CN210934896U - 烷基化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种烷基化反应装置，包括烷基化反应器、酸沉降罐及硫酸混合冷却器，烷基化反应器与酸沉降罐通过一酸沉降管连通，硫酸混合冷却器设置于酸沉降管上，硫酸混合冷却器的入口端设置有新鲜酸补充管。硫酸混合冷却器包括混合管及套设于混合管外侧的冷介质管，混合管内填充有静态混合组件，冷介质管的内壁与混合管的外壁之间形成用于流通冷却介质的冷却腔。回收酸和新鲜酸预混合后进入烷基化反应器，避免烷基化反应器中出现局部的催化剂浓度不均匀，降低烷基化反应效率。同时，向冷却腔内通入冷介质，将混合酸的温度降低至需求温度后再投入烷基化反应器，避免混合酸的温度过高，对反应温度产生冲击。

Description

烷基化反应装置

技术领域

本实用新型属于化工工艺设备技术领域，具体涉及一种烷基化反应装置。

背景技术

烷基化是利用低碳烯烃和异烷烃在液体酸催化作用下发生烷基化反应，生成高辛烷值烷基化油的化工工艺。目前，主流的烷基化工艺多以浓度为 98.0%～99.2% 的浓硫酸作为催化剂，大多数原料中的杂质在硫酸烷基化反应后进入酸相，使得硫酸被污染，从而降低了硫酸的催化活性。现有技术中，通过向烷基化反应器中补充新鲜硫酸的方式，来维持烷基化反应速率。

然而，现有的工艺中，新鲜酸和来自酸沉降罐内的回收酸多直接进入烷基化反应器中，一方面，新鲜酸和回收酸不能充分混合，导致在烷基化反应器中出现局部的催化剂浓度不均匀，在高酸浓度区副反应增加，而低酸浓度区反应速率降低。另一方面，常温的新鲜酸的热量以及新鲜酸与回收酸混合时的放热热量会对烷基化反应器中的反应温度产生冲击，增加了冷却的负荷。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供一种烷基化反应装置，以解决现有技术中存在的新鲜硫酸与回收酸不能充分混合降温，导致烷基化效率下降、容易对烷基化反应器中的反应温度造成冲击的技术问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种烷基化反应装置，包括烷基化反应器及酸沉降罐，所述烷基化反应器与所述酸沉降罐通过一酸沉降管连通，还包括硫酸混合冷却器，所述硫酸混合冷却器设置于所述酸沉降管上，所述硫酸混合冷却器的入口端连通所述酸沉降管，且设置有新鲜酸补充管，所述硫酸混合冷却器的出口端连通所述烷基化反应器的酸进料口；

所述硫酸混合冷却器包括混合管及套设于所述混合管外侧的冷介质管，所述混合管内填充有静态混合组件，所述冷介质管的内壁与所述混合管的外壁之间形成用于流通冷却介质的冷却腔。

优选地，所述静态混合组件为耐酸腐蚀材质制作的填料。

优选地，所述静态混合组件为波纹网、拉西环、鲍尔环、矩鞍环或阶梯环中的至少一种。

优选地，所述硫酸混合冷却器的出口端设置酸浓度检测仪。

优选地，所述硫酸混合冷却器的出口端设置有废酸排空管，所述废酸排空管上设置有废酸排空阀。

优选地，所述新鲜酸补充管上设置有第一截止阀。

优选地，所述新鲜酸补充管上设置有新鲜酸补充支管，所述新鲜酸补充支管连通所述硫酸混合冷却器的出口端，所述新鲜酸补充支管上设置有第二截止阀。

优选地，所述酸浓度检测仪与所述废酸排空阀、所述第一截止阀、所述第二截止阀联锁。

优选地，所述烷基化反应装置还包括循环异丁烷管件，所述循环异丁烷管件依次连通所述冷却腔及所述烷基化反应器。

由上述技术方案可知，本实用新型提供了一种烷基化反应装置，其有益效果是：通过设置所述硫酸混合冷却器，使得在所述酸沉降罐中沉降的回收酸和新鲜酸预混合后进入所述烷基化反应器，避免烷基化反应器中出现局部的催化剂浓度不均匀，降低烷基化反应效率。另一方面，新鲜酸及回收酸在混合的同时，向所述冷却腔内通入冷介质，将混合酸的温度降低至需求温度后再投入所述烷基化反应器，从而避免新鲜酸和回收酸混合后，混合酸的温度过高，对烷基化反应器中的反应温度产生冲击。

附图说明

图1是烷基化反应装置的管线流程示意图。

图中：烷基化反应装置10、烷基化反应器100、酸沉降罐200、酸沉降管210、新鲜酸补充管220、第一截止阀221、硫酸混合冷却器300、混合管310、静态混合组件311、冷介质管320、冷却腔321、酸浓度检测仪330、废酸排空管340、废酸排空阀341、新鲜酸补充支管350、第二截止阀351、循环异丁烷管件400。

具体实施方式

以下结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。

请参看图1，一具体实施方式中，一种烷基化反应装置10，包括烷基化反应器100、酸沉降罐200及硫酸混合冷却器300，所述烷基化反应器100与所述酸沉降罐200通过一酸沉降管210连通，所述硫酸混合冷却器300设置于所述酸沉降管210上，所述硫酸混合冷却器300的入口端连通所述酸沉降管210，且设置有新鲜酸补充管220，所述硫酸混合冷却器300的出口端连通所述烷基化反应器100的酸进料口。

浓度为 98.0%～99.2% 的新鲜浓硫酸与所述酸沉降罐200沉降分离的，并通过所述酸沉降管210回收的回收酸在所述硫酸混合冷却器300混合，并冷却后进入所述烷基化反应器100，避免所述烷基化反应器100中出现局部的催化剂浓度不均匀，降低烷基化反应效率。同时，避免新鲜酸和回收酸混合后，混合酸的温度过高，对所述烷基化反应器100中的反应温度产生冲击。

作为一种优选的实施方式，所述硫酸混合冷却器300包括混合管310及套设于所述混合管310外侧的冷介质管320，所述混合管310内填充有静态混合组件311，所述冷介质管320的内壁与所述混合管310的外壁之间形成用于流通冷却介质的冷却腔321。例如，所述静态混合组件311为耐酸腐蚀材质制作的填料，例如，所述静态混合组件311为波纹网、拉西环、鲍尔环、矩鞍环或阶梯环中的至少一种。

一方面，新鲜硫酸和回收硫酸在所述混合管310中，受所述静态混合组件311的扰动及流动阻力的影响，形成湍流，实现充分的混合。另一方面，所述静态混合组件311提供一个大的接触表面积，来自回收硫酸中的部分的杂质，尤其是烯烃聚合后产生的高分子的杂质能够附着与所述静态混合组件311的表面，进而从酸相中分离，提高混合硫酸的催化性能。

值得说明的是，通过设置所述硫酸混合冷却器300，使新鲜硫酸与回收硫酸预混合，达到较佳的烷基化反应所需求的浓度，进而提高了烷基化反应的效率，降低烷基化反应过程中的副反应。另一方面，回收酸可以在较低的浓度下与新鲜酸混合，从而获得较高浓度的、能够满足生产需求的混合硫酸，相当于回收利用了部分浓度水平较高的废酸，从而大幅降低的废酸的外排量。

又一较佳实施方式中，所述硫酸混合冷却器300的出口端设置酸浓度检测仪330，以监测经所述硫酸混合冷却器300混合后的混合硫酸的浓度。

进一步地，所述硫酸混合冷却器300的出口端设置有废酸排空管340，所述废酸排空管340上设置有废酸排空阀341，当所述酸浓度检测仪330检测到混合硫酸的浓度不能满足生产需求时，及时打开所述废酸排空阀341，将废酸排出。

在一较佳实施例中，所述酸浓度检测仪330可以设置在所述酸沉降管210上，以提前检测回收酸的浓度，并将不能满足生产需求的废酸排出，减少新鲜酸的浪费。

进一步地，所述新鲜酸补充管220上设置有第一截止阀221，在打开所述废酸排空阀341，将废酸排出时，关闭所述第一截止阀221，防止将新鲜酸一并排出。

进一步地，所述新鲜酸补充管220上设置有新鲜酸补充支管350，所述新鲜酸补充支管350连通所述硫酸混合冷却器300的出口端，所述新鲜酸补充支管350上设置有第二截止阀351，在打开所述废酸排空阀341，将废酸排出时，关闭所述第一截止阀221，打开所述第二截止阀351，以能够短期维持烷基化反应的正常进行。

更进一步地，所述酸浓度检测仪330与所述废酸排空阀341、所述第一截止阀221、所述第二截止阀351联锁。即设置一中央控制器，如PLC控制器，当所述酸浓度检测仪330检测到混合硫酸或回收硫酸的浓度不能满足生产需求时，打开所述废酸排空阀341及所述第二截止阀351，关闭所述第一截止阀221，实现废酸自动外排。

又一较佳实施方式中，所述烷基化反应装置10还包括循环异丁烷管件400，所述循环异丁烷管件400依次连通所述冷却腔321及所述烷基化反应器100，以利用循环异丁烷同时为所述硫酸混合冷却器300及所述烷基化反应器100提供冷量。

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 (9)

1.一种烷基化反应装置，包括烷基化反应器及酸沉降罐，所述烷基化反应器与所述酸沉降罐通过一酸沉降管连通，其特征在于，还包括硫酸混合冷却器，所述硫酸混合冷却器设置于所述酸沉降管上，所述硫酸混合冷却器的入口端连通所述酸沉降管，且设置有新鲜酸补充管，所述硫酸混合冷却器的出口端连通所述烷基化反应器的酸进料口；

所述硫酸混合冷却器包括混合管及套设于所述混合管外侧的冷介质管，所述混合管内填充有静态混合组件，所述冷介质管的内壁与所述混合管的外壁之间形成用于流通冷却介质的冷却腔。

2.如权利要求1所述的烷基化反应装置，其特征在于，所述静态混合组件为耐酸腐蚀材质制作的填料。

3.如权利要求2所述的烷基化反应装置，其特征在于，所述静态混合组件为波纹网、拉西环、鲍尔环、矩鞍环或阶梯环中的至少一种。

4.如权利要求1所述的烷基化反应装置，其特征在于，所述硫酸混合冷却器的出口端设置酸浓度检测仪。

5.如权利要求4所述的烷基化反应装置，其特征在于，所述硫酸混合冷却器的出口端设置有废酸排空管，所述废酸排空管上设置有废酸排空阀。

6.如权利要求5所述的烷基化反应装置，其特征在于，所述新鲜酸补充管上设置有第一截止阀。

7.如权利要求6所述的烷基化反应装置，其特征在于，所述新鲜酸补充管上设置有新鲜酸补充支管，所述新鲜酸补充支管连通所述硫酸混合冷却器的出口端，所述新鲜酸补充支管上设置有第二截止阀。

8.如权利要求7所述的烷基化反应装置，其特征在于，所述酸浓度检测仪与所述废酸排空阀、所述第一截止阀、所述第二截止阀联锁。

9.如权利要求1所述的烷基化反应装置，其特征在于，还包括循环异丁烷管件，所述循环异丁烷管件依次连通所述冷却腔及所述烷基化反应器。

Images