從烷基化物中除去夾帶硫酸的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供的是硫酸存在下的烯烴與異烷烴的烷基化作用的改進(jìn)，其中在分餾之前通過機(jī)械性的聚結(jié)器手段從產(chǎn)物中除去硫酸。不需要水洗或腐蝕劑處理。任何磺酸鹽或磺酸酯均在單獨(dú)反應(yīng)器中或者在去異丁烷（ＤＩＢ）或去丁烷（ＤＢ）塔中，通過加氫脫硫作用或分解催化劑而除去。（*該技術(shù)在2023年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

技術(shù)介紹
專利
本專利技術(shù)涉及對正烯烴與異烷烴在存在硫酸的條件下，反應(yīng)產(chǎn)生烷基化產(chǎn)物的方法所產(chǎn)生烷基化產(chǎn)物的處理。更特別地，本專利技術(shù)涉及一種方法，其中來自烷基化反應(yīng)器的流出物穿過除霧設(shè)備，以通過聚結(jié)除去硫酸，并且隨后進(jìn)行處理以除去磺酸鹽和磺酸酯。相關(guān)信息在石油煉制工業(yè)中，以酸催化的脂族烴與烯烴的烷基化是一個(gè)眾所公知的方法。烷基化是在強(qiáng)酸存在下，通常為異鏈烷烴的鏈烷烴與烯烴的反應(yīng)，所述反應(yīng)產(chǎn)生例如比起始材料具有更高辛烷值，并且在汽油的沸點(diǎn)范圍內(nèi)沸騰的鏈烷烴。在石油煉制中，該反應(yīng)通常是C2-C5烯烴與異丁烷的反應(yīng)。在煉制的烷基化過程中，氫氟酸或硫酸催化劑最廣泛使用于低溫條件下。優(yōu)選低溫或冷酸方法，這是由于副反應(yīng)最小。在傳統(tǒng)方法中，反應(yīng)在烴反應(yīng)物分散入連續(xù)酸相的反應(yīng)器中進(jìn)行。雖然該方法并不環(huán)保，并且具有操作危險(xiǎn)性，但還沒有其他的有效方法，因而該方法仍是全世界用于提高辛烷值的烷基化的主要方法。鑒于冷酸方法仍是優(yōu)選的方法，已有各種用于改進(jìn)和增強(qiáng)反應(yīng)，并且一定程度上減輕副作用的提議。過去，烷基化產(chǎn)物是以水洗滌或以腐蝕劑處理，以除去或中和所有夾帶硫酸。這兩種處理方法均具有缺點(diǎn)。采用水洗時(shí)，有一些水夾帶進(jìn)入用于將烷基化物從未反應(yīng)材料分離出的蒸餾塔中。這些水稀釋了所有的殘留酸或溶解了引起腐蝕問題的所有磺酸鹽或磺酸酯。腐蝕劑往往會(huì)產(chǎn)生鹽淤塞下游熱交換器，尤其是回收塔中的重沸器。對該問題已提出各種解決方案。美國專利號5,220,095公開了微粒極性接觸材料和氟處理的硫酸用于烷基化的用途。美國專利5,420,093和5,444,175通過以硫酸浸潤礦物或有機(jī)載體微粒，試圖將微粒接觸材料與催化劑相結(jié)合。各種靜態(tài)體系已被建議用于使液/液反應(yīng)物接觸，例如美國專利3,496,996；3,839,487；2,091,917和2,472,578。然而，將催化劑和反應(yīng)物混合物的最廣泛使用方法是利用葉片，槳葉，葉輪等使組分劇烈攪拌并摻和在一起的各種裝置，例如參見美國專利3,759,318；4,075,258和5,785,933。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，其通過更有效的酸/水分離和回收方法，從而克服了水/硫酸的夾帶。專利技術(shù)簡述簡單地說，本專利技術(shù)包含在分離去異丁烷(DIB)塔中未反應(yīng)的異丁烷之前，通過機(jī)械手段替代水洗或腐蝕劑處理產(chǎn)物，從而從烷基化物中除去硫酸，優(yōu)選地生產(chǎn)出水含量低于100ppm的烷基化物。優(yōu)選的機(jī)械手段包含含有聚結(jié)材料的容器，硫酸撞擊聚結(jié)材料。比烴重得多的硫酸通過重力沉降并可除去。然后在去丁烷(DB)塔中處理烷基化產(chǎn)物，用以同時(shí)從產(chǎn)物中分離正丁烷并除去作為烷基化副產(chǎn)物的諸如磺酸鹽或磺酸酯的硫污染物。在優(yōu)選實(shí)施方案中，去丁烷(DB)塔的底端或提留段裝填有加氫脫硫催化劑，所述催化劑使硫化合物氫化為可以塔頂丁烷除去的硫化氫。在另一實(shí)施方案中，加氫脫硫催化劑置于去異丁烷(DIB)塔的提留段，只需將痕量的硫化氫循環(huán)回能處理這種腐蝕性材料的烷基化反應(yīng)器中。在另一實(shí)施方案中，機(jī)械分離得到的流出物填加至含有加氫脫硫催化劑的標(biāo)準(zhǔn)下流式固定床反應(yīng)器，并且將所產(chǎn)生的硫化氫由去異丁烷(DIB)塔的塔頂中除去，并再循環(huán)至烷基化反應(yīng)器。最后，在上述任一實(shí)施方案中，加氫脫硫催化劑可以諸如鈀的分解催化劑取代，使磺酸鹽和磺酸酯分解為其構(gòu)成組分。附圖簡述附圖說明圖1是本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施方案的圖解形式簡化流程圖。圖2是本專利技術(shù)第二實(shí)施方案的圖解形式簡化流程圖。圖3是本專利技術(shù)第三實(shí)施方案的圖解形式簡化流程圖。專利技術(shù)詳述待處理的烷基化產(chǎn)物可來自采用硫酸作為催化劑的任一冷酸烷基化方法。優(yōu)選地，該流體體系含有液體，并在反應(yīng)區(qū)中維持在其沸點(diǎn)左右。典型地，來自烷基化方法的烷基化物含有一些必須除去的硫酸及磺酸鹽和磺酸酯。現(xiàn)在參照圖1，顯示了一個(gè)實(shí)施方案的簡化流程圖。經(jīng)由流送管101將來自烷基化反應(yīng)器10的烷基化物取出并進(jìn)料至除霧容器20。除霧容器20含有聚結(jié)材料，硫酸液滴撞擊該聚結(jié)材料并沉降。烷基化產(chǎn)物中的硫酸和烴彼此幾乎不互溶。收集硫酸液滴并經(jīng)由流送管104回收至烷基化反應(yīng)器10。聚結(jié)器含有有效用于聚結(jié)蒸發(fā)液體類型的常規(guī)液-液聚結(jié)器。其通常被認(rèn)為是“除霧器”。合適的聚結(jié)器包含諸如共編織金屬絲的網(wǎng)孔以及玻璃纖絲網(wǎng)孔。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可有效采用諸如由位于Alvin，Texas的Amistco Separation Products，Inc或位于Houston，Texas的ACS Industries LLC制造的金屬絲或玻璃纖絲的90針管狀共針織網(wǎng)孔，然而，可以理解諸如共編織金屬絲和聚四氟乙烯(Dupont TM)，鋼絨，聚丙烯，PVDF，聚酯或其他各種共編織材料的各種其他材料均可有效使用于裝置中。對于網(wǎng)篩是紡織而非編織的情況，可采用各種金屬絲網(wǎng)篩類型的填料。其他可接受的聚結(jié)器包括以玻璃纖絲或諸如聚合物的其他材料共紡織的有孔薄片和延伸金屬，開流式交錯(cuò)通道結(jié)構(gòu)。來自除霧容器的液烴材料經(jīng)由流動(dòng)管線102傳遞至帶有蒸餾結(jié)構(gòu)32的去異丁烷(DIB)塔30，在該蒸餾結(jié)構(gòu)32中異丁烷作為塔頂餾出物經(jīng)由流動(dòng)管線104除去，并循環(huán)至烷基化反應(yīng)器。烷基化物和正丁烷作為塔底物經(jīng)由流動(dòng)管線105從去異丁烷(DIB)塔30除去，并進(jìn)料至去丁烷(DB)塔40，所述去丁烷(DB)塔40在提留段含有加氫脫硫催化劑的床44，在塔子的剩余部分含有標(biāo)準(zhǔn)蒸餾結(jié)構(gòu)42。氫經(jīng)由流動(dòng)管線108進(jìn)料。通過催化劑使磺酸鹽和磺酸酯轉(zhuǎn)化成硫化氫，所述催化劑經(jīng)由流動(dòng)管線106與正丁烷和痕量的H2S在塔頂餾出物中除去，或者在催化劑床44含有分解催化劑的實(shí)施方案中則是痕量的SO2和SO3。烷基化產(chǎn)物經(jīng)由流動(dòng)管線107作為塔底物移除?？捎糜诩託涿摿蚍磻?yīng)的催化劑包括位于合適載體上的單獨(dú)的諸如鈷，鎳，鈀的Group VIII金屬，或者與諸如鉬或鎢的其他金屬的組合，所述合適載體可以是礬土，硅石-礬土，二氧化鈦-氧化鋯等。通常這些金屬以金屬氧化物的形式提供，承載于壓出物或球形體上并且通常不用作為蒸餾結(jié)構(gòu)。催化劑可另外含有來自周期表的Group V和VIB金屬或其混合物。所述蒸餾體系的使用減少了失活，并提供了比現(xiàn)有技術(shù)的固定床氫化單元更長的操作時(shí)間。Group VIII金屬提供了總平均活性的增加。優(yōu)選的是含有諸如鉬的Group VIB金屬和諸如鈷或鎳的Group VIII金屬的催化劑。適合于加氫脫硫反應(yīng)的催化劑包括鈷-鉬、鎳-鉬和鎳-鎢。這些金屬通常以氧化物的形式存在，承載于諸如氧化鋁、硅石-氧化鋁等的中性基質(zhì)上。在使用過程中或者使用之前，通過將金屬暴露于含有硫化合物的氣流中，從而使金屬還原成硫化物。典型的加氫脫硫催化劑的屬性如下表I所示。表I制造商 Criterion Catalyst Co.名稱 C-448形狀 三葉壓出物公稱尺寸 1.2mm直徑金屬的重量％鈷 2-5％鉬 5-20％載體 氧化鋁催化劑典型地是以壓出物的形式存在，具有1/8，1/16或1/32英寸的直徑和0.5至1.0的L/D。催化劑也可以具有相同直徑的球體形式存在。其以規(guī)則形態(tài)形成非常緊密的大塊，并優(yōu)選地制備成催化蒸餾結(jié)構(gòu)的形式。該催化蒸餾結(jié)構(gòu)必須能夠起催化劑和傳質(zhì)介質(zhì)的作用。第二實(shí)施方案如圖2所示，其中的加氫脫硫催化劑置于去異丁烷塔(DIB)內(nèi)的床34中。氫經(jīng)由管線108添本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種在硫酸存在下從烯烴與異烷烴的烷基化作用中除去夾帶的硫酸和水的方法，包含使烷基化產(chǎn)物通過含有聚結(jié)材料的除霧設(shè)備，用以去除產(chǎn)物中的硫酸并回收含有烷基化產(chǎn)物的流出物。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：小勞倫斯A史密斯，
申請(專利權(quán))人：催化蒸餾技術(shù)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US[美國]