[发明专利]一种提高烷基化反应效率及降低产物分离能耗的工艺方法

说明书

本发明公开了一种提高烷基化反应效率及降低产物分离能耗的工艺方法，包括混合碳四原料中丁烯与异丁烷在酸性催化剂作用下发生烷基化反应生成异辛烷，将含有异辛烷和未反应的碳四组分的反应流出物引入脱丁烷塔进行产物分离，所述脱丁烷塔分离采出的正丁烷和异丁烷混合物进入异构化反应系统，将正丁烷异构生成异丁烷，并将异构化反应流出物以气相状态返回脱丁烷塔，以提高异丁烷的分离浓度，同时降低脱丁烷塔的能耗。本发明的方法有效回收利用了异构化反应放出的热量，使脱丁烷塔能耗大幅降低，且将塔顶采出高浓度异丁烷产品部分或全部循环至烷基化反应器进料，提高了循环异丁烷的进料浓度，有效提高了烷基化反应效率。

技术领域

本发明涉及异辛烷生产制备技术领域，尤其涉及一种提高烷基化反应效率及降低产物分离能耗的工艺方法。

背景技术

混合碳四烷基化主要是混合碳四中的丁烯与异丁烷反应生成异辛烷。异辛烷产品具有辛烷值高、低硫、低雷德蒸气压等优点,是一种理想的汽油调和组分，满足新配方汽油的要求。混合碳四烷基化反应过程中，为了能够获得品质较好的异辛烷产品，通常需要控制较高的异丁烷和丁烯的分子比，因为反应系统中异丁烷浓度升高，可有效降低烷基化反应中烯烃聚合副反应，烷基化油的辛烷值会上升、终馏点会下降，因此烷基化反应对高浓度异丁烷原料的需求量较大，同时还辅助有大量的异丁烷循环。

混合碳四各种工艺来源中都含有正丁烷，虽然正丁烷不参与烷基化反应，但正丁烷的存在会起到稀释进料有效组分浓度的作用，降低烷基化反应的效率，增加后续分离工段的能耗。目前，通常烷基化工艺是采用脱丁烷塔和丁烷分离塔，将反应系统内多余的正丁烷及时排出，避免积累，将分离得到的高浓度异丁烷循环利用。如进料中的正丁烷浓度越高，则为分离得到所需浓度的循环异丁烷，丁烷分离塔的能耗就会越高。

中国专利ZL201520638576.0公开了一种烷基化产物分离装置，包括脱丁烷塔、丁烷分离塔，通过在脱丁烷塔底排出重油杂质并调节烷基化油采出口和抽轻油口的位置及采出量，控制进入丁烷分离塔的混合物料中正丁烷含量，降低丁烷分离塔的操作负荷，在丁烷分离塔塔顶和塔底分别得到异丁烷和正丁烷产品。在大幅降低丁烷分离塔的操作负荷和分离成本的同时，得到纯度大于97％的正丁烷和纯度大于87％的异丁烷产品，以及辛烷值大于93的烷基化油。

中国专利ZL201210140292.X公开了一种链烷烃烷基化方法，将异丁烷供应给两个单独的烷基化系统，第一烷基化系统的流出物供应给中间脱丁烷塔，从烷基化产物中分离出C4组分，然后将塔顶C4产物供应给第二烷基化系统以提供异丁烷，第二烷基化系统的流出物供应给传统的脱异丁烷塔，将正丁烷和异丁烷进行分离，以防止正丁烷在系统内累积。

上述两种方法都是典型的两塔分离正丁烷，才能得到所需浓度的循环异丁烷，分离成本高，尤其是进料中正丁烷的含量越高，分离塔需要更高的回流比才能达到异丁烷的浓度要求，更进一步增加了分离能耗，同时正丁烷资源也未能得到利用。

发明内容

针对上述的不足，本发明的目的在于提供一种利用异构化反应提高烷基化产量及降低产物分离能耗的工艺方法，本发明的方法可有效提高循环异丁烷浓度，从而提高烷基化反应效率，降低脱丁烷塔能耗，同时使正丁烷资源得到合理利用。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种提高烷基化反应效率及降低产物分离能耗的工艺方法，包括混合碳四原料中丁烯与异丁烷在酸性催化剂作用下发生烷基化反应生成异辛烷，将含有异辛烷和未反应的碳四组分的反应流出物引入脱丁烷塔进行产物分离，所述脱丁烷塔分离采出的正丁烷和异丁烷混合物进入异构化反应系统，将正丁烷异构生成异丁烷，并将异构化反应流出物以气相状态返回脱丁烷塔，以提高异丁烷的分离浓度，同时降低脱丁烷塔的能耗。

具体的，所述的脱丁烷塔塔顶采出高浓度异丁烷，并将部分或全部高浓度异丁烷循环至烷基化反应进料，提高循环异丁烷浓度，中部侧线采出正丁烷和异丁烷的混合物，塔釜侧线采出异辛烷产品，塔底排出重组分。