[实用新型]一种烷基化反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于石油化工领域，涉及一种烷基化反应器。

背景技术

硫酸法烷基化反应的控制步骤为异丁烷向硫酸相的传质速率。由于异丁烷与硫酸催化剂具有非常高的密度差和粘度差，而且异丁烷在硫酸中的溶解度非常小，突出了该工艺过程的化学反应与分子扩散的矛盾。微观混合状态直接影响了反应产物的选择性和收率，因此对酸烃混合的要求非常严格。此外，烷基化反应是强放热反应，如何有效地移除反应热、控制反应温度，对烷基化反应具有非常重要的意义。硫酸法烷基化反应过程中既要实现酸烃两相快速、充分的混合，又要保证烷基化反应在较低的温度下进行，因此设计一种既能对反应物料产生足够的剪切分散效果、又能及时高效地移除反应热的烷基化反应器是众多研究者追求的目标。

美国专利US5443799公开的一种烷基化反应器，分为预混合区和反应区。在预混合区，由喷射器喷出的异丁烷高速进入硫酸相中并均匀地分散，形成酸烃乳化液，再经较细的喉管进入反应区。反应区设置有烯烃进料管，来自预混合区的酸烃乳化液与烯烃进料管喷射出的烯烃接触反应。该烷基化反应器的主要特点是硫酸与异丁烷预先混合、然后再与烯烃接触，硫酸消耗减少。主要缺点是烷基化反应热是依靠轻组分的气化吸热移除，对反应温度的控制较为困难，反应温度偏高。

中国专利CN101274249B公开的喷射式环流反应器，利用液体喷射产生的动能，使反应液体在反应器内循环流动、混合并反应。该反应器为液-液多相反应器，结构简单，可使液-液的接触面积较大、混合效果较好；并且无搅拌部件，不易泄漏，适合于高粘度液-液之间的反应。主要缺点是未考虑换热问题，对于放热剧烈的烷基化反应并不适用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种烷基化反应器，以解决现有的烷基化反应器分别存在的对反应温度的控制较为困难、未考虑换热等问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种烷基化反应器，包括下部的混合室和上部的反应室，混合室上设有烷烃进料部件、液体酸进料管，液体酸进料管设于混合室的下部，反应室内设有导流筒，导流筒内部为液体上升区，反应室与导流筒之间形成环形空间、作为液体回流区，混合室的顶部位于导流筒底部入口的下方，烷基化反应器还设有烯烃进料管、液体出口管，其特征在于：反应室内设有换热管束和折流挡板，混合室的顶部设有出口喷嘴，烷烃进料部件为1个设于混合室底部的烷烃进料管，液体出口管设于反应室的顶部。

采用本实用新型，具有如下的有益效果：(1)反应室内设有换热管束，通过反应室内的液体与换热管束内冷却介质的换热来移除烷基化反应热。通过灵活调节冷却介质的流量和温度，可以最大限度地、较为容易地控制烷基化反应在适宜的温度条件下进行。(2)操作过程中，液体酸与烷烃首先在混合室进行充分混合，形成酸烃乳化液，然后经出口喷嘴喷射进入反应室、与经烯烃进料管喷入的烯烃碰撞、混合；利用液体喷射产生的动能，使液体在反应室内的液体上升区和液体回流区之间不断地循环流动、分散和剪切，能够最终实现酸烃两相的充分接触、混合。

本实用新型兼备液体分散与乳化、流动与循环、传质与换热的能力。其结构简单、液-液接触面积大、无搅拌部件、操作弹性大，可用于烷烃和低碳烯烃在液体酸催化剂作用下生成高辛烷值烷基化油的反应。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本实用新型要求保护的范围。

附图说明

图1是本实用新型烷基化反应器的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型的烷基化反应器包括下部的混合室6和上部的反应室1。混合室6上设有烷烃进料部件、液体酸进料管5，液体酸进料管5设于混合室6的下部。反应室1内设有导流筒9。混合室6、反应室1和导流筒9的主体均为圆筒形筒体，一般同轴设置；导流筒9的下部为缩径结构。导流筒9内部为液体上升区，反应室1与导流筒9之间形成环形空间、作为液体回流区3；液体上升区与液体回流区3上下连通。混合室6的顶部穿过反应室1的底部封头进入反应室1内，与反应室1的底部连通，且位于导流筒9底部入口的下方。烷基化反应器还设有烯烃进料管8、液体出口管2。混合室6的顶部设有出口喷嘴7，烷烃进料部件为1个设于混合室6底部的烷烃进料管4，液体出口管2设于反应室1的顶部。