CN208627293U - 一种硫酸法烷基化反应器酸循环结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硫酸法烷基化反应器酸循环结构，涉及化工设备领域，技术方案为，一期反应组和二期反应组，每个反应组均包括有反应器及与反应器连接的酸洗罐；一期反应组中的一期反应器通过反应器底酸泵及底酸管道与二期反应组中的二期酸洗罐的酸洗液进口连通，二期酸洗罐的循环酸出口与二期反应器的酸进口连通；反应器底酸泵连通一期反应器上的酸出口；二期酸洗罐的进料口连通二期反应器的反应物出口。本实用新型的有益效果是：将一期反应器排酸流程和二期酸洗罐补充新酸流程相连，从而达到了对一期反应器排酸的循环利用，降低了二期反应器对新酸的消耗，也降低了废酸的排量，大大节约了催化剂再生成本。

Description

一种硫酸法烷基化反应器酸循环结构

技术领域

本实用新型涉及化工设备领域，特别涉及一种硫酸法烷基化反应器酸循环结构。

背景技术

卧式烷基化反应器为催化剂（H2SO4）法烷基化反应中的关键设备（催化剂为90%-98%浓硫酸）。反应原料（石油液化气C4馏分，主要成分异丁烷和丁烯）在浓硫酸的作用下，发生烷基化加成反应，生成带多种支链的烷烃混合物，统称为烷基化油。该反应是液相放热反应，较低的反应温度有利于反应平衡向正方向进行，但会降低反应速率；较高的反应温度有利于提高反应速率，但会抑制反应平衡向正方向进行，降低反应产物的收率。因此，该烷基加成反应需要有一个最适宜的反应温度，控制反应在最适宜的反应温度下进行，不但能加快反应速率，而且能提高反应产物的收率。反应过程中，浓硫酸为连续相，反应原料为分散相，为了防止反应过程中温升过高，必须使浓硫酸过量，反应原料少量；为了使反应原料中的丁烯反应完全，反应原料配比必须是大量的异丁烷+少量的丁烯，因此，进入卧式烷基化反应器参与反应物料的特点是含有大量浓硫酸、中量异丁烷及少量的丁烯。而为了使反应进行的彻底完全，对进入到卧式烷基化反应器的各种物料分散混合的均匀程度对烷基加成反应十分重要。

所以，对于硫酸法烷基化反应装置，其装置内的搅拌效果和恒温效果就成了重要因素，而现有的搅拌机构，大多还是采用电机通过输出轴带动搅拌叶来实现搅拌。对于处于反应器内部的部分，其需要有足够的耐腐蚀性。

为了提高原料加工能力，生产者经常使用两套硫酸法烷基化反应器同时运行，在日常的生产过程中，由于两套硫酸法烷基化反应器同时运转，装置耗酸量十分大而且反应器排出的废酸浓度不稳定，浓度范围90%～93%之间波动，于是造成了新酸的浪费，也为废剂再生装置增加负荷。

实用新型内容

为了实现上述实用新型目的，针对上述技术问题，本实用新型提供一种硫酸法烷基化反应器酸循环结构。

其技术方案为，一种硫酸法烷基化反应器酸循环结构，一期反应组和二期反应组，每个反应组均包括有反应器及与反应器连接的酸洗罐；一期反应组包括一期反应器及一期酸洗罐，二期反应组包括二期反应器及二期酸洗罐；所述一期反应组中的一期反应器通过反应器底酸泵及底酸管道与所述二期反应组中的二期酸洗罐的酸洗液进口连通，所述二期酸洗罐的循环酸出口与二期反应器的酸进口连通；

所述反应器底酸泵连通所述一期反应器上的酸出口；所述二期酸洗罐的进料口连通二期反应器的反应物出口。即一期酸洗罐的酸洗液进口连通新酸的补充通道，二期酸洗罐以一期反应器的底酸作为酸液来源。本方案反应器和酸洗罐的其它物料进出口为常规接法，在此不赘述。

一期反应器和二期反应器均为结构一样的反应器；包括两端设有封头的壳体，壳体的一端设置有控温物料进出口，控温物料进出口连接设置在壳体内的盘管，壳体上还设置有酸进口、酸出口、原料进口、反应物出口，及清洗口，所述壳体的另一端设置有搅拌机构，所述搅拌机构包括搅拌机构隔板，搅拌机构隔板位于所述壳体的一端，起到密封壳体、隔断搅拌机构的作用，搅拌机构隔板朝向所述壳体中部的一侧设置有搅拌板，另一侧设置驱动条，所述搅拌机构隔板两侧对称设置轴杆，两侧的轴杆分别穿过所述搅拌板和驱动条的中心处；驱动条与电机联动；

所述驱动条为磁性条，所述搅拌板朝向所述搅拌机构隔板的一侧设置有可被驱动条吸附的金属块。

优选为，所述搅拌板、驱动条朝向所述搅拌机构隔板的一侧均分别设置若干滚珠，滚珠与所述搅拌机构隔板的表面相贴。

优选为，所述搅拌板由耐腐蚀的材质制成，所述金属块包裹在所述搅拌板内部。耐腐蚀材料可以选用聚四氟乙烯等耐腐蚀材料，将金属块封装在耐腐蚀材质中贴近搅拌机构隔板的一侧，保证其可以被驱动条吸引。

优选为，所述驱动条与从动轮同轴，从动轮啮合设置在电机电机轴上的主动轮。

优选为，所述壳体内与所述搅拌机构隔板相对的另一端设置有控温室隔断板，盘管穿过所述控温室隔断板，控温室隔断板将壳体内部空间隔断为反应室和控温物料室，控温物料室与所述控温物料进出口连通，控温物料室内设置分隔板，分隔板将控温物料室内部空间隔断为进料室和出料室，进料室和出料室一侧分别与所述控温物料进出口连通，另一侧分别与所述盘管的进料口和出料口连通。

优选为，所述盘管为若干竖直阵列设置的物料管组成的物料管组，每层物料管均设有进料口和出料口，且每层物料管内部连通，每层所述物料管的进料口和出料口均贯穿所述控温室隔断板延伸至所述控温物料室内。

每层所述物料管的管体为迷宫式排布扭转。

优选为，所述控温物料室内设置有缓温隔断板，缓温隔断板与所述控温室隔断板平行、将所述控温物料室分隔开，所述缓温隔断板和控温室隔断板之间形成缓温室；

所述分隔板设置在所述缓温隔断板朝向所述控温物料进出口的一侧，所述物料管的进料口和出料口穿过所述缓温隔断板。

优选为，所述壳体上与所述缓温室对应开设有排气口9。

优选为，所述搅拌机构的壳体上开设有用于维护装置的人孔。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：将一期反应器排酸流程和二期酸洗罐补充新酸流程相连，从而达到了对一期反应器排酸的循环利用，降低了二期反应器对新酸的消耗，也降低了废酸的排量，大大节约了催化剂再生成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图。

图2为本实用新型实施例的反应器结构示意图。

图3为本实用新型实施例的反应器内部结构示意图。

其中，附图标记为：1、壳体；2、控温物料进出口；201、盘管；202、控温室隔断板；203、分隔板；204、缓温隔断板；3、酸进口；4、酸出口；5、原料进口；6、反应物出口；7、清洗口；8、搅拌机构；801、搅拌机构隔板；802、搅拌板；803、驱动条；804、电机；805、从动轮；806、主动轮；901、排气口；10、一期反应组；11、一期反应器；12、一期酸洗罐；13、反应器底酸泵；14、底酸管道；20、二期反应组；21、二期反应器；22、二期酸洗罐。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。

实施例1

参见图1至图3，本实用新型提供一种硫酸法烷基化反应器酸循环结构，一期反应组10和二期反应组20，每个反应组均包括有反应器及与反应器连接的酸洗罐；一期反应组10包括一期反应器11及一期酸洗罐12，二期反应组20包括二期反应器21及二期酸洗罐22；所述一期反应组10中的一期反应器11通过反应器底酸泵13及底酸管道14与所述二期反应组20中的二期酸洗罐22的酸洗液进口连通，所述二期酸洗罐22的循环酸出口与二期反应器21的酸进口3连通；

所述反应器底酸泵13连通所述一期反应器11上的酸出口4；所述二期酸洗罐22的进料口连通二期反应器21的反应物出口6。即一期酸洗罐11的酸洗液进口连通新酸的补充通道，二期酸洗罐22以一期反应器11的底酸作为酸液来源。本方案反应器和酸洗罐的其它物料进出口为常规接法，在此不赘述。

一期反应器11和二期反应器21均为结构一样的反应器；包括两端设有封头的壳体1，壳体1的一端设置有控温物料进出口2，控温物料进出口2连接设置在壳体1内的盘管201，壳体1上还设置有酸进口3、酸出口4、原料进口5、反应物出口6，及清洗口7，壳体1的另一端设置有搅拌机构8，搅拌机构8包括搅拌机构隔板801，搅拌机构隔板801位于壳体1的一端，起到密封壳体1、隔断搅拌机构8的作用，搅拌机构隔板801朝向壳体1中部的一侧设置有搅拌板802，另一侧设置驱动条803，搅拌机构隔板801两侧对称设置轴杆，两侧的轴杆分别穿过搅拌板802和驱动条803的中心处；驱动条803与电机804联动；

驱动条803为磁性条，搅拌板802朝向搅拌机构隔板801的一侧设置有可被驱动条803吸附的金属块。

搅拌板802由耐腐蚀的材质制成，金属块包裹在搅拌板802内部。耐腐蚀材料可以选用聚四氟乙烯等耐腐蚀材料，将金属块封装在耐腐蚀材质中贴近搅拌机构隔板801的一侧，保证其可以被驱动条803吸引。

驱动条803与从动轮805同轴，从动轮805啮合设置在电机804电机轴上的主动轮806。

壳体1内与搅拌机构隔板801相对的另一端设置有控温室隔断板202，盘管201穿过控温室隔断板202，控温室隔断板202将壳体1内部空间隔断为反应室和控温物料室，控温物料室与控温物料进出口连通，控温物料室内设置分隔板203，分隔板203将控温物料室内部空间隔断为进料室和出料室，进料室和出料室一侧分别与控温物料进出口连通，另一侧分别与盘管201的进料口和出料口连通。

本实用新型使用时，在电机804的作用下，驱动条803转动，在驱动条803的吸引下，搅拌板802跟随转动，从而起到搅拌壳体1内物料的作用，促进其内部物料的混合。根据反应器内反应物的不同，选择是需要对其进行冷却还是加温。如果是冷却，可以选择在控温物料进口输入冷却液；如果需要加温，则可以选择在控温物料进口输入蒸汽。根据反应器实际需求来进行控温物料的选择。

通过磁性吸引起到驱动搅拌板的目的，将搅拌机构和反应室内部的搅拌板完美隔离，极大程度的延长了搅拌机构的寿命，且使搅拌板和搅拌机构没有直接性的连接，更便于搅拌机构的维护维修。

实施例2

在实施例1的基础上，盘管201为若干竖直阵列设置的物料管组成的物料管组，每层物料管均设有进料口和出料口，且每层物料管内部连通，每层物料管的进料口和出料口均贯穿控温室隔断板延伸至控温物料室内。

每层物料管的管体为迷宫式排布扭转。

通过这种方式，借助在壳体1内形成控温空间，由管路向该空间内输送相应的蒸汽或者冷却液，可以保证物料管内均匀分布物料。

实施例3

在实施例1的基础上，搅拌板802、驱动条803朝向搅拌机构隔板801的一侧均分别设置若干滚珠，滚珠与搅拌机构隔板801的表面相贴。

由此可以保证搅拌板802和驱动条803顺畅转动且和搅拌机构隔板801距离较近，从而保证驱动条803对搅拌板802有效的磁性吸引。

实施例4

在实施例1的基础上，控温物料室内设置有缓温隔断板204，缓温隔断板204与控温室隔断板202平行、将控温物料室分隔开，缓温隔断板204和控温室隔断板202之间形成缓温室；

分隔板203设置在缓温隔断板204朝向控温物料进出口2的一侧，物料管的进料口和出料口穿过缓温隔断板204。

壳体1上与缓温室对应开设有排气口901。

搅拌机构的壳体上开设有用于维护装置的人孔。通过这种方式使经控温物料进出口2进入的冷却物或者加热物并不直接接触控温室隔断板202。以免控温室隔断板202的温度过高导致其板体的温度影响反应物。尤其是在需要在盘管201内通入蒸汽等物料加热反应物时，通过排气口901，可以避免缓温室内的温度持续升高。

实施例5

在实施例4的基础上，与实施例4不同的是，排气口901设置两个分别作为缓温室的进出口，且通过水泵连接水箱，排气口901通过水泵将水箱内的水引入到缓温室内。

实施例6

一期酸洗罐12的循环酸出口由酸洗循环泵分两路，一路自己打循环，另一路连通一期反应器11的酸进口补给一期反应器11维持酸浓度，因此一期反应器11不是直接补新酸，而是先打入一期酸洗罐12在打入一期反应器11。

二期酸洗罐22的循环酸出口由酸洗循环泵分两路，一路二期酸洗罐22自己打循环，另一路补给二期反应器21维持酸浓度。

正常一套装置反应器要求酸浓度90%以上，随着反应的进行，酸浓度会逐渐降低，需要补充98%的酸来维持，反应产出物含有大量硫酸酯需要经过酸洗罐酸洗洗去，保证产品质量以及减少对下游设备的腐蚀，酸洗罐补充的新酸浓度在98%，洗完反应产出物后浓度也不会降多少，这部分酸由酸洗循环泵分两路，一路酸洗自己打循环，一路补给反应器维持酸浓度，因此反应器不是直接补新酸，而是先打入酸洗罐再打入反应器，反应器酸相液位达到一定值后需要外排废酸（90%）维持液位，而装置二期反应器就是将二期酸洗罐补充的新酸改为一期反应器外排的废酸，达到降低酸耗的目的，一期外排酸浓度（90%）达不到二期反应器酸浓度要求，因此加大一期酸洗进酸量，使一期反应器外排废酸浓度达94%以上，满足二期反应器酸浓度要求，而二期外排酸浓度在90%，总体核算此流程比一期二期酸洗罐分别单独补充98%酸要降低很大酸耗量。

本技术改造后，装置每小时30t/h的加工量下，装置的耗酸量由原来的55t/d将至38t/d，排酸量由67t/d将至50t/d，大大降低了废剂装置的负荷。

硫酸法烷基化反应器循环酸高效使用的技术应用，使装置的能耗大大降低，大大降低了产品成本，使企业产品在市场销售上更具有主动权。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种硫酸法烷基化反应器酸循环结构，其特征在于，包括一期反应组（10）和二期反应组（20），每个反应组均包括有反应器及与反应器连接的酸洗罐；所述一期反应组（10）中的一期反应器（11）通过反应器底酸泵（13）及底酸管道（14）与所述二期反应组（20）中的二期酸洗罐（22）的酸洗液进口连通，所述二期酸洗罐（22）的循环酸出口与二期反应器（21）的酸进口（3）连通；

所述反应器底酸泵（13）连通所述一期反应器（11）上的酸出口（4）；所述二期酸洗罐（22）的进料口连通二期反应器（21）的反应物出口（6）。

2.根据权利要求1所述的硫酸法烷基化反应器酸循环结构，其特征在于，所述一期反应器（11）和二期反应器（21）均为结构一样的反应器；

包括两端设有封头的壳体（1），壳体（1）的一端设置有控温物料进出口（2），控温物料进出口（2）连接设置在壳体（1）内的盘管（201），壳体（1）上还设置有酸进口（3）、酸出口（4）、原料进口（5）、反应物出口（6），及清洗口（7），所述壳体（1）的另一端设置有搅拌机构（8），所述搅拌机构（8）包括搅拌机构隔板（801），搅拌机构隔板（801）位于所述壳体（1）的一端，搅拌机构隔板（801）朝向所述壳体（1）中部的一侧设置有搅拌板（802），另一侧设置驱动条（803），所述搅拌机构隔板（801）两侧对称设置轴杆，两侧的轴杆分别穿过所述搅拌板（802）和驱动条（803）的中心处；驱动条（803）与电机（804）联动；

所述驱动条（803）为磁性条，所述搅拌板（802）朝向所述搅拌机构隔板（801）的一侧设置有可被驱动条（803）吸附的金属块；

所述壳体（1）内与所述搅拌机构隔板（801）相对的另一端设置有控温室隔断板（202），盘管（201）穿过所述控温室隔断板（202），控温室隔断板（202）将壳体（1）内部空间隔断为反应室和控温物料室，控温物料室与所述控温物料进出口连通，控温物料室内设置分隔板（203），分隔板（203）将控温物料室内部空间隔断为进料室和出料室，进料室和出料室一侧分别与所述控温物料进出口连通，另一侧分别与所述盘管（201）的进料口和出料口连通。

3.根据权利要求2所述的硫酸法烷基化反应器酸循环结构，其特征在于，所述搅拌板（802）、驱动条（803）朝向所述搅拌机构隔板（801）的一侧均分别设置若干滚珠，滚珠与所述搅拌机构隔板（801）的表面相贴。

4.根据权利要求2所述的硫酸法烷基化反应器酸循环结构，其特征在于，所述搅拌板（802）由耐腐蚀的材质制成，所述金属块包裹在所述搅拌板（802）内部。

5.根据权利要求2所述的硫酸法烷基化反应器酸循环结构，其特征在于，所述驱动条（803）与从动轮（805）同轴，从动轮（805）啮合设置在电机（804）电机轴上的主动轮（806）。

6.根据权利要求2所述的硫酸法烷基化反应器酸循环结构，其特征在于，所述盘管（201）为若干竖直阵列设置的物料管组成的物料管组，每层物料管均设有进料口和出料口，且每层物料管内部连通，每层所述物料管的进料口和出料口均贯穿所述控温室隔断板延伸至所述控温物料室内。

7.根据权利要求6所述的硫酸法烷基化反应器酸循环结构，其特征在于，所述控温物料室内设置有缓温隔断板（204），缓温隔断板（204）与所述控温室隔断板（202）平行、将所述控温物料室分隔开，所述缓温隔断板（204）和控温室隔断板（202）之间形成缓温室；

所述分隔板（203）设置在所述缓温隔断板（204）朝向所述控温物料进出口（2）的一侧，所述物料管的进料口和出料口穿过所述缓温隔断板（204）。

8.根据权利要求7所述的硫酸法烷基化反应器酸循环结构，其特征在于，所述壳体（1）上与所述缓温室对应开设有排气口（901）。