RU2700768C1 - Sulfuric alkylation reactor - Google Patents

Sulfuric alkylation reactor Download PDF

Info

Publication number
RU2700768C1
RU2700768C1 RU2018123125A RU2018123125A RU2700768C1 RU 2700768 C1 RU2700768 C1 RU 2700768C1 RU 2018123125 A RU2018123125 A RU 2018123125A RU 2018123125 A RU2018123125 A RU 2018123125A RU 2700768 C1 RU2700768 C1 RU 2700768C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vertical
sulfuric acid
isobutane
reaction tubes
reaction
Prior art date
Application number
RU2018123125A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Антон Евгеньевич Лебедев
Михаил Евгеньевич Борисовский
Александр Александрович Ватагин
Илья Сергеевич Гуданов
Владимир Петрович Круглов
Валерий Владимирович Власов
Дмитрий Владимирович Лебедев
Дмитрий Сергеевич Долгин
Юрий Борисович Лаврентьев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "МилИнвест" (ООО "МилИнвест")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "МилИнвест" (ООО "МилИнвест") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "МилИнвест" (ООО "МилИнвест")
Priority to RU2018123125A priority Critical patent/RU2700768C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2700768C1 publication Critical patent/RU2700768C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J10/00—Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/54—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition of unsaturated hydrocarbons to saturated hydrocarbons or to hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring with no unsaturation outside the aromatic ring
    • C07C2/56—Addition to acyclic hydrocarbons
    • C07C2/58—Catalytic processes
    • C07C2/62—Catalytic processes with acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to a reactor for sulfuric alkylation, which contains devices for loading isobutane, sulfuric acid, olefins and unloading reaction products, a central pipe, a housing made in the form of a horizontal cylindrical container with two elliptical bottoms. At that, the reaction volume of the cylindrical container is divided by partitions into cascades, in each of which there is a vertical cylindrical barrel with a diffuser in the lower part, a mixer is located in the diffuser zone, and in inner volume of shell along perimeter there are vertical reaction tubes, and on surface of shell in upper and lower parts there are windows, for discharge of vapours and isobutane on surface of cylindrical container there are unions. Reactor is characterized in that vertical reaction tubes have variable cross-section and are arranged with coaxial circular rows, wherein in the outer row the reaction tubes cross-section varies from the circular one in the lower part to the square one in the upper row, and in the internal row vice versa, besides, the windows in the upper part of the cup have a round shape and are located in vertical rows, and in the lower part of the window of elliptic shape, wherein the major semi-axis is located vertically, and in the central part of the mixer, additional triangle-shaped blades are installed above its blades, by upper end they enter the central pipe.
EFFECT: proposed sulfuric acid alkylation reactor with relatively simple design is capable of providing high output and quality of product.
1 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемый реактор предназначен для проведения процесса сернокислотного алкилирования изобутана олифенами на предприятиях нефтехимической промышленности.The proposed reactor is designed to carry out the process of sulfuric acid alkylation of isobutane with oliphenes at the enterprises of the petrochemical industry.

Известно устройство для осуществления процесса сернокислотного алкилирования [Патент РФ №213861 МПК С07С 2/62] включающее реактор, емкость для приготовления эмульсии, имеющую с одного конца расположенный в центре под определенным углом выход, приспособление для впрыска в указанную емкость компонентов, причем приспособление для впрыска представляет собой систему установленных по оси форсунок, расположенных внутри емкости напротив выхода. Приспособление для впрыска включает следующие элементы: перфорированную пластину и форсунки.A device is known for carrying out the process of sulfuric acid alkylation [RF Patent No. 213861 IPC С07С 2/62] comprising a reactor, a container for preparing an emulsion, having an outlet located at one end in the center at a certain angle, a device for injection into the specified container of components, and a device for injection It is a system of nozzles mounted along the axis located inside the tank opposite the outlet. The injection device includes the following elements: a perforated plate and nozzles.

К недостаткам данного устройства следует отнести сложность конструкции и относительно невысокую степень превращения вызванную низким качеством перемешивания реагентов.The disadvantages of this device include the complexity of the design and the relatively low degree of conversion caused by the low quality of mixing of the reagents.

Наиболее близким к предлагаемому является реактор сернокислотного алкилирования [Г.Л. Вихман, С.А. Круглое, Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов. - М.: Машиностроение. 1978. рис. 231, С. 2 39], содержащий устройства загрузки изобутана, серной кислоты, олефинов и выгрузки продуктов реакции, центральную трубу, корпус выполненный в виде горизонтальной цилиндрической емкости с двумя эллиптическими днищами, при этом реакционный объем цилиндрической емкости разделен перегородками на четыре каскада, в каждом из которых размещен вертикальный цилиндрический стакан с диффузором в нижней части, в зоне диффузора расположена мешалка, а во внутреннем объеме стакана по периметру установлены вертикальные реакционные трубы, а на поверхности стакана в верхней и нижней частях выполнены окна, для выводы паров и изобутана на поверхности цилиндрической емкости размещены штуцеры.Closest to the proposed is a sulfuric acid alkylation reactor [G.L. Wichmann, S.A. Round, Fundamentals of the design of apparatus and machines of oil refineries. - M.: Mechanical Engineering. 1978. Fig. 231, p. 2 39], containing devices for loading isobutane, sulfuric acid, olefins and unloading reaction products, a central pipe, a housing made in the form of a horizontal cylindrical tank with two elliptical bottoms, while the reaction volume of the cylindrical tank is divided by partitions into four cascades, in each of which contains a vertical cylindrical beaker with a diffuser in the lower part, a stirrer is located in the diffuser zone, and vertical reaction tubes are installed around the perimeter of the beaker, and glass surface at the top and bottom windows are made for the findings and isobutane vapor on the surface of the cylindrical container has fittings.

К недостаткам данного реактора следует отнести сложность конструкции и относительно невысокую степень превращения, вызванную низким качеством перемешивания реагентов.The disadvantages of this reactor include the complexity of the design and the relatively low degree of conversion caused by the low quality of mixing of the reagents.

Задача изобретения - создание реактора сернокислотного алкилирования несложной конструкции, позволяющего получать высокую степень превращения за счет высокого качества перемешивания реагентов и рациональной организации взаимодействия.The objective of the invention is the creation of a sulfuric acid alkylation reactor of a simple design, which allows to obtain a high degree of conversion due to the high quality of mixing of the reagents and the rational organization of the interaction.

Поставленная задача достигается тем, что в реакторе сернокислотного алкилирования, содержащем устройства загрузки изобутана, серной кислоты, олефинов и выгрузки продуктов реакции, центральную трубу, корпус, выполненный в виде горизонтальной цилиндрической емкости с двумя эллиптическими днищами, при этом реакционный объем цилиндрической емкости разделен перегородками на каскады, в каждом из которых размещен вертикальный цилиндрический стакан с диффузором в нижней части, в зоне диффузора расположена мешалка, а во внутреннем объеме стакана по периметру установлены вертикальные реакционные трубы, а на поверхности стакана в верхней и нижней частях выполнены окна, для выводы паров и изобутана на поверхности цилиндрической емкости размещены штуцеры, вертикальные реакционные трубы имеют переменное поперечное сечение и расположены коаксиальными кольцевыми рядами, причем во внешнем ряду сечение реакционных труб изменяется от кругового в нижней части до квадратного в верхней, а во внутреннем ряду наоборот, кроме того окна в верхней части стакана имеют круглую форму и расположены вертикальными рядами, а в нижней части окна эллиптической формы причем большая полуось расположена вертикально, а в центральной части мешалки над ее лопастями установлены дополнительные лопасти треугольной формы, верхним концом заходящие в центральную трубу.The problem is achieved in that in a sulfuric acid alkylation reactor containing devices for loading isobutane, sulfuric acid, olefins and unloading reaction products, a central pipe, a housing made in the form of a horizontal cylindrical tank with two elliptical bottoms, while the reaction volume of the cylindrical tank is divided by partitions into cascades, in each of which there is a vertical cylindrical glass with a diffuser in the lower part, a mixer is located in the diffuser zone, and in the internal volume of vertical reaction tubes are installed around the perimeter of the canal, and windows are made on the surface of the glass in the upper and lower parts, fittings are placed for the outlet of vapors and isobutane on the surface of the cylindrical container, the vertical reaction tubes have a variable cross section and are arranged in coaxial annular rows, with a cross section in the outer row reaction tubes changes from circular in the lower part to square in the upper, and vice versa in the inner row, in addition, the windows in the upper part of the glass are round and arranged laid in vertical rows, and in the lower part of the window is elliptical in shape, and the major axis are vertical, and in the central part of the mixer above the blades there are additional blades of a triangular shape, the upper end of which goes into the central pipe.

На фиг. 1 представлена схема реактора сернокислотного алкилирования.In FIG. 1 shows a diagram of a sulfuric acid alkylation reactor.

На фиг. 2 показано расположение основных элементов (уменьшено).In FIG. 2 shows the location of the main elements (reduced).

Реактор сернокислотного алкилирования содержит устройства загрузки изобутана 1, серной кислоты 2, олефинов 3 и выгрузки продуктов реакции 4, корпус выполненный в виде горизонтальной цилиндрической емкости 5 с двумя эллиптическими днищами 6 и 7.The sulfuric acid alkylation reactor contains a device for loading isobutane 1, sulfuric acid 2, olefins 3 and unloading reaction products 4, a housing made in the form of a horizontal cylindrical tank 5 with two elliptical bottoms 6 and 7.

Реакционный объем цилиндрической емкости 5 разделен перегородками 8 на каскады, в каждом из которых размещен вертикальный цилиндрический стакан 9 с диффузором 10 в нижней части.The reaction volume of the cylindrical tank 5 is divided by partitions 8 into cascades, each of which contains a vertical cylindrical glass 9 with a diffuser 10 in the lower part.

В зоне диффузора 10 расположена мешалка 11. Во внутреннем объеме стакана 9 по периметру установлены вертикальные реакционные трубы 12 и 13.A mixer 11 is located in the zone of the diffuser 10. Vertical reaction tubes 12 and 13 are installed around the perimeter in the inner volume of the glass 9.

Вертикальные реакционные трубы 12 и 13 имеют переменное поперечное сечение и расположены коаксиальными кольцевыми рядами. Во внешнем ряду сечение реакционных труб 12 изменяется от кругового в нижней части, до квадратного в верхней, а во внутреннем ряду у реакционных труб 13 наоборот.The vertical reaction tubes 12 and 13 have a variable cross section and are arranged in coaxial annular rows. In the outer row, the cross section of the reaction tubes 12 varies from circular in the bottom to square in the upper, and vice versa in the inner row of the reaction tubes 13.

На поверхности стакана 9 в верхней и нижней частях выполнены окна 14 и 15. Окна 14 в верхней части стакана 9 имеют круглую форму и расположены вертикальными рядами, а в нижней части окна 15 имеют эллиптическую форму, причем большая полуось расположена вертикально.Windows 14 and 15 are made on the surface of the glass 9 in the upper and lower parts. Windows 14 in the upper part of the glass 9 are round in shape and arranged in vertical rows, and in the lower part of the window 15 are elliptical, with the major axis located vertically.

Для выводы паров и изобутана на поверхности цилиндрической емкости размещены штуцеры 16 и 17 соответственно.For the withdrawal of vapors and isobutane, fittings 16 and 17, respectively, are placed on the surface of the cylindrical container.

Привод мешалок осуществляется от электродвигателей 20.The drive of the mixers is carried out from electric motors 20.

Для подачи олефинов непосредственно к мешалке в корпусе расположена центральная труба 18. С целью интенсификации процесса перемешивания в центральной части мешалки 11, над ее лопастями, установлены дополнительные лопасти 19 треугольной формы, верхним концом заходящие в центральную трубу 18 позволяющие захватить олефины из центральной трубы 18 и направить их непосредственно в поток смеси (эмульсии) изобутана и серной кислоты, сформированный мешалкой 11.To feed olefins directly to the mixer, a central pipe 18 is located in the casing 18. In order to intensify the mixing process, in the central part of the mixer 11, above its blades, additional triangular-shaped blades 19 are installed, the upper end of which goes into the central pipe 18 allowing the olefins to be captured from the central pipe 18 and direct them directly into the stream of the mixture (emulsion) of isobutane and sulfuric acid formed by the mixer 11.

Треугольная форма дополнительных лопастей 19 обеспечивает их компактность и не нарушает основной поток, сформированный лопастями мешалки 11.The triangular shape of the additional blades 19 ensures their compactness and does not violate the main flow formed by the blades of the mixer 11.

Реактор сернокислотного алкилирования работает следующим образом.The sulfuric acid alkylation reactor operates as follows.

Реагенты и катализатор поступают в аппарат через устройства загрузки изобутана 1, серной кислоты 2, олефинов 3. При вращении мешалки 11 происходит формирование эмульсии из изобутана и серной кислоты.The reagents and catalyst enter the apparatus through the loading device of isobutane 1, sulfuric acid 2, olefins 3. When the stirrer 11 rotates, an emulsion of isobutane and sulfuric acid is formed.

Поступающие из центральной трубы 18 олефины захватываются лопастями 19 и направляются в зону потока от мешалки 11.The olefins coming from the central pipe 18 are captured by the blades 19 and sent to the flow zone from the mixer 11.

Здесь происходит интенсивное перемешивание введенных компонентов и их транспортировка к реакционным трубам 12 и 13, в которых происходит реакция.Here, intensive mixing of the introduced components takes place and their transportation to the reaction tubes 12 and 13, in which the reaction takes place.

Продукты реакции и непрореагировавшие компоненты выводятся из внутренней полости стакана через окна 15 и попадают в следующую секцию где процесс повторяется.The reaction products and unreacted components are removed from the inner cavity of the glass through the window 15 and fall into the next section where the process is repeated.

Готовый продукт удаляется из реактора через устройство выгрузки продуктов реакции 4.The finished product is removed from the reactor through a device for unloading reaction products 4.

Благодаря тому, что вертикальные реакционные трубы 12 и 13 имеют переменное поперечное сечение и расположены коаксиальными кольцевыми рядами, причем во внешнем ряду сечение реакционных труб изменяется от кругового в нижней части до квадратного в верхней, а во внутреннем ряду наоборот, при движении в них реагентов происходит интенсивное поперечное перемешивание за счет дополнительных ускорений, вызванных переменной формой сечения реакционных труб.Due to the fact that the vertical reaction tubes 12 and 13 have a variable cross section and are arranged in coaxial annular rows, moreover, in the outer row, the cross section of the reaction tubes changes from circular in the lower part to square in the upper one, and vice versa in the inner row, when the reactants move in them intensive transverse mixing due to additional accelerations caused by the variable cross-sectional shape of the reaction tubes.

В виду того, что окна 14 в верхней части стакана имеют круглую форму и расположены вертикальными рядами удается за счет разделения потока на отдельные струи наиболее эффективно отвести образованные пары.In view of the fact that the windows 14 in the upper part of the glass have a circular shape and are arranged in vertical rows, it is possible, due to the separation of the flow into separate jets, to divert the formed pairs most effectively.

Выполнение окон 15 в нижней части стакана эллиптической формы с размещением большей полуосью вертикально позволяет с меньшим гидравлическим сопротивлением и нежелательными турбулентными вихрями вывести поток из внутренней полости стакана.The implementation of the windows 15 in the lower part of the glass of an elliptical shape with the placement of the larger semi-axis vertically allows with less hydraulic resistance and undesirable turbulent vortices to remove the flow from the internal cavity of the glass.

Предлагаемый реактор сернокислотного алкилирования при сравнительно простой конструкции способен обеспечить высокий выход и качество продукта.The proposed sulfuric acid alkylation reactor with a relatively simple design is able to provide high yield and product quality.

Claims (1)

Реактор сернокислотного алкилирования, содержащий устройства загрузки изобутана, серной кислоты, олефинов и выгрузки продуктов реакции, центральную трубу, корпус, выполненный в виде горизонтальной цилиндрической емкости с двумя эллиптическими днищами, при этом реакционный объем цилиндрической емкости разделен перегородками на каскады, в каждом из которых размещен вертикальный цилиндрический стакан с диффузором в нижней части, в зоне диффузора расположена мешалка, а во внутреннем объеме стакана по периметру установлены вертикальные реакционные трубы, а на поверхности стакана в верхней и нижней частях выполнены окна, для выводы паров и изобутана на поверхности цилиндрической емкости размещены штуцеры, отличающийся тем, что вертикальные реакционные трубы имеют переменное поперечное сечение и расположены коаксиальными кольцевыми рядами, причем во внешнем ряду сечение реакционных труб изменяется от кругового в нижней части до квадратного в верхней, а во внутреннем ряду наоборот, кроме того, окна в верхней части стакана имеют круглую форму и расположены вертикальными рядами, а в нижней части окна эллиптической формы, причем большая полуось расположена вертикально, а в центральной части мешалки над ее лопастями установлены дополнительные лопасти треугольной формы, верхним концом заходящие в центральную трубу.Sulfuric acid alkylation reactor containing devices for loading isobutane, sulfuric acid, olefins and unloading reaction products, a central pipe, a housing made in the form of a horizontal cylindrical tank with two elliptical bottoms, while the reaction volume of the cylindrical tank is divided by partitions into cascades, in each of which is placed a vertical cylindrical glass with a diffuser in the lower part, in the zone of the diffuser there is a stirrer, and vertical reaction tubes, and windows are made on the surface of the glass in the upper and lower parts, fittings are arranged for the vapor and isobutane outlets on the surface of the cylindrical vessel, characterized in that the vertical reaction tubes have a variable cross section and are arranged in coaxial annular rows, and in the outer row, the reaction cross section pipes varies from circular in the lower part to square in the upper, and vice versa in the inner row, in addition, the windows in the upper part of the glass are round and vertical in rows, and in the lower part of the window is elliptical in shape, with the semi-major axis located vertically, and in the central part of the mixer above its blades there are additional triangular-shaped blades that extend into the central pipe with their upper end.
RU2018123125A 2018-06-25 2018-06-25 Sulfuric alkylation reactor RU2700768C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018123125A RU2700768C1 (en) 2018-06-25 2018-06-25 Sulfuric alkylation reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018123125A RU2700768C1 (en) 2018-06-25 2018-06-25 Sulfuric alkylation reactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2700768C1 true RU2700768C1 (en) 2019-09-20

Family

ID=67989729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018123125A RU2700768C1 (en) 2018-06-25 2018-06-25 Sulfuric alkylation reactor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2700768C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU617449A1 (en) * 1972-10-31 1978-07-30 Предприятие П/Я Р-6518 Method of automatic control of catalytic alkylation process
SU1099834A3 (en) * 1974-04-18 1984-06-23 Юниверсал Ойл Продактс Компани (Фирма) Apparatus for acid and catalytical alkylation
EA003897B1 (en) * 2000-06-06 2003-10-30 Орграл Интернэшнл Текнолоджиз Корпорейшн Method and device for the production of alkylates
EA013873B1 (en) * 2008-08-18 2010-08-30 Семен Шикович Гершуни Method for producing alkylbenzene and a reactor for the sulfuric acid alkylation of isobutane with olefins 
RU2459658C2 (en) * 2006-12-19 2012-08-27 Басф Се Reactor and method for continuous oxidative dehydration
CN203764234U (en) * 2014-04-11 2014-08-13 中国成达工程有限公司 Alkylation reactor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU617449A1 (en) * 1972-10-31 1978-07-30 Предприятие П/Я Р-6518 Method of automatic control of catalytic alkylation process
SU1099834A3 (en) * 1974-04-18 1984-06-23 Юниверсал Ойл Продактс Компани (Фирма) Apparatus for acid and catalytical alkylation
EA003897B1 (en) * 2000-06-06 2003-10-30 Орграл Интернэшнл Текнолоджиз Корпорейшн Method and device for the production of alkylates
RU2459658C2 (en) * 2006-12-19 2012-08-27 Басф Се Reactor and method for continuous oxidative dehydration
EA013873B1 (en) * 2008-08-18 2010-08-30 Семен Шикович Гершуни Method for producing alkylbenzene and a reactor for the sulfuric acid alkylation of isobutane with olefins 
CN203764234U (en) * 2014-04-11 2014-08-13 中国成达工程有限公司 Alkylation reactor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6430543B2 (en) Reaction chamber for chemical reactor and chemical reactor composed thereof
US9095836B2 (en) Multiphase catalytic tower-type impinging-stream reactor
WO2012011844A1 (en) Gas-liquid reactor (variant embodiments)
KR890014159A (en) Method and apparatus for increasing product quality and yield while reducing energy costs when oxidizing aromatic alkyls to aromatic carboxylic acids
RU95121590A (en) MULTI-STEP METHOD OF SUSPENSION REACTIVE STEAM AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
CN118416813B (en) Active microreactor and method for high-efficiency dispersion and mass transfer of large phase ratio gas/liquid or liquid/liquid
US3476366A (en) Gas liquid transfer apparatus
RU2700768C1 (en) Sulfuric alkylation reactor
US3129066A (en) Mixer-settler apparatus
US4728731A (en) Reactor and its use in polysaccharide ether production
WO2017178323A1 (en) Small scale polymerization reactor
KR880001992B1 (en) Apparatus for separating mixtures of liquid and gas
CN111249764A (en) Continuous crystallizer
CN112654424A (en) Batch reactor with baffles
CN203229382U (en) Steady-state chlorine dioxide reactor
WO2019125530A3 (en) Continuous acoustic mixer plate configurations
RU2746392C1 (en) Microreactor-mixer with counter swirling flows
US2154150A (en) Apparatus for carrying out physical and chemical reactions
RU166697U1 (en) DEVICE FOR PRODUCTION OF HIGH-OCTANE COMPONENTS OF MOTOR FUELS IN THE PRESENCE OF HYDROGEN HYDROGEN, POSSIBLE OPERATION WITH A HIGH REAGENT FLOW RATE
RU195489U1 (en) ROTARY FILM REACTOR
RU2521966C1 (en) Bubble extractor
CN219150126U (en) Stirring reaction kettle
RU2614717C1 (en) Carbonizer
RU195490U1 (en) Rotary film reactor
CN205550128U (en) Stirred tank with filtering capability

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200626