CN1291782C - 一种适用于离子液体催化剂的连续式反应器及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种适用于离子液体催化剂的连续式反应器，包括反应段和沉降段，反应段包含1-8个串联的反应罐，沉降段包含1个沉降罐，其中反应罐包含原料入口、新催化剂入口、循环催化剂入口和物料出口，沉降罐包含物料入口、物料出口和催化剂收集器，催化剂收集器位于沉降罐底部，收集器的出口通过管线与反应罐的循环催化剂入口连接，管线上有阀门控制催化剂的循环量。本发明提供的反应器适用于反应物和产物均为液态，且密度轻于离子液体的反应，特别是液态烯烃与芳烃之间进行的烷基化反应。所说的离子液体为氯铝酸型离子液体，阳离子部分主要包括1-丁基-3-甲基咪唑鎓、1-烷基吡啶鎓、烷基铵离子、烷基膦离子等。
Description
技术领域
本发明涉及一种适合离子液体型催化剂的连续式反应器及该反应器的应用方法。
技术背景
离子液体(RTILs)，由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，在室温附近的温度范围内呈液态。上世纪80年代初，英国的BP公司和法国的IFP公司等研究机构开始系统地探索RTILs作为溶剂和催化剂的可能性。90年代以后，人们已经能合成一系列性能稳定的RTILs。把RTILs作为一种新催化剂，在有机合成领域的应用研究工作日趋活跃。顾彦龙等在《化学进展》2003年第3期比较系统地综述了RTILs在环加成、烷基化、酰化、加氢、C-C偶联、氧化、裂解和异构化、羰基合成、聚合、亲核取代、环丙烷化、烯烃和炔烃的卤化、芳烃的硝化及重排等反应中的应用。烷基化用离子液体型催化剂可以分成非氯铝酸型和氯铝酸型(AL-ILs)，后者系三氯化铝与适当的有机化合物反应而成，这种催化剂不仅在室温下呈液态，而且酸性很强，其典型的阳离子部分如下所示。
1-丁基-3-甲基咪唑鎓(bmim) 1-烷基吡啶嗡(N-BuPy) 烷基铵离子(TMA) 烷基膦离子(TPA)
CN122561报道了氯铝酸型离子液体催化剂的制备方法。《Journal ofCatalysis》2000年196期报道了上述离子液体型催化剂在烷基化反应中的应用实例，DeCastro等用固载在SiO2上的AL-ILs(阳离子部分为bmim，T350/AL-IL)，以正十二烯-1为原料，采用间歇釜式反应，制备了十二烷基苯(烯烃转化率：99.4％)，其中单烷基苯占99.8％，多烷基苯占0.1％。
为了实现在烷基化工业装置上实现用离子液体催化剂代替传统三氯化铝催化剂，需要解决连续运转、催化剂分离和催化剂循环等问题，但到目前为止，采用离子液体型催化剂的试验装置和工业化装置报道很少。
在间歇式反应器方面，WO9850153报道了在釜式离子液体催化反应中，将组成离子液体的阴阳离子成分分别加入两种反应原料，然后一起滴加到反应釜中，两种原料在反应釜中相遇，同时形成离子液体型催化剂。
在连续式反应器方面，C&EN(1998.Vol 76(5).32～37)报道了一种并联切换的反应器，能够实现离子液体催化的乙烯和苯的烷基化，连续生产乙苯。CatalysisToday(2001.Vol66(2-4).309～316)报道了一种环管式反应器(Loop reactor)，用于离子液体催化丁烯-1的二聚。原料丁烯-1呈气态，催化剂呈液态，反应在甲苯溶剂中进行，属于两相反应(biphasic reaction mode)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于离子液体催化剂的连续式反应器，该反应器既能够实现催化剂循环使用，减少催化剂废弃量，保护环境；又能够减少溶剂用量，大幅度降低溶剂回收能耗。
本发明的另一个目的是提供上述连续式反应器的应用方法。
本发明提供的反应器包括反应段和沉降段，反应段包含1-8个串联的反应罐，沉降段包含1个沉降罐。其中反应罐包含原料入口、新催化剂入口、循环催化剂入口和物料出口。沉降罐包含物料入口、物料出口和催化剂收集器，催化剂收集器位于沉降罐底部，收集器的出口通过管线与反应罐的循环催化剂入口连接，管线上有阀门控制催化剂的循环量。反应罐的物料出口与沉降罐的物料入口之间通过挡板、管线或其他方式连接。反应罐和沉降罐的物料出口距离罐底应当有一定高度，最好位于罐体的中部以上，使反应混合物以溢流的方式流出反应罐和沉降罐。
反应罐数量可以是1-8个，最好是2-6个，反应罐数量数过多，虽然有利于减少溶剂的消耗，但也会大幅度增加设备制造成本。
当反应器中只有一个反应罐时，反应器结构如图1所示。1原料入口；2反应罐；3搅拌器；4上出挡板；5下出挡板；6沉降罐催化剂收集器；7新鲜催化剂入口；8催化剂循环管；9三通阀；10催化剂出口；11沉降罐物料出口。催化剂的循环使用次数由三通阀处于A和B状态的时间比控制。A状态输入用过的催化剂(8和6导通)；B状态排放用过的催化剂(10和6导通)。
当反应器中有多个反应罐时(如图2所示)，第2-8反应罐含有原料补充入口、物料入口和物料出口，新鲜催化剂入口和循环催化剂的入口位于第1反应罐。前一反应罐的物料出口与后一反应罐的物料入口之间通过挡板、管线或其他方式连接。反应混合物以溢流的方式在反应罐之间流动。
反应罐最好带有搅拌装置，便于充分反应；还可以配备外夹套或内盘管控制温度。沉降罐中也可以配备外夹套或内盘管控制温度。催化剂收集器的作用是把沉降到沉降罐下部的催化剂集中，并通过一个出口排放或循环到反应罐中。因此，收集器的形状应便于在重力作用下排空液体，优选形状是锥形。
本发明提供的反应器适用于反应物和产物均为液态，且密度小于离子液体的反应，特别是液态烯烃与芳烃之间进行的烷基化反应。如：由苯和烯烃制备烷基苯的反应，由萘和烯烃制备烷基萘的反应，以及其他由烯烃与含有苯环的化合物进行的烷基化反应。
本发明提供的反应器的应用方法包括：把离子液体型催化剂和摩尔比为1～100的烯烃和芳烃组成的混合原料分别注入反应段，反应段温度为0～120℃，沉降段温度0～200℃，反应开始后补充原料和催化剂，使反应罐内物料的停留时间为0.1～10小时，催化剂与原料烯烃的重量比维持在0.0005～0.25之间，反应后的物料自动溢流到沉降段，催化剂沉降到收集器，其余物料从溢流口流出。
具体地说，在只有一个反应罐的单元反应器中(参见图1)，把离子液体型烷基化催化剂用计量泵从催化剂入口7注入反应段2，同时将摩尔比为1～100，优选为5～50，最优为10～25的烯烃和芳烃组成的混合原料(必要时含有其它溶剂)用计量泵从原料入口1注入反应段2。反应段温度为0～120℃，优选为25～100℃，最优为50～80℃；沉降段温度0～200℃，优选为50～150℃，最优为80～120℃。反应开始后从原料入口1以一定的流速补充原料，保证反应罐内物料的停留时间为0.1～10小时，优选为0.2～5小时，最优为0.5～2.5小时；从催化剂入口7补充催化剂，催化剂与原料烯烃的重量比维持在0.0005～0.25之间，优选为0.001～0.1，最优为0.002～0.05。反应后的物料经挡板4和5自动溢流到沉降段，沉降段没有搅拌，催化剂逐步沉降到收集器6，通过控制三通阀9的开启状态，使催化剂经循环管8返回到反应段2，或由泵从催化剂出口10排出。其余物料从与反应段液面高度相等的溢流口11流出。反应过程中通过调整原料和催化剂的流速，保持反应釜内催化剂和烯烃的质量比固定。
在含有多个反应罐的多元反应器中(参见图2)，把离子液体型烷基化催化剂用催化剂计量泵从催化剂入口7注入第一反应段，在第一反应段4A加入烯烃和芳烃组成的混合原料(必要时含有其它溶剂)，开始反应。当物料充满第一反应段4A后从1补充烯烃，当物料进入第二反应段后，从2B注入烯烃，当物料进入第三反应段后，从2C注入烯烃，当物料进入第四反应段后，从2D注入烯烃，以此类推。反应过程中，通过控制各反应段的烯烃注入流速，保持各反应段的烯烃和芳烃的摩尔比一致。
本发明所说的离子液体为氯铝酸型离子液体，阳离子部分可以是1-丁基-3-甲基咪唑鎓(bmim)、1-烷基吡啶鎓(N-BuPy)、烷基铵离子(TMA)、烷基膦离子(TPA)等。
本发明所使用的溶剂可以与反应物相同，如制备烷基苯时，可以用苯作溶剂；也可以与反应物不同，如制备烷基萘时，可以同时添加环己烷等饱和烃作溶剂。
本发明提供的连续式反应器，适合离子液体催化剂的特点，实现了离子液体催化反应的连续运行，提高了生产效率；同时能够实现催化剂循环使用，减少催化剂废弃量，有利于保护环境；还可以减少溶剂用量，大幅度降低溶剂回收的能耗。
附图说明
图11+1型反应器
图24+1型反应器
具体实施方式
下面用实施例和对比例说明本发明提供的连续式反应器的优点。但反应器的应用范围并不限于所述实例，反应器的适用范围也不限于烷基化反应。
实例1中的连续式反应器虽然只有1个单元，但原料和催化剂均为连续进料，反应是不间断的；对比例1中的间歇式反应器虽然也能实现催化剂多次反复使用，但投料和出料是间断的。
实施例1-5叙述了用1+1单元式反应器制备二十二烷基苯、二十四烷基甲苯、十六烷基萘、十二烷基二苯醚等烷基取代芳烃化合物的实例。
如果三通阀9自始至终处于B状态，则催化剂只使用1次，不循环使用(实例1-4)，三通阀9处于A状态和B状态的时间为5∶1时，催化剂循环使用5次，或者说催化剂的使用时间是不循环时的5倍(实例5)。使用本发明的催化剂注入系统，在所有实例中，反应器中催化剂的浓度都保持不变。
实施例6叙述了用4+1单元式反应器制备二十四烷基苯的实例。催化剂循环方式与实施例5相同。
实施例1二十二烷基苯的制备
采用图1所示1+1式单元反应器制备长链烷基苯。原料为苯和平均碳数为22的α烯烃混合物(NERATEN 20-24，爱格富公司，平均分子量294)。具体步骤如下：把离子液体型烷基化催化剂(RA101，北京兴普精细化工技术开发公司)18g用计量泵从催化剂入口(图1，7)注入反应段(图1，2)，同时将苯和烯烃的摩尔比为24的混合原料用原料计量泵从原料入口(图1，1)注入反应段(图1，2)，物料的液面高度和溢流口高度相等时，反应段的有效容积视为20升。反应段温度：80℃，沉降段温度：120℃。1小时后从1以20L/h的流速补充原料，从7以18g/h的速度注入催化剂。反应后的物料自动溢流到沉降段，由于沉降段没有搅拌，催化剂逐步沉降到收集锥(图1，6)并由泵从催化剂出口(图1，10)排出。其余物料从与反应段液面高度相等的溢流口(图1，11)流出。反应过程中催化剂和烯烃的比例固定(质量比为0.008)，通过调整进料泵和催化剂注入泵的流速控制。苯和烯烃的比例也固定(摩尔比为24)。每隔1小时更换接收容器，蒸除多余的苯后测定溴指数，并按下式计算烯烃的转化率。蒸除的剩余苯质量占流出物料质量的83％。10小时之间烯烃的转化率见表1。
表1采用1+1式单元连续烷基化反应器的二十二烷基苯产品分析结果
| 取样时间，h | 产品质量，g/h | 转化率，％ |
| 1 | 2897 | 99.98 |
| 2 | 2877 | 99.98 |
| 3 | 2865 | 99.95 |
| 4 | 2873 | 99.97 |
| 5 | 2881 | 99.98 |
| 6 | 2893 | 99.98 |
| 7 | 2861 | 99.97 |
| 8 | 2873 | 99.96 |
| 9 | 2894 | 99.98 |
| 10 | 2887 | 99.97 |
*注入烯烃流量：2310g/h，收率为100％时的理论产物流量：2923g/h。
R(％)＝100-M×C/160000
式中R-转化率(％)
C-溴指数(mgBr/100g)
M-测试所用原料烯烃的平均分子量。
溴指数参照中华人民共和国国家标准GB5177.4《工业烷基苯溴指数的测定电位滴定法》测定。推荐仪器为RPA-100Br溴指数测定仪(江苏江环分析仪器有限公司)，根据下式计算。
C＝(A-B)N×7990/W
式中：C-溴指数(mgBr/100g)
A-滴定样品所消耗的溴化钾-溴酸钾标准溶液毫升数
B-滴定空白所消耗的溴化钾-溴酸钾标准溶液毫升数
N-溴化钾-溴酸钾标准溶液的当量浓度
W-称取的样品量
表2采用1+1式单元连续烷基化反应器的二十四烷基甲苯产品分析结果
| 取样时间，h | 产品质量，g/h | 转化率*，％ |
| 1 | 4648 | 99.98 |
| 2 | 4586 | 99.96 |
| 3 | 4793 | 99.98 |
| 4 | 4557 | 99.95 |
| 5 | 4631 | 99.97 |
| 6 | 4652 | 99.98 |
| 7 | 4628 | 99.97 |
| 8 | 4682 | 99.98 |
| 9 | 4645 | 99.98 |
| 10 | 4661 | 99.96 |
*注入烯烃流量：3610g/h，收率为100％时的理论产物流量：4648g/h。
实施例2二十四烷基甲苯的制备
采用图1所示1+1式单元反应器制备长链烷基甲苯。原料为甲苯和平均碳数为24的α烯烃混合物(C208，三菱化学，平均分子量320)。具体步骤如下：把离子液体型烷基化催化剂(RA101，北京兴普精细化工技术开发公司)29g用催化剂计量泵从催化剂入口(图1，7)注入反应段(图1，2)，同时将甲苯和烯烃的摩尔比为13的混合原料从注入口(图1，1)将反应段(图1，2)注满，物料的液面高度和溢流口高度相等时反应段的有效容积视为20升。反应段温度80℃，沉降段温度：120℃。1小时后从1以20L/h的流速补充混合原料，同时从7以29g/h的流速注入催化剂。反应后的物料自动溢流到沉降段，由于沉降段不搅拌，催化剂逐步沉降到收集锥(图1，6)并由泵从催化剂出口(图1，10)排出。其余物料从溢流口(图1，11)流出。甲苯和烯烃的摩尔比为13。催化剂和烯烃的质量比为0.008。每隔1小时更换接收瓶，按实例1所述方法测定溴指数、计算转化率和脱除的甲苯，蒸出甲苯占流出物料质量的73％。10小时之间烯烃的转化率见表2。
实施例3十六烷基萘的制备
采用图1所示1+1式单元反应器制备长链烷基萘。原料为萘和碳数为16的α烯烃(NERATEN 16，爱格富公司)混合物。具体步骤如下：把离子液体型烷基化催化剂(RA101，北京兴普精细化工技术开发公司)24g用催化剂计量泵从催化剂入口(图1，7)注入反应段(图1，2)，同时将萘和烯烃的摩尔比为6，溶剂环己烷和萘的摩尔比为10的混合原料从注入口(图1，1)将反应段(图1，2)注满，物料的液面高度和溢流口高度相等时反应段的有效容积视为20升。反应段温度80℃，沉降段温度：120℃。1小时后从1以20L/h的流速注入混合物料，同时从7以24g/h的速度注入催化剂。反应后的物料自动溢流到沉降段，催化剂沉降到收集锥(图1，6)，由泵从催化剂出口(图1，10)排出。其余物料从溢流口(图1，11)流出。催化剂和十六烯的质量比为0.04。每隔1小时更换接收容器，按实例1所述方法测定溴指数、计算转化率和计量脱除的剩余的萘和溶剂环己烷，蒸出的未反应萘和环己烷占流出物料质量的94.3％。10小时之间的烯烃的转化率见表3。
表3采用1+1式单元连续烷基化反应器的十六烷基萘产品分析结果
| 取样时间，h | 产品质量，g/h | 转化率，％ |
| 1 | 568 | 99.98 |
| 2 | 547 | 99.97 |
| 3 | 566 | 99.98 |
| 4 | 532 | 99.96 |
| 5 | 541 | 99.97 |
| 6 | 559 | 99.97 |
| 7 | 557 | 99.98 |
| 8 | 567 | 99.98 |
| 9 | 562 | 99.97 |
| 10 | 561 | 99.97 |
*注入烯烃流量：575g/h，转化率为100％时的理论产物流量：903g/h。
实施例4十二烷基二苯醚的制备
采用图1所示1+1式单元反应器制备十二烷基二苯醚。原料为二苯醚和碳数为12的α烯烃(NERATEN 12，工业品，爱格富公司)。把离子液体型烷基化催化剂(RA101，北京兴普精细化工技术开发公司)85g用催化剂计量泵从催化剂入口(图1，7)注入反应段，同时将二苯醚与烯烃的摩尔比为10的混合原料从注入口(图1，1)将反应段(图1，2)注满，物料的液面高度和溢流口高度相等时反应段的有效容积视为20升。反应段温度80℃，沉降段温度：120℃。1小时后从1以20L/h的流量注入混合原料，同时从7以85g/h的速度注入催化剂。反应后的物料自动溢流到沉降段，催化剂沉降到收集锥(图1，6)并从催化剂出口(图1，10)排出。其余物料从与反应段液面高度相等的溢流口(图1，11)流出。反应过程中保持催化剂和十二烯的质量比为0.05。每隔1小时更换接收容器，蒸除未反应二苯醚，称量产品的质量。脱除的二苯醚占流出物料的82％。测定溴指数，10小时之间烯烃的转化率见表4。
表4采用1+1式单元连续烷基化反应器的使二烷基二苯醚产品分析结果
| 取样时间，h | 产品质量，g/h | 转化率*，％ |
| 1 | 3409 | 99.97 |
| 2 | 3431 | 99.98 |
| 3 | 3378 | 99.96 |
| 4 | 3401 | 99.98 |
| 5 | 3395 | 99.96 |
| 6 | 3363 | 99.97 |
| 7 | 3421 | 99.98 |
| 8 | 3415 | 99.98 |
| 9 | 3377 | 99.96 |
| 10 | 3423 | 99.98 |
*注入烯烃流量：1100g/h，转化率为100％时的理论产物流量：3420g/h。
实施例5二十四烷基甲苯的制备
采用图1所示1+1式单元反应器制备长链烷基甲苯。原料为甲苯和平均碳数为24的α烯烃混合物(C208，三菱化学，平均分子量320)。具体步骤如下：把离子液体型烷基化催化剂(RA101，北京兴普精细化工技术开发公司)29g用催化剂计量泵从催化剂入口(图1，7)注入反应段，同时将甲苯和烯烃的摩尔比为13的混合原料从注入口(图1，1)将反应段(图1，2)注满，物料的液面高度和溢流口高度相等时反应段的有效容积视为20升。反应段温度80℃，沉降段温度80℃。1小时后从1以20/h的流速补充混合原料，按5min(A状态)：1min(B状态)的时间间隔设置三通阀9。从7以流量为4.8g/h，8以流量为24.2g/h的速度回注催化剂，保持反应段内新鲜催化剂和循环催化剂的比例为1∶5。也就是说，新鲜催化剂的用量降低到了不循环时的1/6。反应后的物料自动溢流到沉降段，由于沉降段不搅拌，催化剂逐步沉降到收集锥(图1，6)，多余催化剂从催化剂出口(图1，10；B状态时)排出。其余物料从与反应段液面高度相等的溢流口(图1，11)流出。甲苯和烯烃的摩尔比为13。催化剂和烯烃的质量比为0.008。每隔1小时更换接收瓶，按实例1所述方法测定溴指数、计算转化率和脱除的剩余甲苯，蒸出甲苯占流出物料质量的73％。10小时之间烯烃的转化率见表5。
表5采用1+1式单元连续烷基化反应器的二十四烷基甲苯产品分析结果
| 取样时间，h | 产品质量，g | 转化率，％ |
| 1 | 4637 | 99.97 |
| 2 | 4646 | 99.97 |
| 3 | 4693 | 99.98 |
| 4 | 4657 | 99.98 |
| 5 | 4629 | 99.97 |
| 6 | 4663 | 99.98 |
| 7 | 4634 | 99.97 |
| 8 | 4625 | 99.97 |
| 9 | 4651 | 99.98 |
| 10 | 4639 | 99.97 |
*注入烯烃流量：3610g/h，收率为100％时的理论产物流量：4648g/h。
与实施例2的比较可以看出在其它条件没有改变的情况下，采用催化剂循环使用，产品收率未见下降。因此，通过采用催化剂循环使用的操作方法，可以减少催化剂的使用量。
实施例6二十四烷基甲苯的制备
采用图2所示4+1式多元反应器制备二十四烷基甲苯。原料烯烃和催化剂的准备同实例2。具体步骤如下：把离子液体型烷基化催化剂(RA101，北京兴普精细化工技术开发公司)29g用催化剂计量泵从催化剂入口(图2，7)注入第一反应段，与实施例1相同。反应段温度80℃，沉降段温度80℃。在反应器的第一反应段(见图2，4A)加入甲苯13390g和烯烃3610g的混合物，1小时后从1以17000g/h的流速注入甲苯和烯烃的混合物，从2A以3610g/h的流量注入烯烃，当物料进入第二反应段后，从2B以3330g/h的流量注入烯烃，当物料进入第三反应段后，从2C以3070g/h的流量注入烯烃，当物料进入第四反应段后，从2D以2830g/h的流量注入烯烃。按5min(A状态)：1min(B状态)的时间间隔设置三通阀9。从7以流量为4.8g/h，8以流量为24.2g/h的速度回注催化剂。保持反应段内新鲜催化剂和循环催化剂的比例为1∶5。各反应段的甲苯和烯烃的摩尔比保持为13，但反应段1-4的烯烃和催化剂的摩尔比逐步降低，分别为40、37、34和31。当物料从反应器出口11流出后，每隔1小时更换接收容器，蒸除甲苯后得到长链烷基甲苯产品，脱除的甲苯质量占流出物料质量的37％。最后称量产品的质量，测定溴指数。10小时烯烃的转化率见表6。比较表5和表6可知，4+1单元串联式反应器，在反应过程中甲苯和烯烃的摩尔比始终保持为13的条件下，具有比1+1反应器减少溶剂的优点。
表6采用4+1式反应器连续烷基化的二十四烷基甲苯产品分析结果
| 取样时间，h | 产品质量，g | 转化率，％ |
| 1 | 16443 | 99.96 |
| 2 | 16587 | 99.98 |
| 3 | 16465 | 99.96 |
| 4 | 16539 | 99.98 |
| 5 | 16491 | 99.97 |
| 6 | 16543 | 99.98 |
| 7 | 16447 | 99.96 |
| 8 | 16582 | 99.98 |
| 9 | 16429 | 99.97 |
| 10 | 16658 | 99.98 |
*注入烯烃流量：12840g/h，转化率为100％时的理论产物流量：16532g/h。
对比例1
采用间歇式反应制备二十四烷基甲苯。原料烯烃和催化剂的制备同实施例2。具体步骤如下：在2000ml三口瓶中，加入2.9g催化剂、甲苯1339g和烯烃361g，80℃下开动搅拌反应1小时，停止搅拌。待催化剂沉降后，排出反应产物，加入新鲜甲苯和烯烃，按前述相同步骤反应，共重复5次。每次脱除催化剂后的物料均按相同步骤蒸除溶剂，称量产品的质量、测定溴指数，5次烷基化产品的分析结果见表7。
表7采用间歇式反应器重复使用催化剂的二十四烷基甲苯分析结果
| 取样时间，h | 转化率，％ | 溴指数，mg/100g |
| 1 | 99.98 | ＜20 |
| 2 | 99.98 | ＜20 |
| 3 | 99.98 | ＜20 |
| 4 | 99.70 | 152 |
| 5 | 96.80 | 1600 |
| 6 | 85.20 | 7400 |
由上述结果可知，采用间歇式烷基化方式，催化剂使用4小时(循环4次)以上，转化率就出现了明显降低现象，而采用本发明实例所示连续化烷基化方式，转化率均在99％以上，未见明显降低。
Claims (11)
1.一种适用于离子液体催化剂的连续式反应器，包括反应段和沉降段，反应段包含1-8个串联的反应罐，沉降段包含1个沉降罐，其中反应罐包含原料入口、新催化剂入口、循环催化剂入口和物料出口，沉降罐包含物料入口、物料出口和催化剂收集器，催化剂收集器位于沉降罐底部，收集器的出口通过管线与反应罐的循环催化剂入口连接，管线上有阀门控制催化剂的循环量。
2.按照权利要求1所述的反应器，其特征在于，反应罐的物料出口与沉降罐的物料入口之间通过挡板或管线连接。
3.按照权利要求1所述的反应器，其特征在于，反应器内，反应混合物以溢流的方式流动。
4.按照权利要求1所述的反应器，其特征在于，反应罐带有搅拌装置，并配备外夹套或内盘管控制温度；沉降罐中有外夹套或内盘管控制温度。
5.按照权利要求1所述的反应器，其特征在于，催化剂收集器的形状是锥形。
6.按照权利要求1所述的反应器，其特征在于，所说的离子液体为氯铝酸型离子液体，其阳离子部分是1-丁基-3-甲基咪唑鎓、1-烷基吡啶鎓、烷基铵离子或烷基膦离子。
7.权利要求1所述的反应器的应用方法，其特征在于，用于反应物和产物均为液态，且密度小于离子液体的反应。
8.按照权利要求7所述的反应器的应用方法，其特征在于，用于液态烯烃与芳烃之间进行的烷基化反应。
9.按照权利要求8所述的反应器的应用方法，其特征在于，用于由苯和烯烃制备烷基苯的反应，由萘和烯烃制备烷基萘的反应，以及其他由烯烃与含有苯环的化合物进行的烷基化反应。
10.按照权利要求7-9之一所述的反应器的应用方法，其特征在于，把离子液体型催化剂和摩尔比为1～100的烯烃和芳烃组成的混合原料分别注入反应段，反应段温度为0～120℃，沉降段温度0～200℃，反应开始后补充原料和催化剂，使反应罐内物料的停留时间为0.1～10小时，催化剂与原料烯烃的重量比维持在0.0005～0.25之间，反应后的物料自动溢流到沉降段，催化剂沉降到收集器，其余物料从溢流口流出。
11.按照权利要求10所述的反应器的应用方法，其特征在于，混合原料中烯烃和芳烃的摩尔比为5～50，反应段温度为25～100℃，沉降段温度50～150℃，反应罐内物料的停留时间为0.2～5小时，催化剂与原料烯烃的重量比为0.001～0.1。
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