一种对硫酸烷基化反应流出物进行酸烃分离的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种对硫酸烷基化反应流出物进行酸烃分离的装置，其装置主要包括：分离罐内筒从进料口向出料口方向依次包括斜板、叶片式内件、不规则微通道分离单元；所述的叶片式内件由相互连接形成波纹状的叶片组成，不规则微通道分离单元由亲酸材料和憎酸材料构成。本实用新型专利技术设备体积小、分离效果好、压降小的特点，分离后烃相中酸含量不高于10mg/L，能大幅度降低烷基化装置酸耗。本实用新型专利技术可广泛应用于柴油脱水等互不相溶两相的分离过程。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种对硫酸烷基化反应产物进行酸烃分离的装置，主要涉及将反应、取热后的硫酸烷基化反应产物混合物进行初步分离，分离成烃相和酸相，其中部分烃相作为采出物进入下游精制装置生成烷基化油的装置。
技术介绍
烷基化技术是生产清洁汽油的一种重要技术。异丁烷与低分子烯烃在强酸催化剂(通常是硫酸或氢氟酸)的作用下反应生成的烷基化汽油(异辛烷为主要成分)，是一种异构烷烃混合物。它与含有大量烯烃的催化汽油和大量芳烃的重整汽油相比，具有辛烷值高、两种辛烷值的差值小、挥发性低、不含烯烃芳烃、硫含量低等优点，将其调入汽油中可以稀释降低汽油中的烯烃、芳烃、硫等有害组分的含量，同时提高汽油的辛烷值和抗爆性能，是理想的清洁车用汽油组分。由于硫酸在安全性方面好于氢氟酸，世界上近20年新建烷基化装置绝大部分采用硫酸工艺，因此对于硫酸工艺改进的研究工作也很活跃。目前，硫酸烷基化主要有STRATCO反应流出物制冷式工艺和低温硫酸烷基化CDAlky工艺，2012年中国石化石油化工科学研究院在中国石化支持下，依托石家庄炼化分公司开发了新的硫酸烷基化工艺。目前的硫酸烷基化工艺中，反应流出物是硫酸和烃类的混合物，根据工艺的不同，硫酸含量在5-50％(体积比)之间，需要采用合适的技术进行两者分离，分出的酸相和大部分烃相返回反应器循环，而部分烃相作为采出物送入下游的精制装置，最终成为烷基化油。并且要求设备的压降越低越好，以免阻力过大影响装置的处理量。反应流出物的酸烃分离是硫酸烷基化工艺的一个关键，烃中带酸过多会导致装置酸耗过高，一般情况下，酸烃分离采用传统的重力沉降或者斜板分离原理。20万吨/年的硫酸烷基化装置，反应流出物如果采用重力沉降酸烃分离手段，设备体积至少需要500m3以上；采用斜板分离分离手段，设备体积也至少需要120m3以上；目前采用这些技术的设备体积往往十分巨大，且占地多，分离时间长，并且分离效果有时也不能满足工艺要求。随着我国油品质量的逐步提高，硫酸烷基化装置的单套规模越来越大，现有技术已经不能满足技术进步的需求，亟需开发体积小、效果好的新型酸烃分离技术。
技术实现思路
本技术的专利技术人在经过了广泛而深入的研究之后发现，采用斜板-叶片式内件-不规则微通道分离单元组合技术对硫酸烷基化反应产物进行酸烃分离，具有体积小、分离效果好、压降低的特点。从而解决了现有技术中存在的问题。本技术是通过如下技术方案实现的：一种对硫酸烷基化反应产物进行酸烃分离的装置，所述装置为一个卧式的分离罐，其特征在于，该装置包括：分离罐前端具有一个进料口，分离罐内筒从进料口向出料口方向依次包括斜板、由连接成波纹状的叶片组成的叶片式内件、不规则微通道分离单元，分离罐末端上部设置一个烃出口，下部为一个酸出口；所述的斜板采用平板型式，通过挡圈安装于内筒，安装倾角为45-50°，各平板间距5-10mm；所述的叶片式内件由S1型叶片组成并安装于内筒，叶片上开有直径为2-5mm的圆孔，所述的叶片为S1型叶片，其结构为一短片和一长片呈90°角整体连接，叶片的组合方式为短片两两相对，一个长片末端垂直连接于另一长片靠近折角处；或者：所述的叶片式内件由S2型叶片组成并安装于内筒，所述叶片为S2型叶片，其结构为一短片呈45°折角连接在长片中部，叶片的组合方式为一长片前端垂直连接于另一长片的末端，相邻两叶片的短片方向上下交替；所述的不规则微通道分离单元填充于内筒中，由体积比例为(1-9):10的亲酸材料和憎酸材料构成，其中，亲酸材料为不锈钢丝，憎酸材料为聚四氟乙烯纤维。所述的斜板上设置有开孔。所述的不规则微通道分离单元的孔隙率在70-90％之间，自上而下孔隙率逐渐增大。所述的不规则微通道分离单元中，亲酸和憎酸材料优选的体积比例为(5～9)：10，以X型或Ω型编织。本技术提供的装置在对硫酸烷基化反应产物进行酸烃分离时，烷基化反应后的酸烃混合物首先通过斜板进行预分离，使大颗粒酸滴分离出来；随后预分离后的酸烃混合物进入叶片式内件，使没有及时分离的大颗粒酸滴得到强化分离，并使烃相中的小颗粒酸滴相互碰撞、粘附，促使液滴直径倍增；最后，酸烃混合物进入由亲酸和憎酸材料组成的不规则微通道分离单元，在分离单元作用下烃中的酸得到精细分离。叶片式内件的叶片可以是S1、S2中的一种(见图1)，或者由设计人员进行特殊设计，通过焊接或螺栓固定组合成波纹状内件，叶片上开直径为2-5mm的圆孔，数量根据需要确定。不规则微通道分离单元由亲酸和憎酸材料构成，亲酸和憎酸材料的体积比例为10-90％，优选的体积比例为50-90％。亲酸和憎酸材料可以是丝状，也可以是纤维，由设计人员通过一定的结构形式编织在一起，例如X型、Ω型等。不规则微通道分离单元的孔隙率在70-90％之间，根据所接触烃相中酸含量的不同及酸滴粒径的不同，将不规则微通道分离单元从上至下可分为若干部分，各部分具有不同的孔隙率且从上至下孔隙率依次升高(见图3(a))。不规则微通道分离单元沿进液口至出液口方向可分为两部分，在同一烃相液位下，靠近进液口的部分具有较高的孔隙率，远离进液口的部分具有较低的孔隙率(见图3(b))。本技术的主要优点在于：(a)将斜板-叶片式内件-不规则微通道分离单元三个部分梯度组合，充分发挥斜板-叶片式内件善于粗分离、不规则微通道分离单元善于细分离的特点，从而通过更合理的梯度化分离方法，克服了现有分离设备操作成本高、分离效果不理想的缺点。(b)本设备对不规则微通道分离单元的孔隙率进行针对性设计，设备整体压降小。(c)本技术的生产装置结构简单，容易实施，操作方便，设备体积小，分离后烃相中酸含量不高于10mg/L，能大幅度降低烷基化装置酸耗。附图说明：图1-a是本专利技术的S1型叶片简图，图1-b是本专利技术的S2型叶片简图.其中，7-短片，8-长片。图2-a是S1型叶片式内件组合图，图2-b是S2型叶片式内件组合图。图3-a是不规则微通道部分孔隙率变化示意图正视图，图3-b为侧视图。图4-a是不规则微通道分离单元X型编制方法示意图，图4-b是不规则微通道分离单元Ω型编制方法示意图。图5是酸烃分离设备简图。其中，1-进料口；2-斜板；3-叶片式内件；4-不规则微通道分离单元；5-烃出口；6-酸出口。具体实施方式以下，结合附图对本技术作进一步阐述。图5给出了酸烃分离设备简图，包括斜板2-叶片式内件3-不规则微通道分离单元4三个部分。酸烃混合物首先进入斜板2对反应混合物进行预分离，可以使直径大于20μm的酸滴得到分离，同时使混合物流动变的更加均匀稳定，有利于分离过程的实现；斜板2分离后的酸烃混合物进入叶片式内件3，叶片式内件3具有特殊结构设计，可以对没有及时分离的大颗粒酸滴强化分离，烃相中的小颗粒酸滴在叶片式内件3中碰撞、粘附，液滴直径倍增；最后，再利用亲酸和憎酸材料构成的不规则微通道分离单元4，对酸烃混合物进行精细分离。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对硫酸烷基化反应流出物进行酸烃分离的装置，所述装置为一个卧式的分离罐，其特征在于，该装置包括：分离罐前端具有一个进料口，分离罐内筒从进料口向出料口方向依次包括斜板、由相互连接成波纹状的叶片组成的叶片式内件、不规则微通道分离单元，分离罐末端上部设置一个烃出口，下部为一个酸出口；所述的斜板采用平板型式，通过挡圈安装于内筒，安装倾角为45‑50°；所述的不规则微通道分离单元填充于内筒中，不规则微通道分离单元由亲酸材料和憎酸材料构成，其中，亲酸材料为不锈钢丝，憎酸材料为聚四氟乙烯纤维，不锈钢丝和聚四氟乙烯纤维编织在一起呈X型或Ω型。

【技术特征摘要】
1.一种对硫酸烷基化反应流出物进行酸烃分离的装置，所述装置为一个卧式的分离罐，其特征在于，该装置包括：分离罐前端具有一个进料口，分离罐内筒从进料口向出料口方向依次包括斜板、由相互连接成波纹状的叶片组成的叶片式内件、不规则微通道分离单元，分离罐末端上部设置一个烃出口，下部为一个酸出口；所述的斜板采用平板型式，通过挡圈安装于内筒，安装倾角为45-50°；所述的不规则微通道分离单元填充于内筒中，不规则微通道分离单元由亲酸材料和憎酸材料构成，其中，亲酸材料为不锈钢丝，憎酸材料为聚四氟乙烯纤维，不锈钢丝和聚四氟乙烯纤维编织在一起呈X型或Ω型。2.如权利要求1所述的对硫酸烷基化反应流出物进行酸烃分离的装置，其特征在于，所述的斜板上设置有开孔，各平板间距5-10mm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：白志山，刘晓欣，潘九海，王仲霞，王志侃，杨晓勇，庞富龙，梁龙，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，华东理工大学，
类型：新型
国别省市：北京;11