亚洲成年人黄色一级片,日本香港三级亚洲三级,黄色成人小视频,国产青草视频,国产一区二区久久精品,91在线免费公开视频,成年轻人网站色直接看

異鏈烷烴-烯烴烷基化的制作方法

文檔序號(hào):5006841閱讀:388來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:異鏈烷烴-烯烴烷基化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及烴的催化烷基化,本發(fā)明一方面涉及提供了烷基化催化劑循環(huán)流的烷基化體系;另一方面涉及將烴與環(huán)丁砜和HF催化劑組合物接觸以生產(chǎn)烷基化產(chǎn)品的改進(jìn)方法。
與烴的催化烷基化相關(guān)的主要問(wèn)題是烷基化催化劑的處理問(wèn)題,即將催化劑輸送至反應(yīng)的各個(gè)部分以及其回收體系,當(dāng)使用酸催化劑如氫氟酸時(shí),這個(gè)問(wèn)題特別嚴(yán)重,因?yàn)檫@些酸在許多實(shí)例中對(duì)一般材料的結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的腐蝕性。用這些酸催化劑的烴的烷基化是需要特別設(shè)備的,諸如合金閥和容器、特殊泵和泵密封以及特別的預(yù)防措施。
與作為烷基化催化劑氫氟酸處理有關(guān)的一些問(wèn)題的解決辦法之一是使用適合的稀釋劑,這種稀釋劑應(yīng)對(duì)最終的烷基化產(chǎn)品沒(méi)有負(fù)作用,它們包括砜化合物以及特別是環(huán)丁砜,當(dāng)使用接觸時(shí)間增長(zhǎng)了間歇式反應(yīng)時(shí),發(fā)現(xiàn)環(huán)丁砜和氫氟酸的混合物是適合的烷基化體系。然而理想的是使用循環(huán)或自然循環(huán)的烷基化體系,因?yàn)檫@種體系有安全性。但是在發(fā)明本文所述的發(fā)明方法以前,對(duì)于包含環(huán)丁砜和氟化氫的烷基化催化劑是否有用于循環(huán)的烷基化體系的可接受的物理性質(zhì),是不得而知的;對(duì)于在環(huán)丁砜和氟化氫催化劑存在下的用異鏈烷烴進(jìn)行烯烴烷基化的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是否會(huì)容許使用循環(huán)流烷基化體系是不得而知的。
因此,本發(fā)明的目的是提供利用循環(huán)流烷基化體系的烴的催化烷基化方法。
本發(fā)明方法包括在環(huán)丁砜和氫氟酸催化劑存在下在有上部、下部和一容積的反應(yīng)區(qū)中將烯烴和鏈烷烴的混合物進(jìn)行反應(yīng),此烷基化方法包括將烴混合物導(dǎo)入含環(huán)丁砜和氫氟酸催化劑的反應(yīng)區(qū)下部;將得到的烷基化反應(yīng)流出物(包括烴和催化劑)從反應(yīng)區(qū)上部通入沉降區(qū)。在沉降區(qū)出現(xiàn)相分離,產(chǎn)生烴相和催化劑相。冷卻催化劑相,得到冷的催化劑,再用作反應(yīng)區(qū)中的催化劑。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)從本發(fā)明的詳細(xì)描述、權(quán)利要求以及附中得到明確的了解。


圖1是有烷基化反應(yīng)器、沉降容器、熱交換器和回路的循環(huán)流烷基化體系的圖解說(shuō)明。
已經(jīng)驚異地發(fā)現(xiàn),有反應(yīng)區(qū)、沉降區(qū)、熱交換區(qū)和回路的自然循環(huán)液體提升體系當(dāng)用包括環(huán)丁砜和氫氟酸的催化劑混合物時(shí)可用于烴的催化烷基化,這種提升體系的適用性在很大程度上決定于下列因素所用的烷基化催化劑的物理性質(zhì)、烷基化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)和烷基化提升體系的幾何形狀。用于烷基化過(guò)程中的烷基化催化劑的物理性質(zhì)由于其對(duì)提供循環(huán)動(dòng)力的烴進(jìn)料和催化劑之間的稠密度級(jí)差的依附性而大大地影響提升體系的工作。初始動(dòng)力可來(lái)自加入反應(yīng)區(qū)的入口烴流的動(dòng)能,但最好來(lái)自液流的稠密度級(jí)差的作用,在混合烴流中,平均密度或液流密度低于循環(huán)液流密度,因而建立了一差示靜壓力,它正比于兩液流增高的總和。為使體系達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),循環(huán)液流必須產(chǎn)生一壓力降,其值等于產(chǎn)生的靜壓頭加由入口的動(dòng)力液流得到的動(dòng)壓頭。如果希望向下流動(dòng)的混合相液流,可用重質(zhì)液體作為動(dòng)力流。
提升體系反應(yīng)區(qū)內(nèi)的烷基化反應(yīng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)可嚴(yán)重地影響其實(shí)用性,主要是反應(yīng)區(qū)內(nèi)的烷基化反應(yīng)進(jìn)行的速率決定于特定的反應(yīng)區(qū)設(shè)計(jì)和其幾何形狀。因?yàn)榉磻?yīng)速率對(duì)自然循環(huán)提升體系的適用性的影響,在發(fā)現(xiàn)在此描述的發(fā)明方法之前,利用環(huán)丁砜和氟化氫催化劑的烴催化烷基化可以在自然循環(huán)提升體系中工作是不知道的,事實(shí)上環(huán)丁砜和氟化氫催化劑混合物的物理性質(zhì)(包括催化性質(zhì))與其它常規(guī)或已知烷基化催化劑的差別是足夠大的,以致催化烷基化技術(shù)領(lǐng)域的任何技術(shù)熟練者都無(wú)法預(yù)知這樣的催化劑混合物可以應(yīng)用于自然循環(huán)體系。
但是,已經(jīng)發(fā)現(xiàn),如果體系包括某種臨界幾何尺寸而且工藝條件容許在提升體系的烷基化區(qū)中完成烷基化反應(yīng),則自然循環(huán)提升體系可在烴的烷基化體系中用環(huán)丁砜和氟化氫催化劑混合物進(jìn)行操作。業(yè)已發(fā)現(xiàn),在反應(yīng)區(qū)中在烷基化催化劑的存在下,烴反應(yīng)物的接觸時(shí)間應(yīng)足以提供體系反應(yīng)區(qū)中烯烴反應(yīng)物的基本完全轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化。因此,所需的接觸時(shí)間可影響提升體系的幾何形狀,特別是反應(yīng)器的尺寸。
“接觸時(shí)間”一詞可定義為烴反應(yīng)物和催化劑在反應(yīng)區(qū)中緊密接觸的時(shí)間長(zhǎng)度。業(yè)已發(fā)現(xiàn),有上述幾何形狀的自然循環(huán)提升體系,其接觸時(shí)間一般應(yīng)超過(guò)約5秒鐘,優(yōu)選至少約10秒鐘,更優(yōu)選至少20秒鐘。
要求的接觸時(shí)間極大地影響了自然循環(huán)提升體系的幾何設(shè)計(jì),必須要求反應(yīng)區(qū)的容積能使反應(yīng)區(qū)中可烷基化的烴與烷基化催化劑的接觸時(shí)間足以使烷基化反應(yīng)完全。同時(shí),反應(yīng)區(qū)的幾何容積必須能容許催化劑和烴的提升體系中的自然循環(huán),因?yàn)橥榛呋瘎┑奈锢硇再|(zhì),特別是環(huán)丁砜和氟化氫的性質(zhì)的獨(dú)特性,自然循環(huán)提體系的反應(yīng)區(qū)要求的容積不是顯而易見(jiàn)的。
影響反應(yīng)區(qū)容積的其它因素的例子包括以下因素如烴進(jìn)料和化劑間的相對(duì)密度;催化劑粘度和烷基化反應(yīng)。已經(jīng)測(cè)定,在接近圓形流動(dòng)面積的反應(yīng)區(qū)中提供催化劑和烴反應(yīng)物的自然循環(huán),反應(yīng)區(qū)一般應(yīng)在垂直方向加長(zhǎng)或延伸,并且上、下部的垂直長(zhǎng)度和標(biāo)稱直徑的比超過(guò)約5∶1。涉及反應(yīng)區(qū)的直徑或標(biāo)稱直徑時(shí),它們的定義是反應(yīng)區(qū)的流動(dòng)面積的橫截面與反應(yīng)區(qū)的潤(rùn)濕周邊長(zhǎng)度的比乘以4。反應(yīng)區(qū)的優(yōu)選長(zhǎng)/直徑比大于約7.5∶1,更優(yōu)選大于10∶1。
烴進(jìn)料是導(dǎo)入立管式反應(yīng)器所限定的反應(yīng)區(qū)的下部,其中含烷基化催化劑。任何適合的將進(jìn)料導(dǎo)入反應(yīng)區(qū)的裝置都可以使用,包括對(duì)反應(yīng)區(qū)內(nèi)橫截面來(lái)說(shuō)有小橫截面的縮頸通路或進(jìn)料嘴。進(jìn)料嘴有助于形成烴進(jìn)料小滴以在它們的存在時(shí)期在反應(yīng)器中維持高界面積。高速率反應(yīng)要求維持高介面積。相對(duì)于液體催化劑流動(dòng)方向的液體烴的流動(dòng)方向也是很重要的。在與液體烴最初接觸時(shí),催化劑流流動(dòng)路線必須確定在與烴進(jìn)料相同的方向。用此方法和設(shè)備,在接觸時(shí)沒(méi)有催化劑或烴或催化劑混合物持久不斷的積集,如象在烴的導(dǎo)入點(diǎn)上方導(dǎo)入催化劑或者以與烴流導(dǎo)入方向成直角導(dǎo)入催化劑的情況。以相同方法導(dǎo)入高速度流的流動(dòng)烴于酸催化劑流,液體反應(yīng)物小滴保持了其小的尺寸,同時(shí)與催化劑相向上流動(dòng),由此保持它們的高界面積。再者,如伯努利定理(Bernoullis Theorem)所確證,高速度產(chǎn)生低靜壓力,它增進(jìn)了一相于另一相中的滲透。再者。由于維持高界面積和取消積水池,只有很少的不希望的副反應(yīng)產(chǎn)生。這些縮頸通路或管道的直徑最好是足以在向上流動(dòng)的烴和向上流動(dòng)的催化劑之間提供15-35f/s的差示速度。這些管道最好的內(nèi)徑為1/4″-3/4″。
本發(fā)明方法的烷基化催化劑可包括或主要由鹵化氫組分和環(huán)丁砜組分組成。催化劑組合物或混合物的鹵化氫組分可選自氟化氫(HF)、氯化氫(HCl)、溴化氫(HBr)或其兩種或多種的混合物。但優(yōu)選氟化氫,它可以無(wú)水形式用于催化劑組合物,但所用的氟化氫一般含有小量的水分。氟化氫和環(huán)丁砜混合物中的含水量不能超過(guò)氟化氫組分總重(包括水)的約30%(重量),最好是氟化氫組分中的含水量低于約10%(重量),特別是低于5%(重量)。涉及本發(fā)明催化劑組合物的鹵化氫組分,或特別是氟化氫組分時(shí),應(yīng)該知道,它們的含義是指作為無(wú)水混合物的鹵化氫組分或是含水混合物的鹵化氫組分;鹵化氫組分中的含水重量百分?jǐn)?shù)是指水重與水和鹵化氫總重比乘以100,即為重量百分?jǐn)?shù)。
一般,氟化氫催化的烯烴烷基化工藝領(lǐng)域的技術(shù)熟練者已知,自上述烯烴烷基化工藝制取最高質(zhì)量的烷基化合物,對(duì)于氟化氫催化劑主要的是要盡可能沒(méi)有污染化合物。一般都知道,含于烯烴烷基化工藝的氟化氫催化劑中的小量其它化合物對(duì)產(chǎn)品的烷基化物的質(zhì)量能產(chǎn)生不利的影響,因?yàn)樗鼘?duì)烷基化反應(yīng)以生產(chǎn)較多的需要的終產(chǎn)品的選擇性有相反的作用。例如丁烯用異丁烷進(jìn)行烷基化中的三甲基戊烷(TMP)。本領(lǐng)域技術(shù)熟練者更知道,含有氟化氫烷基化催化劑中的小量組分對(duì)于使烯烴烷基化的活性有相反的影響?;诜瘹浯呋瘎┪廴疚飳?duì)于烷基化工藝和高質(zhì)量烷基化產(chǎn)物的活性和選擇性的已知效果,本領(lǐng)域技術(shù)熟練者知道在氟化氫催化劑中加入小量至大量的環(huán)丁砜將會(huì)對(duì)催化劑性能非常有害。但是,業(yè)已發(fā)現(xiàn),小量環(huán)丁砜與氟化氫結(jié)合對(duì)于所得到的烷基化催化劑的性能是幾乎沒(méi)有影響的。但又發(fā)現(xiàn),其量低于約30%(重量)的小濃度的環(huán)丁砜與氟化氫結(jié)合可在某些例子中能提高所得到的烷基化催化劑組合物的性能。因此,在催化劑混合物中使用環(huán)丁砜的量在約2.5-約50%(重量)是理想的。要從催化劑組合物得到最佳效果,催化劑組合物最好應(yīng)含環(huán)丁砜組分在約5-40%(重量),更優(yōu)選的環(huán)丁砜濃度將在10-30%(重量)。此處的氟化氫和環(huán)丁砜催化劑混合物的環(huán)丁砜組分的“重量百分”一詞定義為環(huán)丁砜與環(huán)丁砜+氟化氫總重之比乘以100。
本發(fā)明的烷基化方法是用諸如異丁烷、異戊烷、異己烷、異庚烷、異辛烷等之類的異構(gòu)鏈烷烴將諸如丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯等之類的單烯烴進(jìn)行烷基化以生產(chǎn)高辛烷值的沸點(diǎn)在汽油范圍的烷基化烴,適合于汽油機(jī)燃料的應(yīng)用。優(yōu)先選擇異丁烷作為異鏈烷烴反應(yīng)物,烯烴反應(yīng)物選自丙烯、丁烯、戊烯和它們的混合物以生產(chǎn)烷基化烴產(chǎn)品,該產(chǎn)品包括主要部分的高支化、高辛烷值的具有至少7個(gè)碳原子和少于10個(gè)碳原子的脂肪烴。
為改進(jìn)用烷基化生產(chǎn)所需高支化含7個(gè)或更多碳原子的脂肪烴的選擇性,需要有基本上化學(xué)計(jì)量過(guò)量的異鏈烷烴。異鏈烷烴和烯烴的摩爾比為約2∶1至約25∶1,優(yōu)選約5至約20,更優(yōu)選8至15。但強(qiáng)調(diào)上述的異鏈烷烴與烯烴的摩爾比范圍為那些被發(fā)現(xiàn)是工業(yè)實(shí)際操作范圍的摩爾比。一般,烷基化反應(yīng)中,異鏈烷烴與烯烴比愈大,所得到的烷基產(chǎn)品的質(zhì)量愈好。
異鏈烷烴和烯烴反應(yīng)物按常規(guī)用于工業(yè)烷基化方法中的是來(lái)自煉油工藝液流的,常含有少量的雜質(zhì),如正丁烷、丙烷、乙烷等。這些雜質(zhì)不應(yīng)以大濃度存在,因?yàn)樗鼈兿♂屃朔磻?yīng)區(qū)中的反應(yīng)物因而降低了為所需反應(yīng)物提供的反應(yīng)器容量并干擾異鏈烷烴與烯烴的接觸。另外,在連續(xù)式烷基化生產(chǎn)過(guò)程中,過(guò)量的異鏈烷烴自烷基化反應(yīng)流出物中回收,再經(jīng)循環(huán)與新加入的烯烴接觸,這樣非反應(yīng)性正構(gòu)鏈烷烴雜質(zhì)就會(huì)在烷基化體系中積累。結(jié)果是含有大量雜質(zhì)正構(gòu)鏈烷烴的進(jìn)料流和/或循環(huán)流通常需分餾以除去這樣的雜質(zhì)并把它們?cè)谕榛^(guò)程中的濃度保持在較低的水平,優(yōu)選低于約50%(體積)。
本發(fā)明烷基化反應(yīng)要求的溫度在約0°F至約150°F的范圍,較低的溫度有利于異鏈烷烴與烯烴的烷基化反應(yīng)而不利于與之相爭(zhēng)的烯烴副反應(yīng),如聚合反應(yīng)。但是總的反應(yīng)速率隨著溫度的降低而降低。給定范圍內(nèi)的溫度,特別是約30°F至約130°F的范圍,提供了異鏈烷烴與烯烴以工業(yè)上有利的反應(yīng)速率的烷基化以好的選擇性。但是優(yōu)選的烷基化溫度應(yīng)為50°F至100°F。
本發(fā)明要求的反應(yīng)壓力可在自足以在反應(yīng)物維持在液相的壓力至約15大氣壓的范圍,反應(yīng)物可于正常情況在烷基化反應(yīng)溫度下為氣體,因而反應(yīng)壓力最好在約40psig至約160psig。如所有反應(yīng)物均處于液相,增加壓力對(duì)烷基化反應(yīng)是沒(méi)有意義的。
圖1描繪的是自然循環(huán)提升體系10,它包括立管反應(yīng)器12、沉降容器14、熱交換器16和回路管18。各部分順序聯(lián)接而工作并以液體流流通以形成烷基化催化劑的環(huán)流路。立管反應(yīng)器12是一豎立的長(zhǎng)管狀反應(yīng)器,分下部和上部,它們限定了含烷基化催化劑的反應(yīng)區(qū)。立管反應(yīng)器的長(zhǎng)度20和直徑22的長(zhǎng)徑比大于約5∶1。
沉降容器14裝有接受烷基化反應(yīng)流的入口24、排放產(chǎn)品的出口26和將分離的催化劑送回立管反應(yīng)器12的底部出口28。沉降容器14限定了一分離區(qū)并提供接受和分離烷基化反應(yīng)物流成為分開(kāi)的烴相30和催化劑相32的裝置,因此立管反應(yīng)器12的上端是與入口24連接而工作并且是自由流通的,其下端是與回路管18連接而工作并以液體流通,回路管18也是與底部出口28連接而工作并與底部出口自由流通,由此在自然循環(huán)提升體系10中為催化劑的自然循環(huán)提供回路。在回路管18中有換熱器或催化劑冷卻器16,它限定了一冷卻區(qū)并提供用傳熱液體如冷卻水間接進(jìn)行熱交換從催化劑除去能量的裝置。管道34是用來(lái)將烴進(jìn)料混合物導(dǎo)入立管反應(yīng)器12的下部的,它與產(chǎn)品出口連接而工作并為分離的烴相30從沉降容器14輸送至下游工序。
在自然循環(huán)提升體系10中,包括可烷基化的烴如低沸點(diǎn)烯烴和烷基化試劑如低沸點(diǎn)異構(gòu)鏈烷烴以適合比例混合的液體烴進(jìn)料原料通過(guò)管道34以小截面的許多高速度液流入立管反應(yīng)器12。最初,立管反應(yīng)器12含一定量的烷基化催化劑使催化劑上升至立管反應(yīng)器12所限定的反應(yīng)區(qū)的相當(dāng)距離。進(jìn)入反應(yīng)區(qū)的烴進(jìn)料分成小滴向上通過(guò)立管反應(yīng)器12。反應(yīng)區(qū)中的催化劑和由管道18來(lái)的附加催化劑與經(jīng)管道34加入的烴進(jìn)料并流向上通過(guò)立管反應(yīng)器12。酸和烴同時(shí)向上的運(yùn)動(dòng)是因?yàn)?1)烴進(jìn)料的動(dòng)能和(2)與單獨(dú)的催化劑相32相比立管反應(yīng)器12中的催化劑/烴混合物的密度差的綜合結(jié)果,當(dāng)烯烴與異鏈烷烴反應(yīng)物接觸時(shí),烯烴與異鏈烷烴即發(fā)生反應(yīng),形成辛烷值增加的分子量較高的物質(zhì)。隨著反應(yīng)混合物通過(guò)立管反應(yīng)器12向上移動(dòng),催化劑和反應(yīng)物的溫度上升,烷基化反應(yīng)放熱。在一段時(shí)間內(nèi)(通常在大于約5秒鐘的數(shù)量級(jí)),烷基化反應(yīng)完全;在該時(shí)間后,含有烴產(chǎn)品(烷基化產(chǎn)品)、催化劑和未反應(yīng)的進(jìn)料烴反應(yīng)流出物從立管反應(yīng)器12通過(guò)入口24進(jìn)入沉降容器14。
在向沉降容器開(kāi)始導(dǎo)入反應(yīng)流出物時(shí),烷基化反應(yīng)流出物分離成催化劑相和烴相,但在流出物導(dǎo)入該容器后分離已基本上完成。沉降器14在充滿液體時(shí)可利用加壓來(lái)工作,或在有液相和氣相同時(shí)存在時(shí),可在低壓下工作,條件是要排放多余的氣體,上相或分離的烴相30通過(guò)管道36從沉降容器14放出,按需要進(jìn)行進(jìn)一步處理,包括分餾。下相或催化劑相32從沉降容器14向下通過(guò)管道18導(dǎo)入熱交換器16。通過(guò)熱交換器的催化劑經(jīng)充分降溫除去烷基化反應(yīng)中獲得的熱量。
下面的實(shí)例將證明本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn),但僅用以進(jìn)行說(shuō)明,而不是對(duì)本發(fā)明加以限制,如所附權(quán)利要求書中所限定。
實(shí)例Ⅰ本實(shí)例證明立管反應(yīng)器烷基化體系當(dāng)用氟化氫和環(huán)丁砜混合物作為催化劑時(shí)可以成功地進(jìn)行烯烴的烷基化,也證明反應(yīng)器的幾何形狀和接觸時(shí)間對(duì)自然循環(huán)反應(yīng)器體系的成功運(yùn)行的重要性。
用實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的立管反應(yīng)器獲得在這種反應(yīng)器中的烯烴烷基化的反應(yīng)數(shù)據(jù)。立管反應(yīng)器包括一段2英尺長(zhǎng)的1英寸蒙乃爾規(guī)格40管(monel schedule 40 pipe),該管有冷卻劑夾套以進(jìn)行熱交換將反應(yīng)器溫度保持在固定的約90°F。在立管反應(yīng)器的底部有一進(jìn)料嘴以將烴進(jìn)料導(dǎo)入立管反應(yīng)器,立管反應(yīng)器中含有測(cè)定量的環(huán)丁砜和氫氟酸混合物液體催化劑,要調(diào)節(jié)立管反應(yīng)器中烴進(jìn)料與催化劑的接觸時(shí)間,將進(jìn)料率保持基本固定調(diào)節(jié)每次實(shí)驗(yàn)的催化劑量。連續(xù)將進(jìn)料加入立管反應(yīng)器一段時(shí)間,同時(shí)反應(yīng)器流出物連續(xù)自立管反應(yīng)器的頂部流出,在一定的間隔時(shí)間,反應(yīng)器流出物取樣進(jìn)行氣相色譜分析。所得的數(shù)據(jù)列于表Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ中。
表Ⅰ和Ⅱ是用80%HF和20%環(huán)丁砜催化劑混合物在兩種不同的進(jìn)料接觸時(shí)間(分別用300ml催化劑和100ml催化劑進(jìn)行調(diào)節(jié))進(jìn)行試驗(yàn)烷基化方法的數(shù)據(jù)。
表Ⅲ和Ⅳ是用60%HF和40%環(huán)丁砜催化劑混合物在兩種不同的進(jìn)料接觸時(shí)間(分別用300ml和100ml催化劑進(jìn)行調(diào)節(jié))進(jìn)行實(shí)驗(yàn)烷基化方法的數(shù)據(jù)。表Ⅴ和Ⅵ是用50%HF和50%環(huán)丁砜催化劑混合物在兩種不同的進(jìn)料接觸時(shí)間(各自用300ml和200ml催化劑進(jìn)行調(diào)節(jié))進(jìn)行實(shí)驗(yàn)烷基化方法的數(shù)據(jù)。表Ⅰ-Ⅵ的數(shù)據(jù)證明影響烷基化終產(chǎn)品質(zhì)量的兩個(gè)因素是接觸時(shí)間和催化劑的組成,在給定的進(jìn)料接觸時(shí)間下,催化劑性能和烷基化產(chǎn)品的質(zhì)量隨催化劑混合物的氫氟酸組成降至低于約60%而下降。這由下列因素得到證明烯烴轉(zhuǎn)化率、烷基化產(chǎn)物的辛烷值、烷基化終產(chǎn)品中三甲基戊烷/二甲基己烷的比率的減少;烷基化終產(chǎn)品中的不希望的氟化物和C+9組分的增加。另一方面,數(shù)據(jù)也證明催化劑性能和烷基化物的質(zhì)量因接觸時(shí)間增加而改進(jìn)。在自然循環(huán)的烷基化反應(yīng)體系,其立管反應(yīng)器的幾何形狀影響接觸時(shí)間,因此幾何形狀變成該體系設(shè)計(jì)的重要方面。
表Ⅰ由HF/環(huán)丁砜(80/20)生產(chǎn)的烷基化物90°F/300ml催化劑時(shí)間(小時(shí)) 1 3 5 7 9 總計(jì)轉(zhuǎn)化% 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 **氟化物 0.54 0.30 0.30 0.35 0.44 0.05輕質(zhì)組分 15.21 14.94 14.89 15.23 17.42 <1C5+烷基化物(重量%,無(wú)異丁烷)C5-7 22.21 13.42 12.37 11.94 12.26 8.70C8 43.50 54.61 56.76 59.88 55.31 67.70C9+ 18.95 17.04 15.48 12.80 15.01 22.43TMP 35.39 45.26 47.14 49.97 46.22 55.96DMH 7.89 9.15 9.33 9.58 8.98 11.46TMP/DMH 4.49 4.95 5.05 5.22 5.15 4.88R+M/2 89.0 91.9 92.0 92.6 92.4 91.8輕組分=除iC4外的所有C2、C3、C4組分總計(jì)=iC4/揮發(fā)物除去后的總烷基化物壓力=100psig進(jìn)料異丁烷/2-丁烯(9.41/1)溫度90°F(+/-2°F)計(jì)算接觸時(shí)間19.2秒計(jì)算烴上升速度0.104ft./sec
表ⅡHF/環(huán)丁砜(80/20)+理想進(jìn)料固定床90°F/100ml催化劑TOS,小時(shí) 1 3 5 7 9 總計(jì)轉(zhuǎn)化的% 100.0 100.0 99.4 99.4 81.0 **氟化物 3.79 2.03 3.60 5.98 30.9 **輕質(zhì)組分 5.68 3.32 5.50 7.70 49.32 <1C5+烷基化物(重量%,無(wú)異丁烷)C5-7 15.26 13.59 14.74 14.56 7.36 9.74C8 56.18 62.74 60.20 53.40 24.47 65.30C9+ 22.54 18.30 18.99 23.41 17.26 23.15TMP 46.04 51.65 49.27 43.36 19.38 53.35DMH 9.95 10.91 10.77 9.95 4.99 11.77TMP/DMH 4.63 4.73 4.57 4.36 3.88 4.53R+M/2 91.1 91.7 91.2 90.4 85.9 91.4輕質(zhì)組分=除iC4外的所有C2、C3和C4組分總計(jì)=iC4/揮發(fā)物除去后的總合并烷基化物進(jìn)料9.23/1異丁烷/2-丁烯壓力100psig溫度90.0(±1°F)計(jì)算接觸時(shí)間6.4秒計(jì)算烴上升速度0.104ft/sec
表ⅢHF/環(huán)丁砜(60/40)+理想進(jìn)料固定床90°F/300ml催化劑TOS,小時(shí) 0.5 1 3 5 7 9 總計(jì)轉(zhuǎn)化的% i 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 **氟化物 0.75 2.18 2.09 0.64 0.88 4.50 **輕質(zhì)組分 13.11 16.19 15.47 13.94 13.31 21.23 <1C5+烷基化物(重量%,無(wú)異丁烷)C5-7 13.21 12.66 12.49 12.64 12.82 14.30 13.14C8 54.45 54.27 52.34 53.83 52.22 44.05 64.89C9+ 19.12 16.75 19.33 19.07 21.34 19.92 23.40TMP 44.93 44.46 42.60 43.71 41.93 35.15 52.06DMH 9.36 9.81 9.74 9.97 10.06 8.83 12.73TMP/DMH 4.80 4.53 4.37 4.39 4.17 3.98 91.0R+M/2 91.7 91.8 91.3 91.3 90.8 90.7 90.99輕質(zhì)組分=除iC4外的所有C2、C3和C4組分總計(jì)=iC4/揮發(fā)物除去后的總合并烷基化物進(jìn)料9.43/1異丁烷/2-丁烷壓力100psig溫度90.0(+/-1°F)計(jì)算接觸時(shí)間17.5秒計(jì)算烴上升速度0.114ft/sec
表ⅣHF/環(huán)丁砜(60/40)+理想進(jìn)料固定床90°F/100ml催化劑TOS,小時(shí) 1 2 3 4 總計(jì)轉(zhuǎn)化的% 99.9 98.3 98.2 91.4 **氟化物 5.99 13.07 22.07 26.43 **輕質(zhì)組分 7.74 15.86 26.67 33.46C5+烷基化物(重量%,無(wú)異丁烷)C5-7 6.59 8.12 10.39 10.30C8 61.89 51.35 39.05 28.26 NOTC9+ 23.56 24.23 23.40 28.65 EVALUATEDTMP 50.48 41.24 31.14 21.94DMH 11.22 9.94 7.67 6.20TMP/DMH 4.50 4.15 4.06 3.54R+M/2 90.7 89.2 87.9 86.0輕質(zhì)組分=除iC4外的所有C2、C3和C4組分進(jìn)料8.82/1異丁烷/2-丁烯壓力100psig溫度90.0(±1°F)計(jì)算接觸時(shí)間6.4秒計(jì)算烴上升速度0.104ft./sec
表ⅤHF/環(huán)丁砜(50/50)+理想進(jìn)料固定床90°F/300ml催化劑TOS,小時(shí) 1 3 5 7 9 總計(jì)轉(zhuǎn)化的% 95.1 94.8 93.8 94.3 83.3 **氟化物 3.31 1.68 4.54 4.82 14.24 0.0輕質(zhì)組分 5.60 5.11 8.01 8.26 29.08 <0.1C5+烷基化物(重量%,無(wú)異丁烷)C5-7 15.44 10.56 16.06 15.14 11.62 4.6C8 52.42 53.58 49.13 44.05 29.40 49.35C9+ 26.27 30.50 26.34 31.72 28.97 44.68TMP 40.94 41.92 37.75 33.59 22.11 38.29DMH 11.44 11.68 11.20 10.30 7.16 10.92TMP/DMH 3.58 3.59 3.37 3.26 3.09 3.51R+M/2 89.7 89.6 89.6 88.9 88.3 87.9輕質(zhì)組分=除iC4外的所有C2,C3和C4組分進(jìn)料10.8/1異丁烷/2-丁烯壓力100psig溫度90.0(+/-1°F)總計(jì)iC4/揮發(fā)物去除后總合并的烷基化物計(jì)算接觸時(shí)間16.9秒計(jì)算烴上升速度0.118ft/sec
表ⅥHF/環(huán)丁砜(50/50)+理想進(jìn)料固定床90°F/200ml催化劑TOS,小時(shí) 2 3 4 5 6 總計(jì)轉(zhuǎn)化的% 91.1 89.9 88.6 86.4 72.8 **氟化物 10.04 10.16 24.05 50.61 62.46 **輕質(zhì)組分 17.88 17.33 32.12 59.64 80.53C5+烷基化物(重量%,無(wú)異丁烷)C5-7 13.92 12.03 7.67 4.11 2.05C8 34.03 34.78 27.09 16.19 8.53 NOTC9+ 33.45 34.85 32.01 19.30 8.47 EVALUATEDTMP 25.55 26.26 20.53 12.18 6.39DMH 8.33 8.34 6.38 3.91 2.07TMP/DMH 3.07 3.15 3.22 3.12 3.09R+M/2 88.2 88.0 87.7 87.7 88.3輕質(zhì)組分=除iC4外的所有C2、C3和C4組分進(jìn)料9.55/1異丁烷/2-丁烯壓力100psig溫度90.0(+/-1°F)計(jì)算接觸時(shí)間11.3秒計(jì)算烴上升速度0.118ft/sec
權(quán)利要求
1.一種在包括環(huán)丁砜和氫氟酸的催化劑存在下反應(yīng)包括烯烴和異鏈烷烴混合物的方法,該催化劑通過(guò)由以順序連接而工作并以液體流流通的反應(yīng)器、沉降容器、熱交換器和回路所限定的循環(huán)流路,該循環(huán)流路的幾何形狀要容許該催化劑由流動(dòng)的烴和在該流路中的密度差給于催化劑的能量而自然循環(huán),該方法包括將混合物導(dǎo)入含催化劑的反應(yīng)器;反應(yīng)器中烯烴和異鏈烷烴反應(yīng)得到的烷基化反應(yīng)流出物從反應(yīng)器通入沉降器,在沉降器中發(fā)生相分離,得到烴相和催化劑相;該催化劑相通過(guò)熱交換器,在熱交換器中由間接熱交換從催化劑相除去能量得到冷卻的催化劑;用冷卻的催化劑作為該反應(yīng)器中的催化劑。
2.權(quán)利要求1的方法,其中該反應(yīng)器限定豎直延伸的反應(yīng)區(qū),該區(qū)有一體積其有效長(zhǎng)徑比大于約5∶1。
3.權(quán)利要求2的方法,其中該混合物與催化劑的接觸時(shí)間至少為5秒鐘。
4.權(quán)利要求3的方法,其中環(huán)丁砜在該催化劑中所占的重量百分比約為2.5至約50的范圍。
5.權(quán)利要求1的方法,其中該混合物與該催化劑的接觸時(shí)間至少約為5秒鐘。
6.權(quán)利要求1的方法,其中反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)條件保持在約0°F至約150°F的溫度范圍和約環(huán)境壓力至約15大氣壓范圍但足以維持液相的條件。
7.權(quán)利要求1的方法,其中混合物中異鏈烷烴與烯烴的摩爾比在約2∶1至約25∶1的范圍。
8.一種在包括環(huán)丁砜和氫氟酸的催化劑的存在下在有下部、上部和一容積的垂直延伸的反應(yīng)器中反應(yīng)包括烯烴和異鏈烷烴混合物的方法,該方法包括下列步驟將所混合物導(dǎo)入含催化劑的反應(yīng)區(qū)的下部,其體積速度要使催化劑與混合物的接觸時(shí)間至少約10秒鐘;包括烴和催化劑的烷基化物反應(yīng)流出物從反應(yīng)器上部通入沉降區(qū),在其中產(chǎn)生相分離以得到烴相和催化劑相;冷卻催化劑相得到冷卻的催化劑。
9.權(quán)利要求8的方法,其中垂直延伸的反應(yīng)區(qū)容積由有效長(zhǎng)徑比大于約5∶1的立管反應(yīng)器所限定。
10.權(quán)利要求9的方法,其中該催化劑中的環(huán)丁砜的重量百分在約2.5至約50的范圍。
11.權(quán)利要求8的方法,其中混合物與催化劑的接觸時(shí)間為至少約10秒鐘。
12.權(quán)利要求8的方法,其中該反應(yīng)區(qū)內(nèi)的反應(yīng)條件維持在約°F至約150°F的溫度范圍和約環(huán)境壓力約15大氣壓但足以保持液相的條件。
13.權(quán)利要求8的方法,其中混合物中的異鏈烷烴與烯烴的摩爾比在約2∶1至約25∶1的范圍。
14.一種在包括環(huán)丁砜和氫氟酸的催化劑的存在下在由下部、上部和有效長(zhǎng)徑比大于約5∶1的立管反應(yīng)器限定的反應(yīng)區(qū)中反應(yīng)包括烯烴和異鏈烷烴混合物的方法,該方法包括下列步驟將該混合物導(dǎo)入含該催化劑的反應(yīng)區(qū)的下部,其速率應(yīng)使反應(yīng)區(qū)中該催化劑與該混合物的容積比在約1至約9的范圍。將包括烴和催化劑的烷基化物反應(yīng)流出物從反應(yīng)區(qū)的上部通入沉降區(qū),在其中產(chǎn)生相分離以得到烴相和催化劑相;冷卻催化劑相以產(chǎn)生冷的催化劑;用該冷卻的催化劑作為該反應(yīng)區(qū)內(nèi)的催化劑。
15.權(quán)利要求14所述的方法,其中混合物與催化劑的接觸時(shí)間至少約10秒鐘。
16.權(quán)利要求15所述的方法,其中該催化劑中環(huán)丁砜的重量百分比在約2.5至約50的范圍。
17.權(quán)利要求14所述的方法,其中該反應(yīng)區(qū)內(nèi)的反應(yīng)條件維持在約0°F至約150°F的溫度范圍和約環(huán)境壓力至約15大氣壓的壓力范圍但足以保持液相條件。
18.權(quán)利要求14所述的方法,其中該混合物中異鏈烷烴與烯烴的摩爾比在約2∶1至約25∶1的范圍。
全文摘要
在環(huán)丁砜和氫氟酸催化劑存在下于自然循環(huán)反應(yīng)和循環(huán)體系中反應(yīng)可烷基化的烴進(jìn)行烷基化的方法。
文檔編號(hào)B01J27/12GK1094021SQ9312082
公開(kāi)日1994年10月26日 申請(qǐng)日期1993年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月11日
發(fā)明者B·B·冉多爾夫, R·L·安德森, H·D·亨斯雷 申請(qǐng)人:菲利浦石油公司
網(wǎng)友詢問(wèn)留言 已有0條留言
  • 還沒(méi)有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
1