專利名稱：烷基化催化劑的分離的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于處理液的方法和裝置。一方面，本發(fā)明涉及用于烷基化過程的處理液裝置;另一方面，本發(fā)明涉及烷基化過程在泄漏時用于減少酸性物質(zhì)泄漏量的方法。
石油工業(yè)中制造高辛烷值發(fā)動機(jī)燃料的通常做法是，在有催化劑存在下用烯烴使異構(gòu)烷烴烷基化，所用的催化劑最好是液態(tài)氟氫酸或氟化氫(HF)。這種做法通稱為HF烷基化過程，或只稱為烷基化過程。從烷基化反應(yīng)器中出來的流出物含有烴和酸，通常是將這種流出物在長度向的中間位置引入一般的立式沉降器。在沉降器中，流出物分成為烴相和酸相，烴相在沉降器上部，酸相在沉降器下部。因此在沉降器內(nèi)形成在酸相和烴相之間的液-液界面。當(dāng)用于這里時，液-液界面系位于沉降器高度方向的某一位置，在該位置上沉降器內(nèi)物質(zhì)的酸濃度比由反應(yīng)器供給沉降器的烷基化產(chǎn)物的酸濃度高出預(yù)定量。烴相經(jīng)分餾，可以烷基化產(chǎn)物中分出低沸點烴，同時使酸相冷卻和循環(huán)到烷基化反應(yīng)器，供烷基化過程重新使用。需要時，可從系統(tǒng)中抽出酸催化劑，進(jìn)行純化。需要時，可將純化過的酸催化劑和補充的新鮮酸催化劑一道送入烷基化反應(yīng)器。
大家都知道，改善烷基化過程經(jīng)濟(jì)性的方法是，用二個或更多個烷基化反應(yīng)器和使各烷基化產(chǎn)物進(jìn)入共用沉降器，從而在該器的下部形成共用的酸催化劑池。然后將從共用池中抽出的酸催化劑加入向各烷基化反應(yīng)器去的各物流中。雖然采用多反應(yīng)器烷基化系統(tǒng)和共用的酸催化劑池這種做法只要維持好各反應(yīng)器所需要的烴與催化劑之比便可效地降低設(shè)備費用，以及有效地增加高品質(zhì)汽油沸程物質(zhì)的產(chǎn)量，但是該系統(tǒng)有一些需要考慮的安全問題。例如，在用一個共用的催化劑池的情況下，一個反應(yīng)器池泄漏可能導(dǎo)致供許多反應(yīng)器用的整個催化劑池的泄漏。
烷基化過程的酸催化劑液處理系統(tǒng)應(yīng)考慮設(shè)計成不泄漏催化劑液的處理系統(tǒng)。但是為了提高安全性，宜盡可能減少泄漏量，因為發(fā)生泄漏時會有損于液態(tài)酸催化劑。
因此，本發(fā)明的一個目的是提高烷基化過程的操作安全性。
本發(fā)明的再一目的是提高石油加工過程和其中所用裝置的安全性。
本發(fā)明的另一目的是提供有關(guān)烷基化過程的酸催化劑處理系統(tǒng)在泄漏時減少酸催化劑泄漏量的裝置和方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在共用酸沉降器的底部內(nèi)設(shè)置許多個裝酸催化劑的室。所設(shè)的室數(shù)至少與向共用沉降器提供烷基化產(chǎn)物的有關(guān)反應(yīng)器的數(shù)目相一致。此外，還要為各反應(yīng)器提供各自的酸返回物流，以使一個反應(yīng)器或與其相連的酸冷卻器泄漏時所導(dǎo)致的液體泄漏量不會超過共用沉降器中與該反應(yīng)器有關(guān)的室中所擁有的酸催化劑量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，共用沉降器需在較低的壓力和有液、氣兩種烴相的情況下操作，以使由反應(yīng)器泄漏造成的泄漏速率降到最低程度。
在本發(fā)明的一個最佳實施方案中，在共用沉降器的下部設(shè)置至少一塊從一壁一直延續(xù)到另一壁的擋板，該擋板的上端緊靠著或超過在共用沉降器中的液態(tài)酸催化劑相和液態(tài)烴相之間的界面。這種擋板把沉降器下部分隔成二個或更多個室，并防止裝在各室中的和要循環(huán)到各自反應(yīng)器的各股液態(tài)酸催化劑彼此相混。位于共用沉降器下部的各室均設(shè)置有各自的出口，以供酸催化劑返回到各自的反應(yīng)器和有關(guān)的冷卻器之用。
如果由于泄漏的原因造成一個室中酸催化劑液面較低，那末從其上相應(yīng)地降低烴相得來的液態(tài)烴就會占據(jù)酸催化劑所損失的體積，并因此為不泄漏室中的酸催化劑提供了液封，此外，沸點高于和密度低于酸催化劑的物質(zhì)也可進(jìn)來代替所泄漏的酸催化和提供液封。
在本發(fā)明的一個最佳實施方案中，采用四個反應(yīng)器，每個反應(yīng)器均連有冷卻器。二個提升管反應(yīng)器相對置于立式沉降器的兩側(cè)。沉降器一側(cè)的二個反應(yīng)器的烷基化產(chǎn)物流在或高于沉降器入口的高度合并，以混合物流的形式進(jìn)入沉降器。沉降另一側(cè)的二個反應(yīng)器的烷基化產(chǎn)物流，按同樣的方式合并，以單一流的形式進(jìn)入沉降器。為將從沉降器出來的酸催化劑通過四個相應(yīng)的酸冷卻器返回四個相應(yīng)的提升管反應(yīng)器而提供四個單獨的物流。
下面通過對附圖的解析對本發(fā)明的最佳實施方案作詳細(xì)的說明，從這些詳細(xì)的說明中還可以看出本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點。


圖1為按適宜于實現(xiàn)本發(fā)明而設(shè)置的提升管反應(yīng)器、沉降器和冷卻器的正視示意圖。
圖2為圖1的2-2線側(cè)視圖。
圖3為圖1的3-3線側(cè)視圖。
圖4為圖1的4-4線剖面圖。
下面對本發(fā)明的最佳實施方案作詳細(xì)說明。
在以下的討論中，諸附圖中不止出現(xiàn)一次的器件，在各圖中均用同一標(biāo)記數(shù)字表示該器件?，F(xiàn)在請參閱附圖，特別是參閱圖1、2和3。標(biāo)記數(shù)字10、11、12和13表示四個向上的長管式反應(yīng)器(以下稱為提升管反應(yīng)器)。其頂端通過導(dǎo)管16、17、18和19，與一般的立式沉降器14相通。沉降器14實際為立式長形分離區(qū)，其中有上部、下部和中部。沉降器14是用來分離含有輕、重液體的混合物的設(shè)備。由反應(yīng)器10、11、12和13出口流出的烷基化產(chǎn)物與酸催化劑一道通過導(dǎo)管16、17、18和19進(jìn)入沉降器14的下部。雖然附圖1～4中所示的反應(yīng)器是四個，但是本發(fā)明實際上可用任何數(shù)量的反應(yīng)器。
提升管反應(yīng)器10、11、12和13的下端，通過液體分別與冷卻器20、21、22和23相通。烴進(jìn)料通過導(dǎo)管24，與補充新鮮酸一道進(jìn)入內(nèi)有冷卻過的循環(huán)的或重復(fù)使用的酸催化劑的冷卻器20、21、22和23，形成烴與酸催化劑的混合物。此烴與酸催化劑的混合物向上通過冷卻器20、21、22和23，分別進(jìn)入提升管反應(yīng)器10、11、12和13的入口。
在共用沉降器14的底上，從沉降器14向下伸出的出口管26、27、28和29是為引出供循環(huán)用的液態(tài)酸催化劑而設(shè)置的。導(dǎo)管26、27、28和29的底部分別通過相應(yīng)的導(dǎo)管30、31、32和33與冷卻器20、21、22和23相連。在沉降器14長度向中間位置上的出口是為引走分出的液烴產(chǎn)物而設(shè)置的。
在操作過程中，含有低沸點烯烴之類的烷基化劑(例如丁烯)和低沸點異構(gòu)烷烴之類的可烷基化烴(例如異丁烷)的混合物的液態(tài)烴進(jìn)料混合物，與補充的新鮮酸催化劑一道通過導(dǎo)管24送入。進(jìn)料混合物以高速分散在裝有冷卻過的液態(tài)酸催化劑的冷卻器20、21、22和23的殼程中，這樣便可通過由沉降器14來的沉降酸和混有補充新鮮酸催化劑的烴進(jìn)料之間的密度差使酸催化劑循環(huán)到烴進(jìn)料混合物內(nèi)。如此便可通過液態(tài)烴進(jìn)料混合物的流動作用混入酸催化劑。象眾所周知的工藝一樣，烴進(jìn)料混合物和冷卻過的循環(huán)酸催化劑混合物，以并流形式通過反應(yīng)器10、11、12和13，使得生成高辛烷值的高分子量烴物質(zhì)或烷基化產(chǎn)物。
含烷基化產(chǎn)物(即烴產(chǎn)物)、催化劑和未反應(yīng)進(jìn)料烴的反應(yīng)流出物由反應(yīng)器10、11、12和13流出，并通過導(dǎo)管16、17、18和19進(jìn)入沉降器14。在沉降器14中，由反應(yīng)器10、11、12和13出來的流出物分離成下部的液態(tài)酸相和上部的液態(tài)烴相。但是，根據(jù)本發(fā)明，沉降器14最好是如圖1所示的在有液烴相和氣烴相的情況下操作。
液-液界面是在沉降器14的位置36上的。這種界面呈現(xiàn)在下部的重質(zhì)酸相38和較輕烴相40之間的液面處。當(dāng)用于這里時，介面36被認(rèn)為是共用沉降器14中的室的垂直長度向上的這樣位置處，在該位置處沉降于沉降器14下部物質(zhì)的酸濃度是等于通過導(dǎo)管17和19供給共用沉降器的反應(yīng)流出物中酸濃度或比該濃度高出預(yù)定值。
象圖4非常清楚地表明的那樣，共用沉降器14的下部設(shè)置有擋板50和52，其將沉降器14的下部分隔成四個室54、56、58和60。象圖1、2和3非常清楚地表明的那樣，擋板50和52從沉降器14底至少延伸到緊靠界面36處。這樣，由沉降器14一側(cè)的一對反應(yīng)器供給沉降器14的酸催化劑大部分沿著沉降器14的壁沉降，大部分返回各自的提升管反應(yīng)器。
象諸附圖所示的那種烷基化裝置可在室54、56、58和60各室中的界面不同的情況下操作。所以擋板50和52向上延伸到接近一個室的界面，但卻明顯高過鄰室的界面。因此，擋板50和52可為所需要的任何高度，如果需要，也可大大地延伸到烴沉降區(qū)40中。對擋板50和52的要求是，其延伸的高度應(yīng)足以保證在沉降器14下部中的室54、56、58和60基本上可容納全部的酸催化劑。
如圖4所示的，酸催化劑是分別通過出口62、64、66和68從室54、56、58和60引出的。這些出口都設(shè)置在共用沉降器14的底下，以液流的形式分別與導(dǎo)管28、26、27和29相通，和將酸催化劑通過諸冷卻器和內(nèi)部連接管循環(huán)到提升管反應(yīng)器。
象工藝上常見的和眾所周知的那些過程一樣，本發(fā)明不靠特殊的反應(yīng)條件或反應(yīng)劑。但是，如前所述，最好是在不完全是液態(tài)和低壓的操作條件下操作共用沉降器，以便在不正常時使泄漏速率降到最低程度。
為簡便起見，上述說明沒有述及對說明本發(fā)明無作用的通用輔助設(shè)備(例如泵)、輔助進(jìn)料管線、輔助換熱器、測量計器和控制儀器等。
本發(fā)明可廣泛適用于沉降器中裝有液體的過程。根據(jù)前面所作的說明和所附的權(quán)利要求書可以作出本發(fā)明的各種改進(jìn)(例如設(shè)置酸催化劑污染物輔助室)，這類改進(jìn)和變動都作為專利權(quán)包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種裝置，其包括一個立式長形容器，其實際為用于分離含較重液體和較輕液體混合物的分離區(qū)，它有上部、中部和下部；用于將含較重液體和較輕液體混合物送入上述分離區(qū)以在其中形成液-液界面的設(shè)備，所述的界面存在于上述較重液體和上述較輕液體之間的液面處，其中所述的較重液體裝在上述分離區(qū)的下部；和設(shè)置在上述容器內(nèi)用于將上述分離區(qū)下部分隔成至少可容納大部分上述較重液體的多個室的器件，分隔成多個室的做法可使上述許多室中的一個室泄漏時不影響不泄漏室內(nèi)的重液液面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述用于分隔成室的器件包括從上述分離區(qū)底向上延伸到靠近上述界面處的擋板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述的用于分隔成室的器件包括從上述分離區(qū)底向上延伸到上述分離區(qū)中部內(nèi)的擋板。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述的較重液體包含液態(tài)氟化氫催化劑，和所述的較輕液體包含液態(tài)烴產(chǎn)物，和其中所述的將上述混合物送入上述分離區(qū)的設(shè)備包括用于在有氟化氫催化劑存在下用烯烴使異構(gòu)烷烴烷基化的提升管反應(yīng)器設(shè)備;和用于將從上述提升管反應(yīng)器設(shè)備中出來的含液態(tài)氟化氫催化劑和液態(tài)烴產(chǎn)物的流出物送入上述分離區(qū)的設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述的較重液體包含液態(tài)氟化氫催化劑，和所述的較輕液體包含液態(tài)烴產(chǎn)物，和其中所述的將上述混合物送入上述分離區(qū)的設(shè)備包括用于在有氟化氫催化劑存在下用烯烴使異構(gòu)烷烴烷基化的多個提升管反應(yīng)器設(shè)備;和用于將從上述多個提升管反應(yīng)器設(shè)備中出來的含液態(tài)氟化氫催化劑和液態(tài)烴產(chǎn)物的流出物送入上述分離區(qū)的設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中還包括用于從上述許多室中的各室抽出液態(tài)氟化氫催化劑的與上述許多室有關(guān)的設(shè)備;和用于使從上述許多室中的各室抽出的液態(tài)氟化氫催化劑循環(huán)到相應(yīng)的一個上述提升管反應(yīng)器設(shè)備的設(shè)備。
7.一種用于在所發(fā)生的泄漏致使從上述分離區(qū)下部泄漏液體的情況下減少從分離區(qū)下部泄漏液體的方法，所述的分離區(qū)為具有上部、中部和下部的立式長形分離區(qū)，該方法包括有以下步驟使在上述分離區(qū)內(nèi)含較重液體和較輕液體的混合物分離，從而在分離區(qū)中形成上述較重液體和上述較輕液體之間的液-液界面;和將上述分離區(qū)下部分隔成至少可容納大部分上述較重液體的許多室，從而使許多室中的一個室泄漏時不影響不泄漏室的液面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述的分隔上述下部的步驟包括設(shè)置從上述分離區(qū)底向上到靠近上述液-液界面位置這樣長的擋板。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述的分隔上述下部的步驟包括設(shè)置從上述分離區(qū)底向上到上述分離區(qū)中部內(nèi)這樣長的擋板。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述的較重液體包含液態(tài)氟化氫催化劑，和所述的較輕液體包含液態(tài)烴產(chǎn)物。
11.一種用于在有氟化氫催化劑存在的情況下用烯烴使異構(gòu)烷烴烷基化的烷基化過程的提高操作安全性的方法，其中所述的烷基化過程采用許多連有冷卻器的提升管反應(yīng)器和共用沉降器，該共用沉降器實際為具有下部、中部和上部的立式長形分離區(qū)，和其中的液態(tài)酸催化劑和液態(tài)烴產(chǎn)物的混合物是在上述許多提升管反應(yīng)器中形成的，和是在上述共用沉降器中分離的，該方法包括有以下步驟將上述分離區(qū)的下部分隔成許多室，從而使許多室中的一個室泄漏時不影響不泄漏室的液面;將在上述許多提升管反應(yīng)器中形成的液態(tài)酸催化劑和液態(tài)烴產(chǎn)物的混合物引入上述分離區(qū)內(nèi);使上述液態(tài)酸催化劑和液態(tài)烴產(chǎn)物在上述分離區(qū)中分離，從而在上述分離區(qū)內(nèi)，在上述液態(tài)酸催化劑和上述液態(tài)烴產(chǎn)物之間的液面處形成液-液界面，和其中大部分的上述液態(tài)酸催化劑裝在上述分離區(qū)下部的許多室內(nèi);和使上述共用沉降器在不完全是液態(tài)下操作，以使在上述分離區(qū)上部形成氣烴相。
12.在烷基化過程中，保持在多個提升管反應(yīng)器中的液態(tài)酸催化劑與液態(tài)烴產(chǎn)物之比合乎要求所需的液態(tài)酸催化劑量系裝在操作上與上述多個烷基化反應(yīng)器有關(guān)的共用沉降器下部，該烷基化過程改進(jìn)之處包括將共用沉降器下部分隔成可容納所需液態(tài)酸催化劑量的許多室，以使多個烷基化反應(yīng)器中的一個發(fā)生有損于液態(tài)酸催化劑的泄漏時，泄漏量不會超過上述許多室中一個室所裝的液體酸催化劑量，也不會影響上述許多室中其它任一室的液態(tài)酸催化劑液面。
全文摘要
在烷基化過程中，保持在許多個烷基化反應(yīng)器中的氟化氫(HF)酸催化劑與烴之比合乎要求所需的HF酸催化劑量系裝在共用沉降器的下部，該過程的改進(jìn)之處包括將共用沉降器下部分隔成可容納所需HF酸催化劑量的許多室，以使許多個反應(yīng)器中的一個發(fā)生有損于催化處理系統(tǒng)的泄漏時，只會泄漏掉一個室中所裝的液態(tài)HF酸量，不會影響不泄漏室中液體HF酸的液面。
文檔編號C07C2/58GK1047811SQ9010085
公開日1990年12月19日 申請日期1990年2月21日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月22日
發(fā)明者凱斯·威·赫維斯 申請人:菲利浦石油公司