洗涤器1715中以便在其中被洗涤。包含烃的烃流1713离开排料蒸气洗涤器1715并被引导到烃泄放(火炬)总管。
以上已经描述了许多方面和实施方案，并且它们仅仅是示例性的而非限制性的。在阅读本说明书之后，熟练技术人员理解，在不背离本发明的范围的情况下，其他方面和实施方案也是可能的。
实施例
本文所述的概念将在以下实施例中进一步描述，所述实施例不限制权利要求中所述的本发明的范围。
实施例1
实施例1将利用HF作为反应催化剂的HF烷基化单元转换成SA烷基化单元。原始HF烷基化单元是具有卧式HF酸沉降器(图22中的1831和1835)的泵送流HF烷基化单元。图22描绘原始HF烷基化单元的简化工艺流程图。
将烯烃进料流1802和补给异丁烷进料1801混合并引入进料聚结器1810中以除去夹带在烯烃和补给异丁烷进料流中的悬浮水滴。所得烯烃/补给异丁烷混合物穿过进料干燥器1833以进一步干燥，然后分成两个进料流：一个进料流与再循环异丁烷流1848和1849混合以馈送到第一反应器1832中，且另一个进料流与第一HF酸沉降器烃流出物流1842混合以馈送到第二反应器1834中。可以储存在酸储存筒1811中的新鲜HF酸1803与来自第一HF酸沉降器1831的HF酸再循环流和来自HF再生器1814顶部的再生HF酸合并，并且将合并的HF酸流引入第二反应器1834中。
将来自第一反应器1832的HF反应乳液1841引入第一HF酸沉降器1831，其中允许HF反应乳液分离成烃相和HF酸相。所述HF酸相作为HF酸再循环流从第一HF酸沉降器1831的底部流出，并且与新鲜HF酸1803和再生的HF酸合并以馈送到第二反应器1834中。所述烃相从第一HF酸沉降器1831的顶部流出，并与进料流混合作为第一HF酸沉降器烃流出物流1842。将来自第二反应器1834的HF反应乳液1840引入第二HF酸沉降器1835，其中HF反应乳液分离成HF酸相和烃相。将HF酸相的一部分送到第一反应器1832，并将剩余部分送到HF再生器1814。烃相1843在通过换热器1838和1821进行加热之后被馈送到等汽提塔1819中。
HF再生器1814产生主要包含HF和异丁烷的顶部产物(再生的HF酸)和主要包含酸溶性油(ASO)的底部产物。将酸溶性油送到聚合物缓冲筒1813和焦油中和器1812中以形成焦油产物1804。
等汽提塔1819产生四种馏分。包含丙烷和异丁烷的顶部物流1844被收集在等汽提塔回流蓄积器1823中。顶部物流1846的一部分经由脱丙烷塔给料泵1822被送到脱丙烷塔1828。异丁烷馏分1848通过等汽提塔进料/再循环异丁烷换热器1838冷却，并且将冷却的异丁烷馏分送到用作异丁烷再循环泵1830的缓冲筒的等汽提塔接收器1829。正丁烷馏分1845通过氧化铝处理器1818和正丁烷KOH处理器1817净化以形成正丁烷产物1808。来自等汽提塔1819的底部物流1847主要包含烷基化物。底部物流1847在等汽提塔进料/底部换热器1821中冷却。冷却的底部物流可以进一步通过烷基化物产物冷却器1820冷却，以形成烷基化物产物1807。
来自等汽提塔1819的顶部物流1846通过脱丙烷塔进料/底部换热器1839加热，然后将其馈送到脱丙烷塔1828中。在脱丙烷塔1828中产生的顶部物流1850包含丙烷，并被收集在脱丙烷塔回流蓄积器1827中。将顶部物流1851的一部分引导到HF汽提塔1826以除去其中所含的残留HF。氧化铝处理器1825和丙烷KOH处理器1824进一步净化顶部物流1851以形成丙烷产物1809。来自脱丙烷塔1828的底部物流主要包含异丁烷。所述底部物流通过脱丙烷塔进料/底部换热器1839冷却，并将其作为再循环异丁烷流1849送到异丁烷再循环泵1830。
原始HF烷基化单元还包括HF酸泄放中和器1815和酸泄放中和器循环泵1816。HF酸泄放中和器1815用于中和可以从HF酸泄放(火炬)总管1806接收的蒸气流和携带液体(如果存在)。将包含来自HF酸泄放中和器1815的顶部的蒸气流和携带液体(如果存在)中所含的烃的烃流引导到HC泄放(火炬)总管1805。
在原始HF烷基化单元中，脱丙烷塔1828将约30％的再循环异丁烷供应给反应工段，而等汽提塔1819将剩余的70％再循环异丁烷供应给反应工段。此HF烷基化单元最初被设计成用包含FCC丁烯和丙烯的进料生产10,500bpsd(桶/开工日)的烷基化物产物。
图23显示由图22中所示的原始HF烷基化单元转换来的转换的SA烷基化单元的简化工艺流程图。转换的SA烷基化单元包括两个分体式SA烷基化反应器系统，其中封闭的卧式反应器容器1936和1939分别由卧式HF酸沉降器1831和1835(图22)改进。将四个新乳液泵1937、1938、1940和1941添加或提供给反应器系统以用于乳液再循环。保留HF烷基化单元中的进料聚结器1810和进料干燥器1833(图22)，以在转换的SA烷基化单元中提供进料聚结器1935和进料干燥器1933，用于干燥烯烃进料1920和补给异丁烷进料1901。在转换的SA烷基化单元中添加或提供新进料/流出物换热器1934，以降低烃进料流的温度并提高净流出物流的温度。将HF烷基化单元中的酸储存筒1811(图22)保留或改变用途以提供转换的SA烷基化单元中的酸储存筒1911，用于储存新鲜硫酸1910。
为所述转换的SA烷基化单元提供制冷工段。所述制冷工段包括压缩机K/O筒1930、制冷剂压缩机1929、制冷剂冷凝器1928和制冷剂蓄积器1927。压缩机K/O筒1930、制冷剂压缩机1929和制冷剂冷凝器1928是在转换的SA烷基化单元中添加或提供的新设备。将HF烷基化单元中的等汽提塔接收器1829(图22)保留或改变用途以为转换的SA烷基化单元中的制冷工段提供制冷剂蓄积器容器1927。
所述转换的SA烷基化单元还包括硫酸聚结器1942和干燥氧化铝吸附容器1943以净化净流出物。可以将HF烷基化单元中的合适容器诸如HF酸再接触器保留或改变用途以提供硫酸聚结器1942。可以将HF烷基化单元中的合适容器，诸如氧化铝处理器1818或1825(图22)、丙烷脱氟器1288或正丁烷脱氟器1293(图12)，保留或改变用途以提供干燥氧化铝吸附容器1943。
转换的SA烷基化单元还包括废酸二次沉降器1946、硫酸排料筒1916、排料蒸气洗涤器1912和排料蒸气洗涤器循环泵1913。可以保留或改进HF烷基化单元中的合适容器，诸如远程HF储存罐、远程HF排料筒、ASO洗涤器或焦油中和器(例如，图22中的1812)，以提供废酸二次沉降器1946，以便从废酸中除去残留烃。可以保留或改进HF烷基化单元中的合适容器，诸如远程HF储存罐、远程HF排料筒、ASO/KOH分离器(例如，图12中的1183)、ASO缓冲筒或聚合物缓冲筒(例如，图22中的1813)，以提供硫酸排料筒1916。保留或改进HF烷基化单元中的HF酸泄放中和器1815(图22)以提供排料蒸气洗涤器1912。保留或改进HF烷基化单元中的酸泄放中和器循环泵1816(图22)以提供排料蒸气洗涤器循环泵1913。在图23中，1903指示引导到烃(HC)泄放(火炬)总管的烃流(例如，图21中的1713)，1904指示来自硫酸泄放(火炬)总管的酸性蒸气流(例如，图21中的1714)，1905指示通过废酸泵1914被送到废酸储存器的废酸(例如，图21中的1710)，且1906指示在硫酸排料筒1916一侧的底部回收的液态烃(例如，图21中的1711)。
转换的SA烷基化单元还包括具有等汽提塔1919和脱丙烷塔1922的分馏工段。来自净流出物处理工段的净化的净流出物1953在被等汽提塔进料/再循环异丁烷换热器1945和等汽提塔进料/底部换热器1917加热之后被馈送到等汽提塔1919。等汽提塔1919产生四种馏分：包含丙烷和异丁烷的顶部物流、异丁烷馏分1952、正丁烷馏分1908及主要包含烷基化物的底部物流1954。保留HF烷基化单元中的等汽提塔1819(图22)以提供等汽提塔1919。保留HF烷基化单元中的脱丙烷塔1828(图22)以提供脱丙烷塔1922。保留HF烷基化单元中的等汽提塔进料/再循环异丁烷换热器1838(图22)以提供等汽提塔进料/再循环异丁烷换热器1945。保留HF烷基化单元中的等汽提塔进料/底部换热器1821(图22)，以提供等汽提塔进料/底部换热器1917。
转换的SA烷基化单元还包括等汽提塔回流蓄积器1921、脱丙烷塔给料泵1920和烷基化物产物冷却器1918以冷却烷基化物产物1907。保留HF烷基化单元中的等汽提塔回流蓄积器1823(图22)以提供等汽提塔回流蓄积器1921。保留HF烷基化单元中的脱丙烷塔给料泵1822(图22)以提供脱丙烷塔给料泵1920。保留HF烷基化单元中的烷基化物产物冷却器1820(图22)以提供烷基化物产物冷却器1918。
来自等汽提塔1919的顶部物流1950通过脱丙烷塔进料/底部换热器1925被加热，然后馈送到脱丙烷塔1922中以产生包含丙烷的顶部物流1948和主要包含异丁烷的底部物流1949。来自等汽提塔1919和脱丙烷塔1922的异丁烷流经由异丁烷再循环泵1931再循环到反应工段。保留HF烷基化单元中的脱丙烷塔进料/底部换热器1839(图22)以提供脱丙烷塔进料/底部换热器1925。保留HF烷基化单元中的异丁烷再循环泵1830(图22)以提供异丁烷再循环泵1931。
转换的SA烷基化单元还包括脱丙烷塔回流蓄积器1924和丙烷处理器1923以产生净化的丙烷产物1909。保留HF烷基化单元中的脱丙烷塔回流蓄积器1827(图22)以提供脱丙烷塔回流蓄积器1924。保留或改进HF烷基化单元中的丙烷KOH处理器(例如，图12中的1289和图22中的1824)和/或正丁烷KOH处理器(例如，图12中的1294和图22中的1817)，以提供丙烷处理器1923来净化丙烷产物。
表1提供SA烷基化单元中保留的和新的主要设备的清单。如本领域技术人员将理解，当提及HF烷基化单元中的设备或容器或描述HF烷基化方法或HF烷基化单元时，术语“HF”、“HF酸”和“酸”可以互换使用。当提及SA烷基化单元中的设备或容器或描述SA烷基化方法或SA烷基化单元时，术语“硫酸”和“酸”可以互换使用。大多数现代HF烷基化单元都具有远程HF酸储存罐和远程HF酸排料筒。根据这些容器的位置和所提供的转换溶液的要求，这些可以作为废酸二次沉降器、酸排料筒保留，或者可以将它们改进以便在硫酸烷基化反应器系统中提供封闭的反应器容器。保留或再使用这些容器的潜在机会将根据具体情况来确定。为了使产品质量最大化且使酸消耗最少化，可以设计利用转换的SA烷基化单元的SA烷基化方法来分离烯烃进料并且使反应器系统之间的酸流分段。
表1.主要设备清单
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由于等汽提塔和脱丙烷塔被设计成在HF烷基化单元中供应100％的再循环异丁烷，所以通过添加提供大约50％的总再循环异丁烷需求量作为制冷剂再循环流的制冷工段实现了96％的显著容量增加。表2提供此实施例的转换方法的进料和产物流的汇总。表3提供烷基化物性质的汇总。表4提供包括以上公开的实施例1的容量扩充的实施例。HF单元是指现有的HF烷基化单元，且SA单元是指转换的SA烷基化单元。
表2.进料和产物流
表3.烷基化物性质
％丙烯/总烯烃(进料) 42.1
％异丁烯/总烯烃(进料) 18.4
RON 93.5-94.0
(R+M)/2 92.7–93.2
D-86T90,℉(℃)D-86EP,℉(℃) <290(143)<400(204)
酸消耗，磅酸/加仑烷基化物 0.45-0.50
烷基化物雷德蒸气压(RVP)，psia 5.0
烷基化物硫，ppm <2
表4.容量扩充
注意，并非以上在一般说明或实施例中描述的所有活动都是必需的，可能不需要特定活动的一部分，并且除了所描述的那些之外，还可以执行一项或多项其他活动。此外，所列出的活动顺序并不一定是它们的执行顺序。
在前述说明书中，已经参考具体实施方案描述了概念。然而，本领域普通技术人员理解，可以在不偏离如所附权利要求中阐述的本发明的范围的情况下进行各种修改和改变。因此，说明书应被认为是说明性的而不是限制性的，并且所有这样的修改都旨在包括在本发明的范围内。
上面针对具体实施方案描述了益处、其他优势以及问题的解决方案。然而，这些益处、优势、问题的解决方案，以及任何可能导致任何益处、优势或解决方案发生或变得更加明显的特征，不应被解释为任何或所有权利要求的关键、必要或基本的特征。
应当理解，为了清楚起见，在此在单独的实施方案的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方案中以组合形式提供。相反，为了清楚起见，在单个实施方案的上下文中描述的各种特征也可以单独地提供或以任何子组合形式提供。
实施方案
为了进一步说明，下面阐述本公开的另外的非限制性实施方案。
例如，实施方案1是一种硫酸烷基化反应器系统，其包括：(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口和乳液出口；(b)位于所述反应器容器的下部的分配器；(c)与所述分配器流体连接的混合器；及(d)与所述混合器和所述乳液出口流体连接的乳液泵；其中所述乳液泵位于所述反应器容器之外。
实施方案2是如实施方案1所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述硫酸烷基化反应器系统是硫酸烷基化单元的一部分，所述硫酸烷基化单元包括制冷工段，所述制冷工段包括制冷剂再循环泵。
实施方案3是如实施方案2所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述蒸气出口与所述制冷工段流体连接。
实施方案4是如实施方案1-3中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述分配器大体上是卧式的。
实施方案5是如实施方案1-3中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述分配器大体上沿着所述反应器容器的底部内表面延伸。
实施方案6是如实施方案1-5中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述混合器是位于所述反应器容器的下部处的内部静态混合器，所述分配器在所述内部静态混合器的下游并与所述内部静态混合器直接连接。
实施方案7是如实施方案6所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述分配器从所述内部静态混合器延伸。
实施方案8是如实施方案6-7中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其还包括与所述内部静态混合器和所述乳液泵流体连接的外部静态混合器，其中所述外部静态混合器位于所述反应器容器之外。
实施方案9是如实施方案8所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述外部静态混合器与所述内部静态混合器直接连接并且还与所述乳液泵直接连接。
实施方案10是如实施方案6-9中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述内部静态混合器与烯烃源流体连接。
实施方案11是如实施方案6-10中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述内部静态混合器与再循环异链烷烃源流体连接。
实施方案12是如实施方案8-11中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述外部静态混合器与所述制冷剂再循环泵流体连接。
实施方案13是如实施方案6-12中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器系统包括一至三个内部静态混合器与一至十个分配器的组合。
实施方案14是如实施方案1-5中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述混合器是与所述分配器流体连接的均质器，并且所述均质器位于所述反应器容器之外并在所述分配器的上游。
实施方案15是如实施方案14所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述均质器是直列式转子定子混合器。
实施方案16是如实施方案15所述的硫酸烷基化反应器系统，其还包括与所述直列式转子定子混合器和所述乳液泵流体连接的外部静态混合器，其中所述外部静态混合器位于所述反应器容器之外。
实施方案17为如实施方案16所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述外部静态混合器与所述直列式转子定子混合器直接连接，并且还与所述乳液泵直接连接，并且所述直列式转子定子混合器与所述分配器直接连接。
实施方案18是如实施方案15-17中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述直列式转子定子混合器与相对于烯烃的流动方向在所述直列式转子定子混合器上游的烯烃源流体连接。
实施方案19是如实施方案15-18中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述直列式转子定子混合器与在所述直列式转子定子混合器上游的再循环的异链烷烃源流体连接。
实施方案20是如实施方案16-19中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述外部静态混合器与所述制冷剂再循环泵流体连接。
实施方案21是如实施方案1-20中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器容器还包括与所述反应器容器外的硫酸沉降器流体连接的第二乳液出口。
实施方案22是如实施方案21所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述乳液泵还与所述反应器容器外的所述硫酸沉降器流体连接。
实施方案23是如实施方案1-20中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器容器还包括分隔挡板、聚结介质、废酸出口和净流出物出口；所述分隔挡板和所述聚结介质分别从所述反应器容器的底部向上延伸，所述聚结介质在所述分隔挡板的下游并且限定所述反应器容器内的反应区和酸沉降区，所述反应区在所述聚结介质的上游，所述酸沉降区在所述聚结介质的下游，所述乳液泵还与所述废酸出口流体连接，并且所述分配器位于所述反应区处。
实施方案24是如实施方案23所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器系统还包括与所述废酸出口直接连接的废酸泵，所述废酸泵在所述乳液泵的上游并与所述乳液泵流体连接。
实施方案25是如实施方案23或24所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述分隔挡板和所述聚结介质大体上彼此平行，并分别在所述反应器容器的下部延伸穿过所述壳体。
实施方案26是如实施方案23-25中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器容器还包括从所述反应器容器的底部向上延伸的第二分隔挡板，所述第二分隔挡板在所述聚结介质的下游并限定在所述第二分隔挡板下游的流出物区。
实施方案27是如实施方案26所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述第二分隔挡板大体上平行于所述聚结介质并在所述反应器容器的下部延伸穿过所述壳体。
实施方案28是如前述实施方案中任一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述乳液泵还与新鲜酸源流体连接。
实施方案29是如前述实施方案中任一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述蒸气出口在所述反应器容器的顶部。
实施方案30是如前述实施方案中任一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器系统还包括自所述分配器上面向上延伸的多个引流管。
实施方案31是如实施方案1-30中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器容器是卧式反应器容器。
实施方案32是如实施方案1-30中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器容器是立式反应器容器。
实施方案33是一种分体式硫酸烷基化反应器系统，其包括：(a)封闭的卧式反应器容器，其包括壳体、蒸气出口、第一乳液出口、第二乳液出口、第一分隔挡板、第一聚结介质、第二分隔挡板、第二聚结介质、废酸出口和净流出物出口；(b)位于所述反应器容器的下部的第一分配器；(c)位于所述反应器容器的下部的第二分配器；(d)与所述第一分配器流体连接的第一混合器；(e)与所述第二分配器流体连接的第二混合器；(f)与所述第一混合器、所述第一乳液出口和所述废酸出口流体连接的第一乳液泵；及(g)与所述第二混合器、所述第二乳液出口和所述废酸出口流体连接的第二乳液泵；其中所述第一分隔挡板、所述第二分隔挡板、所述第一聚结介质和所述第二聚结介质分别从所述反应器容器的底部向上延伸，所述第一聚结介质在所述第一分隔挡板的下游，所述第二聚结介质在所述第二分隔挡板的下游，所述第一聚结介质和所述第二聚结介质限定所述反应器容器内的第一反应区、第二反应区和酸沉降区，所述第一反应区在所述第一聚结介质的上游，所述第二反应区在所述第二聚结介质的上游，所述酸沉降区在所述第一聚结介质与所述第二聚结介质之间，所述第一分配器位于所述第一反应区，所述第二分配器位于所述第二反应区，所述第一乳液泵和所述第二乳液泵位于所述反应器容器之外。
实施方案34是如实施方案33所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述分体式硫酸烷基化反应器系统是硫酸烷基化单元的一部分，所述硫酸烷基化单元包括制冷工段，所述制冷工段包括制冷剂再循环泵。
实施方案35是如实施方案34所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述蒸气出口与所述制冷工段流体连接。
实施方案36是如实施方案33-35中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一分配器和所述第二分配器都是大体卧式的。
实施方案37是如实施方案33-35中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一分配器和所述第二分配器都大体上沿着所述反应器容器的底部内表面延伸。
实施方案38是如实施方案33-37中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一混合器是位于所述第一反应区的下部的第一内部静态混合器，所述第一分配器在所述第一内部静态混合器的下游并与所述第一内部静态混合器直接连接，所述第二混合器是位于所述第二反应区的下部的第二内部静态混合器，所述第二分配器在所述第二内部静态混合器的下游并与所述第二内部静态混合器直接连接。
实施方案39是如实施方案38所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一分配器从所述第一内部静态混合器延伸，并且所述第二分配器从所述第二内部静态混合器延伸。
实施方案40是如实施方案38-39中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其还包括与所述第一内部静态混合器和所述第一乳液泵流体连接的第一外部静态混合器，以及与所述第二内部静态混合器和所述第二乳液泵流体连接的第二外部静态混合器，其中所述第一外部静态混合器和所述第二外部静态混合器都位于所述反应器容器之外。
实施方案41是如实施方案40所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一外部静态混合器与所述第一内部静态混合器直接连接并且还与所述第一乳液泵直接连接，并且所述第二外部静态混合器与所述第二内部静态混合器直接连接并且还与所述第二乳液泵直接连接。
实施方案42是如实施方案38-41中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一内部静态混合器和所述第二内部静态混合器与烯烃源流体连接。
实施方案43是如实施方案38-42中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一内部静态混合器和所述第二内部静态混合器与再循环的异链烷烃源流体连接。
实施方案44是如实施方案40-43中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一外部静态混合器和所述第二外部静态混合器与所述制冷剂再循环泵流体连接。
实施方案45是如实施方案38-44中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器系统包括一至三个第一内部静态混合器与一至十个第一分配器的组合，以及一至三个第二内部静态混合器与一至十个第二分配器的组合。
实施方案46是如实施方案33-37中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一混合器是与所述第一分配器流体连接的第一均质器，所述第二混合器是与所述第二分配器流体连接的第二均质器，所述第一均质器位于所述反应器容器之外且在所述第一分配器的上游，并且所述第二均质器位于所述反应器容器之外且在所述第二分配器的上游。
实施方案47是如实施方案46所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一均质器是第一直列式转子定子混合器，且所述第二均质器是第二直列式转子定子混合器。
实施方案48是如实施方案47所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其还包括与所述第一直列式转子定子混合器和所述第一乳液泵流体连接的第一外部静态混合器，以及与所述第二直列式转子定子混合器和所述第二乳液泵流体连接的第二外部静态混合器，其中所述第一外部静态混合器和所述第二外部静态混合器都位于所述反应器容器之外。
实施方案49是如实施方案48所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一外部静态混合器与所述第一直列式转子定子混合器直接连接且还与所述第一乳液泵直接连接，所述第一直列式转子定子混合器与所述第一分配器直接连接，所述第二外部静态混合器与所述第二直列式转子定子混合器直接连接且还与所述第二乳液泵直接连接，所述第二直列式转子定子混合器与所述第二分配器直接连接。
实施方案50是如实施方案47-49中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一直列式转子定子混合器与相对于烯烃的流动方向在所述第一直列式转子定子混合器上游的烯烃源流体连接，并且所述第二直列式转子定子混合器与相对于烯烃的流动方向在所述第二直列式转子定子混合器上游的烯烃源流体连接。
实施方案51是如实施方案47-50中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一直列式转子定子混合器与在所述第一直列式转子定子混合器上游的再循环的异链烷烃源流体连接，并且所述第二直列式转子定子混合器与在所述第二直列式转子定子混合器上游的再循环的异链烷烃源流体连接。
实施方案52是如实施方案48-51中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一外部静态混合器和所述第二外部静态混合器与所述制冷剂再循环泵流体连接。
实施方案53是如实施方案33-52中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器系统还包括在所述反应器容器外的与所述废酸出口直接连接的废酸泵，所述废酸泵在所述第一乳液泵的上游并与所述第一乳液泵流体连接，所述废酸泵还在所述第二乳液泵的上游并与所述第二乳液泵流体连接。
实施方案54是如实施方案33-53中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一分隔挡板和所述第一聚结介质大体上彼此平行，并且分别在所述反应器容器的下部延伸穿过所述壳体，所述第二分隔挡板和所述第二聚结介质大体上彼此平行并分别在所述反应器容器的下部延伸穿过所述壳体。
实施方案55是如实施方案33-54中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一乳液泵和所述第二乳液泵与新鲜酸源流体连接。
实施方案56为如实施方案33-55中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述蒸气出口在所述反应器容器的顶部。
实施方案57为如实施方案33-56中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器系统还包括从所述第一分配器上面向上延伸的多个第一引流管以及从所述第二分配器上面向上延伸的多个第二引流管。
实施方案58是如实施方案33-57中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器系统还包括具有开放顶部和出口的提升池，所述提升池在所述反应器容器内部，并且所述出口是所述净流出物出口或与所述净流出物出口直接连接。
实施方案59是如实施方案33-57中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器系统还包括第三分隔挡板和第四分隔挡板，所述第三分隔挡板和所述第四分隔挡板分别从所述反应器容器的底部向上延伸，所述第三分隔挡板在所述第一聚结介质的下游，所述第四分隔挡板在所述第二聚结介质的下游，所述第三分隔挡板和所述第四分隔挡板限定在所述第三分隔挡板与所述第四分隔挡板之间的流出物区，所述第三分隔挡板和所述第四分隔挡板还将所述酸沉降区分成第一酸沉降区和第二酸沉降区，所述第一酸沉降区在所述第一聚结介质与所述第三分隔挡板之间，所述第二酸沉降区在所述第二聚结介质与所述第四分隔挡板之间。
实施方案60是如实施方案59所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第三分隔挡板大体平行于所述第一聚结介质，所述第四分隔挡板大体平行于所述第二聚结介质，所述第三分隔挡板和所述第四分隔挡板分别在所述反应器容器的下部延伸穿过所述壳体。
实施方案61是如实施方案59或60所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述废酸出口包括第一废酸出口和第二废酸出口，所述第一废酸出口在所述第一酸沉降区的下端，所述第二废酸出口在所述第二酸沉降区的下端，所述第一乳液泵与所述第一废酸出口流体连接，所述第二乳液泵与所述第二废酸出口流体连接，所述净流出物出口在所述流出物区的下端。
实施方案62是一种烷基化方法，其包括使烯烃与异链烷烃在硫酸催化剂的存在下接触以产生包含烷基化物的产物混合物，其中所述接触在如前述实施方案中任一项所述的反应器系统中进行。
实施方案63是如实施方案62所述的烷基化方法，其中引入所述反应器容器中的异链烷烃与烯烃的摩尔比在约2:1至约50:1的范围内。
实施方案64是如实施方案62或63所述的烷基化方法，其中所述反应器容器中的所述硫酸溶液的酸强度在约80重量％至约99.5重量％的范围内。
实施方案65是如实施方案62-64中一项所述的烷基化方法，其中所述反应区中的所述硫酸溶液的体积百分比基于所述反应区中的硫酸溶液和烃的总体积在约5％至约70％范围内。
实施方案66是如实施方案62-65中一项所述的烷基化方法，其中所述反应器容器中的温度在约0℃至约30℃的范围内。
实施方案67是如实施方案62-66中一项所述的烷基化方法，其中所述反应器容器中的压力在约2psig至约50psig的范围内。
实施方案68是如实施方案62-67中一项所述的烷基化方法，其中所述接触在如实施方案1所述的反应器系统中进行，并且所述方法包括：(a)在混合器中混合烯烃和/或异链烷烃与硫酸催化剂以产生乳液；(b)将所述乳液引导到分配器并通过分配器将所述乳液注入反应器容器中；及(c)通过所述乳液泵使所述乳液的一部分再循环。
实施方案69是如实施方案68所述的烷基化方法，其中将所述乳液的另一部分送到所述反应器容器外的硫酸沉降器中。
实施方案70是如实施方案68所述的烷基化方法，其中所述接触在如实施方案23所述的反应器系统中进行，并且所述方法还包括：(d)使所述乳液的未再循环部分经过所述分隔挡板并穿过所述聚结介质进入所述酸沉降区；(e)在所述酸沉降区中分离烃相与硫酸相；(f)将所述硫酸相的至少一部分再循环到所述混合器和所述反应区；及(g)将所述烃相的至少一部分引导到净流出物处理工段。
实施方案71是如实施方案68所述的烷基化方法，其中所述接触在如实施方案26所述的反应器系统中进行，并且所述方法还包括：(d)使所述乳液的未再循环部分经过所述第一分隔挡板并穿过所述聚结介质进入所述酸沉降区；(e)在所述酸沉降区中分离烃相与硫酸相；(f)将所述硫酸相的至少一部分再循环到所述混合器和所述反应区；(g)使所述烃相经过所述第二分隔挡板，从所述酸沉降区移动到所述流出物区；及(h)将所述烃相的至少一部分引导到净流出物处理工段。
实施方案72是如实施方案68-71中一项所述的烷基化方法，其中所述混合器选自由内部静态混合器、外部静态混合器、均质器及其组合组成的组。
实施方案73是如实施方案68-72中一项所述的烷基化方法，其还包括部分闪蒸注入所述反应器容器中的所述乳液以形成蒸气气泡。
实施方案74是如实施方案73中所述的烷基化方法，其中所述反应器系统还包括从所述分配器上面向上延伸的多个引流管，并且所述蒸气气泡的至少一部分通过所述引流管上升。
实施方案75是如实施方案62-67中一项所述的烷基化方法，其中所述接触在如实施方案33所述的分体式硫酸烷基化反应器系统中进行，并且所述方法包括：(a)在第一混合器中混合第一烯烃和/或第一异链烷烃与第一硫酸催化剂以生成第一乳液；(b)将所述第一乳液引导到第一分配器并通过第一分配器将第一乳液注入第一反应区中；(c)通过第一乳液泵使第一乳液的一部分再循环到第一反应区；(d)使所述第一乳液的未再循环部分经过第一分隔挡板并穿过第一聚结介质进入酸沉降区；(e)在第二混合器中混合第二烯烃和/或第二异链烷烃与第二硫酸催化剂以生成第二乳液；(f)将所述第二乳液引导到第二分配器并通过第二分配器将第二乳液注入第二反应区中；(g)通过第二乳液泵使第二乳液的一部分再循环到第二反应区；(h)使所述第二乳液的未再循环部分经过第二分隔挡板并穿过第二聚结介质进入酸沉降区；(i)在酸沉降区中分离烃相与硫酸相；(j)使所述硫酸相的一部分再循环到第一混合器和第一反应区；(k)使所述硫酸相的另一部分再循环到第二混合器和第二反应区；及(l)将所述烃相的至少一部分引导到净流出物处理工段。
实施方案76是如实施方案75所述的烷基化方法，其中所述第一混合器和所述第二混合器独立地选自由内部静态混合器、外部静态混合器、均质器及其组合组成的组。
实施方案77是如实施方案75或76所述的烷基化方法，其还包括部分闪蒸注入所述反应器容器中的所述第一乳液和所述第二乳液以形成蒸气气泡。
实施方案78是如实施方案77所述的烷基化方法，其中所述反应器系统还包括从所述第一分配器上面向上延伸的多个第一引流管，并且所述蒸气气泡的至少一部分通过所述第一引流管上升。
实施方案79是如实施方案77所述的烷基化方法，其中所述反应器系统还包括从所述第二分配器上面向上延伸的多个第二引流管，并且所述蒸气气泡的至少一部分通过所述第二引流管上升。
实施方案80是如实施方案68-79中一项所述的烷基化方法，其中在所述反应器容器中生成包含异链烷烃的蒸气，并且所述蒸气通过所述蒸气出口离开所述反应器容器并被引导到制冷工段。
实施方案81是如实施方案62-80中一项所述的烷基化方法，其中所述烯烃是选自由丙烯、丁烯、戊烯及其组合组成的组的C3至C5烯烃。
实施方案82是如实施方案62-81中一项所述的烷基化方法，其中所述异链烷烃包括异丁烷。
实施方案83是一种将利用氟化氢作为反应催化剂的氟化氢烷基化单元转换为硫酸烷基化单元的方法，所述方法包括：(a)用硫酸代替氟化氢作为所述反应催化剂；及(b)改进所述氟化氢烷基化单元中的合适容器，以提供如实施方案1-32中一项所述的硫酸烷基化反应器系统或如实施方案33-61中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中保留所述合适的容器作为所述硫酸烷基化反应器系统中的所述反应器容器。
实施方案84是如实施方案83所述的方法，其中所述合适的容器选自由HF酸沉降器和HF储存罐组成的组。
实施方案85是如实施方案84所述的方法，其中所述合适的容器是卧式HF酸沉降器或HF储存罐。
实施方案86是如实施方案85所述的方法，其还包括：提供制冷工段，所述制冷工段包括压缩机K/O筒、制冷剂压缩机和用于冷凝来自所述制冷剂压缩机的蒸气流的制冷剂冷凝器。
实施方案87是如实施方案85所述的方法，其还包括：保留现有HF烷基化单元的分馏工段中的一个或多个分馏塔。
实施方案88是如实施方案84所述的方法，其中所述合适的容器是立式HF酸沉降器或HF储存罐。
实施方案89是如实施方案88所述的方法，其还包括：提供制冷工段，所述制冷工段包括压缩机K/O筒、制冷剂压缩机和用于冷凝来自所述制冷剂压缩机的蒸气流的制冷剂冷凝器。
实施方案90是如实施方案88所述的方法，其还包括：保留现有HF烷基化单元的分馏工段中的一个或多个分馏塔。
实施方案91是一种将利用氟化氢作为反应催化剂的氟化氢烷基化单元转换为硫酸烷基化单元的方法，所述方法包括：(a)用硫酸代替氟化氢作为所述反应催化剂；及(b)提供如实施方案1-32中一项所述的硫酸烷基化反应器系统或如实施方案33-61中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中提供新容器作为所述硫酸烷基化反应器系统中的所述反应器容器。
实施方案92是转换的硫酸烷基化单元，其包括如实施方案1-32中一项所述的硫酸烷基化反应器系统或如实施方案33-61中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统。
实施方案93是如实施方案92所述的转换的硫酸烷基化单元，其包括两个或更多个依次布置的烷基化反应器系统，其中将来自至少一个非最终烷基化反应器系统的废酸溶液送到紧随其后的烷基化反应器系统作为其中的硫酸溶液的一部分或全部。
实施方案94是如实施方案93所述的转换的硫酸烷基化单元，其中将来自每个非最终烷基化反应器系统的废酸溶液送到紧随其后的烷基化反应器系统作为其中的硫酸溶液的一部分或全部。
实施方案95是在如实施方案92-94中一项所述的转换的硫酸烷基化单元中进行的烷基化方法。

Claims (29)

1.一种硫酸烷基化反应器系统，其包括：
(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口和乳液出口；
(b)位于所述反应器容器的下部的分配器；
(c)与所述分配器流体连接的混合器，其中所述混合器是位于所述反应器容器的下部的内部静态混合器；及
(d)与所述混合器和所述乳液出口流体连接的乳液泵；
其中所述乳液泵位于所述反应器容器之外。
2.如权利要求1所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述分配器在所述内部静态混合器的下游并与所述内部静态混合器直接连接。
3.如权利要求2所述的硫酸烷基化反应器系统，其还包括与所述内部静态混合器和所述乳液泵流体连接的外部静态混合器，其中所述外部静态混合器位于所述反应器容器之外。
4.如权利要求1-3中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器容器还包括与所述反应器容器外的硫酸沉降器流体连接的第二乳液出口。
5.如权利要求1-3中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器容器还包括分隔挡板、聚结介质、废酸出口和净流出物出口；所述分隔挡板和所述聚结介质分别从所述反应器容器的底部向上延伸，所述聚结介质在所述分隔挡板的下游并且限定所述反应器容器内的反应区和酸沉降区，所述反应区在所述聚结介质的上游，所述酸沉降区在所述聚结介质的下游，所述乳液泵还与所述废酸出口流体连接，并且所述分配器位于所述反应区处。
6.如权利要求5所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器容器还包括从所述反应器容器的底部向上延伸的第二分隔挡板，所述第二分隔挡板在所述聚结介质的下游并限定在所述第二分隔挡板下游的流出物区。
7.如权利要求1-3、6中任一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器系统还包括从所述分配器上面向上延伸的多个引流管。
8.如权利要求4所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器系统还包括从所述分配器上面向上延伸的多个引流管。
9.如权利要求5所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器系统还包括从所述分配器上面向上延伸的多个引流管。
10.一种硫酸烷基化反应器系统，其包括：
(a)封闭的反应器容器，其包括壳体、蒸气出口和乳液出口；
(b)位于所述反应器容器的下部的分配器；
(c)与所述分配器流体连接的混合器，其中所述混合器是与所述分配器流体连接的直列式转子定子混合器，并且所述直列式转子定子混合器位于所述反应器容器之外并且在所述分配器的上游；及
(d)与所述混合器和所述乳液出口流体连接的乳液泵；
其中所述乳液泵位于所述反应器容器之外。
11.如权利要求10所述的硫酸烷基化反应器系统，其还包括与所述直列式转子定子混合器和所述乳液泵流体连接的外部静态混合器，其中所述外部静态混合器位于所述反应器容器之外。
12.如权利要求10-11中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器容器还包括与所述反应器容器外的硫酸沉降器流体连接的第二乳液出口。
13.如权利要求10-11中一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器容器还包括分隔挡板、聚结介质、废酸出口和净流出物出口；所述分隔挡板和所述聚结介质分别从所述反应器容器的底部向上延伸，所述聚结介质在所述分隔挡板的下游并且限定所述反应器容器内的反应区和酸沉降区，所述反应区在所述聚结介质的上游，所述酸沉降区在所述聚结介质的下游，所述乳液泵还与所述废酸出口流体连接，并且所述分配器位于所述反应区处。
14.如权利要求13所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器容器还包括从所述反应器容器的底部向上延伸的第二分隔挡板，所述第二分隔挡板在所述聚结介质的下游并限定在所述第二分隔挡板下游的流出物区。
15.如前述权利要求10-11、14中任一项所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器系统还包括从所述分配器上面向上延伸的多个引流管。
16.如前述权利要求12所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器系统还包括从所述分配器上面向上延伸的多个引流管。
17.如前述权利要求13所述的硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器系统还包括从所述分配器上面向上延伸的多个引流管。
18.一种分体式硫酸烷基化反应器系统，其包括：
(a)封闭的卧式反应器容器，其包括壳体、蒸气出口、第一乳液出口、第二乳液出口、第一分隔挡板、第一聚结介质、第二分隔挡板、第二聚结介质、废酸出口和净流出物出口；
(b)位于所述反应器容器的下部的第一分配器；
(c)位于所述反应器容器的下部的第二分配器；
(d)与所述第一分配器流体连接的第一混合器；
(e)与所述第二分配器流体连接的第二混合器；
(f)与所述第一混合器、所述第一乳液出口和所述废酸出口流体连接的第一乳液泵；及
(g)与所述第二混合器、所述第二乳液出口和所述废酸出口流体连接的第二乳液泵；
其中所述第一分隔挡板、所述第二分隔挡板、所述第一聚结介质和所述第二聚结介质分别从所述反应器容器的底部向上延伸，所述第一聚结介质在所述第一分隔挡板的下游，所述第二聚结介质在所述第二分隔挡板的下游，所述第一聚结介质和所述第二聚结介质限定所述反应器容器内的第一反应区、第二反应区和酸沉降区，所述第一反应区在所述第一聚结介质的上游，所述第二反应区在所述第二聚结介质的上游，所述酸沉降区在所述第一聚结介质与所述第二聚结介质之间，所述第一分配器位于所述第一反应区，所述第二分配器位于所述第二反应区，所述第一乳液泵和所述第二乳液泵位于所述反应器容器之外。
19.如权利要求18所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一混合器是位于所述第一反应区的下部的第一内部静态混合器，所述第一分配器在所述第一内部静态混合器的下游并与所述第一内部静态混合器直接连接，所述第二混合器是位于所述第二反应区的下部的第二内部静态混合器，所述第二分配器在所述第二内部静态混合器的下游并与所述第二内部静态混合器直接连接。
20.如权利要求19所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其还包括与所述第一内部静态混合器和所述第一乳液泵流体连接的第一外部静态混合器，以及与所述第二内部静态混合器和所述第二乳液泵流体连接的第二外部静态混合器，其中所述第一外部静态混合器和所述第二外部静态混合器都位于所述反应器容器之外。
21.如权利要求18所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述第一混合器是与所述第一分配器流体连接的第一直列式转子定子混合器，所述第二混合器是与所述第二分配器流体连接的第二直列式转子定子混合器，所述第一直列式转子定子混合器位于所述反应器容器之外且在所述第一分配器的上游，并且所述第二直列式转子定子混合器位于所述反应器容器之外且在所述第二分配器的上游。
22.如权利要求21所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其还包括与所述第一直列式转子定子混合器和所述第一乳液泵流体连接的第一外部静态混合器，以及与所述第二直列式转子定子混合器和所述第二乳液泵流体连接的第二外部静态混合器，其中所述第一外部静态混合器和所述第二外部静态混合器都位于所述反应器容器之外。
23.如权利要求18-22中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器系统还包括从所述第一分配器上面向上延伸的多个第一引流管以及从所述第二分配器上面向上延伸的多个第二引流管。
24.如权利要求18-22中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器系统还包括具有开放顶部和出口的提升池，所述提升池在所述反应器容器内部，并且所述出口是所述净流出物出口或与所述净流出物出口直接连接。
25.如权利要求23所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中所述反应器系统还包括具有开放顶部和出口的提升池，所述提升池在所述反应器容器内部，并且所述出口是所述净流出物出口或与所述净流出物出口直接连接。
26.一种烷基化方法，其包括使烯烃与异链烷烃在硫酸催化剂的存在下接触以产生包含烷基化物的产物混合物，其中所述接触在如权利要求1-25中任一项所述的反应器系统中进行。
27.一种将利用氟化氢作为反应催化剂的氟化氢烷基化单元转换为硫酸烷基化单元的方法，所述方法包括：
(a)用硫酸代替氟化氢作为所述反应催化剂；及
(b)改进所述氟化氢烷基化单元中的合适容器，以提供如权利要求1-17中一项所述的硫酸烷基化反应器系统或如权利要求18-25中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中保留所述合适的容器作为所述硫酸烷基化反应器系统中的所述反应器容器。
28.一种将利用氟化氢作为反应催化剂的氟化氢烷基化单元转换为硫酸烷基化单元的方法，所述方法包括：
(a)用硫酸代替氟化氢作为所述反应催化剂；及
(b)提供如权利要求1-17中一项所述的硫酸烷基化反应器系统或如权利要求18-25中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统，其中提供新容器作为所述硫酸烷基化反应器系统中的所述反应器容器。
29.一种转换的硫酸烷基化单元，其包括如权利要求1至17中一项所述的硫酸烷基化反应器系统或如权利要求18至25中一项所述的分体式硫酸烷基化反应器系统。
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