CN116554917A - 一种移动床固体酸烷基化连续反应系统及方法 - Google Patents
一种移动床固体酸烷基化连续反应系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116554917A CN116554917A CN202210102795.1A CN202210102795A CN116554917A CN 116554917 A CN116554917 A CN 116554917A CN 202210102795 A CN202210102795 A CN 202210102795A CN 116554917 A CN116554917 A CN 116554917A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- solid acid
- inlet
- regenerator
- outlet
- 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.)
- Pending
Links
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 136
- 239000011973 solid acid Substances 0.000 title claims abstract description 135
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 title claims abstract description 120
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 416
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 105
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 105
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000012492 regenerant Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 31
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 21
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 19
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 15
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 claims description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 75
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000006163 transport media Substances 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G29/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, with other chemicals
-
- 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
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/584—Recycling of catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及一种移动床固体酸烷基化连续反应系统及方法，该系统包括固体酸烷基化反应器(a)、多个待再生催化剂倒料罐(e)和催化剂再生器(g)；所述待再生催化剂倒料罐(e)的催化剂出口与所述催化剂再生器(g)的待生剂入口连通，所述催化剂再生器(g)的再生剂出口通过再生剂输送管路与所述固体酸烷基化反应器(a)的催化剂入口连通；所述待生剂输送管路上设有第一催化剂输送介质入口，所述再生剂输送管路上设有第二催化剂输送介质入口。该系统能够将移动床固体酸烷基化反应系统和催化剂再生系统相衔接，进而使固体酸烷基化反应过程和催化剂再生过程连续进行。
Description
技术领域
本申请本发明涉及固体酸烷基化领域，具体为一种固体酸烷基化连续反应系统及方法。
背景技术
烷基化油是以C8支链烷烃为主的混合物，不含烯烃、芳烃、硫、氮等物质，敏感性和蒸汽压低，是清洁、理想的高辛烷值汽油组分。固体酸烷基化工艺采用固体酸作为催化剂，不会造成环境污染，也不存在设备腐蚀和催化剂运输安全的问题。随着安全生产和环保法规的日益严格，被视为安全、绿色的烷基化工艺技术，具有很好的发展前景。固定床固体酸烷基化工艺一般包含至少两台固定床反应器，定期对每台反应器进行再生操作，恢复催化剂的活性，通过多台反应器的再生—反应频繁切换维持生产的连续进行。尽管固定床固体酸烷基化工艺相对简单，但存在催化剂利用率低、难以连续顺利进行。
发明内容
本公开的目的在于解决移动床固体酸烷基化反应系统和再生系统相衔接困难的问题，使固体酸烷基化反应过程和催化剂再生过程连续进行。
为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种移动床固体酸烷基化连续反应系统，该系统包括固体酸烷基化反应器、多个待再生催化剂倒料罐和催化剂再生器；所述固体酸烷基化反应器包括立式的第一壳体、第一催化剂通道、原料入口和反应产物出口；所述第一催化剂通道沿轴向设置于所述第一壳体内，所述第一催化剂通道的顶部向上延伸至所述第一壳体外，形成催化剂入口，所述第一催化剂通道的底部形成有催化剂出口；所述第一催化剂通道的内部与外部流体连通；多个所述待再生催化剂倒料罐并联设置，且设置于所述催化剂再生器的上方；每个所述待再生催化剂倒料罐包括罐体、催化剂入口和催化剂出口；所述待再生催化剂倒料罐的催化剂入口可切换地通过待生剂输送管路与所述固体酸烷基化反应器的催化剂出口连通；所述催化剂再生器包括立式的第二壳体和第二催化剂通道；所述第二催化剂通道沿轴向设置于所述第二壳体内，所述第二催化剂通道的顶部向上延伸至所述第二壳体外，形成待生剂入口，所述第二催化剂通道的底部形成有再生剂出口；所述待再生催化剂倒料罐的催化剂出口与所述催化剂再生器的待生剂入口连通，所述催化剂再生器的再生剂出口通过再生剂输送管路与所述固体酸烷基化反应器的催化剂入口连通；所述待生剂输送管路上设有第一催化剂输送介质入口，所述再生剂输送管路上设有第二催化剂输送介质入口。
可选地，所述第一催化剂通道形成为截面为环形的筒体，用于容纳固体酸催化剂；所述筒体的内侧壁和外侧壁分别与所述第一壳体同轴设置，所述第一催化剂通道的外侧壁与所述壳体的内壁之间形成进料分配区，所述内侧壁之间形成出料区，所述进料分配区与所述出料区之间仅通过所述第一催化剂通道流体连通；所述固体酸烷基化反应器的原料入口与所述进料分配区连通，所述固体酸烷基化反应器的反应产物出口与所述出料区连通；所述第一催化剂通道的内侧壁和外侧壁上分别具有开孔，以使所述筒体的内部和外部流体连通，所述开孔的尺寸小于所述固体酸催化剂的尺寸；所述固体酸烷基化反应器的反应产物出口还通过循环物料管线与所述固体酸烷基化反应器的原料入口连通。
可选地，该系统还包括反应器催化剂进料斗和反应器催化剂出料斗；所述反应器催化剂进料斗设置于所述固体酸烷基化反应器的上方且所述反应器催化剂进料斗的出口通过催化剂下料管与所述固体酸烷基化反应器的催化剂入口连通；所述反应器催化剂出料斗设置于所述固体酸烷基化反应器的下方且所述反应器催化剂出料斗的入口与所述固体酸烷基化反应器的催化剂出口连通，所述反应器催化剂出料斗的出口通过所述待生剂输送管路与多个所述待再生催化剂倒料罐的催化剂入口分别连通；所述催化剂再生器的再生剂出口通过所述再生剂输送管路与所述反应器催化剂进料斗的入口连通。
可选地，该系统还包括再生器进料斗和再生器出料斗；所述再生器进料斗设置于所述待再生催化剂倒料罐与所述催化剂再生器之间，所述再生器进料斗的入口分别通过出口管与所述待再生催化剂倒料罐的催化剂出口连通；每个所述出口管上设有切断阀；所述再生器进料斗的出口通过待生剂下料管与所述催化剂再生器的待生剂入口连通；所述再生器出料斗设置于所述催化剂再生器的下方，所述再生器出料斗的入口与所述催化剂再生器的再生剂出口连通，所述再生器出料斗的出口通过所述再生剂输送管路与所述固体酸烷基化反应器的催化剂入口连通。
可选地，所述待再生催化剂倒料罐的罐体内设置有内套筒，所述内套筒同轴地设置于所述待再生催化剂倒料罐的罐体下部，以在所述内套筒与所述罐体内壁之间形成滤液区；所述内套筒具有过滤孔，所述过滤孔的孔径小于固体酸烷基化催化剂的粒径；可选地，所述滤液区的罐体上设有滤液出口，所述滤液出口通过滤液管线与所述固体酸烷基化反应器的原料入口连通；每个所述待再生催化剂倒料罐的催化剂入口通过入口管线与所述待生剂输送管路连通，每个所述入口管线上设有切断阀；所述系统包括2个所述待再生催化剂倒料罐。
可选地，所述催化剂再生器还包括第一再生介质入口、第一再生介质出口、第二再生介质入口和第二再生介质出口；所述第二催化剂通道形成为截面为环形的筒体，所述第二催化剂通道与所述催化剂再生器的第二壳体同轴设置，以使待生催化剂可沿所述第二催化剂通道向下移动；所述第二催化剂通道的内部和外部通过通道侧壁流体连通，所述通道侧壁与所述第二壳体内壁之间形成的壳程空间由上至下包括壳程上段、壳程中段和壳程下段，所述壳程中段与所述壳程下段之间流体不连通；所述第一再生介质入口和所述第一再生介质出口设置于所述壳程下段，所述第二再生介质入口设置于所述壳程中段，所述第二再生介质出口设置于所述壳程上段；所述第一再生介质出口与所述第二再生介质入口之间通过再生介质管线连通，所述再生介质管线上设有增压风机和加热器；所述催化剂再生器还包括浸泡罐和再生剂料腿，所述浸泡罐设置于所述催化剂再生器下方且罐顶与所述第二壳体的底壁固定连接，所述再生剂料腿与所述第二催化剂通道的底部连通，并向下穿过所述第二壳体的底壁延伸至所述浸泡罐中，所述浸泡罐的底部设有开口，以形成为所述催化剂再生器的再生剂出口；所述浸泡罐的上部设有浸泡介质入口。
本公开第二方面采用本公开第一方面中任意一项所述的系统进行固体酸烷基化连续反应的方法，该方法包括：使碳四原料经所述原料入口进入固体酸烷基化反应器；使固体酸烷基化催化剂经过催化剂入口引入所述固体酸烷基化反应器，沿第一催化剂通道向下移动，并与所述碳四原料接触反应；使一部分催化剂输送介质经第一催化剂输送介质入口进入待生剂输送管路，将来自第一催化剂通道的待生剂输送至一个待再生催化剂倒料罐中，当该再生催化剂倒料罐中的再生剂达到容量阈值时，将所述待生剂切换输送至另一个待再生催化剂倒料罐中；使再生介质进入催化剂再生器与所述待生剂接触进行再生处理，使另一部分催化剂输送介质经第二催化剂输送介质入口进入再生剂输送管路，将来自所述催化剂再生器的再生剂输送至所述固体酸烷基化反应器的催化剂入口。
可选地，该方法还包括：在返回至所述固体酸烷基化反应器的催化剂入口之前，使来自催化剂再生器的再生剂经过浸泡介质冷却；其中，所述浸泡介质选自液态异丁烷、正丁烷和混合碳四烃类中的一种或几种；所述催化剂输送介质选自液态异丁烷、正丁烷、混合碳四烃类中的一种或几种。
可选地，该方法还包括：在所述再生处理之前，使所述再生介质与第二催化剂通道下部的再生剂接触进行预热，并将预热后的再生介质进行升压和加热；其中预热后的再生介质升压至0.8～3.5MPag，再加热至150～300℃；所述再生介质与所述待生剂错流接触；所述再生介质为氢气和/或由氢气、烃类组成的混合气体。
可选地，所述反应物为C4烷烃和C4烯烃的混合物；所述固体酸烷基化反应器的反应温度为10～90℃；所述的固体酸烷基化催化剂的平均粒径为1～5mm。
通过上述技术方案，本公开所述第一催化剂通道和第二催化剂通道沿轴向设置于对应壳体内，能够使所述固体酸烷基化催化剂依靠重力向下移动；其中第一催化剂通道和第二催化剂通道通过再生剂输送管路连通，所述再生剂输送管路中含有输送介质，能够使催化剂通过输送介质在于第一催化剂通道和第二催化剂通道间循环，进而使固体酸烷基化反应过程和催化剂再生过程连续进行，达到反应物料连续反应的效果；通过将固体酸烷基化反应器和催化剂再生器的输送管路中添加多个并联设置的待再生催化剂倒料罐，能够使移动床固体酸烷基化反应系统和再生系统相衔接。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开本公开的一种移动床固体酸烷基化连续反应系统的一种具体实施方式的工艺流程图。
附图标记说明
a、固体酸烷基化反应器；b、反应器催化剂进料斗；c、反应器催化剂出料斗；d、反应物料循环泵；e、待再生催化剂倒料罐；f、再生器进料斗；g、催化剂再生器；h、浸泡罐；i、再生器出料斗；j、加热器；n、增压风机；s、内套筒；t、催化剂下料管；v、切断阀；
1、碳四原料；2、反应循环物流；3、催化剂输送介质；4、烷基化产物；5、固体酸烷基化催化剂；6、再生介质；7、浸泡介质。
具体实施方式
以下对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
如图1所示，本公开第一方面提供一种移动床固体酸烷基化连续反应系统，该系统包括固体酸烷基化反应器a、多个待再生催化剂倒料罐e和催化剂再生器g；所述固体酸烷基化反应器a包括立式的第一壳体、第一催化剂通道、原料入口和反应产物出口；所述第一催化剂通道沿轴向设置于所述第一壳体内，所述第一催化剂通道的顶部向上延伸至所述第一壳体外，形成催化剂入口，所述第一催化剂通道的底部形成有催化剂出口；所述第一催化剂通道的内部与外部流体连通；多个所述待再生催化剂倒料罐e并联设置，且设置于所述催化剂再生器g的上方；每个所述待再生催化剂倒料罐e包括罐体、催化剂入口和催化剂出口；所述待再生催化剂倒料罐e的催化剂入口可切换地通过待生剂输送管路与所述固体酸烷基化反应器a的催化剂出口连通；所述催化剂再生器g包括立式的第二壳体和第二催化剂通道；所述第二催化剂通道沿轴向设置于所述第二壳体内，所述第二催化剂通道的顶部向上延伸至所述第二壳体外，形成待生剂入口，所述第二催化剂通道的底部形成有再生剂出口；所述待再生催化剂倒料罐e的催化剂出口与所述催化剂再生器g的待生剂入口连通，所述催化剂再生器g的再生剂出口通过再生剂输送管路与所述固体酸烷基化反应器a的催化剂入口连通；所述待生剂输送管路上设有第一催化剂输送介质入口，所述再生剂输送管路上设有第二催化剂输送介质入口。
通过上述技术方案，本公开通过将所述待再生催化剂倒料罐e的催化剂出口与所述催化剂再生器g的待生剂入口连通，所述催化剂再生器g的再生剂出口通过再生剂输送管路与所述固体酸烷基化反应器a的催化剂入口连通。通过上述连通方式，能够将移动床固体酸烷基化反应系统和催化剂再生系统相衔接，进而使固体酸烷基化反应过程和催化剂再生过程连续进行。其中，固体酸烷基化反应器a为液-固径向移动床反应器；在反应器内，固体酸烷基化催化剂5在催化剂通道内靠重力向下移动，反应物流错流穿过催化剂通道，与催化剂接触，发生烷基化反应。
一种实施方式中，所述第一催化剂通道形成为截面为环形的筒体，用于容纳固体酸烷基化催化剂5；所述筒体的内侧壁和外侧壁分别与所述第一壳体同轴设置，以使固体酸烷基化催化剂5能够均匀的分部于固体酸烷基化反应器a中，可提高反应效率；所述第一催化剂通道的外侧壁与所述第一壳体的内壁之间形成进料分配区，所述内侧壁之间形成出料区，所述进料分配区与所述出料区之间仅通过所述第一催化剂通道流体连通，以使碳四原料1能够经过所述第一催化剂通道才能进入所述出料区，能够加快反应效率；所述固体酸烷基化反应器a的原料入口与所述进料分配区连通，所述固体酸烷基化反应器a的反应产物出口与所述出料区连通；所述第一催化剂通道的内侧壁和外侧壁上分别具有开孔，以使所述筒体的内部和外部流体连通，所述开孔的尺寸小于所述固体酸烷基化催化剂5的尺寸，以使固体酸烷基化催化剂5一直在所述第一催化剂通道内流动；可选地，所述固体酸烷基化反应器a的反应产物出口还通过循环物料管线与所述固体酸烷基化反应器a的原料入口连通，以使碳四原料1和反应循环物流一起进入固体酸烷基化反应器a进行反应，能够是反应更为完全，提高产物的纯度。
一种实施方式中，该系统还包括反应器催化剂进料斗b和反应器催化剂出料斗c，以使反应器催化剂进料斗b和反应器催化剂出料斗c中的物料能够得到缓冲，同时能够使物料流量平稳，进而能够达到控制流量的作用；所述反应器催化剂进料斗b设置于所述固体酸烷基化反应器a的上方且所述反应器催化剂进料斗b的出口通过催化剂下料管t与所述固体酸烷基化反应器a的催化剂入口连通，用于存储固体酸烷基化催化剂5，并能够及时向固体酸烷基化反应器a中补充催化剂；所述反应器催化剂出料斗c设置于所述固体酸烷基化反应器a的下方且所述反应器催化剂出料斗c的入口与所述固体酸烷基化反应器a的催化剂出口连通，所述反应器催化剂出料斗c的出口通过所述待生剂输送管路与多个所述待再生催化剂倒料罐e的催化剂入口分别连通，以使待生剂能够经过管路中的输送介质输送至待再生催化剂倒料罐e中；所述催化剂再生器g的再生剂出口通过所述再生剂输送管路与所述反应器催化剂进料斗b的入口连通，用于将再生后的固体酸烷基化催化剂5输送至催化剂进料斗b中，进而使物料能够连续反应。
一种实施方式中，该系统还包括再生器进料斗f和再生器出料斗i；所述再生器进料斗f设置于所述待再生催化剂倒料罐e与所述催化剂再生器g之间，所述再生器进料斗f的入口分别通过出口管与所述待再生催化剂倒料罐e的催化剂出口连通，用于在再生器进料斗f中存储待再生催化剂倒料罐e中流出的待生剂；每个所述出口管上设有切断阀v；所述再生器进料斗f的出口通过待生剂下料管与所述催化剂再生器g的待生剂入口连通；所述再生器出料斗i设置于所述催化剂再生器g的下方，所述再生器出料斗i的入口与所述催化剂再生器g的再生剂出口连通，以使再生器进料斗f中存储的待生剂可以随时向催化剂再生器g补充待生剂；所述再生器出料斗i的出口通过所述再生剂输送管路与所述固体酸烷基化反应器a上方的反应器催化剂进料斗b的入口连通，通过反应器催化剂进料斗b的出口与与所述固体酸烷基化反应器a的催化剂入口连通。
一种实施方式中，所述待再生催化剂倒料罐e的罐体内设置有内套筒s，所述内套筒s同轴地设置于所述待再生催化剂倒料罐e的罐体下部，以在所述内套筒s与所述罐体内壁之间形成滤液区；所述内套筒s具有过滤孔，所述过滤孔的孔径小于固体酸烷基化催化剂5的粒径；可选地，所述滤液区的罐体上设有滤液出口，所述滤液出口通过滤液管线与所述固体酸烷基化反应器a的原料入口连通，以使滤液中的反应产物回用，用作反应原料；可选地，每个所述待再生催化剂倒料罐e的催化剂入口通过入口管线与所述待生剂输送管路连通，用于将待生剂输送至待生剂输送管路，每个所述入口管线上设有切断阀v；可选地，所述系统包括2个所述待再生催化剂倒料罐e。
在该实施方式中，所述待再生催化剂倒料罐e的罐体内设置有内套筒s，且所述内套筒s具有过滤孔，过滤孔的孔径小于固体酸烷基化催化剂5的粒径，能够将进入待再生催化剂倒料罐e罐体内的待再生催化剂和输送介质3进行初步分离；通过设置切断阀v，能够较好的控制待再生催化剂和输送介质3传输；通过设置2个或多个待再生催化剂倒料罐e，能够进一步控制待再生催化剂的传输。
一种实施方式中，所述催化剂再生器g还包括第一再生介质入口、第一再生介质出口、第二再生介质入口和第二再生介质出口；所述第二催化剂通道形成为截面为环形的筒体，以使待生剂均匀的分部于催化剂再生器g内，能够增强再生反应的效率，所述第二催化剂通道与所述催化剂再生器g的第二壳体同轴设置，以使待生剂可沿所述第二催化剂通道向下移动；所述第二催化剂通道的内部和外部通过通道侧壁流体连通，所述通道侧壁与所述第二壳体内壁之间形成的壳程空间由上至下包括壳程上段、壳程中段和壳程下段，所述壳程中段与所述壳程下段之间流体不连通；所述第一再生介质入口和所述第一再生介质出口设置于所述壳程下段，所述第二再生介质入口设置于所述壳程中段，所述第二再生介质出口设置于所述壳程上段；所述第一再生介质出口与所述第二再生介质入口之间通过再生介质管线连通，所述再生介质管线上设有增压风机n和加热器j；可选地，所述催化剂再生器g还包括浸泡罐h和再生器进料斗f，所述浸泡罐h设置于所述催化剂再生器g下方且罐顶与所述第二壳体的底壁固定连接，所述再生器进料斗f与所述第二催化剂通道的底部连通，并向下穿过所述第二壳体的底壁延伸至所述浸泡罐h中，所述浸泡罐h的底部设有开口，以形成为所述催化剂再生器g的再生剂出口；所述浸泡罐h的上部设有浸泡介质入口。
在该实施方式中，催化剂再生器g为气-固径向移动床反应器；除此之外，催化剂再生器g还包括增压风机n和加热器j，下段的第一再生介质出口连接增压风机n入口；增压风机n出口连接加热器j入口；加热器j出口连接催化剂再生器g中段的再生介质入口。通过增压风机n和加热器j的共同作用，能够使待生剂能够在适宜的温度和再生介质6中进行催化剂再生。
本公开第二方面采用本公开第一方面中任意一项所述的系统进行固体酸烷基化连续反应的方法，该方法包括：使碳四原料1经所述原料入口进入固体酸烷基化反应器a；使固体酸烷基化催化剂5经过催化剂入口引入所述固体酸烷基化反应器a，沿第一催化剂通道向下移动，并与所述碳四原料1接触反应；使一部分催化剂输送介质3经第一催化剂输送介质入口进入待生剂输送管路，将来自第一催化剂通道的待生剂输送至一个待再生催化剂倒料罐e中，当该待再生催化剂倒料罐e中的再生剂达到料位计指示的预设容量阈值时，可通过人工切换或自动切换，将所述待生剂切换输送至另一个待再生催化剂倒料罐e中；使再生介质6进入催化剂再生器g与所述待生剂接触进行再生处理，使另一部分催化剂输送介质3经第二催化剂输送介质入口进入再生剂输送管路，将来自所述催化剂再生器g的再生剂输送至所述固体酸烷基化反应器a的催化剂入口。
通过上述技术方案，通过将碳四原料1和固体酸烷基化催化剂5加入固体酸烷基化反应器a中进行反应，反应产物分为两股，一股回到系统内继续循环反应，另一股即为得到的产物，该方法能够使得到的产物的产品质量更好。同时，所述待生剂通过催化剂输送介质3进入待再生催化剂倒料罐e中，进行后续再生反应；该方法能够将移动床固体酸烷基化反应和再生反应结合在一起，进而达到固体酸烷基化反应过程和催化剂再生过程连续进行。
一种实施方式中，该方法还包括：在返回至所述固体酸烷基化反应器a的催化剂入口之前，使来自催化剂再生器g的再生剂经过浸泡介质7冷却；其中，所述浸泡介质7选自液态异丁烷、正丁烷和混合碳四烃类中的一种或几种；所述催化剂输送介质3选自液态异丁烷、正丁烷和混合碳四烃类中的一种或几种。
在该实施方式中，所述浸泡介质7能够加快来自催化剂再生器g的再生剂的热量散失，同时能够将所述再生剂中的杂质洗脱出来，增加再生后的固体酸烷基化催化剂5的催化活性，进而增强固体酸烷基化反应的性能。
一种实施方式中，该方法还包括：在所述再生处理之前，使所述再生介质6与第二催化剂通道下部的再生剂接触进行预热，并将预热后的再生介质6进行升压和加热；其中预热后的再生介质6升压至0.8～3.5MPag，再加热至150～300℃；所述再生介质6与所述待生剂错流接触；所述再生介质6为氢气和/或由氢气、烃类组成的混合气体。
一种实施方式中，所述碳四原料1为C4烷烃和C4烯烃的混合物；所述固体酸烷基化反应器a的反应温度为10～90℃；所述的固体酸烷基化催化剂5为颗粒状固体酸烷基化催化剂，所述颗粒状固体酸烷基化催化剂的平均粒径为1～5mm。
以下通过实施例进一步详细说明本公开。实施例中所用到的原材料均可通过商购途径获得。
在本公开的一种优选的实施方式中，如图1所示，固体酸烷基化连续反应的方法包括以下步骤：
液相碳四原料1和反应循环物流2一同作为反应物流从固体酸烷基化反应器a的原料入口进入反应器的进料分配区；反应器催化剂进料斗b中的固体酸烷基化催化剂5依靠重力从反应器顶部进入反应器的第一催化剂通道，靠重力沿第一催化剂通道向下移动；所述液相碳四原料1与固体酸烷基化催化剂5进行错流接触反应，所述固体酸烷基化反应器a的反应温度为10～90℃；所述的固体酸烷基化催化剂5的平均粒径为1～5mm。
液相的反应产物从反应器的反应产物出口流出，分为两股，一股作为烷基化产物4；一股作为反应循环物流2经反应物料循环泵d增压，再与碳四原料1混合。
从反应器底部流出的固体酸烷基化催化剂5落入反应器催化剂出料斗c，再由作为催化剂输送介质3的液态异丁烷抽送至一台待再生催化剂倒料罐e，当再生催化剂倒料罐接收的再生剂达到容量阈值时，切换至另一台待再生催化剂倒料罐e进料。待再生催化剂倒料罐e中的再生剂经脱液后，靠重力落入再生器进料斗f；待再生催化剂倒料罐e排出的液体异丁烷自流至反应物料循环泵d入口。
再生器进料斗f中的待生剂依靠重力从催化剂再生器g顶部进入第二催化剂通道，靠重力通过第二催化剂通道，并经催化剂下料管t，落入浸泡罐h中的浸泡介质7液态异丁烷中。
再生介质6从催化剂再生器g下段的再生介质入口进入，错流穿过下段的催化剂通道，再从下段的再生介质出口流出，经增压风机n增压至0.8～3.5Mpa后，再由加热器j加热至150～300℃后，从催化剂再生器中段的再生介质入口进入，先后错流穿过中、上两段催化剂通道，由催化剂再生器g顶的再生介质出口流出。
待再生固体酸烷基化催化剂在催化剂再生器g的催化剂通道中，首先被再生介质6加热至再生温度，完成再生后，再被再生介质6冷却；流出催化剂再生器g后，落入浸泡罐h中的液态异丁烷中，继续冷却。
浸泡罐h中的固体酸烷基化催化剂5落入再生器出料斗i；再由异丁烷抽送、携带至反应器催化剂进料斗b。
通过上述方法，实现了低温固体酸烷基化液、固移动床反应与高温的固体酸烷基化催化剂气、固移动床再生的衔接，即将移动床固体酸烷基化反应系统和催化剂再生系统相衔接，使固体酸烷基化反应和催化剂再生反应连续、平稳进行。
以上详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种移动床固体酸烷基化连续反应系统，其特征在于，该系统包括固体酸烷基化反应器(a)、多个待再生催化剂倒料罐(e)和催化剂再生器(g)；
所述固体酸烷基化反应器(a)包括立式的第一壳体、第一催化剂通道、原料入口和反应产物出口；所述第一催化剂通道沿轴向设置于所述第一壳体内，所述第一催化剂通道的顶部向上延伸至所述第一壳体外，形成催化剂入口，所述第一催化剂通道的底部形成有催化剂出口；所述第一催化剂通道的内部与外部流体连通；
多个所述待再生催化剂倒料罐(e)并联设置，且设置于所述催化剂再生器(g)的上方；每个所述待再生催化剂倒料罐(e)包括罐体、催化剂入口和催化剂出口；所述待再生催化剂倒料罐(e)的催化剂入口可切换地通过待生剂输送管路与所述固体酸烷基化反应器(a)的催化剂出口连通；
所述催化剂再生器(g)包括立式的第二壳体和第二催化剂通道；所述第二催化剂通道沿轴向设置于所述第二壳体内，所述第二催化剂通道的顶部向上延伸至所述第二壳体外，形成待生剂入口，所述第二催化剂通道的底部形成有再生剂出口；所述待再生催化剂倒料罐(e)的催化剂出口与所述催化剂再生器(g)的待生剂入口连通，所述催化剂再生器(g)的再生剂出口通过再生剂输送管路与所述固体酸烷基化反应器(a)的催化剂入口连通；
所述待生剂输送管路上设有第一催化剂输送介质入口，所述再生剂输送管路上设有第二催化剂输送介质入口。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一催化剂通道形成为截面为环形的筒体，用于容纳固体酸烷基化催化剂(5)；所述筒体的内侧壁和外侧壁分别与所述第一壳体同轴设置，所述第一催化剂通道的外侧壁与所述第一壳体的内壁之间形成进料分配区，所述内侧壁之间形成出料区，所述进料分配区与所述出料区之间仅通过所述第一催化剂通道流体连通；所述固体酸烷基化反应器(a)的原料入口与所述进料分配区连通，所述固体酸烷基化反应器(a)的反应产物出口与所述出料区连通；
所述第一催化剂通道的内侧壁和外侧壁上分别具有开孔，以使所述筒体的内部和外部流体连通，所述开孔的尺寸小于所述固体酸烷基化催化剂(5)的尺寸；
可选地，所述固体酸烷基化反应器(a)的反应产物出口还通过循环物料管线与所述固体酸烷基化反应器(a)的原料入口连通。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括反应器催化剂进料斗(b)和反应器催化剂出料斗(c)；
所述反应器催化剂进料斗(b)设置于所述固体酸烷基化反应器(a)的上方且所述反应器催化剂进料斗(b)的出口通过催化剂下料管(t)与所述固体酸烷基化反应器(a)的催化剂入口连通；
所述反应器催化剂出料斗(c)设置于所述固体酸烷基化反应器(a)的下方且所述反应器催化剂出料斗(c)的入口与所述固体酸烷基化反应器(a)的催化剂出口连通，所述反应器催化剂出料斗(c)的出口通过所述待生剂输送管路与多个所述待再生催化剂倒料罐(e)的催化剂入口分别连通；
所述催化剂再生器(g)的再生剂出口通过所述再生剂输送管路与所述反应器催化剂进料斗(b)的入口连通。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括再生器进料斗(f)和再生器出料斗(i)；
所述再生器进料斗(f)设置于所述待再生催化剂倒料罐(e)与所述催化剂再生器(g)之间，所述再生器进料斗(f)的入口分别通过出口管与所述待再生催化剂倒料罐(e)的催化剂出口连通；每个所述出口管上设有切断阀(v)；所述再生器进料斗(f)的出口通过待生剂下料管与所述催化剂再生器(g)的待生剂入口连通；
所述再生器出料斗(i)设置于所述催化剂再生器(g)的下方，所述再生器出料斗(i)的入口与所述催化剂再生器(g)的再生剂出口连通，所述再生器出料斗(i)的出口通过所述再生剂输送管路与所述固体酸烷基化反应器(a)的催化剂入口连通。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述待再生催化剂倒料罐(e)的罐体内设置有内套筒(s)，所述内套筒(s)同轴地设置于所述待再生催化剂倒料罐(e)的罐体下部，以在所述内套筒(s)与所述罐体内壁之间形成滤液区；所述内套筒(s)具有过滤孔，所述过滤孔的孔径小于固体酸烷基化催化剂(5)的粒径；可选地，所述滤液区的罐体上设有滤液出口，所述滤液出口通过滤液管线与所述固体酸烷基化反应器(a)的原料入口连通；
可选地，每个所述待再生催化剂倒料罐(e)的催化剂入口通过入口管线与所述待生剂输送管路连通，每个所述入口管线上设有切断阀(v)；
可选地，所述系统包括2个所述待再生催化剂倒料罐(e)。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述催化剂再生器(g)还包括第一再生介质入口、第一再生介质出口、第二再生介质入口和第二再生介质出口；
所述第二催化剂通道形成为截面为环形的筒体，所述第二催化剂通道与所述催化剂再生器(g)的第二壳体同轴设置，以使待生剂可沿所述第二催化剂通道向下移动；所述第二催化剂通道的内部和外部通过通道侧壁流体连通，所述通道侧壁与所述第二壳体内壁之间形成的壳程空间由上至下包括壳程上段、壳程中段和壳程下段，所述壳程中段与所述壳程下段之间流体不连通；所述第一再生介质入口和所述第一再生介质出口设置于所述壳程下段，所述第二再生介质入口设置于所述壳程中段，所述第二再生介质出口设置于所述壳程上段；所述第一再生介质出口与所述第二再生介质入口之间通过再生介质管线连通，所述再生介质管线上设有增压风机(n)和加热器(j)；
可选地，所述催化剂再生器(g)还包括浸泡罐(h)和再生器进料斗(f)，所述浸泡罐(h)设置于所述催化剂再生器(g)下方且罐顶与所述第二壳体的底壁固定连接，所述再生器进料斗(f)与所述第二催化剂通道的底部连通，并向下穿过所述第二壳体的底壁延伸至所述浸泡罐(h)中，所述浸泡罐(h)的底部设有开口，以形成为所述催化剂再生器(g)的再生剂出口；所述浸泡罐(h)的上部设有浸泡介质入口。
7.采用权利要求1～6中任意一项所述的系统进行固体酸烷基化连续反应的方法，其特征在于，该方法包括：
使碳四原料(1)经所述原料入口进入固体酸烷基化反应器(a)；使固体酸烷基化催化剂(5)经过催化剂入口引入所述固体酸烷基化反应器(a)，沿第一催化剂通道向下移动，并与所述碳四原料(1)接触反应；
使一部分催化剂输送介质(3)经第一催化剂输送介质入口进入待生剂输送管路，将来自第一催化剂通道的待生剂输送至一个待再生催化剂倒料罐(e)中，当该再生催化剂倒料罐(e)中的再生剂达到容量阈值时，将所述待生剂切换输送至另一个待再生催化剂倒料罐(e)中；
使再生介质(6)进入催化剂再生器(g)与所述待生剂接触进行再生处理，使另一部分催化剂输送介质(3)经第二催化剂输送介质入口进入再生剂输送管路，将来自所述催化剂再生器(g)的再生剂输送至所述固体酸烷基化反应器(a)的催化剂入口。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在返回至所述固体酸烷基化反应器(a)的催化剂入口之前，使来自催化剂再生器(g)的再生剂经过浸泡介质(7)冷却；其中，所述浸泡介质(7)选自液态异丁烷、正丁烷和混合碳四烃类中的一种或几种；
所述催化剂输送介质(3)选自液态异丁烷、正丁烷、混合碳四烃类中的一种或几种。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在所述再生处理之前，使所述再生介质(6)与第二催化剂通道下部的再生剂接触进行预热，并将预热后的再生介质(6)进行升压和加热；其中预热后的再生介质(6)升压至0.8～3.5MPag，再加热至150～300℃；所述再生介质(6)与所述待生剂错流接触；
所述再生介质(6)为氢气和/或由氢气、烃类组成的混合气体。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述碳四原料(1)为C4烷烃和C4烯烃的混合物；所述固体酸烷基化反应器(a)的反应温度为10～90℃；所述的固体酸烷基化催化剂(5)的平均粒径为1～5mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210102795.1A CN116554917A (zh) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 一种移动床固体酸烷基化连续反应系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210102795.1A CN116554917A (zh) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 一种移动床固体酸烷基化连续反应系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116554917A true CN116554917A (zh) | 2023-08-08 |
Family
ID=87495199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210102795.1A Pending CN116554917A (zh) | 2022-01-27 | 2022-01-27 | 一种移动床固体酸烷基化连续反应系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116554917A (zh) |
-
2022
- 2022-01-27 CN CN202210102795.1A patent/CN116554917A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7611677B2 (en) | Multi-zone fixed-bed or moving-bed reactor with an integrated heat exchanger | |
| JP5235414B2 (ja) | 多帯域を有し、再生または新鮮な触媒の各帯域への追加を伴う移動床反応装置 | |
| CN105457566A (zh) | 一种流化床反应与再生装置及固体酸烷基化方法 | |
| CN111068591B (zh) | 一种液固轴向移动床反应与再生装置及其应用 | |
| CN107983270A (zh) | 一种移动床反应器、固体酸烷基化反应系统及固体酸烷基化反应方法 | |
| CN105396517B (zh) | 一种流化床反应与再生装置及固体酸烷基化方法 | |
| CN116554917A (zh) | 一种移动床固体酸烷基化连续反应系统及方法 | |
| CN105441116B (zh) | 一种固体酸烷基化反应方法 | |
| CN111068590B (zh) | 一种固体酸烷基化方法 | |
| WO2020083279A1 (zh) | 一种液固轴向移动床反应与再生装置和一种固体酸烷基化方法 | |
| WO2020088440A1 (zh) | 一种液固径向移动床反应装置和一种固体酸烷基化方法 | |
| CN112569873B (zh) | 固体酸烷基化反应与再生装置及固体酸烷基化反应与再生方法 | |
| CN105457567B (zh) | 一种流化床固体酸烷基化反应与再生装置及应用方法 | |
| CN107974277B (zh) | 一种固体酸烷基化的设备和方法 | |
| CN104271225B (zh) | 以延长的周期时间制备短链烯烃的方法 | |
| CN111100682B (zh) | 一种固体酸烷基化方法 | |
| CN115537229B (zh) | 延长固体酸烷基化反应运转周期的方法和反应装置 | |
| US11958046B1 (en) | Methods and systems for alkylate production involving a multi-zone alkylation reactor | |
| CN111097338A (zh) | 一种液固径向移动床反应装置 | |
| CN116981509A (zh) | 用于多区流化床反应器中的催化剂再生的集成循环系统及其使用方法 | |
| CN112175654A (zh) | 一种煤直接液化的沸腾床强化反应系统及工艺 | |
| JPS58138789A (ja) | 水素化処理反応器 |
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 |