烷基化反应流出物酸洗的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及烷基化反应流出物酸洗的方法和装置，提供了一种烷基化反应流出物酸洗的方法，该方法包括以下步骤：(i)将含有硫酸液滴和硫酸酯的烷基化产物与混合新硫酸通过形成液膜强化接触；以及(ii)使用分离填料强化硫酸液滴的破乳聚并，促进烷基化反应流出物与硫酸的分离，使烷基化反应流出物中的硫酸酯和硫酸液滴完全脱除。还提供了一种烷基化反应流出物酸洗的装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于烷基化废酸处理领域，涉及烷基化反应中的反应流出物酸洗的方法与装置，更具体地说，涉及对采用硫酸作催化剂的烷基化工艺中反应器下游的酸沉降罐烃相流出物进行酸洗的方法与装置。
技术介绍
当前，环境污染日益严重是中国乃至世界所面临的一大困局，并对人们的生产、生活造成了极大的影响，因此环境保护受到世界各国的普遍重视。根据近年来中国环境保护部公布的《中国环境状况公报》的数据，各种污染源中车辆尾气污染占到了20％左右，同时随着汽车保有量的增加，汽车尾气对环境的污染日趋严重，因而环境保护对车用汽油的辛烷值和清洁度提出了更加严苛的要求。在世界清洁汽油的总体标准朝着低硫、低芳、低烯的高清洁度及高辛烷值方向发展的情况下，烷基化油逐步受到人们的重视。烷基化油是异丁烷与C3～C5的轻烯烃在强酸催化剂的作用下反应生成的，是一种异构烷烃混合物。与催化汽油和重整汽油相比，烷基化油具有辛烷值高、不含烯烃芳烃、硫含量低等特点，将其调入汽油中可以降低烯烃、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，是一种理想的清洁车用汽油组分。因此烷基化油的生产受到炼油工业的日益重视。众所周知，烷基化工艺主要包括硫酸烷基化和氢氟酸烷基化，本专利技术针对的是以硫酸作为催化剂的烷基化工艺。通常地，硫酸烷基化工艺中，将异丁烷和轻烯烃原料及浓度90％以上的合格硫酸催化剂输送至Stratco反应器，在该反应器的大功率搅拌器作用下，硫酸与烃相充分分散和混合，形成酸烃乳液从而完成烷基化反应，之后酸烃混合乳液进入沉降分离器，在相密度差的作用下实现硫酸和烃相的分离，并获得烃相反应流出物和硫酸。然而，由于烷基化过程中硫酸的高度乳化及生成了硫酸酯等含硫副产物，因此在烃相反应流出物中总会携带微量的乳化硫酸液滴及硫酸酯，它们会对下游的工艺设备造成严重的腐蚀破坏，因此必须充分脱除烃相反应流出物中的硫酸和硫酸酯杂质。酸洗是脱除烃相反应流出物中杂质的第一道工序，后续还有碱洗、水洗等。然而现有的酸洗方法及设备无法高效地脱除硫酸及硫酸酯，仍然会造成对下游设备的腐蚀问题。且现有的酸洗方法中，酸洗硫酸一次性地加入到酸洗罐中，使得部分硫酸还来不及与烷基化产物接触就排出酸洗罐，没能充分利用这部分硫酸；同时，现有酸洗方法需要后续的碱洗等工序，一方面会不必要地增加烷基化油中的无关组分，另一方面也无法避免对后续设备的腐蚀破坏。因此，本领域迫切需要开发出能够有效地实现烷基化反应流出物脱除硫酸及硫酸酯的方法与装置，使烷基化烃相产物充分净化并减少对设备的腐蚀破坏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新颖的烷基化反应流出物酸洗的方法与装置，从而充分净化烷基化产物，脱除烷基化产物中的硫酸液滴及硫酸酯，减少对系统设备的腐蚀破坏。本专利技术提供了一种方法与装置，使得酸洗工艺中新加入的硫酸能够充分地与烃相中的硫酸酯及酸滴接触，强化相互溶解萃取，并通过分离器中的分离填料促进酸烃分离，从而达到完全脱除烷基化产物中的硫酸酯和硫酸液滴的目的，解决了现有技术中存在的问题。一方面，本专利技术提供了一种烷基化反应流出物酸洗的方法，该方法包括以下步骤：(i)将含有硫酸液滴和硫酸酯的烷基化产物与混合新硫酸通过形成液膜强化接触；以及(ii)使用分离填料强化硫酸液滴的破乳聚并，促进烷基化反应流出物与硫酸的分离，使烷基化反应流出物中的硫酸酯和硫酸液滴完全脱除。在一个优选的实施方式中，所述步骤(ii)中分离出来的硫酸一部分参与烷基化反应，另一部分返回与新硫酸混合，且参与烷基化反应的硫酸的量等于返回与新硫酸混合的硫酸的量。在另一个优选的实施方式中，将混合新硫酸分为多股流分别与烷基化产物接触，其中，所述混合新硫酸为新硫酸和次新硫酸的混合液体，所述新硫酸为外加的浓度不低于98％的液体硫酸，所述次新硫酸为所述步骤(ii)中分离出来的返回的参与过酸洗的硫酸。在另一个优选的实施方式中，所述分离填料采用亲水和疏水的纤维材料交错编织而成，其中纤维直径为80～500μm，孔隙率为70～85％；所述分离填料的厚度为200～400mm。另一方面，本专利技术提供了一种烷基化反应流出物酸洗的装置，该装置包括：与混合器连接的、包括酸洗段和分离段的酸洗罐，其中，所述酸洗段中设置微通道丝网，以将含有硫酸液滴和硫酸酯的烷基化产物与混合新硫酸在微通道丝网上通过形成液膜强化接触；所述分离段中设置分离填料，以强化硫酸液滴的破乳聚并，促进烷基化反应流出物与硫酸的分离，使烷基化反应流出物中的硫酸酯和硫酸液滴完全脱除。在一个优选的实施方式中，所述微通道丝网设置为多段，每段以一定比例加入混合新硫酸，使流向上硫酸的量逐段增大；所述微通道丝网采用聚合物纤维或者金属纤维制得，所述纤维按照不规则的排列方式进行编织，从而形成不规则的微通道；所述微通道丝网的厚度为300～500mm，所采用的纤维直径为20～100μm，孔隙率为50～75％，且每段丝网之间的距离不小于200mm。在另一个优选的实施方式中，所述酸洗段包括烷基化反应流出物入口、混合新硫酸入口、反应流出物液体分布器、混合新硫酸液体分布器和微通道丝网；所述分离段包括分离填料、烃相净流出物出口和硫酸出口。在另一个优选的实施方式中，所述混合新硫酸入口的数量为2个或更多个，间距由微通道丝网的厚度确定。在另一个优选的实施方式中，所述反应流出物液体分布器和混合新硫酸液体分布器具有相同的结构，包括排管式、螺旋式、三叉式或者网格式。在另一个优选的实施方式中，所述分离段包括一段或者多段分离填料，在分离段底部即酸洗罐底部设置硫酸出口，在分离段上距离底部至少400mm的地方设置烃相净流出物出口。有益效果：本专利技术的有益效果主要包括两个方面：一是在酸洗罐的酸洗段中分段加入新硫酸，通过形成液膜，强化新硫酸与烷基化油中的硫酸液滴和硫酸酯的混合接触，使硫酸液滴和硫酸酯被新硫酸充分地萃取；二是酸洗罐的分离段使得未被萃取的酸滴充分聚结，强化破乳，促进硫酸和烷基化油的分离。具体地说：(1)液体分布器使新硫酸和烷基化反应流出物在酸洗罐的横截面上充分地均匀分布，并且在每段微通道丝网的上部一定空间内，可以使新硫酸与烷基化反应流出物预先混合，然后再同时流向微通道丝网。(2)在所述微通道丝网中，由于烃相和硫酸对丝网材料的亲疏性不同，其中一相在丝网上形成液膜，可以增加两相的接触时间，增大两相的接触面积，提高新硫酸的萃取效率；在该微通道丝网上99％以上的硫酸液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烷基化反应流出物酸洗的方法，该方法包括以下步骤：(i)将含有硫酸液滴和硫酸酯的烷基化产物与混合新硫酸通过形成液膜强化接触；以及(ii)使用分离填料强化硫酸液滴的破乳聚并，促进烷基化反应流出物与硫酸的分离，使烷基化反应流出物中的硫酸酯和硫酸液滴完全脱除。

【技术特征摘要】
1.一种烷基化反应流出物酸洗的方法，该方法包括以下步骤：
(i)将含有硫酸液滴和硫酸酯的烷基化产物与混合新硫酸通过形成液膜强化
接触；以及
(ii)使用分离填料强化硫酸液滴的破乳聚并，促进烷基化反应流出物与硫酸
的分离，使烷基化反应流出物中的硫酸酯和硫酸液滴完全脱除。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(ii)中分离出来的硫酸
一部分参与烷基化反应，另一部分返回与新硫酸混合，且参与烷基化反应的硫酸
的量等于返回与新硫酸混合的硫酸的量。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将混合新硫酸分为多股流分
别与烷基化产物接触，其中，所述混合新硫酸为新硫酸和次新硫酸的混合液体，
所述新硫酸为外加的浓度不低于98％的液体硫酸，所述次新硫酸为所述步骤(ii)
中分离出来的返回的参与过酸洗的硫酸。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离填料采用亲水和疏水的
纤维材料交错编织而成，其中纤维直径为80～500μm，孔隙率为70～85％；所述分
离填料的厚度为200～400mm。
5.一种烷基化反应流出物酸洗的装置，该装置包括：
与混合器(1)连接的、包括酸洗段和分离段的酸洗罐(3)，其中，所述酸洗段
中设置微通道丝网(7)，以将含有硫酸液滴和硫酸酯的烷基化产物与混合新硫酸在
微通道丝网(7)上通过形成液膜强化接触；所述分离段中设置分离填料(8)，以强化
硫酸液滴的破乳聚并，促进烷基化反应流出...

【专利技术属性】
技术研发人员：白志山，罗会清，杨晓勇，庞富龙，朱勇，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31