[发明专利]烷基化中反向的酸和烃级联

说明书

一种酸和烃在相反方向流动的级联反应器方案。本文中的用于烯烃的烷基化的系统和方法可以包括将第一烯烃提供至第一烷基化区，并且将第二烯烃提供至第二烷基化区。可以将异链烷烃提供至第一烷基化区。可以使异链烷烃和第一烯烃在第一烷基化区与部分废的硫酸接触以形成废酸相和第一烃相，第一烃相包含烷基化物和未反应的异链烷烃。可以使第一烃相和第二烯烃在第二烷基化区与硫酸进料接触以形成第二烃相和被进料至第一烷基化区的部分废的硫酸，第二烃相也包含烷基化物和未反应的异链烷烃。进一步地，可以分离第二烃相，回收异链烷烃馏分和烷基化物产物馏分。

背景技术

异链烷烃-烯烃烷基化方法是生产具有高辛烷值的高度支化烃类的重要途径。烷基化为链烷烃(通常为异链烷烃)与烯烃在强酸存在下的反应，其生产比起始材料具有更高辛烷值且在汽油范围内沸腾的链烷烃。在石油精炼中，烷基化反应通常是C3至Cs烯烃与异丁烷和/或异戊烷的反应。在精炼烷基化中，普遍使用氢氟酸催化剂或硫酸催化剂。在典型的方法中，反应在其中烃反应物分散在连续酸相的反应器中进行。

在烷基化方法中，水、酸溶性油(ASO)和来自烯烃反应的其他化学中间体稀释酸。因此，需要连续酸流以维持所需的酸浓度且清除水、ASO和酸溶性中间体。强烈需要降低酸消耗和与酸处理和废酸再生关联的操作成本。

同时在烷基化方法中，形成了烷基硫酸酯。如果硫酸酯未被去除，则其将导致下游设备中的腐蚀和结垢，并且还有助于烷基化物产物中的高硫。

发明内容

本文中的实施方案涉及用于烯烃与异链烷烃在硫酸的存在下烷基化的系统和方法。更具体地，本文中的实施方案涉及一种烷基化方法方案，其中在分开的反应器中加工烯烃，其中酸和烃在反应器之间沿相反的方向级联。已发现本文中的实施方案减少了酸消耗，增加了烷基化物辛烷，降低了动力要求，并且降低了所得的烷基化物产物中的硫浓度。

在一方面，本文中公开的实施方案涉及一种用于由C3至C5烃生产烷基化物的方法。用于烯烃的烷基化的方法可以包括：将第一烯烃提供至第一烷基化区；将第二烯烃提供至第二烷基化区，其中第二烯烃可以与第一烯烃相同或不同；并且将异链烷烃提供至第一烷基化区。可以使异链烷烃和第一烯烃在第一烷基化区在烷基化条件下与部分废的硫酸接触以形成废酸相和第一烃相，第一烃相包含烷基化物和未反应的异链烷烃。可以使第一烃相和第二烯烃在第二烷基化区在烷基化条件下与硫酸进料接触以形成第二烃相和进料至第一烷基化区的部分废的硫酸，第二烃相包含烷基化物和未反应的异链烷烃。进一步地，可以分离第二烃相以回收异链烷烃馏分和烷基化物产物馏分。

在一些实施方案中，至第一反应区的总进料中的异链烷烃与烯烃的摩尔比大于至第二反应区的总进料中的异链烷烃与烯烃的摩尔比。在其他实施方案中，至第一反应区的总进料中的异链烷烃与烯烃的摩尔比是至第二反应区的总进料中的异链烷烃与烯烃的摩尔比的至少1.5倍。在还是其他实施方案中，至第一反应区的总进料中的异链烷烃与烯烃的摩尔比是至第二反应区的总进料中的异链烷烃与烯烃的摩尔比的至少1.75倍。在仍进一步实施方案中，至第一反应区的总进料中的异链烷烃与烯烃的摩尔比是至第二反应区的总进料中的异链烷烃与烯烃的摩尔比的至少2倍。

在一些实施方案中，第一和第二烷基化区中的烷基化条件包括小于第二烷基化区的反应温度的第一烷基化区的反应温度。第一烯烃可以包含C3和/或C4和/或C5烯烃并且其中第二烯烃可以包含C3和/或C4和/或C5烯烃。

在一些实施方案中，本文中的方法可以进一步包括将异链烷烃进料至第二烷基化区。另外或可选地，本文中的方法可以包括将酸直接进料至第一烷基化区。