[发明专利]一种由烷烃和烯烃进行烷基化的方法

说明书

本发明公开了一种由烷烃和烯烃进行烷基化的方法，该方法包括：连续地将包括烷烃和烯烃的烷基化原料送入提升管型反应器中与烷基化催化剂接触并进行烷基化反应，产生富含高辛烷值汽油组分的油气和待生催化剂；将待生催化剂从所述提升管型反应器引出并输送至待生催化剂接收器；将待生催化剂接收器中的待生催化剂通过料斗输送到再生器再生，得到再生催化剂；将再生催化剂输送到料斗；将料斗内的再生催化剂输送至再生催化剂进料器，然后将再生催化剂进料器中的催化剂连续地返回到所述提升管型反应器中。本发明方法可以实现失活烷基化催化剂快速恢复活性，改善烷基化反应选择性。

技术领域

本发明涉及一种从小分子烃类制取大分子烃类的方法，具体涉及一种由烷烃和烯烃进行烷基化的方法。

背景技术

随着经济发展，交通运输发展很快，车辆尾气的排放是空气污染的主要来源之一，提高汽油质量已刻不容缓。加入环保的汽油调和组分，是改善汽油品质的有效方法之一。异丁烷与烯烃烷基化反应产生的烷基化油就是一种燃烧清洁的汽油调和油，其辛烷值高、Reid蒸汽压低，是汽油的最佳调和组分之一，可减轻环境污染，满足严格的环保法要求。但目前生产烷基化油仍采用50年前传统的烷基化工艺，即硫酸法和氢氟酸法，这些烷基化装置存在废硫酸回收和HF腐蚀挥发等严重污染环境的问题。因此，各国投入大量的人力和财力进行研究，开发新一代无污染的固体酸烷基化催化剂，以取代目前使用的H₂SO₄和HF液体强酸催化剂。

固体酸烷基化工艺面临的最主要的问题是催化剂在反应过程中会快速失活，积炭前身物覆盖在催化剂活性中心上，从而使催化剂的活性下降，选择性变差，汽油产品质量下降。为了减缓催化剂的失活速率，人们围绕催化材料、反应条件及工艺方案的改进做了不少工作。

美国专利US5672798公开了一种催化剂连续再生式的固体酸烷基化工艺。液相反应物流与再生催化剂在提升管反应区内由下至上移动并发生烷基化反应，待生催化剂与反应物流经过沉降分离后，大部分进入缓和再生系统与溶解有氢气的饱和烃接触再生，小部分进入苛刻再生系统，在高温气相条件下与氢气接触再生，催化剂上的积炭前身物由于加氢反应的发生而从催化剂表面脱离，使催化剂的活性得以恢复，再生催化剂返回反应系统循环使用。

美国专利US5986158公开了一种固体酸烷基化方法，该方法中反应器内的催化剂在烷基化反应和缓和再生两种操作模式之间频繁切换，缓和再生是用溶解有氢气的饱和烃与催化剂接触，当进行多次缓和再生后，催化剂再在高温气相条件下与氢气接触进行苛刻再生。在反应与再生操作模式切换的过程中，需要用物流对催化剂床层进行冲洗，以防止氢气与反应物料中的烯烃发生反应，影响炕基化汽油的收率。

中国专利CN104557393A公开了一种提高催化剂稳定性和寿命的烷基化方法，是在固体酸催化剂存在以及烷基化反应条件下使可烷基化物与烷基化剂接触进行烷基化反应，其特征在于，该方法还包括使所说的固体酸催化剂在烷基化反应之前进行临氢预处理的步骤。该方法可提高催化剂在异丁烷/丁烯烷基化反应中稳定性和寿命，操作简单方便，成本低廉。

中国专利CN103611571A公开了一种用于丁烷与丁烯烷基化的纳米孔树脂固体酸的制备方法，采用纳米无机固体材料作为致孔载体，通过改性处理的无机材料与苯乙烯进行悬浮聚合反应，将纳米无机载体作为致孔硬模板剂直接掺入高分子树脂中，然后在酸性溶液中反应溶解去除无机材料模板剂，从而高分子苯乙烯树脂中形成纳米孔道，再进行磺化反应实现酸功能化，而制得的纳米孔树脂固体酸，可作为催化剂用于异丁烷与丁烯烷基化反应中。本发明技术主要解决了以往树脂固体酸的孔体积与比表面积小、孔表面酸量较小，以及作为固体酸的反应活性与选择性较低的问题；本发明方法制备的固体酸催化剂的孔体积与比表面积大、酸性强，作为固体酸催化剂应用于丁烷与丁烯烷基化合成烷基化油的催化反应中，结果显示了该催化剂能显著提高烷基化反应的丁烯转化率与烷基化油选择性。