[发明专利]一种烷基化反应器及烷基化方法

权利要求书

1.一种烷基化反应器，包括筒体和封头，其特征在于：筒体上部为沉降区，筒体下部和封头之间的区域为反应区，反应区下方为混合区，混合区由圆筒形的混合室、进料管和出口喷嘴组成，混合室顶部设置出口喷嘴，底部设置进料管，混合室顶部和出口喷嘴穿过封头进入反应区，反应区设置有烯烃进料管、圆筒隔板、换热管束和折流挡板，所述圆筒隔板将反应区划分为两部分，圆筒隔板中间的圆柱形空间为流体的上升区，圆筒隔板的外部环形空间为流体的回流区，上升区与回流区上下连通，沉降区设置有液体上升管、旋流构件和圆筒挡板，圆筒挡板将沉降区分为两部分，沉降区中间的圆柱形空间和沉降区外部的环形空间，两部分空间上下连通，液体上升管和旋流构件位于沉降区中间的圆柱形空间的上方，液体上升管底部与反应区的上升区连通，液体上升管顶部与旋流构件相连，沉降区外部的环形空间连接液体酸出口管和混合烃出口管，所述筒体、混合室、圆筒隔板、圆筒挡板和液体上升管同轴设置。

2.根据权利要求1所述的一种烷基化反应器，其特征在于：所述进料管由烷烃进料管和液体酸进料管组成，烷烃进料管位于混合室的底部，其轴线与混合室的轴线重合或平行，液体酸进料管位于混合室侧面相向的两侧，其轴线与混合室的轴线垂直或成20°～60°夹角；出口喷嘴的轴线与混合室的轴线平行。

3.根据权利要求1所述的一种烷基化反应器，其特征在于：所述进料管由烷烃进料管和液体酸进料管组成，烷烃进料管从底部插入混合室内，其轴线与混合室的轴线重合，烷烃进料管上360°范围内布置有孔径为Φ3～Φ15的小孔，开孔率为20％～60％，以烷烃进料管外表面为基准，烷烃进料管末端为倒锥形，倒锥顶点距混合室顶部的距离为烷烃进料管外径的1～5倍；液体酸进料管位于混合室侧面相向的两侧，液体酸进料管的轴线可与混合室的轴线垂直或成20～60°夹角；出口喷嘴的轴线与混合室的轴线平行。

4.根据权利要求1所述的一种烷基化反应器，其特征在于：所述烯烃进料管布置在混合区的出口喷嘴周围，或布置在反应区的上升区或回流区，所述烯烃进料管布置在反应区的上升区时，采用向上喷射，喷射角度与反应器中轴线夹角为10～60°；布置在反应区的回流区时，采用向下喷射，喷射角度与反应器中轴线夹角为10～60°。

5.根据权利要求1所述的一种烷基化反应器，其特征在于：所述圆筒隔板直径为反应器直径的0.5～0.7倍，圆筒隔板顶部距液体上升管的距离为圆筒隔板直径的0.1～0.5倍，圆筒隔板底部为缩径结构，圆筒隔板底部距混合区的出口喷嘴距离小于喷嘴射流长度。

6.根据权利要求1所述的一种烷基化反应器，其特征在于：所述反应区设置的换热管束，设置在反应区的上升区或回流区。

7.根据权利要求1所述的一种烷基化反应器，其特征在于：所述反应区设置的折流挡板，设置在反应区的上升区，或反应区的回流区。

8.根据权利要求1所述的一种烷基化反应器，其特征在于：所述沉降区的圆筒挡板直径为反应器直径的0.5～0.8倍，圆筒挡板顶部距旋流构件出口的距离为沉降区高度的0.2～0.5倍，圆筒挡板底部距沉降区底部距离为沉降区高度的0.05～0.2倍。

9.根据权利要求1所述的一种烷基化反应器，其特征在于：所述液体上升管的横截面积为上升区横截面积的0.1～0.3倍。

10.根据权利要求1所述的一种烷基化反应器，其特征在于：所述旋流构件设置有2～6个出口。

11.一种使用权利要求1所述烷基化反应器的烷基化方法，其特征在于：烷烃和液体酸分别由烷烃进料管和液体酸进料管进入烷基化反应器的混合区混合室，混合后的酸烃乳化液由出口喷嘴喷入反应区，物料进入反应区后向上流动，与经烯烃进料管进入的烯烃混合、分散、乳化和进行烷基化反应，烷基化反应产物和未反应的物料形成混合物流，一部分混合物流经过圆筒隔板后转而下行进入反应区的回流区，到回流区底部后又重新返回反应区的上升区，在反应区内不断地循环流动发生烷基化反应，另一部分混合物流由反应区顶部的液体上升管进入沉降区，沉降区设有旋流构件，酸烃混合物料通过旋流构件后向下旋流流动，利用旋流过程产生的离心力使酸烃分离，酸相进入沉降区外部的环形空间底部，烃类进入沉降区中间的圆柱形空间的底部，两部分物流在沉降区的底部继续静止沉降分层，下层分离的酸相大部分作为循环酸经液体酸出口管出来，经缓冲升压后，进入混合区的液体酸进料管中循环使用，少量以废酸的形式直接排出装置，上层的混合烃相经混合烃出口管出来，经减压闪蒸后作为冷却介质进入反应区内的换热管束中，换热后的混合烃相进入闪蒸罐，闪蒸罐内的气相经压缩机压缩后进入混合烃缓冲罐，然后由混合烃泵泵入混合区烷烃进料管中，闪蒸罐内的液相进入脱异丁烷塔，塔顶分离出的异丁烷与来自压缩机的循环异丁烷返回混合烃缓冲罐，塔底分馏出烷基化油产品进入后续处理单元。