[发明专利]列管与固定床耦合微通道烷基化反应器及其应用

摘要

本发明属于石油化工领域，公开了一种列管与固定床耦合微通道烷基化反应器及其应用，包括顶部封头Ⅳ、列管床层Ⅲ、固定床床层Ⅱ及底部封头Ⅰ；顶部封头Ⅳ、列管床层Ⅲ、固定床床层Ⅱ及底部封头Ⅰ纵向依次固定串接；在顶部封头Ⅳ内腔设有烃分布器（9）及酸分布器（7）；酸入口（6）及烃入口（8）依次分别与酸分布器（7）及烃分布器（9）相通；列管床层Ⅲ的中部区域纵向并列设有列管管束（4）；列管管束（4）内设有微通道构件（5）；列管床层Ⅲ内设有冷却介质腔体；在固定床床层Ⅱ内设有微通道构件模块（2）。本发明有效解决了烷基化反应器温度分布不均匀的问题，具有原料分布好、易于控制，产品质量高等特点。

主权项

1.一种列管与固定床耦合微通道烷基化反应器，其特征在于，包括顶部封头Ⅳ、列管床层Ⅲ、固定床床层Ⅱ及底部封头Ⅰ；所述顶部封头Ⅳ、列管床层Ⅲ、固定床床层Ⅱ及底部封头Ⅰ纵向依次固定串接；在所述顶部封头Ⅳ上设有酸入口（6）及烃入口（8）；在所述顶部封头Ⅳ内腔设有烃分布器（9）及酸分布器（7）；所述酸入口（6）及烃入口（8）依次分别与酸分布器（7）及烃分布器（9）相通；所述列管床层Ⅲ的中部区域纵向并列设有列管管束（4）；所述列管管束（4）内设有微通道构件（5）；所述列管床层Ⅲ内，于列管管束（4）外部设有冷却介质腔体；在所述冷却介质腔体外壁分别设有冷却介质入口（3）及冷却介质出口（10）；在所述固定床床层Ⅱ内设有微通道构件模块（2）；在所述底部封头Ⅰ上分别设有气相出口（11）、第一液相出口（13）、第二液相出口（15）及排放出口（16）；所述列管管束（4）的微通道管直径为10～30 mm；所述微通道构件（5）由具有纤维致密孔隙状结构的材料组成；孔道直径为5～500μm；所述冷却介质入口（3）的端部伸入列管床层Ⅲ内，且距离列管床层Ⅲ底部5～50 mm；所述冷却介质出口（10）的端部伸入列管床层Ⅲ内，且距离列管床层Ⅲ的顶部5～50 mm；所述列管床层Ⅲ的高度为100～1500mm，高径比为0.1～20；所述固定床床层Ⅱ的高度为0.5～20m，高径比为0.5～20；所述微通道构件模块（2）由具有纤维致密孔隙状结构的材料组成；孔道直径为20～2000μm；所述酸分布器（7 ）及烃分布器（9 ）喷淋点密度均为30～200点/m2，开孔直径均为3～20mm，穿孔速度均为0.3～3m/s；所述气相出口（11）的高度为0.5～1.0H；所述第一液相出口（13）的高度为0.25～0.75H；所述第二液相出口（15）的高度为0～0.5H；所述排放出口（16）位于底部封头Ⅰ的底端；其中，H为底部封头Ⅰ的高度；上述列管与固定床耦合微通道烷基化反应器的应用，以异丁烷和烯烃为原料，以液体酸为催化剂，采用列管与固定床耦合微通道烷基化反应器进行烷基化反应得到烷基化油；通过反应原料中添加冷却介质进行气化制冷，并辅之以冷却介质腔体中的冷却介质进行气化取热，使烷基化反应在低温下进行；所述烷基化反应过程中，列管与固定床耦合微通道烷基化反应器底部压力为0～0.1 MPa；固定床床层Ⅱ的压降为0～0.5 MPa；列管床层Ⅲ的压降为0～1.0 MPa；烷基化反应温度为‑7～7 ℃；所述烷基化反应过程中，异丁烷和烯烃的摩尔比为1～50:1；酸烃体积比为0.2～5:1；烯烃空速为0~1h‑1。