SU1099834A3 - Аппарат дл кислотно-каталитического алкилировани - Google Patents

Abstract

АППАРАТ ДЛЯ КИСЛОТНО-КАТАЛИТИЧЕСКОГО АЛКШШРОВАНИЯ, содержащий вертикально расположенный корпус с патрубками дл  подвода кислоты и отвода продуктов реакции, между которыми по высоте аппарата расположены , устройства дл  впрыскивани  реагентов , поперечные перегородки и теплообменное устройство, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью интенсификации процесса за счет обеспечени  противоточного движени  фаз, поперечные перегородки размещены в шахматном пор дке, устройства дл  впрыскивани  реагентов установлены над четными или нечетными перегородками и выполнены в виде многоканального сопла, а теплообменное устройство рас-С2 положено вдоль оси аппарата. О)

Description

со

СХ) 00: 4 f10 Изобретение относитс  к конструкции аппарата дл  кислотно-каталитического окислени  и может быть использовано дл  алкилировани  углеводородов . Известен аппарат, содержащий корпус , внутри которого по оси расположено теплообменное устройство, а по высоте в шахматном пор дке закреплены отражательные перегородки lj . Недостатком данного аппарата  вл етс  то, что в нем невозможно достигнуть контакта между кислотой и реагентами. Наиболее близким к изобретению  вл етс  аппарат дл  кислотно-катали тического алкилировани , содержащий вертикально расположенный корпус с патрубками дл  подвода кислоты и отвода продуктов реакции, между которыми по высоте аппарата расположены устройства дл  впрыскивани  реагентов , поперечные перегородки и теплообменное устройство JJZJ . Недостатком известного устройства  вл етс  то, что в нем невозможно интенсифицировать процесс за счет противоточного движени  фаз. Целью изобретени   вл етс  интенс фикаци  процесса за счет обеспечени  противоточного движени  фаз. Дл  достижени  поставленной цели аппарате дл  кислотно-каталитического алкилировани , содержащем вертикально расположенный корпус с пат рубками дл  подвода кислоты и отвод продуктов реакции, между которыми по высоте аппарата расположены устройства дл  впрыскивани  реагентов, поперечные перегородки и теплообмен ное устройство, поперечные перегородки размещены в шахматном пор дке устройства дл  впрыскивани  реагентов установлены над четными или нечетными перегородками и вьшолнены в виде многоканального сопла, а теп лообменное устройство расположено вдоль оси аппарата. На чертеже представлен аппарат. Аппарат содержит корпус 1, крышку 2, днище 3, внутри корпуса по оси установлено у-сбразное-теплообменное устройство 4. В крышке 2 закреплена разделител на  перегородка 5, образующа  входную и выходную камеры дл  теплоносител , по высоте корпуса установле ны поперечные перегородки 6, размещенные в шахматном пор дке, над которыми расположены устройства 7 дл  впрыскивани  р еагентов, выполненные в виде многоканального сопла. Аппарат работает следующим образом. Хладагент поступает в верхнюю часть по трубопроводу 8 и посредством перегородки 5 отклон етс  и входит в теплообменник 4 и выходит из выходной камеры по трубопроводу 9. Теплообменное устройство 4 показано схемаТ1ГЧНО и может включать несколько трубок или змеевиков, расположенных внутри корпуса. Охлаждающа  среда, например вода, поступает по трубопроводу 8 со скоростью , достаточной дл  поддержани  заранее определенной температуры реакции в реакционной камере. Фаза кислотного катализатора подаетс  в корпус 1 по трубопроводу 10 и, будучи отклонена от своего первоначального направлени  движени  поперечными перегородками 6, проходит серпантиноподобным образом через корпус 1, выход  из нее по трубопроводу 11. Перегородки 6 дл  изменени  направлени  движени  потока показаны расположенными внутри корпуса 1 в плоскост х , перпендикул рных к продольной оси корпуса. Поперечные перегородки 6 в значительной мере равномерно распределены между вводом катализатора по трубопроводу 10 и выводом продукта реакции по трубопроводу 11 и имеют круглые сегментовидные отверсти  на противоположных сторонах корпуса 1, благодар  чему поток фазы катализатора отклон етс  из одной стороны в другую серпантиноподобным образом. Реагенты из трубопровода 12 поступают в трубопроводы 13 - 16, откуда затем подвод тс  через отверсти  17 дл  подачи реагентов в агрегаты 7 дл  впрыскивани  реагентов. Реагенты впрыскивают в фазу кислотного катализатора , образу  кислотно-углеводородную дисперсию, в которой происходит реакци . Движение дисперсии вверх создает тенденцию к предотвращению разделени  диспергированных фаз, а многоступенчатое впрыскивание реагентов зффективно усиливает дисперсию фаз на каждой ступени. Кислотно-углеводородна  дисперси , содержаща  кислотный катализатор, pea генты и продукты реакции, выводитс  из корпуса 1 по трубопроводу 11 и подвергаетс  операци м дальнейшей обработки, в результате которых восстанавливаетс  алкилированный продукт. Тепло, вьдел ющаес  в ходе реакции, абсорбируетс  охлаждающим агентом и отводитс  с помощью средс 4 дл  теплообмена в такой степени, чтобы поддерживались заранее установ ленные температурные услови  проведени  реакции. Устройствами 7 дл  впрыскивани  реагентов  вл ютс  гори зонтальные трубки, имеющие множественные распьш ющие сопла, которые образуют феноподобное распыление в направлениикнизу. Нижнее устройство 7 выполнено н виде кольцевой трубки имеютс  взаимосв занные трубки , пересекающиес  в виде буквы X. Кольцева  трубка снабжена множественными распыл ющими соплами, разбрызгивающими струйки жидкости вниз в виде конуса. В процессе алкилировани  используемые реагенты идеально сочетаютс  дл  получени  выхода в качестве основного продукта углеводорода, содержание углерода в котором равно сумме атомов углерода олефина и алкилирующего агента и который известен под названием моноалкилата.Подход щим алкилирующимс  реагентом может быть непредельный углеводород имеющий третичный атом .углерода, такой, как изобутан или более высокие гомолого изобутана,такие, как 2-метилбутак, 2-метилпентан и т.п. Другие полезные алкилирующие агенты включают бензол, толуол, ксилол, наф тены, фенолы, крезолы, амины и т.п. Непредельные (олефиновые) реаген ты, которые могут быть с пользой применены, включают углеводороды с 3-20 атомами углерода в молекуле,гало алкилы, спирты, алкилсульфаты, алкил фосфат и т.д. Предпочтительны моно олефины, такие, как пропен и бутены Алкилирование парафинового реаген та олефином происходит более эффекти но в присутствии кислотного катализа тора. Подход щими катализаторами  в л ютс  галоидоводородные кислоты, а также другие неорганические кислоты , такие, как фосфорна  кислота, хлористый алюминий, фторид бора и т Предпочтительный фтористоводородный катализатор содержит примерно 70-90% фтористого водорода, органическое ве щество и не более 2% воды. Услови  проведени  реакции алкилировани , поддерживаемые в реакционной камере, включают температуру реакции О - и давление 1 - 40 атм. Температура реакции  вл етс  одним из наиболее важных условий, так как она оказывает значительное вли ние на качество продукта алкилировани . Предпочтителен интервал температур 80 - 100 С. Давление не имеет такого важного вли ни  на качество продукта и должно быть достаточным дл  того, чтобы поддерживать все углеводороды и кислотный катализатор в жидком состо нии. Объемное отношение кислотного катализатора к углеводороду с учетом охлаждени  в ходе реакции поддерживаетс  в пределах 0,5:1 -2:1 При отношении ниже, чем 0,5:1, эффективность процесса значительно снижаетс , так как наблюдаетс  по вление нежелательных реакций и незавершенность желательных реакций. Не наблюдаетс  также увеличени  выхода алкилата или улучшени  его качества при увеличении отношени  более, чем 2:1. Желательно также поддерживать высокое отношение мол рной концентрации изопарафина или ароматического углеводорода к мол рной концентрации участвующего в реакции олефина дп  получени  высококачественного моноалкилата . Пределы этого отношени  достаточно широки, примерно 6:1 - 20:1 с предпочтительным рабочим интерва- лом пр1 мерно 8:1 - 16:1. Предлагаемый аппарат улучшает качество продукта алкилировани  по сравнению с известными установками дл  проведени  реакции алкилировани  благодар  обеспечению лучшей кислотно-углеводородной дисперсии в ней. Лучша  дисперси  улучшает функцию понижени  тепла кислотной фазы, улучшает также однородность отношени  кислоты к углеводороду во всем объеме реакционной камеры и снижает содержание фторида в алкилате. Кислотна  фаза действует как понижающа  температуру реакции, адсорбиру  тепло, выдел ющеес  при экзотермических реак- ций алкилировани . Лучша  дисперси  увеличивает область переноса этого тепла и исключает по вление гор чих п тен внутри реакционной камеры, которые способствуют по влению нежелательных реакций и нежелательных побочных продуктов. Такого рода побочные придукты остаютс  в основном продукт и снижают качество алкилата. Лучша  дисперси  улучшает посто нство отношени  кислоты к углеводороду на всем прот жении реактора путем снижени  агломерации (скоплени  отдельных фаз). Содержание фторида в продукте алкилировани  снижаетс , если коитакт между и частично пр.ореагировавшими углеводородами улучшен, и это более эффективно достигаетс  при удлинении срока поддержани  кислотно-углеводородной дис-i Персии.

Claims (1)

1. АППАРАТ ДЛЯ КИСЛОТНО-КАТАЛИТИЧЕСКОГО АЛКИЛИРОВАНИЯ, содержащий вертикально расположенный корпус с патрубками для подвода кислоты и отвода продуктов реакции, между которыми по высоте аппарата расположены устройства для впрыскивания реагентов, поперечные перегородки и теплообменное устройство, о т л и чающееся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет обеспечения противоточного движения фаз, поперечные перегородки размещены в шахматном порядке, устройства для впрыскивания реагентов установлены над чет ными или нечетными перегородками и выполнены в виде многоканального сопла, а теплообменное устройство положено вдоль оси аппарата.

   рас- р S9

   СП с >