[发明专利]一种液固轴向移动床反应与再生装置及其应用

说明书

本发明涉及液固反应装置领域，公开了一种液固轴向移动床反应与再生装置及其应用，该装置包括：依次连接的轴向移动床反应器、待生剂接收器、催化剂再生器和再生剂接收器，其中，再生剂接收器的催化剂出口与轴向移动床反应器的催化剂入口连通；其中，轴向移动床反应器设置有至少两个上下放置的催化剂床层，轴向移动床反应器在每个催化剂床层的上方设置有进料口；相邻两个催化剂床层之间设置有催化剂输送管使得催化剂能够在轴向移动床反应器中自上而下移动。采用本发明提供的液固轴向移动床反应与再生装置不但能够实现固体酸烷基化反应的连续稳定运行，而且能够提高目标产物选择性。

技术领域

本发明涉及液固反应装置领域，具体涉及一种液固轴向移动床反应与再生装置及其应用。

背景技术

目前，炼油工业的最主要任务之一是提供运输燃料，汽油作为一种重要的运输燃料，被广泛的应用于交通运输等行业中。随着汽油消耗量的增加和环保标准的日益严格，围绕着如何解决汽油清洁化生产的问题成为研究和讨论的热点。

在强酸的作用下，以异构烷烃(主要是异丁烷)和烯烃(C3～C5烯烃)为原料生成烷基化油的技术为汽油的清洁化生产提供了可能。烷基化油具有较高的辛烷值和较低的蒸汽压，主要由饱和烃组成，且不含硫、氮、烯烃和芳烃等物质，因而被称为清洁化汽油，是航空汽油和车用汽油理想的调和组分。烷基化技术按催化剂形式可以分为液体酸烷基化和固体酸烷基化。目前，世界范围内约90％的烷基化产能是由液体酸烷基化技术(硫酸法和氢氟酸法)提供的，虽然液体酸烷基化技术比较成熟，且具有较好的反应选择性，但是也存在很多问题，比如液体酸烷基化过程都存在设备腐蚀严重的问题。除此之外，对于硫酸法而言，其过程耗酸量巨大，大量的废酸在运输和处理上都存在一定的安全隐患，对于氢氟酸法而言，由于氢氟酸具有较强的腐蚀性和毒性，而且容易挥发，会对人体造成很大的伤害。因此，与之对比，采用固体酸作为催化剂，不仅不会对环境造成污染，而且不存在设备腐蚀的问题，可以视为一种绿色的烷基化工艺技术，具有很好的发展前景。但是在固体酸烷基化过程中，由于固体酸催化剂容易失活，为了保持一定的反应活性，需要进行频繁的再生操作，因此，开发一种能够实现反应和再生过程连续化的反应器技术，对推动固体酸烷基化技术发展来说是十分重要的。

US8373014公开了一种采用重叠式放置的径向移动床作为反应器的固体酸烷基化反应方法。该方法中，采用了类似催化重整重叠式径向移动床的结构，单段反应器中设有外围起反应物料分布作用的环形桶和起物料收集作用的中心管以及夹在二者之间的反应床层区；两段反应器之间采用催化剂物料输送管将上段催化剂床层中的催化剂输送到下段反应器的反应床层区。处于中间反应器的流出物料被分为两部分，一部分泵回上游反应器与新鲜原料经混合器混合后作为上游反应器的进料，此部分可称为循环用料；另一部分引入下游反应器的进料混合器前与新鲜原料混合后作为下游反应器的进料，此部分未经泵增压直接使用。此外，循环料部分还需要经过一换热器以引出反应热。

CN1879956A公开了一种流化床固体酸烷基化技术，该工艺技术主要包括提升管反应器、流化床反应器、环流再生器和移动床再生器。其中提升管反应器中液速范围在0.1～3m/s，流化床反应器中液速范围在0.26～7.68cm/s。再生过程可根据再生时间来确定再生反应器的形式，如果再生的时间为几秒到几十秒，可单独采用环流再生器。如果再生时间为几十秒到几十分钟，可单独采用移动床再生器，并且再生液的液速为0.2～3cm/s。

CN1113906A公开了一种流化床固体酸芳烃烷基化工艺技术，该工艺过程主要包括液固上行反应器、待生催化剂沉降返洗塔、液固并流向上再生器、再生后催化剂沉降返洗塔。其中要求所用的催化剂粒径在0.05～0.8mm，反应器和再生器中能够携带催化剂向上流动的液体液速是颗粒终端沉降速度的1～15倍，在沉降返洗塔内，采用自下向上流动的洗涤液对催化剂进行洗涤再生，洗涤液的流速为颗粒终端沉降速度的0.5～5倍。