具有氫氣循環(huán)和氯化氫回收的烷基化方法
【專利摘要】我們提供一種方法和實施該方法的工藝單元，包括：a.在加氫反應器中再生來自烷基化反應器的含離子液體催化劑和氯化物的用過的催化劑以生產再生的催化劑流出物；b.將至少一部分所述再生的催化劑流出物分離成含氫氣的氣體部分和含氯化氫的輕質烴部分；c.循環(huán)至少一部分所述含氫氣的氣體部分到所述加氫反應器中；和d.回收至少一定量的所述含氯化氫的輕質烴部分并循環(huán)所述至少一定量的輕質烴部分到烷基化反應器中。烷基化工藝單元包括加氫反應器、分餾單元和傳輸該氣體部分到加氫反應器以及傳輸輕質烴部分到烷基化反應器中的連接器。
【專利說明】具有氫氣循環(huán)和氯化氫回收的烷基化方法
[0001] 本申請涉及標題為 "HYDROGEN RECYCLE AND HYDROGEN CLORIDE RECOVERY IN AN ALKYLATION PROCESS" 和 "EXTRACTED CONJUNCT POLYMER NAPHTHA" 的共同提交的申請，本 文全文將其引入。

【技術領域】
[0002] 本申請涉及在使用加氫-再生離子液體催化劑的離子液體烷基化裝置中改進的 氯化氫回收的方法和工藝單元。
[0003] 發(fā)明背景
[0004] 需要改進的烷基化方法和設備，提供更加有效的操作，其中包括氫氣循環(huán)到加氫 反應器中和氯化氫回收并循環(huán)到烷基化反應器中。
[0005] 發(fā)明概述
[0006] 本申請?zhí)峁┮环N烷基化方法，該方法包括：
[0007] a.在加氫反應器中再生來自烷基化反應器的含離子液體催化劑和氯化物的用過 的催化劑以生產再生的催化劑流出物；
[0008] b.將至少一部分再生的催化劑流出物分離成含氫氣的氣體部分和含氯化氫的輕 質烴部分；
[0009] C循環(huán)至少一部分含氫氣的氣體部分到加氫反應器中；和
[0010] d.回收至少一定量的含氯化氫的輕質烴部分并循環(huán)所述至少一定量的輕質烴部 分到烷基化反應器中。
[0011] 本申請還提供一種烷基化方法，該方法包括：
[0012] a.在加氫反應器中再生來自烷基化反應器的含離子液體催化劑和氯化物的用過 的催化劑以生產再生的催化劑流出物；
[0013] b.混合烴萃取溶劑與再生的催化劑流出物以制備混合物；
[0014] c.將至少一部分所述混合物分離成含氫氣的氣體部分和含氯化氫、烴萃取溶劑和 再生的離子液體催化劑的輕質烴部分；
[0015] d.循環(huán)至少一部分含氫氣的氣體部分到加氫反應器中；
[0016] e.循環(huán)所述再生的離子液體催化劑到加氫反應器中；和
[0017] f.回收至少一定量的含氯化氫的輕質烴部分并循環(huán)所述至少一定量的輕質烴部 分到烷基化反應器中。
[0018] 本申請還提供一種烷基化方法，該方法包括：
[0019] a.在加氫反應器中再生來自烷基化反應器的含離子液體催化劑和氯化物的用過 的催化劑以生產再生的催化劑流出物；
[0020] b.將至少一部分再生的催化劑流出物分離成含氫氣的廢氣和已分離的液體；
[0021] c.混合烴萃取溶劑與廢氣以制備混合物；
[0022] d.將所述混合物分離成含氫氣的氣體部分和含氯化氫的輕質烴部分；
[0023] e.循環(huán)至少一部分含氫氣的氣體部分到加氫反應器中；
[0024] f.在混合聚合物的萃取溶劑存在下，進一步分離已分離的液體成萃取的混合聚合 物石腦油和離子液體催化劑物流；和
[0025] g.回收至少一定量的含氯化氫的輕質烴部分并循環(huán)所述至少一定量的輕質烴部 分到烷基化反應器中。
[0026] 另外，本申請還提供一種烷基化工藝單元，其包括：
[0027] a)加氫反應器，其中含離子液體催化劑和氯化物的用過的催化劑生產再生的催化 劑流出物；
[0028] b)與加氫反應器流體相連的分餾單元，它將至少一部分再生的催化劑流出物分離 成含氫氣的氣體部分和含氯化氫的輕質烴部分；
[0029] c)在分餾單元和加氫反應器之間的第一連接器用于傳輸所述氣體部分的至少一 部分到加氫反應器中；和
[0030] d)在分餾單元和加氫反應器之間的第二連接器以傳輸至少一定量的輕質烴部分 到烷基化反應器中。
[0031] 本申請還提供一種烷基化工藝單元，其包括：
[0032] a)加氫反應器，其中含離子液體催化劑和氯化物的用過的催化劑生產再生的催化 劑流出物；
[0033] b)與加氫反應器和分餾單元流體連通的分離器；其中該分離器將再生的催化劑 流出物分離成含氫氣的氣體部分和分離的液體；和其中分餾單元將來自分離的液體中的烴 物流分離成含氯化氫的輕質烴部分和萃取的混合聚合物石腦油；
[0034] c)在分離器和加氫反應器之間的第一連接器用于傳輸所述氣體部分的至少一部 分到加氫反應器中；和
[0035] d)在分餾單元和烷基化反應器之間的第二連接器，以傳輸至少一定量的輕質烴部 分到烷基化反應器中。
[0036] 附圖簡述
[0037] 圖1是具有催化劑加氫-再生、氫氣循環(huán)和氯化氫回收的烷基化工藝單元的圖示； 綜合情形（comprehens ive case) 〇
[0038] 圖2是具有催化劑加氫-再生、氫氣循環(huán)和通過苛性洗滌除去氯化氫的烷基化工 藝單元的圖示；比較情形。
[0039] 圖3是具有催化劑加氫-再生、從分離器中循環(huán)氫氣和氯化氫回收的備選烷基化 工藝的圖示。
[0040] 圖4是具有催化劑加氫-再生、氫氣循環(huán)和氯化氫回收的第二備選烷基化工藝單 元的圖示。
[0041] 圖5是具有催化劑加氫、氫氣循環(huán)和氯化氫回收的第三備選烷基化工藝單元的圖 示。這一圖示包括選擇性烯烴異構化反應器。
[0042] 圖6是不具有烴萃取溶劑的加氫-再生工藝的圖示。
[0043] 詳細說明
[0044] 使用烷基化方法和烷基化工藝單元制備烷基化物產物，其中包括烷基化芳烴和烷 基化異鏈烷烴。烷基化物產物可具有寬范圍的用途，其中包括例如汽油共混組分，中間蒸餾 物，基礎油和石化組分。在這些烷基化方法中所使用的催化劑包括離子液體催化劑和氯化 物。這些催化劑在使用期間變得失活并要求再生。失活至少部分由混合聚合物在離子液體 催化劑內累積引起。在加氫反應器（本文中也稱為加氫-再生反應器）中實現(xiàn)再生。再生 除去來自離子液體催化劑的混合聚合物，從而增加酸度和離子液體催化劑進行烷基化的能 力。
[0045] 由于加氫工藝使用過量的氫氣，因此高度期望能循環(huán)氫氣到加氫反應器中，以便 最小化氫氣的消耗。為了維持加氫反應器的良好性能，循環(huán)的氫氣需要具有高純度，且僅僅 具有少量輕質烴、氯化氫和其他雜質。
[0046] 在一個實施方案中，由于用過的催化劑包括含有氯化物的混合聚合物，因此，加氫 單元釋放氯化氫，當循環(huán)時，氯化氫可累積到過量的水平，且可抑制加氫反應器內的轉化， 除非將它除去?？墒褂贸Ｒ?guī)的酸氣體處理方法，例如苛性含水洗滌系統(tǒng)除去氯化氫，但氯化 氫不可能簡單地再用于烷基化工藝中。在烷基化裝置中如何使用酸氣體處理方法的一個對 比例示出在圖2中。當用苛性溶液處理含有氯化氫的氫氣（廢氣（50))時，氯化氫轉化成 在烷基化工藝中不可能再使用的鹽。例如，若氫氧化鈉（NaOH)用作苛性反應物，則氯化氫 (HCl)轉化成氯化鈉（NaCl)和水，且NaCl循環(huán)到離子液體烷基化方法中是不合適的。在 HCl除去步驟中破壞的HCl可代表顯著的操作成本，當它必須通過額外的氯化物注入到烷 基化工藝單元內彌補時。它也可導致在設施的水處理系統(tǒng)中必須中和并棄置的含水廢物 流。進一步地，循環(huán)的氫氣然后必須徹底干燥，之后在加氫反應器中使用。另外，需要來自 含氫氣的氣體部分（20)的顯著量的循環(huán)氣體清洗（15)，以便抑制循環(huán)氣體內輕質烴累積。
[0047] 我們在圖1，3,4和5中提供至少四種不同的工藝構造，其中我們可生產高純度的 氫氣物流，循環(huán)到加氫反應器中，并且我們可回收并循環(huán)氯化氫到烷基化反應器中。氫氣的 分離和循環(huán)，以及氯化氫的分離、回收和循環(huán)與整個烷基化工藝很好地整合，使得該工藝更 加有效和經濟。
[0048] 參見圖1，示出了在使用離子液體催化劑和氯化物的烷基化方法中，通過下述方 法，在高效地使用氫氣和氯化氫的情況下，可連續(xù)使用加氫反應器（100):
[0049] 在加氫反應器（100)中再生含離子液體催化劑和氯化物的用過的催化劑（70)。該 用過的催化劑（70)獲自烷基化反應器（300)的流出物（40)，然后將所述流出物（40)分離 成用過的催化劑（70)和烷基化物產物（80)。該加氫反應器產生再生的催化劑流出物（10)， 它在分離器（400)中分離成廢氣（50)和離子液體催化劑物流（60)。離子液體催化劑物流 (60)被循環(huán)到烷基化反應器（300)中。廢氣（50)是再生的催化劑流出物（10)的一部分， 它在分餾單元（200)中分離成含氫氣的氣體部分（20)和含氯化氫的輕質烴部分（30)。至 少一部分含氫氣的氣體部分（20)被循環(huán)到加氫反應器（100)中，并且至少一定量含氯化氫 的輕質烴部分（30)被回收并循環(huán)到烷基化反應器（300)中。
[0050] 術語"廢氣"本文中定義為來自加氫反應器的氣態(tài)流出物。"循環(huán)（Recycling)"在 本文中定義為在循環(huán)過程中到前一段中的返回物料。"回收（Recovering)"在本文中定義 為或者顯著量或者完全保留，這與棄置或除去相反。顯著量為至少50wt%。
[0051] 圖2示出了沒有回收含氯化氫的輕質部分的對比工藝單元。在圖2中，氫氣（90) 和含來自烷基化反應器（300)的用過的催化劑（70)在加氫反應器中再生。再生的催化劑 流出物（10)在氣/液分離單元即分離器（400)中分離。來自分離器的廢氣（50)隨后在苛 性處理單元（600)和干燥器（700)中處理，除去氯化氫（這與回收相反），以生產含氫氣的 干燥氣體部分（20)。含氫氣的氣體部分（20)被輸送到加氫反應器中。循環(huán)氣體清洗（15) 物流從該工藝單元中除去過量氫氣和輕質烴。來自分離器的已分離液體（85)與烴萃取溶 劑（25)混合，并將該混合物進料到離子液體催化劑和烴分離器（500)中，將該混合物分離 成含混合的混合（conjunct)聚合物和萃取溶劑（35)的物流與離子液體催化劑物流（60)。 含混合的混合聚合物和萃取溶劑（35)的物流被輸送到烷基化物產物（80)的煉油廠烴池 (pool)中。離子液體催化劑物流（60)被循環(huán)到烷基化反應器（300)中。需要添加氯化物 (95)，補充在苛性處理單元￠00)內被除去的氯化氫。
[0052] 圖3示出了與圖2相比的改進方法，其中氫氣被循環(huán)且氯化氫被回收和有效地循 環(huán)。在圖3中，氫氣（90)和含來自烷基化反應器（300)的用過的催化劑（70)在加氫反應器 中再生。再生的催化劑流出物（10)在氣/液分離單元即分離器（400)內分離。烴萃取溶 劑（25)被進料到分離器（400)中，使得分離器（400)產生已分離的液體（85)和含氫氣的 氣體部分（20)。含氫氣的氣體部分（20)具有降低量的氯化氫并且含氫氣的氣體部分（20) 被循環(huán)到加氫反應器（100)中。來自分離器（400)的已分離的液體（85)包括氯化氫。已 分離的液體（85)被進料到離子液體催化劑和烴分離器（500)中，將已分離的液體（85)分 離成烴物流（52)和離子液體催化劑物流（60)。烴物流（52)被進料到分餾單元（200)中， 在此它被分離成兩種物流。一種物流是含氯化氫的輕質烴部分（30)。第二種物流是萃取 的混合聚合物石腦油（45)。含氯化氫（30)的輕質烴部分也被循環(huán)到烷基化反應器（300) 中。在這一方法中，回收并循環(huán)，而不是除去氯化氫，如圖2中一樣。萃取的混合聚合物石 腦油（45)被輸送到烷基化物產物（80)的煉油廠烴池中。
[0053] 圖4示出了一種備選的方法，其中氫氣被循環(huán)且氯化氫被回收和循環(huán)。在圖4中， 氫氣（90)和含來自烷基化反應器（300)的用過的催化劑（70)被進料到加氫反應器（100) 中。來自加氫反應器（100)的再生的催化劑流出物（10)被進料到分離器（400)中，將再生 的催化劑流出物（10)分離成廢氣（50)和已分離的液體（85)。廢氣（50)被進料到分餾單 元（200)中。烴萃取溶劑（例如，進到烷基化反應器的異鏈烷烴原料）也被進料到分餾單元 (200)中。分餾單元（200)將廢氣（50)分離成含氫氣的氣體部分（20)和含氯化氫的輕質烴 部分（30)。含氫氣的氣體部分（20)被循環(huán)到加氫反應器（100)中。含氯化氫的輕質烴部 分（30)被回收并循環(huán)到烷基化反應器中?；旌蟻碜苑蛛x器（400)的已分離的液體（85)與 混合聚合物的萃取溶劑（55)，并將該混合物進料到離子液體催化劑和烴分離器（500)中。 離子液體催化劑和烴分離器（500)將已分離的液體（85)和混合聚合物的萃取溶劑（55)的 混合物分離成萃取的混合聚合物石腦油（45)和離子液體催化劑物流（60)。萃取的混合聚 合物石腦油（45)被輸送到烷基化物產物（80)的煉油廠烴池中。離子液體催化劑物流被循 環(huán)到烷基化反應器（300)中。
[0054] 圖5示出了另一備選的方法，其中氫氣被循環(huán)和氯化氫被回收并循環(huán)。在圖5中， 含來自烷基化反應器（300)的用過的催化劑（70)和任選地氫氣（90)被進料到加氫反應器 (100)中。來自加氫反應器（100)的再生的催化劑流出物（10)被進料到分離器（400)中， 將再生的催化劑流出物（10)分離成廢氣（50)和已分離的液體（85)。在一個實施方案中， 氫氣（90)沒有獨立地進料到加氫反應器（100)中，因為加氫所需的所有氫氣通過來自分餾 單元（200)的含氫氣的氣體部分（20)供應。將廢氣（50)進料到分餾單元（200)中。氫氣 (90)和烯烴原料（75)(例如，1-丁烯）被進料到選擇性烯烴異構化反應器（800)中，其中 烯烴原料（75)轉化成異構化烯烴（12)(例如，2-丁烯）。混合烴萃取溶劑（25)(例如，在 烷基化反應器中待烷基化的異鏈烷烴原料（65))與異構化烯烴（12)，并將該混合物進料到 分餾單元（200)中。分餾單元（200)將廢氣（50)分餾成含氫氣的氣體部分（20)和含氯化 氫的輕質烴部分（30)。含氫氣的氣體部分（20)被循環(huán)到加氫反應器（100)中。過量的氫 氣和輕質烴在循環(huán)氣體清洗（15)中被除去。含氯化氫的輕質烴部分（30)被回收并循環(huán)到 烷基化反應器中?；旌蟻碜苑蛛x器（400)的已分離的液體（85)與混合聚合物的萃取溶劑 (55)或來自烷基化反應器（300)的流出物（40)(正如所示的），并將該混合物進料到離子 液體催化劑和烴分離器（500)中。離子液體催化劑和烴分離器（500)將已分離的液體（85) 和一種或多種混合聚合物的萃取溶劑（55)和來自烷基化反應器（300)的流出物（40)的混 合物分離成由萃取的混合聚合物石腦油（45)和離子液體催化劑物流（60)組成的物流。萃 取的混合聚合物石腦油（45)被輸送到烷基化物產物（80)的煉油廠烴池中。離子液體催化 劑物流（60)被循環(huán)到烷基化反應器（300)中。視需要，可將氯化物（95)加入到烷基化反 應器（300)中。
[0055] 加氫
[0056] 用過的催化劑在加氫反應器內再生。加氫反應器使得用過的催化劑與氫氣和加氫 催化劑接觸，再生離子液體催化劑。在一個實施方案中，添加沸石或分子篩到加氫催化劑 中，以改進催化劑的性能。在一個實施方案中，加氫催化劑被承載。加氫催化劑用的典型載 體材料是硅藻土，氧化鋁，氧化硅，和氧化硅-氧化鋁。其他載體材料包括氧化鋁-氧化硼， 氧化娃-氧化鋁-氧化鎂，氧化娃-氧化鎂-氧化鈦，和通過添加沸石和其他復雜氧化物到 其中而獲得的材料。當使用時，載體材料在加氫反應溫度下具有充足的機械強度和化學穩(wěn) 定性。
[0057] 在一個實施方案中，在催化劑存在下進行加氫，所述催化劑通常包括在多孔載體 材料，例如天然粘土或合成氧化物上的金屬或非金屬加氫組分?？墒褂玫慕饘偌託浣M分的 實例是 Fe，Co, Ni，Ru，Rh，Pd，Pt，Ir，Os，Cr，Mn，Ti，V，Zr，Mo, W 及其混合物。非金屬加氫 組分的實例是Te，As及其混合物。加氫組分可單獨或結合使用。
[0058] 可在寬范圍的氫氣壓力，典型地約50-5, OOOpsig下進行加氫。加氫條件可包 括-20°C至400°C，或50°C至300°C的溫度；和大氣壓到5, OOOpsig，或50到2, 500psig的 總壓力。加氫接觸時間可以是0. 1分鐘到24小時，例如10分鐘到12小時。在加氫期間原 料與催化劑之比可以從〇. 1變化到10v〇l/v〇l/h。正構烴可任選地在加氫反應器內用作溶 劑。
[0059] 在 US7691771，US7651970, US7678727,和 US7825055 中給出 了離子液體催化劑加 氫以供再生的實例。
[0060] 再牛的催化劑流m物用分離器
[0061] 在一個實施方案中，分離器（400)分離再生的催化劑流出物物流以供有效的下游 加工。可按照若干不同的方式構造分離器。例如，在圖1中，分離器首先將離子液體催化劑 物流￠0)與再生的催化劑流出物相分離。然后含有氫氣、氯化氫和烴的廢氣（50)物流被 輸送到分餾單元（200)中以供進一步分離成含氫氣的氣體部分（20)和含氯化氫的輕質烴 部分（30)。在圖2,4和5中，分離器將再生的催化劑流出物物流分離成含氯化氫氣體的廢 氣（50)和已分離的液體（85)。在圖3中，將烴萃取溶劑（25)加入到分離器中，有助于將氯 化氫萃取到液體物流內。分離器（400)產生氯化氫水平下降的含氫氣的氣體部分（20)和 已分離的液體（85)。含氯化氫、烴和離子液體催化劑的已分離的液體（85)被輸送到離子液 體催化劑和烴分離器（500)中。
[0062] 烴萃取溶劑
[0063] 在一個實施方案中，使用烴萃取溶劑，從加氫反應器的廢氣中萃取氯化氫。氯化氫 可被萃取到烴萃取溶劑內，將其傳輸?shù)酵榛磻髦小Ｔ趫D3-5中示出了這一實施方案。 烴萃取溶劑可以是可充當烷基化工藝用溶劑或反應物的任何烴。制備烷基化物汽油的合適 的烷基化工藝用萃取溶劑的實例是異丁烷，烷基化物汽油，異構化烯烴及其混合物。
[0064] 在一個實施方案中，烴萃取溶劑包括異構化烯烴。異構化烯烴的實例是2-丁烯。 在US7553999中教導了異構化烯烴制備改進的RON的烷基化物汽油的方法。
[0065] 在一個實施方案中，將烴萃取溶劑（25)加入到加氫反應器（100)中。在另一實施 方案中，將烴萃取溶劑（25)加入到再生的催化劑流出物（10)中。在又一實施方案中，將烴 萃取溶劑加到或者分離器（400)或者分餾單元（200)中。在一個實施方案中，將烴萃取溶 劑進料到選自再生的催化劑流出物（10)、來自分離器的廢氣（50)或其組合的物流中。
[0066] 在圖3中，例如，將烴萃取溶劑加入到或者在分離器內或者在分離之前的再生的 催化劑流出物（10)中。在一個實施方案中，可通過一系列的氣/液分離器、液/液分離器 和分餾單元（它是蒸餾塔），分離來自加氫反應器的流出物。在一個實施方案中，來自加氫 反應器（100)的流出物通過氣/液分離器分離成：a)含氫氣的氣體部分（20)和b)已分離 的液體（85)。已分離的液體包括含氯化氫的輕質烴部分（30)。在一個實施方案中，液/液 分離器從含烴萃取溶劑和氯化氫的第二液體中除去一種液體（再生的烷基化催化劑），它 被循環(huán)回到烷基化反應器中。可在分餾單元內蒸餾第二液體成至少兩種物流，一種是一部 分含氯化氫和烴萃取溶劑的輕質烴部分和另一種是萃取的混合聚合物石腦油。在這一實例 中，烴萃取溶劑也可以是在烷基化反應器內的反應物。在這一實例中，可使用烴萃取溶劑， 冷卻來自加氫反應器的流出物。
[0067] 可在分餾單元（它是蒸餾塔）內進行氫氣和氯化氫的分離。例如，在圖5中，烴萃 取溶劑包括異鏈烷烴（例如異丁烷）和異構化烯烴。在這一實例中，在分餾單元，例如蒸餾 塔內，混合烴萃取溶劑與來自加氫反應器的廢氣。在一個實施方案中，在比其中加氫反應器 的廢氣進料到分餾單元內的地方高的位置處，將異鏈烷烴和異構化烯烴進料到分離所使用 的分餾單元中。換句話說，在比其中氫氣和氯化氫進料到分餾單元的地方高的位置處將烴 萃取溶劑進料到分餾單元中。在一個實施方案中，烴萃取溶劑與流入到分餾單元的廢氣逆 流地進料到分餾單元中。在這一實例和其他實施方案中，烴萃取溶劑包括烯烴和異鏈烷烴。 烯烴和異鏈烷烴可以被烷基化，制備烷基化物汽油共混組分。在一些實施方案中，烷基化催 化劑是氯鋁酸鹽離子液體催化劑。
[0068] 在一個實施方案中，含待烷基化以制備烷基化物汽油的烯烴和異鏈烷烴的烴萃取 溶劑具有大于30wt%，大于40wt%，大于50wt%，大于60wt%或大于70wt%徑萃取溶劑內 烯烴的異構化烯烴量。例如，為了制備高RON的烷基化物汽油共混組分，烯烴大于10wt%， 大于15wt %，大于30wt %，大于40wt %，大于50wt %，最多IOOwt % 2- 丁稀并且異鏈燒徑是 異丁烷。
[0069] 在一個實施方案中，在烴萃取溶劑與離子液體催化劑的vol/vol比為0. 5-20. 0、 I. 0-10. O或I. 5-5. O下進料烴萃取溶劑?？蛇x擇該vol/vol比，在含（20)的氣體部分內 提供所需的氯化氫水平。在含氫氣的氣體部分中所需的氯化氫水平可以是比再生的催化 劑流出物或廢氣（50)內的氯化氫的水平低至少25wt%的水平，例如小于1，OOOwppm，小于 600wppm，小于或等于500wppm，小于200wppm，或小于lOOwppm?；蛘撸蛇x擇該vol/vol比， 提供在加氫反應器中生產的所需的wt%氯化氫，將其回收并循環(huán)到烷基化反應器中。在一 些實施方案中，在含氫氣的氣體部分內所需水平的氯化氫下降很多，例如下降至少50wt% 到最多下降99wt%。
[0070] 反應物
[0071] 在一個實施方案中，至少一定量含氯化氫的輕質烴部分（30)另外包括異鏈烷烴 和烯烴。例如在圖5中示出了這一實施方案，其中異鏈烷烴（例如，異鏈烷烴原料（65))和 烯烴（例如異構化的烯烴（12))可以是在烷基化反應器中使用的任何烴反應物。待烷基化 的反應物可以是例如烯烴和異鏈烷烴或烯烴和芳烴。在一個實例中，反應物包括C 2-Cjt 烴和C4-C2tl異鏈烷烴。在一個實施方案中，烯烴包括異構化烯烴（例如，2-丁烯）和異鏈烷 烴包括異丁烷。
[0072] 含氯化氫的輕質烴部分的循環(huán)
[0073] 在一個實施方案中，除了任選的分離以外，沒有預處理被回收的至少一定量的含 氯化氫的輕質烴部分，之后循環(huán)到烷基化反應器中。例如，該方法可以沒有使用預處理系統(tǒng) 例如含水堿處理，除去來自輕質烴部分的過量氯化氫。通過避免在該方法中使用任何含水 處理，可循環(huán)高含量的氯化氫，且烷基化反應器的原料的額外干燥大大地減少或消除。
[0074] 在一個實施方案中，在循環(huán)到加氫反應器中之前，沒有干燥至少一定量的輕質烴 部分。再一次，這是可能的，因為該工藝不要求任何含水步驟來除去氯化氫。這相對于圖2 中公開的方法是有利的，其中使用含水堿洗滌，除去氯化氫，并且來自氯化氫除去步驟的循 環(huán)氫氣是濕的，且在循環(huán)到加氫-再生反應器中之前，必須徹底干燥。若沒有干燥循環(huán)的氫 氣，則它將與離子液體催化劑劇烈地反應，破壞催化劑和潛在地具有爆炸危險。
[0075] 混合聚合物的萃取溶劑
[0076] 在一個實施方案中，共混混合聚合物的萃取溶劑（55)，例如異鏈烷烴原料與來自 分離器（400)的已分離的液體（85)?；旌暇酆衔锏妮腿∪軇┛梢允菬N反應物、輕質烴溶劑、 烷基化物汽油或其混合物。在圖4中示出了它的一個實例。
[0077] 氯化物保留
[0078] 在一個實施方案中，至少80wt %在加氫反應器中生產的氯化氫被回收并循環(huán)到烷 基化反應器中。例如，至少85wt%，至少90wt%，至少94wt%，最多98wt%的氯化氫可被循 環(huán)。在一個實施方案中，在用過的催化劑內的氯化物是氯化氫助催化劑。
[0079] 通過循環(huán)氯化物，需要加入到該工藝中的氯化物量大大地下降?？杉尤氲皆摲椒?中以維持離子液體催化劑活性的氯化物的實例包括氯化氫、烷基氯和金屬氯化物。在一個 實例中，加入到該方法中的氯化物是正丁基氯或叔丁基氯。加入到該方法中的氯化物可在 該方法的任何點處添加，但通常以或者單獨物流形式引入到烷基化反應器（300)中，或者 可與離子液體催化劑物流￠0)或含氯化氫的輕質烴部分（30)混合。
[0080] 氫氣循環(huán)
[0081] 分離氫氣并循環(huán)到加氫反應器中。循環(huán)氫氣可節(jié)約與氫氣供應有關的顯著的成 本。在一個實施方案中，該方法另外包括除去來自分餾單元（200)中流出物的循環(huán)氣體清 洗（15)。在一個實施方案中，循環(huán)氣體清洗（15)包括來自加氫反應器中廢氣（50)的過量 氫氣。這示于圖5中。來自循環(huán)氣體清洗（15)的過量氫氣然后可在一體化的煉油廠設備 的其他部件中使用、儲存或者用于其他目的。除去過量氫氣可省去對在蒸餾塔的塔頂系統(tǒng) 內過量氫氣的擔心。
[0082] 在一個實施方案中，該方法包括壓縮在含氫氣的氣體部分（20)內的循環(huán)的氫氣， 之后將其循環(huán)到加氫反應器（100)中。當使用時，壓縮可使用常規(guī)的壓縮機設備和管道，因 為含氫氣的氣體部分含有有限量的氯化氫，因此不是高度腐蝕性的。
[0083] 公直
[0084] 在一個實施方案中，在蒸餾塔內進行從廢氣中分離氫氣和氯化氫。在另一實施方 案中，在烷基化反應器內待烷基化的反應物也被進料到分離氫氣和氯化氫所使用的蒸餾塔 中。圖4中示出了這一實施方案。可將該反應物或者作為混合物或者獨立地進料到蒸餾塔 內。
[0085] 在一個實施方案中，在比其中至少一部分氣體部分進料到蒸餾塔內的地方高的一 個或多個位置處，將反應物進料到蒸餾塔中。在一個實施方案中，其中在待烷基化的反應物 進料到其內的蒸餾塔中進行分離，在比其中來自加氫反應器的廢氣進料到蒸餾塔中的地方 高的位置處，反應物可進料到蒸餾塔中。在一個實施方案中，待烷基化的反應物，例如補充 (makeup)異丁烷和異構化烯烴或者獨立地或者組合地進料到蒸餾塔中。
[0086] 在圖5所示的一個實施方案中，首先通過氣/液分離器（400)，將來自加氫反應器 (100)的再生的催化劑流出物（10)分離成含氫氣和氯化氫的廢氣（50)氣體物流和已分離 的液體（85)物流。已分離的液體（85)被進料到催化劑和烴分離器（500)中，它在此被進一 步分離成離子液體催化劑物流（60)和萃取的混合聚合物石腦油（45)。在分餾單元（200) 中，混合廢氣（50)與含異丁烷的異鏈烷烴原料（65)和異構化烯烴（12)(例如，2-丁烯），在 此它們被蒸餾成含氫氣的氣體部分（20)和含氯化氫的輕質徑部分（30)。含氯化氫的輕質 烴部分（30)另外包括異鏈烷烴（例如，異丁烷）、異構化烯烴（例如，2-丁烯）和氯化氫， 且這一輕質烴部分被循環(huán)到烷基化反應器中。
[0087] 在一個實施方案中，混合來自蒸餾塔的含氯化氫的物流與來自烷基化反應器的含 第二氯化氫和丙烷的混合物的循環(huán)物流，之后將該混合物循環(huán)回到烷基化反應器中。
[0088] 在一個實施方案中，來自蒸餾塔的含氯化氫的輕質烴部分還包括異丁烷和烯烴。 這一輕質烴部分可與來自離子液體反應器的循環(huán)的物流混合，之后循環(huán)該混合物回到烷基 化反應器中。來自離子液體反應器的循環(huán)物流可例如包括氯化氫、丙烷和異丁烷。
[0089] 再牛的催化劑流出物
[0090] 再生的催化劑流出物（10)可包括與加氫之前的用過的催化劑相比，催化活性增 加的再生的離子液體催化劑。在一個實施方案中，再生的催化劑流出物包括再生的離子液 體催化劑，它最終被循環(huán)到烷基化反應器中。在所有附圖中示出了這一實施方案。再生的 催化劑流出物（10)還包括分離成含氫氣的氣體部分（20)和含氯化氫的輕質烴部分（30) 的至少一部分。
[0091] 在一個實施方案中，例如參見圖3,在氣/液分離器（400)中分離再生的催化劑流 出物（10)，生產含氫氣的氣體部分（20)和含氯化氫的已分離的液體（85)。含氫氣的氣體 部分（20)從氣/液分離器（400)循環(huán)到加氫反應器（100)中。含氯化氫的已分離的液體 (85)可在離子液體催化劑和烴分離器（500)內分離，生產兩種物流，一種包括具有再生的 催化劑的離子液體催化劑物流￠0)和另一種為含一種或多種烷基化用反應物、萃取的混 合聚合物石腦油（45)和氯化氫的烴物流（52)。烴物流（52)可在分餾單元（200)(例如，蒸 餾塔）中分離，生產含氯化氫的輕質烴部分（30)和一種或多種烷基化用反應物和含萃取的 混合聚合物石腦油（45)的重質或塔底餾分。含烴反應物和氯化氫的輕質烴部分被循環(huán)到 烷基化反應器（300)中，并混合重質或塔底餾分與烷基化物產物（80)，例如烷基化物汽油。
[0092] 離子液體催化劑
[0093] 離子液體催化劑是與作為助催化劑的氯化物一起有效地工作的任何離子液體。該 離子液體催化劑是有機鹽或鹽的混合物。該離子液體催化劑的特征在于下述通式Q+A-，其 中Q+是按，鱗，硼鐵，碘鐵，或锍陽離子，和A-是帶負電的離子，例如Cl_，Br_，C10 4_，N03_， BF4-，BCV，PF6-，SbFp A1C14-，TaF6' CuC12-，F(xiàn)eCV，HS03-，RS03-，SO3CF 3-,烷基-芳基磺酸根， 和苯磺酸根（例如，3-硫三氧苯基（3-sulfurtrioxyphenyl)。在一個實施方案中，離子液 體催化劑選自具有季銨鹵化物的那些，所述季銨鹵化物含有一個或多個具有約1-約12個 碳原子的烷基部分，例如三甲胺鹽酸鹽，甲基三丁基銨鹵化物，或取代的雜環(huán)銨鹵化物化合 物，例如烴基取代吡啶鑰鹵化物化合物，如1- 丁基吡啶鑰鹵化物、芐基吡啶鑰鹵化物，或烴 基取代咪唑鑰鹵化物如1-乙基-3-甲基-咪唑鑰氯化物。
[0094] 在一個實施方案中，離子液體催化劑性質上是吸濕的且傾向于吸引并保持來自周 圍環(huán)境的水分子的有機鹽。在采用這些離子液體催化劑的情況下，為了維持離子液體催化 劑的完整性和它的催化性能，在合成催化劑之前，徹底干燥離子液體催化劑由其合成的有 機鹽，并在烷基化反應中維持不含濕氣的條件。
[0095] 在一個實施方案中，離子液體催化劑選自烴基取代吡啶鑰氯鋁酸鹽、烴基取代咪 唑鑰氯鋁酸鹽、季胺氯鋁酸鹽、三烷基胺氯化氫氯鋁酸鹽、烷基吡啶氯化氫氯鋁酸鹽和它們 的混合物。例如，所使用的離子液體催化劑可以是酸性鹵鋁酸鹽離子液體，例如分別具有通 式A和B的烷基取代吡啶鑰氯鋁酸鹽或烷基取代咪唑鑰氯鋁酸鹽。
[0096]

【權利要求】
1. 烷基化方法，該方法包括： a. 在加氫反應器（100)中再生來自烷基化反應器（300)的含離子液體催化劑和氯化物 的用過的催化劑（70)以生產再生的催化劑流出物（10); b. 將至少一部分所述再生的催化劑流出物（10)分離成含氫氣的氣體部分（20)和含氯 化氫的輕質烴部分（30); c. 循環(huán)至少一部分含氫氣的氣體部分（20)到加氫反應器（100)中；和 d. 回收至少一定量的含氯化氫的輕質烴部分（30)并循環(huán)所述至少一定量的輕質烴部 分到烷基化反應器（300)中。
2. 烷基化方法，該方法包括： a. 在加氫反應器（100)中再生來自烷基化反應器（300)的含離子液體催化劑和氯化物 的用過的催化劑（70)以生產再生的催化劑流出物（10); b. 混合烴萃取溶劑（25)與再生的催化劑流出物（10)以制備混合物； c. 將至少一部分所述混合物分離成含氫氣的氣體部分（20)和含氯化氫（30)、烴萃取 溶劑（25)和再生的離子液體催化劑的輕質烴部分； d. 循環(huán)至少一部分ss含氫氣的氣體部分（20)到加氫反應器（100)中； e. 循環(huán)所述再生的離子液體催化劑到烷基化反應器（300)中；和 f. 回收至少一定量的含氯化氫的輕質烴部分（30)并循環(huán)所述至少一定量的輕質烴部 分到烷基化反應器（300)中。
3. 烷基化方法，該方法包括： a. 在加氫反應器（100)中再生來自烷基化反應器（300)的含離子液體催化劑和氯化物 的用過的催化劑（70)以生產再生的催化劑流出物（10); b. 將至少一部分再生的催化劑流出物（10)分離成含氫氣的廢氣（50)和已分離的液體 (85)； c. 混合烴萃取溶劑（25)與廢氣（50)以制備混合物； d. 將所述混合物分離成含氫氣的氣體部分（20)和含氯化氫的輕質烴部分（30); e. 循環(huán)至少一部分所述含氫氣的氣體部分（20)到加氫反應器（100)中； f. 在混合聚合物的萃取溶劑（55)存在下，進一步分離已分離的液體（85)成萃取的混 合聚合物石腦油（45)和離子液體催化劑物流（60);和 g. 回收至少一定量的含氯化氫的輕質烴部分并循環(huán)所述至少一定量的輕質烴部分到 烷基化反應器（300)中。
4. 權利要求2或3的烷基化方法，其中烴萃取溶劑（25)選自異鏈烷烴、烷基化物汽油、 異構化烯烴及其混合物。
5. 權利要求1，2或3的烷基化方法，其中所述至少一定量的輕質烴部分另外包括異鏈 烷烴和烯烴。
6. 權利要求1，2或3的烷基化方法，其中至少一定量的含氯化氫的輕質烴部分在循環(huán) 之前除了任選的分離沒有被預處理。
7. 權利要求1，2或3的烷基化方法，其中所述至少一部分含氫氣的氣體部分（20)在循 環(huán)之前沒有干燥。
8. 權利要求1，2或3的烷基化方法，其中至少80wt%在加氫反應器（100)中生產的氯 化氫被回收并循環(huán)到烷基化反應器（300)中。
9. 權利要求1，2或3的烷基化方法，它另外包括：在其循環(huán)之前，從所述至少一部分含 氫氣的氣體部分（20)中除去循環(huán)氣體清洗（15)。
10. 權利要求1的烷基化方法，其中在蒸餾塔中進行分離，在烷基化反應器（300)內待 烷基化的反應物進料到所述蒸餾塔中。
11. 權利要求10的烷基化方法，其中在比所述至少一部分氣體部分進料到蒸餾塔中的 地方高的一個或多個位置處，將反應物進料到蒸餾塔內。
12. 權利要求1或2的烷基化方法，其中再生的催化劑流出物（10)包括萃取的混合聚 合物石腦油（45)。
13. 權利要求1，2或3的烷基化方法，其中離子液體催化劑選自烴基取代吡啶鑰氯鋁酸 鹽、烴基取代咪唑鑰氯鋁酸鹽、季胺氯鋁酸鹽、三烷基胺氯化氫氯鋁酸鹽、烷基吡啶氯化氫 氯鋁酸鹽和它們的混合物。
14. 權利要求1，2或3的烷基化方法，其中從來自烷基化反應器（300)的流出物中分離 丙烷產物、正丁烷產物和烷基化物汽油共混組分產物。
15. 烷基化工藝單元，其包括： a) 加氫反應器（100)，其中含離子液體催化劑和氯化物的用過的催化劑（70)生產再生 的催化劑流出物（10); b) 與加氫反應器（100)流體相連的分餾單元（200)，它將至少一部分再生的催化劑流 出物（10)分離成含氫氣的氣體部分（20)和含氯化氫的輕質烴部分（30); c) 在分餾單元（200)和加氫反應器（100)之間的第一連接器用于傳輸所述氣體部分的 至少一部分到加氫反應器（100)中；和 d) 在分餾單元（200)和烷基化反應器（300)之間的第二連接器用于傳輸至少一定量的 輕質烴部分到烷基化反應器（300)中。
16. 烷基化工藝單元，其包括： a) 加氫反應器（100)，其中含離子液體催化劑和氯化物的用過的催化劑（70)生產再生 的催化劑流出物（10); b) 與加氫反應器（100)和分餾單元（200)流體連通的分離器（400);其中該分離器 (400)將再生的催化劑流出物（10)分離成含氫氣的氣體部分（20)和分離的液體（85);和 其中分餾單元（200)將來自分離的液體（85)中的烴物流（52)分離成含氯化氫的輕質烴部 分和萃取的混合聚合物石腦油（45); c) 在分離器和加氫反應器（100)之間的第一連接器用于傳輸所述氣體部分的至少一 部分到加氫反應器（100)中；和 d) 在分餾單元（200)和烷基化反應器（300)之間的第二連接器用于傳輸至少一定量的 輕質烴部分到烷基化反應器（300)中。
17. 權利要求15的烷基化工藝單元，它另外包括在加氫反應器（100)和與加氫反應器 (100)和烷基化反應器（300)流體連通的分餾單元（200)之間的一個或多個分離器；其中 一個或多個分離器生產進料到分餾單元（200)中的廢氣（50)，且還產生進料到烷基化反應 器（300)中的離子液體催化劑物流（60)。
18. 權利要求15或16的烷基化工藝單元，它另外包括位于加氫反應器（100)之前的壓 縮機，在循環(huán)至少一部分含氫氣的氣體部分（20)到加氫反應器（100)之前，該壓縮機壓縮 所述至少一部分該氣體部分。
19. 權利要求15的烷基化工藝單元，它另外包括在產物處理單元和第二連接器之間的 第三連接器，其中混合輕質烴部分與含輕質氯化氫和丙烷的混合物的來自產物處理單元的 循環(huán)的物流。
20. 權利要求15或16的燒基化工藝單元，它另外包括與分餾單元（200)流體相連的選 擇性烯烴異構化反應器（800)，它生產進料到分餾單元（200)中的異構化烯烴（12)。
【文檔編號】C07C2/62GK104487407SQ201380038773
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年7月3日 優(yōu)先權日:2012年7月31日
【發(fā)明者】H-K·C·蒂姆肯, B-K·常 申請人:雪佛龍美國公司