一种液体酸烷基化反应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油加工行业炼油装置所用的一种液体酸烷基化反应器。
【背景技术】
[0002]低碳烯烃和异烷烃在酸催化作用下生成高辛烷值烷基化油，是理想的汽油调和组分。烷基化反应原料低碳烯烃和异烷烃与液体酸催化剂的溶解性较差，特别是异烷烃和液体酸催化剂很难相溶。尽管低碳烯烃与液体酸催化剂的溶解性相比于异烷烃稍好些，但是在10°C以上、液体酸催化作用下，烯烃很容易聚合成C12以上的高聚物。此外，烷基化反应还是放热反应，如果反应温度控制不当，就会加剧烯烃聚合的副反应发生，严重影响烷基化油产品质量。因此，液体酸烷基化工艺必须既要实现酸烃两相充分混合，还要保证烷基化反应在恒定较低的温度下进行。
[0003]专利说明书US3，759，318公开了一种卧式搅拌反应器。反应原料进到反应器叶轮处，在叶轮的强力搅拌下形成酸烃乳化液。乳化液与反应区内部的换热管束接触，换热管束的冷却介质取走烷基化反应热。Stratco卧式搅拌反应器已大量工业化，但是单个反应器的规模有限，扩大生产规模只能依靠反应器数量的增加；反应器的酸耗较高，生产的大量废酸带来了很大的环保压力；反应产物需要酸洗、碱洗以及水洗等精制过程，工艺流程复杂。
【实用新型内容】
[0004]为了解决现有技术存在的反应器酸耗高、废酸量大、环保压力大及工艺复杂等技术问题，本实用新型提供了一种液体酸烷基化反应器，该烷基化反应器具有结构简单、操作弹性大，酸烃分布均匀等特点，适用于异烷烃和低碳烯烃在液体酸催化剂作用下生成高辛烷值烷基化油的反应。
[0005]本实用新型提供的液体酸烷基化反应器呈卧式，是一种卧式液体酸烷基化反应器，主要由反应器壳体、分布器、聚结填料、酸相入口、烃相入口和产物出口组成；分布器和聚结填料位于反应器壳体内，酸相入口与聚结填料之间的空间以及聚结填料内部均充满液体酸，分布器浸泡于液体酸内并靠近聚结填料；分布器上设有十字形喷头，十字形喷头方向正对聚结填料的径向截面。
[0006]所述分布器包括进料总管和支管，所述支管均匀对称排列在进料总管两侧，与进料总管相连通，支管与进料总管在同一平面上，此平面平行于反应器径向截面，支管上连通连接管，连接管与十字形喷头相连通；十字形喷头由两根十字交叉且相互贯通的喷头管和4个带旋拧喷嘴的独立喷头组成，喷头管呈U形，独立喷头设在喷头管的两末端，每个独立喷头上设旋拧喷嘴；连接管分别垂直于支管与进料总管所在平面及两根十字交叉的喷头管所在平面。
[0007]所述连接管由支管上等间距排布引出，十字形喷头沿支管轴向以一根喷头管与支管轴向相平行的方式及两根喷头管均与支管轴向成45°角交叉的方式交替排布，或者十字形喷头沿支管轴向仅以两根喷头管均与支管轴向成45°角交叉的方式排布。
[0008]所述十字形喷头的独立喷头与旋拧喷嘴之间通过螺旋丝口连接，通过旋拧喷嘴的松紧调节通过喷头的烃相流量大小，分布器所有旋拧喷嘴的嘴口总面积等于烃相进料总管横截面积；分布器安装前，通过水力学实验调节喷嘴松紧使整个分布器喷嘴流量一致。
[0009]与现有烷基化技术相比，本实用新型的优势在于:①烃相在接近聚结填料的地方均匀分布到酸相后即迅速进入填料中，避免了以往工艺中已混合均匀的酸烃相在反应器封头内重新沉降分离，无法均匀进入聚结填料段；②分布器喷头采用可调喷嘴，保证了整个分布器喷嘴喷射出的烃相均匀分布到酸相中。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的液体酸烷基化反应器的结构示意图:
[0011]图2为图1中分布器的十字形喷头以两种方式交替排布时的A-A向示意图；
[0012]图3为图1中分布器的十字形喷头仅以一种方式排布时的A-A向示意图；
[0013]图4为十字形喷头的结构示意图。
[0014]图中:1_反应器壳体，2-分布器，3-聚结填料，4-酸相入口，5-产物出口，6-烃相入口，7-十字形喷头，8-进料总管，9-支管，10-连接管，11-喷头管，12-旋拧喷嘴。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。
[0016]如图1所示，本实用新型的液体酸反应器呈卧式，主要由反应器壳体1、分布器2、聚结填料3、酸相入口 4、烃相入口 6和产物出口 5组成；分布器2和聚结填料3安装在反应器壳体I内，酸相入口 4与聚结填料3之间的空间以及聚结填料3内部均充满液体酸；分布器2浸泡于液体酸内，设于聚结填料3的左侧并靠近聚结填料3，分布器2与聚结填料3之间的距离d为200?500mm ;分布器2上设置有十字形喷头7，十字形喷头方向正对聚结填料3的径向截面。
[0017]如图2?3所示，所述分布器整体呈圆盘状，包括I根进料总管8和I?20根支管9，支管9均匀对称排列在进料总管8两侧，与进料总管8相连通，支管9与进料总管8在同一平面上，此平面平行于反应器径向截面，每根支管9上连通I?10根连接管10 (见图4)，连接管10沿支管9轴向等间距同向排布，每根连接管10与I个十字形喷头7相连通。
[0018]如图4所示，每个十字形喷头7由两根十字交叉且相互贯通的喷头管11和4个带旋拧喷嘴12的独立喷头组成，喷头管11呈U形，独立喷头设在喷头管11的两末端，每个独立喷头上设旋拧喷嘴12。连接管10分别垂直于支管9与进料总管8所在平面及两根十字交叉的喷头管11所在平面。
[0019]图2?3同时也给出了十字形喷头7沿支管9轴向的排布方式。在图2中，十字形喷头7沿支管9轴向以一根喷头管与支管轴向相平行的方式及两根喷头管均与支管轴向成45°角交叉的方式交替排布；在图3中，十字形喷头7沿支管9轴向仅以两根喷头管均与支管轴向成45°角交叉的方式排布。
[0020]本实用新型的液体酸反应器操作时，液体酸催化剂从酸相入口 4进入反应器内，充满酸相入口 4与聚结填料3之间的空间以及聚结填料3内部空间；反应原料异烷烃和低碳烯烃的烃相混合物由烃相入口 6进入分布器2，经进料总管8、支管9、连接管10，最后由十字形喷头11上的旋拧喷嘴12以雾化状态均匀喷入聚结填料3内部的液体酸中，与液体酸接触反应，反应后的物料从产物出口 5排出。反应原料经进料总管8和支管9的一级初分布及十字形喷头11的二级分布后，能均匀的分布到液体酸中，同时由于十字形喷头11靠近聚结填料3，喷出的原料与液体酸混合乳化后直接喷射到聚结填料3上，从而避免酸烃沉降分离。所述烃相混合物可以为异丁烷和丙烯、丁烯或戊烯中的一种或一种以上的混合物。
【主权项】
1.一种液体酸烷基化反应器，呈卧式，主要由反应器壳体、分布器、聚结填料、酸相入口、烃相入口和产物出口组成；其特征在于:分布器和聚结填料位于反应器壳体内，酸相入口与聚结填料之间的空间以及聚结填料内部均充满液体酸，分布器浸泡于液体酸内并靠近聚结填料；分布器上设有十字形喷头，十字形喷头方向正对聚结填料的径向截面。
2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于:所述分布器包括进料总管和支管，所述支管均匀对称排列在进料总管两侧，与进料总管相连通，支管与进料总管在同一平面上，此平面平行于反应器径向截面，支管上连通连接管，连接管与十字形喷头相连通。
3.根据权利要求2所述的反应器，其特征在于:所述十字形喷头由两根十字交叉且相互贯通的喷头管和4个带旋拧喷嘴的独立喷头组成，喷头管呈U形，独立喷头设在喷头管的两末端，每个独立喷头上设旋拧喷嘴；所述连接管分别垂直于支管与进料总管所在平面及两根十字交叉的喷头管所在平面。
4.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于:所述连接管由支管上等间距排布引出，十字形喷头沿支管轴向以一根喷头管与支管轴向相平行的方式及两根喷头管均与支管轴向成45°角交叉的方式交替排布，或者十字形喷头沿支管轴向仅以两根喷头管均与支管轴向成45°角交叉的方式排布。
5.根据权利要求4所述的反应器，其特征在于:所述十字形喷头的独立喷头与旋拧喷嘴之间通过螺旋丝口连接。
6.根据权利要求1?5所述的任一反应器，其特征在于:所述分布器与聚结填料之间的距离为200?500mm。
7.根据权利要求1?5所述的任一反应器，其特征在于:所述分布器整体呈圆盘状，包括I根进料总管和I?20根支管，每根支管上连通I?10根连接管，每根连接管与I个十字形喷头相连通。
8.根据权利要求6所述的反应器，其特征在于:所述分布器整体呈圆盘状，包括I根进料总管和I?20根支管，每根支管上连通I?10根连接管，每根连接管与I个十字形喷头相连通。
【专利摘要】本实用新型公开了一种液体酸烷基化反应器，呈卧式，主要由反应器壳体、分布器、聚结填料、酸相入口、烃相入口和产物出口组成；分布器和聚结填料位于反应器壳体内，酸相入口与聚结填料之间的空间以及聚结填料内部均充满液体酸，分布器浸泡于液体酸内并靠近聚结填料；分布器上设有十字形喷头，十字形喷头方向正对聚结填料的径向截面。该烷基化反应器具有结构简单、操作弹性大，酸烃分布均匀等特点，适用于异烷烃和低碳烯烃在液体酸催化剂作用下生成高辛烷值烷基化油的反应。
【IPC分类】B01J14-00, B01J19-26, C10G50-00
【公开号】CN204564158
【申请号】CN201520191136
【发明人】李网章, 陈曦
【申请人】中石化洛阳工程有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月1日