液／液反应的方法使用喷嘴分散，籍此将液体反应物和液体催化剂经过至少一个喷嘴注入反应区以进行反应。所述反应可为至少一种异链烷烃与至少一种烯烃在离子液体催化剂存在下的烷基化。所述至少一个喷嘴提供各相之间的密切接触以更好地进行产物控制和反应控制。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文所述的方法涉及液体反应物和液体催化剂的喷嘴分散以生产反应产物。所述 方法更具体地涉及利用喷嘴分散生成包含低挥发性、高品质汽油调和组分的产物的离子液 体催化烷基化方法。背景现代炼油厂使用许多升级单元方法，例如流化催化裂化(FCC)、加氢裂化(HCR)、 烷基化和链烷烃异构化。结果，这些炼油厂生成大量的异戊烷。历史上，异戊烷为具有高 辛烷值(92 RON)的汽油的合乎需要的调和组分，尽管它具有高挥发性(20. 4雷德蒸气压 (RVP))。随着环境法律开始对汽油挥发性施以更加严格的限制，汽油中异戊烷的使用因其 高挥发性而受到限制。因此，寻找副产物异戊烷的用途的问题变得迫切，特别是在盛夏季节 期间。另外，随着更多汽油组合物含有代替MTBE作为其氧合组分(oxygenate)的乙醇，更 多异戊烷必须排斥在汽油池之外以满足汽油挥发性规格。因此，汽油挥发性变成愈加严肃 的问题且限制异戊烷作为汽油调和组分的可用性。美国专利申请公开2006/0131209 ( “‘ 209公开”)公开了新烷基化方法，其中使 不合需要的过量异戊烷转化为合乎需要且更加有价值的低-RVP汽油调和组分。’ 209公 开的全部内容通过弓I用并入本文中。该烷基化方法包括在离子液体催化剂存在下使异链烷 烃(优选为异戊烷)与烯烃(优选为乙烯)接触以生成低-RVP汽油调和组分。该方法消 除了对于储存或另外使用副产物异戊烷的需要且消除了与这种储存和使用相关的担忧。此 外，该方法中的离子液体催化剂也可与常规烷基化原料组分(例如异丁烷、丙烯、丁烯和戊 烯)一起使用。该离子液体催化剂使该新烷基化方法区别于常规方法，常规方法使轻质链烷烃和 轻质烯烃转化为更加赚钱的产物，例如使异链烷烃与烯烃烷基化和使烯烃聚合。例如，最广 泛使用的方法之一是使异丁烷与C3-C5烯烃烷基化以制成具有高辛烷值的汽油馏分。然而， 所有常规烷基化方法都使用硫酸(H2SO4)和氢氟酸(HF)催化剂。许多缺点与H2SO4和HF催化剂的使用有关。最初需要极大量的酸来填充反应器。 H2SO4装置还需要每日取出巨大量的废酸以便场外再生，其包括焚化该废酸以回收S02/S03 并制备新鲜的H2S04。虽然HF烷基化装置具有就地再生能力且HF的每日补给数量级较低， 但是HF形成气溶胶。气溶胶形成带来潜在的重大环境风险且还使得HF烷基化比H2SO4烷 基化更加危险。这从与现代HF烷基化方法相关的额外安全措施例如用以减少气溶胶的喷 水和催化剂添加剂中显而易见。所述离子液体催化剂烷基化方法克服了这类缺点并满足了 对于更安全且更加环境友好的催化剂系统的明显需要。所述离子液体催化剂烷基化方法的益处如下(1)重大的环境、健康和安全优势；(2)与H2SO4和HF烷基化装置相比投资支出显著减少；(3)与H2SO4烷基化装置相比操作支出显著减少； (4)催化剂总物料量体积显著减少(潜在地减少90 % )；(5)催化剂补充率显著减少(与H2SO4装置相比潜在地减少98 % )；(6)汽油产量较高；(7)相当或更好的产物品质(辛烷值、RVP、T50)；(8)烷基化原料扩展以包括异戊烷和乙烯；和(9)催化剂的活性和选择性较高。具体可用于'209公开中描述的烷基化方法中的离子液体催化剂公开在美国专 利申请公开2006/0135839( “‘ 839公开”)中，其全部内容也以通过引用并入本文中。这 类催化剂包括包含以下通式A的烃基取代的吡啶卤化物和三氯化铝或以下通式B的烃基取 代的咪唑鐺卤化物和三氯化铝的氯铝酸盐离子液体催化剂。为了制备这种氯铝酸盐离子液 体催化剂，可将1摩尔当量的烃基取代的吡啶鐺卤化物或烃基取代的咪唑鐺卤化物与2摩 尔当量的三氯化铝结合。这类催化剂还包括包含以下通式A的烷基取代的吡啶鐺卤化物和 三氯化铝或以下通式B的烷基取代的咪唑鐺卤化物和三氯化铝的氯铝酸盐离子液体催化 剂。为了制备这种氯铝酸盐离子液体催化剂，可将1摩尔当量的烷基取代的吡啶鐺卤化物 或烷基取代的咪唑鐺卤化物与2摩尔当量的三氯化铝结合。 其中R = H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基且X为卤铝酸根且优选为氯铝酸 根，且R1和R2 = H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基且其中R1和R2可相同或不同。优选 的氯铝酸盐离子液体催化剂包括1- 丁基-4-甲基-吡啶鐺氯铝酸盐(BMP)、1- 丁基-吡啶 鐺氯铝酸盐(BP)、1_ 丁基-3-甲基-咪唑鐺氯铝酸盐(BMIM)和I-H-吡啶鐺氯铝酸盐(HP)。然而，离子液体催化剂具有独特性质，使得必须进一步开发和改变离子液体催化 烷基化方法以得到优异的汽油调和组分产物、改善的工艺可操作性和可靠性、降低的操作 成本等。离子液体催化剂的独特性质之一是与常规硫酸和氢氟酸催化剂相比其在催化烷基 化反应中具有高得多的活性。在常规烷基化方法中，由于催化剂活性比较低，在系统中必须使用大量的酸催化 剂，例如50-60vol%。结果，酸催化剂在烷基化反应器中形成连续相，而烃反应物(即异链 烷烃和烯烃)形成分散相或悬浮在酸相中的小液滴。在这种液-液分散体中，催化剂连续 相与烃分散相之间的大界面面积可通过常规乳化技术例如高速搅拌和静电混合实现。相比之下，在所述离子液体烷基化方法中，需要少得多的离子液体催化剂来以高 选择性催化所述反应。通常，5-10vol%的离子液体催化剂足以催化异链烷烃与烯烃之间的反应。在这种情况下，烃相形成连续相，而离子液体形成分散相或悬浮在烃相中的小液滴。 这种液-液分散体需要催化剂与烃相之间的高度密切接触。由于反应器系统中离子液体催 化剂的总物料量低，所以两个液相之间的大界面面积不能通过常规乳化技术实现。由于离 子液体催化剂与烃相之间的大密度差，离子液滴(如果不是足够小)将快速沉降并从烃相 中分离，导致各相之间的接触时间非常短而不足以催化烷基化反应。最后，由于反应器中烃 相的比较大的体积百分比，因此需要良好混合以使烃相均勻并实现遍及反应器的烃相的均 勻组成和均勻温度梯度。因此，所述离子液体催化剂烷基化方法需要烃与催化剂之间的密切混合、烃与催 化剂之间的足够界面接触、最小的停留时间分布、良好的温度和压力控制和高异链烷烃与 烯烃(I/O)比。所述离子液体烷基化方法也是需要迅速排除热量的高度放热的反应。WO专利第98/31454公开了使用静态混合器以在硫酸烷基化方法中乳化硫酸和烃 进料的反应器系统。它还公开了使用高速搅拌器来乳化进料的若干硫酸烷基化方法。然而， 众所周知高速搅拌器在乳化液_液系统方面不具有能量有效性。这对于离子液体催化烷基 化方法尤其成立，其中少量相当重且更粘的离子液相必须乳化在轻质烃相中。至于静态混 合器，也众所周知需要非常高的线性液体速度来乳化液_液系统，导致跨越静态反应器的 禁止性高压降。最重要的是，与其它常规烷基化方法相比，离子液体催化烷基化方法是一种独特 方法。然而，仍然需要乳化离子液体和烃相以实现各相之间的密切接触以更好地控制烷基 化产物品质和反应。美国专利第3，696，168号(“Vanderveen”)公开了在使用HF催化剂的烷基化方 法中使用组装到化合物喷嘴系统中的若干喷嘴以除温度立即降低或烃与催化剂之间的精 确接触点之外实现辛烷值增加和总反应温度相本文档来自技高网...
【技术保护点】
生产反应产物的方法，所述方法包含：将液体反应物和液体催化剂经过至少一个喷嘴注入处于反应条件下的反应区以提供反应产物，其中所述液体反应物和所述液体催化剂二者一起经过所述至少一个喷嘴。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗虎平，A克梅恩，H提姆肯，
申请(专利权)人：雪佛龙美国公司，
类型：发明
国别省市：US
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