CN205501205U - 一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置，包括进料分布器、立式管壳式反应器、立式酸烃分离器及闪蒸分离罐；所述进料分布器与立式管壳式反应器的壳程侧、立式酸烃分离器依次连接；所述立式酸烃分离器的烃出口与立式管壳式反应器的管程侧、闪蒸分离罐依次连接；根据装置规模的不同，可以设置多个立式管壳式反应器，且立式管壳式反应器以立式酸烃分离罐为圆心均布与于立式酸烃分离器周围，半径大小根据装置规模可以调整。涉及的碳四烯烃可以含有丙烯、丁烯或戊烯的一种或多种，含有异丁烷或异戊烷中至少一种烷烃，在浓硫酸催化剂作用下，烯烃和异构烷烃进行烷基化反应得到高辛烷值汽油调和组分。

Description

一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置

技术领域

本实用新型属于汽油制备领域，具体涉及一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置，涉及的反应过程为所述液化气中含有丙烯、丁烯或戊烯中至少一种烯烃，含有异丁烷或异戊烷中至少一种烷烃，在浓硫酸催化剂作用下，液化气中的烯烃和异构烷烃进行烷基化反应得到汽油组分。

背景技术

炼厂中副产液化气，若将石油液化气作为民用燃料烧掉，不但浪费了宝贵的石油资源，而且严重影响炼油效益。国内好多烷基化只是进行异丁烷和丁烯进行烷基化反应，工艺加工方法对异戊烷和戊烯参与的烷基化反应不能适应。本专利中发明的工艺流程可加工液化气中含丙烯、丁烯和戊烯中的至少一种烯烃，含有异丁烷和异戊烷中的至少一种烷烃，适应性更强。

发明内容

本实用新型涉及一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置，涉及的反应过程为所述液化气中含有丙烯、丁烯或戊烯中至少一种烯烃，含有异丁烷或异戊烷中至少一种烷烃，在浓硫酸催化剂作用下，液化气中的烯烃和异构烷烃进行烷基化反应得到高辛烷值汽油调和组分。

一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置，包括进料分布器、立式管壳式反应器、立式酸烃分离器及闪蒸分离罐；所述进料分布器与立式管壳式反应器的壳程侧、立式酸烃分离器依次连接。

进一步的，所述立式酸烃分离器的烃出口与立式管壳式反应器的管程侧、闪蒸分离罐依次连接；根据装置规模的不同，可以设置多个立式管壳式反应器，且立式管壳式反应器以立式酸烃分离罐为圆心均布与立式酸烃分离器周围，半径大小根据装置规模可以调整。

进一步的，所述闪蒸分离罐左右分为制冷剂侧及反应产物侧，制冷剂侧及反应产物侧的下层液相中间由隔板隔开，制冷剂侧及反应产物侧的上层共用气相空间。

进一步的，所述闪蒸分离罐反应产物侧的液相出口与碱处理罐、水洗涤罐依次连接，经水洗后的产物烃进入分馏系统。

进一步的，所述闪蒸分离罐反应产物侧的气相出口与制冷压缩机、冷却器、冷剂罐依次连接；所述冷剂罐的顶端设有排气口，底端设有出液口；所述冷剂罐的出液口与节能罐的进口连接，所述节能罐的气相出口与制冷压缩机的二段入口连接，所述节能罐的液相出口与闪蒸分离罐中制冷剂侧的入口连接。

进一步的，所述闪蒸分离罐制冷剂侧的液相出口排出制冷剂，与液化气原料混合后，与立式管壳式反应器的壳程侧进口连接。

进一步的，所述进料经过换热器与聚结脱水器的进口连接，所述聚结脱水器的原料出口与制冷剂混合后，与立式管壳式反应器的壳程侧连接；所述闪蒸分离罐反应产物侧的液相出口经过所述换热器与酸处理罐连接。

进一步的，所述碱处理罐、水洗涤罐的进口处分别设有混合器。

进一步的，所述立式酸烃分离器的底端设有酸出口，所述酸出口同时连接排酸管道和废酸管道，所述排酸管道经反应循环泵与立式管壳式反应器壳程侧的酸进口连接，所述废酸管道与废酸脱烃处理系统连接；新鲜浓硫酸输入管道与反应循环泵出口管线连接。

进一步的，水洗涤罐的水出口与补充碱液混合，然后经过加热器、再经过混合器与碱处理罐的烃入口连接。

进一步的，所述立式管壳式反应器和立式酸烃分离器的压力均为3.5-5kg/cm²g。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型采用立式管壳式反应器，烷基化反应在壳程侧进行，反应产物烃从立式酸烃分离器分离后进入管程侧，依靠减压后的反应产物气化闪蒸吸热，吸收立式管壳式反应器中反应放出的热量，能够减小副反应和腐蚀。

2、本实用新型在制冷系统中设置节能罐，能够有效降低制冷系统的能耗。

3、本实用新型中设置了排放气流程，能够将制冷系统中丙烷的含量控制在13％～17％(mol)。

4、本实用新型的闪蒸分离罐中制冷剂和产物烃共用气相空间，便于回收制冷剂，减少了设备数量和占地面积。

5、本实用新型根据装置规模的不同，可以设置多个立式管壳式反应器，且立式管壳式反应器以立式酸烃分离罐为圆心均布与立式酸烃分离器周围，半径大小根据装置规模可以调整。装置建设后，根据生产要求可以灵活调整装置规模。

6、本实用新型采用酸循环泵及进料分布器促使物料混合，有利于酸烃均匀混合，与传统搅拌混合相比避免了酸烃过乳化。在立式酸烃分离器中设置高效酸烃分离填料，可以控制反应产物硫酸含量，无需设置产物烃酸洗。

7、本实用新型各个立式管壳式反应器均为并联操作，故障时，可以灵活切出无需停工，所有酸循环泵均可以相互备用。

8、本实用新型中所有立式管壳式反应器均补充新酸，更快速高效控制反应器中酸的浓度。

9、本实用新型在碱处理和水洗之前先经过一个混合器，用于强化混合效果。

10、本实用新型在碱处理罐和水洗罐中设置进料分布器和聚结填料，用于强化处理效果。

附图说明

图1.一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置结构示意图。

图中标注：进料分布器1，换热器2，聚结脱水器3，立式管壳式反应器4，立式酸烃分离器5，酸循环泵6，制冷压缩机7，冷却器8，冷剂罐9，后冷器10，节能罐11，闪蒸分离罐12，冷剂泵13，碱处理混合器14，碱处理罐15，循环碱洗泵16，加热器17，水洗混合器18，水洗涤罐19，水洗循环泵20，流出物泵21，液位调节阀a，减压阀b1，b2，手动调节阀c；液化气原料101，排污水管102，排放气103，补充碱液入口104，新鲜浓硫酸105，含碱废水106，补充水107，反应产物108，废酸109。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明：

本实用新型提供的一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置，包括进料分布器1、立式管壳式反应器4、立式酸烃分离器5、闪蒸分离罐12及制冷压缩机7。

所述液化气原料进料101经过换热器2与聚结脱水器3的进口连接，所述聚结脱水器3的顶端设有原料出口，与立式管壳式反应器4的壳程侧的进料分布器1连接，所述聚结脱水器3的底端设有排污水管102。液化气与酸循环泵6出口来的浓硫酸及补充新酸混合自下而上经过立式管壳式反应器4壳侧，并在浓硫酸催化作用下发生烷基化反应，反应产物及浓硫酸由立式管壳式反应器4壳侧出口进立式酸烃分离器5下部(下述高效酸烃分离填料以下)。

在立式酸烃分离器5中产物烃与酸液实现分离，其中设置高效酸烃分离填料，产物烃由立式酸烃分离器5顶端的烃出口排出，酸液由立式酸烃分离器5底端的酸出口排出；所述立式酸烃分离器5的酸出口连接两部分，一部分连接反应循环泵6入口，经升压后与液化气进料及新酸105混合进立式管壳式反应器4壳侧反应；一部分连接废酸管道109，将废酸排放至废酸脱烃处理系统。

所述立式酸烃分离器5的烃出口经过减压阀b与立式管壳式反应器4的管程侧进口连接，产物烃在管程侧吸收壳程侧中反应放出的热量。立式管壳式反应器4的管程侧出口与闪蒸分离罐12的进口连接，产物烃在闪蒸分离罐12中实现气液分离。所述闪蒸分离罐12左右分为制冷剂侧及反应产物侧，制冷剂侧和反应产物侧的下层之间由隔板隔开，制冷剂侧和反应产物侧的上层共用气相空间。

闪蒸分离罐12反应产物侧的液相出口经流出物泵泵21、换热器2和混合器14与碱处理罐15的烃入口连接。所述碱处理罐14的烃出口与水洗涤罐19的烃入口连接，同时补充水管107与水洗涤罐19的烃入口连接，经水洗后的产物烃108由烃出口排出，进入分馏系统。所述碱处理罐15的碱出口与含碱废水管连接；所述水洗涤罐19的水出口经泵20升压后再经过加热器17与碱处理罐15的烃入口连接，加热器17根据原料中烯烃的种类调节碱处理罐15的操作温度。

闪蒸分离罐12反应产物侧的气相出口与制冷压缩机7连接，所述制冷压缩机7出口与冷却器8连接，所述冷却器8与冷剂罐9的入口连接，所述冷剂罐9的顶端设有排气口103，底端设有出液口。所述冷剂罐9的出液口经过后冷器10与节能罐11的进口连接，所述节能罐11的顶端设有气相出口，底端设有液相出口，所述节能罐11的气相出口与制冷压缩机7的二段入口连接，所述节能罐11的液相出口经过液位调节阀a与闪蒸分离罐12制冷剂侧的入口连接。所述闪蒸分离罐12中制冷剂侧的液相出口排出制冷剂，经过泵13与立式管壳式反应器4的壳程侧进口连接。

根据装置规模的不同，可以设置多个立式管壳式反应器4，且立式管壳式反应器4以立式酸烃分离器5为圆心均布于立式酸烃分离器5周围，且多个立式管壳式反应器4的分布半径大小根据装置规模可以调整。

所述立式管壳式反应器4和立式酸烃分离器5的压力均维持在3.5-5kg/cm²g。

结合本实用新型的一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置，相应的工艺流程如下：

液化气原料101与产物烃(由闪蒸分离罐12的反应产物侧排出)经过换热器2进行换热冷却，冷却后的原料经过聚结脱水器3进行脱水，脱水温度为10℃左右。脱水后与制冷剂(由闪蒸分离罐12中制冷剂侧排出)进行混合，再与酸循环泵出口浓硫酸及补充新酸105混合后，经由进料分布器1进入并自下而上经过立式管壳式反应器4壳程侧。立式管壳式反应器4壳侧中物料在浓硫酸催化剂作用下进行烷基化反应，形成产物烃和酸液的混合物。所述混合物进入立式酸烃分离器5进行酸烃分离，由于浓硫酸密度大、反应产物烃密度小，分离后的酸在立式酸烃分离器5的底部，由底部流出的酸一部分经酸循环泵升压参与反应循环，一部分作为废酸排放至废酸脱烃处理系统。反应得到的产物烃从立式酸烃分离器5顶部经过减压阀b减压后进入立式管壳式反应器4中管程侧，依靠反应产物减压闪蒸吸热，取走立式管壳式反应器4壳侧中反应放出的热量，减小副反应和腐蚀。

产物烃从立式管壳式反应器4管程流出后，进入闪蒸分离罐12中的反应产物侧，在闪蒸分离罐中进行气液分离。液相产品经流出物泵21、换热器2与补充碱液入口104和水(由水洗涤罐13排出)及泵16来的循环碱液混合，经过混合器14送入碱处理罐15中进行碱处理，产生含碱废水106。

碱处理后的产物烃与补充水107混合，经过混合器18后，送入水洗涤罐19中进行水洗，水洗完后的产物烃送至分馏系统进行分离。

从闪蒸分离罐12中分离出的气相，进入制冷压缩机7中，经过压缩后经冷却器8冷却进入冷剂罐9中，由冷剂罐9顶端排放气103，从冷剂罐9流出的液相经过后冷器10继续降温后进入节能罐11中。节能罐11的气相返回制冷压缩机7的二段入口，节能罐11的液相经过液位调节阀a后进入闪蒸分离罐12中的制冷剂侧进行气液分离。液相的制冷剂经泵13与液化气原料混合进入立式管壳式反应器4中。

将本实用新型的装置用于生产的高辛烷值汽油调和组分，指标如下表：

本实用新型的装置可将液化气资源转变为附加值更高、市场紧俏的烷基化汽油，有效地提高炼厂的经济效益和产业竞争力。生产的烷基化油为无色液体，有较高的辛烷值，其特点有：无芳烃、无苯、无烯烃，低硫，低蒸汽压(RVP)，RON和MON不仅绝对值高而且差距小；同时具有良好的化学稳定性、物理稳定性和低毒性，无腐蚀，便于贮存和运输。

以上实施例仅是本实用新型若干种优选实施方式中的几种，应当指出，本实用新型不限于上述实施例；对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置，其特征在于，包括进料分布器、立式管壳式反应器、立式酸烃分离器及闪蒸罐分离罐；所述进料分布器与立式管壳式反应器的壳程侧、立式酸烃分离器依次连接；所述立式酸烃分离器的烃出口与立式管壳式反应器的管程侧、闪蒸分离罐依次连接。

2.根据权利要求1所述的一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置，其特征在于，所述闪蒸分离罐左右分为制冷剂侧及反应产物侧，制冷剂侧和反应产物侧的下层之间由隔板隔开，制冷剂侧和反应产物侧的上层共用气相空间。

3.根据权利要求1所述的一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置，其特征在于，设置多个立式管壳式反应器，且多个立式管壳式反应器以立式酸烃分离罐为圆心均布于立式酸烃分离器周围，且多个立式管壳式反应器的分布半径可调整。

4.根据权利要求2所述的一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置，其特征在于，还包括碱处理罐、水洗涤罐，所述闪蒸分离罐反应产物侧的液相出口与碱处理罐、水洗涤罐依次连接，经水洗后的产物烃进入分馏系统。

5.根据权利要求2所述的一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置，其特征在于，还包括制冷压缩机、冷却器、冷剂罐、节能罐，所述闪蒸分离罐反应产物侧的气相出口与制冷压缩机、冷却器、冷剂罐依次连接；所述冷剂罐的顶端设有排气口，底端设有出液口；所述冷剂罐的出液口与节能罐的进口连接，所述节能罐的气相出口与制冷压缩机的二段入口连接，所述节能罐的液相出口与闪蒸分离罐中制冷剂侧的入口连接。

6.根据权利要求4所述的一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置，其特征在于，所述闪蒸分离罐制冷剂侧的液相出口与立式管壳式反应器的壳程侧进口连接。

7.根据权利要求6所述的一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置，其特征在于，还包括聚结脱水器，所述聚结脱水器的原料出口与立 式管壳式反应器的壳程侧连接；所述闪蒸分离罐反应产物侧的液相出口经过换热器与碱处理罐连接。

8.根据权利要求4所述的一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置，其特征在于，碱处理罐、水洗涤罐的进口处分别设有混合器。

9.根据权利要求8所述的一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置，其特征在于，所述立式酸烃分离器的底端设有酸出口，所述酸出口同时连接排酸管道和废酸管道，所述排酸管道经酸循环泵与立式管壳式反应器壳程侧的酸进口连接，所述废酸管道与废酸脱烃处理系统连接；新鲜浓硫酸输入管道与酸循环泵出口管线连接。

10.根据权利要求9所述的一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置，其特征在于，水洗涤罐的水出口与补充碱液入口连接，然后经过加热器、再经过混合器与碱处理罐的烃入口连接。

11.根据权利要求1所述的一种利用液化气烷基化反应生产高辛烷值汽油调和组分的装置，其特征在于，所述立式管壳式反应器和立式酸烃分离器的压力均为3.5-5kg/cm²g。