CN111589407B - 一种硫酸烷基化系统及其生产异辛烷的方法 - Google Patents
一种硫酸烷基化系统及其生产异辛烷的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111589407B CN111589407B CN202010428585.2A CN202010428585A CN111589407B CN 111589407 B CN111589407 B CN 111589407B CN 202010428585 A CN202010428585 A CN 202010428585A CN 111589407 B CN111589407 B CN 111589407B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reactor
- reaction
- mixer
- sulfuric acid
- main alkylation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2455—Stationary reactors without moving elements inside provoking a loop type movement of the reactants
- B01J19/2465—Stationary reactors without moving elements inside provoking a loop type movement of the reactants externally, i.e. the mixture leaving the vessel and subsequently re-entering it
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
- B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
- B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
- B01F33/836—Mixing plants; Combinations of mixers combining mixing with other treatments
- B01F33/8362—Mixing plants; Combinations of mixers combining mixing with other treatments with chemical reactions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0053—Details of the reactor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/54—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition of unsaturated hydrocarbons to saturated hydrocarbons or to hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring with no unsaturation outside the aromatic ring
- C07C2/56—Addition to acyclic hydrocarbons
- C07C2/58—Catalytic processes
- C07C2/62—Catalytic processes with acids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
- B01F2101/2204—Mixing chemical components in generals in order to improve chemical treatment or reactions, independently from the specific application
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2527/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- C07C2527/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
- C07C2527/053—Sulfates or other compounds comprising the anion (SnO3n+1)2-
- C07C2527/054—Sulfuric acid or other acids with the formula H2Sn03n+1
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种硫酸烷基化系统及其生产异辛烷的方法,属于化工技术领域。所述的系统采用阶梯式3步反应,有3个反应器低温反应,分步骤加入原料烯烃,三反应器方案可降低异丁烷返回反应器的比例,烯烃进料分三股分别进入反应器,配比的异丁烷较单个反应器方案要小的多,但整体烷烯比要比单反应器方案高一些,有利于提高烷基化反应油的质量和酸烷比列。由于异丁烷过量、烯烃多步骤加入,循环异丁烷量大、高烷烯比高,提高了反应体系中的异丁烷的纯度,提高酸相中异丁烷的浓度以及抑制烯烃的叠合等副反应的发生。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域,具体涉及一种硫酸烷基化系统及其生产异辛烷的方法。
背景技术
烷基化装置是以液化气中的烯烃及异丁烷为原料,在催化剂的作用下烯烃与异丁烷反应,生成烷基化油的加工装置。
随着我国环保意识的不断提高,对油品的质量要求不断增加,烷基化油因具有零芳烃、零烯烃、低硫、低蒸汽压,RON和MON不仅绝对值高而且差值小的诸多特点,少量的烷基化油即可大幅提高汽油产品品质,是国Ⅵ阶段汽油产品升级的一项重要措施,因此在未来清洁油品生产中,烷基化技术会占据越来越重要的位置。我国烷基化装置的产能也在不断增加,烷基化装置开工率也在增加,由于对调和汽油中清洁的烷基化油需求的增加,主营炼厂对烷基化技术在汽油调和中的重要作用是较为认可的,在成品油升级的大背景下,主营炼厂对烷基化油的需求也呈现增长趋势。随着独立炼厂原油进口权及使用权的下放,独立炼厂的成品油产量增加,也将增加其对烷基化油的需求,这都为烷基化市场注入了新的活力。市场的需求不断推进烷基化技术持续创新,未来环境友好的烷基化技术及工艺也将为烷基化市场带来新的机遇,进一步为我国的油品质量提升提供强大支持。总体来看,烷基化技术的市场发展前景较为乐观。
液体硫酸烷基化工艺技术成熟可靠,在全球烷基化市场占据重要地位,对装置原料的适应性和装置消耗等均具有较大优势,其技术改进方向主要是降低酸耗、提高产品质量和分离效率及废酸处理回收等。但是现有代表性技术存在以下问题:
1)STRATCO硫酸烷基化工艺反应温度高,烷基化产物选择性偏低,硫酸消耗偏高,卧式搅拌功率大,电消耗高,还可能因密封问题出现泄漏,并且单台反应器处理量小,反应流出物采用浓酸洗、碱水洗工艺,流程长,设备台数多,产品蒸馏系统由于存在水,腐蚀性大。
2)CDALKY低温硫酸法烷基化工艺反应器中特殊结构的填料和内件,反应器为专利设备,进口代价大,烷基化反应是一步完成,酸与烃局接触时烷烯比还偏小,为了实现反应过程高烷烯比,需要加大循环异丁烷的量,导致系统能耗高。
3)ExxonMobil公司烷基化工艺由于只有部分循环异丁烷与原料预混和,当酸与烃局部接触时烷烯比低,并且反应器内只有小的搅拌器,混合效果差,传质和传热效果差,一定程度上降低了烷基化油的质量并增加了酸耗。
4)Kellogg工艺的缺点是烯烃原料预先不与异丁烷混合,结果就会发生副反应,生成混合聚合物和发生聚合反应。由于其自身反应器的传动装置较多,酸置换比较困难,因此20世纪70年代以后美国就很少建设这种装置了。
发明内容
本发明是针对上述存在的技术问题提供一种硫酸烷基化系统及其生产异辛烷的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种硫酸烷基化系统,该系统包括主烷基化反应器、第一静态混合器、第二静态混合反应器和第三静态混合反应器;
C4原料的输出管道和异丁烷的输出管道与第一静态混合器相连;所述的主烷基化反应器的上部设有特殊结构的反应混合器,所述反应混合器的喉部设有开孔的环形管与其连通,所述第一静态混合器的输出端与环形管相连,所述的硫酸输出管道与反应混合器的顶部相连,所述特殊结构的反应混合器底部出口设有半球形结构的冲击反射装置;
所述主烷基化反应器的上部的反应液通过溢流管与第三静态混合反应器相连,所述的C4原料的输出管道以及系统回收有机烃的输出管道均与第三静态混合反应器相连,第三静态混合反应器底部的输出端与第二静态混合反应器的中部相连,第一静态混合反应器还有一个输出端与第二静态混合反应器的输入端相连,且主烷基化反应器的中部的底端通过泵与第二静态混合反应器相连,第二静态混合反应器的顶部与主烷基化反应器的中部的上端相连;
所述主烷基化反应器的中部通过溢流管与主烷基化反应器的下部相连;所述主烷基化反应器的下部的输出端依次与斜板沉降分离器、第一聚结器、第二聚结器以及旋液分离器相连,旋液分离器顶部的输出端与产品分离塔相连,所述产品分离塔底部的输出端即为目标产品异辛烷。
本发明技术方案中:主烷基化反应器的中部和主烷基化反应器的下部的气体输出端均与压缩机相连,压缩机的输出端通过冷凝器与冷凝液罐相连,冷凝液罐的液体输出端与第一静态混合器相连。
本发明技术方案中:系统回收有机烃的输出管道为第一聚结器顶部的输出端和旋液分离器底部的输出端。
本发明技术方案中:产品分离塔顶部的输出端与异丁烷的输出管道相连。
一种利用上述的系统实现生产异辛烷的方法,该方法包括以下步骤:
(1)90~99%的C4原料烃烯进入静态混合器与异丁烷混合后温度为1~5℃,输送至主烷基化反应器上部内的混合器喉部外的环形管,通过喉部的小孔射入混合器内部,与进入混合器的循环酸混合,混合器出口安装有半球形结构的冲击反射装置,混合器出口物料高速冲向半球形结构的冲击反射装置后反射返回,形成强烈的碰撞混合,烯烃C4原料、异丁烷快速分散到催化剂硫酸中,形成硫酸-烃乳化液;其中:所述的混合器出口安装于液面下部,使得主烷基化反应器上部内的液体充分混合,
(2)反应后的硫酸-烃乳化液通过溢流管道进入反应器外部的静态混合反应器进行第二步反应,反应液体中含有异丁烷大于60%wt;剩余的C4原料烯烃和酸烃分离回收的有机烃混合后进入静态混合反应器;
(3)出静态混合器反应器物料进入静态混合反应器,从静态混合器分流来的一股烷烯烃混合物液进入静态混合器反应器,进行第三步反应,该步骤中C4烯烃来自静态混合器,所述静态混合器反应器顶部的物料输送至主烷基化反应器中部的上端并进行闪蒸;
(4)主烷基化反应器中部反应后的液体物料输送至主烷基化反应器的下部进行沉降分离,底端为硫酸,通过泵排出系统,上部的输出端为经烷基化反应出料液体,该液体经加压泵加压后进入斜板沉降分离器分离较大的酸液滴,之后输送至聚集分离器和聚集分离器分离夹带的硫酸和硫酸酯,出聚集分离器的物料进入旋流分离器进行分离,分离后的物料输送至产品分离塔,塔顶得到的轻组分在补充异丁烷后送静态混和器,返回反应系统,重组分为塔底部的产品异辛烷。
上述方法中:步骤(1)中主烷基化反应器上部工作压力0.35~0.45MPa,温度为0-4℃,进主烷基化反应器上部循环硫酸的温度为-1~-5℃。
上述方法中:步骤(2)中反应温度为1-10℃,优选反应温度为5~6℃。
上述方法中:主烷基化反应器中部、下部温度-1~-5℃。主烷基化反应器中部压力0.015~0.035MPa,主烷基化反应器下部压力0.01~0.03MPa。
上述方法中:主烷基化反应器顶部的混合器20入口的硫酸质量浓度大于90%。
本发明技术方案中:烷基化反应采用阶梯式多步反应,有3个反应器,为主烷基化反应器1、第一静态混合反应器、第二静态混合反应器。主烷基化反应器为立式塔结构,分为上、中、下3段,段与段之间用管道连接。上段完成烷基化反应大部分原料的反应,中段为第二静态混合反应器、第三静态混合反应器,反应后物料的闪蒸分离,移走烷基化反应释放的热量,下段完成酸烃分离。主烷基化反应器内的混合器喉部外的环形管,通入烯烃C4原料、异丁烷混合物,通过喉部的小孔射入混合器内部,与进入混合器的循环酸混合,混合器出口安装有半球形结构的冲击反射装置,混合器出口物料高速冲向半球形结构的冲击反射装置后返回,形成强烈的碰撞混合,烯烃C4原料、异丁烷快速分散到催化剂硫酸中,形成酸-烃乳化液,该喷射碰撞混合强度高于搅拌混合。
本发明技术方案中:采用阶梯式多步反应自冷式烷基化工艺,反应热不需要热交换设备移走,第一步主烷基化反应器1上部反应温度为0-4℃,完成75-80%的反应,反应热通过温度为-1~-5℃的循环酸带走;第二步静态混合反应器10温度为5-6℃,完成5%的反应;第三步静态混合反应器3,温度为-1~-5℃,完成15-20%的反应。
在一些优选的技术方案中:反应压力依次降低;第一步主烷基化反应器1反应压力为0.4MPa;反应液体在第三步静态混合反应器3出口达到泡点,为0.025MPa,主烷基化反应器1中部压力0.025MPa,主烷基化反应器1下部压力0.02MPa,主烷基化反应器1下部底部硫酸大于90%wt。主烷基化反应器1上下压差距正常约0.38MPa;
烯烃原料分3步加入反应器,并且预先与异丁烷混合后再通入反应器,避免烯烃在反应器分散不均匀,局部发生副反应,生成混合聚合物和发生聚合反应;
本发明技术方案中:烯烃原料分3步加入反应器,并且预先与异丁烷混合后再通入反应器,避免烯烃在反应器分散不均匀,局部发生副反应,生成混合聚合物和发生聚合反应;主烷基化反应器1进料C4烯烃原料是静态混合器2中烯烃与分馏回收和补充的异丁烷混合后的物料,温度大于3℃。静态混合反应器3进料C4烯烃原料是静态混合器2中烯烃与分馏回收和补充的异丁烷混合后的物料。静态混合反应器10进料C4烯烃原料是烯烃与含60-70%wt异丁烷的除酸后的反应产物混合后的物料。
本发明技术方案中:反应流出物不采用浓酸洗、碱水洗工艺。反应流出物处理段由斜板沉降器、聚结器、聚结器、旋流分离器组成。不需要碱水洗涤系统,旋流分离器前部分有机物循环回反应系统,并将旋流分离器分离的含酸滴、有机物的物料循环回反应系统,降低分馏流程分离烷基化油的含酸的几率;极性硫酸酯在聚结器聚结为大液滴,通过聚结器、旋流分离器得到好的分离,并返回反应系统加以利用;
本发明技术方案中:可采用脱异丁烷塔和脱正丁烷塔双塔分馏流程来分离烷基化油、异丁烷和正丁烷,也可以采用单塔。异丁烷返回反应器,由于不需要碱水对反应流出物进行洗涤,因此,整个分馏段是干式的。没有水存在,腐蚀基本被杜绝,从而显著地减少设备维修费用、减少了计划外停车几率。
本发明技术方案中:所述的技术方案中所述的压力为表压。
本发明的有益效果:
1)烷基化反应采用阶梯式3步反应,有3个反应器低温反应,分步骤加入原料烯烃,三反应器方案可降低异丁烷返回反应器的比例,烯烃进料分三股分别进入反应器,配比的异丁烷较单个反应器方案要小的多,但整体烷烯比要比单反应器方案高一些,有利于提高烷基化反应油的质量和酸烷比列。由于异丁烷过量、烯烃多步骤加入,循环异丁烷量大、高烷烯比高,提高了反应体系中的异丁烷的纯度,提高酸相中异丁烷的浓度以及抑制烯烃的叠合等副反应的发生。
2)主烷基化反应器1内的混合器结构简单,混合强度高,反应原料分散效果好;硫酸是连续相,烃类是分散相,烃类在硫酸中的分散状况对反应影响较大。由于酸烃的密度差大,硫酸的粘度也大,借助喷射碰撞混合、静态混合器混合等措施强化反应体系的分散状况,提高其传质与传热效率,加速烷基化反应,有利于提高烷基化油的辛烷值。
3)原料烯烃大部分和异丁烷混合后加入反应系统,抑制烯烃的叠合等副反应的发生
4)采用非搅拌型反应器的新工艺包括:在理想的温度状况下使得硫酸和反应物充分混和;从酸溶液中很容易地分离反应产物。在新工艺流程中,主要设备为反应器和分离器,无需酸洗和碱水洗涤过程,而且由于设计成一个干燥的系统,因此设备腐蚀程度很小。非搅拌型反应器设计因为无需对机械搅拌器或密封部件维护而降低了成本,而产品分馏部分可根据不同原料和产品规格设计成单塔或双塔流程。
5)流出物自制冷工艺可使得反应器内保持高的异丁烷浓度。
附图说明
附图1为一种硫酸烷基化装置流程图。
附图2为主烷基化反应器1内的混合器20结构示意图。
其中:1-主烷基化反应器;2-第一静态混合器;3-第二静态混合反应器;4-小循环循环泵;5-大循环循环泵;6-压缩机;7-冷凝器;8-冷凝液罐;9-碱洗罐;10-第三静态混合反应器;11-烷基化反应出料液体加压泵;12-斜板沉降分离器;13-第一聚结器;14-第二聚结器;15-旋液分离器;16-产品分离塔;17-C4原料;18-新鲜硫酸;19-外排废硫酸;20-反应混合器;21-第一溢流管;22-第二溢流管;23-外排C3/C4;24-补充异丁烷;25-外排正丁烷;26-产品异辛烷,27-环形管。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明,但本发明的保护范围不限于此:
一种硫酸烷基化系统,该系统包括主烷基化反应器1、第一静态混合器2、第二静态混合反应器3和第三静态混合反应器10,
C4原料的输出管道和异丁烷的输出管道与第一静态混合器2相连;所述的主烷基化反应器1的上部设有反应混合器20,所述反应混合器20的喉部设有开孔的环形管27与其连通,所述第一静态混合器2的输出端与环形管27相连,所述的硫酸输出管道与反应混合器20的顶部相连,所述的反应混合器20底部出口设有半球形结构的冲击反射装置;
所述主烷基化反应器1的上部的反应液通过溢流管21与第三静态混合反应器10相连,所述的C4原料的输出管道以及系统回收有机烃的输出管道均与第三静态混合反应器10相连,第三静态混合反应器10底部的输出端与第二静态混合反应器3的中部相连,第二静态混合反应器3还有一个输出端与第三静态混合反应器10的输入端相连,且主烷基化反应器1的中部的底端通过泵与第二静态混合反应器3相连,第二静态混合反应器3的顶部与主烷基化反应器1的中部的上端相连;
所述主烷基化反应器1的中部通过溢流管与主烷基化反应器1的下部相连;所述主烷基化反应器1的下部的输出端依次与斜板沉降分离器12、第一聚结器13、第二聚结器14以及旋液分离器15相连,旋液分离器15顶部的输出端与产品分离塔16相连,所述产品分离塔16底部的输出端即为目标产品异辛烷。
主烷基化反应器1的中部和主烷基化反应器1的下部的气体输出端均与压缩机6相连,压缩机6的输出端通过冷凝器7与冷凝液罐8相连,冷凝液罐8的液体输出端与第一静态混合器2相连。
系统回收有机烃的输出管道为第一聚结器13顶部的输出端和旋液分离器15底部的输出端。产品分离塔16顶部的输出端与异丁烷的输出管道相连。
一种利用上述系统实现生产异辛烷的方法,该方法包括以下步骤:
含烯烃C4原料17分为两股,(95%烯烃C4原料17)的一股含烯烃C4原料进入静态混合器2与异丁烷混合后温度约为3℃,进入安装在主烷基化反应器1上部内的混合器20喉部外的环形管27,通过喉部环形管27的小孔射入混合器20内部,与进入混合器20的循环酸混合,混合器20出口安装有半球形结构的冲击反射装置,混合器20出口物料高速冲向半球形结构的冲击反射装置后反射返回,形成强烈的碰撞混合,烯烃C4原料、异丁烷快速分散到催化剂硫酸中,形成硫酸-烃乳化液。
主烷基化反应器1上部内的混合器20出口安装于液面下部,使得主烷基化反应器1上部内的液体充分混合,主烷基化反应器1上部工作压力为0.4MPA,温度为0-4℃,进主烷基化反应器1上部循环硫酸的温度为-3℃,主烷基化反应器1上部发生的烷基化反应通过低温循环硫酸带走。主烷基化反应器1上部完成大部分反应。
反应后的硫酸-烃乳化液通过溢流管道21进入反应器外部的静态混合反应器10进行第二步反应。通过溢流管道21反应液体中含有异丁烷大于60%wt。原料烯烃(5%烯烃C4原料17)和酸烃分离回收的有机烃(含有异丁烷大于60%wt)混合后进入静态混合反应器10,反应温度为5-6℃,完成5%的反应。
出静态混合器反应器10物料进入第二静态混合反应器3,从静态混合器2分流来的一股烷烯烃混合物液进入静态混合器反应器3,进行第三步反应,第二静态混合反应器3加入的C4烯烃来自静态混合器2,预先混有异丁烷,完成15-20%的反应;
主烷基化反应器1中部外安装有小循环循环泵4,从主烷基化反应器1中部抽出闪蒸分离降温后的酸烃混合物,送静态混合反应器3,静态混合反应器3出口物料温度达到泡点-3℃,出口物料闪蒸分离,气体去压缩机6,通过压缩机6抽出部分轻烃,也就是主烷基化反应器1中部的反应段通过汽化气移走反应热,维持主烷基化反应器1中部、下端温度-3℃。主烷基化反应器1中部压力0.025MPa,主烷基化反应器1下部压力0.02MPa。
主烷基化反应器1中部闪蒸,大部分C3和少量C4物料汽化,离开反应液体,使得液相中没有反应的异丁烷浓度增加,有利于反应。反应后液体物料通过溢流管22溢流到主烷基化反应器1底部的沉降分离段。沉降分离段进行酸-烃的沉降分离,硫酸密度大,沉降到底部,通过大循环循环泵5加压,部分废酸由19排出系统,新酸18补充到外循环系统,送主烷基化反应器1顶部的混合器20入口。主烷基化反应器1顶部的混合器20入口的硫酸浓度大于90%。沉降分离段气相连接压缩机6入口,以利于溢流管物料能进入沉降分离段。
由于从沉降分离段抽出的酸流量大、温度低,从而可以实现在主烷基化反应器1顶部反应段的低温运行。维持反应温度为0-4℃。
压缩部分
主烷基化反应器1中段和下段闪蒸出的烃类气体,进入压缩机6压缩升高压力到约0.2MPa,出压缩机6的物料经过冷却器7冷却冷凝,冷凝后的烃类液体进入冷凝液罐8,冷凝液罐8液体部分返回反应系统,在静态混和器2中与其他物料混和后送混和器20和静态混合反应器3。冷凝液罐8部分液体去丙烷碱洗罐9碱洗,除掉夹带的微量酸,经过23排出系统。
反应系统流出物料的精制和产品精馏脱除掉硫酸和硫酸酯在主烷基化反应器1的下段,通过重力沉降分离,硫酸由于密度高于烃类,聚集于底部,烃类由于密度小而位于上层,流出反应器1的烃类中仅仅含有微量的硫酸,经过烷基化反应出料液体加压泵11加压后进入斜板沉降分离器12分离较大的酸液滴,聚集分离器13,分离夹带的硫酸和硫酸酯,聚集分离器13分离后的部分有机物料送静态混合反应器10入口,部分去聚集分离器14分离夹带的硫酸和硫酸酯。因为出反应器物料是泡点温度,由于流动阻力,会发生汽化。
斜板沉降分离器12、第一聚结器13、第二聚结器14中如有气体扰动,将降低分离效果。烷基化反应出料液体加压泵11加压可以避免由于物料在斜板沉降器12和聚集分离器13/14中汽化,影响分离酸的效果。出聚集分离器14的物料进入旋流分离器15,在离心力作用下,密度大的物料落到底部返回循环泵5入口。
产品分离塔16依据生产规模,可以设计成为一个或两个。采用一个塔时,塔顶得到的轻组分在补充异丁烷24后送静态混和器2,返回反应系统,重组分为塔底部的产品异辛烷26,可以通过一个塔侧线排出正辛烷25;采用二塔流程时,第一个塔顶部的到循环异丁烷,在补充异丁烷24后送静态混和器2,返回反应系统,在第二个塔顶部排出正辛烷25,重组分为塔底部的产品异辛烷26。该技术产品主要指标RON为96-97。
Claims (11)
1.一种硫酸烷基化系统,其特征在于:该系统包括主烷基化反应器(1)、第一静态混合器(2)、第二静态混合反应器(3)和第三静态混合反应器(10),
C4原料的输出管道和异丁烷的输出管道与第一静态混合器(2)相连;所述的主烷基化反应器(1)的上部设有反应混合器(20),所述反应混合器(20)的喉部设有开孔的环形管(27)与其连通,所述第一静态混合器(2)的输出端与环形管(27)相连,硫酸输出管道与反应混合器(20)的顶部相连,所述的反应混合器(20)底部出口设有半球形结构的冲击反射装置;
所述主烷基化反应器(1)的上部的反应液通过第一溢流管(21)与第三静态混合反应器(10)相连,所述的C4原料的输出管道以及系统回收有机烃的输出管道均与第三静态混合反应器(10)相连,第三静态混合反应器(10)底部的输出端与第二静态混合反应器(3)的中部相连,第一静态混合器(2)还有一个输出端与第二静态混合反应器(3)的输入端相连,且主烷基化反应器(1)的中部的底端通过泵与第二静态混合反应器(3)相连,第二静态混合反应器(3)的顶部与主烷基化反应器(1)的中部的上端相连;
所述主烷基化反应器(1)的中部通过溢流管与主烷基化反应器(1)的下部相连;所述主烷基化反应器(1)的下部的输出端依次与斜板沉降分离器(12)、第一聚结器(13)、第二聚结器(14)以及旋液分离器(15)相连,旋液分离器(15)顶部的输出端与产品分离塔(16)相连,所述产品分离塔(16)底部的输出端即为目标产品异辛烷;
反应压力依次降低;第一步主烷基化反应器(1)反应压力高于反应液体在第三静态混合反应器(10)出口达到泡点的压力;主烷基化反应器(1)中部压力高于主烷基化反应器(1)下部压力。
2.根据权利要求1所述的硫酸烷基化系统,其特征在于:主烷基化反应器(1)的中部和主烷基化反应器(1)的下部的气体输出端均与压缩机(6)相连,压缩机(6)的输出端通过冷凝器(7)与冷凝液罐(8)相连,冷凝液罐(8)的液体输出端与第一静态混合器(2)相连。
3.根据权利要求1所述的硫酸烷基化系统,其特征在于:系统回收有机烃的输出管道为包括第一聚结器(13)顶部的输出端和旋液分离器(15)底部的输出端。
4.根据权利要求1所述的硫酸烷基化系统,其特征在于:产品分离塔(16)顶部的输出端与异丁烷的输出管道相连。
5.一种利用权利要求1所述的系统实现生产异辛烷的方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
(1)90~99%的C4原料烃烯进入第一静态混合器(2)与异丁烷混合后温度为1~5℃,输送至主烷基化反应器(1)上部内的反应混合器(20)喉部外的环形管(27),通过喉部的小孔射入反应混合器(20)内部,与进入反应混合器(20)的循环酸混合,反应混合器(20)出口安装有半球形结构的冲击反射装置,反应混合器(20)出口物料高速冲向半球形结构的冲击反射装置后反射返回,形成强烈的碰撞混合,烯烃C4原料、异丁烷快速分散到催化剂硫酸中,形成硫酸-烃乳化液;其中:所述的反应混合器(20)出口安装于液面下部,使得主烷基化反应器(1)上部内的液体充分混合;
(2)反应后的硫酸-烃乳化液通过第一溢流管(21)进入反应器外部的第三静态混合反应器(10)进行第二步反应,反应液体中含有异丁烷大于60wt%;剩余的C4原料烯烃和酸烃分离回收的有机烃混合后进入第三静态混合反应器(10);
(3)出第三静态混合反应器(10)物料进入第二静态混合反应器(3),从第一静态混合器(2)分流来的一股烷烯烃混合物液进入第二静态混合反应器(3),进行第三步反应,该步骤中 C4烯烃来自第一静态混合器(2),所述第二静态混合反应器(3)顶部的物料输送至主烷基化反应器(1)中部的上端并进行闪蒸;
(4)主烷基化反应器(1)中部反应后的液体物料输送至主烷基化反应器(1)的下部进行沉降分离,底端为硫酸,通过泵排出系统,上部的输出端为经烷基化反应出料液体,该液体经烷基化反应出料液体加压泵(11)加压后进入斜板沉降分离器(12)分离较大的酸液滴,之后输送至第一聚结器(13)和第二聚结器(14)分离夹带的硫酸和硫酸酯,出第二聚结器(14)的物料进入旋流分离器(15)进行分离,分离后的物料输送至产品分离塔,塔顶得到的轻组分在补充异丁烷(24)后送第一静态混合器(2),返回反应系统,重组分为塔底部的产品异辛烷(26)。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:步骤(1)中主烷基化反应器(1)上部工作压力0.35~0.45MPa,温度为0-4℃,进主烷基化反应器1上部循环硫酸的温度为-5~-1℃。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:步骤(2)中反应温度为1-10℃。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:步骤(2)中反应温度为5~6℃。
9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:主烷基化反应器(1)中部、下部温度-5~-1℃;主烷基化反应器(1)中部压力0.015~0.035 MPa,主烷基化反应器(1)下部压力0.01~0.03MPa。
10.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:主烷基化反应器(1)顶部的反应混合器(20)入口的硫酸质量浓度大于90%。
11.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:第三步反应的温度为-5~-1℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010428585.2A CN111589407B (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种硫酸烷基化系统及其生产异辛烷的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010428585.2A CN111589407B (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种硫酸烷基化系统及其生产异辛烷的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111589407A CN111589407A (zh) | 2020-08-28 |
CN111589407B true CN111589407B (zh) | 2022-04-12 |
Family
ID=72180795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010428585.2A Active CN111589407B (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种硫酸烷基化系统及其生产异辛烷的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111589407B (zh) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2149331A1 (de) * | 1970-10-06 | 1972-04-13 | Texaco Development Corp | Verfahren zur alkylierung von isoparaffinen mit olefinen mittels schwefelsaeure-katalysator |
JP2001247877A (ja) * | 2000-03-03 | 2001-09-14 | Yoshihide Takino | 液状油中の芳香族成分を分離回収する方法及びその装置 |
EP1286938A1 (en) * | 2000-06-06 | 2003-03-05 | Orgral International Technologies Corporation | Method and device for the production of alkylates |
CN106032349A (zh) * | 2015-03-20 | 2016-10-19 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种液体酸催化的异构烷烃与烯烃的烷基化反应方法 |
CN106281432A (zh) * | 2015-05-21 | 2017-01-04 | 北京化工大学 | 一种利用硫酸为催化剂制备烷基化油的系统装置及生产方法 |
CN106659990A (zh) * | 2014-07-03 | 2017-05-10 | 雪佛龙美国公司 | 用于离子液体催化烷基化的喷嘴设计 |
CN108070401A (zh) * | 2016-11-15 | 2018-05-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种烷基化反应产物的分离方法 |
CN110893335A (zh) * | 2018-09-12 | 2020-03-20 | 中国石化工程建设有限公司 | 液体酸烷基化反应器及烷基化反应方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5318690A (en) * | 1991-08-15 | 1994-06-07 | Mobil Oil Corporation | Gasoline upgrading process |
US5292981A (en) * | 1992-06-16 | 1994-03-08 | Mobil Oil Corporation | Isoparaffin-olefin alkylation process |
US20070197848A1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Refining Hydrocarbon Technologies Llc | Low temperature low cost sulfuric acid alkylation process |
CA2654918A1 (en) * | 2006-06-26 | 2008-01-03 | Bp Oil International Limited | Process for preparing 2,3-dimethylbutane and uses of the resulting product |
EA013873B1 (ru) * | 2008-08-18 | 2010-08-30 | Семен Шикович Гершуни | Способ получения алкилбензина и реактор серно-кислотного алкилирования изобутана олефинами |
US9000249B2 (en) * | 2013-05-10 | 2015-04-07 | Uop Llc | Alkylation unit and process |
CN105233784B (zh) * | 2014-07-07 | 2017-05-24 | 中石化洛阳工程有限公司 | 一种烷基化反应器及烷基化方法 |
CN105396517B (zh) * | 2014-09-05 | 2018-07-31 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种流化床反应与再生装置及固体酸烷基化方法 |
CN105062554B (zh) * | 2015-08-06 | 2017-04-26 | 天津大学 | 用于烷基化油合成的反应器 |
CN106431807B (zh) * | 2016-05-06 | 2019-06-18 | 烟台大学 | 一种异丁烷/丁烯烷基化反应的方法和系统 |
CA3044543A1 (en) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Production of alkylate from isoparaffin |
CN108264929B (zh) * | 2016-12-30 | 2020-05-08 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种硫酸烷基化方法 |
US11148115B2 (en) * | 2017-08-31 | 2021-10-19 | Refining Technology Solutions, Llc | Sulfuric acid alkylation reactor system and conversion of a hydrogen fluoride alkylation unit to a sulfuric acid alkylation unit |
-
2020
- 2020-05-20 CN CN202010428585.2A patent/CN111589407B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2149331A1 (de) * | 1970-10-06 | 1972-04-13 | Texaco Development Corp | Verfahren zur alkylierung von isoparaffinen mit olefinen mittels schwefelsaeure-katalysator |
JP2001247877A (ja) * | 2000-03-03 | 2001-09-14 | Yoshihide Takino | 液状油中の芳香族成分を分離回収する方法及びその装置 |
EP1286938A1 (en) * | 2000-06-06 | 2003-03-05 | Orgral International Technologies Corporation | Method and device for the production of alkylates |
CN106659990A (zh) * | 2014-07-03 | 2017-05-10 | 雪佛龙美国公司 | 用于离子液体催化烷基化的喷嘴设计 |
CN106032349A (zh) * | 2015-03-20 | 2016-10-19 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种液体酸催化的异构烷烃与烯烃的烷基化反应方法 |
CN106281432A (zh) * | 2015-05-21 | 2017-01-04 | 北京化工大学 | 一种利用硫酸为催化剂制备烷基化油的系统装置及生产方法 |
CN108070401A (zh) * | 2016-11-15 | 2018-05-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种烷基化反应产物的分离方法 |
CN110893335A (zh) * | 2018-09-12 | 2020-03-20 | 中国石化工程建设有限公司 | 液体酸烷基化反应器及烷基化反应方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111589407A (zh) | 2020-08-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104151119B (zh) | 一种碳四深加工制备异辛烷的方法 | |
WO2021078239A1 (zh) | 气液鼓泡床反应器、反应系统以及合成碳酸酯的方法 | |
CN101888987B (zh) | 用于烃低聚的方法 | |
CN105152840B (zh) | 一种碳四烃物流的精制工艺 | |
CN103357369A (zh) | 一种烷基化反应装置及方法 | |
CN107434762A (zh) | 一种乙二醇单叔丁基醚的制备与精制方法 | |
CN106281432A (zh) | 一种利用硫酸为催化剂制备烷基化油的系统装置及生产方法 | |
CN110759801A (zh) | 一种混合c4生产二异丁烯的方法 | |
CN107151194A (zh) | 一种快速磺化中和反应的工艺及装置 | |
CN105268394B (zh) | 一种液体酸烷基化反应器及其应用方法 | |
CN111589407B (zh) | 一种硫酸烷基化系统及其生产异辛烷的方法 | |
CN108587684A (zh) | 一种联合芳烃生产线连续重整单元 | |
CN210674823U (zh) | 一种洗油和煤直接液化油混合加工系统 | |
CN106540640B (zh) | 一种石油树脂加氢过程脱硫、脱氯的工业方法及装置 | |
CN215886868U (zh) | 一种乙烯选择性齐聚联产1-己烯及1-辛烯的生产装置 | |
US11890589B2 (en) | Alkylation reaction apparatus, reaction system, and liquid acid catalyzed alkylation reaction process | |
CN109265376B (zh) | 连续式生产石油磺酸盐的方法及装置 | |
CN105272808A (zh) | 丙烯回收的设备 | |
CN105315238A (zh) | 环氧丙烷的生产设备 | |
CN111533631A (zh) | 一种工业异辛烷生产系统 | |
CN1230420C (zh) | 石油磺酸盐的连续式制备方法 | |
CN105330504A (zh) | 回收精制丙烯的装置 | |
CN112430175B (zh) | 由混合碳四生产异辛烷油的方法及装置 | |
CN215611590U (zh) | 一种用于磺化反应的低温反应系统 | |
CN115138302B (zh) | 液体酸烷基化反应工艺及反应系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |