一种液体酸催化的异构烷烃与烯烃的烷基化反应方法
【专利摘要】一种液体酸催化的异构烷烃与烯烃的烷基化反应方法，其特征在于，将烷基化反应原料从静态混合器的侧面分一股或多股进料进入，与静态混合器主流道中的酸烃乳液混合接触，混合物反应接触0.2-15min后减压进入分离器，控制分离器压力为0.005-0.18MPa使碳四烷烃汽化并带走反应热，分离器下部的酸相经循环酸泵增压后循环回到静态混合器主流道；分离器上部分离出的气相组分进入压缩机系统，经压缩机压缩冷凝后用于冷却烷基化反应原料；分离器中部分离出的烃相进入聚结器，聚结器分离出的烃相大部分经循环烃泵增压后与原料混合进入静态混合器的侧面进料；聚结器下部分离出的酸相返回循环泵入口；聚结器上部采出小部分烃相进入脱异丁烷塔，塔顶得到的异丁烷循环回静态混合器，塔釜得到烷基化产物。
【专利说明】
一种液体酸催化的异构烷烃与烯烃的烷基化反应方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种液体酸烷基化反应方法，特别是涉及一种液体酸催化的异构烷烃与烯烃的烷基化反应方法。
【背景技术】
[0002]异构烷烃与烯烃的烷基化反应，主要是指异丁烷与丁烯的烷基化反应，其反应的实质是在酸性催化剂的存在下，把烷烃分子加到烯烃分子上的有机加成反应。烷基化反应是石化工业中一个重要的工艺过程。异丁烷与丁烯在强酸催化剂作用下反应生成的异构C8烷烃，称为烷基化汽油。烷基化汽油具有高辛烷值(R0N94?96)和低Reid蒸汽压，硫含量、烯烃含量极低，无苯和芳烃，是优良的汽油调和组分。采用新配方汽油作为汽油发动机的燃料，将会大大缓和由于汽油尾气排放造成的城市空气污染。就此意义而言，烷基化汽油是一种环境友好的石油化工产品。
[0003]目前工业上烷基化反应所采用的催化剂主要为浓硫酸或氢氟酸等液体强酸。典型的烷基化反应工艺仍采用卧式搅拌釜反应器，而异丁烷和丁烯烷基化反应是典型的双液相反应，相间传质速率决定了宏观反应速率。此类反应体系中，在两相充分分散混合的情况下，烯烃能够很快实现完全转化，如果反应时间过长，开始形成的具有高辛烷值的三甲基戊烷(TMP)就会和强酸性的催化剂继续接触，会引起TMP向低辛烷值的DMH的异构化。因此，采用常规搅拌反应釜难以实现在获得高转化率的同时获得高辛烷值的产品。
[0004]异构烷烃与烯烃的烷基化反应属于不互溶液-液两相反应，不互溶液-液两相的混合效果对液-液反应的转化率和选择性具有重要影响。目前已有的液-液两相混合反应器主要有搅拌釜、静态混合器、撞击流混合器以及喷射式混合器等。
[0005]CNZL200520078557.3公开了一种硫酸法烷基化工艺中的卧式反应器，主体是一个卧式压力容器，有一个内循环套筒、一个列管式取热管束、一个封头处的螺旋搅拌桨。反应进料和循环酸进入搅拌桨的吸入侧，在搅拌桨的驱动下，反应物料迅速扩散并与酸形成乳化液，乳化液在反应器内不停地高速循环并发生反应。在反应器的排出侧，一部分乳化液排出到酸沉降罐，进行酸的分离。酸由于比重较大而沉入沉降罐底部，然后返回到搅拌桨的吸入侧。反应物混合过程在整个卧式反应器中完成，混合的空间尺寸为整个反应器，时间适度在20-30分钟，属于宏观混合的范畴。这种反应器内的返混较大，不利于提高反应的选择性。
[0006]US6194625B1公开了一种分段进料的烷基化反应器，反应区被分隔成几个串联的区段，将新鲜原料分割成几股分别引入每个反应区段，而循环使用的酸烃乳液则是串流式的，每个反应区段内采用机械搅拌的方式进行混合。这种结构虽然克服了返混较大的问题，但结构过于复杂。另外，这两种反应器都采用了固定电机驱动搅拌桨，很容易因密封不严而反生泄漏。
[0007]CN100348559C提出了一种离子液体催化烷基化反应方法即反应器装置，是在超重力旋转装置中完成离子液体催化异构烷烃与烯烃的液-液相烷基化反应。该发明提供的旋转床反应器装置包括:反应器壳体，壳体上有加料口及出料口，反应器壳体内装有由转子、填料层组成的旋转填充床，其中有进料管、料液喷头，旋转填充床位于壳体上部，壳体下部为储液罐，在反应器中心装有搅拌装置，可对储液罐的反应物料进行搅拌，储液罐与料液循环栗连接构成旋转床循环反应器，循环栗的吸入管入口处连有混合器，在混合器上开有烷烯料液吸入口和离子液体进口，反应后的部分料液和离子液体在混合器混合，循环栗的出料口连接旋转填充床的进料管，循环栗把混合后的料液送至旋转填充床进行循环反应，在储液罐上装有液位控制计，控制料液的停留时间。这种结构的反应器能够强化反应物与酸烃乳液间的混合，但结构仍过于复杂，不容易扩大生产规模。
[0008]US3281213提出了一种立式烧基化反应器，其主体是一根提升管，提升管与一个卧式罐相连接，卧式罐内装有酸烃乳液，参与反应的异构烷烃和烯烃通过提升管底部的喷嘴喷入，喷射造成的引力带动着卧式罐中的酸烃乳液一起进入提升管，反应即在这根提升管反应器中进行。提升管顶端连接有一个分离罐，用于反应产物的分离。分离后的酸烃乳液循环进入提升管底部的卧式罐。这种结构没有采用机械传动构件，解决了内置搅拌桨带来的一系列问题。但是，提升管中酸烃乳液与其他反应物的混合并不能令人满意，另外，整个反应器系统采用了一个提升管、两个卧式罐和一根下降管，设备庞大、结构也不够紧凑。
【发明内容】
[0009]本发明的目的之一在于提供一种强化烯烃初始反应时在酸烃乳液中的分散强度，并增大异构烷烃与液体酸的混合强度，特别适用于以硫酸、离子液体、以及以硫酸为主的混合酸为催化剂的异构烷烃与烯烃的烷基化反应方法。
[0010]本发明的目的之二是提供一种适用于上述烷基化反应方法的结构简单、紧凑，投资小，操作维修方便，又节省动力的反应装置。
[0011]本发明的目的之一通过以下技术方案实现的:
[0012]一种液体酸催化的异构烷烃与烯烃的烷基化反应方法，其特征在于，将烷基化反应原料从静态混合器的侧面分一股或多股进料进入，与静态混合器主流道中的酸烃乳液混合接触0.2-15min后经减压进入分离器，控制分离器压力为0.005-0.1SMPa使其中的碳四烷烃汽化并带走反应热，分离器下部的酸相经循环酸栗增压后循环回到静态混合器主流道；分离器上部分离出的气相组分进入压缩机系统，经压缩机压缩冷凝后用于冷却烷基化反应原料；分离器中部分离出的烃相进入聚结器，聚结器分离出的烃相大部分经循环烃栗增压后与烷基化反应原料混合进入静态混合器的侧面进料；聚结器下部分离出的酸相返回循环栗入口 ；聚结器上部采出小部分烃相进入脱异丁烷塔，脱异丁烷塔顶得到的异丁烷循环回静态混合器，塔釜得到烷基化产物。
[0013]本发明的目的之二是通过以下技术方案实现的:
[0014]一种用于权利要求1的反应方法的装置，其特征在于包括静态混合器(I)、分离器(2)、聚结器(3)、循环酸栗(4)、循环烃栗(5)、脱异丁烷塔￠)、压缩机(7)、异丁烷返回线
(8)、循环酸线(9)、新鲜原料进料线(10)、混合烃排出管线(11)，气相排出线(12)，聚结酸返回线(13)，循环烃线(14)，聚结烃相返回线(15)，分离酸相返回线(16)，分离烃相采出线
(17)，循环异丁烷线(18)，脱异丁烷塔进料线(19)，正丁烷采出线(20)，烷基化产物采出线
(21)ο其中，所说的静态混合器(I)经管线(11)与分离器(2)连接，分离器(2)下部经分离酸相返回线(16)与酸循环栗(4)连接，分离器(2)经分离烃相采出线(17)与聚结器(3)连接，聚结器(3)下部通过聚结酸返回线与循环酸栗(4)连接，循环酸栗(4)再通过循环酸线(9)与静态混合器(I)连接，聚结器(3)中部经聚结烃相返回线(15)与循环烃栗(5)连接，循环烃栗(5)再经聚结烃相返回线(15)与新鲜原料进料线(10)连接，气体排出管(12)用于排出气相组分，气相组分经压缩机压缩冷凝后混入反应原料线(10)用于冷却烷基化反应原料、聚结器(3)中分离出的烷基化流出物经脱异丁烷塔进料线(19)进入脱异丁烷塔
(6)，塔顶分出的气相异丁烷冷凝后经异丁烷返回线(18)并入新鲜原料进料线(10)，塔中上部经正丁烷采出线(20)采出正丁烷，塔釜经烷基化产物采出线(21)采出烷基化产物。
[0015]本发明的优点和效果是:
[0016]1.利用静态混合器强化了烯烃在酸烃乳液中的快速分散，提高了液相初始微观混合水平，加快了宏观上的烷基化反应速率，从而提高了反应转化率以及反应产物的选择性，同时该反应器更适合工业规模的反应过程。
[0017]2.采用静态混合器和分离器结合的方式，使静态混合反应区出来的混合物料在分离器中减压闪蒸，快速汽化的异丁烷的大量汽化强化了加快了反应热的移除。
[0018]3.采用静态混合器和分离器结合的方式，避免了搅拌反应釜内液体与壁面撞击的能量损耗，能量利用率高。
[0019]4.采用反应流出物中酸烃相分离后分别循环的方式，有利于控制反应的酸烃比，加强操作的稳定性。
[0020]5.所提供的反应器中内构件少，机械结构简单，便于加工、清洗，设备投资省。
[0021]6.所提供的反应器全部采用静密封，避免了传统搅拌釜反应器中旋转部件削弱密封性能的缺点，密封性能更好，特别适用于易燃、易爆以及腐蚀性物料的混合与反应。
【附图说明】
[0022]附图是本发明的反应装置的示意图。
[0023]图中，1-静态混合器、2-分离器、3-聚结器、4-循环酸栗、5-循环烃栗、6_脱异丁烷塔、7-压缩机、8-异丁烷返回线、9-循环酸线、10-新鲜原料进料线、11-混合烃排出管线、12-气相排出线、13-聚结酸返回线、14-循环烃线、15-聚结烃相返回线、16-分离酸相返回线、17-分离烃相采出线、18-循环异丁烷线、19-脱异丁烷塔进料线、20-正丁烷采出线、21-烷基化产物采出线。
【具体实施方式】
[0024]一种液体酸催化的异构烷烃与烯烃的烷基化反应方法，其特征在于，将烷基化反应原料从静态混合器的侧面分一股或多股进料进入，与静态混合器主流道中的酸烃乳液混合接触0.2-15min后经减压进入分离器，控制分离器压力为0.005-0.1SMPa使其中的碳四烷烃汽化并带走反应热，分离器下部的酸相经循环酸栗增压后循环回到静态混合器主流道；分离器上部分离出的气相组分进入压缩机系统，经压缩机压缩冷凝后用于冷却烷基化反应原料；分离器中部分离出的烃相进入聚结器，聚结器分离出的烃相大部分经循环烃栗增压后与烷基化反应原料混合进入静态混合器的侧面进料；聚结器下部分离出的酸相返回循环栗入口 ；聚结器上部采出小部分烃相进入脱异丁烷塔，脱异丁烷塔顶得到的异丁烷循环回静态混合器，塔釜得到烷基化产物。
[0025]通常多数烷基化方法的目的是将异构烷烃(或芳烃)和轻烯烃与酸性催化剂紧密接触，反应生成烷基化产物。在石油炼制工业中，脂肪烃与烯烃的酸催化烷基化是众所周知的方法。本发明所指烷基化是指异构烷烃与烯烃在强酸催化下，产生如辛烷值高于原料、沸程为汽油范围馏分的加工过程。本发明所涉及的烷基化一般为异丁烷与c3?C 5烯烃馏分的反应，特别适用于异丁烷与碳四烯烃的反应。
[0026]所说的液体酸为浓硫酸、强酸性离子液体或以浓硫酸为主的混合酸，所说的液体酸优选采用浓度为90% -99.2%的浓硫酸和以浓硫酸为主的混合酸。
[0027]在烧基化反应方法中，酸经体积比0.8?1.5:1，优选为I?1.2:1，更优选为:1?1.1:1。本发明【具体实施方式】中，采用的含有烯烃的烷基化反应原料的典型组成可以但不限于是:丙烷 0.098%，异丁烷 39.36%，正丁烷 13.51%，异丁烯 1.39%, 1-丁烯 14.70%，顺丁烯14.92%，反丁烯16.0%，戊烷0.022%。含有烯烃组分的烷基化反应原料与装置内的循环异丁烷进行调配，得到适宜的烷烯摩尔比的烷基化反应原料进入反应器。所说的烷基化反应原料的烷烯摩尔比是指调配好的反应物料中异丁烷与烯烃组分的摩尔比值，可以为5?15:1，优选为6?12:1，更优选为8?10:1。
[0028]所说的烷基化反应原料分成一股或多股从静态混合器的不同部位进入。多股进料能够稀释进料烯烃浓度，提高产品辛烷值，例如2-10股、优选2?6股、更优选2 - 4股；如果超过股数太多，例如多于3股的进料，会造成后面进料在反应器中的停留时间不够，导致反应不完全，影响产品质量，因此，最优选为烷基化反应原料分2?3股进入静态混合器。进入静态混合器的物料方向优选为与静态混合器主流道呈垂直角度。所说的烷基化反应原料从静态混合器侧面部位进入，与静态混合器主流道中的酸烃乳液混合接触，混合物反应接触0.5-15min、优选0.5_5min后减压进入分离器，控制分离器压力为0.005-0.18MPa、优选
0.01-0.1SMPa使碳四烷烃汽化并带走反应热，分离器下部的大部分酸烃乳液经增压后循环回到静态混合器主流道；即本发明中采用了异构烷烃自蒸发的制冷方式。分离器上部分离出的气相组分进入压缩机系统，经压缩机压缩冷凝后用于冷却烷基化反应原料。分离器中部采出小部分烃相进入聚结器，聚结出的酸相返回静态混合器，烃相进入脱异丁烷塔，塔顶得到的异丁烷循环回静态混合器，塔釜得到烷基化产物。
[0029]本发明提供的烷基化反应方法，反应温度为-7?10°C。
[0030]本发明还进一步提供了适用于上述的烷基化反应方法的装置，其特征在于包括静态混合器(1)、分离器(2)、聚结器(3)、循环酸栗(4)、循环烃栗(5)、脱异丁烷塔￠)、压缩机(7)、异丁烷返回线(8)、循环酸线(9)、新鲜原料进料线(10)、混合烃排出管线(11)，气相排出线(12)，聚结酸返回线(13)，循环烃线(14)，聚结烃相返回线(15)，分离酸相返回线(16)，分离烃相采出线(17)，循环异丁烷线(18)，脱异丁烷塔进料线(19)，正丁烷采出线
(20)，烷基化产物采出线(21)。其中，所说的静态混合器⑴经管线(11)与分离器(2)连接，分离器(2)下部经分离酸相返回线(16)与酸循环栗(4)连接，分离器(2)经分离烃相采出线(17)与聚结器(3)连接，聚结器(3)下部通过聚结酸返回线与酸循环栗(4)连接，酸循环栗(4)再通过循环酸线(9)与静态混合器(I)连接，聚结器(3)中部经聚结烃相返回线(15)与循环烃栗(5)连接，循环烃栗(5)再经聚结烃相返回线(15)与新鲜原料进料线(10)连接，气体排出管(12)用于排出气相组分，气相组分经压缩机压缩冷凝后混入反应原料线(10)用于冷却烷基化反应原料、聚结器(3)中分离出的烷基化流出物经脱异丁烷塔进料线(19)进入脱异丁烷塔￠)，塔顶分出的气相异丁烷冷凝后经异丁烷返回线(18)并入新鲜原料进料线(10)，塔中上部经正丁烷采出线(20)采出正丁烷，塔釜经烷基化产物采出线(21)采出烷基化产物。
[0031]本发明提供的装置中，所说的静态混合器⑴的形式优选为选自SMX、SK或SV型的静态混合器的一种或几种混合使用。所说的聚结器(3)可以是一级或几级串联或并联混合使用，优选采用2?3级串联使用。
[0032]所说的分离器中分离出的酸烃相分别循环，酸相经循环酸栗(4)循环，烃相经聚结器(3)后由循环烃栗(5)循环。酸烃循环线优选分别采用一路循环。上述具体结构和数量可以根据反应器规模及物料性质，按本领域一般知识设计确定。
[0033]含有烯烃的碳四烷基化反应原料垂直进入静态混合器(I)的侧面部位，反应原料分多股喷入静态混合器(I)主流道与循环酸乳液发生强烈混合作用，反应一段时间后的进入分离器⑵。
[0034]在分离器⑵正常控制液面以下设置反应酸相排出口，设在分离器⑵底部，烃相排出口优选在液面中上部经分离烃相采出线(17)与聚结器(3)连接，分离器(2)下部酸相经循环酸栗(4)连接，循环酸栗(4)再通过循环酸线(9)与静态混合器(I)连接。
[0035]气体排出管(12)用于排出气相组分，气相组分经压缩机压缩冷凝后混入反应原料线(10)用于冷却烷基化反应原料。
[0036]聚结器(3)下部的酸相经聚结酸返回线(13)返回到循环酸栗入口。聚结器(3)中上部经聚结烃相返回线(15)与循环烃栗(5)连接，循环烃栗(5)再经聚结烃相返回线(15)与新鲜原料进料线(10)连接，用于稀释反应原料。
[0037]聚结器(3)顶部分离出的烷基化流出物经脱异丁烷塔进料线(19)进入脱异丁烷塔(6)，塔顶分出的气相异丁烷冷凝后经异丁烷返回线(18)并入新鲜原料进料线(10)，塔中上部经正丁烷采出线(20)采出正丁烷，塔釜经烷基化产物采出线(21)采出烷基化产物。
[0038]本发明的装置强化了烯烃在循环酸烃乳液中初始微观混合分散效果，抑制烷基化副反应的进行，从而在保证反应后产品具有高辛烷值的前提下降低了进入物料中的异丁烷的循环量，降低装置的能耗，具有很强的工业实用性。
[0039]下面结合附图对本发明的液体酸催化的异构烷烃与烯烃的烷基化反应方法方法和装置进行具体说明。
[0040]实施例中含有烯烃的烷基化反应原料(即碳四液化气)采用MTBE醚后碳四烷烃混合气，混合气中质量百分含量为丙烷0.098%、异丁烷39.36%、正丁烷13.51%、异丁烯
1.39%、1-丁烯 14.70%、顺丁烯 14.92%、反丁烯 16.0%、戊烷 0.022%。
[0041]实施例1
[0042]如图所示，本实施例提供一种以浓硫酸为烷基化催化剂的方法和装置。
[0043]烷基化催化剂浓硫酸(浓度为98.5 %，下同)和循环酸经循环酸栗4打入一组静态混合器I (苏尔寿工程机械制造有限公司SMV?型，下同)的主流道，循环烃经循环烃栗5返回到烷基化反应原料经管线10(原料线分2路)，与配制好的烷烯比为8.3:1的新鲜原料混合，垂直进入静态混合器I的侧面部位，在静态混合器中酸烃相发生强烈混合作用，使烯烃在混合物料中达到微观混合状态。均匀混合后的混合物料反应一段时间后减压进入分离器2，分离器中部分汽化的异丁烷蒸发及时取走反应热。分离器中分离出的大部分酸相经管线9由循环酸栗4打回静态混合器主流道。分离器上部经气体排出管12排出的气相组分(主要为异丁烷)经压缩机7压缩冷凝后返回到循环异丁烷线18上。控制分离器压力在
0.035MPa左右，控制静态混合器反应区的温度在2_3°C;分离器中分离出的烃相经分离烃相采出线17进入聚结器3。聚结器3下部的酸相通过循环酸线9返回到静态混合器入口，聚结器中上部的烃相经聚结烃相返回线15返回到与新鲜原料进料线上。聚结器顶部分离出的烷基化液相产物进入脱异丁烷塔6，塔顶分出的气相异丁烷冷凝后经异丁烷返回线18并入新鲜原料进料线上，塔釜经烷基化产物采出线21采出烷基化产物。
[0044]烷基化反应产物经过蒸馏脱除碳四组分，获得的烷基化油干点195°C，RON值96.31、MON 值 93.8。
[0045]实施例2
[0046]如图所示，本实施例提供的一种以浓硫酸为烷基化催化剂的方法和装置。
[0047]烷基化催化剂浓硫酸(浓度为98.5 %，下同)和循环酸经循环酸栗4打入一组静态混合器I (苏尔寿工程机械制造有限公司SMV?型，下同)的主流道，循环烃经循环烃栗5返回到烷基化反应原料经管线10(原料线分4路)，与配制好的烷烯比为9.5:1的新鲜原料混合，垂直进入静态混合器I的侧面部位，在静态混合器中酸烃相发生强烈混合作用，使烯烃在混合物料中达到微观混合状态。均匀混合后的混合物料反应一段时间后减压进入分离器2，分离器中部分汽化的异丁烷蒸发及时取走反应热。分离器中分离出的大部分酸相经管线9由循环酸栗4打回静态混合器主流道。分离器上部经气体排出管12排出的气相组分(主要为异丁烷)经压缩机7压缩冷凝后返回到循环异丁烷线18上。控制分离器压力在0.025MPa左右，控制静态混合器反应区的温度在_4°C ;分离器中分离出的烃相经分离烃相采出线17进入聚结器3。聚结器3下部的酸相通过循环酸线9返回到静态混合器入口，聚结器中上部的烃相经聚结烃相返回线15返回到与新鲜原料进料线上。聚结器顶部分离出的烷基化液相产物进入脱异丁烷塔6，塔顶分出的气相异丁烷冷凝后经异丁烷返回线18并入新鲜原料进料线上，塔釜经烷基化产物采出线21采出烷基化产物。
[0048]烷基化反应产物经过蒸馏脱除碳四组分，获得的烷基化油干点193°C，RON值96.7，MON 值 94.5。
[0049]实施例3
[0050]如图所示，本实施例提供的一种以强酸性AlCl3型离子液体为烷基化催化剂的方法和装置。
[0051]烷基化催化剂强酸性AlCl3型离子液体(浓度为95.0%，下同)和循环酸经循环酸栗4打入一组静态混合器I (苏尔寿工程机械制造有限公司SMV?型，下同)的主流道，循环烃经循环烃栗5返回到烷基化反应原料经管线10 (原料线分3路)，与配制好的烷烯比为7.5:1的新鲜原料混合，垂直进入静态混合器I的侧面部位，在静态混合器中酸烃相发生强烈混合作用，使烯烃在混合物料中达到微观混合状态。均匀混合后的混合物料反应一段时间后减压进入分离器2，分离器中部分汽化的异丁烷蒸发及时取走反应热。分离器中分离出的大部分酸相经管线9由循环酸栗4打回静态混合器主流道。分离器上部经气体排出管12排出的气相组分(主要为异丁烷)经压缩机7压缩冷凝后返回到循环异丁烷线18上。控制分离器压力在0.035MPa左右，控制静态混合器反应区的温度在2_3°C ;分离器中分离出的烃相经分离烃相采出线17进入聚结器3。聚结器3下部的酸相通过循环酸线9返回到静态混合器入口，聚结器中上部的烃相经聚结烃相返回线15返回到与新鲜原料进料线上。聚结器顶部分离出的烷基化液相产物进入脱异丁烷塔6，塔顶分出的气相异丁烷冷凝后经异丁烷返回线18并入新鲜原料进料线上，塔釜经烷基化产物采出线21采出烷基化产物。
[0052]烷基化反应产物经过蒸馏脱除碳四组分，获得的烷基化油干点199°C，RON值96.5，MON 值 93.8。
[0053]实施例4
[0054]如图所示，本实施例提供以浓硫酸和三氟甲磺酸为烷基化催化剂的方法和装置。
[0055]烷基化催化剂浓硫酸和三氟甲磺酸(浓硫酸:三氟甲磺酸=3:1，下同)和循环酸经循环酸栗4打入一组静态混合器I (苏尔寿工程机械制造有限公司SMV?型，下同)的主流道，循环烃经循环烃栗5返回到烷基化反应原料经管线10 (原料线分6路)，与配制好的烷烯比为8.5:1的新鲜原料混合，垂直进入静态混合器I的侧面部位，在静态混合器中酸烃相发生强烈混合作用，使烯烃在混合物料中达到微观混合状态。均匀混合后的混合物料反应一段时间后减压进入分离器2，分离器中部分汽化的异丁烷蒸发及时取走反应热。分离器中分离出的大部分酸相经管线9由循环酸栗4打回静态混合器主流道。分离器上部经气体排出管12排出的气相组分(主要为异丁烷)经压缩机7压缩冷凝后返回到循环异丁烷线18上。控制分离器压力在0.06MPa左右，控制静态混合器反应区的温度在1°C ;分离器中分离出的烃相经分离烃相采出线17进入聚结器3。聚结器3下部的酸相通过循环酸线9返回到静态混合器入口，聚结器中上部的烃相经聚结烃相返回线15返回到与新鲜原料进料线上。聚结器顶部分离出的烷基化液相产物进入脱异丁烷塔6，塔顶分出的气相异丁烷冷凝后经异丁烷返回线18并入新鲜原料进料线上，塔釜经烷基化产物采出线21采出烷基化产物。
[0056]烷基化反应产物经过蒸馏脱除碳四组分，获得的烷基化油干点196°C，RON值96.3.0，MON 值 93.7。
[0057]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种液体酸催化的异构烷烃与烯烃的烷基化反应方法，其特征在于，将烷基化反应原料从静态混合器的侧面分一股或多股进料进入，与静态混合器主流道中的酸烃乳液混合接触0.2-15min后经减压进入分离器，控制分离器压力为0.005-0.18MPa使其中的碳四烷烃汽化并带走反应热，分离器下部的酸相经循环酸栗增压后循环回到静态混合器主流道；分离器上部分离出的气相组分进入压缩机系统，经压缩机压缩冷凝后用于冷却烷基化反应原料；分离器中部分离出的烃相进入聚结器，聚结器分离出的烃相大部分经循环烃栗增压后与烷基化反应原料混合进入静态混合器的侧面进料；聚结器下部分离出的酸相返回循环栗入口 ；聚结器上部采出小部分烃相进入脱异丁烷塔，脱异丁烷塔顶得到的异丁烷循环回静态混合器，塔釜得到烷基化产物。2.按照权利要求1的方法，适用于异丁烷与C3-C5烯烃馏分的烷基化反应。3.按照权利要求1的方法，适用于异丁烷与碳四烯烃的烷基化反应。4.按照权利要求1的方法，其中，所说的烷基化反应原料，其烷烯摩尔比为5?15:1。5.按照权利要求1的方法，其中，所说的烷基化反应原料，其烷烯摩尔比为6?12:1。6.按照权利要求1的方法，其中，所说的烷基化反应原料，其烷烯摩尔比为8?10:1。7.按照权利要求1的方法，其中，所说的烷基化反应原料与静态混合器主流道中的酸烃乳液混合接触，时间为0.5-5min。8.按照权利要求1的方法，其中，所说的分离器的操作压力为0.01-0.18MPa。9.按照权利要求1的方法，反应温度为-7?10°C。10.按照权利要求1的方法，其中，所说的液体酸为浓硫酸、强酸性离子液体或以浓硫酸为主的混合酸。11.按照权利要求1的方法，其中，所说的烷基化反应原料从静态混合器的侧面分2?10股进料。12.按照权利要求1的方法，其中，所说的烷基化反应原料从静态混合器的侧面分2?6股进料。13.按照权利要求11的方法，其中，所说的烷基化反应原料从静态混合器的侧面分2?3股进料。14.按照权利要求1的方法，其中，所说的液体酸采用浓度为90%-99.2%的浓硫酸和以浓硫酸为主的混合酸。15.按照权利要求1的方法，其中，分离器中汽化的碳四烷烃经压缩冷凝后混入烷基化反应原料循环使用作为补充原料以及作为冷剂。16.一种用于权利要求1的反应方法的装置，其特征在于包括静态混合器(I)、分离器(2)、聚结器(3)、循环酸栗(4)、循环烃栗(5)、脱异丁烷塔￠)、压缩机(7)、异丁烷返回线(8)、循环酸线(9)、新鲜原料进料线(10)、混合烃排出管线(11)，气相排出线(12)，聚结酸返回线(13)，循环烃线(14)，聚结烃相返回线(15)，分离酸相返回线(16)，分离烃相采出线(17)，循环异丁烷线(18)，脱异丁烷塔进料线(19)，正丁烷采出线(20)，烷基化产物采出线(21)，其中，所说的静态混合器(I)经管线(11)与分离器(2)连接，分离器(2)下部经分离酸相返回线(16)与酸循环栗(4)连接，分离器(2)经分离烃相采出线(17)与聚结器(3)连接，聚结器(3)下部通过聚结酸返回线与酸循环栗(4)连接，酸循环栗(4)再通过循环酸线(9)与静态混合器(I)连接，聚结器(3)中部经聚结烃相返回线(15)与循环烃栗(5)连接，循环烃栗(5)再经聚结烃相返回线(15)与新鲜原料进料线(10)连接，气体排出管(12)用于排出气相组分，气相组分经压缩机压缩冷凝后混入反应原料线(10)用于冷却烷基化反应原料、聚结器(3)中分离出的烷基化流出物经脱异丁烷塔进料线(19)进入脱异丁烷塔(6)，塔顶分出的气相异丁烷冷凝后经异丁烷返回线(18)并入新鲜原料进料线(10)，塔中上部经正丁烷采出线(20)采出正丁烷，塔釜经烷基化产物采出线(21)采出烷基化产物。17.按照权利要求16的反应装置，其中，所说的静态混合器的形式为选自Kenics、SMX、SV、SH、SK、SX、SL、东利Hi型之一的静态混合器形式。18.按照权利要求16的反应装置，其中，所说的混合器选自SMX、SK或SV型的静态混合器的一种或几种混合使用。19.按照权利要求16的反应装置，其中，所说的聚结器可以是一级或几级串联或并联混合使用。20.按照权利要求16的装置，其中，所说的分离器中分离出的酸烃相分别循环，酸相经循环酸栗(4)循环，烃相经聚结器(3)后由循环烃栗(5)循环。21.按照权利要求16的装置，循环酸和循环烃分别设置一路。
【文档编号】C07C2/62GK106032349SQ201510124436
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月20日
【发明人】董明会, 温朗友, 宗保宁, 慕旭宏, 喻惠利, 俞芳, 郜亮, 夏玥穜
【申请人】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