一种固体酸烷基化方法技术

一种固体酸烷基化方法，烷基化原料与循环物料经构件化混合器混合后进入径向移动床反应器中，与固体酸催化剂接触并发生反应，反应后的混合物料作为循环物料或者进一步分离得到烷基化油产品；径向移动床反应器催化剂床层中的固体酸催化剂逐渐失活下落至催化剂收集区排出反应器，经待生剂接收器流入催化剂再生器中进行再生反应，恢复活性的再生催化剂输送返回径向移动床反应器中继续反应；所述的新鲜原料进料管设有进料管喷嘴，所述的物料进料管中设置有填料和/或混合翅片。本发明专利技术提供的固体酸烷基化反应方法可连续平稳运行，节省了设备空间，提高了目标产物的选择性。

A solid acid alkylation method

【技术实现步骤摘要】
一种固体酸烷基化方法
本专利技术涉及固体酸烷基化领域，更具体地说，涉及一种固体酸烷基化方法。
技术介绍
目前，炼油工业的最主要任务之一是提供运输燃料，汽油作为一种重要的运输燃料，被广泛的应用于交通运输等行业中。随着汽油消耗量的增加和环保标准的日益严格，围绕着如何解决汽油清洁化生产的问题成为研究和讨论的热点。在强酸的作用下，以异构烷烃(主要是异丁烷)和烯烃(C3～C5烯烃)为原料生成烷基化油的技术为汽油的清洁化生产提供了可能。烷基化油具有较高的辛烷值和较低的蒸汽压，主要由饱和烃组成，且不含硫、氮、烯烃和芳烃等物质，因而被称为清洁化汽油，是航空汽油和车用汽油理想的调和组分。烷基化技术按催化剂形式可以分为液体酸烷基化和固体酸烷基化。目前，世界范围内约90％的烷基化产能是由液体酸烷基化技术(硫酸法和氢氟酸法)提供的，虽然液体酸烷基化技术比较成熟，且具有较好的反应选择性，但是也存在很多问题，比如液体酸烷基化过程都存在设备腐蚀严重的问题。除此之外，对于硫酸法而言，其过程耗酸量巨大，大量的废酸在运输和处理上都存在一定的安全隐患，对于氢氟酸法而言，由于氢氟酸具有较强的腐蚀性和毒性，而且容易挥发，会对人体造成很大的伤害。因此，与之对比，采用固体酸作为催化剂，不仅不会对环境造成污染，而且不存在设备腐蚀的问题，可以视为一种绿色的烷基化工艺技术，具有很好的发展前景。但是在固体酸烷基化过程中，由于固体酸催化剂容易失活，为了保持一定的反应活性，需要进行频繁的再生操作，因此，开发一种能够实现反应和再生过程连续化的反应器技术，对推动固体酸烷基化技术发展来说是十分重要的。US58499762公开了一种采用带有慢速轴向移动床反应区和移动床再生区的固体酸烷基化方法。该方法中，在反应区内设置有将部分液相物料抽出换热后泵回直接混合冷却的冷却区域，以取出烷基化反应的反应热，同时催化剂在向下流动进入下一床层之前会经过冷却区域实现催化剂的冷却；另一方面，失活催化剂会周期性的采用含氢物料进行再生以恢复催化剂的活性。US8373014公开了一种采用重叠式放置的径向移动床作为反应器的固体酸烷基化反应方法。该方法中，采用了类似催化重整重叠式径向移动床的结构，单段反应器中设有外围起反应物料分布作用的环形桶和起物料收集作用的中心管以及夹在二者之间的反应床层区；两端反应器之间采用催化剂物料输送管将上段催化剂床层中的催化剂输送到下段反应器的反应床层区。处于中间反应器的流出物料被分为两部分，一部分泵回上游反应器与新鲜原料经混合器混合后作为上游反应器的进料，此部分可称为循环用料；另一部分引入下游反应器的进料混合器前与新鲜原料混合后作为下游反应器的进料，此部分未经泵增压直接使用。此外，循环料部分还需要经过一换热器以引出反应热。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是在现有技术的基础上，提供一种采用液固径向移动床反应装置的固体酸烷基化方法。本专利技术提供的固体酸烷基化方法，采用液固径向移动床反应装置，烷基化原料与循环物料经构件化混合器混合后进入径向移动床反应器中，混合物料沿径向穿过催化剂床层，与固体酸催化剂接触并发生反应，反应后的混合物料到达物料收集区，作为循环物料或者进一步分离得到烷基化油产品；径向移动床反应器催化剂床层中的固体酸催化剂逐渐失活下落至催化剂收集区排出径向移动床反应器，进入待生剂接收器中脱除其中携带的液相物料，随后流入催化剂再生器中进行再生反应，恢复活性的再生催化剂流入再生剂接收器中置换脱除其中的气体，然后输送返回径向移动床反应器中继续反应；所述的液固径向移动床反应装置包括：依次连接的径向移动床反应器、待生剂接收器、催化剂再生器和再生剂接收器，其中，再生剂接收器的催化剂出口与径向移动床反应器的催化剂入口连通；所述的径向移动床反应器中由内向外，或者由外向内设置有反应物料分布区12、催化剂床层3和反应后物料收集区11，所述的反应物料分布区12与进料管相通；所述的反应后物料收集区11与反应后物料引出管线13相通；所述的进料管上设置有构件化混合器；所述的构件化混合器由上部的循环物料管线、下部进料管和伸入进料管中的新鲜原料进料管组成，所述的新鲜原料进料管出口设有进料管喷嘴，所述的进料管中设置有填料和/或混合翅片。本专利技术提供的固体酸烷基化方法的有益效果为：本专利技术提供的固体酸烷基化方法采用的液固径向移动床反应装置，结构简单，装配灵活。径向移动床反应器的结构保证了烷基化反应和固体酸催化剂反应与再生循环同时进行，且互不干扰。另一方面，在径向移动床反应器外设置构件化混合器用于循环物料和新鲜烷基化原料的混合，提高了物料混合效率，进而提高了目标产物的选择性，避免了占用径向移动床反应器内的宝贵空间。本专利技术提供的固体酸烷基化方法，实现了烷基化反应与失活催化剂再生的连续平稳运行，提高了目标产物的选择性和装置操作弹性，降低了催化剂投资，提高了装置的经济竞争力。附图说明图1为本专利技术提供的固体酸烷基化方法的流程示意图；图2为构件化混合器的结构示意图；图3为固体酸烷基化方法的第二种实施方式的流程示意图。其中：1-径向移动床反应器；2-反应物料空间；3-催化剂床层；4-催化剂再生器；5-待生剂接收器；6-再生剂接收器；7-脱液过滤器；8-过滤器；9-新鲜催化剂加料口；10-顶部催化剂收集区；11-反应后物料收集区；12-反应物料分布区；13-物料引出管；14-底部催化剂收集区；15-催化剂床层底部分布区；16-催化剂输送管；17-新鲜原料进料管；18-循环物料管；19-第一分支管线、20-第二分支管线、21-第三分支管线；22-液相产品出口；23-催化剂出料口；24-催化剂入口；25、33-催化剂颗粒调整液管线；26、27-催化剂颗粒提升液管线；28、34、35、36-容器间的物料管线阀；29-液相物料排料口；30-再生介质入口；31-再生介质出口；32-液相料加料口；37-构件化混合器；38-待生催化剂料缓冲罐；91-循环物料管线；92-进料管；93-新鲜原料进料管；94-进料管喷嘴；95-混合翅片。具体实施方式以下详细说明本专利技术提供的固体酸烷基化方法的具体实施方式。本专利技术提供的固体酸烷基化反应与再生方法，采用液固径向移动床反应装置，烷基化原料与循环物料经构件化混合器混合后进入径向移动床反应器中，混合物料由内向外或由外向内沿径向穿过催化剂床层，与固体酸催化剂接触并发生反应，反应后的混合物料到达物料收集区，作为循环物料或者进一步分离得到烷基化油产品；径向移动床反应器催化剂床层中的固体酸催化剂逐渐失活下落至底部催化剂收集区排出反应器，进入待生剂接收器中脱除其中携带的液相物料，随后流入催化剂再生器中进行再生反应，恢复活性的再生催化剂流入再生剂接收器中置换脱除其中的气体，然后输送返回径向移动床反应器中继续反应；所述的液固径向移动床反应装置包括：依次连接的径向移动床反应器、待生剂接收器、催化剂再生器和再生剂接收器，其中，再生剂接收器的催化剂出口与径向移动床反应器的催化剂入口连通；所述的径向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体酸烷基化方法，其特征在于，采用液固径向移动床反应装置，烷基化原料与循环物料经构件化混合器混合后进入径向移动床反应器中，混合物料沿径向穿过催化剂床层，与固体酸催化剂接触并发生反应，反应后的混合物料到达物料收集区，作为循环物料或者进一步分离得到烷基化油产品；径向移动床反应器催化剂床层中的固体酸催化剂逐渐失活下落至催化剂收集区排出径向移动床反应器，进入待生剂接收器中脱除其中携带的液相物料，随后流入催化剂再生器中进行再生反应，恢复活性的再生催化剂流入再生剂接收器中置换脱除其中的气体，返回径向移动床反应器中继续反应；/n所述的液固径向移动床反应装置包括：依次连接的径向移动床反应器、待生剂接收器、催化剂再生器和再生剂接收器，其中，再生剂接收器的催化剂出口与径向移动床反应器的催化剂入口连通；所述的径向移动床反应器中由内向外，或者由外向内设置有反应物料分布区(12)、催化剂床层(3)和反应后物料收集区(11)，所述的反应物料分布区(12)与进料管相通；所述的反应后物料收集区(11)与反应后物料引出管(13)相通；所述的进料管上设置有构件化混合器，所述的构件化混合器由上部的循环物料管线、下部进料管和伸入进料管中的新鲜原料进料管组成，所述的新鲜原料进料管出口设有进料管喷嘴，所述的进料管中设置有填料和/或混合翅片。/n...

【技术特征摘要】
1.一种固体酸烷基化方法，其特征在于，采用液固径向移动床反应装置，烷基化原料与循环物料经构件化混合器混合后进入径向移动床反应器中，混合物料沿径向穿过催化剂床层，与固体酸催化剂接触并发生反应，反应后的混合物料到达物料收集区，作为循环物料或者进一步分离得到烷基化油产品；径向移动床反应器催化剂床层中的固体酸催化剂逐渐失活下落至催化剂收集区排出径向移动床反应器，进入待生剂接收器中脱除其中携带的液相物料，随后流入催化剂再生器中进行再生反应，恢复活性的再生催化剂流入再生剂接收器中置换脱除其中的气体，返回径向移动床反应器中继续反应；
所述的液固径向移动床反应装置包括：依次连接的径向移动床反应器、待生剂接收器、催化剂再生器和再生剂接收器，其中，再生剂接收器的催化剂出口与径向移动床反应器的催化剂入口连通；所述的径向移动床反应器中由内向外，或者由外向内设置有反应物料分布区(12)、催化剂床层(3)和反应后物料收集区(11)，所述的反应物料分布区(12)与进料管相通；所述的反应后物料收集区(11)与反应后物料引出管(13)相通；所述的进料管上设置有构件化混合器，所述的构件化混合器由上部的循环物料管线、下部进料管和伸入进料管中的新鲜原料进料管组成，所述的新鲜原料进料管出口设有进料管喷嘴，所述的进料管中设置有填料和/或混合翅片。


2.按照权利要求1所述的固体酸烷基化方法，其特征在于，所述的径向移动床反应器设置有至少两段反应床层，相邻两段反应床层之间设置有催化剂输送管(16)，使得催化剂能够在径向移动床反应器中自上而下移动；两段反应床层之间设置有反应物料空间(2)，所述的反应物料分布区(12)经反应物料空间(2)与进料管相通；每一段反应床层的进料管上设有所述的构件化混合器。


3.按照权利要求2所述的固体酸烷基化方法，其特征在于，所述的径向移动床反应器底部的催化剂出口(23)与所述的待生剂接收器(5)之间的管线上设置了L型或近似L型的物料输送阀组，通过改变进入阀组的液相料流量来调节催化剂的排出速率。


4.按照权利要求2或3所述的固体酸烷基化方法，其特征在于，所述的径向移动床反应器顶部设有顶部催化剂收集室(10)，催化剂入口(24)经所述的顶部催化剂收集室(10)和所述的催化剂输送管(16)相通。


5.按照权利要求2所述的固体酸烷基化方法，其特征在于，所述的径向移动床反应器中，下一段反应床层的构件化混合器的物料循环管线(18)为上一段反应床层的物料引出管线。


6.按照权利要求1所述的固体酸烷基化方法，其特征在于，连接所述的待生剂接收器、所述的催化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡立峰，侯栓弟，毛俊义，刘铮，唐晓津，朱振兴，袁清，张翊，李永祥，赵志海，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11