WO2010021562A1 - Способ получения алкилбензина и реактор сернокислотного алкилирования изобутана олефинами - Google Patents

Способ получения алкилбензина и реактор сернокислотного алкилирования изобутана олефинами Download PDF

Info

Publication number
WO2010021562A1
WO2010021562A1 PCT/RU2008/000558 RU2008000558W WO2010021562A1 WO 2010021562 A1 WO2010021562 A1 WO 2010021562A1 RU 2008000558 W RU2008000558 W RU 2008000558W WO 2010021562 A1 WO2010021562 A1 WO 2010021562A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
isobutane
reactor
sulfuric acid
chamber
circulation pipe
Prior art date
Application number
PCT/RU2008/000558
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Семен Шикович ГЕРЩУНИ
Original Assignee
ЕМЕЛЬКИНА, Валентина Андреевна
ЖИХАРЕВ, Роман Владимирович
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 ЕМЕЛЬКИНА, Валентина Андреевна, ЖИХАРЕВ, Роман Владимирович filed Critical ЕМЕЛЬКИНА, Валентина Андреевна
Priority to EP08876798.3A priority Critical patent/EP2332897B1/en
Priority to PCT/RU2008/000558 priority patent/WO2010021562A1/ru
Priority to EA201000140A priority patent/EA013873B1/ru
Publication of WO2010021562A1 publication Critical patent/WO2010021562A1/ru

Links

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
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • B01J4/002—Nozzle-type elements
    • 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
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415—Tubular reactors
    • 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
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415—Tubular reactors
    • B01J19/242—Tubular reactors in series
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G29/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, with other chemicals
    • C10G29/20—Organic compounds not containing metal atoms
    • C10G29/205—Organic compounds not containing metal atoms by reaction with hydrocarbons added to the hydrocarbon oil
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00027—Process aspects
    • B01J2219/0004—Processes in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1081—Alkanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1088—Olefins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
    • C10G2300/4006—Temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/30—Aromatics

Definitions

  • the invention relates to methods and devices for producing alkylbenzene by sulfate alkylation of isoparaffins with olefins, mainly isobutane butylene, and can be used in the refining industry.
  • alkylates alkylbenzene
  • olefins The most widespread method for the production of alkylates (alkylbenzene) in the oil refining industry is the sulfuric acid alkylation of isobutane with olefins in order to obtain isooctane as the main high-octane component of the reaction products.
  • U.S. Patent No. 3,544,652 of December 12, 1970 discloses a process for the alkylation of isoparaffin with olefins in the presence of sulfuric acid, wherein the olefin reacts with an alkylating acid-hydrocarbon emulsion formed by thoroughly mixing isoparaffin with sulfuric acid to contact with the olefin.
  • the volume ratio of isoparaffin to olefin is preferably 12: 1.
  • the volume ratio of acid to hydrocarbons ranges from 2.5: 1 to 15: 1, but is mainly controlled within 6: 1.
  • reaction proceeds adiabatically, predominantly in a stream, in a reactor called an “alkylation contactor” equipped with a stirrer sufficient to create an emulsion of isoparaffin with sulfuric acid, as well as thoroughly and uniformly mixing the emulsion thus formed with the olefin at its feed points to the reactor.
  • alkylation contactor equipped with a stirrer sufficient to create an emulsion of isoparaffin with sulfuric acid, as well as thoroughly and uniformly mixing the emulsion thus formed with the olefin at its feed points to the reactor.
  • the temperature of the alkylating mixture rises continuously at 5-15 0 C, thereby reducing the viscosity of the mixture itself and increasing the degree of turbulence.
  • the process takes place mainly at a temperature of from 5 to 60 0 C and the pressure necessary to maintain the reagents in the liquid phase (from 2 to 10 atm).
  • sulfuric acid in a concentration of 88 to 99% is cooled to approximately 4 0 C.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) energy consumption for the circulation of acid, due to its high ratio to hydrocarbons. This method also requires very large sizes of settling equipment. Moreover, with this method, the specific consumption of sulfuric acid is high and the high quality of the final product is not guaranteed.
  • the disadvantage of this method is the low quality of alkylbenzene due to the low ratio of isobutane: olefins in the reaction zone, as well as significant losses of sulfuric acid due to its entrainment with the reaction products.
  • Mixing isobutane with sulfuric acid is carried out in an injection mixer with an injection coefficient of 3.3 - 5.2; contacting the prepared emulsion with olefins is carried out at a volume ratio of isobutane to olefins of 3000-5000: 1, and the reaction products are separated from sulfuric acid using a hydrocyclone [RF patent Ne 2092475].
  • the indicated patent of the Russian Federation N ° 2092475 also describes a device for producing alkylbenzene, which is a reactor comprising three series-connected injection mixers. Each mixer is equipped with an input device for olefin raw materials, screw-shaped distribution of raw materials along the length.
  • the closest analogue is a method for producing alkylates (alkylbenzene) by sulfuric acid alkylation of at least one isoparaffin, such as isobutane, by at least one olefin, comprising (a) preparing a mixture of the specified at least one isoparaffin with recycled reaction products by mixing indicated by
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) at least one isoparaffin, pre-cooled to a temperature not exceeding + 12 ° C, with recycled reaction products separated from sulfuric acid and also cooled to a temperature not exceeding + 12 ° C; (b) preparing a first hydrocarbon in acid emulsion by introducing the mixture obtained in step (a) in multiple parallel jets into a sulfuric acid composition; (c) preparing a second emulsion by injecting, through nozzles, part of said at least one olefin into the first hydrocarbon in acid emulsion obtained in step (b).
  • step (c) Entering a second emulsion obtained in step (c) through nozzles into a reaction chamber with a predetermined height and cross-section, where said second emulsion circulates in a closed loop with a continuous output of the balance amount of the reaction mixture; introducing another part of the at least one olefin by means of jets through a system of nozzles into a second emulsion circulating in the reaction chamber, where such an input is uniformly distributed over the cross section and height of said reaction chamber; separating the reaction mixture from the reaction chamber using at least one hydrocyclone into an acid-containing fraction and a hydrocarbon-containing fraction, each of which is then subjected to pressure reduction and gas separation; recirculation of a portion of the hydrocarbon-containing phase after vapor separation to step (a), wherein said recirculated phase serves as recycled reaction products, and withdrawing the remaining portion of the hydrocarbon-containing phase for deoxidation, purification and fractionation to isolate the desired alkylate (s) and recycling the acid-containing phase after
  • the closest analogue is an alkylation reactor for producing alkylates, including alkylbenzene, by sulfuric acid alkylation of at least one isoparaffin, such as isobutane, with at least one olefin, such as butylene, which includes a mixing chamber for preparing a mixture of said isoparaffin with circulating reaction products.
  • the device also includes a mixing chamber for preparing a mixture of said isoparaffin with the circulating reaction products, as well as an emulsion chamber. for the preparation of the first emulsion of hydrocarbons in sulfuric
  • the device contains a pre-reaction chamber for preparing a second emulsion, where a certain part of the specified olefin is introduced by means of jets into the first emulsion of hydrocarbons in sulfuric acid coming from the emulsion chamber [EA patent N ° 003897].
  • the device also contains a reaction chamber of a given height and cross-section, where the second emulsion coming from the pre-reaction chamber is injected through nozzles, and the other part of the olefin is introduced by satellite streams in a uniform flow distributed over the height and cross section of the reaction chamber.
  • the reaction chamber is arranged in such a way that the second emulsion circulates in a closed circuit with a continuous output through the fitting of the balance amount of the reaction mixture.
  • a mixing chamber, an emulsion chamber, a pre-reaction chamber and a reaction chamber are mounted coaxially one above the other in a vertical position, and together form a reactor, where the pre-reaction chamber is located in the lower part of the reactor, and the reaction chamber in its upper part.
  • the known method and device allows to obtain alkylbenzene with higher productivity than other known and currently used methods and devices for their implementation.
  • acid enters the product inlet nodes, which, upon subsequent start-up, is difficult to remove from the lower points of the system due to the large difference in the densities of hydrocarbons and concentrated sulfuric acid, which leads to a decrease in reliability operation.
  • the basis of the invention is the creation of a method and device for producing alkylbenzene, which can improve the reliability of operation, as well as improve the quality of the obtained alkylbenzene.
  • the problem is solved in that the first version of the method for producing alkylbenzene by sulfuric acid alkylation of isobutane with olefins includes
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the following stages: a) preparation of a mixture of isobutane with circulating sulfuric acid, previously separated from the reaction products and cooled to a temperature not exceeding +7.0 0 C; b) preparing a mixture of at least part of the stream of olefin-containing raw materials with circulating reaction products, previously separated from sulfuric acid and cooled to a temperature not exceeding + 6.0 C; c) introducing the mixtures prepared in stages (a) and (b) in separate streams into the circulation loop of the reactor to carry out the alkylation process; d) the separation of the acid-hydrocarbon emulsion withdrawn from the reactor into two parts, one of which is purified from acid, neutralized and fractionated with the isolation of isobutane and alkylbenzene and the subsequent return of isobutane to the alkylation reactor, and the remainder is subjected to pressure reduction, gas separation and separation of its liquid part into acid and hydrocarbon components, each of which is returned to the alkylation
  • Stage (a) is carried out by injecting isobutane into the stream of sulfuric acid through nozzles with a pressure drop in the nozzle of at least 1 kgf / cm 2 in a special mixer that ensures uniform distribution of isobutane throughout the volume of sulfuric acid. Stage (a) is controlled so that the stream of isobutane introduced into sulfuric acid is at least 10% by volume of the sulfuric acid stream.
  • a sulfuric acid alkylation reactor of isobutane with olefins including a reaction chamber consisting of a vertically arranged cylindrical body and a circulation pipe coaxial thereto, sulfuric acid input units and circulating reaction products, where the sulfuric acid input unit is made in a camera with an inlet fitting located under the circulation pipe with an end gap to it and separated by a transverse baffle, in which nozzles for introducing sulfuric acid into the circulation pipe are fixed, directed upwards and placed around a circle with a diameter smaller than the inner diameter of the circulation pipe, and the input unit of the circulating reaction products mixed with olefin-containing raw materials is made in the form of an annular chamber with an inlet fitting placed over
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) b a circulation pipe and equipped with nozzles directed downward and placed around a circle with a diameter larger than the outer diameter of the circulation pipe, and a channel for withdrawing the reaction mixture located inside the annular chamber.
  • the height of the end gap between the circulation pipe and the transverse partition with nozzles located below it is 0.35 ⁇ 0.8 of the outer diameter of the circulation pipe.
  • the second variant of the method of producing alkylbenzene by sulfuric acid alkylation of isobutane with olefins includes the following stages: a) preparation of a mixture of isobutane with circulating sulfuric acid, previously separated from the reaction products and cooled to a temperature not exceeding +7 0 C, and introducing this mixture to the lower stage of the alkylation reactor; b) the separation of the olefin-containing feed stream into two parts, one of which is mixed with the circulating reaction products, previously separated from sulfuric acid and cooled to a temperature not exceeding +6 0 C, and the other with part of the circulating isobutane stream, and introducing these mixtures into the lower and upper stages of the alkylation reactor, respectively.
  • Stage (a) is carried out by injecting part of the isobutane stream into the sulfuric acid stream through nozzles with a pressure drop in the nozzle of at least 1 kgf / cm 2 in a special mixer that ensures uniform distribution of isobutane over the volume of sulfuric acid.
  • stage (a) upward flow at a flow rate SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) from the nozzle, at least 5 m / s is fed into the lower part of the circulation pipe of the lower stage of the alkylation reactor, and the mixtures obtained in stage (b) are introduced in a downward flow into the gap between the circulation pipe and the body of each reactor stage.
  • SUBSTITUTE SHEET RULE 26
  • Part 5 of the isobutane stream is introduced into the raw olefin-containing stream of the upper stage of the reactor in an amount necessary to ensure a pressure drop in the nozzles of at least 1.5 kgf / cm 2 .
  • a two-stage reactor for sulfuric acid alkylation of isobutane with olefins consisting of two
  • reaction chambers coaxially arranged along the height, each of which includes a vertically arranged cylindrical body and a circulation pipe coaxial to it, a flow entry unit with olefin-containing raw materials, made in the form of an annular chamber with an inlet fitting and nozzles directed downward and arranged around a circle whose diameter is larger outer diameter
  • the lower chamber is equipped with a unit for introducing sulfuric acid in a mixture with isobutane, made in the form of a chamber with an inlet fitting, placed under the circulation pipe and separated from it by a transverse partition in which the nozzles for introducing sulfuric acid are fixed acids mixed with isobutane in a circulation pipe directed upwards and placed on a 0 circle with a diameter smaller than the inner diameter of the circulation pipe; a channel for withdrawing the reaction mixture from the lower chamber is placed inside the annular chamber, it is separated from the upper chamber by a transverse partition, in which nozzles for emulsion transfer from the lower chamber to the upper are fixed, directed upwards and placed in a circle with a diameter smaller than the inner diameter 5 of the circulation pipe, is additionally placed in the upper chamber body above the level of the transverse partition fitting for withdrawing from it part of the reaction mixture.
  • the height of the end gap between the circulation pipe and the transverse partition with nozzles located below it is 0 0.35–0.8 of the outer diameter of the circulation pipe.
  • the channel for withdrawing the reaction mixture from the lower chamber is made of a cylindrical shape with a diameter different from the inner diameter of the circulation pipe by no more than 5%.
  • the annular chamber of the lower reaction chamber is equipped with a fitting for input
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) cooled circulating reaction products mixed with a portion of the olefin-containing feed stream.
  • the annular chamber of the upper stage of the reactor is equipped with a fitting for introducing part of the stream of olefin-containing raw materials in a mixture with isobutane.
  • Fig. L schematically shows a one-stage isobutane sulfuric alkylation reactor with olefins, comprising the following main nodes: a vertical cylindrical body 1, placed with a gap to the body and a circulation pipe 2 coaxial to it, node 3 for introducing sulfuric acid and a node 4 for introducing circulating reaction products, a channel 5 for withdrawing the reaction mixture, placed inside the annular chamber 10 for introducing circulating reaction products.
  • the node 3 for introducing sulfuric acid is made in the form of a chamber 6 with an inlet fitting 7 located under the circulation pipe 2 with an end gap to it and a transverse partition 8 separated from it, in which nozzles 9 for introducing sulfuric acid into the circulation pipe 2 are directed upward and placed around a circle with a diameter smaller than the inner diameter of the circulation pipe 2.
  • the height of the end gap between the circulation pipe and the input chamber of sulfuric acid is 0.35 ⁇ 0.8 of the outer diameter of the circulation pipe.
  • the node 4 for introducing the circulating reaction products in a mixture with olefin-containing raw materials is made in the form of an annular chamber 10 with an inlet fitting 11 located above the circulation pipe 2 and provided with nozzles 12 directed downward and placed around a circle with a diameter larger than the outer diameter of the circulation pipe 2.
  • Figure 2 schematically shows a two-stage reactor for sulfuric acid alkylation of isobutane with olefins, including two reaction chambers coaxially arranged in height one above the other.
  • the lower chamber of the reactor includes the following nodes: a vertical cylindrical body 1, placed with a gap to the body and coaxial to it to the circulation pipe 2, a node 3 for introducing sulfuric acid, made in the form of a chamber 6 with an inlet fitting 7, located under the circulation pipe 2 and separated from
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) her transverse septum 8, in which are fixed nozzles 9 for introducing sulfuric acid; a device for introducing circulating reaction products in a mixture with olefin-containing raw materials, made in the form of an annular chamber 10 with an inlet fitting 11 placed above the circulation pipe 2 and provided with nozzles 12 directed downward; a channel 5 for outputting the reaction mixture, placed inside the annular chamber 10.
  • the channel 5 is made of a cylindrical shape with a diameter different from the inner diameter of the circulation pipe by no more than 3%.
  • the channel 5 of the two-stage reactor is separated from the upper chamber by a transverse partition 13 in which the nozzles 14 are fixed.
  • the upper reaction chamber includes a housing 15, a circulation pipe 16 similar to the lower circulation pipe 2, an upper chamber 17 with an inlet fitting 18 for introducing olefin-containing raw materials and nozzles 19.
  • the axial cavity of the annular chamber 17 is a channel 20 for withdrawing the reaction mixture, ending with the upper fitting 21
  • a fitting 22 is arranged for withdrawing a portion of the reaction mixture from the upper reaction chamber.
  • FIG. 3 shows a diagram of the first embodiment of a method for producing alkylbenzene, including a single-stage alkylation reactor 1, a hydrocyclone 23 connected at the inlet by a pipe 24 to the outlet channel 5 of the reactor, a hydrocyclone 25 connected at the inlet to the upper terminal of the hydrocyclone 23, a gas-liquid separator 26 connected at the inlet with the lower conclusions of hydrocyclones 23 and 25, a three-phase separator 27, where the liquid and gas conclusions of the separator 26, a liquid sump 28 connected at the input to the upper conclusion of the hydrocyclone 25, ed ktsionny valve 29, circulating pumps 30 and 31, the pump 32 pumping the reaction products of isobutane with sulfuric acid mixer 33, a compressor 34, a condenser 35, the neutralization unit 36 and fractionation unit 37.
  • Figure 4 shows a diagram of the implementation of the second variant of the method of producing alkylbenzene, including a two-stage alkylation reactor, shown in figure 2, a hydrocyclone 23 connected at the inlet by a pipe 24 to the outlet channel 20 of the reactor, a hydrocyclone 25 connected at the inlet to the upper output of the hydrocyclone 23, a gas-liquid separator 26 connected at the inlet to the lower terminals of the hydrocyclones 23 and 25, a three-phase separator 27, where the liquid and gas terminals of the separator 26, a liquid settler 28 connected at the input to the upper
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the output of the hydrocyclone 25, a pressure reducing valve 29, circulation pumps 30 and 31, a pump for pumping reaction products 32, an isobutane / sulfuric acid mixer 33, a compressor 34, a condenser 35, a neutralization unit 36, and a fractionation unit 37.
  • the scheme shown in figure 4 has the following differences from scheme 3: - to the fitting 18 of the annular chamber 17 of the upper stage of the reactor, a part of the olefin-containing feed stream is supplied;
  • the line for supplying part of the olefin-containing feed stream to the upper stage of the reactor is connected to the isobutane supply line;
  • the scheme includes two lines for the withdrawal of the reaction mixture from the reactor: through the upper fitting 21 and through the fitting 22 located above the separation wall
  • a mixture of isobutane is created with sulfuric acid circulating by means of a pump 30, previously separated in the three-phase separator 27 from the reaction products and cooled in it to a temperature not exceeding 7.0 0 C, and then this mixture is introduced into an alkylation reactor similar to that shown in fig.l.
  • the mixture enters the reaction zone through nozzle 7 and nozzle 9.
  • reaction circulation circuit is organized in which the flow rises up inside the circulation pipe 2, and falls down in the annular gap between the housing 1 and the circulation pipe 2.
  • An emulsion of hydrocarbons in sulfuric acid is created in this circuit, in which the process of sulfuric acid alkylation of isobutane with olefins takes place.
  • the resulting reaction mixture which is an emulsion of hydrocarbons in sulfuric acid, is removed from the reactor through a channel 5 for withdrawing the reaction mixture, placed inside the annular chamber for introducing the circulating reaction products 10, and a pipe 24 into the hydrocyclone 23,
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) where is the separation of the emulsion.
  • the light phase of the emulsion from the top of the hydrocyclone 23 is introduced into the hydrocyclone 25.
  • Isobutane vapor sucked off by the compressor 34 from the separator 27, is compressed in it to a pressure of 6 kgf / cm 2 and condensed in the condenser 35; liquid isobutane is mixed with isobutane, separated in the fractionation unit 37 from the reaction products, and returned to the process.
  • the alkylation process is carried out with the release of heat, therefore, at the outlet of the reactor, the flow temperature is higher than at the inlet.
  • the cooling of the circulating products occurs due to the evaporation of isobutane during pressure reduction.
  • the alkylation reactor (Fig. 1) operates as follows. Olefin feed is introduced into the circulating cooled reaction products.
  • This mixed hydrocarbon stream is introduced through the nozzle 11 into the annular chamber 10 of the reactor 1. Expiring through the nozzles 12, the product jets inject a stream upstream of the reactor circulation pipe 2 into the annular gap. An acid stream is introduced into the same pipe through nozzles 9 and introduced into the reactor through the nozzle 7 of chamber 6 and also injects an emulsion from the annular gap into the circulation pipe 2. Thus, an emulsion circulation loop is created in the reactor in which the alkylation reaction takes place.
  • the proposed method of producing alkylbenzene in the second embodiment is as follows.
  • the mixer 33 create a mixture of isobutane with sulfuric acid circulating through the pump 30, previously separated in the three-phase separator 27 from the reaction products and cooled in it to a temperature of about 5 0 C, and then this mixture is introduced into
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the lower stage of the alkylation reactor, similar to that shown in figure 2.
  • the mixture enters the reaction zone through nozzle 7 and nozzle 9.
  • the olefin-containing feed stream is divided into two parts, one of which is mixed with the alkylation reaction products circulating with the pump 31, previously separated in a three-phase separator 27 from sulfuric acid and cooled to a temperature not exceeding 7.0 0 C. This mixture is introduced through the nozzle 11 and nozzles 12 into the lower chamber of the alkylation reactor. Another part of the olefin-containing feed stream is mixed with a part of the circulating isobutane stream and introduced through the nozzle 18 and nozzle 19 into the upper chamber of the alkylation reactor.
  • a second circulation loop is formed in the upper stage of the reactor, where the emulsion flows out through nozzles 14. An additional amount of olefin-containing feed is introduced into this reaction loop.
  • the reaction mixture which is an emulsion of hydrocarbons in sulfuric acid, is withdrawn from the reactor in two streams through nozzles 21 and 22, regulating these streams so that the ratio of acid to hydrocarbon in both streams differs by no more than 5%.
  • This mixture is introduced through line 24 into a hydrocyclone.
  • an acid-hydrogen emulsion is removed from the bottom of the hydrocyclone 23, and a hydrocarbon phase is introduced from the top, which is then introduced into the hydrocyclone 25.
  • a hydrocarbon stream which may contain a small amount of acid, is sent to a sump 28, where the remaining acid is precipitated in the lower part of the apparatus, from where it is either discharged into a waste acid stream or into a stream of circulating sulfuric acid.
  • the flow of hydrocarbon reaction products from the sump 28 by the pump 33 is pumped to neutralization and fractionation with the release of alkylbenzene and circulating isobutane.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the specified mixture evaporates part of isobutane, and its temperature decreases from 8.0-12.0 0 C to 4-5 0 C.
  • the alkylation reactor (figure 2) works as follows.
  • the lower stage of the reactor operates similarly to the single-stage reactor shown in figure 1 and described in embodiment 1 of the method.
  • the emulsion from the lower stage of the reactor through the channel 5 and the nozzle 14 flows into the circulation pipe 16 of the upper stage of the reactor, injecting the emulsion from the annular gap between this pipe 16 and the housing 15.
  • olefin-containing raw materials supplied through the fitting 18 into the upper chamber 17, which is subjected to alkylation, which allows to increase the productivity of a two-stage reactor compared to the single-stage reactor according to option 1 and to improve the quality of al kilate by increasing the ratio between isobutane and olefins in the reaction zone.
  • the high fineness of the spray of raw materials is ensured by the fact that isobutane is added to the feed stream in an amount necessary to ensure a pressure drop in the nozzles 19 of at least 1.5 kgf / cm 2 , preferably above 2.5 kgf / cm 2 , given that the feed may vary depending on various production factors.
  • isobutane is added to the feed stream in an amount necessary to ensure a pressure drop in the nozzles 19 of at least 1.5 kgf / cm 2 , preferably above 2.5 kgf / cm 2 , given that the feed may vary depending on various production factors.
  • mixing of isobutane to the feed stream may not be necessary and all isobutane will be introduced into the sulfuric acid stream through mixer 32.
  • the emulsion is withdrawn from the reactor in two streams: through the upper nozzle 21 and the lower nozzle 22, adjusting these flows so that the acid / hydrocarbon ratio in these flows does not differ by more than 5%.
  • a portion of the isobutane stream is introduced into the olefin-containing feed stream of the upper stage of the reactor used in step (b) in an amount necessary to ensure a pressure differential across the nozzles for introducing the feed into the reactor of at least 1.5 kgf / cm 2 , preferably above 2.5 kgf / cm 2 .
  • the alkylation reactors shown in FIGS. L and 2 provide greater operational reliability. This is achieved by placing nozzles for introducing hydrocarbons (12 and 19) in the upper part of the reaction chambers and directing hydrocarbon streams from top to bottom. In this case, even if an unscheduled shutdown of the reactor occurs or the supply of raw materials, isobutane or circulating reaction products and the annular chambers 10 and 17 cease
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) they will be filled with acid, when the apparatus is started up, the acid as the heavier density phase drains down and the annular chamber is again filled with hydrocarbons, which eliminates the risk of complications (crystallization of products and corrosion in the stagnant zones of hydrocarbon input nodes).
  • the following are specific examples of the use of the proposed method.
  • Example 1 In the circulating sulfuric acid in an amount of 658 m 3 / h, 125 m 3 / h of isobutane is fed through the nozzles of the mixer and this mixture is introduced through a nozzle 7 and a nozzle 9 into an alkylation reactor similar to that shown in FIG. A mixture of circulating reaction products (274 m 3 / h) and butane-butylene fraction (isobutane content of 48% by weight, butylene 46% by weight) in an amount of 22 m 3 / h is introduced into it through the nozzle 11 and nozzle 12.
  • a portion of the hydrocarbon component in the amount of 84 m 3 / h is extracted from the reaction mixture withdrawn from the reactor in the hydrocyclone block, which, after separation of traces of sulfuric acid in the sump, is fractionated in the rectification block to obtain 12490 kg / h of alkylbenzene and 36863 kg / h of isobutane returned to the process .
  • An acidic emulsion is removed from the bottom of the hydrocyclones 23 and 25, on the flow of which the pressure is reduced to 0.5 kgf / cm 2 ', as a result of which part of the isobutane evaporates from the emulsion, and the temperature decreases from 7.6 to 4.9 0 C.
  • a three-phase separator 27 the liquid is separated into circulating acid and hydrocarbons, which are pumped into the reactor by pumps 30 and 31, respectively.
  • Isobutane vapor, aspirated by the compressor from the separator 27, is compressed to a pressure of 6 kgf / cm 2 , then condensed; liquid isobutane is mixed with isobutane separated in the fractionation unit from the reaction products and returned to the process.
  • alkylbenzene had the following characteristics
  • Example 2 Into the lower reaction chamber of an alkylation reactor similar to that shown in FIG. 2. where they maintain a pressure of at least 4 kgf / cm 2 ; introduced through the nozzle 7 and the nozzle 9, the circulating sulfuric acid in an amount of 658 m 3 / h,
  • reaction mixture is withdrawn from the reactor through fittings 21 (880 m 3 / h) and 22 (199 m 3 / h). Then, a part of the hydrocarbon component in the amount of 100.0 m 3 / h is isolated from it, which, after separation of 28 sulfuric acid residues in the sump, is fractionated in the rectification unit to obtain 14870 kg / h of alkylbenzene and isobutane returned to the process.
  • An acid-hydrocarbon mixture (995 m / h, including 658 m 3 / h of acid) is removed from the bottom of hydrocyclones 23 and 25, the flow of which reduces the pressure to 0.5 kgf / cm, as a result of which 42,470 kg / h of isobutane is evaporated and the temperature decreases from 7.8 to 4.9 0 C.
  • the liquid is separated into circulating acid and hydrocarbons, which are returned to the reactor by pumps 30 and 31, respectively.
  • Isobutane vapor aspirated by the compressor from the separator 27, is compressed to a pressure of 6 kgf / cm 2 , then condensed; liquid isobutane is mixed with isobutane separated in the fractionation unit from the reaction products and returned to the process.
  • alkylbenzene had the following characteristics:
  • the present invention is intended to produce alkylbenzene and can improve reliability, performance and quality of alkylbenzene.

Landscapes

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

Abstract

Предложенное изобретение относится к способу (двум вариантам) получения алкилбензина путем алкилирования изобутана олефинами, а также реактору (два варианта) для осуществления предложенного способа. Первый вариант реактора включает реакционную камеру, состоящую из вертикально расположенного цилиндрического корпуса и соосной ему рециркуляционной трубы, узлы ввода серной кислоты и циркулирующих продуктов реакции, где узел ввода серной кислоты выполнен в виде камеры с вводным штуцером, размещенным под циркуляционной трубой с торцевым зазором к ней и отделенной от нее поперечной перегородкой, в которой закреплены сопла для ввода серной кислоты в циркуляционную кислоту, направленные вверх и размещенные по окружности с диаметром, меньшим внутреннего диаметра циркуляционной трубы, а узел ввода циркулирующих продуктов реакции в смеси с олефинсодержащим сырьем выполнен в виде кольцевой камеры с входным штуцером, размещенной над циркуляционной трубой и снабженной соплами, направленными вниз и размещенными по окружности с диаметром, большим наружного диаметра циркуляционной трубы, и каналом для вывода реакционной смеси, расположенным внутри кольцевой камеры. Другой вариант реактора представляет собой две соосно размещенные по высоте реакционные камеры, аналогичные описанным выше, при этом в корпусе верхней камеры размещен штуцер для вывода из нее части реакционной смеси выше уровня поперечной перегородки, в которой закреплены сопла для перетока эмульсии из нижней камеры в верхнюю. Применение данного способа (вариантов) и реактора (вариантов) позволяет получать алкилбензин лучшего качества и обеспечить большую надежность при эксплуатации.

Description

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛБЕНЗИНА И РЕАКТОР СЕРНОКИСЛОТНОГО АЛКИЛИРОВАНИЯ ИЗОБУТАНА ОЛЕФИНАМИ.
Изобретение относится к способам и устройствам для получения алкилбензина путем сернокислого алкилирования изопарафинов олефинами, преимущественно изобутана бутиленом, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Предшествующий уровень техники
Наиболее широко распространенный способ производства алкилатов (алкилбензина) в нефтеперерабатывающей промышленности состоит в сернокислотном алкилировании изобутана олефинами с целью получения изооктана, как основного высокооктанового компонента продуктов реакции.
Известно множество различных способов осуществления процесса сернокислотного алкилирования изобутана олефинами. Патент США N° 3,544,652 от 01.12.70 г. раскрывает способ алкилирования изопарафина олефинами в присутствии серной кислоты, где олефин реагирует с алкилирующей кислотоуглеводородной эмульсией, сформированной в результате тщательного перемешивания изопарафина с серной кислотой до контакта с олефином. В этом патенте объемное соотношение изопарафина к олефину преимущественно равно 12:1. Объемное соотношение кислоты к углеводородам находится в пределах от 2,5: 1 до 15:1, но преимущественно контролируется в рамках 6:1. Реакция проходит адиабатически, преимущественно в потоке, в реакторе, называемом "контактор алкилирования", снабженном перемешивающим устройством, достаточным для создания эмульсии изопарафина с серной кислотой, а также тщательного и однородного перемешивания сформированной таким образом эмульсии с олефином в точках ее подачи в реактор.
По ходу движения жидкого потока в реакторе, температура алкилирующей смеси непрерывно поднимается на 5-15 0C, уменьшая таким образом вязкость самой смеси и повышая степень ее турбулентности. Процесс проходит в основном при температуре от 5 до 600C и давлении, необходимом для поддержания реагентов в жидкой фазе (от 2 до 10 атм). Перед смещением с изопарафином серная кислота концентрацией от 88 до 99% охлаждается примерно до температуры 40C.
Способ, описанный в патенте США N° 3,544,652, требует значительных
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) энергозатрат на циркуляцию кислоты, вследствие ее высокого соотношения к углеводородам. Этот способ также требует очень больших размеров отстойного оборудования. Более того, при этом способе высок удельный расход серной кислоты и не гарантируется высокое качество конечного продукта. Известен способ получения алкилбензина путем смешивания серной кислоты, изобутана и олефинов при объемном соотношении изобутан — олефины от 5:1 до 10:1 [А.С. CCCP JNS 585655, C07C9/16, 1979] .
Недостатком этого способа является невысокое качество алкилбензина из-за низкого соотношения изобутан : олефины в зоне реакции, а также значительные потери серной кислоты из-за ее уноса с продуктами реакции.
Известен способ получения алкилбензина путем смешивания серной кислоты с изобутаном, предварительно охлажденными до температуры не выше минус 20C, смешиванием полученной эмульсии с олефинами в несколько ступеней с охлаждением до температуры не выше минус 20C. Смешивание изобутана с серной кислотой осуществляют в инжекторном смесителе с коэффициентом инжекции 3,3 - 5,2; контактирование приготовленной эмульсии с олефинами осуществляют при объемном соотношении изобутана к олефинам 3000 - 5000 : 1, а отделение продуктов реакции от серной кислоты осуществляют, используя гидроциклон [патент РФ Ne 2092475].
В указанном патенте РФ N° 2092475 описано также устройство для получения алкилбензина, которое представляет собой реактор, включающий три последовательно соединенных инжекторных смесителя. Каждый смеситель снабжен устройством ввода олефинового сырья, винтообразно распределяющим сырье по длине.
Способ и устройство, описанные в патенте РФ Ne 2092475, позволяют осуществить процесс сернокислотного алкилирования изопарафинов олефинами в малогабаритном реакторе без движущихся деталей с получением алкилбензина высокого качества. Однако практическое поддержание объемного соотношения изобутан: олефины в зоне реакции в пределах 3000 - 5000 : 1 связано с высокими энергозатратами.
Наиболее близким аналогом является способ получения алкилатов (алкилбензина) путем сернокислотного алкилирования по крайней мере одного изопарафина, такого, как изобутан, по крайней мере одним олефином, включающий (а) приготовление смеси указанного, по меньшей мере, одного изопарафина с рециркулируемыми продуктами реакции посредством смешивания указанного, по
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) меньшей мере, одного изопарафина, предварительно охлажденного до температуры не выше +12°C, с рециркулируемыми продуктами реакции, отделенными от серной кислоты и также охлажденными до температуры не выше +12°C; (b) приготовление первой эмульсии "углеводороды в кислоте" путем ввода смеси, полученной на стадии (а), множественными параллельными струями в серно-кислотную композицию; (с) приготовление второй эмульсии путем ввода спутными струями через форсунки части указанного, по меньшей мере, одного олефина в первую эмульсию "углеводороды в кислоте", полученную на стадии (b). Ввод второй эмульсии, полученной на стадии (с), через сопла в реакционную камеру с заданной высотой и поперечным сечением, где указанная вторая эмульсия циркулирует по замкнутому контуру с непрерывным выводом балансового количества реакционной смеси; ввод другой части указанного, по меньшей мере, одного олефина спутными струями через систему форсунок во вторую эмульсию, циркулирующую в реакционной камере, где такой ввод равномерно распределен по поперечному сечению и высоте указанной реакционной камеры; разделение реакционной смеси из реакционной камеры с использованием, по меньшей мере, одного гидроциклона на кислотосодержащую фракцию и углеводородсодержащую фракцию, каждую из которых затем подвергают редукции давления и газосепарации; рециркуляцию части углевод ородсодержащей фазы после отделения паров на стадию (а), где указанная рециркулированная фаза служит в качестве рециркулированных продуктов реакции, и вывод оставшейся части углеводородсодержащей фазы на раскисление, очистку и фракционирование для выделения требуемого aлкилaтa(oв) и рециркулирование кислотосодержащей фазы после отделения паров и охлаждения на стадию (b), где указанная циркулированная кислотосодержащая фаза представляет собой указанную сернокислотную композицию, при этом часть кислотосодержащей фазы выводится на регенерацию перед рециркуляцией и заменой свежей кислотой [патент EA 003897].
Наиболее близким аналогом является реактор алкилирования для получения алкилатов, в том числе алкилбензина, путем сернокислотного алкилирования по крайней мере одного изопарафина, такого, как изобутан, по крайней мере одним олефином, таким как бутилен, которое включает в себя смесительную камеру для приготовления смеси указанного изопарафина с циркулирующими продуктами реакции. Устройство также включает в себя смесительную камеру для приготовления смеси указанного изопарафина с циркулирующими продуктами реакции, а также эмульсионную камеру. для приготовления первой эмульсии углеводородов в серной
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) кислоте, где смесь, приготовленная в смесительной камере, вводится множественными параллельными струями в сернокислотную среду. Кроме того, устройство содержит предреакционную камеру для приготовления второй эмульсии, где определенная часть указанного олефина вводится спутными струями в первую эмульсию углеводородов в серной кислоте, поступающую из эмульсионной камеры [патент EA N° 003897]. Устройство содержит также реакционную камеру заданной высоты и поперечного сечения, куда вторая эмульсия, поступающая из предреакционной камеры, вводится через форсунки, а другая часть олефина вводится спутными струями равномерным потоком, распределенным по высоте и поперечному сечению реакционной камеры. Реакционная камера устроена таким образом, что вторая эмульсия циркулирует по замкнутому контуру с непрерывным выводом через штуцер балансового количества реакционной смеси. Смесительная камера, эмульсионная камера, предреакционная камера и реакционная камера установлены соосно одна над другой в вертикальном положении, и совместно образуют реактор, где предреакционная камера размещена в нижней части реактора, а реакционная камера - в верхней его части.
Известные способ и устройство позволяют получить алкилбензин с более высокой продуктивностью, чем другие известные и используемые в настоящее время способы и устройства для их осуществления. Однако в процессе промышленного использования известного изобретения выявилось, что в случае внеплановой остановки реактора алкилирования в узлы ввода продуктов попадает кислота, которую при последующем пуске сложно вывести из нижних точек системы из-за большой разницы плотностей углеводородов и концентрированной серной кислоты, что ведет к снижению надежности эксплуатации.
Раскрытие изобретения
В основу изобретения положена задача создания способа и устройства для получения алкилибензина, позволяющих повысить надежность эксплуатации, а также повысить качество получаемого алкилбензина.
Для решения поставленной задачи предлагаются два варианта способа получения алкилбензина и два варианта адиабатического реактора сернокислотного алкилирования изобутана олефинами путем струйного смешения для осуществления предлагаемых вариантов способа соответственно.
Поставленная задача решается тем, что первый вариант способа получения алкилбензина путем сернокислотного алкилирования изобутана олефинами включает
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) следующие стадии: а) приготовление смеси изобутана с циркулирующей серной кислотой, предварительно отделенной от продуктов реакции и охлажденной до температуры не выше +7,00C; б) приготовление смеси, по крайней мере, части потока олефиносодержащего сырья с циркулирующими продуктами реакции, предварительно отделенными от серной кислоты и охлажденными до температуры не выше +6,0 С; в) ввод смесей, приготовленных на стадиях (а) и (б) раздельными потоками в циркуляционный контур реактора для осуществления процесса алкилирования; г) разделение выведенной из реактора кислотоуглеводородной эмульсии на две части, одну из которых подвергают очистке от кислоты, нейтрализации и фракционированию с выделением изобутана и алкилбензина и последующим возвратом изобутана в реактор алкилирования, а оставшуюся часть подвергают редукции давления, газосепарации и разделению ее жидкой части на кислотную и углеводородную составляющие, каждую из которых раздельными потоками возвращают в реактор алкилирования, предварительно вводя в них циркулирующий изобутан и олефиносодержащее сырье в соответствии со стадиями (а) и (б).
Стадию (а) осуществляют путем впрыска изобутана в поток серной кислоты через форсунки с перепадом давления в форсунке не менее 1 кгс/см2 в специальном смесителе, обеспечивающем равномерное распределение изобутана по объему серной кислоты. Стадию (а) контролируют таким образом, чтобы поток вводимого в серную кислоту изобутана составлял не менее 10% объемных от потока серной кислоты.
Для осуществления предлагаемого способа получения алкилбензина путем сернокислотного алкилирования изобутана олефинами используется реактор сернокислотного алкилирования изобутана олефинами, включающий реакционную камеру, состоящую из вертикально расположенного цилиндрического корпуса и соосной ему циркуляционной трубы, узлы ввода серной кислоты и циркулирующих продуктов реакций, где узел ввода серной кислоты выполнен в виде камеры с вводным штуцером, размещенным под циркуляционной трубой с торцевым зазором к ней и отделенной от нее поперечной перегородкой, в которой закреплены сопла для ввода серной кислоты в циркуляционную трубу, направленные вверх и размещенные по окружности с диаметром, меньшим внутреннего диаметра циркуляционной трубы, а узел ввода циркулирующих продуктов реакции в смеси с олефиносодержащим сырьем выполнен в виде кольцевой камеры с входным штуцером, размещенной над
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) б циркуляционной трубой и снабженной соплами, направленными вниз и размещенными по окружности с диаметром, большим наружного диаметра циркуляционной трубы, и каналом для вывода реакционной смеси, расположенным внутри кольцевой камеры.
Высота торцевого зазора между циркуляционной трубой и расположенной под ней поперечной перегородкой с соплами составляет 0,35÷0,8 наружного диаметра циркуляционной трубы.
Поставленная задача решается тем, что второй вариант способа получения алкилбензина путем сернокислотного алкилирования изобутана олефинами включает следующие стадии: а) приготовление смеси изобутана с циркулирующей серной кислотой, предварительно отделенной от продуктов реакции и охлажденной до температуры не выше +70C, и ввод этой смеси в нижнюю ступень реактора алкилирования; б) разделение потока олефиносодержащего сырья на две части, одну из которых смешивают с циркулирующими продуктами реакции, предварительно отделенными от серной кислоты и охлажденными до температуры не выше +60C, а другую - с частью потока циркулирующего изобутана, и ввод этих смесей в нижнюю и верхнюю ступени реактора алкилирования соответственно. в) вывод эмульсии из реактора двумя потоками, один из которых выводится выше уровня ввода олефиносодержащего сырья во вторую ступень реактора, а второй - ниже этого уровня, причем эти потоки регулируют таким образом, чтобы соотношение кислота/углеводороды в обоих потоках отличалось не более, чем на 5%. г) разделение выведенной из реактора кислотоуглеводородной эмульсии на две части, одну из которых подвергают очистке от кислоты, нейтрализации и фракционированию с выделением изобутана и алкилбензина и последующим возвратом изобутана в реактор алкилирования, а оставшуюся часть подвергают редукции давления, газосепарации и разделению ее жидкой части на кислотную и углеводородную составляющие, каждую из которых раздельными потоками возвращают в реактор алкилирования, предварительно вводя в них циркулирующий изобутан и о лефиносо держащее сырье в соответствии со стадиями (а) и (б). Стадию (а) осуществляют путем впрыска части потока изобутана в поток серной кислоты через форсунки с перепадом давления в форсунке не менее 1 кгс/см2 в специальном смесителе, обеспечивающем равномерное распределение изобутана по объему серной кислоты.
Смесь, полученную на стадии (а), восходящим потоком со скоростью истечения ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) из сопла не менее 5м/с подают в нижнюю часть циркуляционной трубы нижней ступени реактора алкилирования, а смеси, полученные на стадии (б), вводят нисходящим потоком в зазор между циркуляционной трубой и корпусом каждой ступени реактора.
В сырьевой олефиносодержащий поток верхней ступени реактора вводят часть 5 потока изобутана в количестве, необходимом для обеспечения перепада давления в форсунках не менее 1,5 кгс/см2.
Для осуществления предлагаемого способа получения алкилбензина путем сернокислотного алкилирования изобутана олефинами используется двухступенчатый реактор сернокислотного алкилирования изобутана олефинами, состоящий из двух
Ю соосно размещенных по высоте реакционных камер, каждая из которых включает вертикально расположенный цилиндрический корпус и соосную ему циркуляционную трубу, узел ввода потоков с олефиносодержащим сырьем, выполненный в виде кольцевой камеры с входным штуцером и соплами, направленными вниз и размещенными по окружности, диаметр которой больше наружного диаметра
15 циркуляционной трубы, и каналом для вывода реакционной смеси, нижняя камера снабжена узлом для ввода серной кислоты в смеси с изобутаном, выполненным в виде камеры с вводным штуцером, размещенной под циркуляционной трубой и отделенной от нее поперечной перегородкой, в которой закреплены сопла для ввода серной кислоты в смеси с изобутаном в циркуляционную трубу, направленные вверх и размещенные по 0 окружности с диаметром, меньшим внутреннего диаметра циркуляционной трубы, канал для вывода реакционной смеси из нижней камеры, размещенный внутри кольцевой камеры, отделен от верхней камеры поперечной перегородкой, в которой закреплены сопла для перетока эмульсии из нижней камеры в верхнюю, направленные вверх и размещенные по окружности с диаметром, меньшим внутреннего диаметра 5 циркуляционной трубы, в корпусе верхней камеры выше уровня поперечной перегородки дополнительно размещен штуцер для вывода из нее части реакционной смеси.
В каждой из реакционных камер высота торцевого зазора между циркуляционной трубой и расположенной под ней поперечной перегородкой с соплами составляет 0 0,35÷0,8 наружного диаметра циркуляционной трубы.
Канал для вывода реакционной смеси из нижней камеры выполнен цилиндрической формы с диаметром, отличающимся от внутреннего диаметра циркуляционной трубы не более, чем на 5%.
Кольцевая камера нижней реакционной камеры снабжена штуцером для ввода
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) охлажденных циркулирующих продуктов реакции в смеси с частью потока олефиносодержащего сырья. Кольцевая камера верхней ступени реактора снабжена штуцером для ввода части потока олефиносодержащего сырья в смеси с изобутаном.
Краткое описание чертежей
В последующем изобретение поясняется подробным описанием двух вариантов реактора сернокислотного алкилирования изобутана олефинами и схем осуществления двух вариантов предлагаемого способа получения алкилбензина, согласно изобретению, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: На Фиг.l схематически показано одноступенчатый реактор сернокислотного алкилирования изобутана олефинами, включающий следующие основные узлы: вертикальный цилиндрический корпус 1, размещенную с зазором к корпусу и соосную ему циркуляционную трубу 2, узел 3 для ввода серной кислоты и узел 4 для ввода циркулирующих продуктов реакции, канал 5 для вывода реакционной смеси, размещенный внутри кольцевой камеры 10 для ввода циркулирующих продуктов реакции. Узел 3 для ввода серной кислоты выполнен в виде камеры 6 с вводным штуцером 7, размещенным под циркуляционной трубой 2 с торцевым зазором к ней и отделенной от нее поперечной перегородкой 8, в которой закреплены сопла 9 для ввода серной кислоты в циркуляционную трубу 2, направленные вверх и размещенные по окружности с диаметром, меньшим внутреннего диаметра циркуляционной трубы 2. Высота торцевого зазора между циркуляционной трубой и камерой ввода серной кислоты составляет 0,35÷0,8 наружного диаметра циркуляционной трубы. Узел 4 для ввода циркулирующих продуктов реакции в смеси с олефиносодержащим сырьем, выполнен в виде кольцевой камеры 10 с входным штуцером 11, размещенной над циркуляционной трубой 2 и снабженной соплами 12, направленными вниз и размещенными по окружности с диаметром, большим наружного диаметра циркуляционной трубы 2.
На Фиг.2 схематически показан двухступенчатый реактор сернокислотного алкилирования изобутана олефинами, включающий две соосно размещенные по высоте одна над другой реакционные камеры.
Нижняя камера реактора включает следующие узлы: вертикальный цилиндрический корпус 1, размещенную с зазором к корпусу и соосную ему циркуляционную трубу 2, узел 3 для ввода серной кислоты, выполненный в виде камеры 6 с вводным штуцером 7, размещенной под циркуляционной трубой 2 и отделенной от
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) нее поперечной перегородкой 8, в которой закреплены сопла 9 для ввода серной кислоты; устройство ввода циркулирующих продуктов реакции в смеси с олефиносодержащим сырьем, выполненное в виде кольцевой камеры 10 с входным штуцером 11, размещенной над циркуляционной трубой 2 и снабженной соплами 12, направленными вниз; канал 5 для вывода реакционной смеси, размещенный внутри кольцевой камеры 10.
Согласно предпочтительным условиям осуществления изобретения канал 5 выполнен цилиндрической формы с диаметром, отличающимся от внутреннего диаметра циркуляционной трубы не более, чем на 3%. Согласно изобретению, канал 5 двухступенчатого реактора отделен от верхней камеры поперечной перегородкой 13, в которой закреплены сопла 14.
Верхняя реакционная камера включает корпус 15, циркуляционную трубу 16, аналогичную нижней циркуляционной трубе 2, верхнюю камеру 17 с входным штуцером 18 для ввода олефиносодержащего сырья и соплами 19. Приосевая полость кольцевой камеры 17 представляет собой канал 20 для вывода реакционной смеси, завершающийся верхним штуцером 21. Выше уровня решетки 13 размещен штуцер 22 для вывода части реакционной смеси из верхней реакционной камеры.
На Фиг.З показана схема осуществления первого варианта способа получения алкилбензина, включающая одноступенчатый реактор алкилирования 1, гидроциклон 23, соединенный на входе трубопроводом 24 с выводным каналом 5 реактора, гидроциклон 25, соединенный на входе с верхним выводом гидроциклона 23, газожидкостный сепаратор 26, соединенный по входу с нижними выводами гидроциклонов 23 и 25, трехфазный сепаратор 27, куда заведены жидкостной и газовый выводы сепаратора 26, жидкостной отстойник 28, соединенный по входу с верхним выводом гидроциклона 25, редукционный клапан 29, циркуляционные насосы 30 и 31, насос откачки продуктов реакции 32, смеситель изобутана с серной кислотой 33, компрессор 34, конденсатор 35, узел нейтрализации 36 и блок фракционирования 37.
На Фиг.4 показана схема осуществления второго варианта способа получения алкилбензина, включающая двухступенчатый реактор алкилирования, показанный на фиг.2, гидроциклон 23, соединенный на входе трубопроводом 24 с выводным каналом 20 реактора, гидроциклон 25, соединенный на входе с верхним выводом гидроциклона 23, газожидкостный сепаратор 26, соединенный по входу с нижними выводами гидроциклонов 23 и 25, трехфазный сепаратор 27, куда заведены жидкостной и газовый выводы сепаратора 26, жидкостной отстойник 28, соединенный по входу с верхним
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) выводом гидроциклона 25, редукционный клапан 29, циркуляционные насосы 30 и 31, насос откачки продуктов реакции 32, смеситель изобутана с серной кислотой 33, компрессор 34, конденсатор 35, узел нейтрализации 36 и блок фракционирования 37.
Схема, показанная на фиг.4, обладает следующими отличиями от схемы 3: - к штуцеру 18 кольцевой камеры 17 верхней ступени реактора выполнен подвод части потока олефиносодержащего сырья;
- линия подвода части потока олефиносодержащего сырья к верхней ступени реактора соединена с линией подвода изобутана;
- схема включает две линии вывода реакционной смеси из реактора: через верхний штуцер 21 и через штуцер 22, размещенный над разделительной перегородкой
13.
Детальное описание изобретения.
Предлагаемый способ получения алкилбензина по первому варианту осуществляется следующим образом
В смесителе 33 создают смесь изобутана с циркулирующей с помощью насоса 30 серной кислотой, предварительно отделенной в трехфазном сепараторе 27 от продуктов реакции и охлажденной в нем до температуры не выше 7,00C, а затем вводят эту смесь в реактор алкилирования, аналогичный показанному на фиг.l. Смесь поступает в реакционную зону через штуцер 7 и сопла 9.
В циркулируемые с помощью насоса 31 продукты реакции алкилирования, предварительно отделенные в трехфазном сепараторе 27 от серной кислоты и охлажденные до температуры не выше 6,00C, вводят олефиносодержащее сырье и затем эту смесь вводят в реактор алкилирования через штуцер 11 и сопла 12. В реакторе алкилирования, где клапаном 29 поддерживают давление не ниже
4 кгс/см2, за счет ввода продуктов через сопла 9 и 12 организуется реакционный циркуляционный контур, в котором внутри циркуляционной трубы 2 поток поднимается вверх, а в кольцевом зазоре между корпусом 1 и циркуляционной трубой 2 опускается вниз. В этом контуре создается эмульсия углеводородов в серной кислоте, в которой и происходит процесс сернокислотного алкилирования изобутана олефинами.
После прохождения реакции алкилирования полученную реакционную смесь, представляющую собой эмульсию углеводородов в серной кислоте, выводят из реактора через канал 5 для вывода реакционной смеси, размещенный внутри кольцевой камеры для ввода циркулирующих продуктов реакции 10, и трубопровод 24 в гидроциклон 23,
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) где происходит расслоение эмульсии. Легкую фазу эмульсии с верха гидроциклона 23 вводят в гидроциклон 25.
С низа гидроциклонов 23 и 25 выводят кислотоуглеводородную смесь, на потоке которой клапаном 29 снижают давление до 0,5 кгс/см2, в результате чего из указанной смеси испаряется часть изобутана, а ее температура снижается с 8,0-10,0 до 4,50C. Первичное отделение паров от жидкости производят в газожидкостном сепараторе 26; жидкость с низа сепаратора 26 вводят в нижнюю часть трехфазного сепаратора 27, а пары с верха сепаратора 26 - в верхнюю часть трехфазного сепаратора 27. В трехфазном сепараторе 27 жидкость разделяется на циркулирующие кислоту и углеводороды, которые возвращаются в реактор насосами 30 и 31 соответственно. Пары изобутана, отсасываемые компрессором 34 из сепаратора 27, сжимаются в нем до давления 6 кгс/см2 и конденсируются в конденсаторе 35; жидкий изобутан смешивают с изобутаном, отделяемым в блоке фракционирования 37 от продуктов реакции, и возвращают в процесс. Процесс алкилирования осуществляется с выделением тепла, поэтому на выходе реактора температура потока выше, чем на входе. Охлаждение циркулирующих продуктов происходит за счет испарения изобутана при редукции давления. Реактор алкилирования (фиг.l) работает следующим образом. В циркулирующие охлажденные продукты реакции вводят олефиновое сырье. Этот смешанный углеводородный поток вводят через штуцер 11 в кольцевую камеру 10 реактора 1. Истекая через сопла 12, струи продукта инжектируют в кольцевой зазор поток, восходящий по циркуляционной трубе 2 реактора. В эту же трубу истекает через сопла 9 поток кислоты, вводимой в реактор через штуцер 7 камеры 6 и тоже инжектирует внутрь циркуляционной трубы 2 эмульсию из кольцевого зазора. Таким образом, в реакторе создается циркуляционный контур эмульсии, в котором происходит реакция алкилирования.
Лучший вариант осуществления изобретения.
Предлагаемый способ получения алкилбензина по второму варианту осуществляется следующим образом.
В смесителе 33 создают смесь изобутана с циркулирующей с помощью насоса 30 серной кислотой, предварительно отделенной в трехфазном сепараторе 27 от продуктов реакции и охлажденной в нем до температуры около 50C, а затем вводят эту смесь в
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) нижнюю ступень реактора алкилирования, аналогичного показанному на фиг.2. Смесь поступает в реакционную зону через штуцер 7 и сопла 9.
Поток олефиносодержащего сырья разделяют на две части, одну из которых смешивают с циркулирующими при помощи насоса 31 продуктами реакции алкилирования, предварительно отделенными в трехфазном сепараторе 27 от серной кислоты и охлажденными до температуры не выше 7,00C. Эту смесь вводят через штуцер 11 и сопла 12 в нижнюю камеру реактора алкилирования. Другую часть потока олефиносодержащего сырья смешивают с частью потока циркулирующего изобутана и вводят через штуцер 18 и сопла 19 в верхнюю камеру реактора алкилирования. В реакторе, где клапаном 29 поддерживают давление не ниже 4 кгс/см2, за счет ввода продуктов через сопла 9 и 12 организуется реакционный циркуляционный контур, в котором внутри циркуляционной трубы 2 поток поднимается вверх, а в кольцевом зазоре между корпусом 1 и циркуляционной трубой 2 опускается вниз. В этом контуре создается эмульсия углеводородов в серной кислоте, в которой и происходит процесс сернокислотного алкилирования изобутана олефинами.
Второй циркуляционный контур образуется в верхней ступени реактора, куда эмульсия истекает через сопла 14. В этот реакционный контур вводят дополнительное количество олефиносодержащего сырья.
Реакционную смесь, представляющую собой эмульсию углеводородов в серной кислоте, выводят из реактора двумя потоками через штуцера 21 и 22, регулируя эти потоки таким образом, чтобы соотношение кислоты и углеводородов в обоих потоках различалось не более, чем на 5%. Эту смесь по трубопроводу 24 вводят в гидроциклон
23, где происходит первичное расслоение эмульсии, с низа гидроциклона 23 выводят кислотоводородную эмульсию, а с верха - углеводородную фазу, которую затем вводят в гидроциклон 25.
С верха гидроциклона 25 углеводородный поток, который может содержать незначительное количество кислоты, направляют в отстойник 28, где остатки кислоты осаждают в нижней части аппарата, откуда его выводят либо в поток отработанной кислоты, либо в поток циркулирующей серной кислоты. Поток углеводородных продуктов реакции из отстойника 28 насосом 33 перекачивают на нейтрализацию и фракционирование с выделением алкилбензина и циркулирующего изобутана.
С низа гидроциклонов 23 и 25 выводят кислотоуглеводородную эмульсию, на потоке которой клапаном 29 снижают давление до 0,3-0,5 кгс/см2, в результате чего из
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) указанной смеси испаряется часть изобутана, а ее температура снижается с 8,0-12,00C до 4-50C.
Реактор алкилирования (фиг.2) работает следующим образом. Нижняя ступень реактора работает аналогично одноступенчатому реактору, показанному на фиг.1 и описанному в варианте 1 осуществления способа.
Эмульсия из нижней ступени реактора через канал 5 и сопла 14 истекает внутрь циркуляционной трубы 16 верхней ступени реактора, инжектируя при этом эмульсию из кольцевого зазора между этой трубой 16 и корпусом 15. В нисходящий поток образующегося циркуляционного контура через сопла 19 вводят олефиносодержащее сырье, подаваемое через штуцер 18 в верхнюю камеру 17, которое подвергается алкилированию, что позволяет увеличить производительность двухступенчатого реактора по сравнению с одноступенчатым реактором по варианту 1 и улучшить качество алкилата за счет увеличения соотношения между изобутаном и олефинами в зоне реакции. Высокая тонкость распыла сырья обеспечивается тем, что к сырьевому потоку подмешивают изобутан в количестве, необходимом для обеспечения перепада давления в соплах 19 не менее 1,5 кгс/см2, предпочтительно, выше 2,5 кгс/см2, учитывая, что подача сырья может изменяться в зависимости от различных производственных факторов. При работе установки с ее максимальной расчетной производительностью подмешивание изобутана к сырьевому потоку может не потребоваться и весь изобутан будет вводиться в поток серной кислоты через смеситель 32.
Из реактора эмульсию выводят двумя потоками: через верхний штуцер 21 и нижний штуцер 22, регулируя эти потоки таким образом, чтобы соотношение кислоты/углеводород в этих потоках различалось не более, чем на 5%. В сырьевой олефиносодержащий поток верхней ступени реактора, используемый на стадии (б), вводят часть потока изобутана, в количестве, необходимом для обеспечения перепада давления на форсунках ввода сырья в реактор не менее 1,5 кгс/см2, предпочтительно выше 2,5 кгс/см2.
По сравнению с ближайшими аналогами изобретения реакторы алкилирования, показанные на фиг.l и 2, обеспечивают большую надежность при эксплуатации. Это достигается размещением сопел для ввода углеводородов (12 и 19) в верхней части реакционных камер и направлением углеводородных потоков сверху вниз. В этом случае, если даже случится внеплановая остановка реактора или прекратится подача сырья, изобутана или циркулирующих продуктов реакции и кольцевые камеры 10 и 17
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) заполнятся кислотой, при пуске аппарата кислота как более тяжелая по плотности фаза стечет вниз и кольцевая камера вновь заполнится углеводородами, что исключит опасность осложнений (кристаллизации продуктов и коррозии в застойных зонах узлов ввода углеводородов). Ниже приведены конкретные примеры использования предлагаемого способа.
Пример 1. В циркулирующую серную кислоту в количестве 658 м3/ч подают через форсунки смесителя изобутан в количестве 125 м3/ч и эту смесь вводят через штуцер 7 и сопла 9 в реактор алкилирования, аналогичный показанному на фиг.l. В него же через штуцер 11 и сопла 12 вводят смесь циркулирующих продуктов реакции (274 м3/ч) и бутан- бутиленовой фракции (содержание изобутана 48% масс, бутиленов 46% масс.) в количестве 22 м3/ч.
Из выводимой из реактора реакционной смеси в блоке гидроциклонов выделяют часть углеводородной составляющей в количестве 84 м3/ч, которую после отделения в отстойнике следов серной кислоты фракционируют в блоке ректификации с получением 12490 кг/ч алкилбензина и 36863 кг/ч изобутана, возвращаемого в процесс.
С низа гидроциклонов 23 и 25 выводят кислотную эмульсию, на потоке которой снижают давление до 0,5 кгс/см2' в результате чего из эмульсии испаряется часть изобутана, а температура снижается с 7,6 до 4,90C. В трехфазном сепараторе 27 жидкость разделяется на циркулирующие кислоту и углеводороды, которые перекачиваются в реактор насосами 30 и 31 соответственно. Пары изобутана, отсасываемые компрессором из сепаратора 27, сжимаются до давления 6 кгс/см2, затем конденсируются; жидкий изобутан смешивают с изобутаном, отделяемым в блоке фракционирования от продуктов реакции и возвращают в процесс.
На выходе блока фракционирования алкилбензин имел следующие характеристики
Figure imgf000016_0001
Пример 2. В нижнюю реакционную камеру реактора алкилирования, аналогичного показанному на фиг.2. где поддерживают давление не ниже 4 кгc/cм2 ; вводят через штуцер 7 и сопла 9 циркулирующую серную кислоту в количестве 658 м3/ч,
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) через штуцер 11 и сопла 12 в реактор вводят смесь циркулирующих продуктов реакции (274 м3/ч, температура 4,80C) и бутан-бутиленовой фракции (14,5 м3/ч, содержание изобутана 48% масс, бутиленов 46 % масс). В верхнюю реакционную камеру через штуцер 18 и форсунки 19 вводят смесь бутан-бутиленовой фракции (11,7 м3/ч) и изобутана (23,6 м3/ч).
Реакционную смесь выводят из реактора через штуцера 21 (880 м3/ч) и 22 (199 м3/ч). Затем из нее выделяют часть углеводородной составляющей в количестве 100,0 м3/ч, которую, после отделения в отстойнике 28 остатков серной кислоты, фракционируют в блоке ректификации с получением 14870 кг/ч алкилбензина и изобутана, возвращаемого в процесс. С низа гидроциклонов 23 и 25 выводят кислотоуглеводородную смесь (995 м /ч, в том числе 658 м3/ч кислоты), на потоке которой снижают давление до 0,5 кгс/см , в результате чего из смеси испаряется 42470 кг/ч изобутана, а температура снижается с 7,8 до 4,90C. В трехфазном сепараторе 27 жидкость разделяется на циркулирующие кислоту и углеводороды, которые возвращаются в реактор насосами 30 и 31 соответственно. Пары изобутана, отсасываемые компрессором из сепаратора 27, сжимаются до давления 6 кгс/см2, затем конденсируются; жидкий изобутан смешивают с изобутаном, отделяемым в блоке фракционирования от продуктов реакции и возвращают в процесс.
На выходе блока фракционирования алкилбензин имел следующие характеристики :
Figure imgf000017_0001
Промышленная применимость.
Предлагаемое изобретение предназначено для получения алкилбензина и позволяет повысить надежность эксплуатации, производительность и качество алкилбензина.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ получения алкилбензина путем сернокислотного алкилирования изобутана олефинами включает следующие стадии:
5 а) приготовление смеси изобутана с циркулирующей серной кислотой, предварительно отделенной от продуктов реакции и охлажденной до температуры не выше +7.00C; б) приготовление смеси, по крайней мере, части потока олефиносодержащего сырья с циркулирующими продуктами реакции, предварительно отделенными от серной
Ю кислоты и охлажденными до температуры не выше +6,0 0C; в) ввод смесей, приготовленных на стадиях (а) и (б) раздельными потоками в циркуляционный контур реактора для осуществления процесса алкилирования; г) разделение выведенной из реактора кислотоуглеводородной эмульсии на две части, одну из которых подвергают очистке от кислоты, нейтрализации и
15 фракционированию с выделением изобутана и алкилбензина и последующим возвратом изобутана в реактор алкилирования, а оставшуюся часть подвергают редукции давления, газосепарации и разделению ее жидкой части на кислотную и углеводородную составляющие, каждую из которых раздельными потоками возвращают в реактор алкилирования, предварительно вводя в них циркулирующий изобутан и 0 олефиносодержащее сырье в соответствии со стадиями (а) и (б).
2. Способ по п.l, где стадию (а) осуществляют путем впрыска изобутана в поток серной кислоты через форсунки с перепадом давления в форсунке не менее 1 кгс/см2 в специальном смесителе, обеспечивающем равномерное распределение изобутана по объему серной кислоты. 5
3. Способ по п. 2, где стадию (а) контролируют таким образом, чтобы поток вводимого в серную кислоту изобутана составлял не менее 10% объемных от потока серной кислоты.
4. Способ получения алкилбензина путем сернокислотного алкилирования 0 изобутана олефинами включает следующие стадии: а) приготовление смеси изобутана с циркулирующей серной кислотой, предварительно отделенной от продуктов реакции и охлажденной до температуры не выше +7,00C, и ввод этой смеси в нижнюю ступень реактора алкилирования;
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) б) Разделение потока олефиносодержащего сырья на две части, одну из которых смешивают с циркулирующими продуктами реакции, предварительно отделенными от серной кислоты и охлажденными до температуры не выше +6,00C, а другую - с циркулирующим изобутаном, и ввод этих смесей в нижнюю и верхнюю ступени реактора алкилирования соответственно. в) вывод эмульсии из реактора двумя потоками, один из которых выводится выше уровня ввода олефиносодержащего сырья во вторую ступень реактора, а второй - ниже этого уровня, причем эти потоки регулируют таким образом, чтобы соотношение кислоты и углеводородов в обоих потоках отличалось не более, чем на 5%. г) разделение выведенной из реактора кислотоуглеводородной эмульсии на две части, одну из которых подвергают очистке от кислоты, нейтрализации и фракционированию с выделением изобутана и алкилбензина и последующим возвратом изобутана в реактор алкилирования, а оставшуюся часть подвергают редукции давления, газосепарации и разделению ее жидкой части на кислотную и углеводородную составляющие, каждую из которых раздельными потоками возвращают в реактор алкилирования, предварительно вводя в них циркулирующий изобутан и олефиносо держащее сырье в соответствии со стадиями (а) и (б).
5. Способ по п.4, где стадию (а) осуществляют путем впрыска части потока изобутана в поток серной кислоты через форсунки с перепадом давления в форсунке не менее 1 кгс/см2 в специальном смесителе, обеспечивающем равномерное распределение изобутана по объему серной кислоты.
6. Способ по п.4, где смесь, полученную на стадии (а) восходящим потоком со скоростью истечения из сопла не менее 5м/с подают в нижнюю часть циркуляционной трубы нижней ступени реактора алкилирования,, а смеси, полученные на стадии (б) вводят нисходящим потоком в кольцевой зазор между циркуляционной трубой и корпусом каждой ступени реактора.
7. Способ по п.4, где стадию (б) контролируют таким образом, что часть потока олефиносодержащего сырья, вводимую в верхнюю ступень реактора алкилирования, смешивают с таким количеством циркулирующего изобутана, при котором обеспечивается перепад давления в соплах ввода полученной смеси в верхнюю ступень реактора не ниже 1,5 кгс/см2.
8. Реактор сернокислотного алкилирования изобутана олефинами, включающий реакционную камеру, состоящую из вертикально расположенного цилиндрического корпуса и соосной ему циркуляционной трубы, узлы ввода серной кислоты и
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) циркулирующих продуктов реакций, где узел ввода серной кислоты выполнен в виде камеры с вводным штуцером, размещенной под циркуляционной трубой с торцевым зазором к ней и отделенной от нее поперечной перегородкой, в которой закреплены сопла для ввода серной кислоты в циркуляционную трубу, направленные вверх и размещенные по окружности с диаметром, меньшим внутреннего диаметра циркуляционной трубы, а узел ввода циркулирующих продуктов реакции в смеси с олефиносодержащим сырьем, выполнен в виде кольцевой камеры с входным штуцером, размещенной над циркуляционной трубой и снабженной соплами, направленными вниз и размещенными по окружности с диаметром, большим наружного диаметра циркуляционной трубы, и каналом для вывода реакционной смеси, расположенным внутри кольцевой камеры.
9. Реактор по п.8, где высота торцевого зазора между циркуляционной трубой и расположенной под ней поперечной перегородкой с соплами составляет 0,35÷0,8 значения наружного диаметра циркуляционной трубы.
10. Реактор сернокислотного алкилирования изобутана олефинами, состоящий из двух соосно размещенных по высоте реакционных камер, каждая из которых включает вертикально расположенный цилиндрический корпус и соосную ему циркуляционную трубу, узел ввода потоков с олефиносодержащим сырьем, выполненный в виде кольцевой камеры с входным штуцером и соплами, направленными вниз и размещенными по окружности, диаметр которой больше наружного диаметра циркуляционной трубы, и каналом для вывода реакционной смеси, нижняя камера снабжена узлом для ввода серной кислоты в смеси с изобутаном, выполненным в виде камеры с вводным штуцером, размещенной под циркуляционной трубой и отделенной от нее поперечной перегородкой, в которой закреплены сопла, направленные вверх и размещенные по окружности с диаметром, меньшим внутреннего диаметра циркуляционной трубы, канал для вывода реакционной смеси из нижней камеры, размещенный внутри нижней кольцевой камеры, отделен от верхней камеры поперечной перегородкой, в которой закреплены сопла для перетока эмульсии из нижней камеры в верхнюю, направленные вверх и размещенные по окружности с диаметром, меньшим внутреннего диаметра циркуляционной трубы, выше уровня указанной поперечной перегородки в корпус верхней камеры дополнительно врезан штуцер для вывода из нее части реакционной смеси.
11. Реактор по п.10, где канал для вывода реакционной смеси из нижней реакционной камеры выполнен цилиндрической формы с диаметром, отличающимся от
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) внутреннего диаметра циркуляционной трубы не более, чем на 5%.
12. Реактор по п.10, где кольцевая камера нижней реакционной камеры снабжена штуцером для ввода охлажденных циркулирующих продуктов реакции в смеси с частью потока олефиносодержащего сырья.
13. Реактор по п.10, где в каждой из реакционных камер высота торцевого зазора между циркуляционной трубой и расположенной под ней поперечной перегородкой с соплами составляет 0,35÷0,8 наружного диаметра циркуляционной трубы.
14. Реактор по п.10, где кольцевая камера верхней ступени снабжена штуцером для ввода части потока олефиносодержащего сырья в смеси с изобутаном.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
PCT/RU2008/000558 2008-08-18 2008-08-18 Способ получения алкилбензина и реактор сернокислотного алкилирования изобутана олефинами WO2010021562A1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08876798.3A EP2332897B1 (en) 2008-08-18 2008-08-18 Method for producing alkylbenzene and a reactor for the sulfuric acid alkylation of isobutane with olefins
PCT/RU2008/000558 WO2010021562A1 (ru) 2008-08-18 2008-08-18 Способ получения алкилбензина и реактор сернокислотного алкилирования изобутана олефинами
EA201000140A EA013873B1 (ru) 2008-08-18 2008-08-18 Способ получения алкилбензина и реактор серно-кислотного алкилирования изобутана олефинами

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2008/000558 WO2010021562A1 (ru) 2008-08-18 2008-08-18 Способ получения алкилбензина и реактор сернокислотного алкилирования изобутана олефинами

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010021562A1 true WO2010021562A1 (ru) 2010-02-25

Family

ID=41707326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2008/000558 WO2010021562A1 (ru) 2008-08-18 2008-08-18 Способ получения алкилбензина и реактор сернокислотного алкилирования изобутана олефинами

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2332897B1 (ru)
EA (1) EA013873B1 (ru)
WO (1) WO2010021562A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107867966A (zh) * 2016-09-27 2018-04-03 中国石油天然气股份有限公司 一种异丁烷与c3~c5烯烃烷基化方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9000249B2 (en) 2013-05-10 2015-04-07 Uop Llc Alkylation unit and process
RU2700768C1 (ru) * 2018-06-25 2019-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "МилИнвест" (ООО "МилИнвест") Реактор сернокислотного алкилирования
CN111589407B (zh) * 2020-05-20 2022-04-12 中石化南京工程有限公司 一种硫酸烷基化系统及其生产异辛烷的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1172712A (en) * 1966-04-05 1969-12-03 Universal Oil Prod Co Alkylation Process.
US3544652A (en) 1966-07-15 1970-12-01 Pullman Inc Alkylation with sulfuric acid
SU685655A1 (ru) 1976-10-11 1979-09-15 Предприятие П/Я Р-6518 Способ получени алкилбензина
SU977444A1 (ru) * 1979-12-10 1982-11-30 Предприятие П/Я Р-6518 Способ получени алкилата
RU2092475C1 (ru) 1995-12-06 1997-10-10 Кирилин Юрий Андреевич Способ получения алкилбензина
US20030158457A1 (en) * 2000-06-06 2003-08-21 Seme Gershuni Method and device for the production of alkylates

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1172712A (en) * 1966-04-05 1969-12-03 Universal Oil Prod Co Alkylation Process.
US3544652A (en) 1966-07-15 1970-12-01 Pullman Inc Alkylation with sulfuric acid
SU685655A1 (ru) 1976-10-11 1979-09-15 Предприятие П/Я Р-6518 Способ получени алкилбензина
SU977444A1 (ru) * 1979-12-10 1982-11-30 Предприятие П/Я Р-6518 Способ получени алкилата
RU2092475C1 (ru) 1995-12-06 1997-10-10 Кирилин Юрий Андреевич Способ получения алкилбензина
US20030158457A1 (en) * 2000-06-06 2003-08-21 Seme Gershuni Method and device for the production of alkylates
EA003897B1 (ru) 2000-06-06 2003-10-30 Орграл Интернэшнл Текнолоджиз Корпорейшн Способ и устройство для получения алкилатов

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2332897A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107867966A (zh) * 2016-09-27 2018-04-03 中国石油天然气股份有限公司 一种异丁烷与c3~c5烯烃烷基化方法
CN107867966B (zh) * 2016-09-27 2021-01-29 中国石油天然气股份有限公司 一种异丁烷与c3～c5烯烃烷基化方法

Also Published As

Publication number Publication date
EA201000140A1 (ru) 2010-04-30
EA013873B1 (ru) 2010-08-30
EP2332897A1 (en) 2011-06-15
EP2332897B1 (en) 2014-10-15
EP2332897A4 (en) 2012-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080199373A1 (en) Method and device for the production of alkylates
US9365488B2 (en) Safe method for producing alkyl nitrate
US5785933A (en) Sulfuric acid alkylation reactor system with static mixers
CN104151119B (zh) 一种碳四深加工制备异辛烷的方法
CN103357369B (zh) 一种烷基化反应装置及方法
CN105944652B (zh) 列管式微通道烷基化反应器及其使用方法
JP4285600B2 (ja) ガスハイドレート製造装置
US20180354871A1 (en) System And Producing Method for Preparing Oil By Using Sulfuric Acid As Catalyst
WO2010021562A1 (ru) Способ получения алкилбензина и реактор сернокислотного алкилирования изобутана олефинами
CN102241558A (zh) 一种苯选择性加氢制备环己烯反应装置及工艺
US2760850A (en) Tank reactor
US2311144A (en) Apparatus for hydrocarbon alkylation
CN105233784B (zh) 一种烷基化反应器及烷基化方法
NO179745B (no) Fremgangsmåte og anordning for katalytisk omdanning av oksygenholdige hydrokarboner
CN111533631A (zh) 一种工业异辛烷生产系统
EP3928861A1 (en) Alkylation reaction apparatus and reaction system, and liquid acid-catalyzed alkylation reaction method
CA2408037C (en) Method and device for the production of alkylates
US2267097A (en) Alkylation of hydrocarbons
CN107974280B (zh) 一种液体酸烷基化反应方法
CN115138301B (zh) 液体酸烷基化反应方法及反应系统
US3082274A (en) Emulsion alkylation of olefins
RU2092475C1 (ru) Способ получения алкилбензина
CN104028175A (zh) 改进的连续混合撤热化工生产装置
RU2385856C2 (ru) Способ получения высокооктанового компонента автомобильных бензинов
RU2823432C2 (ru) Устройство для проведения реакции алкилирования, система для проведения реакции и катализируемый жидкой кислотой процесс реакции алкилирования

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201000140

Country of ref document: EA

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08876798

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008876798

Country of ref document: EP