改造hf烷基化單元用于離子液體催化烷基化方法
【專利摘要】將HF烷基化單元轉(zhuǎn)變成配置用于實(shí)施離子液體催化烷基化方法的離子液體烷基化系統(tǒng)的方法，該方法可包括將配置用于離子液體催化烷基化的至少一個(gè)組件連接到所述HF烷基化單元的至少一個(gè)組件上，其中所述HF烷基化單元的至少一個(gè)組件被保留、改進(jìn)或改造以用于所述離子液體烷基化系統(tǒng)中。也公開了衍生自現(xiàn)有的或之前的HF烷基化單元的離子液體烷基化系統(tǒng)。
【專利說明】改造HF烷基化單元用于離子液體催化烷基化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及改造HF烷基化單元用于離子液體催化烷基化方法。
[0002]背景
[0003]氫氟酸(HF)在傳統(tǒng)的工業(yè)方法中用作催化劑，來實(shí)現(xiàn)例如芳烴和烯烴的烷基化反應(yīng)的反應(yīng)，包括用于生產(chǎn)高辛烷值汽油、餾分油和潤滑基礎(chǔ)油的煉油工藝。例如與HF的揮發(fā)性相關(guān)的HF的危害，是有據(jù)可查的。使用添加劑來降低HF的揮發(fā)性是昂貴的且不消除在裝置中對(duì)大量HF的需求。同時(shí)，開發(fā)更安全、替代性的催化劑的努力已經(jīng)遇到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。將HF烷基化單元轉(zhuǎn)變成使用硫酸(H2SO4)作為催化劑需要顯著增加的資本和操作費(fèi)用，且同時(shí)引入了與高腐蝕性濃H2SO4相關(guān)的危害。此外，固體烷基化催化劑已被證明由于快速結(jié)垢和失活難以商業(yè)化。
[0004]圖1是示意性地表示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的HF烷基化單元10的框圖。HF烷基化單元10可包括烴進(jìn)料線13、包含烴注入噴嘴的HF烷基化反應(yīng)器16、連接到HF反應(yīng)器16的用于將HF/烴混合物分離成烴相和HF相的酸沉降器18。所述HF相以經(jīng)由HF換熱器20再循環(huán)到HF反應(yīng)器16中。在更加緊湊的設(shè)計(jì)中，所述換熱器可以位于所述HF反應(yīng)器的內(nèi)部。
[0005]將所述HF的一部分送入到HF再生單元22中，然后所述再生的HF與所述HF再循環(huán)料流混合。單元10還可包括用于分餾所述烴相的分餾單元24，和用于處理來自分餾單元24的餾分以提供一種或多種產(chǎn)物的產(chǎn)物處理單元26。在一些案例中，現(xiàn)有技術(shù)的HF烷基化單元可包括用于處理到HF反應(yīng)器16中的烴進(jìn)料的進(jìn)料處理單元12。
[0006]授予Peterson等 人的美國專利號(hào)5284990中公開了將HF烷基化單元轉(zhuǎn)變?yōu)镠F烷基化單元的方法。出于所有目的，將所述‘990專利的公開內(nèi)容通過引用作為整體并入到本文中。
[0007]在烷基化方法中對(duì)于替代性的催化體系來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的HF和H2SO4催化劑的探索已被學(xué)術(shù)和工業(yè)機(jī)構(gòu)的不同的團(tuán)隊(duì)研究。到目前為止，還沒有實(shí)施該方法的可行的替代性催化劑被商業(yè)化。
[0008]最近在用金屬鹵化物離子液體催化劑作為冊(cè)和&504催化劑的替代物方面有相當(dāng)大的興趣。作為例子，在授予Timken等人的美國專利號(hào)7432408中公開了離子液體催化的異鏈烷烴與烯烴的烷基化。此外，授予Elomari等人的美國專利號(hào)7572943公開了離子液體催化的烯烴的低聚反應(yīng)和所得到的低聚物與異鏈烷烴的烷基化來生成烷基化的烯烴低聚物。
[0009]PCT公布號(hào)W02011/015664中公開了將HF和H2SO4烷基化單元改進(jìn)為離子液體烷基化單元的方法，其中提供一個(gè)或多個(gè)旋流分離器單元來促進(jìn)離子液體與烴的分離。
[0010]劉等人(石油天然氣雜志(2006) 104卷，40期)描述了翻新HF烷基化單元用于混合離子液體催化烷基化，這通過改造所述沉降器的內(nèi)部構(gòu)件以強(qiáng)化所述混合離子液體與烷基化物汽油的分離且通過提供緩沖罐來實(shí)現(xiàn)，其中所述混合離子液體從緩沖罐中再循環(huán)到STRATC0? (連續(xù)攪拌釜式)反應(yīng)器中。
[0011]需要將現(xiàn)有的HF烷基化單元有效地且成本有效地轉(zhuǎn)變成適合離子液體催化烷基化方法的離子液體烷基化系統(tǒng)。
[0012]發(fā)明概述
[0013]在本發(fā)明的實(shí)施方案中，提供了將HF烷基化單元轉(zhuǎn)變成離子液體烷基化系統(tǒng)的方法，所述方法包括提供包含離子液體烷基化反應(yīng)器的離子液體專用子系統(tǒng)；和將所述離子液體專用子系統(tǒng)的至少一個(gè)組件連接到所述HF烷基化單元的至少一個(gè)組件。
[0014]在另一實(shí)施方案中，提供了將HF烷基化單元轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子液體烷基化系統(tǒng)的方法，所述HF烷基化單元包含分餾單元，且所述方法包括提供離子液體烷基化反應(yīng)器和離子液體聚結(jié)器，將所述離子液體烷基化反應(yīng)器連接到用于進(jìn)料至少一種烴進(jìn)料到所述離子液體烷基化反應(yīng)器中的至少一條烴進(jìn)料線上，且將所述離子液體聚結(jié)器連接到所述分餾單元。
[0015]根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施方案，提供了將HF烷基化單元轉(zhuǎn)變成離子液體烷基化系統(tǒng)的方法，所述HF烷基化單元包含分餾單元，且所述方法包括提供為離子液體催化烷基化反應(yīng)而配置的離子液體烷基化反應(yīng)器；所述離子液體烷基化反應(yīng)器具有與其以流體連通的離子液體/烴注入單元；將至少一種烴進(jìn)料線連接到所述離子液體/烴注入單元用于將至少一種烴進(jìn)料進(jìn)料到所述離子液體烷基化反應(yīng)器中；提供離子液體/烴分離單元；將所述離子液體/烴分離單元連接到所述離子液體烷基化反應(yīng)器，其中配置所述離子液體/烴分離單元用于將所述離子液體烷基化反應(yīng)器的烷基化反應(yīng)器流出物分離成包含離子液體催化劑的離子液體相和包含烷基化物的烴相；且將所述離子液體/烴分離單元連接到所述分餾單元用于將所述烴相的至少一部分進(jìn)料到所述分餾單元。
[0016]在仍然進(jìn)一步的實(shí)施方案中，提供了衍生自具有分餾單元的現(xiàn)有HF單元的離子液體烷基化系統(tǒng)，所述離子液體烷基化系統(tǒng)包括為離子液體催化烷基化反應(yīng)配置的離子液體烷基化反應(yīng)器；離子液體/烴分離單元，其與所述離子液體烷基化反應(yīng)器以流體連通，其中配置所述離子液體/烴分離單元用于將所述離子液體烷基化反應(yīng)器的烷基化反應(yīng)器流出物分離成烴相和離子液體相；且所述離子液體烷基化系統(tǒng)還包括所述分餾單元，其中所述分餾單元與所述離子液體/烴分離單元以`流體連通。
[0017]本文中所用的術(shù)語“包含(comprising)”和“包括(comprises) ”意味著包含遵循那些術(shù)語所確定的已提及的要素或步驟，但并不一定排除其他未提及的要素或步驟。
[0018]附圖簡述
[0019]圖1是示意性地表示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的氫氟酸(HF)烷基化單元的框圖。
[0020]圖2示意性地表示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的轉(zhuǎn)變后的離子液體催化烷基化系統(tǒng)；
[0021]圖3示意性地表示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案的離子液體烷基化系統(tǒng)的子系統(tǒng)；和
[0022]圖4示意性地表示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案的用于離子液體催化烷基化系統(tǒng)的離子液體催化劑/烴分離單元。
[0023]發(fā)明詳述
[0024]離子液體催化劑可用于一系列烴類轉(zhuǎn)變反應(yīng)，包括用于生產(chǎn)烷基化物汽油調(diào)和組分、餾分油、潤滑油等的烷基化反應(yīng)。傳統(tǒng)的HF烷基化單元本身不適合于進(jìn)行離子液體催化烷基化方法。然而，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，傳統(tǒng)的HF烷基化單元的一種或多種組件可以用于，或經(jīng)改造用于，離子液體烷基化系統(tǒng)和方法中。[0025]在實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了將現(xiàn)有的HF烷基化單元轉(zhuǎn)變成配置用于有效地完成離子液體催化烷基化方法的離子液體烷基化系統(tǒng)的方法。這樣的裝置轉(zhuǎn)變?cè)陔x子液體催化烷基化方法的商業(yè)化過程中可以是非常成本有效的。在另一實(shí)施方案中，提供了衍生自傳統(tǒng)的、現(xiàn)有的或者之前的HF烷基化單元的離子液體烷基化系統(tǒng)。
[0026]與本文同日申請(qǐng)的共同轉(zhuǎn)讓的題目為“改造硫酸烷基化單元用于離子液體催化烷基化方法”的美國專利申請(qǐng)的公開內(nèi)容，通過引用作為整體并入本文中。
[0027]離子液體催化方法的原料
[0028]在實(shí)施方案中，離子液體催化的烴轉(zhuǎn)化方法的原料可包括在煉油廠、氣變液轉(zhuǎn)化裝置、煤液化轉(zhuǎn)化裝置或者在石腦油裂化裝置、中間餾分裂化裝置、或石蠟裂化裝置中的各種烴料流，包括FCC尾氣、FCC輕石腦油、焦化設(shè)備尾氣、焦化設(shè)備石腦油、氫化裂解設(shè)備石腦油等。在實(shí)施方案中，這樣的料流可包含異鏈烷烴和/或烯烴。
[0029]含烯烴料流的例子包括FCC尾氣、焦化設(shè)備氣、烯烴復(fù)分解單元尾氣、聚烯烴汽油單元尾氣、甲醇變烯烴單元尾氣、FCC輕石腦油、焦化設(shè)備輕石腦油、費(fèi)-托單元冷凝物和裂化的石腦油。一些含烯烴料流可包含選自乙烯、丙烯、丁烯、戊烯直至Cltl烯烴的兩種或更多種烯烴。例如，在美國專利號(hào)7572943中進(jìn)一步描述這些含烯烴料流，通過引用將其公開內(nèi)容作為整體并入本文中。
[0030]含有異鏈烷烴的料流的例子包括但不限于FCC石腦油、氫化裂解設(shè)備石腦油、焦化設(shè)備石腦油、費(fèi)-托單元冷凝物和裂化石腦油。這些料流可包含兩種或更多種異鏈烷烴的混合物。在子 實(shí)施方案中，用于離子液體催化方法的異鏈烷烴進(jìn)料可包含異丁烷，其可從例如氫化裂解單元、丁烷異構(gòu)化單元或可購買得到。
[0031]在實(shí)施方案中，進(jìn)料中的烯烴和異鏈烷烴可參與離子液體催化的異鏈烷烴-烯烴的烷基化反應(yīng)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，進(jìn)料中的烯烴當(dāng)和離子液體催化劑在烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中接觸時(shí)可進(jìn)行低聚反應(yīng)，離子液體催化的烯烴低聚反應(yīng)可在與離子液體催化的烯烴-異鏈烷烴的烷基化相同或相似的條件下發(fā)生。例如在共同轉(zhuǎn)讓的都授權(quán)給Elomari等的美國專利號(hào)7572943和7576252中公布了離子液體催化的烯烴低聚反應(yīng)和烯烴-異鏈烷烴烷基化，通過引用將其公開內(nèi)容作為整體并入本文中。
[0032]將HF烷基化單元轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子液體烷基化系統(tǒng)的方法
[0033]傳統(tǒng)的HF烷基化單元在之前的圖1中示意性地表示出來。這樣的現(xiàn)有或之前的HF烷基化單元其中可包括:HF反應(yīng)器、位于所述HF反應(yīng)器下游的HF沉降器和位于所述HF沉降器下游的分餾單元。由于各種原因，例如由于所述離子液體催化劑在物理和化學(xué)性質(zhì)上的不同、在烷基化反應(yīng)器中的最佳的工藝條件和離子液體催化烷基化工藝要求的不同，傳統(tǒng)的HF烷基化單元本身不適合于離子液體催化烷基化方法的商業(yè)化。然而，已有的HF烷基化單元可以轉(zhuǎn)變成配置用于有效地實(shí)施離子液體催化烷基化工藝的離子液體催化烷基化系統(tǒng)。所述離子液體催化烷基化系統(tǒng)在本文中也可稱為離子液體烷基化系統(tǒng)。
[0034]現(xiàn)有的或之前的HF烷基化單元轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子液體(IL)烷基化系統(tǒng)在本文中可稱為“HF/IL轉(zhuǎn)變”。這種轉(zhuǎn)變可以實(shí)現(xiàn)，例如，通過更換和/或斷開HF烷基化單元的一種或多種組件，通過使所述HF烷基化單元的一種或多種組件適用于離子液體催化烷基化工藝，和/或通過將離子液體催化烷基化系統(tǒng)的一種或多種組件連接到所述HF烷基化單元的一種或多種組件上來實(shí)現(xiàn)。在HF/IL轉(zhuǎn)變過程中，HF烷基化單元的一種或多種組件可以被斷開，例如，通過關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)閥來斷開，和/或通過移走、封住或替換在兩種或更多種HF烷基化單元組件間的線路或內(nèi)部連接來斷開。
[0035]在實(shí)施方案中，將HF烷基化單元轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子液體烷基化系統(tǒng)的方法可包括提供離子液體催化劑專用子系統(tǒng)。所述離子液體催化劑專用子系統(tǒng)在本文中也可稱為離子液體專用子系統(tǒng)。這樣的離子液體專用子系統(tǒng)可包含一種或多種組件，配置用于連接到所述HF烷基化單元的一種或多種組件；且HF/IL轉(zhuǎn)變的方法還可包括將所述離子液體專用子系統(tǒng)的至少一個(gè)組件連接到所述HF烷基化單元的至少一個(gè)組件。在實(shí)施方案中，可重新提供所述離子液體專用子系統(tǒng)的一種或多種組件用于所述HF/IL轉(zhuǎn)變。
[0036]在實(shí)施方案中，所述離子液體催化劑專用子系統(tǒng)可包含離子液體催化劑烷基化反應(yīng)器。所述離子液體催化劑烷基化反應(yīng)器可配置用于一種或多種離子液體催化的烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)，例如異鏈烷烴-烯烴烷基化。所述離子液體催化劑烷基化反應(yīng)器在本文中也可稱為離子液體烷基化反應(yīng)器。
[0037]在實(shí)施方案中，離子液體專用子系統(tǒng)還可包括離子液體催化劑/烴注入單元，且HF/IL轉(zhuǎn)變的方法還可包括將所述離子液體催化劑/烴注入單元連接到至少一條烴進(jìn)料線。所述離子液體催化劑/烴注入單元在本文中也可稱為離子液體/烴注入單元。
[0038]在實(shí)施方案中，所述離子液體/烴注入單元可以和所述離子液體烷基化反應(yīng)器成為一體。在實(shí)施方案中，所述離子液體/烴注入單元的至少一部分，例如遠(yuǎn)端部分，可以延長到所述離子液體烷基化反應(yīng)器內(nèi)的空隙或空間中。在實(shí)施方案中，所述離子液體/烴注入單元可以至少部分地布置在離子液體烷基化反應(yīng)器之內(nèi)。在實(shí)施方案中，所述離子液體/烴注入單元可是所述離子液體烷基化反應(yīng)器的一部分或組件。
[0039]在實(shí)施方案中，可以重新提供至少一條烴進(jìn)料線作為所述離子液體烷基化系統(tǒng)的組件。在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述離子液體烷基化系統(tǒng)的至少一條烴進(jìn)料線可包含來自HF烷基化單元的組件，且HF/IL轉(zhuǎn)變的方法可包括將所述HF反應(yīng)器與所述至少一條烴進(jìn)料線斷開。將所述HF反應(yīng)器與所述至少一條烴進(jìn)料線或者其他組件斷開，可用于使HF反應(yīng)器退役。此后，所述HF反應(yīng)器可以移動(dòng)、去除、丟棄或者可以暫時(shí)地或永久地保留在原位置。
[0040]在用于HF/IL轉(zhuǎn)變的方法的實(shí)施方案中，所述離子液體烷基化反應(yīng)器可以經(jīng)由所述離子液體/烴注入單元連接到所述至少一條烴進(jìn)料線。在一些實(shí)施方案中，所述離子液體烷基化反應(yīng)器可以裝有或者可以包括所述離子液體/烴注入單元。至少一種烴進(jìn)料可以經(jīng)由所述至少一條烴進(jìn)料線和所述離子液體/烴注入單元進(jìn)料到所述離子液體烷基化反應(yīng)器。所述至少一種烴進(jìn)料可以被處理，例如通過位于離子液體/烴注入單元上游的進(jìn)料處理單元處理(見，例如， 圖2)。
[0041]HF/IL轉(zhuǎn)變方法還可包括將所述離子液體/烴注入單元連接到用于將離子液體催化劑進(jìn)料到所述離子液體烷基化反應(yīng)器的離子液體催化劑進(jìn)料線。所述離子液體催化劑進(jìn)料線在本文中也可以稱為離子液體進(jìn)料線。
[0042]可配置所述離子液體/烴注入單元以共同注入所述離子液體催化劑和至少一種烴進(jìn)料到所述離子液體烷基化反應(yīng)器中。在實(shí)施方案中，所述離子液體/烴注入單元可包含至少一個(gè)噴嘴。例如，在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請(qǐng)公布號(hào)20090166257、20090171133和20090171134中，且在2010年5月14日申請(qǐng)的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)12/780452中，公開了用于離子液體催化烷基化的一個(gè)或多個(gè)噴嘴的使用，通過引用將其中每一個(gè)的公開內(nèi)容作為整體并入本文中。
[0043]在實(shí)施方案中，所述離子液體烷基化反應(yīng)器和所述離子液體/烴注入單元可以共同配置以形成含有離子液體相和烴相的混合物。這樣的混合物可以在所述離子液體烷基化反應(yīng)器中形成。在實(shí)施方案中，所述混合物可包含分散的離子液體相和連續(xù)的烴相。作為例子，在所述離子液體烷基化反應(yīng)器中的反應(yīng)混合物可包含含有懸浮在液態(tài)烴中的離子液體催化劑液滴的乳液。在實(shí)施方案中，這種液滴可以均勻懸浮在所述烴相中以提供均勻的乳液。所述離子液體相在本文中還可以稱為離子液體催化劑相，可以理解的是，例如所述離子液體烷基化反應(yīng)器的下游的用過的離子液體催化劑，可以至少部分地報(bào)廢或以其他方式降解。
[0044]在實(shí)施方案中，所述離子液體烷基化反應(yīng)器可包含一個(gè)或多個(gè)噴嘴或者可以和一個(gè)或多個(gè)噴嘴共同使用，所述一個(gè)或多個(gè)噴嘴用于生成所述離子液體催化劑/烴乳液。在其他實(shí)施方案中，可以使用不同的離子液體烷基化反應(yīng)器配置以提供離子液體催化劑和烴的均勻的或均相的混合物，例如含有一種或多種在線混合器(例如，靜態(tài)混合器)的反應(yīng)器系統(tǒng)，或者具有一個(gè)或多個(gè)葉輪的連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器。
[0045]在實(shí)施方案中，所述離子液體專用子系統(tǒng)還可包含離子液體催化劑聚結(jié)器，且HF/IL轉(zhuǎn)變的方法還可包含將所述離子液體催化劑聚結(jié)器連接到分餾單元以將所述烴相進(jìn)料到所述分餾單元。所述離子液體催化劑聚結(jié)器在本文中也可稱為離子液體聚結(jié)器。
[0046]在實(shí)施方案中，所述離子液體烷基化系統(tǒng)的所述分餾單元可包含來自HF烷基化單元的傳統(tǒng)的分餾單元的至少一部分。在實(shí)施方案中，所述HF烷基化單元的所述傳統(tǒng)的分餾單元可以被改進(jìn)，例如在HF/IL轉(zhuǎn)變過程中改進(jìn)，為所述離子液體烷基化系統(tǒng)提供改進(jìn)的分餾單元。在實(shí)施方案中，所述改進(jìn)的分餾單元可包含來自HF烷基化單元的所述分餾單元的一部分，并與一種或多種重新為所述離子液體烷基化系統(tǒng)提供的分餾單元組件結(jié)合。在實(shí)施方案中，一種或多種重新為所述離子液體烷基化系統(tǒng)提供的分餾單元組件可包含鎳合金。在實(shí)施方案中，傳統(tǒng)的分餾單元的一種或多種組件(例如，包含碳鋼)可以升級(jí)，例如，通過用合金例如Ni/Cu合金或Ni/Cr合代替來升級(jí)。
[0047]應(yīng)該理解的是，這種冶金的升級(jí)不必限制于翻新后的或轉(zhuǎn)變后的烷基化系統(tǒng)的所述分餾段。通常，對(duì)于主要含有離子液體催化劑的料流，現(xiàn)有HF烷基化單元的碳鋼組件，例如所述離子液體催化劑再生段和所述離子液體催化劑再循環(huán)線，可以升級(jí)到更高冶金。
[0048]在實(shí)施方案中，HF/IL轉(zhuǎn)變的方法可包括改進(jìn)來自HF烷基化單元的所述分餾單元的至少一個(gè)蒸餾塔來為所述離子液體烷基化系統(tǒng)提供翻新的蒸餾塔?？膳渲盟龇碌恼麴s塔以從所述烴相中分離富含HCl的C3_餾分。可配置所述離子液體烷基化系統(tǒng)用于將富含HCl的C3_餾分再循環(huán)到所述離子液體烷基化反應(yīng)器中。再循環(huán)富含HCl和丙烷的餾分到離子液體烷基化反應(yīng)器中在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請(qǐng)公布號(hào)20110155640中公開，通過引用將其公開內(nèi)容作為整體并入本文中。
[0049]在實(shí)施方案中，所述離子液體烷基化系統(tǒng)可包含初級(jí)分離器。在實(shí)施方案中，所述初級(jí)分離器可為離子液體烷基化系統(tǒng)重新提供，以使得來自現(xiàn)有HF烷基化單元的所述HF沉降器，對(duì)于離子液體催化烷基化的需求來說是過剩的。在這種情況下，HF/IL轉(zhuǎn)變的方法可包含將所述HF沉降器與所述分餾單元斷開。將所述HF沉降器與所述分餾單元斷開可有助于退役所述HF沉降器。所述HF沉降器可在暫時(shí)的或永久的基礎(chǔ)上斷開或退役。作為非限制性的例子，在將所述HF沉降器與所述分餾單元斷開以后，所述HF沉降器可以移動(dòng)、去除、丟棄或者可以暫時(shí)地或永久地保留在原位置。
[0050]用于HF烷基化單元的HF/IL轉(zhuǎn)變的方法還可包括將所述離子液體烷基化反應(yīng)器連接到所述初級(jí)分離器用于將烷基化反應(yīng)器流出物從所述離子液體烷基化反應(yīng)器進(jìn)料到所述初級(jí)分離器。所述初級(jí)分離器可配置用于將所述烷基化反應(yīng)器流出物分離成烴相和離子液體相。在實(shí)施方案中，HF/IL轉(zhuǎn)變的方法還可包括將所述初級(jí)分離器連接到所述離子液體聚結(jié)器用于將來自所述初級(jí)分離器的所述烴相進(jìn)料到所述離子液體聚結(jié)器。
[0051 ] 在替代性的實(shí)施方案中，來自現(xiàn)有或先前的HF烷基化單元HF沉降器，可以被保留和/或改造為所述離子液體烷基化系統(tǒng)的組件。作為例子，所述HF沉降器可以經(jīng)配置以將烷基化反應(yīng)器流出物分離成所述烴相和所述離子液體相，且所述HF沉降器可用作，或包含，所述初級(jí)分離器。在這種情況下，用于HF/IL轉(zhuǎn)變的方法可包括將所述離子液體烷基化反應(yīng)器連接到HF沉降器以將來自離子液體烷基化反應(yīng)器的烷基化反應(yīng)器流出物進(jìn)料到HF沉降器并將該HF沉降器連接到離子液體聚結(jié)器以將來自HF沉降器的烴相進(jìn)料到離子液體聚結(jié)器。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，將HF烷基化單元轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子液體烷基化系統(tǒng)的方法可包括提供離子液體烷基化反應(yīng)器和離子液體聚結(jié)器，并將所述離子液體烷基化反應(yīng)器連接到至少一條烴進(jìn)料線并經(jīng)由離子液體/烴注入單元連接到離子液體進(jìn)料線。所述離子液體/烴注入單元可配置用于將離子液體催化劑和至少一種烴進(jìn)料注入到所述離子液體烷基化反應(yīng)器中并用于在該離子液體烷基化反應(yīng)器中形成包含分散的離子液體相和連續(xù)烴相的均勻的反應(yīng)混合物。
[0053]所述離子液體聚結(jié)器可例如經(jīng)由連接到所述離子液體烷基化反應(yīng)器的排出口的初級(jí)分離器與所述離子液體烷基化反應(yīng)器以流體連通。在實(shí)施方案中，所述初級(jí)分離器可包含HF沉降器，且用于HF/IL轉(zhuǎn)變的方法可還涉及將HF沉降器與HF反應(yīng)器斷開，其中所述HF反應(yīng)器可以退役。在另一實(shí)施方案中，所述初級(jí)分離器可包含重新為該HF/IL轉(zhuǎn)變提供的組件，例如，專用于所述離 子液體烷基化系統(tǒng)的組件，且所述HF/IL轉(zhuǎn)變方法可還涉及將所述HF沉降器與所述分餾單元斷開，其中HF反應(yīng)器和HF沉降器二者都可退役。
[0054]所述離子液體聚結(jié)器和所述初級(jí)分離器可共同地形成離子液體/烴分離單元。HF/IL轉(zhuǎn)變的方法可包括將所述初級(jí)分離器連接到所述離子液體烷基化反應(yīng)器，以使得所述初級(jí)分離器可以與所述離子液體烷基化反應(yīng)器以流體連通以將烷基化反應(yīng)器流出物從所述離子液體反應(yīng)器進(jìn)料到所述初級(jí)分離器。可配置所述初級(jí)分離器以將所述烷基化反應(yīng)器流出物分離成烴相和離子液體相。
[0055]所述離子液體聚結(jié)器可以接收來自所述初級(jí)分離器的所述烴相的至少一部分。在實(shí)施方案中，來自所述初級(jí)分離器的所述烴相可與所述離子液體不完全分離；例如，來自所述初級(jí)分離器的所述烴相可包含夾帶的離子液體?？膳渲盟鲭x子液體聚結(jié)器以將該夾帶的離子液體與所述烴相分離，且可配置所述離子液體烷基化系統(tǒng)以將來自所述離子液體聚結(jié)器的所述夾帶的離子液體再循環(huán)到所述離子液體烷基化反應(yīng)器。
[0056]在實(shí)施方案中，HF/IL轉(zhuǎn)變的方法還可包括將所述離子液體聚結(jié)器連接到所述分餾單元。所述分餾單元可在進(jìn)行轉(zhuǎn)變的現(xiàn)有的HF烷基化單元中保留，或者可以衍生自或改造自所述HF烷基化單元的所述分餾單元的一種或多種組件。[0057]要轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子液體烷基化系統(tǒng)的HF烷基化單元可能包括含有與離子液體催化烷基化方法的一種或多種區(qū)域不相容的材料例如碳鋼的至少一個(gè)組件。在實(shí)施方案中，HF/IL轉(zhuǎn)變的方法可包括用包含合適材料的例如鎳合金的一種或多種組件來代替所述HF烷基化單元中的一種或多種組件。在子實(shí)施方案中，所述Ni合金可包含Ni/Cr合金,所述Ni/Cr合金包含占主導(dǎo)地位的Ni (>50wt%Ni)以及至多約26wt%的Cr。在另一個(gè)子實(shí)施方案中，所述Ni合金可包含Ni/Cu合金，所述Ni/Cu合金包含占主導(dǎo)地位的Ni (>50wt%Ni))以及至多約32wt%的Cu。非限制性的Ni/Cr合金和Ni/Cu合金的例子分別是合金C-276和合金400。
[0058]根據(jù)另一實(shí)施方案，用于轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子液體烷基化系統(tǒng)的HF烷基化單元可包括HF反應(yīng)器、位于所述HF反應(yīng)器下游的HF沉降器和位于所述HF沉降器下游的分餾單元。將所述HF烷基化單元轉(zhuǎn)變?yōu)樗鲭x子液體烷基化系統(tǒng)的方法可包含提供配置用于離子液體催化烷基化反應(yīng)的離子液體烷基化反應(yīng)器。所述離子液體烷基化反應(yīng)器可具有與其以流體連通的離子液體/烴注入單元。在實(shí)施方案中，所述離子液體/烴注入單元可以與所述離子液體烷基化反應(yīng)器是一體的、設(shè)置在所述離子液體烷基化反應(yīng)器中、和/或是所述離子液體烷基化反應(yīng)器的組件。
[0059]在另一個(gè)實(shí)施方案中，HF/IL轉(zhuǎn)變方法可包括配置所述離子液體/烴注入單元以將所述離子液體催化劑和至少一種烴進(jìn)料共同注入到所述離子液體烷基化反應(yīng)器中。在實(shí)施方案中，所述離子液體烷基化反應(yīng)器和所述離子液體/烴注入單元可以共同配置用于在所述離子液體烷基化反應(yīng)器中形成含有分散的離子液體相和連續(xù)的烴相的均勻的混合物。
[0060]所述離子液體/烴注入單元可以連接到至少一條烴進(jìn)料線，用于將至少一種烴進(jìn)料進(jìn)料到所述離子液體烷基化反應(yīng)器。在實(shí)施方案中，所述至少一種烴進(jìn)料可經(jīng)由放置在所述離子液體/烴注入單元上游的進(jìn)料處理單元處理。
[0061]在實(shí)施方案中，所述至少一種烴進(jìn)料可包含含有異鏈烷烴的進(jìn)料和含有烯烴的進(jìn)料。所述進(jìn)料處理單元可包括至少一個(gè)用于干燥所述烴進(jìn)料的進(jìn)料干燥器單元。所述進(jìn)料處理單元還可包括用于處理含有烯烴的進(jìn)料的加氫異構(gòu)化單元，例如，用于脫除丁二烯和用于將1- 丁烯異構(gòu)化為2- 丁烯。
[0062]在實(shí)施方案中，所述進(jìn)料處理單元可包含現(xiàn)有或先前的HF烷基化單元的組件。在另一個(gè)實(shí)施方案中，用于轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子液體烷基化系統(tǒng)的現(xiàn)有HF烷基化單元可能缺少合適的進(jìn)料處理單元，且用于所述離子液體烷基化系統(tǒng)的所述進(jìn)料處理單元可包含重新為所述HF/IL轉(zhuǎn)變提供的一種或多種組件。
[0063]在HF/IL轉(zhuǎn)變過程中，所述離子液體/烴分離單元可以連接到所述離子液體烷基化反應(yīng)器。可配置所述離子液體/烴分離單元用于將所述離子液體烷基化反應(yīng)器的烷基化反應(yīng)器流出物分離成所述離子液體相和所述烴相。所述離子液體相可包含離子液體催化齊?，而所述烴相可包含烷基化物。所述烴相還可包含未轉(zhuǎn)化的輕烴。
[0064]所述離子液體/烴分離單元可包含初級(jí)分離器和與所述初級(jí)分離器以流體連通的離子液體聚結(jié)器。在實(shí)施方案中，所述離子液體/烴分離單元可以經(jīng)由所述初級(jí)分離器連接到所述離子液體烷基化反應(yīng)器。在實(shí)施方案中，所述初級(jí)分離器可包括所述HF沉降器。
[0065]HF/IL轉(zhuǎn)變方法還可包括將所述離子液體/烴分離單元連接到所述分餾單元以將至少一部分所述烴相進(jìn)料到所述分餾單元。在實(shí)施方案中，所述離子液體/烴分離單元可以經(jīng)由所述離子液體聚結(jié)器連接到所述分餾單元。
[0066]HF/IL轉(zhuǎn)變方法還可包括提供用于再生所述離子液體催化劑的離子液體催化劑再生單元，且將所述離子液體催化劑再生單元連接到所述離子液體/烴分離單元用于將來自所述離子液體/烴分離單元的所述離子液體相的一部分進(jìn)料到所述離子液體催化劑再生單元。來自所述離子液體/烴分離單元的所述離子液體相可包含至少部分報(bào)廢的離子液體催化劑，且可以配置所述離子液體/烴分離單元用于再生這樣的離子液體催化劑以提供再生的離子液體催化劑。
[0067]HF/IL轉(zhuǎn)變方法還可包括將所述離子液體催化劑再生單元連接到所述離子液體烷基化反應(yīng)器以將所述再生的離子液體催化劑的至少一部分進(jìn)料到所述離子液體烷基化反應(yīng)器中。例如，在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利號(hào)7674739和7691771中，公開了離子液體催化劑的再生，通過引用將其中每一個(gè)的公開內(nèi)容作為整體并入本文中。
[0068]在HF/IL轉(zhuǎn)變完成之后，得到的離子液體烷基化系統(tǒng)可以根據(jù)合適的啟動(dòng)程序開始運(yùn)作。在共同轉(zhuǎn)讓、共同待決的2010年6月28日申請(qǐng)的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)12/825121中公開了用于啟動(dòng)和操作離子液體催化的烴轉(zhuǎn)化工藝和系統(tǒng)的方法，通過引用將其公開內(nèi)容作為整體并入本文中。
[0069]離子液體催化烷基化方法
[0070]參考圖2-4，在用系統(tǒng)100實(shí)施的離子液體催化烷基化方法過程中，處理過的烴進(jìn)料可被引入到離子液體烷基化反應(yīng)器220中。離子液體烷基化反應(yīng)器220在本文中也可稱為離子液體烷基化 區(qū)。所述烴進(jìn)料可用進(jìn)料處理單元12’處理。所述烴進(jìn)料可包含至少一種烴反應(yīng)物。在子實(shí)施方案中，所述至少一種烴反應(yīng)物可包括包含C4-Cltl異鏈烷烴的第一反應(yīng)物和包含C2-Cltl烯烴的第二反應(yīng)物。所述烴進(jìn)料的處理可包括進(jìn)料干燥以及二烯烴的去除和烯烴進(jìn)料中的烯烴的加氫異構(gòu)化。離子液體催化烷基化的原料的選擇性加氫和加氫異構(gòu)化在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請(qǐng)
【發(fā)明者】R·F·克萊夫登, C·M·菲利普斯, H·K·C·蒂姆肯 申請(qǐng)人:雪佛龍美國公司