[发明专利]一种异丁烷与C3～C5烯烃的烷基化方法

说明书

本发明公开了一种异丁烷与C3～C5烯烃的烷基化方法，包括如下步骤：含有异丁烷与C3～C5烯烃的原料烃和催化剂硫酸进入液‑液分散装置，使原料烃和硫酸接触后开始烷基化反应，在液‑液分散装置出口形成由未反应原料烃、反应产物和硫酸混合形成的酸烃乳液；所述酸烃乳液进入搅拌反应器继续烷基化反应；所述搅拌反应器中的酸烃乳液进入酸烃分离器分离为硫酸和液体烃，所述液体烃进入蒸馏塔分离出烷基化油。本发明能减小搅拌反应器内反应物料液位波动，使产品烷基化油辛烷值稳定。此外，本发明不受液位测量和控制仪表对搅拌反应器容积的要求，可在小型装置上实现本发明的烷基化方法。

技术领域

本发明涉及一种烷基化反应，特别是一种用硫酸催化的异丁烷与C3～C5烯烃的烷基化方法。

背景技术

异丁烷和C3～C5烯烃烷基化所制得的烷基化油具有辛烷值高(研究法辛烷值一般为90～96)，蒸汽压低，芳烃和烯烃含量低，敏感性好等特点，是清洁环保的高辛烷值汽油调合组分。随着环保法规对汽油中烯烃、芳烃、硫含量等限制的日益严格，烷基化油的重要性日益突出。

目前炼油工业中广泛使用以硫酸或氢氟酸为催化剂的液体酸烷基化工艺。液体酸烷基化工艺的特点是选择性好、价格低、可回收并连续保持活性，从而使装置运转周期长。由于氢氟酸是易挥发的剧毒化学品，一旦泄漏危害极大，而硫酸相比氢氟酸危害小，因此，近年来新建烷基化装置以硫酸烷基化为主。

但是，硫酸烷基化由于反应温度较低(一般为4～10℃之间)，硫酸粘度较高，因此，存在硫酸和原料烃(异丁烷和C3～C5烯烃)之间的分散困难，对烷基化油辛烷值不利的问题。

为了提高原料烃在硫酸中的分散程度，新型液-液分散装置被用于硫酸烷基化，如CN103861533A的旋转填充床反应器，TW201429545A的用于至少两种液态物料的反应器。上述液-液分散装置虽然能使原料烃在硫酸中较好的分散，但酸烃在装置内的停留时间极短，导致反应时间短，会造成反应不充分，对烷基化反应不利。

CN101679143A公开了一种克服液-液分散装置内酸烃停留时间短对烷基化反应不利的方法，是在液-液分散装置之后串联搅拌反应器，以增加反应时间。由于烷基化油辛烷值受到反应时间的影响，因此需对酸烃在搅拌反应器内的停留时间进行控制，即对搅拌反应器内酸烃液位进行控制。通常的液位控制方法是液位与进出搅拌釜物料流量进行联锁控制，这种控制方式不可避免地存在液位波动，加上搅拌对液位有扰动，液位控制精度差，造成烷基化油辛烷值波动，不利于烷基化油辛烷值控制。

此外，当搅拌反应器容积较小时，液位测量和控制的相对精度会更差，甚至当搅拌反应器容积小到一定程度时(如小于5L或3L)，现有液位测量设备无法使用，传统的液位控制方法无法实现。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种异丁烷与C3～C5烯烃的烷基化方法。该方法不受反应器容积限制，可以灵活应用于大容积烷基化反应器或小容积烷基化反应器上，并且能够解决现有采用液位自动控制应用于上述方法时液位测量误差大和控制精度低等问题。

为达到上述目的，本发明提供一种异丁烷与C3～C5烯烃的烷基化方法，包括如下步骤：

S1：含有异丁烷与C3～C5烯烃的原料烃和催化剂硫酸进入液-液分散装置，使原料烃和硫酸接触后开始烷基化反应，在液-液分散装置出口形成由未反应原料烃、反应产物和硫酸混合形成的酸烃乳液；

S2：所述酸烃乳液进入搅拌反应器继续烷基化反应；

S3：所述搅拌反应器中的酸烃乳液进入酸烃分离器分离为硫酸和液体烃，所述液体烃进入蒸馏塔分离出烷基化油；

所述酸烃分离器为气-液-液三相分离器，所述搅拌反应器中设置有溢流管，所述搅拌反应器中的酸烃乳液通过溢流管，在重力作用下进入酸烃分离器。