一种异构烷烃与烯烃的烷基化方法及其装置的制造方法_2

文档序号:9341826阅读:来源:国知局
-5、ZCM-22、USY、MCM-41、β -分子筛、丝光沸石及其改性分子筛。
[0032]所述的固体超强酸催化剂是指以金属氧化物Zr02、1102和Fe 203为母体,加入其他金属或氧化物,形成的多组元固体超强酸;以及引入稀土元素改性;引入特定的分子筛及纳米级金属氧化物等形成固体超强酸。
[0033]为了保证催化剂在微反应器中的可流动性,使其能在反应液中流动,形成气-液-固浆状流,并具有很好的催化活性,优选地,所述固体酸烷基化催化剂的颗粒小于20 μm,且在烷烃溶液中形成固含量小于25%的悬浮浆液。
[0034]为了使异构烷烃和烯烃更充分的反应,优选地,所述异构烷烃和烯烃的烷烯比为3-50:1 ;反应空速为 1.1-1.3h 1O
[0035]为了更好的将反应后的催化剂进行高效回收,并使回收后的催化剂保持很好的活性,进一步地,反应后的催化剂再生处理后重新进入微反应器中,所述再生处理采用超临界萃取的方式进行;
[0036]所述超临界萃取的操作条件为:温度135_150°C,压力3.7-4.0MPa,萃取溶剂为异构烷烃,催化剂与萃取溶剂的混合比例为1:3-4,萃取时间为5-100分钟。
[0037]进一步地,对所述超临界萃取脱除下来的烯烃聚合物进行分馏,分馏得到烯烃聚合物收集,分馏得到的萃取剂回收利用。
[0038]本发明提供的异构烷烃与烯烃的烷基化方法,是一种连续固体酸催化剂烷基化反应再生工艺,不仅可以保持催化剂的活性和选择性好,而且寿命也得到有效延长,同时反应可以在较低烷/烯比条件下进行,不需要氢气再生;反应时间短,可以有效地解决快速失活催化剂的再生问题,由于反应再生系统条件较为接近,工艺系统能耗低,有利于连续操作,也可以实现工艺的快速放大及工业化应用。
[0039]本发明还提供了实施上述方法的装置,包括:
[0040]微反应器组:由多个微反应器串联组成微反应器组,用于异构烷烃和烯烃在催化剂的作用下发生反应;
[0041]闪蒸罐:用于反应产物的分离;
[0042]烷基化油储罐:用于盛装目标反应产物;
[0043]其中,所述微反应器组的出口与闪蒸罐的入口连接,所述闪蒸罐的出口分别与所述烷基化油储罐的入口和所述微反应器组的入口连接。
[0044]本发明提供的装置,微反应器组的反应产物通过管线进入闪蒸罐中进行分离,分离后的各物质通过不同的管线通入不同的设备,其中,目标反应产物流入烷基化油储罐,未反应的反应物和催化剂流入微反应器组重新进行反应。实现连续化生产,效率高,并且整个过程无废物排出,节能环保。
[0045]其中,闪蒸罐将气体液体分离,气体从罐顶部排出,目标反应产物为液体进入烷基化油储罐,催化剂为固体,也分离开来。
[0046]为了便于控制反应物的量,同时,为了使闪蒸罐更好的分离,进一步地,所述装置还包括用于异构烷烃与催化剂混合的混合罐,所述混合罐的出口与所述微反应器组的入口连接;
[0047]所述微反应器组与所述闪蒸罐之间还设置有缓冲罐。
[0048]微反应器组中反应后的产物均排出至缓冲罐,缓冲罐根据闪蒸罐的需求,分批将产物定量流入闪蒸罐,以使闪蒸罐更好的将产物进行分离。
[0049]优选地,所述混合罐的入口与所述闪蒸罐的出口连接;
[0050]所述混合罐与所述闪蒸罐之间设置有分管线,所述分管线上设置有用于催化剂再生的再生器;
[0051]所述再生器的出口连接有分馏罐,所述分馏罐连接柴油储罐。
[0052]本发明提供的反应中,催化剂失活较慢,一般不需要对每次的全部催化剂进行再生处理,故有部分催化剂可以直接返回烷烃和催化剂混合的混合罐中,进行再次催化反应,余下的催化剂则进入再生器中脱附再生。催化剂再生及再生量的比例根据催化剂的活性、转化率、选择性状况进行调节。另外,根据状况,有时可以将全部催化剂直接返回混合罐中进行催化反应。
[0053]闪蒸罐分离后的催化剂的全部或一部分,在少部分未反应的反应物的推动下,经管线进入再生器中进行脱附再生;再生器中得到的再生后的催化剂进入混合罐中;同时,闪蒸罐分离后的催化剂也可以直接进入混合罐中;再生器中萃取脱除下来的烯烃聚合物(焦炭前身物),经管线进入分馏罐,实现萃取剂与烯烃聚合物的分离,这些烯烃聚合物是良好的柴油调和组分,送入柴油储罐,收集后可再送入柴油加氢装置或直接作为柴油调和组分出厂,分馏出来的萃取剂经管线返回再生器反应。
[0054]进一步地,所述微反应器组的数目为I个以上,所述微反应器组之间并联;
[0055]每个所述微反应器组中的微反应器的数目为I个以上。
[0056]优选地,所述微反应器组的数目为1-50个。
[0057]优选地,每个所述微反应器组中的微反应器的数目为1-10个。
[0058]烯烃如丁烯原料液体在每个微反应器组中串联的单个微反应器中按照一定比例分配,与微反应器中的异构烷烃进行反应,控制反应条件。提高反应过程的选择性,减少副反应的发生。
[0059]每个微反应器组可以由多个微反应器串联组成,串联的微反应器个数可以是I个,2个,3个,……η个(η = 10),微反应器组的个数可以是I个,也可以是2个,4个,3个,4个,5个……50个等等。
[0060]本发明不限定微反应器的形式,只要可以允许固体微粒在反应器内流动即可以,即允许气液固三相均可以流动即可以使用。
[0061]与现有技术相比,本发明的有益效果为:
[0062](I)本发明提供的异构烷烃与烯烃的烷基化方法,在微反应器中以特定的反应条件进行反应,反应快速,反应时间大大缩短,且提高了设备的安全性和反应过程的选择性,避免副反应的发生;反应后得到的未反应的反应物和催化剂可以重复利用,无废物产生,节约成本,防止污染。
[0063](2)本发明提供的异构烷烃与烯烃的烷基化方法,其中的微反应器可以串联多个,微反应器组可由多个微反应器组并联而成,可通过控制条件同时进行反应,省略了扩大反应的研发开支,进一步节约了成本。
[0064](3)本发明还特定限制了催化剂的种类以及参数,以利于连续化生产。
[0065](4)本发明还限制了异构烷烃和烯烃的烷烯比,以及通入的速度,以使异构烷烃和烯烃更充分、更有效的反应。
[0066](5)本发明还提供了催化剂的超临界萃取再生条件,催化剂再生操作简单,催化剂回收效率高,并使回收后的催化剂保持很好的活性。
[0067](6)本发明还提供了实施异构烷烃与烯烃的烷基化方法的装置,实现连续化生产,效率高,并且整个过程无废物排出,节能环保。
【附图说明】
[0068]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0069]图1为本发明实施例提供的实施烷基化方法的装置的示意图;
[0070]图2为本发明实施例提供的微反应器组的示意图;
[0071]附图标记:
[0072]2-混合罐;5_微反应器组;7_缓冲罐;9_闪蒸罐;13-再生器;17-烷基化油储罐;18-分馏罐;20_柴油储罐;22_催化剂罐;511-514为微反应器;1、3、4、6、8、10-12、14-16、19、21、23均为管线;31为管线3的分支管线;41_44为管线4的分支管线。
【具体实施方式】
[0073]下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售获得的常规产品。
[0074]实施例1
[0075]异构烷烃与烯烃的烷基化方法,步骤如下:
[0076]异构烷烃与固体Y型分子筛组成的催化剂混合后通入微反应器中,同时通入烯烃,异构烷烃和烯烃的烷烯比为3:1,反应空速为1.1h S
[0077]固体Y型分子筛催化剂的颗粒小于20 μπι,且在烷烃溶液中形成固含量小于25%的悬浮浆液;
[0078]控制微反应器的反应条件为:反应温度100°C,反应压力1.5MPa ;
[0079]反应后的产物分离,分别得到目标反应产物、未反应的反应物和催化剂;
[0080]未反应的反应物直接通入微反应器中继续反应;
[0081]催化剂经超临界萃取后,重新与异构烷烃混合,然后再通入微反应器中进行反应;
[0082]其中,超临界萃取的反应条件为:温度135°C,压力4.0MPa,萃取溶剂为异构烷烃,催化剂与萃取溶剂的混合比例为1:3,萃取时间为30分钟;
[0083]对超临界萃取脱除下来的烯烃聚合物进行分馏,分馏得到烯烃聚合物收集,分馏得到的萃取剂回收利用。
[0084]本发明提供的异构烷烃与烯烃的烷基化方法,在微反应器中进行反应,反应温度的控制范围的升降幅度由硫酸法的2_15°C变为0.5_2°C,反应稳定快速,烯烃的空速由0.3h 1提高到1.1h \反应时间大大缩短,生产效率提高了 62%,且提高了设备的安全性和反应过程的选择性,避免副反应的发生;反应后得到的未反应的反应物和催化剂可以重复利用,节约成本;整个反应过程连续化生产,无废物产生,节能环保。
[0085]实施例2
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