[发明专利]一种微丝接触反应器和一种烷基化反应方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微丝接触反应器和一种烷基化反应方法。

背景技术

随着环保法规的日益苛刻，清洁燃料的生产成了广大炼油厂的重中之重。虽然炼油厂有催化裂化（FCC）汽油、重整汽油、烷基化油、异构化油以及醚化汽油等多种汽油调合组分，但烷基化油与其它调合组分相比，具有不含烯烃和芳烃，且硫含量极低等优势，因此得到了极大的重视，烷基化级数也得到不断发展。随着烷基化工艺技术的不断提高，烷基化装置在炼油工业生产中的地位也日益重要。

烷基化是指异构烷烃或芳香族化合物和轻质烯烃在酸性催化剂作用下生产烷基化产物，所述烷基化产物通常具有比原料更高的辛烷值，并且属于汽油馏分。在石油炼制中，该反应通常是指C₃-C₅烯烃与异丁烷的反应。烷基化催化剂包括液体酸和固体酸，其中，液体酸催化剂主要包括氢氟酸或硫酸。

液体酸催化烷基化反应通常在低温条件下操作，低温有利于减少副反应的发生，并且能够提高产物的选择性。在传统的方法中，将烃类原料分散在连续的酸液中，因此酸用量较大。尽管这种方法需要使用强酸作为催化剂，对设备具有很强的腐蚀性，产生的废渣对环境造成污染，并且氢氟酸还会对人体造成伤害，但目前还没有其它有效方法能够完全替代这种方法，液体酸催化烷基化反应仍然是当前世界上用于生产高辛烷值汽油组分的主要方法。

目前大部分研究主要集中于对液体酸烷基化进行改进和提高，以降低其不利影响。

具体地，催化剂方面包括以下文献。

US5220095公开了一种使用烯烃将烃原料烷基化的液相烷基化方法，包括在烷基化条件下，使烃原料和烷基化试剂通过固定床反应器，所述固定床反应器具有吸附有氟化硫酸催化剂的颗粒化极性材料。

US5420093公开了一种适用于烷基化反应的催化剂，该催化剂含有二氧化硅和以及负载在所述二氧化硅上的酸，其中，所述酸含有5-100重量%的硫酸，所述二氧化硅的比表面积为0.01-1500m²/g，平均颗粒直径为5-150μm，总孔体积为0.005-1.5cm³/g，所述酸占总孔体积的5-100%。

US5444175公开的烷基化反应方法所采用的催化剂为将至少一种硫酸浸渍在有机或矿物性多孔载体上，或者将至少一种铝的卤化物或硼的卤化物以及至少一种季铵卤化物或胺卤盐浸渍在有机或矿物性载体上。

CN1246467A公开的烷基化方法中使用的催化剂由40-95重量%的一种多孔无机载体和负载在该无机载体上的1-60重量%的一种布朗斯泰德酸以及0.3-15重量%的一种路易斯酸组成。

US5731256公开了一种适用于烷基化反应的催化剂，该催化剂含有多孔有机或矿物性载体，该载体上负载的酸相包括B(OSO₂CF₃)₃以及选自由硫酸和三氟甲磺酸组成的组的至少一种酸。

US5739074公开了一种适用于烷基化反应的催化剂组合物，该催化剂组合物含有难溶性无机氧化物、第一金属卤化物与所述难溶性无机氧化物表面键合的羟基的反应产物、第二金属阳离子以及任选的零价第三金属。

US5346676公开的催化剂为用五氟化锑处理的酸洗二氧化硅，并优选在低温下用烷烃或异构烷烃进行活化。

CN1184797A公开了使用杂多酸盐作为烷基化反应的催化剂。

US4384161公开的烷基化方法中使用的催化剂组合物含有能够吸附2,2,4-三甲基戊烷的大孔分子筛和路易斯酸。

CN1569778A公开的烷基化反应方法使用固体酸催化剂，该固体酸催化剂为一种由SiO₂和/或Al₂O₃与纳米β分子筛组成的复合材料，该复合材料中SiO₂和/或Al₂O₃与纳米β分子筛的重量比为0.2-5：1。

反应器方面包括以下文献。

CN101104570A公开了一种液体酸烷基化方法，该方法包括：将基本上由烯烃、烯烃前体或其混合物和异烷烃组成的烃组分引入到包含分散器的下流反应区中；将汽化区并入包含所述反应区的容器或者并入还包含分散器的单独容器中；在所述烃组分的始沸点操作汽化区，从而通过调节所述汽化区内烃/酸/蒸汽的流量比使得烃的汽化在出口以脉冲流态或接近脉冲流态的形式操作。