[实用新型]一种碳四硫酸法烷基化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及烷基化生产技术领域，尤其涉及一种碳四硫酸法烷基化装置。

背景技术

随着国家对燃油质量指标的不断升级，环保要求的越来越高，烷基化汽油将是未来汽油的主要调合组份。轻烯烃和异丁烷经过烷基化反应所生成的烷基化汽油是以各种三甲基戊烷（辛烷）为主要成分的汽油馏程的产品，烷基化汽油具有以下特点：①辛烷值高，在内燃机中燃烧后，排气中烟雾少，不引起振动，是清洁汽油理想的高辛烷值调合组分；②不含烯烃、芳烃，硫含量也很低，将烷基化汽油调入汽油中通过稀释作用可以降低汽油中的烯烃、芳烃、硫等有害组分的含量；③蒸气压较低。因此烷基化汽油是清洁汽油最理想的调合组分。④烷基化油几乎完全是由饱和的分支链烷烃所组成，因此还可以用烷基化油作成各种溶剂油使用。另外生产烷基化油时副产的正丁烷也是汽油的良好调合组分。正是由于烷基化汽油的各种优点，使得烷基化工艺蓬勃发展，烷基化反应已成为石油加工的主要过程之一。

硫酸烷基化反应是在液相中进行，但是烷烃在硫酸中的溶解度很低，正构烷烃几乎不溶于硫酸，异构烷烃的溶解度也不大。因此，为了保证硫酸中的烷烃浓度需要使用高浓度的硫酸。但是高浓度的硫酸有很强的氧化作用，能使烯烃氧化，因此为了抑制烯烃的副反应，工业上采用的硫酸浓度为98.0%~99.2%。大多数原料中的杂质在硫酸烷基化反应后进入酸相，使得硫酸被污染，从而降低了硫酸的催化活性。因此当硫酸浓度下降到90%左右时即被认为是必须更新的废酸。废酸具有恶臭，对环境污染严重。

非均相液-液物系的分离是石油、化工、环保、纺织及废水处理等生产中的重要单元操作之一，随着现代工业的发展，对非均相液-液物系的分离的要求也越来越高，某些传统的分离方式已经不能满足现代化生产的要求。

对于非均相液-液物系分离最常用且最经济的分离方法是重力法，即利用液体的密度不同，使连续相中分散悬浮的分散相液滴浮升或下降而将其分离。液滴的浮升速度依据斯托克斯定律。由斯托克斯定律可见，分散相液滴粒径越小、液液密度差越小、连续相粘度越大，非均相液-液物系分离越困难。

现有国内碳四硫酸法烷基化生产装置中反应系统、反应产物精制系统的非均相液-液物系分离技术（酸沉降器等）采用重力式沉降分离，工艺设备内流体的流动特性不理想，短路流以及死区的存在导致设备内部空间利用率降低，湍流、涡旋的存在易使液滴产生返混，造成非均相液-液物系分离效率低，装置的基础酸耗高，下游工艺设备和管线易腐蚀。现有生产装置酸耗在不考虑原料杂质造成的酸耗增加的前提条件下，基础酸耗（以98.0%新鲜硫酸为基准）约为85~95kg/t烷基化油；与国外同类装置相比高约30kg/t烷基化油。暨以20万吨/年同规模国内外装置相比，现有国内装置废酸多产约6500t/年，使配套的废酸再生装置规模、投资、运行费用偏高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种有效降低基础酸耗的碳四硫酸法烷基化装置。

为解决上述问题，本实用新型所述的一种碳四硫酸法烷基化装置，包括酸沉降器、烷基化反应器和闪蒸罐，其特征在于：所述酸沉降器的一端设有乳化液入口Ⅰ，其顶部设有烃相出口Ⅰ，其底部设有两个酸相出口，其内沿乳化液流动方向分别设有呈纵向布置的液体分布器Ⅰ、一级分离内件Ⅰ、二级分离内件Ⅰ；所述乳化液入口Ⅰ与所述烷基化反应器的出口Ⅰ相连，该烷基化反应器的入口Ⅰ与所述酸相出口相连；所述烃相出口Ⅰ与所述闪蒸罐的入口Ⅱ相连，该出口Ⅱ经管线Ⅰ依次连有反应产物精制系统。

所述两个酸相出口之间设有挡板，该挡板垂直固定于所述酸沉降器内壁。

所述反应产物精制系统由内部沿乳化液流动方向均分别设有呈纵向布置的液体分布器Ⅱ、一级分离内件Ⅱ、二级分离内件Ⅱ的酸洗罐、碱洗罐Ⅰ、水洗罐串联而成；所述酸洗罐的一端设有乳化液入口Ⅱ，其顶部设有烃相出口Ⅱ，其底部设有酸出口；所述碱洗罐Ⅰ的一端设有乳化液入口Ⅲ，其顶部设有烃相出口Ⅲ，其底部设有碱出口Ⅰ；所述水洗罐的一端设有乳化液入口Ⅳ，其顶部设有反应产物出口Ⅰ，其底部设有水出口；所述乳化液入口Ⅱ、酸出口分别经管线Ⅰ与所述出口Ⅱ相连；所述烃相出口Ⅱ经管线Ⅱ分别与所述乳化液入口Ⅲ、碱出口Ⅰ相连；所述烃相出口Ⅲ经管线Ⅲ分别与所述乳化液入口Ⅳ、水出口相连。

所述烃相出口Ⅰ内设有三级分离内件Ⅱ。