[发明专利]一种固体酸烷基化反应方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烃组分的烷基化方法，更具体地说，涉及一种以固体酸为催化剂，采用移动催化蒸馏塔为反应器的烃组分的烷基化方法。

技术背景

目前石油化工工业中将异构烷烃与烯烃进行烷基化反应制备高辛烷值的汽油组分的过程称作烷基化工艺。通常采用浓硫酸或氢氟酸作为催化剂，但硫酸和氢氟酸对环境有严重的污染和危害，而且对设备的要求特别高。目前，采用固体酸催化剂取代液体酸催化烷基化反应可以避免设备腐蚀，同时有利于环境保护，已成为烷基化工艺的研究发展方向，用于上述烷基化反应的各种固体酸催化剂已有许多报道，主要有：负载SO₄^2-的氧化物超强酸催化剂，负载CF₃SO₃H的氧化硅催化剂，负载型B-L共轭固体超强酸催化剂，Pt-AlCl₃-KCl/Al₂O₃催化剂，氧化物上负载L酸的催化剂，负载型杂多酸催化剂，以及氧化物载体上负载纳米β分子筛的复合催化剂等。

通常，固体酸烷基化催化剂在使用过程中，由于反应物中烯烃聚合反应生成物附着在催化剂的表面而极易失活，短则几分钟内催化剂活性和选择性即降到很低的水平，使得装置无法长时间连续运转。失活后的固体酸烷基化催化剂的再生可采用以下的方式：采用溶剂抽提的方法再生催化剂，该方法包括先从反应体系中分离出失活催化剂，然后用溶剂与催化剂接触，除去黏附在催化剂表面的反应残留物，使催化剂恢复初始活性；用H2饱和的异丁烷移动床再生固体酸催化剂的工艺方法，是催化剂表面覆盖的大分子烃类加氢饱和脱附，恢复催化剂活性；固体酸催化剂也可以采用高温焙烧再生方法，该方法将固体酸烷基化催化剂在600℃左右的温度进行焙烧，除去催化剂表面的烃类覆盖物，使催化剂恢复活性。

由于固体酸烷基化催化剂在使用过程中极易失活的特点，使得固体酸烷基化催化剂装置无法长时间连续运转，也就无法实现工业应用。研究人员在开发新的固体酸烷基化反应设备，以及新的固体酸烷基化工艺方面不断进行新的尝试，以实现固体酸烷基化工艺的工业应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以长周期连续运转的采用固体酸催化剂的烃组分烷基化反应方法。

一种固体酸烷基化反应方法，烷基化烃原料与固体酸烷基化催化剂在反应器中接触，在烷基化反应条件下，原料中的异构烷烃与烯烃进行烷基化反应得到高辛烷值汽油组分；其中，所述的反应器为移动床催化蒸馏塔，固体酸烷基化催化剂由装剂口连续加入移动床催化蒸馏塔并向下移动，经各层催化剂床，由最下层催化剂床底部卸出，烷基化烃原料引入移动床催化蒸馏塔内，分馏为汽液两相，汽相物流穿过催化剂床向上流动，液相物流穿过催化剂床并向下流动，反应物流和催化剂接触反应，反应后物流继续分馏。

本发明提供的固体酸烷基化方法的有益效果为：

（1）本发明提供的方法，采用催化蒸馏塔进行烷基化反应，边反应边分离，可以打破化学平衡对反应的限制，促使反应物向产物的转化；

（2）本发明提供的方法，固体酸催化剂采用移动床装填形式，催化剂装填量大，且催化剂可在各床层间缓慢移动，失活固体酸催化剂不断由反应段底部采出，催化蒸馏塔反应区的催化剂的不断更新，始终保持较高的反应活性，从而实现固体酸烷基化装置长周期连续运转。

附图说明

图1为移动床催化蒸馏塔反应段结构示意图；

图2为本发明提供的固体酸烷基化方法流程示意图；

图3、图4为本发明提供的两种不同实施方式的反应段A-A俯视图；

图5为对比例中固定床烷基化工艺流程示意图；

其中：1-移动床催化蒸馏塔，2-催化剂床，3-塔板，4-催化剂输送管，5-装剂口，6-塔板降液管，7-液封槽，8-中间导汽管，9-催化剂床溢流堰，10-催化剂床降液管，11-卸剂口，12-卸剂口阀门，13-导汽管，16-精馏段，17-反应段，18-提馏段，14、19、20-管线，21-待生剂管线，22-催化剂再生器，23-再生剂管线，24-新鲜剂管线，R1、R2、R3-固定床烷基化反应器，26-烷基化原料，27-未反应原料，28-烷基化产品。

具体实施方式

本发明提供的固体酸烷基化反应方法是这样具体实施的：