CN209815989U - 直链烷基苯生产设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直链烷基苯生产设备。本实用新型的直链烷基苯生产设备采用反应精馏的方式进行烷基苯反应，烷基苯反应是放热反应，反应放出的热量可以作为精馏热源，实现过程能量的充分利用，从而减少生产能耗，另外，烷基化反应产生的热量被上升的气流吸收，也能够防止反应段的温度过高导致催化剂被烧结进而导致活性降低。生产过程中，反应和精馏同时发生，反应产物持续流入直链烷基苯分离塔30进行分离，有利于烷基化反应朝正向进行。总的来说，应用本实用新型直链烷基苯生产设备的直链烷基苯生产工艺能耗低，操作难度低，直链烷基苯的转化率高，反应副产物极少。
Description
技术领域
本实用新型涉及烷基苯生产技术领域，尤其涉及一种直链烷基苯生产设备。
背景技术
直链烷基苯(LAB)是重要的芳香族有机化工原料，直链烷基苯(LAB)可以用来生成直链烷基苯磺酸(LAS)，LAS现已成为家用和工业洗涤剂最主要的原材料。LAB通常由苯与直链烯烃发生烷基化反应制得。现有的直链烷基苯生产设备多为以氢氟酸或硫酸为催化剂的均相反应系统，有少量生产采用固定床反应系统。均相反应系统因为液体酸具有很强的腐蚀性和毒性，对设备安全性和可靠性要求很高，造成设备的投资和维护费用非常高。而现有的生产直链烷基苯的固定床反应系统要求原料苯烯比较高，催化剂单程寿命较短，再生比较频繁，造成操作难度大、能耗较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种直链烷基苯生产设备，能耗低，操作难度低，直链烷基苯的转化率高，反应副产物极少。
为实现以上实用新型目的，本实用新型提供一种直链烷基苯生产设备，包括：直链烷基苯反应装置以及与所述直链烷基苯反应系统相连的直链烷基苯分离装置；
所述直链烷基苯反应装置包括直链烷基苯反应精馏塔以及与所述直链烷基苯反应精馏塔相连的苯回流系统与第一再沸器；所述直链烷基苯反应精馏塔包括从上至下依次设置的第一精馏段、反应段以及第一提馏段；
所述反应段和/或所述第一精馏段上设有烯烃入口；所述第一精馏段与所述第一提馏段上均设有苯输入口；
所述苯回流系统的入口连接至所述第一精馏段，所述苯回流系统的出口连接至所述第一精馏段与第一提馏段；所述第一再沸器与所述第一提馏段相连。
可选的，所述直链烷基苯分离装置包括直链烷基苯分离塔以及与所述直链烷基苯分离塔相连的直链烷基苯收集回流系统与第二再沸器；所述直链烷基苯分离塔包括从上至下依次设置的第二精馏段与第二提馏段；所述直链烷基苯收集回流系统的入口与出口均连接至所述第二精馏段，所述第二再沸器与所述第二提馏段相连。
可选的，所述第一精馏段上设有苯输出口与第一苯输入口，所述第一提馏段设有第二苯输入口，所述苯回流系统包括与所述苯输出口相连的第一冷凝器、与所述第一冷凝器相连的第一回流罐、分别与所述第一回流罐、所述第一苯输入口以及所述第二苯输入口相连的第一回流泵；
所述直链烷基苯生产设备还包括与所述第二苯输入口相连的第一加热器。
可选的，所述第二精馏段上设有直链烷基苯输出口与直链烷基苯输入口，所述直链烷基苯收集回流系统包括与所述直链烷基苯输出口相连的第二冷凝器、与所述第二冷凝器相连的第二回流罐、分别与所述第二回流罐和所述直链烷基苯输入口相连的第二回流泵。
可选的，所述直链烷基苯收集回流系统还包括设于所述直链烷基苯输出口与所述第二冷凝器之间的换热器。
可选的，所述直链烷基苯生产设备还包括位于所述换热器与所述直链烷基苯反应精馏塔上的烯烃输入口之间的第二加热器。
可选的，所述烯烃入口的数量为3个或3个以上；所述3个或3个以上的烯烃入口在所述直链烷基苯反应精馏塔的径向截面上的投影间隔均匀分布。
可选的，所述直链烷基苯反应精馏塔呈圆柱状并且各区域的直径相同，所述直链烷基苯反应精馏塔的高度与直径的比值为5-100:1。
可选的，所述直链烷基苯反应精馏塔中，所述第一精馏段、反应段以及第一提馏段的高度的比值为0-10:20-50:40-80。
可选的，所述直链烷基苯生产设备还包括与所述直链烷基苯分离装置相连的烷烃分离装置。
本实用新型的有益效果：
(1)本实用新型的直链烷基苯生产设备采用反应精馏的方式进行烷基苯反应，烷基苯反应是放热反应，反应放出的热量可以作为精馏热源，实现过程能量的充分利用，从而减少生产能耗，另外，烷基化反应产生的热量被上升的气流吸收，也能够防止反应段的温度过高导致催化剂被烧结进而导致活性降低。
优选的，所述直链烷基苯反应精馏塔上设有多个烯烃入口，使得原料直链烯烃能够分多股进料，提高了反应的瞬间苯烯比，进而提高了目标产物(即直链烷基苯)的产率，降低了反应需要的总苯烯比，降低生产成本。
(2)应用本实用新型直链烷基苯生产设备的直链烷基苯生产工艺中，从直链烷基苯反应精馏塔塔顶(即第一精馏段)进入的液态苯进入反应段后不断冲洗位于反应段的催化剂，能够冲洗掉催化剂表面形成的结焦物质(如炭等)，避免催化剂因被结焦物质覆盖导致活性降低，延长催化剂的使用寿命。
(3)应用本实用新型直链烷基苯生产设备的直链烷基苯生产工艺中，反应和精馏同时发生，反应产物持续流入直链烷基苯分离塔进行分离，有利于烷基化反应朝正向进行。
附图说明
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地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对本实用新型范围的限定。
图1为本实用新型直链烷基苯生产工艺使用的直链烷基苯生产设备的一个实施例的结构示意图；
图2为本实用新型直链烷基苯生产工艺使用的直链烷基苯生产设备的另一实施例的结构示意图。
主要元件符号说明：
10、直链烷基苯反应精馏塔；11、第一精馏段；12、反应段；13、第一提馏段；21、第一再沸器；30、直链烷基苯分离塔；31、第二精馏段；32、第二提馏段；22、第二再沸器；41、第一冷凝器；42、第一回流罐；43、第一回流泵；51、第一加热器；52、第二加热器；60、换热器；71、第二冷凝器；72、第二回流罐；73、第二回流泵；80、烷烃分离塔；81、第三精馏段；82、第三提馏段；23、第三再沸器；91、第三冷凝器；92、第三回流罐；93、第三回流泵。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在下文中，可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
在本实用新型的各种实施例中，表述“A或/和B”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合，可包括A、可包括B或可包括A和B二者。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“横向”、“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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本实用新型的各种实施例中被清楚地限定。
请参阅图1，本实用新型提供一种直链烷基苯生产设备，包括：直链烷基苯反应装置以及与所述直链烷基苯反应系统相连的直链烷基苯分离装置；
所述直链烷基苯反应装置包括直链烷基苯反应精馏塔10以及与所述直链烷基苯反应精馏塔10相连的苯回流系统与第一再沸器21；所述直链烷基苯反应精馏塔10包括从上至下依次设置的第一精馏段11、反应段12以及第一提馏段13；
所述反应段12和/或所述第一精馏段11上设有烯烃入口；所述第一精馏段11与所述第一提馏段13上均设有苯输入口；
所述苯回流系统的入口连接至所述第一精馏段11，所述苯回流系统的出口连接至所述第一精馏段11与第一提馏段13；所述第一再沸器21与所述第一提馏段13相连。
具体的，所述直链烷基苯分离装置包括直链烷基苯分离塔30以及与所述直链烷基苯分离塔30相连的直链烷基苯收集回流系统与第二再沸器22；所述直链烷基苯分离塔30包括从上至下依次设置的第二精馏段31与第二提馏段32；所述直链烷基苯收集回流系统的入口与出口均连接至所述第二精馏段31，所述第二再沸器22与所述第二提馏段32相连。
具体的，所述直链烷基苯分离塔30上设有反应产物进料口，所述直链烷基苯分离塔30中位于所述反应产物进料口以上的部分为第二精馏段31，位于所述反应产物进料口以下的部分为第二提馏段32，显然，所述第二精馏段31与第二提馏段32的划分方式为本领域的公知常识。
具体的，本实用新型的直链烷基苯生产设备的工作原理为：
直链烷基苯生产原料包括直链烯烃与苯；生产过程中，直链烯烃与苯分别经由烯烃入口与苯输入口进入所述直链烷基苯反应精馏塔10中；所述苯回流系统收集的回流苯一部分经由所述第一精馏段11进入所述直链烷基苯反应精馏塔10中，另一部分经由所述第一提馏段13进入所述直链烷基苯反应精馏塔10中；生产过程中还需要向所述直链烷基苯反应精馏塔10中补充新鲜原料苯，这部分新鲜原料苯经由所述第一提馏段13进入所述直链烷基苯反应精馏塔10中；
所述反应段12内设有固体酸催化剂以及用于对固体酸催化剂进行固定的固定装置；
在进入所述直链烷基苯反应精馏塔10之前，所述直链烯烃与苯均呈液态，苯进入所述直链烷基苯反应精馏塔10后，在所述第一提馏段13气化成为气态苯，气态苯从塔底向塔顶蒸发，也即是说气态苯在塔内的流动路径为自下而上，所述直链烯烃进入所述直链烷基苯反应精馏塔10后，一直保持液态，也即是说所述直链烯烃在塔内的流动路径为自上而下，因此在所述直链烷基苯反应精馏塔10内，直链烯烃与气态苯逆向接触并在反应段12进行烷基化反应生成直链烷基苯；
优选的，所述烯烃入口的数量为3个或3个以上。可选的，所述3个或3个以上的烯烃入口在所述直链烷基苯反应精馏塔10的径向截面上的投影间隔均匀分布；
由于直链烯烃是经由多个烯烃入口进入所述直链烷基苯反应精馏塔10中，也即是说，所述直链烯烃是分多股进入所述直链烷基苯反应精馏塔10内的，由于单位横截面积内苯与烯烃混合物的浓度比高于单股进料，因此能够提高烷基化反应的瞬间苯烯比，进而提高目标产物的选择性，使反应过程中只有极少量的副产物(重烷基苯)生成，同时能够降低烷基化反应需要的总苯烯比，节约原料成本；
在烷基化反应中，为获得高的烷基化反应选择性，苯的添加量通常是过量的，因此在所述直链烷基苯反应精馏塔10内，没有参与烷基化反应的气态苯从塔顶(即第一精馏段11)进入所述苯回流系统中冷凝、收集并回流至所述直链烷基苯反应精馏塔10内，回流苯一部分从塔顶(即第一精馏段11)进入所述直链烷基苯反应精馏塔10内，另一部分从塔底(即第一提馏段13)进入所述直链烷基苯反应精馏塔10内；其中，从塔顶(即第一精馏段11)进入所述直链烷基苯反应精馏塔10内的回流苯能够吸收所述第一精馏段11的热量，从而降低所述第一精馏段11的温度，避免所述第一精馏段11的温度过高导致直链烯烃气化进而从所述直链烷基苯反应精馏塔10中挥发出去；
所述直链烯烃与苯在所述反应段12反应生成反应产物，所述反应产物包括直链烷基苯与少量的重烷基苯，所述直链烷基苯为一个苯分子与一个直链烯烃分子结合得到的产物，所述重烷基苯为一个苯分子与两个或者两个以上的直链烯烃分子结合得到的产物；
在反应段12生成的反应产物(包括直链烷基苯与重烷基苯)进入塔底(即第一提馏段13)后被引入所述第一再沸器21中进行加热，加热后的反应产物被气化的部分返回至所述直链烷基苯反应精馏塔10内，为所述直链烷基苯反应精馏塔10内的传热与传质提供所需热量，所述第一再沸器21中未气化的反应产物中的一部分经由管路输送至所述直链烷基苯分离装置中以对直链烷基苯与重烷基苯进行分离；
所述直链烷基苯分离装置中，所述直链烷基苯分离塔30用于对反应产物中的直链烷基苯与重烷基苯进行分离，在所述直链烷基苯分离塔30中，在温度与压力的控制作用下，直链烷基苯形成气态，从塔顶(即第二精馏段31)进入所述直链烷基苯收集回流系统中，重烷基苯保持液态收集于塔底(即第二提馏段32)；
所述直链烷基苯收集回流系统用于对从塔顶(即第二精馏段31)挥发的气态直链烷基苯进行冷凝、收集，收集得到的直链烷基苯一部分作为产品直接采出，另一部分回流到所述直链烷基苯分离塔30进行二次纯化，以进一步提高直链烷基苯的纯度，最大程度的去除直链烷基苯中混入的重烷基苯；
所述直链烷基苯分离装置中，所述第二再沸器22用于对位于塔底(即第二提馏段32)的重烷基苯进行加热，加热后气化的重烷基苯返回至所述直链烷基苯分离塔30内，为所述直链烷基苯分离塔30内的传热与传质提供所需热量；所述第二再沸器22中未气化的重烷基苯中的一部分可以作为产品直接采出，也可以回流至所述直链烷基苯反应精馏塔10中与苯发生烷基转移反应生成直链烷基苯。
以C8直链烯烃与苯的烷基化反应为例，对烷基化反应、烷基化副反应以及烷基转移反应的反应式进行描述如下：
烷基化反应(直链烯烃与苯反应生成直链烷基苯)的反应式为：
烷基化副反应(直链烯烃与苯反应生成重烷基苯)的反应式为：
烷基转移反应的反应式为：
具体的，在烷基苯反应过程中，从所述第一精馏段11进入的液态苯能够不断的冲洗位于所述反应段12的催化剂，从而能够抑制催化剂表面结焦现象的发生，避免催化剂活性降低，延长催化剂的使用寿命。
应用本实用新型直链烷基苯生产设备的直链烷基苯生产工艺中，烷基化反应和精馏同时发生，反应产物持续转移至直链烷基苯分离塔30中，有利于反应向正向进行。
在本实用新型的一实施例中，所述烯烃入口的数量为4个，其中，3个烯烃入口位于所述反应段12上，1个烯烃入口位于所述第一精馏段11上。
具体的，所述直链烷基苯反应精馏塔10呈圆柱状并且各区域的直径相同，所述直链烷基苯反应精馏塔10的高度与直径的比值为5-100:1，进一步优选为5-50:1。
具体的，所述直链烷基苯反应精馏塔10中，所述第一精馏段11、反应段12以及第一提馏段13的高度的比值为0-10:20-50:40-80。
具体的，所述直链烯烃包括C8～C24直链烯烃中的一种或多种，例如C8直链烯烃、C10直链烯烃、C13直链烯烃、C15直链烯烃、C17直链烯烃、C20直链烯烃、C22直链烯烃、C24直链烯烃中的一种或多种。
具体的，所述第一精馏段11上设有苯输出口与第一苯输入口，所述第一提馏段13设有第二苯输入口，所述苯回流系统包括与所述苯输出口相连的第一冷凝器41、与所述第一冷凝器41相连的第一回流罐42、分别与所述第一回流罐42、所述第一苯输入口以及第二苯输入口相连的第一回流泵43，所述第一回流泵43用于将收集于所述第一回流罐42内的液态苯泵送出来，一部分经由管路输送至所述第一苯输入口，另一部分经由管路输送至所述第二苯输入口。
具体的，生产过程中向所述直链烷基苯反应精馏塔10中补充的新鲜原料苯经由所述第二苯输入口进入所述直链烷基苯反应精馏塔10中。
优选的，所述直链烷基苯生产设备还包括与所述第二苯输入口相连的第一加热器51，以对经由所述第二苯输入口输入的新鲜原料苯与回流苯进行加热，使其在进入所述直链烷基苯反应精馏塔10之前即具有较高的温度，有利于保持所述直链烷基苯反应精馏塔10内的温度稳定。
具体的，所述第二精馏段31上设有直链烷基苯输出口与直链烷基苯输入口，所述直链烷基苯收集回流系统包括与所述直链烷基苯输出口相连的第二冷凝器71、与所述第二冷凝器71相连的第二回流罐72、分别与所述第二回流罐72和所述直链烷基苯输入口相连的第二回流泵73，所述第二回流泵73用于将收集于所述第二回流罐72内的液态直链烷基苯泵送出来，一部分作为产品采出，另一部分经由所述直链烷基苯输入口进入所述直链烷基苯分离塔30内进行二次纯化，提高直链烷基苯的纯度。
可选的，所述直链烷基苯收集回流系统还包括设于所述直链烷基苯输出口与所述第二冷凝器71之间的换热器60，所述换热器60用于对气态直链烷基苯与作为生产原料的直链烯烃进行热交换，利用直链烯烃对气态直链烷基苯进行冷却，同时利用气态直链烷基苯对直链烯烃进行加热，提升直链烯烃的温度。
优选的，所述直链烷基苯生产设备还包括位于所述换热器60与所述直链烷基苯反应精馏塔10上的烯烃输入口之间的第二加热器52，所述第二加热器52用于对直链烯烃进行进一步加热，以保持所述直链烷基苯反应精馏塔10内的温度稳定。
具体的，生产过程中，经由所述苯回流系统输入所述直链烷基苯反应精馏塔10内的回流苯与直链烯烃在单位时间内进料的摩尔比为1-5:1，补充的新鲜原料苯的进料速率与直链烯烃在单位时间内进料的摩尔比为1-1.1:1。
总的来说，在整个烷基苯生产过程中，作为生产原料加入到所述直链烷基苯反应精馏塔10内的苯的总量与直链烯烃的总量的比值为1-1.1:1。
通过采用过量的苯与直链烯烃反应，能够实现烷基化反应的高转化率和高选择性，提高直链烷基苯的产率，降低重烷基苯的产率。
具体的，所述直链烷基苯反应精馏塔10中，所述第一精馏段11的温度范围为80-120℃，所述反应段12与所述第一提馏段13的温度范围均为150-300℃。
具体的，生产过程中，所述直链烷基苯反应精馏塔10内的压力为0-0.3MPa(g)，具体来讲，所述直链烷基苯反应精馏塔10内的压力从塔顶至塔底逐渐增大。
具体的，所述反应段12内，直链烯烃与苯的总质量空速为1-5h-1，直链烯烃的质量空速为0.2-0.3h-1。
具体的，经过第一再沸器21加热后的反应产物中回流至所述直链烷基苯反应精馏塔10内的部分与流至所述烷基苯分离塔的部分的质量比为3-5:1。
具体的，所述直链烷基苯分离塔30中，所述第二精馏段31与第二提馏段32内均设有塔板，所述第二精馏段31内的塔板数为1-40，所述第二提馏段32内的塔板数为1-40。
具体的，所述直链烷基苯分离塔30中，所述第二精馏段31的温度为120-250℃，所述第二提馏段32的温度为200-300℃。
具体的，所述直链烷基苯分离塔30内的压力为0-200KPa，具体来讲，所述直链烷基苯分离塔30内的压力从塔顶至塔底逐渐增大。
具体的，所述直链烷基苯收集回流系统收集到的直链烷基苯中，回流至所述直链烷基苯分离塔30内的部分与作为产品采出的部分的质量比大于0.3。
具体的，所述第一精馏段11、第一提馏段13、第二精馏段31、第二提馏段32可以为板式塔段或填料塔段。板式塔段可以设置任意一种适用的塔板，填料塔段可以装填无规则填料也可以是规则填料。
具体的，所述反应段12内设有固体酸催化剂以及用于对固体酸催化剂进行固定的固定装置，所述反应段12内不设塔板或者填料。
通常情况下，直链烯烃与苯发生烷基化反应会生成2-LAB、3-LAB、4-LAB、5-LAB等各种直连烷基苯异构体。其中，2-LAB磺化时有长的“尾部”，可提高溶解性和洗涤性能且生物降解性最好，是工业上所最需要的产物。因此LAB生产中所采用的催化剂需要具有较高的2-LAB选择性。
具体的，所述2-LAB指的是直链烯烃的2位碳原子与苯结合得到的直链烷基苯，所述3-LAB指的是直链烯烃的3位碳原子与苯结合得到的直链烷基苯，其中，碳原子的2位与3位均为直链烯烃中碳原子的编号，直链烯烃的端部碳原子为1位碳原子，2位与3位均指的是从编号为1位的一端向另一端依次排列的两个编号，可以理解的是，2-LAB的线性度大于3-LAB的线性度。
应用本实用新型直链烷基苯生产设备的直链烷基苯生产工艺中，直链烯烃的转化率大于99.5％，所述转化率指的是参与反应的直链烯烃的量占进入所述直链烷基苯反应精馏塔10的直链烯烃的总量的比值，另外，本实用新型生产得到的直链烷基苯中，2-LAB的质量占比大于50％，3-LAB的质量占比大于35％。
本领域技术人员能够理解的是，当作为生产原料的直链烯烃中混有烷烃等杂质时，由于烷烃不参与烷基化反应，因此会与反应产物混合在一起，导致从所述直链烷基苯分离塔30分离得到的直链烷基苯中还混有烷烃，针对这种情况，有必要在直链烷基苯生产设备中增加烷烃分离装置，以对直链烷基苯中的烷烃进行去除。
具体的，如图2所示，所述直链烷基苯生产设备还可以包括与所述直链烷基苯分离装置相连的烷烃分离装置。
具体的，所述烷烃分离装置包括烷烃分离塔80以及与所述烷烃分离塔80相连的烷烃收集回流系统以及第三再沸器23；
所述烷烃分离塔80包括从上至下依次设置的第三精馏段81与第三提馏段82，所述烷烃收集回流系统与所述第三精馏段81相连，所述第三再沸器23与所述第三提馏段82相连。
具体的，所述烷烃收集回流系统包括与所述第三精馏段81相连的第三冷凝器91、与所述第三冷凝器91相连的第三回流罐92、分别与所述第三回流罐92和所述第三精馏段81相连的第三回流泵93，所述第三回流泵93用于将收集于所述第三回流罐92内的烷烃泵送出来，一部分作为副产物采出，另一部分进入所述第三精馏段81内用于降温以实现所述第三精馏段81的温度控制。
具体的，所述第三再沸器23用于对位于塔底(第三提馏段82)的直链烷基苯进行加热，加热后气化的直链烷基苯返回至所述烷烃分离塔80内，为所述烷烃分离塔80内的传热与传质提供所需热量；所述第三再沸器23中未气化的直链烷基苯中的一部分可以作为产品直接采出。
具体的，所述烷烃分离塔80中，所述第三精馏段81与第三提馏段82内均设有塔板，所述第三精馏段81内的塔板数为1-40，所述第三提馏段82内的塔板数为1-40。
具体的，所述烷烃分离塔80中，所述第三精馏段81的温度为90-200℃，所述第三提馏段82的温度为150-250℃。
具体的，所述烷烃分离塔80内的压力为0-300KPa，具体来讲，所述烷烃分离塔80内的压力从塔顶至塔底逐渐增大。
具体的，针对直链烯烃中混有烷烃的情形，直链烯烃通常以费托合成油或直链烷烃脱氢产物的形式提供，例如包含C8-C13直链烯烃的费托合成油或直链烷烃脱氢产物、C10-C15直链烯烃的费托合成油或直链烷烃脱氢产物、C13-C18直链烯烃的费托合成油或直链烷烃脱氢产物、C15-C20直链烯烃的费托合成油或直链烷烃脱氢产物、C19-C24直链烯烃的费托合成油或直链烷烃脱氢产物。
具体的，针对直链烯烃中混有烷烃的情形，最长链的烷烃与最短链的烷烃的碳数差值应小于5，否则所述烷烃分离装置无法彻底将烷烃与直链烷基苯分开；当所述直链烯烃中不含烷烃时，直链烯烃的碳数无限制。
下面以具体实施例的形式对应用本实用新型直链烷基苯生产设备的直链烷基苯生产工艺进行详述。
实施例1
该实施例1中采用的直链烯烃为C8直链烯烃。
所述直链烷基苯反应精馏塔10的内径50mm，高度3000mm，其中所述第一精馏段11的高度为150mm，所述反应段12的高度为1200mm，所述第一提馏段13的高度为1650mm。
整个烷基苯生产过程中，作为生产原料加入到所述直链烷基苯反应精馏塔10内的苯的总量与直链烯烃的总量的比值为1.05:1。
反应条件和结果如表1所示，结果表明，反应产物中C8直链烷基苯的质量占比达到95％以上，直链烷基苯中，2-LAB的质量占比大于50％，3-LAB的质量占比大于35％。
表1实施例1反应条件与反应结果
实施例2
该实施例2中采用的直链烯烃为C12直链烯烃。
所述直链烷基苯反应精馏塔10的内径60mm，高度3000mm，其中所述第一精馏段11的高度为240mm，所述反应段12的高度为1260mm，所述第一提馏段13的高度为1500mm。
整个烷基苯生产过程中，作为生产原料加入到所述直链烷基苯反应精馏塔10内的苯的总量与直链烯烃的总量的比值为1.08:1。
反应条件和结果如表2所示，结果表明，反应产物中C12直链烷基苯的质量占比达到95％以上，直链烷基苯中，2-LAB的质量占比大于50％，3-LAB的质量占比大于35％。
表2实施例2反应条件与反应结果
实施例3
该实施例3中采用的直链烯烃为混合烯烃，所述混合烯烃包括C8直链烯烃、C10直链烯烃以及C12直链烯烃。
所述直链烷基苯反应精馏塔10的内径40mm，高度3000mm，其中所述第一精馏段11的高度为300mm，所述反应段12的高度为1200mm，所述第一提馏段13的高度为1500mm。
整个烷基苯生产过程中，作为生产原料加入到所述直链烷基苯反应精馏塔10内的苯的总量与直链烯烃的总量的比值为1.1:1。反应条件和结果如表2所示，结果表明，反应产物中直链烷基苯(C8直链烷基苯、C10直链烷基苯以及C12直链烷基苯的总和)的质量占比达到95％以上，直链烷基苯中，2-LAB的质量占比大于50％，3-LAB的质量占比大于35％。
表3实施例3反应条件与反应结果
实施例4
该实施例4中采用的直链烯烃为C8-C12直链烯烃，所述直链烯烃中掺杂有烷烃。
所述直链烷基苯反应精馏塔10的内径50mm，高度3000mm，其中所述第一精馏段11的高度为200mm，所述反应段12的高度为1400mm，所述第一提馏段13的高度为1400mm。
整个烷基苯生产过程中，作为生产原料加入到所述直链烷基苯反应精馏塔10内的苯的总量与直链烯烃的总量的比值为1.06:1。
反应条件和结果如表4所示，结果表明，反应产物中直链烷基苯(C8-C12直链烷基苯总和)的质量占比达到95％以上，直链烷基苯中，2-LAB的质量占比大于50％，3-LAB的质量占比大于35％。
表4实施例4反应条件与反应结果
综上所述，本实用新型的直链烷基苯生产设备具有以下优点：
(1)本实用新型的直链烷基苯生产设备采用反应精馏的方式进行烷基苯反应，烷基苯反应是放热反应，反应放出的热量可以作为精馏热源，实现过程能量的充分利用，从而减少生产能耗，另外，烷基化反应产生的热量被上升的气流吸收，也能够防止反应段12的温度过高导致催化剂被烧结进而导致活性降低。
优选的，所述直链烷基苯反应精馏塔10上设有多个烯烃入口，使得原料直链烯烃能够分多股进料，提高了反应的瞬间苯烯比，进而提高了目标产物(即直链烷基苯)的产率，降低了反应需要的总苯烯比，降低生产成本。
(2)应用本实用新型直链烷基苯生产设备的直链烷基苯生产工艺中，从直链烷基苯反应精馏塔10塔顶(即第一精馏段11)进入的液态苯进入反应段12后不断冲洗位于反应段12的催化剂，能够冲洗掉催化剂表面形成的结焦物质(如炭等)，避免催化剂因被结焦物质覆盖导致活性降低，延长催化剂的使用寿命。
(3)应用本实用新型直链烷基苯生产设备的直链烷基苯生产工艺中，反应和精馏同时发生，反应产物持续流入直链烷基苯分离塔30进行分离，有利于烷基化反应朝正向进行。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。
本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施事例而已，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 (10)
1.一种直链烷基苯生产设备，其特征在于，包括：直链烷基苯反应装置以及与所述直链烷基苯反应系统相连的直链烷基苯分离装置；
所述直链烷基苯反应装置包括直链烷基苯反应精馏塔以及与所述直链烷基苯反应精馏塔相连的苯回流系统与第一再沸器；所述直链烷基苯反应精馏塔包括从上至下依次设置的第一精馏段、反应段以及第一提馏段；
所述反应段和/或所述第一精馏段上设有烯烃入口；所述第一精馏段与所述第一提馏段上均设有苯输入口；
所述苯回流系统的入口连接至所述第一精馏段，所述苯回流系统的出口连接至所述第一精馏段与第一提馏段；所述第一再沸器与所述第一提馏段相连。
2.如权利要求1所述的直链烷基苯生产设备，其特征在于，所述直链烷基苯分离装置包括直链烷基苯分离塔以及与所述直链烷基苯分离塔相连的直链烷基苯收集回流系统与第二再沸器；所述直链烷基苯分离塔包括从上至下依次设置的第二精馏段与第二提馏段；所述直链烷基苯收集回流系统的入口与出口均连接至所述第二精馏段，所述第二再沸器与所述第二提馏段相连。
3.如权利要求2所述的直链烷基苯生产设备，其特征在于，所述第一精馏段上设有苯输出口与第一苯输入口，所述第一提馏段设有第二苯输入口，所述苯回流系统包括与所述苯输出口相连的第一冷凝器、与所述第一冷凝器相连的第一回流罐、分别与所述第一回流罐、所述第一苯输入口以及所述第二苯输入口相连的第一回流泵；
所述直链烷基苯生产设备还包括与所述第二苯输入口相连的第一加热器。
4.如权利要求2所述的直链烷基苯生产设备，其特征在于，所述第二精馏段上设有直链烷基苯输出口与直链烷基苯输入口，所述直链烷基苯收集回流系统包括与所述直链烷基苯输出口相连的第二冷凝器、与所述第二冷凝器相连的第二回流罐、分别与所述第二回流罐和所述直链烷基苯输入口相连的第二回流泵。
5.如权利要求4所述的直链烷基苯生产设备，其特征在于，所述直链烷基苯收集回流系统还包括设于所述直链烷基苯输出口与所述第二冷凝器之间的换热器。
6.如权利要求5所述的直链烷基苯生产设备，其特征在于，所述直链烷基苯生产设备还包括位于所述换热器与所述直链烷基苯反应精馏塔上的烯烃输入口之间的第二加热器。
7.如权利要求1所述的直链烷基苯生产设备，其特征在于，所述烯烃入口的数量为3个或3个以上；所述3个或3个以上的烯烃入口在所述直链烷基苯反应精馏塔的径向截面上的投影间隔均匀分布。
8.如权利要求1所述的直链烷基苯生产设备，其特征在于，所述直链烷基苯反应精馏塔呈圆柱状并且各区域的直径相同，所述直链烷基苯反应精馏塔的高度与直径的比值为5-100:1。
9.如权利要求1所述的直链烷基苯生产设备，其特征在于，所述直链烷基苯反应精馏塔中，所述第一精馏段、反应段以及第一提馏段的高度的比值为0-10:20-50:40-80。
10.如权利要求1所述的直链烷基苯生产设备，其特征在于，所述直链烷基苯生产设备还包括与所述直链烷基苯分离装置相连的烷烃分离装置。
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|---|---|---|---|---|
| CN110002937A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-07-12 | 南京克米斯璀新能源科技有限公司 | 直链烷基苯生产工艺与直链烷基苯生产设备 |
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2019
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