FR2997637A1 - Reacteur et procede d'alkylation utilisant le reacteur - Google Patents

Reacteur et procede d'alkylation utilisant le reacteur Download PDF

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Abstract

La présente invention prévoit un réacteur pour au moins deux matières liquides, comportant un logement de réacteur fermé (1) ; un tube d'alimentation (10) ayant des entrées de matière liquide (11, 12) destinées à recevoir des matières liquides correspondantes de manière respective ; un tube de distribution (20) qui communique avec le tube d'alimentation et s'étendant dans le logement de réacteur, le tube de distribution étant pourvu d'une pluralité de trous de distribution (21) dans la zone s'étendant dans le logement de réacteur ; un lit rotatif (30) sous la forme d'un cylindre creux, qui est disposé dans le logement de réacteur par l'intermédiaire d'un mécanisme de fixation (40), en divisant ainsi une cavité intérieure du logement de réacteur en une zone centrale (45) et une zone extérieure (46), le lit rotatif étant capable d'être entraîné en rotation par un mécanisme d'entraînement (42) ; et une sortie de matière (6) prévue dans une partie inférieure du logement de réacteur pour une sortie de produit après la réaction. Le tube de distribution s'étend dans la zone centrale espacée d'une surface intérieure du lit rotatif, de telle sorte que des matières peuvent entrer dans la zone extérieure depuis la zone centrale à travers le lit rotatif et peuvent sortir par l'intermédiaire de la sortie de matière.

Description

La présente invention se rapporte à un réacteur, plus spécialement à un réacteur utilisé pour une réaction d'alkylation. La présente invention se rapporte en outre à un procédé de réaction d'alkylation utilisant le réacteur, plus spécialement à une réaction d'alkylation catalytique utilisant de l'isobutane et des oléfines en C3 à 05. Les émissions d'échappement de véhicule sont devenues une source importante de pollution atmosphérique avec le développement rapide du transport. L'amélioration de la qualité de l'essence est la manière la plus importante pour réduire des émissions d'échappement de véhicule. On sait que des huiles alkylées obtenues à partir de la réaction d'alkylation entre de l'isobutane et des oléfines en 03 à 05 sont sans soufre, à indice d'octane élevé et de faibles différences entre l'indice d'octane recherché et l'indice d'octane de moteur, de telle sorte qu'elles peuvent être utilisées comme un composant de mélange important de l'essence propre de haute qualité.
Comme technologie conventionnelle dans le domaine du raffinage du pétrole, une réaction d'alkylation comprend principalement une technologie d'alkylation à l'acide sulfurique et une technologie d'alkylation à l'acide fluorhydrique, dans lesquelles des isoparaffines sont 25 obtenues par l'intermédiaire d'une réaction entre de l'isobutane et des oléfines en présence d'un catalyseur (acide sulfurique ou acide fluorhydrique). Le procédé d'alkylation à l'acide sulfurique et le procédé d'alkylation à l'acide fluorhydrique sont de différentes 30 caractéristiques technologiques et très proches l'un de l'autre en investissement d'infrastructure, coûts de production, rendement de produit, qualité de produit, etc. Par conséquent, ces deux procédés coexistent depuis longtemps et sont tous les deux largement adoptés. D'une manière générale, les appareils d'alkylation à l'acide fluorhydrique excellent dans le nombre d'appareil et en rendement d'huile alkylée. Cependant, du fait que les règlements environnementaux deviennent de plus en plus stricts et du fait des propriétés toxiques de l'acide fluorhydrique, les nouveaux appareils tendent ces dernières années à adopter des procédés d'alkylation à l'acide sulfurique.
Dans la technologie d'alkylation à l'acide sulfurique, la réaction est réalisée à une température relativement basse et les appareils de réaction doivent donc posséder une fonction de refroidissement. Dans la technologie d'alkylation à l'acide fluorhydrique, les températures de réaction sont relativement élevées, de telle sorte qu'un refroidissement par eau peut généralement répondre aux exigences. Il en résulte que les deux systèmes de réacteur sont assez différents l'un de l'autre. Les réacteurs d'alkylation à l'acide sulfurique conventionnels comprennent différents types de structures, parmi lesquelles deux sont principalement utilisés actuellement. Il s'agit de l'unité d'alkylation à l'acide sulfurique étagée et du réacteur Stratco (c'est-à-dire un réacteur à refroidissement indirect pourvu d'un faisceau de prélèvement de chaleur interne). Le réacteur de l'unité d'alkylation à l'acide sulfurique étagée comporte généralement une pluralité de sections de réaction, dans laquelle les sections sont séparées l'une de l'autre par des chicanes de débordement et chaque section de réaction est pourvue d'un agitateur. Les produits de réaction et l'acide sulfurique entrent finalement dans une section de précipitation afin d'être séparés et l'acide sulfurique séparé est introduit dans une section de réaction pour une réutilisation par l'intermédiaire d'une pompe de circulation, le refroidissement par évaporation automatique de l'isobutane réactif étant adopté. Ce système de réaction est avantageux du fait que chaque section de réaction a un rapport paraffine-oléfine élevé et une faible consommation d'énergie, sans qu'un agent de refroidissement supplémentaire soit exigé. Cependant, puisque les paraffines et les oléfines ne sont pas pré-mélangées, la qualité d'huiles alkylées est réduite et la consommation d'acide est augmentée. En outre, des réactions dans différentes sections interagissent l'une avec l'autre, de telle sorte que, quand un dysfonctionnement se produit dans une section de réaction, le réacteur entier peut être affecté. Une structure spécifique pour un réacteur refroidissement indirect pourvu d'un faisceau de prélèvement de chaleur interne adopte un réacteur excentrique horizontal. Le réacteur comporte une cuve sous pression horizontale comme logement, et est pourvu d'un agitateur puissant, d'un manchon de circulation et d'un faisceau de prélèvement thermique à l'intérieur du réacteur. Les matières de base d'hydrocarbure qui sont introduites dans le réacteur à travers une entrée de matière supérieure et une entrée de matière inférieure sont mélangées avant une turbine d'agitation et sont ensuite pulvérisées vers la turbine dans le réacteur. La turbine tournant à grande vitesse est disposée au niveau d'une partie de diamètre réduit du réacteur, de telle sorte que des courants à l'intérieur du réacteur produisent une pluralité de cavités d'écoulement de fluide dues à l'aspiration de turbine, à la résistance de faisceau, aux différences de vitesse linéaire, etc. Par conséquent, l'acide sulfurique et les hydrocarbures peuvent être mieux dispersés et mélangés. Une émulsion d'acide et d'hydrocarbures revient vers une partie intérieure du manchon au niveau d'une partie de tête du réacteur et s'écoule de nouveau vers la turbine d'agitation afin de former un courant de circulation a grande vitesse. Le réacteur comporte des matières en circulation. Puisqu'une partie des matières réagissent pendant un temps relativement long, des réactions secondaires sont augmentées et la consommation d'acide est relativement grande, ce qui est désavantageux pour améliorer l'indice d'octane du produit. Le brevet US n° 7 652 187 décrit un procédé d'alkylation à l'acide sulfurique entre des oléfines en C3 à C5 et de l'isobutane, dans lequel un injecteur est adopté à la place du procédé d'agitation mécanique conventionnel pour mélanger les réactifs pour la réaction. Cependant, dans le procédé d'alkylation à l'acide sulfurique, du fait qu'il y a une grande différence de densité entre l'acide sulfurique et les matières d'hydrocarbure, l'effet de mélange par jet doit toujours être amélioré. Le brevet US n° 5 785 933 décrit un système de réacteur d'alkylation catalytique à l'acide sulfurique, dans lequel une chicane et une pluralité d'entrées de tuyau d'injection disposées de manière tangentielle sont prévues à l'intérieur du réacteur, de telle sorte que les réactifs sont brassés et mélangés dans le réacteur et des composants de déplacement mécaniques sont inutiles. Dans cette technologie, le principe de mélangeur statique est adopté pour concevoir un réacteur d'alkylation à l'acide sulfurique, mais l'effet de mélange de celui-ci doit toujours être amélioré. Le brevet chinois n° 1907924A décrit un procédé de réaction catalytique liquide ionique et un appareil de réaction, dans lesquels les matières d'hydrocarbure et les catalyseurs liquides ioniques réagissent dans un réacteur à lit rotatif qui est disposé dans une partie supérieure du réacteur. Une partie inférieure du réacteur est pourvue d'un réservoir de fluide et une partie centrale du réacteur est pourvue d'un appareil d'agitation. Le réservoir de fluide est relié à une pompe de circulation de matière fluide afin de définir le réacteur de circulation à lit rotatif. Cependant, le réacteur n'est pas applicable au procédé d'alkylation à l'acide sulfurique, du fait qu'il adopte une évacuation de chaleur de matière en circulation, qui n'est pas appropriée pour une alkylation à l'acide sulfurique libérant une grande quantité de chaleur. Par ailleurs, le réservoir de fluide dans la partie inférieure du réacteur et des opérations de circulation de matière de réaction peuvent augmenter des réactions secondaires. Pour résoudre les problèmes ci-dessus, la présente invention vise à fournir un réacteur pour au moins deux matières liquides. Dans le réacteur, toutes les matières liquides peuvent être entièrement mélangées et ensuite réagir l'une avec l'autre. En particulier, la présente invention vise à procurer un réacteur d'alkylation et un procédé d'alkylation utilisant le réacteur d'alkylation, dans lesquels l'efficacité de contact des catalyseurs et des réactifs d'hydrocarbure peut être améliorée, la consommation d'acide des catalyseurs a l'acide sulfurique et les températures de réaction peuvent être réduites et la qualité des produits peut être améliorée. Selon un premier aspect de la présente invention, on prévoit un réacteur pour au moins deux matières liquides, comportant : un logement de réacteur fermé ; un tube d'alimentation ayant des entrées de matière liquide destinées à recevoir des matières liquides correspondantes de manière respective ; un tube de distribution qui communique avec le tube d'alimentation et s'étendant dans le logement de réacteur, le tube de distribution étant pourvu d'une pluralité de trous de distribution dans la zone s'étendant dans le logement de réacteur ; un lit rotatif sous la forme d'un cylindre creux, qui est disposé dans le logement de réacteur par l'intermédiaire d'un mécanisme de fixation, en divisant ainsi une cavité intérieure du logement de réacteur en une zone centrale et une zone extérieure, le lit rotatif étant capable d'être entraîné en rotation par un mécanisme d'entraînement ; et une sortie de matière disposée sous le logement de réacteur pour une sortie de produit après réaction. Le tube de distribution s'étend dans la zone centrale espacé d'une surface intérieure du lit rotatif, de telle sorte que des matières peuvent entrer dans la zone extérieure depuis la zone centrale à travers le lit rotatif et peuvent sortir par l'intermédiaire de la sortie de matière. Selon la présente invention, les réactifs doivent entrer dans la zone extérieure depuis la zone centrale radialement à travers le lit rotatif qui tourne à une vitesse élevée, dans lequel, sous l'effet de la force générée par la rotation du lit rotatif, tous les réactifs liquides sont dispersés. Les réactifs entrent violemment en contact avec des parois intérieures des couches de lit du lit rotatif qui tourne à une vitesse élevée, ce qui réalise un mélange amélioré. Par ailleurs, lorsqu'ils s'écoulent à travers les couches de lit du lit rotatif, les réactifs sont continuellement coupés par chaque couche de lit, dans laquelle un processus de dispersion-agrégation est obtenu de manière répétée, et l'effet de mélange est ainsi amélioré de manière significative. Puisque le réacteur selon la présente invention utilise un lit rotatif à la place d'un appareil d'agitation mécanique, une température de réaction plus basse peut être adoptée, ce qui est particulièrement approprié pour une réaction d'alkylation à l'acide sulfurique. Il y a plusieurs avantages à ce que la réaction d'alkylation à l'acide sulfurique soit effectuée dans une basse température de réaction. Par exemple, l'indice d'octane du produit peut être amélioré ; des réactions secondaires peuvent être supprimées ; la consommation d'acide peut être abaissée ; et ainsi de suite. Dans la technologie d'alkylation à l'acide sulfurique utilisant un réacteur conventionnel, la température de réaction est habituellement dans une plage de 4 à 10 °C du fait qu'un réacteur adopte principalement un procédé d'agitation mécanique dans l'art antérieur, où une basse température de réaction peut réduire de manière significative la dispersion des réactifs (l'acide sulfurique concentré a une grande viscosité à basse température). Quand la viscosité de l'acide sulfurique concentré est fortement augmentée, l'acide sulfurique concentré et les matières d'hydrocarbure ne peuvent pas former un système de dispersion suffisant, de telle sorte que, quand la température de réaction est inférieure à 5 °C, la réaction est moins efficace. Cependant, quand le réacteur selon la présente invention est utilisé pour effectuer la réaction d'alkylation à l'acide sulfurique, grâce à la force générée dans la rotation du lit rotatif, des réactifs de grande viscosité peut toujours être suffisamment dispersés, de telle sorte que de l'acide sulfurique et des matières concentrés d'hydrocarbure peuvent être entièrement dispersés et en contact l'un avec l'autre, en menant ainsi à des effets de réaction idéale. Des essais ont montré que, quand le procédé selon la présente invention est appliqué à -15 °C, d'excellents effets de réaction peuvent encore être obtenus. De plus, quand le réacteur selon la présente invention est utilisé, la taille de l'appareil de réaction peut être réduite de manière significative. Dans une réaction d'alkylation à l'acide sulfurique, la vitesse de réaction est principalement commandée par des étapes de transfert de masse du fait que la solubilité de l'isobutane dans l'acide sulfurique concentré est relativement basse et la résistance de transfert de masse est relativement grande du fait de la réaction à deux phases. Quand l'appareil de réaction de l'art antérieur est utilisé, la vitesse de réaction est relativement lente du fait d'un effet de dispersion à deux phases insuffisant, de telle sorte qu'un appareil de réaction comparativement grand est exigé pour la même réaction. En revanche, avec le réacteur de la présente invention, les étapes de transfert de masse peuvent être améliorées de manière significative de telle sorte que la vitesse de réaction est augmentée, le temps de réaction exigé est raccourci, la taille d'appareil de réaction est considérablement réduite et ainsi les coûts d'appareil et de fonctionnement sont diminués. Dans une forme de réalisation, les trous de distribution dans le tube de distribution sont tous disposés sous une surface supérieure du lit rotatif, de telle sorte que tous les réactifs du tuyau de distribution sont assurés d'entrer complètement dans la zone centrale dans le logement et ils peuvent ainsi passer à travers le lit rotatif et être mélangés de manière régulière.
Dans une forme de réalisation, le lit rotatif est pourvu d'un mécanisme d'étanchéité. Plus spécialement, la surface supérieure du lit rotatif est pourvue de manière fixe d'une première plaque annulaire, qui se raccorde de manière rotative et étanche à une deuxième plaque annulaire montée de façon fixe sur une paroi intérieure du logement de réacteur. Le mécanisme d'étanchéité formé par la première plaque annulaire et la deuxième plaque annulaire peut d'une part assurer que tous les réactifs dans une partie supérieure du lit rotatif entrent seulement dans la zone centrale au lieu d'entrer dans la zone extérieure et d'autre part améliorer le support sur le lit rotatif. De préférence, une première bride est prévue sur un bord extérieur circonférentiel de la première plaque annulaire et une deuxième bride est prévue au niveau d'un bord intérieur circonférentiel de la deuxième plaque annulaire. Les première et deuxième brides sont reliées de façon étanche l'une à l'autre d'une manière rotative relative par l'intermédiaire d'un élément d'étanchéité, de telle sorte qu'un raccordement rotatif d'une manière étanche peut être obtenu de façon simple et efficace. Le lit rotatif peut comporter un bâti résistant à la corrosion et des couches de lit, qui peuvent par exemple se composer d'un grillage ou d'une charge résistant à la corrosion. Selon une forme de réalisation préférée, un lit fixe est relié de façon fixe au réacteur dans la zone extérieure, et est espacé d'un côté extérieur du lit rotatif, de telle sorte que les matières du lit rotatif qui tourne à une vitesse élevée s'écrasent sur le lit fixe. Après cela, une partie des matières passe à travers le lit fixe et une partie de celles-ci s'écoulent en aval le long du lit fixe, de telle sorte qu'un impact supplémentaire de la phase liquide est obtenu, en améliorant l'effet de mélange, ce qui est bénéfique pour une réaction adéquate supplémentaire. Par conséquent, avec un lit fixe, l'énergie cinétique des matières peut être entièrement utilisée et le même effet de réaction peut être obtenu avec une consommation d'énergie relativement faible. En même temps, le lit fixe peut également faciliter la collecte de matières liquides à l'état de vapeur. Le lit fixe peut s'étendre autour du lit rotatif le long d'une direction circonférentielle dans une plage de 180 à 360 degrés. De préférence, le lit fixe est complètement disposé de manière circonférentielle autour du lit rotatif. Le lit fixe peut être fixé sur le logement de réacteur au niveau d'une partie inférieure ou supérieure de celui-ci, ou être fixé le long d'une direction radiale. Par exemple, une extrémité supérieure du lit fixe peut être disposée de façon fixe en-dessous de la deuxième plaque annulaire. En variante, le lit fixe est fixé dans la paroi intérieure du logement de réacteur par l'intermédiaire d'un élément de raccordement radial. De plus, le lit fixe et le lit rotatif peuvent être de la même hauteur et avoir le même axe. Néanmoins, le lit fixe peut être prévu plus long que le lit rotatif, de telle sorte que toutes les matières provenant du lit rotatif peuvent entrer en contact avec le lit fixe. Dans une forme de réalisation spécifique, une extrémité supérieure d'une chambre formée entre le lit rotatif et le lit fixe est fermée par la deuxième plaque annulaire et une extrémité inférieure de celle-ci est ouverte. Le lit fixe peut être 0,2 à 1,5 fois, de préférence 0,5 à 0,8 fois plus épais que le lit rotatif. Selon une forme de réalisation préférée, une entrée de fluide de refroidissement en circulation et une sortie de fluide de refroidissement en circulation, qui sont disposées de manière respective sur deux côtés par rapport à la surface supérieure du lit rotatif, sont en outre prévues sur le logement de réacteur. Le fluide de refroidissement en circulation peut par exemple être un gaz de refroidissement en circulation. Plus spécialement, une de l'entrée de fluide de refroidissement en circulation et de la sortie de fluide de refroidissement en circulation est prévue au-dessus de la surface supérieure du lit rotatif (c'est-à-dire au-dessus du mécanisme d'étanchéité), et l'autre d'entre elles est prévue en-dessous d'une surface inférieure du lit rotatif. Quand l'entrée de fluide de refroidissement en circulation est prévue au-dessus du mécanisme d'étanchéité et la sortie de fluide de refroidissement en circulation est prévue en-dessous du mécanisme d'étanchéité, le fluide de refroidissement en circulation entre dans la même direction que les matières. Dans cette condition, la circulation du fluide de refroidissement en circulation peut être obtenue avec une action de pompage générée par les matières en phase liquide des matières en phase vapeur pendant le fonctionnement du lit rotatif. Par conséquent, aucun appareil de transmission de puissance pour le fluide de refroidissement en circulation n'est nécessaire, de telle sorte qu'une structure simple peut être obtenue.
Un système de réfrigération de fluide de préférence disposé à l'extérieur du réacteur est prévu entre l'entrée de fluide de refroidissement en circulation et la sortie de fluide de refroidissement en circulation, de telle sorte que le fluide de refroidissement en circulation circule entre le système de réfrigération et le lit rotatif, ce qui peut faciliter un environnement de température approprié pour la réaction.
Ainsi, selon la présente invention, du gaz de refroidissement en circulation peut être adopté comme fluide de refroidissement, la vapeur étant en phase continue et la phase liquide étant une phase dispersée. Les réactifs sont dispersés dans le fluide de refroidissement en circulation sous forme de minuscules gouttelettes de liquide, ce qui est complètement différent de l'échange thermique et de l'évacuation indirects conventionnels. Sous l'effet de la force du lit rotatif, une dispersion de la taille du micromètre des réactifs peut être obtenue. Les matières en phase liquide sont dispersées dans le fluide de refroidissement en phase vapeur sous forme de minuscules particules, de telle sorte que la surface d'échange de chaleur est beaucoup plus grande que celle du réacteur à échange thermique par faisceau indirect. Il en résulte qu'une température de réaction plus homogène peut être obtenue. De plus, aucun point chaud n'est généré et la température de réaction est homogène à l'échelle du micromètre. En revanche, les réacteurs conventionnels peuvent seulement obtenir une température homogène macroscopique, où des points chauds localisés ne peuvent pas être exclus, lesquels sont des sources de série d'effets 'néfastes (tels qu'une baisse de la qualité des produits et une augmentation de la consommation d'acide, etc.). Selon une forme de réalisation préférée, au niveau d'une partie supérieure du tube d'alimentation est prévue une chambre de collision destinée à pré-mélanger les matières liquides, les entrées de matière liquide communiquant avec et entrant dans la chambre de collision. De préférence, un tuyau d'injection est prévu au niveau de chacune des entrées de matière liquide, les tuyaux d'injection étant à l'opposé l'un de l'autre. L'adoption d'un mélangeur à jet pour pré-mélanger les matières liquides (l'acide sulfurique et les matières d'hydrocarbure concentrées) peut faciliter l'impact entre les deux phases liquides et améliorer l'effet de mélange.
Selon une forme de réalisation préférée, le mécanisme de fixation comporte un arbre rotatif se raccordant au mécanisme d'entraînement et un support se raccordant à l'arbre rotatif, le lit rotatif étant monté sur le support. Dans une forme de réalisation spécifique, le mécanisme d'entraînement comporte un moteur électrique prévu à l'extérieur du logement de réacteur. Le réacteur selon la présente invention est particulièrement approprié pour une réaction d'alkylation notamment à l'acide sulfurique, l'acide sulfurique concentré et les hydrocarbures mélangés étant délivrés dans le réacteur pour une réaction. Selon un deuxième aspect de la présente invention, on prévoit un procédé de réaction d'alkylation, dans lequel de l'isobutane, des hydrocarbures mélangés d'oléfines en C3 à C5 et un catalyseur à l'acide sulfurique sont introduits dans le réacteur ci-dessus pour une réaction d'alkylation. Dans le procédé selon la présente invention, le rapport molaire de l'isobutane sur les oléfines en C3 à C5 peut être dans une plage de 1 : 1 à 300 : 1, de préférence de 3 : 1 à 50 : 1. Le catalyseur à l'acide sulfurique peut être de l'acide sulfurique concentré, le rapport de volume de l'acide sulfurique concentré sur les hydrocarbures mélangés étant dans une plage de 0,1 : 1 à 5 : 1, de préférence de 0,5 : 1 à 1,5 : 1, et la concentration de masse de l'acide sulfurique concentré étant dans une plage de 90% à 97%, de préférence de 93% à 96%. L'acide sulfurique après la réaction peut être séparé et recyclé.
Une fois la concentration de l'acide sulfurique concentré a diminué, de l'acide sulfurique concentré frais peut être ajouté pour maintenir une concentration appropriée. La concentration de l'acide sulfurique est associée au point de congélation de celui-ci, de telle sorte que la concentration de l'acide sulfurique dans le système de réaction doit correspondre à la température de réaction, c'est-à-dire que la température de réaction doit être plus élevée que le point de congélation dans le système de réaction. Dans le procédé selon la présente invention, la température de réaction peut être dans une plage de -20 à 15 °C, de préférence de -10 à 10 °C et de préférence encore de -5 à 5 °C, et la pression de réaction peut être maintenue à un niveau quand les hydrocarbures mélangés sont dans une phase liquide de préférence dans une plage de 0,2 à 1,5 MPa et de préférence encore de 0,3 à 0,8 MPa. Dans le procédé selon la présente invention, la vitesse de rotation du lit rotatif est dans une plage de 50 à 5000 tours par minute, de préférence dans une plage de 150 à 2000 tours par minute. Le temps de séjour des matières dans le réacteur s'étend de 2 à 600 s, de préférence de 10 à 100 s. Dans le procédé selon la présente invention, la température de réaction est commandée avec un fluide de refroidissement en circulation, qui peut être de l'azote, de l'hydrogène, des gaz inertes, du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone, du méthane, de l'éthane ou du propane, de préférence de l'azote ou du méthane. Le système de réfrigération du système de refroidissement à circulation peut être n'importe quel système de réfrigération de l'art antérieur.
Dans une forme de réalisation spécifique, du propane liquide peut être adopté comme fluide de refroidissement, quand du propane est introduit dans le réacteur à lit rotatif en phase liquide et évacué de celui- ci en phase vapeur. Puisque le propane liquide possède une grande chaleur latente, sa capacité d'absorption de chaleur est si grande qu'un bon effet de refroidissement peut être obtenu. Dans le procédé selon la présente invention, les matières après que la réaction sont précipitées et ensuite séparées, l'acide sulfurique, les huiles alkylées générées dans la réaction et les matières n'ayant pas réagi sont séparés. Les matières n'ayant pas réagi telles que l'isobutane et les oléfines peuvent être recyclées.
La présente invention va être décrite en détail en se référant à des exemples spécifiques et aux dessins. Il est à noter que les dessins sont prévus pour une meilleure compréhension de la présente invention plutôt que pour limiter la présente invention d'une quelconque manière. Dans les dessins, la figure 1 montre schématiquement un réacteur selon une première forme de réalisation de la présente invention ; et la figure 2 montre schématiquement un réacteur selon une deuxième forme de réalisation de la présente invention. La figure 1 montre schématiquement un réacteur 100 selon un premier exemple de la présente invention.
Comme cela est représenté sur la figure 1, le réacteur 100 comporte un logement de réacteur 1, qui comporte une section de tuyau droite 8, une tête supérieure 3 et une tête inférieure 2, de telle sorte qu'une structure fermée est définie. Le réacteur 100 comporte en outre un tube d'alimentation 10 prévu à l'extérieur du logement de réacteur 1, de préférence prévu dans une partie supérieure du logement de réacteur 1. Le tube d'alimentation 10 a des entrées correspondantes destinées à recevoir différentes matières liquides respectivement. Par exemple, quand le réacteur 100 est utilisé pour une réaction d'alkylation avec de l'acide sulfurique comme catalyseur, le tube d'alimentation 10 peut comporter une première entrée 11 10 destinée à recevoir de l'acide sulfurique et une deuxième entrée 12 destinée à recevoir des hydrocarbures liquides (tels que l'isobutane et les oléfines en C3 à C5). La structure spécifique du tube d'alimentation 10 va être décrite en détail dans ce qui suit. Une partie inférieure 15 du logement de réacteur 1 est pourvue d'une sortie de matière 6. Comme cela est représenté sur la figure 1, de l'acide sulfurique et des hydrocarbures liquides entrent dans le tube d'alimentation 10 le long des directions représentées par les flèches A et B respectivement, alors 20 que les produits de réactions quittent le logement de réacteur 1 le long de la direction représentée par la flèche F. Le réacteur 100 comporte en outre un tuyau de distribution 20, qui communique avec le tube d'alimentation 25 10 et s'étend à l'intérieur du logement de réacteur 1 de manière étanche à travers la tête supérieure 3 du logement de réacteur 1. Une pluralité de trous de distribution 21 est prévue sur la zone du tuyau de distribution 20 qui s'étend dans une cavité 48 dans le logement de réacteur 1. 30 Dans la forme de réalisation telle que représentée sur la figure 1, ces trous de distribution 21 sont disposés à une distance l'un de l'autre le long d'une direction longitudinale du tuyau de distribution 20. De cette manière, les matières de réaction qui sont entrées dans le tube d'alimentation 10 par l'intermédiaire de la première entrée 11 et de la deuxième entrée 12 (telles que l'acide sulfurique et les hydrocarbures liquides) peuvent entrer dans le tuyau de distribution 20 le long de la direction telle que représentée par la flèche C et dans le logement de réacteur 1 par l'intermédiaire des trous de distribution 21. Selon la présente invention, le réacteur 100 peut en outre comporter un lit rotatif 30 prévu dans le logement de réacteur 1. Le lit rotatif 30 comporte de préférence un bâti résistant à la corrosion et des couches de lit, qui se composent chacun de préférence d'un grillage ou d'une charge résistant à la corrosion. Comme cela est représenté sur la figure 1, le lit rotatif 30 peut par exemple être sous la forme d'un cylindre creux, qui est disposé dans le logement de réacteur 1 par l'intermédiaire d'un mécanisme de fixation 40. Dans la forme de réalisation telle que représentée sur la figure 1, le mécanisme de fixation 40 comporte un soutien 43 destiné à disposer de façon fixe le lit rotatif 30 et un arbre rotatif 41 relié au support 43. L'arbre rotatif 41 s'étend à l'extérieur du logement de réacteur 1 de manière étanche à travers la tête inférieure 2 du logement de réacteur 1 et se raccorde à un mécanisme d'entraînement tel qu'un moteur électrique 42 par l'intermédiaire d'un accouplement 44. Il peut être facilement compréhensible qu'un mécanisme d'étanchéité 7 peut être utilisé pour assurer l'étanchéité de l'arbre rotatif 41 et du logement de réacteur 1. Ainsi, quand le moteur électrique 42 fonctionne, le lit rotatif 30 est entraîné afin de tourner par l'intermédiaire de l'arbre rotatif 41, par exemple le long de la direction telle qu'indiquée par la flèche G.
Le lit rotatif 30 sous la forme d'un cylindre creux divise la cavité intérieure du logement de réacteur en une zone centrale 45 et une zone extérieure 46. Le tuyau de distribution 20 s'étend dans la zone centrale 45 à un intervalle du lit rotatif 30. De préférence, les trous de distribution 21 disposés sur le tuyau de distribution 20 sont tous prévus dans des positions plus basses qu'une surface supérieure du lit rotatif 30, de telle sorte que toutes les matières de réaction quittant le tuyau de distribution 20 par l'intermédiaire des trous de distribution 21 peuvent être assurées d'entrer complètement dans la zone centrale 45. Un mécanisme d'étanchéité 31 qui comporte une première plaque annulaire 32 fixée sur une surface supérieure du lit rotatif 30 et une deuxième plaque annulaire 33 montée de façon fixe sur une paroi intérieure du logement de réacteur 1, est prévu entre une partie supérieure du lit rotatif 30 et le logement de réacteur 1. La première plaque annulaire 32 et la deuxième plaque annulaire 33 forment ensemble un raccordement d'étanchéité rotatif. Dans la forme de réalisation telle que représentée sur la figure 1, une première bride 34 est prévue au niveau d'un bord extérieur circonférentiel de la première plaque annulaire 32, alors qu'une deuxième bride 35 est prévue au niveau d'un bord intérieur circonférentiel de la deuxième plaque annulaire 33. La première bride 34 et la deuxième bride 35 sont reliées de manière étanche l'une à l'autre d'une façon rotative relative par l'intermédiaire d'un élément d'étanchéité 36 (et des paliers nécessaires). La première plaque annulaire 32 et la deuxième plaque annulaire 33 sur un côté supérieur et le support 43 sur un côté inférieur d'une part renforcent le support sur le lit rotatif 30, et d'autre part permettent à n'importe quelle matière au-dessus du lit rotatif 30 d'entrer seulement dans la zone centrale plutôt que d'entrer dans la zone extérieure 46. Dans le réacteur 100 selon la présente invention, les matières de réaction (telles que l'acide sulfurique et les hydrocarbures liquides) entrent d'abord dans le tube d'alimentation 10 par l'intermédiaire de la première entrée 11 et de la deuxième entrée 12, quittent le tuyau de distribution 20 par les trous de distribution 21 et entrent dans la zone centrale 45. Après cela, les matières de réaction passent radialement à travers le lit rotatif 30 le long de la direction indiquée par la flèche épaisse D comme cela est représenté sur la figure 1 avant d'entrer dans la zone extérieure 46 de la cavité du logement de réacteur 1.
A la fin, une fois que les matières de réaction sont recueillies au niveau de la tête inférieure 2 du logement de réacteur sous l'effet de la gravité, elles s'écoulent hors du réacteur 100 par l'intermédiaire de la sortie de matière 6. La réaction est ainsi terminée.
Selon la présente invention, les matières de réaction doivent passer radialement à travers le lit rotatif 30 tournant à grande vitesse entraîné par le moteur électrique 42. Sous l'effet de la force générée par la rotation du lit rotatif 30, les matières de réaction liquides sont dispersées et frappent violemment les parois intérieures des couches de lit du lit rotatif tournant à grande vitesse pour réaliser un mélange enrichi. Par ailleurs, en s'écoulant à travers les couches de lit du lit rotatif 30, les matières de réaction sont coupées de manière continue par chaque couche de lit, un processus de dispersion-agrégation étant réalisé de manière répétée, et l'effet de mélange étant ainsi amélioré de manière significative.
Selon la présente invention, le logement de réacteur 1 comporte en outre une entrée de fluide de refroidissement en circulation 4 et une sortie de fluide de refroidissement en circulation 4, un système de réfrigération de gaz en circulation étant prévu entre. Ainsi, le fluide de refroidissement en circulation circule entre le système de réfrigération et le lit rotatif, en facilitant un environnement de température appropriée pour les processus de réaction. Le système de réfrigération de gaz en circulation peut être prévu au niveau d'une partie extérieure ou bien d'une partie intérieure du logement de réacteur 1. Dans une forme de réalisation préférée, le système de réfrigération de gaz en circulation peut être prévu au niveau de la partie extérieure du logement de réacteur 1. Dans une conception, en se référant au mécanisme d'étanchéité 31, l'entrée de fluide de refroidissement en circulation 4 se trouve au-dessus du mécanisme d'étanchéité 31, alors que la sortie de fluide de refroidissement en circulation 4 se trouve en-dessous du mécanisme d'étanchéité 31. Dans cette condition, le fluide de refroidissement en circulation s'écoule dans une direction telle qu'indiquée par la flèche mince E et passe à travers le lit rotatif 30 dans la même direction que les matières de réaction. Grâce à une action de pompage générée par le lit rotatif 30 tournant à une grande vitesse sur le gaz, un appareil motorisé destiné à transporter le fluide de refroidissement en circulation n'a pas besoin d'être prévu. En variante, un petit appareil motorisé destiné à transporter le fluide de refroidissement en circulation peut être prévu. Dans une autre conception, en se référant au mécanisme d'étanchéité 31, l'entrée de fluide de refroidissement en circulation 4 se trouve en-dessous du mécanisme d'étanchéité 31, alors que la sortie de fluide de refroidissement en circulation 4 se trouve au-dessus du mécanisme d'étanchéité 31. Dans cette condition, le fluide de refroidissement en circulation peut passer à travers le lit rotatif 30 dans une direction opposée à la direction d'écoulement des matières de réaction et un appareil motorisé destiné à transporter le fluide de refroidissement en circulation est par conséquent nécessaire. Ainsi, selon la présente invention, le gaz de refroidissement en circulation est adopté comme fluide de refroidissement, la vapeur étant dans une phase continue et le liquide étant dans une phase dispersée. Les réactifs sont dispersés dans le fluide de refroidissement en circulation sous forme de minuscules gouttelettes de liquide, ce qui est complètement différent de l'échange de chaleur et de l'évacuation indirects conventionnels. Sous l'effet de la force du lit rotatif 30, une dispersion à l'échelle du micromètre des réactifs peut être obtenue. Les matières en phase liquide sont dispersées dans le fluide de refroidissement en phase vapeur sous la forme de minuscules particules, de telle sorte que la surface d'échange de chaleur est bien plus grande que celle du réacteur à échange de chaleur à faisceau indirect. Il en résulte qu'une température de réaction plus homogène peut être obtenue. De plus, aucun point chaud n'est généré et la température de réaction est homogène à l'échelle du micromètre. En revanche, les réacteurs conventionnels peuvent seulement obtenir une température homogène macroscopique, où des points chauds localisés ne peuvent pas être exclus, qui sont des sources de série d'effets néfastes (tels que la baisse de la qualité des produits et l'augmentation de la consommation d'acide, etc.).
De manière additionnelle, dans la présente invention, l'action de pompage des matières en phase liquide sur les matières en phase vapeur peut être utilisée pour entraîner les matières en phase vapeur afin de s'écouler depuis la zone centrale jusqu'à la zone extérieure, de façon à obtenir un refroidissement suffisant et efficace des matières liquides fortement dispersés par les matières en phase vapeur servant de fluide de refroidissement continu et obtenir en outre une uniformité élevée de la zone de la température. Selon une forme de réalisation préférée, le réacteur 100 selon la présente invention comporte en outre une chambre de collision 13 disposée au niveau d'une partie supérieure du tube d'alimentation 10. La première entrée 11 et la deuxième entrée 12 destinées à recevoir les matières liquides communiquent toutes les avec et entrent dans la chambre de collision 13 de façon à y faciliter le pré-mélange des différents matières. De préférence, les entrées 11 et 12 sont toutes les deux pourvues d'un tuyau d'injection avec les tuyaux d'injection configurés pour être diamétralement opposées l'un à l'autre. Un excellent effet opposé de dispersion peut être assuré et un excellent pré-mélange des différentes matières peut ainsi être obtenu. Dans une forme de réalisation spécifique, le tuyau d'injection comporte une pluralité de buses, dont la section cumulée représente 1/3 à 4/5 de celle d'un tube de raccordement d'alimentation. La figure 2 montre schématiquement un réacteur 200 d'une deuxième forme de réalisation selon la présente invention. Par souci de simplicité, seules les différences du réacteur 200 par rapport au réacteur 100 vont être discutées dans ce qui suit. On peut se référer au réacteur 100 tel que mentionné ci-dessus pour les similitudes.
Comme cela est représenté sur la figure 2, le réacteur 200 comporte en outre un lit fixe 50 prévu dans la zone extérieure 46. Le lit fixe 50 est de préférence disposé coaxialement à l'extérieur du lit rotatif 30 et est espacé d'un côté extérieur du lit rotatif 30. Une couche de lit du lit fixe 50 peut par exemple se composer d'une grille, d'un grillage ou d'une charge résistant à la corrosion. Le lit fixe 50 est disposé de manière circonférentielle autour du lit rotatif 30 sur au moins un demi-cercle, de préférence un cercle, c'est-à-dire que le lit fixe est disposé de manière circonférentielle complètement autour du lit rotatif 30. Le lit fixe 50 peut être fixé sur le logement de réacteur 1 au niveau d'une partie inférieure ou au niveau de la partie supérieure de celui-ci, ou être fixé le long d'une direction radiale. La figure 2 indique que le lit fixe 50 est fixé au niveau d'une partie inférieure du mécanisme d'étanchéité 31, plis spécialement fixé au niveau d'une partie inférieure de la deuxième plaque annulaire 33, de telle sorte qu'une extrémité supérieure d'une chambre définie entre le lit rotatif 30 et le lit fixe 50 est fermée par la deuxième plaque annulaire 33 et une extrémité inférieure de la chambre est ouverte. Il peut être facilement compréhensible pour un homme de l'art de pouvoir fixer le lit fixe 50 sur le logement de réacteur 1 par l'intermédiaire d'un élément de raccordement inférieur ou d'un élément de raccordement radial lorsque cela est exigé. Avec le lit fixe 50, les matières avec une grande vitesse provenant du lit rotatif 30 peuvent frapper le lit fixe 50, de telle sorte qu'un impact secondaire de la phase liquide est obtenu, en renforçant ainsi l'effet de mélange, ce qui peut faciliter encore une réaction suffisante. Par conséquent, avec un lit fixe 50, l'énergie cinétique des matières peut être entièrement utilisée et le même effet de réaction peut être obtenu avec une relativement faible consommation d'énergie. Dans le même temps, le lit fixe 50 peut également faciliter la collecte des matières liquides à l'état de vapeur. Le lit fixe 50 et le lit rotatif 30 peuvent être de la même hauteur. Néanmoins, le lit fixe 50 peut être plus long que le lit rotatif 30, de telle sorte que toutes les matières du lit rotatif 30 peuvent frapper complètement le lit fixe 50. La distance entre le lit fixe 50 et le lit rotatif 30 peut par exemple être de 10 mm à 700 mm, de préférence de 50 mm à 200 mm. Le lit fixe 50 peut faire de 0,2 à 1,5 fois, de préférence 0,5 à 0,8 fois l'épaisseur du lit rotatif.
Les effets de réaction de la présente invention vont être décrits dans ce qui suit en se référant à des exemples et des exemples comparatifs. Exemples 1 à 3 Le réacteur 100 tel qu'indiqué sur la figure 1 est adopté. Les couches de lit rotatif comportent des charges en maille d'acier inoxydable et le degré de vide de lit est de 0,95, la surface spécifique est de 4000 m2/m3 et le diamètre de fil est de 1 mm. Le volume des couches de lit rotatif représente 45% du volume total dans le logement de réacteur. Les couches de lit fixe adoptent les mêmes charges en fil que les couches de lit rotatif et font 50% de l'épaisseur des couches de lit rotatif. De l'acide sulfurique concentré à 95% en masse est utilisé comme catalyseur et de l'isobutane et du butène sont utilisés comme matières premières pour réaliser la réaction d' alkylation. Le rapport molaire de l'isobutane sur le butène est dans une plage de 1 : 1 à 300 : 1, de préférence de 3 : 1 à 50 : 1. Le rapport de volume d'acide sur hydrocarbure est dans une plage de 0,1 : 1 à 5 : 1, de préférence de 0,5 : 1 à 1,5 : 1. La température de réaction s'échelonne de -20 à 15 °C, de préférence de -10 à 10 °C et de préférence encore de -5 à 5 °C. La pression de réaction s'échelonne de 0,2 à 1,5 MPa, de préférence de 0,3 à 0,8 MPa. Le lit rotatif tourne à une vitesse dans une plage de 50 à 5000 tours par minute, de préférence de 150 à 2000 tours par minute. Le temps de séjour des réactifs dans le réacteur est généralement dans une plage de 2 à 600 s, de préférence de 10 à 100 s. De l'azote est utilisé comme fluide de refroidissement en circulation et le système de réfrigération du système de refroidissement à circulation adopte le système de réfrigération à l'ammoniaque. Les conditions de fonctionnement spécifiques sont telles que représentées dans le tableau 1 et les résultats de réaction tels que représentés dans le tableau 2. Exemple comparatif 1 Un réacteur à agitation mécanique horizontale conventionnel disposé prévu avec des tubes de refroidissement intérieurs (voir Natural Gas and Oil, Liu Zhigang et autres, 2002(2), « A review of isobutane and butene alkylation apparatuses », Figure 2 pour les structures) est adopté. Les conditions de réaction (les conditions de fonctionnement industriel les plus optimisées) et les résultats sont mentionnés de manière respective dans le tableau 1 et le tableau 2.
Tableau 1 Conditions d'alkylation principales dans les exemples et l'exemple comparatif Exemple Exemple Exemple Exemple 1 2 3 comparatif 1 Rapport isobutane sur butène 2 : 1 40: 1 8 : 1 8 : 1 Rapport de volume acide sur hydrocarbure 0.2 : 1 3 : 1 1 : 1 1 : 1 Température de réaction (°C) -5 0 6 6 Pression de réaction (MPa) 0,5 1,0 0,7 0,7 Temps de séjour (minute) 0,6 1 1,5 20 Vitesse du lit rotatif (tours par minute) 1500 800 400 - Tableau 2 Résultats d'alkylation dans les exemples et l'exemple comparatif Exemple Exemple Exemple Exemple 1 2 3 comparatif Conversion du butène (% molaire) -100 -100 -100 -100 Consommation d'acide (kg d'acide/t d'huiles alkylées) 25 31 34 64 Octane d'huiles alkylées (moteur) 92,6 92,1 91,3 90,5 Taille de réacteur pour la même quantité de traitement (volume calculé comme valeur relative) 5 1,5 10 100 Les exemples 1 à 3 et l'exemple comparatif 1 indiquent que le réacteur d'alkylation 100 selon la présente invention se caractérise par une faible consommation d'acide, une qualité des produits élevée, etc.
Exemples 4 à 6 Le réacteur 200 tel qu'indiqué sur la figure 2 est adopté. Les couches de lit rotatif comportent des charges en maille d'acier inoxydable et le degré de vide de lit de celles-ci est de 0,95, la surface spécifique est de 4000 m2/m3 et le diamètre de fil est de 1 mm. Le volume des couches de lit rotatif représente 65% du volume total dans le logement de réacteur. De l'acide sulfurique concentré à 95% en masse est utilisé comme catalyseur et de l'isobutane et du butène sont utilisés comme matières premières pour réaliser la réaction d'alkylation. Le rapport molaire de l'isobutane sur le butène est dans une plage de 1 : 1 à 300 : 1, de préférence de 3 : 1 à 50 : 1. Le rapport de volume d'acide sur hydrocarbure est dans une plage de 0,1 : 1 à 5 : 1, de préférence de 0,5 : 1 à 1,5 : 1. La température de réaction s'échelonne de -20 à 15 °C, de préférence de -10 à 10 °C et de préférence encore de -5 à 5 °C. La pression de réaction s'échelonne de 0,2 à 1,5 MPa, de préférence de 0,3 à 0,8 MPa. Le lit rotatif tourne à une vitesse dans une plage de 50 à 5000 tours par minute, de préférence de 150 à 2000 tours par minute. Le temps de séjour des réactifs dans le réacteur est généralement dans une plage de 1 à 600 s, de préférence de 10 à 100 s.
De l'azote est utilisé comme fluide de refroidissement en circulation et le système de réfrigération du système de refroidissement à circulation adopte le système de réfrigération à l'ammoniaque. L'exemple comparatif 2 est le même que l'exemple comparatif 1. Les conditions de fonctionnement spécifiques sont telles que représentées dans le tableau 3 et les résultats de réaction tels que représentés dans le tableau 4.
Tableau 3 Conditions d'alkylation principales dans les exemples et l'exemple comparatif Exemple Exemple Exemple Exemple 4 5 6 comparatif 2 Rapport molaire isobutane sur butène 2 : 1 40 : 1 8 : 1 8 : 1 Rapport de volume acide sur hydrocarbure 0.2 : 1 3 : 1 1 : 1 1 : 1 Température de réaction (°C) -5 0 6 6 Pression de réaction (MPa) 0,5 1,0 0,7 0,7 Temps de séjour (minute) 0,6 1 2 20 Vitesse du lit rotatif (tours par minute) 2500 1200 500 Tableau 4 Résultats d'alkylation dans les exemples et l'exemple comparatif Exemple Exemple Exemple Exemple 4 5 6 Comparatif Taux de conversion du butène (% molaire) -100 -100 -100 -100 Consommation d'acide (kg d' acide/t d'huiles alkylées) 21 26 32 64 Octane d'huiles alkylées (moteur) 92,8 92,4 91,7 90,5 Taille de réacteur pour la même 5 1,5 10 100 quantité de traitement (volume calculé comme valeur relative) On peut déduire des exemples 4 à 6 et de 1' exemple comparatif 2 que le réacteur d' alkylation 200 selon la présente invention se caractérise par une faible consommation d'acide, une qualité des produits élevée, etc.

Claims (29)

  1. REVENDICATIONS1. Réacteur (100) pour au moins deux matières liquides, caractérisé en ce qu'il comporte : un logement de réacteur fermé (1) ; un tube d'alimentation (10) ayant des entrées de matière liquide (11, 12) destinées à recevoir des matières liquides correspondantes de manière respective ; un tube de distribution (20) qui communique avec le tube d'alimentation et s'étendant dans le logement de réacteur, le tube de distribution étant pourvu d'une pluralité de trous de distribution (21) dans la zone s'étendant dans le logement de réacteur ; un lit rotatif (30) sous la forme d'un cylindre creux, qui est disposé dans le logement de réacteur par l'intermédiaire d'un mécanisme de fixation (40), en divisant ainsi une cavité intérieure du logement de réacteur en une zone centrale (45) et une zone extérieure (46), le lit rotatif étant capable d'être entraîné en rotation par un mécanisme d'entraînement (42) ; et une sortie de matière (6) prévue dans une partie inférieure du logement de réacteur pour une sortie de produit après la réaction, le tube de distribution s'étendant dans la zone centrale espacé d'une surface intérieure du lit rotatif, de telle sorte que des matières peuvent entrer dans la zone extérieure depuis la zone centrale à travers le lit rotatif et peuvent sortir par l'intermédiaire de la sortie de matière.
  2. 2. Réacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trous de distribution (21) sur le tube dedistribution (20) sont tous disposés sous une surface supérieure du lit rotatif (30).
  3. 3. Réacteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface supérieure du lit rotatif (30) est pourvue de manière fixe d'une première plaque annulaire (32), qui se raccorde de manière rotative et étanche à une deuxième plaque annulaire (33) montée de façon fixe sur une paroi intérieure du logement de réacteur.
  4. 4. Réacteur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une première bride (34) est prévue sur un bord extérieur circonférentiel de la première plaque annulaire (32), et une deuxième bride (35) est prévue au niveau d'un bord intérieur circonférentiel de la deuxième plaque annulaire (33), les première et deuxième brides étant reliées de façon étanche l'une à l'autre d'une manière rotative relative par l'intermédiaire d'un élément d'étanchéité (36).
  5. 5. Réacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le lit rotatif (30) comporte un bâti résistant à la corrosion et des couches de lit, qui se composent chacune d'un grillage ou d'une charge résistant à la corrosion.
  6. 6. Réacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un lit fixe (50) est relié de façon fixe au réacteur dans la zone extérieure, et est espacé d'un côté extérieur du lit rotatif (30).
  7. 7. Réacteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le lit fixe (50) s'étend autour du lit rotatif (30) le long d'une direction circonférentielle dans une plage de 180 à 360 degrés.
  8. 8. Réacteur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'une extrémité supérieure du lit fixe (50) est disposée de façon fixe en-dessous de la deuxième plaque annulaire (33).
  9. 9. Réacteur selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le lit fixe (50) est fixé sur la paroi intérieure du logement de réacteur par l'intermédiaire d'un élément de raccordement radial.
  10. 10. Réacteur selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le lit fixe (50) et le lit rotatif (30) sont de la même hauteur et ont le même axe.
  11. 11. Réacteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le lit fixe (50) est plus long que le lit rotatif (30).
  12. 12. Réacteur selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que le lit fixe est 0,2 à 1,5 fois, de préférence 0,5 à 0,8 fois plus épais que le lit rotatif.
  13. 13. Réacteur selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce qu'une extrémité supérieure d'une chambre formée entre le lit rotatif (30) et le lit fixe (50) est fermée par la deuxième plaqueannulaire (33) et une extrémité inférieure de celle-ci est ouverte.
  14. 14. Réacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le logement de réacteur (1) est en outre pourvu d'une entrée de fluide de refroidissement en circulation (4) et d'une sortie de fluide de refroidissement en circulation (5) qui sont disposées de manière respective sur deux côtés par rapport à la surface supérieure du lit rotatif (30).
  15. 15. Réacteur selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'entrée de fluide de refroidissement en circulation (4) est prévue au-dessus de la surface supérieure du lit rotatif (30) et la sortie de fluide de refroidissement en circulation (5) est prévue en-dessous d'une surface inférieure du lit rotatif.
  16. 16. Réacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au niveau d'une partie supérieure du tube d'alimentation (10) est prévue une chambre de collision destinée à pré-mélanger les matières liquides, les entrées de matière liquide communiquant avec et entrant dans la chambre de collision.
  17. 17. Réacteur selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'un tuyau d'injection est prévu au niveau de chacune des entrées de matière liquide, les tuyaux d'injection étant à l'opposé l'un de l'autre.
  18. 18. Réacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme de fixation (40) comporte un arbre rotatif (41)se raccordant au mécanisme d'entraînement et un support (43) se raccordant à l'arbre rotatif (41), le lit rotatif (30) étant monté sur le support (43).
  19. 19. Réacteur selon la revendication 18, caractérisé en ce que le mécanisme d'entraînement comporte un moteur électrique (42) prévu à l'extérieur du logement de réacteur.
  20. 20. Réacteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réacteur est utilisé pour une réaction d'alkylation.
  21. 21. Réacteur selon la revendication 20, caractérisé en ce que les au moins deux matières liquides sont respectivement de l'acide sulfurique et des hydrocarbures mélangés.
  22. 22. Procédé de réaction d'alkylation, caractérisé en ce que de l'isobutane, des hydrocarbures mélangés oléfines en 03 à 05 et un catalyseur à l'acide sulfurique sont introduits dans le réacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 21 pour une réaction d'alkylation.
  23. 23. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que le rapport molaire de l'isobutane sur les oléfines en 03 à 05 est dans une plage de 1 : 1 à 300 : 1, de préférence de 3 : 1 à 50 : 1.
  24. 24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que, dans la réaction d'alkylation, le catalyseur à l'acide sulfurique est de l'acide sulfurique concentré, le rapport de volume de l'acide sulfurique concentré sur leshydrocarbures mélangés est dans une plage de 0,1 : 1 à 5 : 1, de préférence de 0,5 : 1 à 1,5 : 1, et la concentration de masse de l'acide sulfurique concentré est dans une plage de 90% à 97%, de préférence de 93% à 96%.
  25. 25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 22 à 24, caractérisé en ce que, dans la réaction d'alkylation, la température est dans une plage de -20 à 15 °C, de préférence de -10 à 10 °C et de préférence encore de -5 à 5 °C, et la pression de réaction est maintenue à un niveau quand les hydrocarbures mélangés sont dans une phase liquide de préférence dans une plage de 0,2 à 1,5 MPa et de préférence encore de 0,3 à 0,8 MPa.
  26. 26. Procédé selon l'une quelconque des revendications 22 à 25, caractérisé en ce que le lit rotatif tourne à une vitesse dans une plage de 50 à 5000 tours par minute, de préférence dans une plage de 150 à 2000 tours par minute.
  27. 27. Procédé selon l'une quelconque des revendications 22 à 26, caractérisé en ce que le temps de séjour des matières dans le réacteur est dans une plage de 2 à 600 s, de préférence de 10 à 100 s.
  28. 28. Procédé selon l'une quelconque des revendications 22 a 27, caractérisé en ce que, dans la réaction d'alkylation, la température de réaction est commandée avec le fluide de refroidissement en circulation, qui est au moins un choisi dans le groupe de l'azote, de l'hydrogène, des gaz inertes, du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone, du méthane, de l'éthane et du propane.
  29. 29. Procédé selon la revendication 28, caractérisé en ce que le propane est introduit dans le réacteur dans une phase liquide et en est évacué dans une phase vapeur.
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