CN209721993U - 节水型低酸耗低腐蚀硫酸法烷基化反应系统 - Google Patents

Abstract

一种节水型低酸耗低腐蚀硫酸法烷基化反应系统，包括烷基化反应单元、空冷单元，本技术方案中增加了换热器，冷却水槽中的冷却水通过换热器与循环冷却水进行换热，循环冷却水水温一般恒定在30℃，循环冷却水与冷却水槽中的冷却水水温差近10℃，如此降低了冷却水槽中冷却水的温度，减少了冷却水槽中冷却水蒸发，降低水耗；增加了碱洗罐，并增加氢氧化钠混合液供应装置为碱洗罐提供氢氧化钠溶液，并利用氢氧化钠溶液除去硫化氢，经过碱洗的烷基化原料在后续水洗过程中，同样通过氢氧化钠混合液供应装置为水洗罐加入少量氢氧化钠溶液，使烷基化原料达到最小含硫量，最大限度降低烷基化过程中的酸耗，最大程度减少烷基化设备及管线的腐蚀。

Description

节水型低酸耗低腐蚀硫酸法烷基化反应系统

技术领域

本实用新型涉及硫酸烷基化生产化工设备技术领域，特别涉及一种节水型低酸耗低腐蚀硫酸法烷基化反应系统。

背景技术

烷基化空冷是湿式空冷，原有的空冷先利用除盐水补入冷却水槽，然后开启循环泵抽水循环取热。水在冷却水槽循环后热量逐渐升高，增大耗水量，尤其是夏季，需要不间断的置换水。烷基化原料预处理主要是利用水洗塔及脱轻塔处理前期碳四原料所含杂质，达到反应进料所需要求；水洗塔利用逆流水洗碳四原料含甲醇，保证反应低酸耗，但是水洗无法洗除碳四原料所携带硫化物，特别是硫化氢，这对酸耗影响特别大，其次，管线腐蚀较大，随时存在泄露风险，因此，如何降低冷却水水温、冷却水水耗，以及解决酸耗及设备腐蚀问题对降低装置成本、提高装置的竞争能力、为企业创造经济效益具有十分重要的意义。

发明内容

有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种水耗低的节水型低酸耗低腐蚀硫酸法烷基化反应系统。

一种节水型低酸耗低腐蚀硫酸法烷基化反应系统，包括烷基化反应单元、空冷单元，所述烷基化反应单元包括除盐水供应装置、氢氧化钠混合液供应装置、碱洗罐、水洗罐、分馏塔、烷基化反应器，所述除盐水供应装置包括除盐水储罐，所述除盐水储罐包括除盐水供应口，氢氧化钠混合液供应装置包括碱液混合罐、第一计量泵、第二计量泵，所述碱液混合罐包括除盐水添加口、片碱添加口、氢氧化钠溶液供应口，碱洗罐包括碱洗液入口、烷基化原料碱洗入口、碱洗出口，水洗罐包括水洗液入口、烷基化原料水洗入口、水洗出口、水洗液出口，所述除盐水储罐的除盐水供应口与碱液混合罐的除盐水添加口连接，所述氢氧化钠溶液供应口与第一计量泵的入口连接，所述第一计量泵的出口与碱洗罐的碱洗液入口连接，所述氢氧化钠溶液供应口还与第二计量泵的入口连接，所述第二计量泵的出口与水洗罐的水洗液入口连接，所述除盐水储罐的除盐水供应口还与水洗罐的水洗液入口连接，碱洗罐的碱洗出口与水洗罐的烷基化原料水洗入口连接，水洗罐的水洗出口与分馏塔的入口连接，所述分馏塔的出口与烷基化反应器的入口连接，所述空冷单元包括取热管束、冷却水槽、循环泵、换热器，所述取热管束包括取热端、放热端，所述取热管束的取热端位于烷基化反应器，所述放热端位于冷却水槽内，所述取热端用以降低烷基化反应器内反应物料的温度，并将烷基化反应器的热量输送至放热端，所述放热端与冷却水槽内的冷却水进行热交换，以使所述放热端温度降低，以将所述放热端的热量传递至冷却水槽内的冷却水，所述循环泵的入口与冷却水槽的出口连接，循环泵的出口与换热器的管程的入口连接，换热器的管程的出口与冷却水槽的入口连接，换热器的壳程的出口与循环冷却水的回水管连接，换热器的壳程的入口与循环冷却水的供水管连接。

优选的，所述烷基化反应单元还包括废硫酸浓缩装置，所述废硫酸浓缩装置包括沉降罐、浓缩反应器，浓缩反应器的上部设置有废硫酸入口，浓缩反应器的下部右侧设有浓缩硫酸出口，所述沉降罐的入口与烷基化反应器底部的废硫酸出口连接，所述沉降罐酸液出口与浓缩反应器的废硫酸入口连接，在浓缩反应器的下方左侧设有三氧化硫入口，以使进入浓缩反应器的三氧化硫上升过程中与浓缩反应器上方流下的废硫酸反应，以使废硫酸浓缩，在烷基化反应器的顶部设置有新硫酸入口，所述浓缩反应器的浓缩硫酸出口与烷基化反应器的新硫酸入口连接。

优选的，所述浓缩反应器内设置有多个第一导流板、多个第二导流板，所述第一导流板、第二导流板与浓缩反应器前后内侧壁接触，所述第一导流板与浓缩反应器左内侧壁接触、所述第一导流板与浓缩反应器右内侧壁不接触，所述第二导流板与浓缩反应器左内侧壁不接触、所述第二导流板与浓缩反应器右内侧壁接触，第一导流板、第二导流板在浓缩反应器内从上而下交错布置，在第一导流板、第二导流板上密布有透气孔。

优选的，所述第一导流板的右端、第二导流板的左端向上翘起，以在第一导流板、第二导流板的上表面形成凹槽，以容纳硫酸。

本技术方案中增加了换热器，冷却水槽中的冷却水通过换热器与循环冷却水进行换热，循环冷却水水温一般恒定在30℃，循环冷却水与冷却水槽中的冷却水水温差近10℃，如此降低了冷却水槽中冷却水的温度，减少了冷却水槽中冷却水蒸发，降低水耗；增加了碱洗罐，并增加氢氧化钠混合液供应装置为碱洗罐提供氢氧化钠溶液，并利用氢氧化钠溶液除去硫化氢，经过碱洗的烷基化原料在后续水洗过程中，同样通过氢氧化钠混合液供应装置为水洗罐加入少量氢氧化钠溶液，使烷基化原料达到最小含硫量，最大限度降低烷基化过程中的酸耗，最大程度减少烷基化设备及管线的腐蚀。

附图说明

图1为所述节水型低酸耗低腐蚀硫酸法烷基化反应系统的结构示意图。

图中：烷基化反应单元10、除盐水供应装置11、除盐水储罐111、除盐水供应口1111、氢氧化钠混合液供应装置12、碱液混合罐121、除盐水添加口1211、片碱添加口1212、氢氧化钠溶液供应口1213、第一计量泵122、第二计量泵123、碱洗罐13、碱洗液入口131、烷基化原料碱洗入口132、碱洗出口133、水洗罐14、水洗液入口141、烷基化原料水洗入口142、水洗出口143、水洗液出口144、分馏塔15、烷基化反应器16、废硫酸出口161、新硫酸入口162、废硫酸浓缩装置17、沉降罐171、浓缩反应器172、废硫酸入口1721、浓缩硫酸出口1722、三氧化硫入口1723、第一导流板1724、第二导流板1725、空冷单元20、取热管束21、取热端211、放热端212、冷却水槽22、循环泵23、换热器24。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种节水型低酸耗低腐蚀硫酸法烷基化反应系统，包括烷基化反应单元10、空冷单元20，烷基化反应单元10包括除盐水供应装置11、氢氧化钠混合液供应装置12、碱洗罐13、水洗罐14、分馏塔15、烷基化反应器16，除盐水供应装置11包括除盐水储罐111，除盐水储罐111包括除盐水供应口1111，氢氧化钠混合液供应装置12包括碱液混合罐121、第一计量泵122、第二计量泵123，碱液混合罐121包括除盐水添加口1211、片碱添加口1212、氢氧化钠溶液供应口1213，碱洗罐13包括碱洗液入口131、烷基化原料碱洗入口132、碱洗出口133，水洗罐14包括水洗液入口141、烷基化原料水洗入口142、水洗出口143、水洗液出口144，除盐水储罐111的除盐水供应口1111与碱液混合罐121的除盐水添加口1211连接，氢氧化钠溶液供应口1213与第一计量泵122的入口连接，第一计量泵122的出口与碱洗罐13的碱洗液入口131连接，氢氧化钠溶液供应口1213还与第二计量泵123的入口连接，第二计量泵123的出口与水洗罐14的水洗液入口141连接，除盐水储罐111的除盐水供应口1111还与水洗罐14的水洗液入口141连接，碱洗罐13的碱洗出口133与水洗罐14的烷基化原料水洗入口142连接，水洗罐14的水洗出口143与分馏塔15的入口连接，分馏塔15的出口与烷基化反应器16的入口连接，空冷单元20包括取热管束21、冷却水槽22、循环泵23、换热器24，取热管束21包括取热端211、放热端212，取热管束21的取热端211位于烷基化反应器16，放热端212位于冷却水槽22内，取热端211用以降低烷基化反应器16内反应物料的温度，并将烷基化反应器16的热量输送至放热端212，放热端212与冷却水槽22内的冷却水进行热交换，以使放热端212温度降低，以将放热端212的热量传递至冷却水槽22内的冷却水，循环泵23的入口与冷却水槽22的出口连接，循环泵23的出口与换热器24的管程的入口连接，换热器24的管程的出口与冷却水槽22的入口连接，换热器24的壳程的出口与循环冷却水的回水管连接，换热器24的壳程的入口与循环冷却水的供水管连接。

本技术方案中增加了换热器24，冷却水槽22中的冷却水通过换热器24与循环冷却水进行换热，循环冷却水水温一般恒定在30℃，循环冷却水与冷却水槽22中的冷却水水温差近10℃，如此降低了冷却水槽22中冷却水的温度，减少了冷却水槽22中冷却水蒸发，降低水耗；增加了碱洗罐13，并增加氢氧化钠混合液供应装置12为碱洗罐13提供氢氧化钠溶液，并利用氢氧化钠溶液除去硫化氢，经过碱洗的烷基化原料在后续水洗过程中，同样通过氢氧化钠混合液供应装置12为水洗罐14加入少量氢氧化钠溶液，使烷基化原料达到最小含硫量，最大限度降低烷基化过程中的酸耗，最大程度减少烷基化设备及管线的腐蚀。

参见图1，进一步，烷基化反应单元10还包括废硫酸浓缩装置17，废硫酸浓缩装置17包括沉降罐171、浓缩反应器172，浓缩反应器172的上部设置有废硫酸入口1721，浓缩反应器172的下部右侧设有浓缩硫酸出口1722，沉降罐171的入口与烷基化反应器16底部的废硫酸出口161连接，沉降罐171酸液出口与浓缩反应器172的废硫酸入口1721连接，在浓缩反应器172的下方左侧设有三氧化硫入口1723，以使进入浓缩反应器172的三氧化硫上升过程中与浓缩反应器172上方流下的废硫酸反应，以使废硫酸浓缩，在烷基化反应器16的顶部设置有新硫酸入口162，浓缩反应器172的浓缩硫酸出口1722与烷基化反应器16的新硫酸入口162连接。

烷基化反应过程中，硫酸浓度要控制在89%～98%之间，因为浓度过高的发烟硫酸会造成三氧化硫和异丁烷反应，对后序设备造成严重腐蚀，硫酸浓度也不能太低,过低的酸浓度也将对设备造成腐蚀。

为了得到质量好的工业异辛烷，硫酸得到最大的利用、最小的消耗，硫酸浓度控制在≥89%，用98%～99%的新硫酸来调节，根据酸浓度的下降幅度及时补充新酸，补充新酸的同时，为了保持酸烃比例稳定，必然会排出一定量的低浓度废硫酸。

本实施方式中，排出的低浓度废硫酸在浓缩反应器172中与三氧化硫反应，使低浓度的废硫酸浓缩成高浓度的新酸，然后再次进入烷基化反应器16参与催化反应，使硫酸的浓度控制在89%～98%之间，避免了设备的腐蚀。

参见图1，进一步，浓缩反应器172内设置有多个第一导流板1724、多个第二导流板1725，第一导流板1724、第二导流板1725与浓缩反应器172前后内侧壁接触，第一导流板1724与浓缩反应器172左内侧壁接触、第一导流板1724与浓缩反应器172右内侧壁不接触，第二导流板1725与浓缩反应器172左内侧壁不接触、第二导流板1725与浓缩反应器172右内侧壁接触，第一导流板1724、第二导流板1725在浓缩反应器172内从上而下交错布置，在第一导流板1724、第二导流板1725上密布有透气孔。

本实施方式中，低浓度废硫酸沿第一导流板1724、第二导流板1725曲折下流，三氧化硫气体从浓缩反应器172底部进入，穿过透气孔，从下而上流动，从而与低浓度废硫酸充分接触反应。

参见图1，进一步，第一导流板1724的右端、第二导流板1725的左端向上翘起，以在第一导流板1724、第二导流板1725的上表面形成凹槽，以容纳硫酸。

通过第一导流板1724的右端、第二导流板1725的左端向上翘起的设计，浓缩反应器172中可间歇式通入废硫酸与三氧化硫反应，保证了废硫酸的充足的反应时间，保证了废硫酸浓缩后的浓度满足烷基化反应器16使用要求。

本实用新型实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种节水型低酸耗低腐蚀硫酸法烷基化反应系统，其特征在于：包括烷基化反应单元、空冷单元，所述烷基化反应单元包括除盐水供应装置、氢氧化钠混合液供应装置、碱洗罐、水洗罐、分馏塔、烷基化反应器，所述除盐水供应装置包括除盐水储罐，所述除盐水储罐包括除盐水供应口，氢氧化钠混合液供应装置包括碱液混合罐、第一计量泵、第二计量泵，所述碱液混合罐包括除盐水添加口、片碱添加口、氢氧化钠溶液供应口，碱洗罐包括碱洗液入口、烷基化原料碱洗入口、碱洗出口，水洗罐包括水洗液入口、烷基化原料水洗入口、水洗出口、水洗液出口，所述除盐水储罐的除盐水供应口与碱液混合罐的除盐水添加口连接，所述氢氧化钠溶液供应口与第一计量泵的入口连接，所述第一计量泵的出口与碱洗罐的碱洗液入口连接，所述氢氧化钠溶液供应口还与第二计量泵的入口连接，所述第二计量泵的出口与水洗罐的水洗液入口连接，所述除盐水储罐的除盐水供应口还与水洗罐的水洗液入口连接，碱洗罐的碱洗出口与水洗罐的烷基化原料水洗入口连接，水洗罐的水洗出口与分馏塔的入口连接，所述分馏塔的出口与烷基化反应器的入口连接，所述空冷单元包括取热管束、冷却水槽、循环泵、换热器，所述取热管束包括取热端、放热端，所述取热管束的取热端位于烷基化反应器，所述放热端位于冷却水槽内，所述取热端用以降低烷基化反应器内反应物料的温度，并将烷基化反应器的热量输送至放热端，所述放热端与冷却水槽内的冷却水进行热交换，以使所述放热端温度降低，以将所述放热端的热量传递至冷却水槽内的冷却水，所述循环泵的入口与冷却水槽的出口连接，循环泵的出口与换热器的管程的入口连接，换热器的管程的出口与冷却水槽的入口连接，换热器的壳程的出口与循环冷却水的回水管连接，换热器的壳程的入口与循环冷却水的供水管连接。

2.如权利要求1所述的节水型低酸耗低腐蚀硫酸法烷基化反应系统，其特征在于：所述烷基化反应单元还包括废硫酸浓缩装置，所述废硫酸浓缩装置包括沉降罐、浓缩反应器，浓缩反应器的上部设置有废硫酸入口，浓缩反应器的下部右侧设有浓缩硫酸出口，所述沉降罐的入口与烷基化反应器底部的废硫酸出口连接，所述沉降罐酸液出口与浓缩反应器的废硫酸入口连接，在浓缩反应器的下方左侧设有三氧化硫入口，以使进入浓缩反应器的三氧化硫上升过程中与浓缩反应器上方流下的废硫酸反应，以使废硫酸浓缩，在烷基化反应器的顶部设置有新硫酸入口，所述浓缩反应器的浓缩硫酸出口与烷基化反应器的新硫酸入口连接。

3.如权利要求2所述的节水型低酸耗低腐蚀硫酸法烷基化反应系统，其特征在于：所述浓缩反应器内设置有多个第一导流板、多个第二导流板，所述第一导流板、第二导流板与浓缩反应器前后内侧壁接触，所述第一导流板与浓缩反应器左内侧壁接触、所述第一导流板与浓缩反应器右内侧壁不接触，所述第二导流板与浓缩反应器左内侧壁不接触、所述第二导流板与浓缩反应器右内侧壁接触，第一导流板、第二导流板在浓缩反应器内从上而下交错布置，在第一导流板、第二导流板上密布有透气孔。

4.如权利要求3所述的节水型低酸耗低腐蚀硫酸法烷基化反应系统，其特征在于：所述第一导流板的右端、第二导流板的左端向上翘起，以在第一导流板、第二导流板的上表面形成凹槽，以容纳硫酸。