[发明专利]固体酸烷基化反应方法、烷基化反应装置及系统

说明书

固体酸烷基化反应方法、烷基化反应装置及系统，烷基化反应物流进行液固分离，分离出的待生固体酸催化剂一部分进入浅度再生单元，依次完成气相加氢再生和再生介质冲洗再生，再生后的固体酸催化剂返回所述的烷基化反应器中继续反应，液相再生介质脱氢后循环使用；另一部分引入深度再生单元，进行高温临氢再生，再生后的固体酸催化剂返回所述的烷基化反应器中继续反应。本发明提供的烷基化反应方法、烷基化反应装置和系统能有效延长催化剂的单程寿命，降低深度再生的频率和再生量，提高装置长周期运行的平稳性和经济性。

技术领域

本发明涉及一种烷基化反应方法和装置，更具体来说，涉及一种固体酸烷基化反应方法和装置。

背景技术

烷基化油是一种清洁的高辛烷值汽油调和组分。在强酸的作用下，异构烷烃(主要是异丁烷)和烯烃(C₃～C₅烯烃)反应可以生成烷基化油。烷基化技术按催化剂形式可以分为液体酸烷基化和固体酸烷基化。液体酸烷基化技术(硫酸法和氢氟酸法)虽然比较成熟，但是也存在很多问题。对于硫酸法而言，其过程耗酸量巨大，大量的废酸在运输和处理上都存在一定的安全隐患，对于氢氟酸法而言，由于氢氟酸具有较强的腐蚀性和毒性，而且容易挥发，会对人体造成很大的伤害。采用固体酸烷基化是一种绿色的烷基化工艺技术，可以避免对环境造成污染，具有很好的发展前景。但是在固体酸烷基化过程中，由于固体酸催化剂容易失活，为了保持一定的反应活性，需要进行频繁的再生操作，因此，开发一种能够实现反应和再生过程连续化的反应器技术，对推动固体酸烷基化技术发展来说是十分重要的。

US7875754公开了一种固定床固体酸烷基化工艺，该工艺中采用两个固定床反应器交替操作，进而实现反应和再生过程的连续化操作。反应器和再生器之间的操作周期相同，大致范围在45min～2h，采用氢气饱和的饱和烃对催化剂进行再生，为了防止在反应和再生切换过程中烯烃和氢气接触反应，需要在反应器和再生器之间进行物流置换，置换时间大致在4～7min。

US5489732公开了两种用于固体酸烷基化过程的提升管式流化床反应器，两种反应器都由提升管反应器、沉降区、低温再生区和高温再生罐组成。异丁烷和烯烃混合进入提升管反应器，与催化剂接触反应后，以平推流的流动方式通过提升管反应器后，进入沉降区发生液固分离，液体作为产品抽出，催化剂继续流动进入低温再生区，低温再生后的催化剂重新流入提升管底部与反应物料接触反应，沉降区中的一部分催化剂定期的进入高温再生罐，进行深度再生。采用氢气饱和的异丁烷对催化剂进行低温再生，采用氢气和异丁烷在100～250℃条件下对催化剂进行高温再生。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种固体酸烷基化反应方法，以提高固体酸烷基化催化剂的再生效率，提高装置运转周期。

本发明要解决的技术问题之二是提供一种实现上述烷基化反应方法的装置和系统。

一种固体酸烷基化反应方法，包括：

(1)烷基化反应原料与固体酸催化剂接触进行烷基化反应，反应后的物流进行液固分离，分离出液相物流和待生固体酸催化剂；

(2)分离出的待生固体酸催化剂一部分进入浅度再生单元，依次经过气相加氢再生和再生介质冲洗再生，再生后的固体酸催化剂返回所述的烷基化反应器中继续反应；其中气相加氢再生是指待生剂与含氢气体接触进行气相加氢反应，所述的再生介质为液相或超临界的烷基化反应产物或异构烷烃原料；

(3)步骤(1)分离出的待生固体酸催化剂的另一部分引入深度再生单元，进行高温临氢再生，再生后的固体酸催化剂返回所述的烷基化反应器中继续反应；所述的烷基化反应器为移动床反应器或流化床反应器。

一种固体酸烷基化反应装置，包括固体酸烷基化反应器和与其并联的浅度再生单元和深度再生单元，其中所述的浅度再生单元由依次连通的气相加氢再生器和再生介质冲洗器组成。

一种固体酸烷基化反应系统，包括上述的固体酸烷基化反应装置、烷基化反应原料和固体酸烷基化催化剂。