NO120579B

NO120579B -

Info

Publication number: NO120579B
Application number: NO169530A
Authority: NO
Inventors: D Carson; W Borst
Original assignee: Universal Oil Prod Co
Priority date: 1966-08-29
Filing date: 1967-08-28
Publication date: 1970-11-09
Also published as: AT286949B; DE1668772B2; ES344493A1; DK135709C; OA02492A; FI50994C; GB1188844A; DE1668772C3; DE1668772A1; FI50994B; BE702967A; NL155249B; GR34315B; CH495303A; NL6711777A; BG15749A3; DK135709B; SE340616B

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av alkylerte Procedure for the production of alkylates

hydrocarboner. hydrocarbons.

Foreliggende op.pfinnelse angår en katalytisk alkyleringsprosess. The present invention relates to a catalytic alkylation process.

Generelt angår den exotermiske reaksjoner for fremstilling av et isoparaffin-olefin-reaksjonsprodukt. Særlig angår den en integrert alkyleringsprosess som anvender et unikt reaksjonssystem sammen med forbedret apparatur med minimale vedlikeholdsbehov. Oppfinnelsen angår spesielt alkylering av en isobutanstrom med butylen under anvendelse av flussyre (HF) som katalysator. In general, it relates to exothermic reactions for the production of an isoparaffin-olefin reaction product. In particular, it concerns an integrated alkylation process that uses a unique reaction system together with improved equipment with minimal maintenance requirements. The invention relates in particular to the alkylation of an isobutane stream with butylene using hydrofluoric acid (HF) as a catalyst.

Fremstilling av hoymolekylære isoparaffin-hydrocarboner med verdifulle antibankeegenskaper, og derfor egnet for anvendelse i bil- og flybensin, er av betraktelig viktighet i petroleumraffi-neringsindustrien. Dessuten har innforselen av bilmotorer med hoye kompresjonsforhold nødvendiggjort anvendelsen av hoye antibanke-brennstoffer i disse motorer for å få den maksimale effekt av dem. Kravet til hoyere og hoyere octantallbrennsto.f f er har således fort til okt anvendelse av hoymolekylære isoparaffin-hydrocarboner som tilblandingsmidler i bensiner. The production of high molecular weight isoparaffin hydrocarbons with valuable anti-knock properties, and therefore suitable for use in automotive and aviation fuel, is of considerable importance in the petroleum refining industry. Also, the introduction of high compression ratio automobile engines has necessitated the use of high anti-knock fuels in these engines in order to obtain the maximum effect from them. The demand for higher and higher octane fuel has thus rapidly increased the use of high molecular weight isoparaffin hydrocarbons as additives in petrol.

En bekvem kilde til slike hoymolekylære isoparaffiner er den katalytiske alkylering av lavtkokende isoparaffiner, som isobutan, med olefiner, som f.eks. propylen, butylenene, amylenene og blandinger derav. A convenient source of such high molecular isoparaffins is the catalytic alkylation of low-boiling isoparaffins, such as isobutane, with olefins, such as e.g. propylene, butylenes, amylenes and mixtures thereof.

Det er tidligere kjent at katalytisk alkylering under anvendelse av f.eks. flussyre som katalysator, er blitt et viktig kjemisk redskap for fremstilling av alkylerte hydrocarboner og derivater derav. Den tidligere kjente fremgangsmåte ved alkylering utfores i alminnelighet ved å kontakte et isoparaffin-hydrocarbon med olefin-hydrocarbon i nærvær av en katalysator, som flussyre, i et reaksjons-kar som er egnet for utforelse av kjemiske reaksjoner. I praksis har der vært fremstilt tallrike forslag til fremgangsmåter for utforelse av alkyleringsreaksjonen. Vanskeligheten ved å oppnå en fremgangsmåte som innbefatter alle de Snskelige trekk ved en helt optimal reaksjon, kompliseres ved det forhold at alkyleringsreaksjonen, hvis den ikke utfores riktig, har mange bireaksjoner, som polymerisering, som inhibitorer fremstillingen av kommersielle mengder av det onskede alkylat. Et bidrag til polymeriseringsreaksjonen er forhoyet temperatur. Da alkyleringsreaksjonen er exoterm av natur, krever frigjørelsen av reaksjonsvarme omhyggelig kontroll med temperaturen inne i reaktoren for å forhindre at for sterk polymerisasjon finner sted. It is previously known that catalytic alkylation using e.g. Hydrofluoric acid as a catalyst has become an important chemical tool for the production of alkylated hydrocarbons and their derivatives. The previously known method of alkylation is generally carried out by contacting an isoparaffin hydrocarbon with an olefin hydrocarbon in the presence of a catalyst, such as hydrofluoric acid, in a reaction vessel suitable for carrying out chemical reactions. In practice, numerous proposals have been made for methods for carrying out the alkylation reaction. The difficulty in achieving a process which includes all the desirable features of a completely optimal reaction is complicated by the fact that the alkylation reaction, if not carried out correctly, has many side reactions, such as polymerization, which inhibit the production of commercial quantities of the desired alkylate. A contribution to the polymerization reaction is elevated temperature. Since the alkylation reaction is exothermic in nature, the release of heat of reaction requires careful control of the temperature inside the reactor to prevent excessive polymerization from taking place.

Reaktorkonsentrasjonen ved de tidligere prosesser har folgelig innbefattet komplisert kjoleutstyr for å holde alkyleringsreaksjons-mediet på en temperatur i området av 38°C. Tilstrekkelig kjoling anvendes i slike reaktorer til å fjerne reaksjonsvarmen så hurtig som mulig. • Det er folgelig et mål ved foreliggende oppfinnelse å skaffe en integrert prosess for å utfore en katalytisk alkyleringsreaksjon hvori hydrogenfluorid anvendes som katalysator, og der fåes et alkylert produkt med utmerket hoyoctan kvalitet. The reactor concentration in the previous processes has therefore included complicated dressing equipment to keep the alkylation reaction medium at a temperature in the range of 38°C. Adequate cooling is used in such reactors to remove the heat of reaction as quickly as possible. • It is therefore an aim of the present invention to provide an integrated process for carrying out a catalytic alkylation reaction in which hydrogen fluoride is used as a catalyst, and an alkylated product with excellent high-octane quality is obtained.

Det er et spesielt mål ved oppfinnelsen å skaffe en fremgangsmåte ved alkylering av et isoparaffin-hydrocarbon og et olefin-hydrocarbon i nærvær av hydrogenfluoridkatalysator på en enklere og mer okonomisk måte enn hittil. It is a particular aim of the invention to provide a method for the alkylation of an isoparaffin hydrocarbon and an olefin hydrocarbon in the presence of a hydrogen fluoride catalyst in a simpler and more economical way than hitherto.

Ifolge foreliggende oppfinnelse utfores alkyleringsprosessen i et reaktorsystem med flere påmatningsinnlop og tilbakeføring av den avsatte syrefase til reaktoren ved gravitetsstromning. According to the present invention, the alkylation process is carried out in a reactor system with several feed inlets and return of the deposited acid phase to the reactor by gravity flow.

Foreliggende oppfinnelse angår folgelig en fremgangsmåte ved fremstilling av alkylerte hydrocarboner fra en blandet påmatning inneholdende olefiniske og isoparaffiniske hydrocarboner,karakterisert ved: a) en relativt tung flytende katalysator fores gjennom en langstrakt reaksjonssone, b) påmatningen fores inn i reaksjonssonen som en rekke strommer ved innlopspunkter fordelt langs reaksjonssonen, og de olefiniske The present invention therefore relates to a method for the production of alkylated hydrocarbons from a mixed feed containing olefinic and isoparaffinic hydrocarbons, characterized by: a) a relatively heavy liquid catalyst is fed through an elongated reaction zone, b) the feed is fed into the reaction zone as a series of streams at inlet points distributed along the reaction zone, and the olefinic ones

og isoparaffiniske hydrocarboner omsettes under alkyleringsbe-tingelser, hvorved der dannes en alkyleringsreaksjonsblanding_ and isoparaffinic hydrocarbons are reacted under alkylation conditions, whereby an alkylation reaction mixture is formed_

nedstroms for hvert av innforselspunktene, downstream of each of the insertion points,

c) reaksjbnsblandingen avkjoles ved kontakt med kjoleanordning anbragt inne i reaksjonssonen, d) stromningshastigheten av påmatningen gjennom de respektive innlopspunkter innstilles slik at varmen som utvikles fra hver opp-stroms-reaksjonsblanding stort sett fjernes av kjblemediet for c) the reaction mixture is cooled by contact with a cooling device placed inside the reaction zone, d) the flow rate of the feed through the respective inlet points is adjusted so that the heat developed from each upstream reaction mixture is largely removed by the cooling medium for

den danner den nest påfolgende nedstroms-reaksjonsblanding, it forms the next downstream reaction mixture,

e) mindre tung kombinert reaksjonsblanding innbefattende alkylerte hydrocarboner, uomsatt isoparaffinreaktant og katalysator fjernes e) less heavy combined reaction mixture including alkylated hydrocarbons, unreacted isoparaffin reactant and catalyst is removed

fra reaksjonssonen på et punkt nedstroms for innforselspunktene, from the reaction zone at a point downstream of the insertion points,

f) katalysatoren skilles fra den kombinerte reaksjonsblanding, og i det minste en del av katalysatoren resirkuleres til reaksjonssonen uten avkjoling, som den relativt tunge flytende katalysator. f) the catalyst is separated from the combined reaction mixture and at least a portion of the catalyst is recycled to the reaction zone without cooling, as the relatively heavy liquid catalyst.

Foreliggende oppfinnelse innbefatter ideen med flere påmatningsinnlop i en oppadstrommende reaktor, hvor innløpene er anbragt slik at den innvendige kjoleanordning kan fjerne reaksjonsvarmen fra det nederste reaksjonspunkt for dénne varme kan nå det nærmest ved siden av liggende reaksjonspunkt. Sammen med denne ide tilbakeføres den avsatte syre ved gravitetsstromning til reaktoren. Tilbakeføringen av syren fra en høyereliggende utskiller utfores fortrinnsvis på en uhindret og frittflytende måte slik at stromningshastigheten av syren fra utskillereh tilbake til reaktoren er begrenset og kontrol-lert alene av trykkfallet gjennom reaktoren og de forbundne ledninger. The present invention includes the idea of several feed inlets in an upward-flowing reactor, where the inlets are arranged so that the internal jacket device can remove the reaction heat from the lowest reaction point so that this heat can reach the nearest reaction point lying next to it. Together with this idea, the deposited acid is returned to the reactor by gravity flow. The return of the acid from a higher separator is preferably carried out in an unhindered and free-flowing manner so that the flow rate of the acid from the separator back to the reactor is limited and controlled solely by the pressure drop through the reactor and the connected lines.

Som tidligere nevnt angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte ved fremstilling av et isoparaffin-olefinreaksjonsprodukt. Skjont foreliggende fremgangsmåte er særlig egnet for alkylering av isobutan, med en butylenholdig olefinisk påmatning, er fremgangs- måten også anvendbar på andre olefiniske hydrocarbonpåmatninger for å fremstille motorolje, flyalkylater eller hbyerekokende alifatiske hydrocarbonprodukter. Således kan andre paraffiniske hydrocarboner, som isopentan, en eller flere av isohexanene, eller blandinger av de for nevnte isoparaffiner, forgrenet-kjedede heptaner og andre alifatiske hydrocarboner av forgrenet struktur, anvendes som påmatning. Likeledes kan der som olefiniske hydrocarbonreaktanter anvendes de normalt gassformige olefiner innbefattende propylen, 1-buten, 2-buten, isobutylen, de isomere amylener, hexenene, heptene og hoyeremolekylære olefiniske hydrocarboner, som den. olefiniske hydrocarbonreaktant ved foreliggende fremgangsmåte. As previously mentioned, the present invention relates to a method for producing an isoparaffin-olefin reaction product. Although the present method is particularly suitable for the alkylation of isobutane, with a butylene-containing olefinic feed, the method is also applicable to other olefinic hydrocarbon feeds to produce motor oil, aircraft alkylates or high-boiling aliphatic hydrocarbon products. Thus, other paraffinic hydrocarbons, such as isopentane, one or more of the isohexanes, or mixtures of the aforementioned isoparaffins, branched-chain heptanes and other aliphatic hydrocarbons of a branched structure, can be used as feed. Likewise, as olefinic hydrocarbon reactants, the normally gaseous olefins including propylene, 1-butene, 2-butene, isobutylene, the isomeric amylenes, hexenes, heptenes and higher molecular weight olefinic hydrocarbons, such as the olefinic hydrocarbon reactant in the present method.

Foreliggende oppfinnelse angår også anvendelsen av et hvilket som helst egnet katalysatormateriale i tillegg til flussyre eller hydrogenfluorid, som blandinger av svovelsyre og fosforsyre, blandinger av saltsyre og visse komplekser av aluminiumklorid og bor--klorid, eller svovelsyre alene. Det er avgjort fordelaktig å anvende hydrogenfluorid som katalysator ved foreliggende fremgangsmåte. The present invention also relates to the use of any suitable catalyst material in addition to hydrofluoric acid or hydrogen fluoride, such as mixtures of sulfuric acid and phosphoric acid, mixtures of hydrochloric acid and certain complexes of aluminum chloride and boron chloride, or sulfuric acid alone. It is decidedly advantageous to use hydrogen fluoride as a catalyst in the present method.

Uttrykket "hydrogenfluorid"-katalysator er ment en katalysator hvori hydrogenfluorid er den vesentlige aktive bestanddel. Der er således innenfor rammen av oppfinnelsen å anvende praktisk talt vannfritt hydrogenfluorid eller flussyre, eller hydrogenfluorid inneholdende forskjellige tilsetninger eller promotorer, som bortri-fluorid. Vanligvis blir kommersielt vannfritt hydrogenfluorid tilfort til alkyleringssystemet som frisk katalysator. Det er imidler-tid mulig å anvende hydrogenfluorid inneholdende så meget som ca. 10 volum- vann eller mer. For sterk fortynning med vann er i alminnelighet uonskelig da det er tilboyelig til å nedsette alkylerings-aktiviteten av katalysatoren og skaper korrosjonsproblemer i appa-raturen. The term "hydrogen fluoride" catalyst is meant a catalyst in which hydrogen fluoride is the essential active ingredient. It is thus within the scope of the invention to use practically anhydrous hydrogen fluoride or hydrofluoric acid, or hydrogen fluoride containing various additives or promoters, such as boron trifluoride. Typically, commercial anhydrous hydrogen fluoride is added to the alkylation system as fresh catalyst. It is, however, possible to use hydrogen fluoride containing as much as approx. 10 volumes of water or more. Excessive dilution with water is generally undesirable as it tends to reduce the alkylation activity of the catalyst and creates corrosion problems in the equipment.

For å nedsette tilbøyeligheten hos olefin-hydrocarbonreak-tanten i påmatningen til å undergå polymerisasjon for alkylering holdes det molare forhold av isoparaffin-hydrocarbonreaktant til olefin-hydrocarbonreaktant i reaktoren fortrinnsvis på en storre verdi enn 1 og opptil ca. 20:1, og fortrinnsvis fra ca. 3s1 til ca. 15:1. Alkyleringsreaksjonen inntrer ved temperaturer fra ca. -17,8°C til ca. 93°C, og fortrinnsvis fra ca. -1,1°C til ca. hh°C. Trykket på alkyleringssystemet er vanligvis bare hoyt nok til å holde hydro-carbonet og katalysatoren i stort sett væskefase, f.eks. fra ca. atmosfærisk til ca. h0 atmosfærer eller mer, og typisk i området fra ca. 13,6 ato. Kontakttiden i alkyleringsreaktoren er typisk In order to reduce the tendency of the olefin-hydrocarbon reactant in the feed to undergo polymerization for alkylation, the molar ratio of isoparaffin-hydrocarbon reactant to olefin-hydrocarbon reactant in the reactor is preferably kept at a value greater than 1 and up to approx. 20:1, and preferably from approx. 3s1 to approx. 15:1. The alkylation reaction occurs at temperatures from approx. -17.8°C to approx. 93°C, and preferably from approx. -1.1°C to approx. hh°C. The pressure of the alkylation system is usually only high enough to keep the hydrocarbon and catalyst in a largely liquid phase, e.g. from approx. atmospheric to approx. h0 atmospheres or more, and typically in the range from approx. 13.6 ato. The contact time in the alkylation reactor is typical

under 5 minutter, og fortrinnsvis er den under ca. 2 minutter, under 5 minutes, and preferably under approx. 2 minutes,

f.eks. 10 til. 60 sekunder. Alkyleringsreaks jonen utfores i nærvær av hydrogenfluoridkatalysator innfort i en mengde tilstrekkelig til å gi et katalysator-til-hydrocarbon-volumforhold i reaktoren på fra ca. 0,5 til ca. 2,5. e.g. 10 more. 60 seconds. The alkylation reaction is carried out in the presence of hydrogen fluoride catalyst introduced in an amount sufficient to give a catalyst-to-hydrocarbon volume ratio in the reactor of from approx. 0.5 to approx. 2.5.

Under henvisning til tegningen som illustrer en foretrukken ut-forelsesform av oppfinnelsen, blir en olefin-hydrocarbonreaktant i 'ledningen 10 blandet med en isoparaffin-hydrocarbonreaktant fra ledning 11 under dannelse av en alkyleringspåmatningsblanding i ledning 12. Påmatningsblandingen deles så opp i f.eks. tre deler, fortrinnsvis i tre like store deler. En del innfores via ledningen 13 i reaktoren 16. En annen del innfores via ledningen 1<*>+, og den siste del innfores via ledningen 15 i reaktoren 16. Reaktor 16 er forsynt med anordning (ikke vist) for å fjerne reaksjonsvarmen, som én "innvendig kjoler eller varmeveksler. Kontakttiden i reaktoren 16 holdes på tider (f.eks. 15 sekunder) som er tilstrekkelig til intimt å blande og bringe påmatningsblandingen i kontakt med katalysatoren slik at alkyleringsreaksjonen kan foregå. Fortrinnsvis er reaktoren vannavkjølt for å fjerne varmen som utvikles ved reaksjonen. Referring to the drawing which illustrates a preferred embodiment of the invention, an olefin hydrocarbon reactant in line 10 is mixed with an isoparaffin hydrocarbon reactant from line 11 to form an alkylation feed mixture in line 12. The feed mixture is then divided into e.g. three parts, preferably in three equal parts. A part is introduced via line 13 into reactor 16. Another part is introduced via line 1<*>+, and the last part is introduced via line 15 into reactor 16. Reactor 16 is provided with a device (not shown) to remove the reaction heat, which one "internal dresser or heat exchanger. The contact time in the reactor 16 is maintained at times (e.g., 15 seconds) sufficient to intimately mix and bring the feed mixture into contact with the catalyst so that the alkylation reaction can proceed. Preferably, the reactor is water cooled to remove the heat which is developed by the reaction.

Påmatningsblandingen som går inn i reaktoren 16 gjennom roret The feed mixture entering the reactor 16 through the rudder

15 ved et punkt mellom endene av reaktoren. Katalysator innfores i en ende av reaktoren via ledningen 20. Ved innlopspunktet, for ledningen 15 er der således tilstrekkelig katalysator til stede til å bevirke alkyleringsreaksjonen. Kjoleanordningen er anbragt i reaktoren slik at stromningsbanen av reaksjonsblandingen nær innlopet av ledningen 15 holdes i kontakt med kjoleanordningen slik at varmen utviklet fra reaksjonen kan stort sett fjernes for den del av reaksjonsblandingen når punktet hvor påmatningsblandingen kommer inn i reaktoren 16 fra ledningen 1<*>+, og så videre oppetter reaktoren. Foreliggende måte å anvende en rekke innmatningspunkter bevirker derfor utmerket kontroll over reaksjonsvarmen og minsker derved tilbøyelig-heten til polymerisering og andre bireaksjoner til å inntre. 15 at a point between the ends of the reactor. Catalyst is introduced into one end of the reactor via line 20. At the inlet point, for line 15, sufficient catalyst is thus present to effect the alkylation reaction. The jacket device is arranged in the reactor so that the flow path of the reaction mixture near the inlet of the line 15 is kept in contact with the jacket device so that the heat developed from the reaction can largely be removed for the part of the reaction mixture that reaches the point where the feed mixture enters the reactor 16 from the line 1<*> +, and so on fills the reactor. The present method of using a number of feed points therefore results in excellent control over the heat of reaction and thereby reduces the tendency for polymerization and other side reactions to occur.

Det samlede avlop fra reaktoren fjernes gjennom ledningen 17 The combined effluent from the reactor is removed through line 17

og består av alkylert hydrocarbon, uomsatt isoparaffin-hydrocarbon og katalysator. Det samlede avlop i ledningen 17 fores inn i et ut-skillingskar 18 som fortrinnsvis står hevet over reaktoren. I ut-skillingskaret 18 skilles hydrocarbonfasen fra syrefasen idet hydro-carbonene fjernes via ledningen 19 for utvinning av det ønskede alkylerte produkt, og fraskillelse av de uomsatte hydrocarboner. Syre- and consists of alkylated hydrocarbon, unreacted isoparaffin hydrocarbon and catalyst. The combined effluent in the line 17 is fed into a separation vessel 18 which is preferably raised above the reactor. In the separation vessel 18, the hydrocarbon phase is separated from the acid phase as the hydrocarbons are removed via line 19 for the extraction of the desired alkylated product, and the separation of the unreacted hydrocarbons. Acid-

fasen fjernes fra utskilleren 18 via ledningen 20 og fores i det minste delvis tilbake til reaktoren 16 ved tyngdekraftens innvirk-ning. Fortrinnsvis er der ingen ventiler eller andre hindringer i ledning 20 som hindrer strommen av syre fra utskilleren til reaktoren i.å foregå på en frittstrommende måte. Ved å arbeide på denne måte bringes korrosjonsproblemer og vedlikeholdsutgifter til et mini-mum idet der ikke kreves noen pumpeanordning. Det vil sees at kata-lysatorstrommen skyldes bare den energi som tilfores den ved forskjellen i tyngde mellom den relativt mer tunge katalysator og den relativt mindre tunge kombinerte reaksjonsblanding, eller reaktorav-lbp, og energien som.meddeles den ved de strommende hydrocarboner som pumpes inn i systemet via ledningene 13, 1<*>+ og 15. Tyngdefor-skjellene utnyttes ved å anbringe utskilleren over reaktoren for å oke drivkraften som er tilgjengelig for overforing av reaksjons-kraften som er tilgjengelig for overforing av reaksjonsblandingen fra reaktoren til utskilleren. I virkeligheten arbeider derfor foreliggende fremgangsmåte som en sifong idet trykkfallet gjennom reaktoren begrenser og regulerer strommen av den utskilte syre inn i reaktoren. the phase is removed from the separator 18 via the line 20 and is at least partially fed back to the reactor 16 by the influence of gravity. Preferably, there are no valves or other obstacles in line 20 which prevent the flow of acid from the separator to the reactor from taking place in a free-flowing manner. By working in this way, corrosion problems and maintenance costs are brought to a minimum as no pumping device is required. It will be seen that the catalyst flow is only due to the energy supplied to it by the difference in weight between the relatively heavier catalyst and the relatively less heavy combined reaction mixture, or reactor av-lbp, and the energy imparted to it by the flowing hydrocarbons that are pumped in in the system via lines 13, 1<*>+ and 15. The weight differences are utilized by placing the separator above the reactor to increase the driving force available for transferring the reaction force available for transferring the reaction mixture from the reactor to the separator. In reality, therefore, the present method works as a siphon in that the pressure drop through the reactor limits and regulates the flow of the secreted acid into the reactor.

Frisk syre tilsettes etter behov via ledningen 21 og kan innbefatte syre som er regenerert ved en ikke vist anordning, og syre gjenvunnet fra fraksjoneringsanordningen som folger etter utskil-1 lelsestrinnet. Fresh acid is added as needed via line 21 and may include acid that is regenerated by a device not shown, and acid recovered from the fractionation device that follows the separation step.

En viktig fordel ved utforelsen av foreliggende oppfinnelse er reguleringsfleksibiliteten. Passeringshastigheten av alkyleringspåmatningsblandingen gjennom de respektive innlbpspunkter innstilles slik at varmen som utvikles fra reaksjonen som skjer etter hver An important advantage of the embodiment of the present invention is the control flexibility. The rate of passage of the alkylation feed mixture through the respective entry points is adjusted so that the heat developed from the reaction occurring after each

■påmatningstilsetning, fjernes stort sett for dannelsen av den nest påfolgende reaksjonsblanding. For å dra fordel av denne viktige ide bor mengden av påmatning som strbmmer gjennom en enkelt ledning fortrinnsvis ikke overstige 50 % av den totale påmatning. Fortrinnsvis kan antallet av innlbpspunkter være fra 2 til 5, med 3 innlbpspunkter som særlig fordelaktig. Denne operasjonsmåte forhindrer lokal overhetning ved kontaktpunktet av reaktantene med katalysatoren. (Anvendelsen av HF som katalysator bevirker alkyleringsr-eak-sjonen nesten momentant med en byeblikkelig utvikling av reaksjonsvarme). Folgelig vil, hvis f.eks. for meget reaktant kommer inn gjennom ledning 15, temperaturen ved påmatningspunktet byeblikkelig heves i en slik grad at kjblemediet ikke effektivt kunne fjerne reaksjonsvarmen og hindre bireaksjoner. Den lokaliserte overopp- ■feed addition, is largely removed for the formation of the next reaction mixture. To take advantage of this important idea, the amount of feed flowing through a single wire should preferably not exceed 50% of the total feed. Preferably, the number of insertion points can be from 2 to 5, with 3 insertion points being particularly advantageous. This mode of operation prevents local overheating at the point of contact of the reactants with the catalyst. (The use of HF as a catalyst causes the alkylation reaction almost instantaneously with an instantaneous development of heat of reaction). Consequently, if e.g. too much reactant enters through line 15, the temperature at the feed point immediately rises to such an extent that the heating medium could not effectively remove the heat of reaction and prevent side reactions. The localized over-

hetning bevirker en nedsetning av kvaliteten av produktet. Mengden av påmatning som går inn i reaktoren, kan derfor fordeles variabelt mellom de forskjellige påmatningsinnlop for å oppnå optimal kontroll av temperaturen i reaksjonen, mens samtidig optimal kontroll over katalysator-til-hydrocarbonforholdet i reaktoren opprettholdes. heating causes a reduction in the quality of the product. The amount of feed that enters the reactor can therefore be variably distributed between the different feed inlets to achieve optimal control of the temperature in the reaction, while at the same time optimal control over the catalyst-to-hydrocarbon ratio in the reactor is maintained.

Eksempel Example

Et anlegg ble drevet i overensstemmelse med prosesskjemaet i tegningen for å fremstille 31,7 m^/h alkylat med et damptrykk på A plant was operated in accordance with the process diagram in the drawing to produce 31.7 m^/h of alkylate with a vapor pressure of

0,M-8 atmosfærer og et "Research"-octantall (med 0,79 cm tetraethyl-bly pr. liter) på 105. Forsoket ble utfort med et forbruk av katalysator (hydrogenfluorid) på under 0,57 g/l fremstilt alkylat. 0.M-8 atmospheres and a "Research" octane number (with 0.79 cm tetraethyl lead per liter) of 105. The experiment was carried out with a consumption of catalyst (hydrogen fluoride) of less than 0.57 g/l produced alkylate .

En olefinpåmatning med sammensetningen: An olefin feed with the composition:

ble blandet i en mengde på 27,8 m /h med 27,1 m<J>/h av en isoparaffiri-påmatningsreaktant med sammensetning: was mixed in an amount of 27.8 m/h with 27.1 m<J>/h of an isoparaffin feed reactant of composition:

for å danne en alkyleringspåmatningsblanding i en mengde på o 55,3 m 3/h. to form an alkylation feed mixture in an amount of o 55.3 m 3 /h.

Alkyleringspåmatningsblandingen ble blandet med 316 m /h resirkulert isobutan fra en anordning ikke vist på tegningen, til en kombinert påmatning til reaktoren på 371 n<r>yh. Denne kombinerte påmatning ble spaltet i tre like store fraksjoner på 12^- m /h hver, The alkylation feed mixture was mixed with 316 m/h of recycled isobutane from a device not shown in the drawing, to a combined feed to the reactor of 371 n<r>yh. This combined feed was split into three equal fractions of 12^- m /h each,

og fort inn i reaktoren gjennom innlopsledningene 13, 1<*>+ og 15. Ca. 363 n<r>Vh hydrogenfluoridkatalysator ble tilsatt til reaktoren 16 gjennom ledningen 22. and quickly into the reactor through inlet lines 13, 1<*>+ and 15. Approx. 363 n<r>Vh hydrogen fluoride catalyst was added to reactor 16 through line 22.

Drlftsbetingelsene i reaktoren var som folger: The operating conditions in the reactor were as follows:

Avlopet fra reaktoren ble fort til en hoytliggende utskiller (anbragt over reaktoren) i en mengde på 726 n<r>Vh. Etter utskillelse og fraskillelse av syrefasen fra hydrocarbonfasen ble 362 m /h hydro-carbonfase fjernet fra utskilleren for konvensjonell opparbeidelse for å utvinne isobutanet for resirkulering og for å fjerne det alkylerte produkt av den tidligere nevnte kvalitet. Syrefasen ble fjernet fra utskilleren og resirkulert til reaktoren ved gravitetsstromning i en mengde på 363 m~yh. Ingen utvendig pumpeanordning ble anvendt, og strommen var uhindret og frittflytende uten reguleringsventiler eller hindringer av noe slag i returledningen. Strbmningen av syre fra utskilleren skyldtes energien tilfort til den ved dens hoyde sammen med forskjellen i tetthet mellom syrefasen og det samlede avlop fra reaktoren, og energien tilfort ved reaktantene som ble pumpet inn i systemet. En del av syren fra utskilleren ble fort til en syregenerator (ikke vist) for å fjerne tjære og andre forurensninger. Den rensede syre fra regeneratoren og syren som senere ble gjenvunnet i den .konvensjonelle fraksjoneringsanordning anvendt for å fraskille reak-sjonsproduktene, ble fort tilbake til reaktoren for å danne en samlet retursyrestrbm på 363 n<r>Vh. The effluent from the reactor quickly became a high-lying separator (placed above the reactor) in an amount of 726 n<r>Vh. After separation and separation of the acid phase from the hydrocarbon phase, 362 m/h of hydrocarbon phase was removed from the separator for conventional processing to recover the isobutane for recycling and to remove the alkylated product of the aforementioned quality. The acid phase was removed from the separator and recycled to the reactor by gravity flow in an amount of 363 m~yh. No external pumping device was used, and the flow was unobstructed and free-flowing without control valves or obstructions of any kind in the return line. The flow of acid from the separator was due to the energy supplied to it at its height together with the difference in density between the acid phase and the overall effluent from the reactor, and the energy supplied by the reactants pumped into the system. Part of the acid from the separator was quickly turned into an acid generator (not shown) to remove tar and other contaminants. The purified acid from the regenerator and the acid subsequently recovered in the conventional fractionator used to separate the reaction products was quickly returned to the reactor to form a total return acid stream of 363 n<r>Vh.

Reaktor 16 var et kar med innvendig kjolevannsspiral for å fjerne reaks jonsvarmen. Innlopspunktene 13, 1<*>+ og 15 var anbragt slik at varmen som frigjbres ved reaksjonen som finner sted i en strbmningsbane som begynner ved punkt 15, ville være praktisk talt fjernet, av kjblespiralene og av varmesynkningen av hele massen som■strammer gjennom reaktoren for varmefrigjbrelsen fra reaksjonen begynner i en strbmningsbane fra punkt lh. På denne måte oppnåes en utmerket kontroll over temperaturen i reaktoren. Den totale påkjenning på kjbleren var ca. 3,68 x 10^ kcal pr. time. Reactor 16 was a vessel with an internal jacket water coil to remove the ion heat from the reactor. The inlet points 13, 1<*>+ and 15 were arranged so that the heat released by the reaction taking place in a flow path beginning at point 15 would be practically removed, by the coils and by the heat sink of the entire mass passing through the reactor for the release of heat from the reaction begins in a flow path from point lh. In this way, an excellent control over the temperature in the reactor is achieved. The total stress on the boiler was approx. 3.68 x 10^ kcal per hour.

Anbringelsen av påmatningsinnlbpet kan varieres på en hvilken som helst bnsket måte så lenge som de her angitte ideer fblges. Selv om oppfinnelsen er beskrevet ved at de forskjellige påmatningsinnlbp anbringes i et forhold fordelt over lengden, er uttrykket "lengden" beregnet på å innbefatte fordelinger ved hvilke innlbpene er på en rett linje eller i en vertikal stilling (dvs. en rett over den annen). eller er anbragt i en oppad, forskjbvet ordning, eller er i en oppad, spiralformig ordning, fordelt i like stor avstand rundt reaktor-skallet, eller er i en hvilken som helst annen egnet ordning som tillater den nodvendige kontakt med kjoleanordningen. The placement of the feed input can be varied in any desired manner as long as the ideas set forth here are followed. Although the invention is described in that the various feed inlets are placed in a ratio distributed over the length, the term "length" is intended to include distributions in which the inlets are in a straight line or in a vertical position (ie one directly above the other). . or are placed in an upwardly staggered arrangement, or are in an upwardly spiral arrangement, equally spaced around the reactor shell, or are in any other suitable arrangement that allows the necessary contact with the dress device.

Som anvendt her, er uttrykket "innstille" brukt i forbindelse med innforingshastigheten av hydrocarbonblandingen gjennom de respektive reaktorinnlopspunkter, ment å innbefatte (i) kontinuerlig regulering av de respektive hastigheter i respons til temperatur-variasjoner i reaktoren, (ii) periodisk forandring av de respektive hastigheter i respons til temperaturforandringer i reaktoren, (iii) forutinnstilt regulering av de respektive hastigheter ved, f.eks. åpningsstorrelser bestemt av ventet, beregnet temperatur anvendt inne i reaktoren, eller (iv) en hvilken som helst annen måte for hastighetsregulering som kan onskes av fagfolk. As used herein, the term "adjust" used in connection with the rate of introduction of the hydrocarbon mixture through the respective reactor inlets is intended to include (i) continuous regulation of the respective rates in response to temperature variations in the reactor, (ii) periodic change of the respective speeds in response to temperature changes in the reactor, (iii) preset regulation of the respective speeds by, e.g. orifice sizes determined by expected, calculated temperature used within the reactor, or (iv) any other means of rate control as may be desired by those skilled in the art.

De respktive innforingshastigheter for påmatningshydrocarbonene til reaktoren kan varieres på en hvilken som helst måte. Selv om oppfinnelsen er beskrevet med like store respektive hastigheter, kan en hvilken som helst kombinasjon av hastigheter anvendes med fordel så lenge som hastighetene innstilles slik at varmen som utvikles fra et reaksjonspunkt, er stort sett fjernet for dets strbmningsbane når det neste påmatningsinnlop. The respective feed rates of the feed hydrocarbons to the reactor can be varied in any manner. Although the invention is described with equal respective velocities, any combination of velocities may be used with advantage as long as the velocities are set so that the heat developed from a reaction point is largely removed from its flow path by the time of the next feed inlet.

Claims

1. Process for the production of alkylated hydrocarbons from a mixed feed containing olefinic and isoparaffinic hydrocarbons, in which a relatively heavy liquid catalyst is fed into and through an elongated reaction zone, the mixed feed being fed into the reaction zone as a series of streams and the olefinic and isoparaffinic hydrocarbons are reacted therein, a relatively less heavy, combined reaction mixture comprising alkylated hydrocarbons, unreacted isoparaffins and catalyst is separated from the reaction zone and the catalyst is separated from the reaction mixture and fed back into the reaction zone, characterized in that the feed is introduced into the reaction zone at inlet points distributed along the reactor, thereby forming a alkylation reaction mixture flows down for each of the inlet points, each of the formed reaction mixture is cooled by contact with a cooling device placed in the individual reaction zone, the flow rate of the feed through the respective inlets bps points are set so that the heat which

is developed from each upstream reaction mixture, is largely removed by the dressing device for the subsequent downstream reaction mixture is formed, relatively less heavy combined reaction mixture is removed from the reaction zone at a point downstream of the feed points, the catalyst is separated from the reaction mixture at a level above the level of the reaction zone, and at least part of the catalyst is recycled unobstructed and free-flowing to the reaction zone and without intervening cooling, like the relatively heavy liquid catalyst.

2. Method according to claim 1, characterized in that the flow of the catalyst through the system is only due to energy imparted to it by the difference in weight between the relatively heavy recycled catalyst and the relatively less heavy combined reaction mixture, and the energy imparted to it by the flowing hydrocarbons.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the introduction speed of the supply current through each of the inlet points is practically the same. k-.

Method according to claims 1-3, characterized in that the feed current is fed into the reaction zone through 3 - 5 input points.

5. Method according to claim 1 -<*>+, characterized in that at least part of the isoparaffins in the feed stream is isobutane.

6. Method according to claim 5, characterized in that the molar ratio between isobutane and olefins in the feed stream is from 1:1 to 20:1.

7. Method according to claims 1-6, characterized in that the olefinic hydrocarbon part of the feed mixture includes propylene, butylenes and/or amylenes.

8. Method according to claims 1-7, characterized in that a catalyst containing hydrogen fluoride is used.

9. Method according to claim 8, characterized in that the ratio between the total volume of hydrogen fluoride catalyst fed into the reaction zone and the total volume of hydrocarbons fed into the reaction zone is from 0.5:1 to 2.5:1.