專利名稱：：在沉降器中再接觸的烷基化方法在沉降器中再接觸的烷基化方法本發(fā)明涉及一種利用酸性催化劑混合物的異鏈烷烴與烯烴的烷基化方法和/或系統(tǒng)。另一方面，本發(fā)明涉及一種降低烷基化產物中有機氟化物濃度的方法。如本文使用的，用語"基本上由……組成，，以及類似用語并不排除在本說明書中沒有具體提到的其它步驟、要素或材料的存在，只要所述的步驟、要素或材料不影響本發(fā)明的基本和新的特性；此外，它們不排除通常與所用要素和材料有關的雜質。上迷術語和用語意在用于美國管轄范圍以外的區(qū)域。在美國管轄范圍內，上述術語和用語根據美國法院和美國專利局所解釋的那樣應用。使用催化烷基化工藝制備其特性適合用作汽油混合成分的支化烴是本領域公知的。通常，用飽和烴，如異鏈烷烴將烯烴烷基化通過將反應物與酸催化劑接觸以形成反應混合物，沉降該反應混合物以從烴中分離催化劑，由此形成催化劑相和烴相而完成。將烴相例如通過分餾進一步分離，以回收單獨的產物流。通常，烷基化工藝的烴相中包含每個分子中具有5至10個碳原子的烴。為了得到最高品質的汽油混合料，優(yōu)選地，烷基化工藝中所形成的烷基化烴高度支化，且每個分子中含有7至9個碳原子。長期以來就已知將含有機氟化物的烷基化流與氟化氫再接觸是降低這種烷基化流中有機氟化物濃度的有效方法。為了確保烷基化流與氟化氫恰當接觸，工業(yè)上大多數往往選擇在單獨的再接觸容器中使用離析系統(tǒng)，其中氟化氫被導入到流動的烷基化流中，隨后通過重力分離將烷基化產物與氟化氫分離。一般期望的是使烷基化單元中所存在的含氟化氫容器的數量達到最少。因此，開發(fā)出用于使烷基化產物與氟化氬有效再接觸，并不使用額外含氟化氫的容器的改進方法和/或系統(tǒng)對本領域的貢獻意義重大。希望提供一種改進的方法和/或系統(tǒng)，用于降低烷基化產物中有機氟化物的濃度。還希望提供一種用于降低烷基化產物中有機氟化物的濃度的改進方法和/或系統(tǒng)，其中使烷基化產物與氟化氫在沉降容器中再接觸；在要求怏速酸轉移的情況下，允許用于再接觸的HF不會與酸催化劑殘留在該沉降容器中。才艮據本發(fā)明的第一實施方式，所提供的系統(tǒng)包括如下a)烷基化反應器；b)沉降器，具有上部、中部和下部，其中中部包括至少一個塔盤系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括界定出多個孔的有孔塔盤和該有孔塔盤下方的填料層；c)進料管路，可操作地與烷基化反應器流體流動連通地連接；d)沉降器進料管路，可操作地與烷基化反應器和沉降器的中部(在最低塔盤系統(tǒng)下方的位置處)流體流動連通地連接；e)HF進料管路，可操作地在最高塔盤系統(tǒng)上方的位置處與沉降器的中部流體流動連通地連接；f)含烷基化產物管路，可操作地與沉降器的上部流體流動連通地連接；和g)烷基化催化劑管路，可操作地與沉降器的下部和烷基化反應器流體流動連通地連接。根據本發(fā)明的第二實施方式，所提供的方法包括如下步驟a)使包含烯烴和異鏈烷烴的烴原料與含氟化氫的催化劑在烷基化反應區(qū)中接觸，由此生成烷基化反應排出物形式的至少部分烯烴和異鏈烷烴的烷基化產物；b)提供具有上部、中部和下部的沉降器，其中中部包括至少一個塔盤系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括界定出多個孔的有孔塔盤和該有孔塔盤下方的填料層；c)將烷基化反應排出物從烷基化反應區(qū)在最低塔盤系統(tǒng)下方的位置處送到沉降器的中部，并允許發(fā)生相分離，以產生催化劑相和含有烷基化產物和有機氟化物的烴相；d)將包含大于約80wt%和小于約94wt%氟化氫的含HF流在最高塔盤系統(tǒng)上方的位置處送到沉降器的中部；e)允許至少部分烴相聚結在每個有孔塔盤下，由此在每個有孔塔盤下提供經層，使得穩(wěn)態(tài)體積的氟化氫能夠收集在每個有孔塔盤的上表面上；f)對于每一個塔盤系統(tǒng)，允許至少部分的烴層以液滴形式向上通過有孔塔盤，與穩(wěn)態(tài)體積的氟化氬接觸；g)允許處理過的烴相從上送出沉降器的中部，其中烴相與沉降器中部的穩(wěn)態(tài)體積氟化氫中所含的氟化氫的累計接觸時間大于或等于約0.5s，并且處理過的烴相所包含的有機氟化物比烴相中的要少；h)從沉降器的上部移出處理過的烴相；i)從沉降器的下部移出催化劑相；以及j)將部分催化劑相用作烷基化反應區(qū)中的至少部分催化劑。圖l是表示本發(fā)明實施方式的簡化示意性流程圖。圖2是沿圖1簡化示意性流程圖中線2-2的截面。圖3(a)-(f)各是表示適用作本發(fā)明中填料的可替換結構填料單元的透4見圖。根據本發(fā)明的第一實施方式，參照圖l和2描述本發(fā)明的系統(tǒng)。參照圖1,其中所示的本發(fā)明系統(tǒng)或裝置IO包括具有界定出烷基化反應區(qū)的內壁102的烷基化反應器100。烷基化反應器100可操作地與用于將烴原料引入烷基化反應區(qū)的進料管路104流體流動連通地連接。烷基化反應器100提供了用于使至少部分烴原料烷基化，由此生成烷基化反應排出物形式的至少部分烯烴和異鏈烷烴的烷基化產物的裝置。烷基化反應器100經沉降器進料管路106可操作地與沉降器110的中部108流體流動連通地連接。沉降器進料管路106用于從烷基化反應器100中移出烷基化反應排出物，并將烷基化反應排出物在沉降器110的中部108中所包括的最低塔盤系統(tǒng)112下方的位置處引入該中部108。中部108包括至少一個塔盤系統(tǒng)112,并且每個塔盤系統(tǒng)112包括界定出多個孔116的有孔塔盤114(如圖2中一般所示的)和每個有孔塔盤114下方的填料層118，或者由其組成，或者基本上由其組成。適用作填料118的填料單元可以選自鮑爾環(huán)、拉西環(huán)、弧鞍形填料、矩鞍形填料、tellerettes、其中任何兩種或更多種的組合，并且示在圖3(a)-(f)中。填料118也可以包括界定出多個流體流動通道的結構化填料。中部110優(yōu)選包括至少2個塔盤系統(tǒng)114，更優(yōu)選包括至少3個塔盤系統(tǒng)。沉降器110也具有內壁120，其界定出具有上部122、中部108和下部124的沉降區(qū)。沉降器110的下部124經烷基化催化劑管路126可操作地與烷基化反應器100流體流動連通地連接，用于將下部124中所包含的催化劑相的至少部分返回到烷基化反應器100，用作至少部分的催化劑。管路126可操作地與管路128流體流動連通地連接，用于移出部分催化劑相，以在下游再生。沉降器110的上部122可操作地與含烷基化產物管路130流體流動連通地連接，用于移出沉降器110的上部122中所包含的部分烴相，以在下游進一步處理和/或分餾。HF進料管路132可操作地在最高塔盤系統(tǒng)112上方的位置處與沉降器110的中部108流體流動連通地連接，用于將含HF的進料引入中部108。根據本發(fā)明的第二實施方式，烴原料包括烯烴和異鏈烷烴，或由其組成，或基本上由其組成。烯烴可以選自丙烯、每個分子含4個碳原子的烯烴(丁烯)、每個分子含5個碳原子的烯烴(戊烯)、以及其中任何兩種或更多種的組合。優(yōu)選地，該烯烴每個分子含4個碳原子。異鏈烷烴可以選自每個分子含4個碳原子的異鏈烷烴、每個分子含5個碳原子的異鏈烷烴、以及其中任何兩種或更多種的組合。優(yōu)選地，該異鏈烷烴是異丁烷。適合用在本方法中的催化劑可以包括氟化氫，由氟化氫組成，或基本上由其組成。該催化劑還可以包括氟化氫和水，由其組成，或基本上由其組成。此外，該催化劑還可以包括氟化氫和揮發(fā)性降低添加劑，由其組成，或基本上由其組成。此外，該催化劑還可以包括氟化氫、揮發(fā)性降低添加劑和水，由其組成，或基本上由其組成。揮發(fā)性降低添加劑可以是任何有效降低混合物揮發(fā)性的化合物，所述混合物是將該揮發(fā)性降低添加劑加入氫氟酸中而形成的。更具體地，揮發(fā)性降低添加劑可以是選自砜、氨、甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、吡啶、烷基吡啶、蜜胺、六亞甲基四胺等及其任何兩種或更多種的組合的化合物。適合用在本發(fā)明中的砜是如下通式的砜R陽S(VR1其中R和W是單價烴烷基或芳基取代基，各自含有l(wèi)-8個碳原子，且其中R和W可以相同或不同。合適砜的實例包括但不限于二曱基砜、二正丙基砜、二苯基砜、乙基曱基砜和脂環(huán)族砜，其中S02基團連接到烴環(huán)上。在這種情況下，R和Rt—起形成優(yōu)選含有3-12個碳原子的支化或未支化的烴二價部分。后一情況下，更特別合適的是四亞甲基砜或環(huán)丁砜、3-曱基環(huán)丁>5風和2，4-二曱基環(huán)丁砜，因為它們具有在本文所涉及的工藝操作條件下是液體的優(yōu)點。這些砜還可以具有取代基，特別是一個或多個鹵素原子，例如氯曱基乙基砜。這些砜可以有利地以其任意兩種或更多種的混合物形式使用。最優(yōu)選的揮發(fā)性降低添加劑是環(huán)丁砜。使烴原料與催化劑在烷基化反應區(qū)中接觸，由此生成烷基化反應排出物形式的至少部分烯烴和異鏈烷烴的烷基化產物。接著將烷基化反應排出物從烷基化反應區(qū)如前面在第一實施方式中所述地在最低塔盤系統(tǒng)下方的位置處送到沉降器的中部。接著發(fā)生相分離，產生催化劑相和含有烷基化產物和有機氟化物的烴相。烷基化產物一般包含每個分子中具有5-!20個碳原子的烷基化烴、未反應的帶支鏈的鏈烷烴和異戊烷。有機氟化物在烴相中的存在量基于烴相總重量一般為約150ppmw-約10,000ppmw。更典型地，有機氟化物的濃度基于烴相總重量為約200ppmw-約1,000ppmw,最典型為250ppmw-500ppmw。將包含大于約80wt。/。且小于約94wt%氟化氫，優(yōu)選大于約85wt°/o且小于約94wt%,最優(yōu)選大于約85wt。/。且小于約90wt%氟化氫的含HF流在最高塔盤系統(tǒng)上方的位置處送到沉降器的中部。至少部分烴相聚結在塔盤系統(tǒng)的每個有孔塔盤下，由此在每個有孔塔盤下提供烴層，使得穩(wěn)態(tài)體積的氟化氫能夠收集在每個有孔塔盤的上表面上。這種穩(wěn)態(tài)體積氟化氫在每個有孔塔盤的上表面上的高度可以為約2英寸-約22英寸，優(yōu)選約4-約8英寸。對于每一個塔盤系統(tǒng)，允許堆積在有孔塔盤下方的至少部分烴層以液滴形式向上通過有孔塔盤，與有孔塔盤頂部的穩(wěn)態(tài)體積的氟化氫接觸。每個有孔塔盤中界定出多個孔，以使由烴層形成的液滴的Sauter平均直徑大于或等于約250微米且小于或等于約5000微米，優(yōu)選大于或等于約1500微米且小于或等于約2500微米。處理過的烴相從上送出沉降器的中部，進入沉降器的上部。烴相與沉降器中部的穩(wěn)態(tài)體積氟化氫中所含的氟化氫的累計接觸時間大于或等于約0,5s，優(yōu)選大于或等于約0.5s且小于或等于約2.5s，更優(yōu)選大于或等于約0,5s且小于或等于約2.0s。該處理過的烴相所包含的有機氟化物比烴相中的要少。從沉降器的上部移出處理過的烴相，用于下游處理和混合。從沉降器的下部移出催化劑相，并將部分催化劑相用作烷基化反應區(qū)中的至少部分催化劑，其余的送到下游進行催化劑再生。下面的實施例提供用來進一步說明本發(fā)明，而不應視為是不適當地限制本發(fā)明的范圍。實施例這些試驗中所用的原料是沉降器總排出物樣品或烷基化產物樣品的實際精煉廠樣品。所用的反應器是l英寸直徑、8或16英寸長的Monel⑧目錄40管。所用進料噴嘴的直徑是0.010、0.028或0力61英寸，0°噴射角。酸相是99°/。氟化氫/1%水的共混物，由磁力驅動的齒輪泵循環(huán)。最初的試驗A設計為目標停留時間為1.5s、公稱2000nmSauter平均直徑(SMD)液滴的基本情況。所有試驗在100士2下下進行。對于每個試驗，烴原料向上通過噴嘴，形成液滴，接著通過8或16英寸的酸相層，收集其上處理過的烴樣品，通過氣相色鐠(GC)分析。每個試驗的結果示于下表l中。表l1未鑒別出的Cl-C4組分GC分析的結果表明完全不存在可檢測含量的2-氟丙烷(HC3F)和2-氟-2-甲基丙烷(HC4F)。GC對于烷基氟的檢測下限據認為是約"ppmw。已確認對應于HC4F的峰潛在地被正丁烷信號覆蓋。類似地，在HC3F相對于異丁烷的低濃度下可能正好不能觀察到HC3F的峰。因而，決定將異丁烷從樣品中蒸出，并使用電導率檢測(ELCD)儀器分析該穩(wěn)定化烷基化產物的烷基化范圍的有機氟化物(主要是HCsF)。該儀器僅對總氟化物響應而沒有物質區(qū)分。再用GC分析該蒸過的樣品(原料和產物)，以確定HC3F和HC化含量(如果存在)，并且基于新的GC數據和ELCD總氟化物值確定Cs+有機氟化物的濃度。僅對于每次試驗的原料和產品，基于Cs+組分，根據GC數據計算研究法辛烷值(RON)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>和馬達法辛烷值(MON)。GC和ELCD分析以及RON和MON評估的結果示于下表II中。表II<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>如從表II中可見的，HC5F氟化物的轉化率在液滴SMD<500的試驗B中比在液滴SMD為~2000的試驗A中要高。但是，試驗B的ARON和AMON明顯高于試驗A的。因而，雖然較小的液滴似乎導致更高的HC5F轉化率，但烷基化產物的辛烷值相應減小，而這對于大多數精煉廠可能都是不可接受的。而且，HCSF氟化物的轉化率在反應器長度為16英寸的試驗C中比在反應器長度為8英寸的試驗A中要高。但是，試驗C的ARON和AMON明顯高于試驗A的。因而，雖然較長的接觸時間似乎導致更高的HC5F轉化率，但烷基化產物的辛烷值相應減小，而這對于大多數精煉廠可能都是不可接受的。此外，HCSF氟化物的轉化率在液滴SMD>3000的試驗D中比在液滴SMD為~2000的試驗A中平均要低。試驗D的ARON和AMON低于試驗A的。因而，雖然較大的液滴似乎導致更少的烷基化產物辛烷值降低，但相應的HC5F轉化率降低使得采用這種較大的液滴不實用。雖然為說明的目的已經詳細地描述了本發(fā)明，但不應視為由此受到限制，而是意在涵蓋在其精神和范圍內的所有變化和修改。權利要求1、一種系統(tǒng)，包括a)烷基化反應器；b)沉降器，具有上部、中部和下部，其中所述中部包括至少一個塔盤系統(tǒng)，其包括界定出多個孔的有孔塔盤和所述有孔塔盤下方的填料層；c)進料管路，可操作地與所述烷基化反應器流體流動連通地連接；d)沉降器進料管路，可操作地與所述烷基化反應器以及在最低塔盤系統(tǒng)下方的位置處與所述沉降器的所述中部流體流動連通地連接；e)HF進料管路，可操作地在最高塔盤系統(tǒng)上方的位置處與所述沉降器的所述中部流體流動連通地連接；f)含烷基化產物管路，可操作地與所述沉降器的所述上部流體流動連通地連接；和g)烷基化催化劑管路，可操作地與所述沉降器的所述下部和所述烷基化反應器流體流動連通地連接。2、根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述中部包括至少2個所述塔盤系統(tǒng)。3、根據權利要求1所迷的系統(tǒng)，其中所述中部包括至少3個所述塔盤系統(tǒng)。4、根據權利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述填料選自鮑爾環(huán)、拉西環(huán)、弧鞍形填料、矩鞍形填料、tellerettes、其中任何兩種或更多種的組合。5、根據權利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述填料包括界定出多個流體流動通道的結構化填料。6、—種方法，包括a)使包含烯烴和異鏈烷烴的烴原料與含氟化氫的催化劑在烷基化反應區(qū)中接觸，由此生成烷基化反應排出物形式的至少部分烯烴和異鏈烷烴的烷基化產物；b)提供具有上部、中部和下部的沉降器，其中所述中部包括至少一個塔盤系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括界定出多個孔的有孔塔盤和所述有孔塔盤下方的填料層；c)將所述烷基化反應排出物從所述烷基化反應區(qū)在最低塔盤系統(tǒng)下方的位置處送到所述沉降器的所述中部，并允許發(fā)生相分離，以產生催化劑相和含有烷基化產物和有機氟化物的烴相；d)將包含大于約80wt。/。和小于約94wt。/Q氟化氫的含HF流在最高塔盤系統(tǒng)上方的位置處送到所述沉降器的所述中部；e)允許至少部分所述烴相聚結在每個所述有孔塔盤下，由此在每個所述有孔塔盤下提供烴層，使得穩(wěn)態(tài)體積的氟化氫能夠收集在每個所述有孔塔盤的上表面上；f)對于每一個所述塔盤系統(tǒng)，允許至少部分的所述烴層以液滴形式向上通過所述有孔塔盤，與所述穩(wěn)態(tài)體積的氟化氫接觸；g)允許處理過的烴相從上送出所述沉降器的所述中部，其中所述烴相與所述沉降器中部的所述穩(wěn)態(tài)體積氟化氫中所含的氟化氫的累計接觸時間大于或等于約0.5s，并且所述處理過的烴相所包含的有機氟化物比所述烴相中的要少；h)從所述沉降器的所述上部移出所述處理過的烴相；i)從所述沉降器的所述下部移出所述催化劑相；以及j)將部分所述催化劑相用作所述烷基化反應區(qū)中的至少部分所述催化劑。7、根據權利要求6所述的方法，其中所述催化劑的特征還在于包含揮發(fā)性降低添加劑。8、根據權利要求7所述的方法，其中所述揮發(fā)性降低添加劑包括砜。9、根據權利要求7所述的方法，其中所述揮發(fā)性降低添加劑包括環(huán)丁砜。10、根據權利要求6所述的方法，其中所述中部包括至少2個所述塔盤系統(tǒng)。11、根據權利要求6所述的方法，其中所述中部包括至少3個所述塔盤系統(tǒng)。12、根據權利要求6所述的方法，其中所述填料選自鮑爾環(huán)、拉西環(huán)、弧鞍形填料、矩鞍形填料、tellerettes、其中任何兩種或更多種的組合。13、根據權利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述填料包括界定出多個流體流動通道的結構化填料。14、根據權利要求6所述的方法，其中所述含HF流包含大于約85wt%且小于約94wto/。的氟化氫。15、根據權利要求6所述的方法，其中所述含HF流包含大于約85wt%且小于約卯wt%的氟化氫。16、根據權利要求6所述的方法，其中在每個所述有孔塔盤中界定出所述多個孔，以使所述液滴的Sauter平均直徑大于或等于約250微米且小于或等于約5000微米。17、根據權利要求6所述的方法，其中在每個所述有孔塔盤中界定出所述多個孔，以使所述液滴的Sauter平均直徑大于或等于約1500微米且小于或等于約2500微米。18、根據權利要求6所迷的方法，其中步驟g)中所述累計接觸時間大于或等于約0.5s且小于或等于約2.5s。19、根據權利要求6所述的方法，其中步驟g)中所述累計接觸時間大于或等于約0.5s且小于或等于約2.0s。20、根據權利要求6所述的方法，其中所述烯烴選自丙烯、每個分子含4個碳原子的烯烴、每個分子含5個碳原子的烯烴、以及其中任何兩種或更多種的組合。21、根椐權利要求6所述的方法，其中所迷異鏈烷烴選自每個分子含4個碳原子的異鏈烷烴、每個分子含5個碳原子的異鏈烷烴、以及其中任何兩種或更多種的組合。全文摘要本發(fā)明公開了一種通過使烴相與包含大于約80wt％且小于約94wt％HF的含HF流在沉降器中部接觸而降低烷基化沉降器中所含烴相中所存在的至少一種有機氟化物含量的系統(tǒng)和/或方法，該沉降器中部包括至少一個塔盤系統(tǒng)，其中每個塔盤系統(tǒng)包括界定出多個孔的有孔塔盤和該有孔塔盤下方的填料層。文檔編號B01J10/00GK101287543SQ200680009644公開日2008年10月15日申請日期2006年1月23日優(yōu)先權日2005年1月31日發(fā)明者B·B·倫道夫,K·W·霍維斯申請人:科諾科菲利浦公司