EA017873B1 - Способ алкилирования изобутана разбавленным пропиленом - Google Patents

Способ алкилирования изобутана разбавленным пропиленом Download PDF

Info

Publication number
EA017873B1
EA017873B1 EA201170471A EA201170471A EA017873B1 EA 017873 B1 EA017873 B1 EA 017873B1 EA 201170471 A EA201170471 A EA 201170471A EA 201170471 A EA201170471 A EA 201170471A EA 017873 B1 EA017873 B1 EA 017873B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
propylene
sulfuric acid
isoparaffin
alkylation
reaction zone
Prior art date
Application number
EA201170471A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201170471A1 (ru
Inventor
Митчелл Е. Лоешер
Уилльям М. мл. Кросс
Лоуренс А. мл. Смит
Original Assignee
Каталитик Дистиллейшн Текнолоджиз
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Каталитик Дистиллейшн Текнолоджиз filed Critical Каталитик Дистиллейшн Текнолоджиз
Publication of EA201170471A1 publication Critical patent/EA201170471A1/ru
Publication of EA017873B1 publication Critical patent/EA017873B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C9/00—Aliphatic saturated hydrocarbons
    • C07C9/14—Aliphatic saturated hydrocarbons with five to fifteen carbon atoms
    • C07C9/16—Branched-chain hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/86—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon
    • C07C2/868—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation between a hydrocarbon and a non-hydrocarbon the non-hydrocarbon contains sulfur as hetero-atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G29/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, with other chemicals
    • C10G29/20—Organic compounds not containing metal atoms
    • C10G29/205—Organic compounds not containing metal atoms by reaction with hydrocarbons added to the hydrocarbon oil
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2527/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • C07C2527/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
    • C07C2527/053—Sulfates or other compounds comprising the anion (SnO3n+1)2-
    • C07C2527/054—Sulfuric acid or other acids with the formula H2Sn03n+1

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Способ алкилирования пропилена, где способ включает контактирование потока, содержащего пропилен и пропан, с серной кислотой в первой реакционной зоне в условиях образования сульфатных эфиров пропилена; контактирование сульфатных эфиров пропилена с изопарафином и серной кислотой в зоне реакции алкилирования в условиях реакции сульфатных эфиров пропилена и изопарафина с образованием выходящего из реактора потока, включающего кислотную фазу и углеводородную фазу, содержащую непрореагировавший изопарафин и алкилатный продукт; отделение углеводородной фазы от серной кислоты; разделение углеводородной фазы с образованием фракции, включающей непрореагировавший изопарафин, и фракции, включающей алкилатный продукт.

Description

Предпосылки создания изобретения Область изобретения
Раскрытые здесь осуществления относятся в общем к алкилированию пропилена изобутаном. Более конкретно раскрытые здесь осуществления относятся к способу алкилирования изобутана потоком разбавленного пропилена при условиях, которые способствуют реакции алкилирования пропиленом и позволяют избежать избыточной олигомеризации или полимеризации пропилена.
Состояние области техники
Алкилирование является реакцией парафинов, обычно изопарафинов, с олефином в присутствии сильной кислоты, которая дает парафины, например, с октановым числом более чем у исходных веществ, и которые кипят в интервале бензинов. При переработке нефти реакция алкилирования обычно является реакцией олефина от С3 до С5 с изобутаном.
При алкилированиях в нефтепереработке обычно используют как катализаторы фтористоводородную или серную кислоту. Для катализируемого серной кислотой алкилирования предпочтительны низкие температуры процесса с указанной кислотой, минимизирующие побочные реакции. В типичном процессе реакцию проводят в реакторе, в котором углеводородные реагенты диспергированы в сплошной кислотной фазе.
Например, патент США 2762853 описывает способ алкилирования, включающий подачу в реактор алкилирования изопарафинов, таких как изобутан или изопентан, и моноолефинов С2-С5. Реакцию алкилирования катализируют серной кислотой в избытке 88%, предпочтительно при избытке 96%. Затем продукты алкилирования разделяют на компоненты бензинового интервала и более тяжелые продукты алкилирования наряду с другими процессами конечной обработки.
В качестве другого примера патент США 2859260 описывает способ алкилирования, включающий реакцию изопарафинов с олефинами в присутствии катализатора серной кислоты. Продукт реакции затем разделяют, чтобы извлечь богатую углеводородами фазу и богатую кислотой фазу. Богатую углеводородами фазу дополнительно обрабатывают для того, чтобы удалить сложные эфиры катализаторов из углеводородной фазы, наряду с другими последующими операциями. Другой пример ранее известных процессов алкилирования описан в патенте США 3013092.
Тогда как вышеуказанные реакции алкилирования могут происходить в единственном реакторе, А1Ьпд111 е! а1. описывает двухступенчатый процесс алкилирования, в котором бутилсульфаты или бутилфториды образуются на первой ступени, а алкилат образуется на второй стадии (см., например, А1ку1аΐίοη о£ 1коЬи1аие \νίΐ1ι С4 01сПп5. 1. БпкЕйер Кеасбоик Иктд 8и1Гипс АсИ Са1а1ук1, Ы1е Б. А1Ьг1дШ е! а1., 1иб. Еид. Сйеш. Кек. 1988, 27, 381-386 и А1ку1абои о£ 1коЬи1аие \νί11ι С4 01еПпк. 3. Т\со-81ер Ргосекк Икшд 8и1£ипс Ас1б Са1а1ук1, Ьбе Б. А1ЬпдШ е! а1., 1иб. Еид. Сбет. Кек. 1988, 27, 391-397).
В современной переработке нефти один из компонентов смешения бензина поступает с установки БСС (Πιιίά са!а1ук! сгаскшд - крекинг с псевдоожиженным катализатором). Эта установка БСС продуцирует также смешанные углеводороды С4 (бутены/бутаны) и смешанные углеводороды С3 (пропилен/пропан). Эти легкие газы непригодны в качестве бензина, так что они должны быть превращены в компоненты бензина или превращены в другие полезные продукты. В процессе серно-кислотного алкилирования, как обсуждено выше, олефины С4 (бутены) реагируют с изобутаном с получением смеси парафинов от С6 до С9. Поскольку процесс алкилирования продуцирует разветвленные парафины, получаемое октановое число продукта является хорошим. Недостатки способа включают высокое потребление энергии и необходимость регенерировать и рециркулировать серную кислоту вследствие накопления тяжелых компонентов, которые растворимы в кислоте, обычно называемых кислоторастворимыми маслами или А80 (асИ ко1иЬ1е ойк).
Обычно на нефтеперерабатывающем заводе очень мало соединений С3 подают с установки БСС на установку алкилирования. Основной причиной этого является то, что реакционноспособный пропилен является очень стабильным после того, как он абсорбирован кислотой, и алкилирует медленно. Таким образом, одной проблемой использования пропилена в обычном катализируемом серной кислотой алкилировании является то, что абсорбированный пропилен медленно реагирует с изобутаном. В результате пропилен проявляет склонность образовывать тяжелые соединения, которые требуют дополнительной регенерации кислоты.
Наиболее распространенный способ конверсии пропилена обычно называют поли. На установке полипропилен олигомеризуют над твердым фосфорно-кислотным катализатором (8РА-катализатором) с образованием олефинов С6 и С9. Эти более тяжелые олефины могут быть затем использованы в бензине. Непрореагировавший пропан затем продают как отдельное топливо. Срок службы 8РА катализатора короток, и, поскольку реакция выделяет тепло, реактор состоит из трубок и должен охлаждаться водой. Кроме того, катализатор часто трудно удалять из реактора после того, как он отработал свое, и его часто необходимо высверливать вследствие образования полимеров. Хотя это является дорогим и требующим интенсивного обслуживания, переработчик часто имеет мало экономичных альтернатив для использования пропилена.
В качестве другой альтернативы пропилен может быть отделен от пропана дистилляцией и реализован в качестве химического продукта. Эта опция доступна не всем переработчикам, поскольку некото- 1 017873 рые не имеют поблизости потребителя для пропилена. Следовательно, эти оказавшиеся в затруднительном положении переработчики не имеют выбора, кроме как конвертировать пропилен в компоненты бензинового интервала. Настоящее изобретение является новым.
Следовательно, существует потребность в альтернативных способах превращения пропилена в бензин путем, который дает больше бензина, чем олигомеризация в установке поли.
Сущность изобретения
В одном аспекте описанные здесь воплощения изобретения относятся к способу алкилирования пропилена, где способ включает контактирование потока, содержащего пропилен и пропан, с серной кислотой в первой реакционной зоне при условиях для образования сульфатных эфиров пропилена; контактирование сульфатных эфиров пропилена с изопарафином и серной кислотой в зоне реакции алкилирования в условиях реакции сульфатных эфиров пропилена и изопарафина, с образованием выходящего из реактора потока, включающего кислотную фазу и углеводородную фазу, содержащую непрореагировавший изопарафин и алкилатный продукт; отделение углеводородной фазы от серной кислоты; разделение углеводородной фазы с образованием фракции, включающей непрореагировавший изопарафин, и фракции, включающей алкилатный продукт.
В другом аспекте описанные здесь воплощения изобретения относятся к способу алкилирования пропилена, где способ включает контактирование потока, содержащего пропилен и пропан, с серной кислотой в первой реакционной зоне при температуре в интервале от -28 до 7°С (от -20 до 45°Р) с образованием сульфатных эфиров пропилена; отделение пропана от серной кислоты и сульфатных эфиров пропилена; контактирование сульфатных эфиров пропилена с изопарафином и серной кислотой в зоне реакции алкилирования при температуре в интервале от -7 до 38°С (от 20 до 100°Р) для реакции сульфатных эфиров пропилена и изопарафина с образованием выходящего из реактора потока, включающего кислотную фазу и углеводородную фазу, содержащую непрореагировавший изопарафин и алкилатный продукт; отделение углеводородной фазы от серной кислоты; разделение углеводородной фазы с образованием фракции, включающей непрореагировавший изопарафин, и фракции, включающей алкилатный продукт.
Другие аспекты и преимущества должны быть ясны из последующего описания и прилагаемой формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой упрощенную технологическую схему процесса алкилирования пропилена согласно описанным здесь воплощениям.
Фиг. 2 представляет собой упрощенную технологическую схему процесса алкилирования пропилена согласно описанным здесь воплощениям.
Подробное описание изобретения
В одном аспекте описанные здесь воплощения относятся к алкилированию углеводородного сырья. Более конкретно, описанные здесь воплощения относятся к способу алкилирования пропилена и изопарафинов. Более конкретно, описанные здесь воплощения относятся к способу алкилирования изобутана потоком разбавленного пропилена в таких условиях, которые способствуют реакции алкилирования пропиленом и позволяют избежать избыточной олигомеризации или полимеризации пропилена.
Сырье для алкилирования в описанных здесь осуществлениях включает смеси пропилена с различными парафинами. Например, сырье для алкилирования может включать парафины С1-С5, включающие н-алканы и изоалканы. В определенных осуществлениях парафины могут включать пропан, алканы С4 (н-бутан и изобутан), алканы С5 (н-пентан, неопентан и изопентан) и их смеси. В некоторых осуществлениях в качестве парафинового сырья используют изопарафины высокой чистоты, такие как изобутан и/или изопентан. Пропиленовое сырье в некоторых осуществлениях может быть смесью пропилена и пропана, такой как поток разбавленного пропилена, содержащий от 1 до 90 мас.% пропилена в пропане.
Разбавленный пропилен может быть смешан с серной кислотой при температурах и мольных отношениях серной кислоты к пропилену, при которых пропилен будет легко хемосорбироваться в кислотной фазе, образуя сульфатные эфиры пропилена. Температуры и пропорции кислоты могут регулироваться так, чтобы подавить образование олигомеров во время протекания реакции хемосорбции. Высокоэффективное перемешивание не требуется. В некоторых осуществлениях пары пропана на этой стадии могут быть удалены из кислотно-углеводородной смеси.
Смесь кислоты и пропиленсульфата затем подают в реактор алкилирования, такой как высокоэффективное контактное устройство, вместе с изопарафином и серной кислотой. В реакторе алкилирования сульфатный эфир пропилена реагирует с изопарафином с образованием алкилата С7 и/или С8. Образование тяжелых фракций может быть также подавлено путем поддержания во время реакции алкилирования низкого количества свободного пропилена.
После вышеуказанного контактирования кислоту отделяют для ее рецикла в контактный аппарат и холодный смеситель. Углеводородная фаза затем поступает в секцию разделения, где извлекают пропан, если он не был отделен ранее, изобутан и алкилат. В некоторых осуществлениях, таких как осуществления, где использовали изобутановое сырье высокой чистоты, будет присутствовать очень мало н-бутана, и секция разделения будет менее дорогой, чем обычно для установок алкилирования С4, которые должны
- 2 017873 отделять н-бутан от изобутана.
Как описано выше, при тщательном выборе смешения, контактирования и температур описанные здесь способы могут эффективно алкилировать пропилен и изопарафины, такие как изобутан и изопентан, при минимальном образовании тяжелых фракций.
Обратимся теперь к фиг. 1, где показана принципиальная технологическая схема процесса алкилирования пропилена согласно раскрытому здесь осуществлению. Вводимый в систему поток разбавленного пропилена 10, который может включать пропилен и пропан, может быть введен в реакторе 14 в контакт с потоком 12, который может включать свежую или отработанную серную кислоту. Контактирование приводит в результате к образованию смешанной системы углеводород/кислота.
Условия в реакторе 14 могут поддерживаться так, что по меньшей мере часть пропилена реагирует с серной кислотой, образуя сульфатные эфиры пропилена, как упомянуто выше, в то же время минимизируя образование тяжелых. Например, в некоторых осуществлениях температура в реакторе 14 может поддерживаться в интервале от -29 до 7°С (от -20 до 45°Б); осуществления, имеющие другие условия в реакторе, будут описаны ниже. При этих условиях в реакторе 14 легко происходят хемосорбция пропилена в кислотной фазе и образование сульфатных эфиров пропилена.
Поскольку тесный контакт кислоты и пропилена не требуется, контакт кислоты и разбавленного пропилена может происходить в устройстве любого типа для контакта или смешения потоков сырья, включая трубопроводы, статические смесители, емкости с перемешиванием, аппараты противоточного контакта и прямоточные реакторы или емкости, включающие контактные структуры для содействия контакта кислотной и углеводородной фаз.
В некоторых осуществлениях получаемая в результате смесь 16, включающая пропан и сульфатные эфиры пропилена, может быть подана непосредственно в реактор алкилирования 18 для реакции сульфатных эфиров пропилена с изопарафином. В других осуществлениях реакционная смесь 16 может быть разделена, например, декантацией реакционной смеси, чтобы извлечь углеводородную фракцию 22, включающую пропан и весь непрореагировавший пропилен, и фракцию кислых сульфатных эфиров пропилена 24. Как показано, когда контакт пропилена и кислоты является прямоточным в реакторе 14, пары пропана могут быть отделены от кислого сульфатного эфира с использованием сепаратора 20, которым может быть аппарат мгновенного испарения, коагулятор, декантатор или другие типы сепараторов, которые могут быть использованы для разделения смесей пар/жидкость или смесей углеводород/кислота, поскольку каждая может быть использована, или их смесей (хотя это и не показано на фиг. 1, но когда контакт пропилена и кислоты является противоточным, пропан может быть извлечен, например, из шлема реактора 14 и фракция кислого сульфатного эфира пропилена может быть извлечена из днища реактора 14).
Фракция кислого сульфатного эфира пропилена 16 (или 24) может быть затем введена в контакт с изопарафином, подаваемым по напорному трубопроводу 26, и потоком 28, который может включать свежую или отработанную серную кислоту, в реакторе алкилирования 18. Реактор алкилирования 18 может включать верхнюю секцию 18а и донную секцию 18Ь. Контактные устройства 32 могут быть размещены в верхней секции 18а для обеспечения тесного контакта сульфатных эфиров пропилена, изопарафина и серной кислоты.
Условия в реакторе алкилирования 18 могут поддерживаться так, чтобы по меньшей мере часть сульфатного эфира пропилена реагировала с изопарафином, образуя алкилат. Реакционная смесь может быть затем разделена, например, декантацией реакционной смеси в нижней секции 18Ь для извлечения углеводородной фракции 34, включающей алкилат, непрореагировавший изопарафин и пропан, если таковой присутствует, и кислотной фракции 36.
Углеводородная фракция 34 может быть извлечена из реактора алкилирования 18 по линии 38. Дополнительно, тепло реакции может продуцировать некоторое количество паров, которые могут быть удалены по линии 40. Если желательно, эти пары могут быть сконденсированы или компримированы как, например, с использованием компрессора 42, и соединены с углеводородами в линии 38.
Если желательно, извлеченные углеводороды в линии 38 могут проходить через устройство предотвращения уноса 44. Дополнительно часть извлеченной углеводородной фракции может быть подана в рецикл по линии 46 в верх реактора 18 так, как для целей регулирования температуры реактора и реакции всего непрореагировавшего изопарафина, извлеченного по линии 38.
Оставшиеся углеводороды, включающие изопарафин, алкилат, непрореагировавший пропилен и пропан, если сепаратор 20 не был использован, могут быть разделены на продуктовые потоки в блоке разделения 48. Блок разделения 48 в некоторых осуществлениях может включать, например, одну или несколько дистилляционных колонн, и может быть использован для извлечения пропановой фракции 50 (если требуется), изопарафиновой фракции 52 и потока продуктового алкилата 54. В некоторых осуществлениях изопарафиновая фракция 52 может быть возвращена в цикл в реактор алкилирования 18 по напорной линии 56.
Кислотная фракция 36, которая может включать непрореагировавшие сульфатные эфиры пропилена и серную кислоту, может быть выведена из реактора алкилирования 18 по линии 58. По меньшей мере часть извлеченной кислотной фракции в линии 58 может быть выведена по линии 60. В некоторых осу
- 3 017873 ществлениях часть извлеченной кислотной фракции в линии 58 может быть также возвращена в цикл по линии 62 так, чтобы поддерживать желаемую концентрацию кислоты в реакторе 18а. В других осуществлениях часть извлеченной кислоты может быть подана по напорной линии 64 в качестве питания отработанной кислоты в реактор сульфатных эфиров 14.
Реактор, который может быть использован для реакции пропилена с серной кислотой для образования сульфатных эфиров пропилена, в некоторых осуществлениях может включать уменьшенную версию реактора алкилирования, такого как реактор 18, показанный на фиг. 1. Использование такого реактора проиллюстрировано на фиг. 2, где одинаковые численные обозначения представляют аналогичные элементы. Обратимся к фиг. 2, где показана принципиальная технологическая схема процесса алкилирования пропилена согласно раскрытым здесь осуществлениям. Вводимый в систему поток разбавленного пропилена 10, который может включать пропилен и пропан, может быть введен в реакторе 14 в контакт с потоком 12, который может включать свежую или отработанную серную кислоту. Контактирование приводит в результате к образованию смешанной системы углеводород/кислота.
Реактор 14 может быть подобен реактору алкилирования и может включать верхнюю секцию 14а и донную секцию 14Ь. Контактные устройства 62 могут быть размещены в верхней секции 14а для обеспечения контакта олефинов с серной кислотой. Условия в реакторе 14 могут поддерживаться так, чтобы по меньшей мере часть пропилена реагировала с серной кислотой, образуя сульфатные эфиры пропилена. Реакционная смесь может быть затем разделена, например, декантацией реакционной смеси в нижней секции 14Ь для извлечения углеводородной фракции 68, включающей пропан и весь непрореагировавший пропилен, и фракции кислого сульфатного эфира пропилена 70.
Углеводородная фракция 68 может быть извлечена по линии 72. Дополнительно, тепло реакции может продуцировать некоторое количество паров, которые могут быть удалены по линии 74. Если желательно, эти пары могут быть сконденсированы или компримированы, например, с использованием компрессора 76, и соединены с углеводородами в линии 72.
Если желательно, извлеченные углеводороды могут проходить через устройство предотвращения уноса 78. Дополнительно часть извлеченной углеводородной фракции может быть подана в рецикл по линии 80 в верх реактора 14 как, например, для целей регулирования температуры реактора и реакции всего непрореагировавшего пропилена, извлеченного по линии 72.
Фракция кислого сульфатного эфира пропилена 70, которая может включать сульфатные эфиры пропилена и избыточную серную кислоту, может быть извлечена по линии 84. По меньшей мере часть извлеченной фракции кислого сульфатного эфира может быть направлена в качестве сырья для алкилирования на блок алкилирования по линии 86 подобно тому, как это описано в отношении фиг. 1. Часть фракции кислого сульфатного эфира 70, выведенная по линии 84, может также быть возвращена в цикл по линии 88, так чтобы поддерживать желаемую концентрацию кислоты в реакторе 14а.
Поток 12 в некоторых осуществлениях может включать использованную серную кислоту из блока холодного кислотного алкилирования. В других осуществлениях поток 12 может включать свежую серную кислоту надлежащей концентрации. В других осуществлениях дополнительные олефины, такие как бутены, пентены и их смеси, могут быть добавлены в реактор 14а по линии 90, давая в результате дополнительные сульфатные эфиры для использования в последующих процессах алкилирования.
В некоторых осуществлениях для реакций получения сульфатного эфира и/или алкилирования может быть использован пульсационный режим течения. Пульсации могут характеризоваться большими интенсивностями массо- и теплопередачи. Повышенное смачивание контактной структуры и непрерывное смешение параллельно текущих струй может уменьшить плохое распределение потока. Кроме того, может быть уменьшено образование локальных горячих пятен, приводя к внутренне более безопасному процессу. Пульсации могут непрерывно сдвигать застойную задержку жидкости к месту, где ее застойная природа исчезает. Поскольку застойная задержка жидкости представляет от 10 до 30% от общей задержки жидкости при операциях струйного течения, динамический характер пульсационного режима течения может улучшить работу реактора, как, например, путем улучшенного радиального перемешивания.
Как описано выше, в реакторы получения сульфатного эфира и алкилирования могут быть помещены контактные структуры для контактирования серной кислоты и потока сырья, содержащего нолефины. В некоторых осуществлениях контактные структуры или диспергаторы, использованные в описанных здесь осуществлениях, могут заключать по меньшей мере 50% свободного объема, по меньшей мере 60% свободного объема в других осуществлениях; по меньшей мере 70% свободного объема в других осуществлениях; по меньшей мере 80% свободного объема в других осуществлениях и до 99% свободного объема в еще одних осуществлениях. Например, в некоторых осуществлениях контактная структура может включать мультифиламентный компонент и структурный элемент, такой как совместно вязаная проволочная сетка, диспергаторы или другие подходящие контактные структуры. Например, могут быть использованы контактные структуры, которые описаны в патенте США 6774275, введенном настоящей ссылкой.
Реакцию олефинов и серной кислоты для образования сульфатного эфира, которая описана выше, проводят в условиях, подходящих для того, чтобы преимущественно образовывать сульфатные эфиры и
- 4 017873 избегать образования тяжелых фракций, (олигомеризации или полимеризации сырья), делая возможным отделение пропана перед алкилированием. Рабочие условия реактора получения сульфатного эфира могут включать температуры реакции, лежащие в интервале от -34 до 43°С (от -30 до 110°Р) в некоторых осуществлениях; в интервале от -29 до 7°С (от -20 до 45°Р) в других осуществлениях; в интервале от -23 до 4°С (от -10 до 40°Р) в других осуществлениях и в интервале от -18 до 2°С (от 0 до 35°Р) в некоторых других осуществлениях. Давление в реакторе может лежать в интервале от примерно 0,35 до примерно 35 ати (от 5 до 500 фунт/кв.дюйм изб.) в некоторых осуществлениях; от примерно 0,7 до примерно
17.5 ати (от 10 до 250 фунт/кв.дюйм изб.) в других осуществлениях и от примерно 1,4 до примерно
10.5 ати (от 20 до 150 фунт/кв.дюйм изб.) в еще одних осуществлениях. Сочетание температуры и давления, используемое в некоторых осуществлениях, достаточно для того, чтобы удерживать сырье и продукты в жидком состоянии.
В некоторых осуществлениях крепость серно-кислотной фазы, поступающей в реактор получения сульфатного эфира, может поддерживаться на уровне концентрации, которая оттитровывается как крепость смесей серная кислота/вода ниже 75 мас.% или менее. В других осуществлениях серная кислота может поддерживаться в интервале концентраций, титрующихся как 20-50 мас.%, смеси серная кислота/вода; титрующихся как 25-45 мас.% смеси серная кислота/вода в других осуществлениях и титрующихся как 30-40 мас.% смеси серная кислота/вода в еще одних осуществлениях. Можно отметить, что кислотная фаза, поступающая в реактор получения сульфатного эфира, в этих случаях, состоит из серной кислоты, Ά8Θ (кислоторастворимых масел) и воды. Она содержит незначительные количества воды, обычно 0-5 мас.% и в целях описания содержания кислоты термины оттитровывается как или титрующиеся как использованы для того, чтобы показать концентрацию смеси серная кислота/вода, которая имеет такую же кислотность, при том понимании, что используемая здесь кислотная смесь является более сложной по химическому составу. Измерение кислотности может быть проведено с использованием, например, титратора МЕТТЬЕК ИЬ-77 или МЕТТЬЕК Т-90.
Образование сульфатных эфиров пропилена может быть осуществлено, когда серная кислота присутствует, по меньшей мере, в стехиометрическом отношении к пропилену в питании реактора. В других осуществлениях серная кислота может присутствовать в интервале от примерно 0,9-кратного до примерно 4-кратного стехиометрического отношения; от примерно 1-кратного до примерно 3-кратного стехиометрического отношения в других осуществлениях и от примерно 1-кратного до примерно 2-кратного стехиометрического отношения в еще одних осуществлениях.
Условия в реакторе алкилирования для образования алкилатного продукта из пропилена и изопарафина также регулируют так, чтобы избежать образования тяжелых фракций. Рабочие условия реактора алкилирования могут включать температуры реакции, лежащие в интервале от -7 до 38°С (от 20 до 100°Р) в некоторых осуществлениях; в интервале от -4 до 18°С (от 25 до 65°Р) в других осуществлениях; в интервале от -1 до 4°С (от 30 до 50°Р) в других осуществлениях и в интервале от -7 до 2°С (от 20 до 40°Р) в еще одних осуществлениях. Давления в реакторе могут лежать в интервале от примерно 0,35 до примерно 35 ати (от 5 до 500 фунт/кв.дюйм изб.) в некоторых осуществлениях; от примерно 0,7 до примерно 17,5 ати (от 10 до 250 фунт/кв.дюйм изб.) в других осуществлениях и от примерно 1,4 до примерно 10,5 ати (от 20 до 150 фунт/кв.дюйм изб.) в еще одних осуществлениях. Сочетание температуры и давления, используемое в некоторых осуществлениях, достаточно для того, чтобы удерживать сырье и продукты в жидком состоянии. При таких условиях пропиленсульфат реагирует с изобутаном и изопентаном, образуя С7 и С8 алкилат. Образование тяжелых фракций также подавляется, когда количество свободного пропилена поддерживают низким во время реакции алкилирования.
Серная кислота, подаваемая в реактор алкилирования, может включать свежую или рециркулируемую серную кислоту. В некоторых осуществлениях крепость серно-кислотной фазы, поступающей в реактор алкилирования, может поддерживаться на уровне концентрации, которая оттитровывается как крепость смесей серная кислота/вода ниже 98 мас.% или менее. В других осуществлениях серная кислота может поддерживаться в интервале концентраций, титрующихся как 20-80 мас.% смеси серная кислота/вода; титрующихся как 25-75 мас.% смеси серная кислота/вода в других осуществлениях и титрующихся как 30-70 мас.% смеси серная кислота/вода в еще одних осуществлениях. Можно отметить, что кислотная фаза в этих случаях состоит из серной кислоты, сульфатного эфира, Л8О (кислоторастворимых масел) и воды. Она не содержит значительных количеств воды, обычно 0-5 мас.%, и в целях описания содержания кислоты термины оттитровывается как или титрующиеся как использованы для того, чтобы показать концентрацию смеси серная кислота/вода, которая имеет такую же кислотность, понимая, что используемая здесь кислотная смесь является более сложной по химическому составу. Измерение кислотности может быть проведено с использованием, например, титратора МЕТТЬЕК ЬЬ-77 или МЕТТЬЕК Т-90.
В некоторых осуществлениях массовое отношение серной кислоты к сульфатному эфиру пропилена, подаваемому в реакционную зону алкилирования, находится в интервале от 0,5:1 до 30:1. В других осуществлениях массовое отношение серной кислоты к сульфатному эфиру пропилена, подаваемому в реакционную зону алкилирования, находится в интервале от 0,9:1 до 20:1 и в интервале от 1:1 до 10:1 в
- 5 017873 еще одних осуществлениях.
В некоторых осуществлениях массовое отношение изопарафина к сульфатному эфиру пропилена, подаваемому в реакционную зону алкилирования, находится в интервале от 0,5:1 до 30:1. В других осуществлениях массовое отношение изопарафина к сульфатному эфиру пропилена, подаваемому в реакционную зону алкилирования, находится в интервале от 0,9:1 до 25:1 и в интервале от 1:1 до 20:1 в еще одних осуществлениях.
Алкилат С7 и С8, полученный при использовании осуществлений описанных здесь способов, может быть использован в качестве бензина. В некоторых осуществлениях алкилатные продукты С7 и С8 могут быть смешаны с другими компонентами для образования бензина.
Как описано выше, при тщательном выборе температур реактора, условий смешения, отношений кислоты к пропилену и отношений изопарафина к сульфатному эфиру пропилена описанные здесь способы могут алкилировать пропиленом изопарафины, такие как изобутан и изопентан. Выгодным является то, что описанные здесь осуществления могут сделать возможным образование продуктов С7 и С8 бензиновой группы из пропилена при минимальном образовании тяжелых фракций вследствие олигомеризации и полимеризации. Вдобавок описанные здесь процессы могут представить альтернативу, которая может быть в особенности использована находящимися в затруднительном положении переработчиками для получения продуктов бензинового ряда, избегая таким образом дорогих и требующих интенсивного обслуживания процессов, таких как олигомеризация пропилена. Далее, описанные здесь осуществления могут обеспечить выгодное применение отработанной серной кислоты.
Хотя описание включает ограниченное число осуществлений, специалисты, получающие выгоду от данного изобретения, должны понимать, что могут быть придуманы другие осуществления, которые не выходят из объема настоящего изобретения. Соответственно, объем должен быть ограничен только прилагаемой формулой изобретения.

Claims (26)

1. Способ алкилирования пропилена, включающий контактирование потока, содержащего пропилен и пропан, с серной кислотой в первой реакционной зоне в условиях образования сульфатных эфиров пропилена;
контактирование сульфатных эфиров пропилена с изопарафином и серной кислотой в зоне реакции алкилирования в условиях реакции сульфатных эфиров пропилена и изопарафина с образованием выходящего из реактора потока, включающего кислотную фазу и углеводородную фазу, содержащую непрореагировавший изопарафин и алкилатный продукт;
отделение углеводородной фазы от серной кислоты;
разделение углеводородной фазы с образованием фракции, включающей непрореагировавший изопарафин, и фракции, включающей алкилатный продукт.
2. Способ по п.1, в котором поток, включающий пропилен и пропан, содержит от 1 до 90 мас.% пропилена.
3. Способ по п.1, дополнительно включающий отделение пропана от сульфатных эфиров пропилена до контактирования сульфатных эфиров пропилена с изопарафином.
4. Способ по п.1, в котором углеводородная фаза дополнительно содержит пропан, и разделение углеводородной фазы дополнительно включает образование фракции, содержащей пропан.
5. Способ по п.1, дополнительно включающий рециркуляцию по меньшей мере части серной кислоты, отделенной от углеводородной фазы, в первую реакционную зону.
6. Способ по п.1, дополнительно включающий рециркуляцию по меньшей мере части фракции, содержащей изопарафин, в зону реакции алкилирования.
7. Способ по п.1, в котором серная кислота, подаваемая в первую реакционную зону, имеет крепость, которая определяется титрованием ниже чем 75 мас.%.
8. Способ по п.1, в котором контактирование в первой реакционной зоне происходит при температуре в интервале от -28 до 7°С (от -20 до 45°Е).
9. Способ по п.1, в котором контактирование в зоне реакции алкилирования происходит при температуре в интервале от -7 до 38°С (от 20 до 100°Е).
10. Способ по п.1, в котором мольное отношение серной кислоты к пропилену, подаваемому в первую реакционную зону, находится в интервале от 1:1 до 3:1.
11. Способ по п.1, в котором массовое отношение серной кислоты к сульфатным эфирам пропилена, подаваемым в зону реакции алкилирования, находится в интервале от 1:1 до 10:1.
12. Способ по п.1, в котором массовое отношение изопарафина к сульфатным эфирам пропилена, подаваемым в зону реакции алкилирования, находится в интервале от 1:1 до 20:1.
13. Способ по п.1, в котором изопарафин включает по меньшей мере одно вещество из изобутана, изопентана и их смесь.
14. Способ по п.13, в котором изопарафин включает изобутан.
15. Способ по п.1, дополнительно включающий подачу в первую реакционную зону по меньшей
- 6 017873 мере одного вещества из бутена и пентена.
16. Способ алкилирования пропилена, включающий контактирование потока, содержащего пропилен и пропан, с серной кислотой в первой реакционной зоне при температуре в интервале от -28 до 7°С (от -20 до 45°Р) с образованием сульфатных эфиров пропилена/отделение пропана от серной кислоты и сульфатных эфиров пропилена;
контактирование сульфатных эфиров пропилена с изобутаном и серной кислотой в зоне реакции алкилирования при температуре в интервале от -7 до 38°С (от 20 до 100°Р) для осуществления реакции сульфатных эфиров пропилена и изопарафина с образованием выходящего из реактора потока, включающего кислотную фазу и углеводородную фазу, содержащую непрореагировавший изопарафин и алкилатный продукт;
отделение углеводородной фазы от серной кислоты;
разделение углеводородной фазы с образованием фракции, включающей непрореагировавший изопарафин, и фракции, включающей алкилатный продукт.
17. Способ по п.16, в котором отделение пропана включает декантацию.
18. Способ по п.16, в котором отделение углеводородной фазы от серной кислоты включает декантацию.
19. Способ по п.16, в котором поток, включающий пропилен и пропан, включает от 1 до 90 мас.% пропилена.
20. Способ по п.16, дополнительно включающий рециркуляцию по меньшей мере части серной кислоты, отделенной от углеводородной фазы, в первую реакционную зону.
21. Способ по п.16, дополнительно включающий рециркуляцию по меньшей мере части фракции, содержащей изопарафин, в зону реакции алкилирования.
22. Способ по п.16, в котором серная кислота, подаваемая в первую реакционную зону, имеет крепость, которая определяется титрованием ниже чем 75 мас.%.
23. Способ по п.16, в котором мольное отношение серной кислоты к пропилену, подаваемому в первую реакционную зону, находится в интервале от 1:1 до 3:1.
24. Способ по п.16, в котором массовое отношение серной кислоты к сульфатным эфирам пропилена, подаваемым в зону реакции алкилирования, находится в интервале от 1:1 до 10:1.
25. Способ по п.16, в котором массовое отношение изопарафина к сульфатным эфирам пропилена, подаваемым в зону реакции алкилирования, составляет от 1:1 до 20:1.
26. Способ по п.16, дополнительно включающий подачу в первую реакционную зону по меньшей мере одного вещества из бутена и пентена.
EA201170471A 2008-09-19 2009-05-18 Способ алкилирования изобутана разбавленным пропиленом EA017873B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/234,153 US8034988B2 (en) 2008-09-19 2008-09-19 Process for the alkylation of isobutane with dilute propylene
PCT/US2009/044359 WO2010033273A1 (en) 2008-09-19 2009-05-18 Process for the alkylation of isobutane with dilute propylene

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201170471A1 EA201170471A1 (ru) 2011-10-31
EA017873B1 true EA017873B1 (ru) 2013-03-29

Family

ID=42038339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201170471A EA017873B1 (ru) 2008-09-19 2009-05-18 Способ алкилирования изобутана разбавленным пропиленом

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8034988B2 (ru)
EA (1) EA017873B1 (ru)
WO (1) WO2010033273A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107867966B (zh) * 2016-09-27 2021-01-29 中国石油天然气股份有限公司 一种异丁烷与c3～c5烯烃烷基化方法
US11033873B2 (en) 2017-08-31 2021-06-15 Refining Technology Solutions, Llc Conversion of a hydrogen fluoride alkylation unit to a sulfuric acid alkylation unit and apparatus utilized therein
CN112074498B (zh) * 2018-05-04 2024-02-02 鲁姆斯科技有限责任公司 烷基化中反向的酸和烃级联

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3544652A (en) * 1966-07-15 1970-12-01 Pullman Inc Alkylation with sulfuric acid
US3867475A (en) * 1973-03-21 1975-02-18 Texaco Inc Isoparaffin alkylation
US3922319A (en) * 1974-11-04 1975-11-25 Texaco Inc Isoparaffin-olefin alkylation utilizing fluorosulfonic acid and sulfuric acid catalyst
US5443799A (en) * 1993-08-03 1995-08-22 Orgral International Technologies Corporation Process for the alkylation of olefins and apparatus for carrying out this process and others

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2381041A (en) * 1938-11-22 1945-08-07 Shell Dev Production of saturated hydrocarbons
US2762853A (en) 1954-06-08 1956-09-11 Exxon Research Engineering Co Odorless solvent manufacture
US2859260A (en) 1955-05-31 1958-11-04 Kellogg M W Co Alkylation of hydrocarbons
US3013092A (en) 1959-12-18 1961-12-12 Nat Distillers Chem Corp Chemical separation and purification of diarylbutanes
US6774275B2 (en) 2001-08-21 2004-08-10 Catalytic Distillation Technologies Pulse flow reaction

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3544652A (en) * 1966-07-15 1970-12-01 Pullman Inc Alkylation with sulfuric acid
US3867475A (en) * 1973-03-21 1975-02-18 Texaco Inc Isoparaffin alkylation
US3922319A (en) * 1974-11-04 1975-11-25 Texaco Inc Isoparaffin-olefin alkylation utilizing fluorosulfonic acid and sulfuric acid catalyst
US5443799A (en) * 1993-08-03 1995-08-22 Orgral International Technologies Corporation Process for the alkylation of olefins and apparatus for carrying out this process and others

Also Published As

Publication number Publication date
US8034988B2 (en) 2011-10-11
WO2010033273A1 (en) 2010-03-25
US20100076241A1 (en) 2010-03-25
EA201170471A1 (ru) 2011-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Corma et al. Chemistry, catalysts, and processes for isoparaffin–olefin alkylation: actual situation and future trends
TWI377190B (en) Preparation of alkylation feed
RU2544537C2 (ru) Способ и устройство для олигомеризации одного или нескольких углеводородов
US5750818A (en) Alkylation process
SG178156A1 (en) Method for revamping an hf or sulphuric acid alkylation unit
EA017873B1 (ru) Способ алкилирования изобутана разбавленным пропиленом
US4072730A (en) Process for alkylating aromatic hydrocarbons
RU2572597C2 (ru) Способ отделения по меньшей мере одного олигомеризованного выходящего потока
US7977525B2 (en) H2SO4 alkylation by conversion of olefin feed to oligomers and sulfate esters
KR102698585B1 (ko) 알킬화 반응기에서의 가솔린 및 제트 연료의 유연한 생산
JP7317048B2 (ja) アルキル化における酸及び炭化水素の逆カスケード化
US3864423A (en) Alkylation of hydrocarbons
US2435402A (en) Production of motor fuels
EA042643B1 (ru) Обратное каскадирование кислоты и углеводорода при алкилировании
US2906610A (en) Recovery of alkylation acid
AU2007342224B2 (en) Treatment of olefin feed to paraffin alkylation
US3592871A (en) Process for separating an alkylate-containing hydrocarbon mixture utilizing a stripping and partial condensation system
BR112020022267B1 (pt) Processo e sistema para a alquilação de olefinas
RU2385856C2 (ru) Способ получения высокооктанового компонента автомобильных бензинов
PL93600B1 (ru)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM BY KG MD TJ