[发明专利]液体酸烷基化反应器及烷基化反应方法

说明书

本公开涉及一种液体酸烷基化反应器及烷基化反应方法。该反应器包括液体酸入口(1)、烃入口(2)、烃进料分布器(3)、混合反应区和酸烃出口(5)；烃入口和液体酸入口位于混合反应区上方，酸烃出口(5)位于混合反应区下方；烃进料分布器包括连通的径向分布部和轴向分布部，径向分布部与轴向分布部的管路延伸方向互相垂直；径向分布部设置于混合反应区上方，且径向分布部的原料入口与烃入口连通；轴向分布部包括进料立管(3.3)，进料立管的顶端与径向分布部连通、底端为自由端，底端沿反应器的轴向延伸至混合反应区内部，且进料立管的管壁沿轴向间隔设有多个分布孔(3.4)。该烷基化反应器能够实现原位多段进料，保证高烷烯比。

技术领域

本公开涉及石油化工液体酸烷基化技术领域，具体地，涉及一种液体酸烷基化反应器及烷基化反应方法。

背景技术

烷基化反应器是在酸性催化剂作用下，将炼油厂催化裂化、加氢裂化等装置液化气产品中的C₄反应生成高辛烷值的烷基化油。与其他汽油调和组分相比，烷基化油具有高辛烷值，且不含芳烃、烯烃、硫、氧等杂质，被视为理想的汽油调和组分。

C₄烷基化反应为快反应过程，需要酸、烃两相间的接触面积较大；且生成烷基化油的主反应速率低于C₄烯烃叠合反应速率。因此，液体酸烷基化反应器既需要强化液液混合过程，还要保证反应进料中有较高的烷烯比(异丁烷与丁烯进料摩尔比)。

专利文件CN103357369A公开了一种烷基化反应装置及方法，该装置及方法主要通过反应区和换热区的设置，以实现硫酸烷基化反应的混合和取热。该专利目标是实现酸烃混合效果好、反应低温控制效果好，但并未对反应关键条件之一的烷烯比进行控制。

专利文件US2005/0250972A1公开了一种异丁烷烷基化方法，该方法通过采用注入管将烯烃输送到多孔管，向周围烷烃提供烯烃进料。该技术特征的作用是通过扩散作用，实现烷烃与烯烃的混合，烷烯混合后在处于反应器边壁的催化剂作用下发生反应。该技术特征并未控制反应烷烯比，亦未实现强制混合。

专利文件CN105771810A、CN203183988U通过多段进料提高反应烷烯比。专利文件CN106318460A通过全混流提高反应烷烯比。

上述现有的烷基化反应器在提高烷烯比和液液混合效率但仍然存在优化空间。

发明内容

本公开的目的是提供一种液体酸烷基化反应器及烷基化反应方法，该反应器可以实现原位多段进料，保证反应器内的高烷烯比。

为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种液体酸烷基化反应器，所述烷基化反应器包括液体酸入口、烃入口、烃进料分布器、混合反应区和酸烃出口；所述烃入口和所述液体酸入口位于所述混合反应区上方，所述酸烃出口位于所述混合反应区下方；所述烃进料分布器包括连通的径向分布部和轴向分布部，所述径向分布部与所述轴向分布部的管路延伸方向互相垂直；所述径向分布部设置于所述混合反应区上方，且所述径向分布部的原料入口与所述烃入口连通；所述轴向分布部包括进料立管，所述进料立管的顶端与所述径向分布部连通、底端为自由端，所述进料立管的底端沿反应器的轴向延伸至所述混合反应区内部，且所述进料立管的管壁沿轴向间隔设有多个分布孔。

可选地，所述混合反应区包括2～6组沿轴向交替设置的预混单元和混合单元，所述进料立管的底端延伸至位于最下方的所述预混单元内，所述混合单元内填充有混合元件，所述进料立管上的分布孔分别位于所述预混单元内。

可选地，所述径向分布部包括依次连通的进料主管和进料支管，所述进料主管和所述进料支管在同一平面内延伸，所述进料立管的顶端与所述进料支管连通；或者

所述径向分布部包括进料盘管，所述进料盘管在垂直于所述进料立管的平面内螺旋盘绕，所述进料立管的顶端与所述进料盘管连通。