[发明专利]一种重油裂解轻质石油烃原位烷基化的方法

说明书

一种重油裂解轻质石油烃原位烷基化的方法，经过重油裂解得到的轻质石油烃(馏分为IBP‑200℃)从底部进入沸腾床烷基化反应器中，与固体酸催化剂充分接触发生烷基化反应，顶部流出烷基化油品进入固液分离器，分离出固体催化剂颗粒的液相油品作为低烯烃产品。本发明的方法中重油裂解得到轻质石油烃馏分直接进入沸腾床烷基化反应器，烯烃烷基化率高；不需要预先进行低分子烃分离，与传统的工艺相比极大的降低了能耗，而且可以大幅降低轻质石油烃馏分中烯烃含量，极大的节约了建设和运营成本，提高了油品的安定性，提升油品品质。

技术领域

本发明涉及一种固体酸原位烷基化的反应装置和方法，更具体地说，涉及一种采用杂多酸催化剂在沸腾床反应器中与重油裂解轻质石油烃进行烷基化的反应装置和方法。

背景技术

烷基化汽油是比较清洁的汽油调和组分，随着环保法的发布和人们环保意识的提高，烷基化汽油的市场需求量越来越大。因此，改进烷基化的工艺、提高烷基化汽油的质量具有很大的发展潜力。关于烷基化反应的报道有很多，但针对重油裂解轻质石油烃原位烷基化反应及其相应催化剂的研究还很少，研究新的烷基化工艺很有必要。

工业烷基化广泛应用的催化剂包括液体酸和固体酸两大类，传统烷基化生产工艺为液体酸烷基化工艺，包括硫酸烷基化和氢氟酸烷基化，但因其腐蚀严重、工艺过程排放物对环境具有污染性等缺点难以得到推广。近年来，固体酸催化剂作为一种新型环保型催化剂被受到广泛关注，主要有分子筛、固体超强酸、负载型杂多酸类烷基化反应固体酸催化剂。分子筛催化剂具有规整的晶体结构、尺寸均匀的微孔结构、巨大的比表面积、酸性位多、易再生等优点，但是其孔道会因堵塞导致催化剂失活；固体超强酸催化剂使烷基化反应保持高的烯烃转化率和烷基化油收率，催化剂稳定性能高，但使用寿命短、再生困难且不易与产物分离。杂多酸类催化剂热稳定性好、具有其独特的低温高活性及“假液相”行为，是一类在烷基化生产方面非常有潜力的固体酸催化剂。专利CN127789A中报道了活性组分为杂多酸及其盐类，选自磷钨酸、硅钨酸、磷钼酸、硅钼酸、锗钨酸、锗钼酸，载体为分子筛、活性炭等的负载型杂多酸催化剂，有效提高了烯烃的转化率。本发明采用稀土元素改性了负载杂多酸的氧化铁催化剂，进一步的提高了烯烃的转化率，选择性更好。

发明内容

本发明的目的是提供一种固体酸催化重油裂解轻质石油烃原位烷基化的装置及方法。

本发明提供的固体酸催化的烷基化方法，重油原位裂解轻质石油烃从底部进入烷基化反应器中，然后通过分布板自下而上的流动与流化态的固体酸催化剂充分接触并发生烷基化反应，反应后石油烃到达反应器顶部，部分石油烃经过循环装置回流到底部继续反应，剩余的作为产物从反应器顶部流出。

所述的烷基化反应原料是轻质石油烃，来源于重油原位裂解的轻质组分，其馏分为IBP-200℃。

烷基化反应条件为：反应温度100-200℃，反应压力5-15MPa，原料的重时空速4.5-7.5h^-1。

烷基化反应器为沸腾床反应器，其中循环装置包括强制循环杯、循环管和循环泵。

烷基化反应器内装填的固体酸催化剂以稀土元素为改性剂，负载杂多酸的氧化铁催化剂。改性剂选自稀土元素铈、钇、铒、铕、镥、钐中的一种或几种的组合。杂多酸为Keggin型的硼钨酸、砷钼酸和硼硅酸中的一种或组合。

所述的固体酸烷基化催化剂为球形颗粒，平均粒径0.1-5mm，优选1-2mm，要求催化剂颗粒必须具备足够的强度，以实现在催化蒸馏塔和再生器之间循环移动。

根据本发明的烷基化反应方法，所述烷基化反应器的数量可以为一台，也可以为两台以上。优选的数量为两台以上，至少有一台烷基化反应器处于烷基化反应操作状态，剩余烷基化反应器处于烷基化催化剂再生状态，以使装置连续运行而不会导致停工。

本发明提供的方法具有以下优点：