[发明专利]烷基化反应流出物酸洗的方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于烷基化废酸处理领域，涉及烷基化反应中的反应流出物酸洗的方法与装置，更具体地说，涉及对采用硫酸作催化剂的烷基化工艺中反应器下游的酸沉降罐烃相流出物进行酸洗的方法与装置。

背景技术

当前，环境污染日益严重是中国乃至世界所面临的一大困局，并对人们的生产、生活造成了极大的影响，因此环境保护受到世界各国的普遍重视。根据近年来中国环境保护部公布的《中国环境状况公报》的数据，各种污染源中车辆尾气污染占到了20％左右，同时随着汽车保有量的增加，汽车尾气对环境的污染日趋严重，因而环境保护对车用汽油的辛烷值和清洁度提出了更加严苛的要求。在世界清洁汽油的总体标准朝着低硫、低芳、低烯的高清洁度及高辛烷值方向发展的情况下，烷基化油逐步受到人们的重视。

烷基化油是异丁烷与C3～C5的轻烯烃在强酸催化剂的作用下反应生成的，是一种异构烷烃混合物。与催化汽油和重整汽油相比，烷基化油具有辛烷值高、不含烯烃芳烃、硫含量低等特点，将其调入汽油中可以降低烯烃、芳烃、硫等有害组分的含量，同时提高汽油的辛烷值和抗爆性能，是一种理想的清洁车用汽油组分。因此烷基化油的生产受到炼油工业的日益重视。

众所周知，烷基化工艺主要包括硫酸烷基化和氢氟酸烷基化，本发明针对的是以硫酸作为催化剂的烷基化工艺。通常地，硫酸烷基化工艺中，将异丁烷和轻烯烃原料及浓度90％以上的合格硫酸催化剂输送至Stratco反应器，在该反应器的大功率搅拌器作用下，硫酸与烃相充分分散和混合，形成酸烃乳液从而完成烷基化反应，之后酸烃混合乳液进入沉降分离器，在相密度差的作用下实现硫酸和烃相的分离，并获得烃相反应流出物和硫酸。然而，由于烷基化过程中硫酸的高度乳化及生成了硫酸酯等含硫副产物，因此在烃相反应流出物中总会携带微量的乳化硫酸液滴及硫酸酯，它们会对下游的工艺设备造成严重的腐蚀破坏，因此必须充分脱除烃相反应流出物中的硫酸和硫酸酯杂质。

酸洗是脱除烃相反应流出物中杂质的第一道工序，后续还有碱洗、水洗等。然而现有的酸洗方法及设备无法高效地脱除硫酸及硫酸酯，仍然会造成对下游设备的腐蚀问题。且现有的酸洗方法中，酸洗硫酸一次性地加入到酸洗罐中，使得部分硫酸还来不及与烷基化产物接触就排出酸洗罐，没能充分利用这部分硫酸；同时，现有酸洗方法需要后续的碱洗等工序，一方面会不必要地增加烷基化油中的无关组分，另一方面也无法避免对后续设备的腐蚀破坏。

因此，本领域迫切需要开发出能够有效地实现烷基化反应流出物脱除硫酸及硫酸酯的方法与装置，使烷基化烃相产物充分净化并减少对设备的腐蚀破坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新颖的烷基化反应流出物酸洗的方法与装置，从而充分净化烷基化产物，脱除烷基化产物中的硫酸液滴及硫酸酯，减少对系统设备的腐蚀破坏。本发明提供了一种方法与装置，使得酸洗工艺中新加入的硫酸能够充分地与烃相中的硫酸酯及酸滴接触，强化相互溶解萃取，并通过分离器中的分离填料促进酸烃分离，从而达到完全脱除烷基化产物中的硫酸酯和硫酸液滴的目的，解决了现有技术中存在的问题。

一方面，本发明提供了一种烷基化反应流出物酸洗的方法，该方法包括以下步骤：

(i)将含有硫酸液滴和硫酸酯的烷基化产物与混合新硫酸通过形成液膜强化接触；以及

(ii)使用分离填料强化硫酸液滴的破乳聚并，促进烷基化反应流出物与硫酸的分离，使烷基化反应流出物中的硫酸酯和硫酸液滴完全脱除。

在一个优选的实施方式中，所述步骤(ii)中分离出来的硫酸一部分参与烷基化反应，另一部分返回与新硫酸混合，且参与烷基化反应的硫酸的量等于返回与新硫酸混合的硫酸的量。

在另一个优选的实施方式中，将混合新硫酸分为多股流分别与烷基化产物接触，其中，所述混合新硫酸为新硫酸和次新硫酸的混合液体，所述新硫酸为外加的浓度不低于98％的液体硫酸，所述次新硫酸为所述步骤(ii)中分离出来的返回的参与过酸洗的硫酸。

在另一个优选的实施方式中，所述分离填料采用亲水和疏水的纤维材料交错编织而成，其中纤维直径为80～500μm，孔隙率为70～85％；所述分离填料的厚度为200～400mm。

另一方面，本发明提供了一种烷基化反应流出物酸洗的装置，该装置包括：