[发明专利]具有有效排出物制冷的烷基化方法

说明书

发明背景

本发明一般地涉及用烷基化剂烷基化烷基化底物的方法。本发明具体涉及烷基化排出物的分离和热交换。

用烷基化剂(例如烯烃)烷基化烷基化底物(例如异链烷烃)是放热反应。工业上使用催化剂在较低温度下实施烷基化，这有助于提高烷基化物，有价值产物的产率。最佳烷基化温度取决于许多因素，包括所选择的催化剂，但是烷基化反应器一般在-50-100℃(-58-212°F)下运行。烷基化反应器的排出物也通常在该温度范围内。因此，该排出物带来3方面的独特技术挑战：回收产物烷基化物，利用烷基化反应所释放的热，以及将反应物在适合低的温度下循环到反应器。

现有烷基化装置尝试通过闪蒸反应器排出物来克服这种挑战。这得到包含大部分未反应烷基化底物的蒸气。接着将该蒸气像制冷剂一样用在制冷系统中；的确，它通常被称为“制冷剂”。将其压缩、冷凝，接着闪蒸。这些步骤得到既是冷却剂又是反应物的料流。因此，该料流非常适合循环到反应器中。US 5,750,818(Mehlberg等)描述了将循环到烷基化反应器的未反应烃底物冷却的烷基化方法。Elaine J.Chang，Process Economics Program Report No.88A，Alkylation ofMotor Fuels(1993年2月)，SRI International，Menlo Park，California描述了使用硫酸和自动制冷的烷基化方法。

令人遗憾地，当所述蒸气包含在常规冷凝条件下不冷凝的轻质组分时，现有装置无法令人满意地工作。这些组分通常包括(但不限于)氢气、氯化氢、甲烷和乙烷。它们共同被称为“不可冷凝物”，即使它们在非常高的压力和低的温度下大部分肯定冷凝。但是在烷基化工艺中将制冷剂压缩到如此高压力惊人地昂贵。

因此，寻求有效方法来回收烷基化物，利用反应热并循环未反应的烷基化底物。

发明内容

本文公开了其中通过与烷基化反应器排出物热交换来冷却制冷剂的烷基化方法。当该排出物包含在为了将它们循环到烷基化反应器的常规冷凝条件下不冷凝的组分时，本方法的优点即有体现。这是当烷基化催化剂包含氯化物和排出物包含氯化氢时的情况。本文所公开的方法有助于循环轻质组分如氯化氢并减少氯化氢损失，而不需要额外的压缩成本。本方法还适用于当由于烷基化反应器的设计和/或反应器排出物的性质导致使用反应器排出物直接冷却烷基化反应器不可行时的情况。

在一种实施方案中，本发明是烷基化方法。烷基化底物在反应器中被烷基化剂烷基化，形成烷基化物。从反应器回收包含烷基化物和烷基化底物的反应器排出物。将至少部分的反应器排出物减压，并优选闪蒸以形成包含烷基化物和烷基化底物的制冷剂交换器进料。在制冷剂热交换器中加热至少部分制冷剂交换器进料。从制冷剂热交换器回收包含烷基化物和烷基化底物的制冷剂交换器排出物。将至少部分制冷剂交换器排出物送到排出物气液分离器。从该排出物气液分离器回收包含烷基化底物的气相和包含烷基化物的液相。将气相压缩形成包含烷基化底物的经压缩料流。将至少部分经压缩料流至少部分冷凝以形成包含烷基化底物的经冷凝料流。在制冷剂热交换器中，热间接地从至少部分经冷凝料流交换到至少部分制冷剂交换器进料，以形成包含烷基化底物的冷却循环流。将至少部分的该冷却循环流循环到反应器。从液相中回收烷基化物。

在发明的详细描述中描述本发明的其它实施方案和优点。

附图简述

图1和2表示本发明的实施方案。

发明的详细描述

用于本发明的原料是烷基化底物和烷基化剂。烷基化底物是链烷烃，例如具有4-6个碳原子的支化链烷烃。合适的链烷烃包括2-甲基丙烷(一般称为异丁烷)、2-甲基丁烷(或异戊烷)、2，3-二甲基丁烷、2-甲基戊烷和3-甲基戊烷。可以使用一种以上的链烷烃。

用烷基化剂将烷基化底物烷基化。烷基化剂通常是具有2-6个碳原子的烯烃。这种烯烃的例子包括乙烯、丙烯、1-丁烯、顺式-2-丁烯、反式-2-丁烯和异丁烯。可以使用一种以上的烯烃。