專(zhuān)利名稱(chēng)：烷基化催化劑的再生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在烴轉(zhuǎn)化過(guò)程中使用的催化劑組合物的再生。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及在用異鏈烷烴使烯烴烷基化中使用的含有砜類(lèi)化合物和鹵化氫化合物的催化劑混合物的再生。
最近發(fā)現(xiàn)，含有砜類(lèi)化合物和鹵化氫化合物的混合物在用異鏈烷烴將烯烴烷基化以制得烷基化反應(yīng)產(chǎn)物或烷基化物方面是有效的催化劑。此發(fā)現(xiàn)已經(jīng)在幾項(xiàng)專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)或/和提出要求，例如Abbott和Randolph1992年5月1日提交的申請(qǐng)07/877，336和Abbott等1992年5月1日提交的申請(qǐng)07/877，338。烷基化反應(yīng)產(chǎn)物一般含有帶7個(gè)或更多碳原子的烴，因?yàn)樗鳛榘l(fā)動(dòng)機(jī)燃料的高辛烷值，所以是很理想的汽油摻混組分。
雖然采用由砜類(lèi)組分和鹵化氫組分構(gòu)成的催化劑組合物的方法制得了質(zhì)量很高的烷基化產(chǎn)物，但是采用這種方法制造烷基化物的一個(gè)副反應(yīng)是形成了某些聚合的反應(yīng)副產(chǎn)物，例如稱(chēng)作酸溶性油或ASO的那些副產(chǎn)物。這些聚合的反應(yīng)副產(chǎn)物被稱(chēng)作酸溶性油，因?yàn)樗鼈冊(cè)谕榛^(guò)程中使用的催化劑里溶解;因此，當(dāng)把烴混合物與烷基化催化劑接觸形成的烷基化產(chǎn)物與烷基化催化劑分離開(kāi)時(shí)，它們保留在催化劑相中。在連續(xù)地從烷基化反應(yīng)產(chǎn)物中分離出催化劑相以便重新用于反應(yīng)區(qū)的烷基化方法中，ASO會(huì)積累在催化劑中。如果不予去除，ASO的濃度將達(dá)到不可接受的濃度水平。在含有砜類(lèi)組分和鹵化氫組分的烷基化催化劑中含有低濃度的ASO據(jù)信對(duì)烷基化過(guò)程或其產(chǎn)物有利。但是，烷基化催化劑中ASO濃度較高時(shí)對(duì)催化劑活性和最終的烷基化最終產(chǎn)物會(huì)有不利影響。烷基化催化劑中的ASO濃度超過(guò)某個(gè)可接受的極限會(huì)使烷基化最終產(chǎn)物的辛烷值降低，ASO濃度的逐漸增大會(huì)使烷基化物的辛烷值逐漸降低。
與使用含砜類(lèi)組分和鹵化氫組分的上述新催化劑不同，在常規(guī)的烷基化方法中使用氟化氫(HF)作為催化劑，有一些已知的方法用來(lái)從在連續(xù)的烷基化方法中使用的HF催化劑中除掉ASO。具體地說(shuō)，處理或再生在烷基化方法中使用的足夠數(shù)量的一部分HF催化劑，使得ASO量的去除速度與它在烷基化催化劑中的積累速度大致相等。這是利用將一部分HF催化劑通過(guò)汽提容器來(lái)作到的，藉助于汽態(tài)烴(例如異丁烷)將HF與ASO分離開(kāi)，HF作為汽提器的汽相塔頂流的一部分流出，而ASO作為汽提器的塔底流流出，供進(jìn)一步加工用。
雖然常規(guī)的烷基化催化劑再生技術(shù)在常規(guī)的HF催化劑的再生方面操作順利，但是常規(guī)方法不能用于包含砜類(lèi)組分的烷基化催化劑混合物的再生。這是因?yàn)锳SO的沸程與某些砜(例如四氫噻吩砜)的沸點(diǎn)相重疊。因此，在分離HF與ASO中使用的簡(jiǎn)單的蒸餾技術(shù)不能用來(lái)有效地再生含砜的烷基化催化劑。另外，必須從砜中分離出ASO以便回收砜重新作為烷基化方法的催化劑使用。
因此，本發(fā)明的目的之一是提供一種再生烷基化催化劑的新方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種從含有砜組分的烷基化催化劑中除掉ASO的方法。
因此，本發(fā)明的方法涉及利用含有砜組分的催化劑混合物，用鏈烷烴將烯烴烷基化。將含有砜和ASO的含砜混合物與水混合，水的數(shù)量足以形成水合含砜的混合物，該混合物含有ASO相和砜加水相兩個(gè)不混溶的液相，其中ASO相含有ASO，而砜加水相含有水和含砜混合物中的一部分砜組分。
在附圖中

圖1示意表示了本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施方案的方法。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，在對(duì)本發(fā)明和所附權(quán)利要求的詳細(xì)說(shuō)明中將變得顯而易見(jiàn)。
這里提到的酸溶性油組合物是在烷基化方法中作為反應(yīng)副產(chǎn)物產(chǎn)生的，烷基化方法的步驟包括使含烯烴和異鏈烷烴的烴混合物與烷基化催化劑接觸，該催化劑含有、組成為、或者組成基本上是鹵化氫組分和砜組分。在本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中提到的“酸溶性油”或“ASO”一詞，是指由酸催化的烴類(lèi)反應(yīng)產(chǎn)生的屬于高度烯屬油類(lèi)的那些混合聚合物。在JournalofChemicalandEngineeringData第8卷第1期150-160頁(yè)Miron和Lee的題為“混合聚合物的分子結(jié)構(gòu)”一文中，有對(duì)某些類(lèi)型混合聚合物油的更充分的說(shuō)明和表征。該文在這里引用作為參考。ASO的物理性質(zhì)取決于所處理的具體的烴原料，烷基化過(guò)程中使用的催化劑，原料中的污染物(例如硫化氫、丁二烯、氧化物和其它化合物)以及烷基化的反應(yīng)條件。因此，就這里所定義的此名詞的更狹義的含義而言，ASO是在單烯烴與異鏈烷烴的催化反應(yīng)中作為副產(chǎn)物生成的那些混合聚合物，該催化反應(yīng)采用含有、組成為或者組成基本上是砜組分和鹵化氫組分的催化劑混合物。用在此催化反應(yīng)中的優(yōu)選的單烯烴是有3到5個(gè)碳原子的單烯烴，優(yōu)選的異鏈烷烴是有4到6個(gè)碳原子的異鏈烷烴。優(yōu)選的砜組分是四氫噻吩砜，優(yōu)選的鹵化氫組分是氟化氫。
由被含砜的烷基化催化劑催化的烴反應(yīng)生成的ASO副產(chǎn)物可以進(jìn)一步概括地表征成以60°F的水作為基準(zhǔn)，比重在從約0.8到約1.0范圍內(nèi)，平均分子量在從約250到約350的范圍內(nèi)，溴值在從約40到約350的范圍內(nèi)。
催化劑組合物或催化劑混合物中的鹵化氫組分可以選自氟化氫(HF)、氯化氫(HCl)、溴化氫(HBr)以及它們中的兩個(gè)或多個(gè)的混合物。但是，優(yōu)選的鹵化氫組分是氟化氫，它可以以無(wú)水形式用在催化劑組合物中;不過(guò)一般來(lái)說(shuō)，所用的氟化氫組分可以含有少量水。在含有氟化氫和四氫噻吩砜的催化劑組合物中，含水量絕不能超過(guò)包括水在內(nèi)的氟化氫組分總重量的約30%。氟化氫組分中的水量以少于約10%重量為佳。最好是，氟化氫組分中的水量少于7%重量。這里提到的本發(fā)明催化劑組合物的鹵化氫組分，或者更具體地氟化氫組分，應(yīng)該理解成該鹵化氫組分或者是無(wú)水混合物或者不是無(wú)水混合物。這里提到的鹵化氫組分中含有的水的重量百分?jǐn)?shù)是指水的重量與水和鹵化氫的總重量之比乘以100，以便將重量比用百分?jǐn)?shù)表示。
適合用于本發(fā)明的砜是通式如下的砜R-SO2-R′其中R和R′是一價(jià)的烴烷基或芳基取代基，均含1至8個(gè)碳原子。這些取代基的實(shí)例包括二甲砜、二正丙砜、二苯砜、乙基甲基砜和其中的SO2與烴環(huán)成鍵的脂環(huán)砜。在此種情形，R和R′一起形成一個(gè)支化或非支化的二價(jià)烴基，它最好是含有3到12個(gè)碳原子。在后一種情形里，四亞甲基砜或四氫噻吩砜、3-甲基四氫噻吩砜或2，4-二甲基四氫噻吩砜特別合適，因?yàn)樗鼈兙哂性诒疚纳婕暗墓に嚥僮鳁l件下是液態(tài)的優(yōu)點(diǎn)。這些砜也可以有取代基，特別是一個(gè)或多個(gè)鹵原子，例如氯甲基乙基砜。這些砜可以方便地以混合物的形式使用。
在形成ASO反應(yīng)副產(chǎn)物的烷基化方法中使用的烷基化催化劑，可以含有、組成是、或者組成基本上是這里提到的鹵化氫組分和砜組分。最好是，ASO副產(chǎn)物在烷基化過(guò)程中形成，其中烴類(lèi)混合物與烷基化催化劑接觸，該催化劑以四氫噻吩砜作為它的砜組分，以氟化氫作為它的鹵化氫組分。在烷基化催化劑含有四氫噻吩砜和氟化氫的情形，使烷基化催化劑中氟化氫與四氫噻吩砜的重量比處在從約1∶1到約40∶1的范圍內(nèi)可以得到良好的烷基化結(jié)果。氟化氫與四氫噻吩砜的優(yōu)選重量比范圍可以是從約2.3∶1到19∶1，最好是從3∶1到9∶1。
為了改進(jìn)本發(fā)明的烷基化反應(yīng)對(duì)于制得有7個(gè)或更多碳原子的理想的高度支化脂族烴的選擇性，在反應(yīng)區(qū)內(nèi)最好有大大超過(guò)化學(xué)計(jì)量的異鏈烷烴。本發(fā)明中考慮異鏈烷烴與烯烴的摩爾比在從約2∶1到約25∶1的范圍內(nèi)。異鏈烷烴與烯烴的摩爾比以從5到20左右為宜，最好是從8到15。但是應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，上面提到的異鏈烷烴對(duì)烯烴的摩爾比是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的工業(yè)實(shí)際操作范圍;但是，一般來(lái)說(shuō)，烷基化反應(yīng)中的異鏈烷烴與烯烴之比越大，所形成的烷基化物質(zhì)量越好。
本發(fā)明所考慮的烷基化反應(yīng)溫度是從約0°F至約150°F。溫度較低有利于異鏈烷烴和烯烴的烷基化反應(yīng)與烯烴副反應(yīng)(例如聚合)的競(jìng)爭(zhēng)。但是，總的反應(yīng)速度隨溫度降低而減小。溫度處在給定的范圍內(nèi)，最好是在從約30°F到約130°F，為烯烴與異鏈烷烴烷基化以有商業(yè)價(jià)值的反應(yīng)速度進(jìn)行提供了良好的選擇性。但是，烷基化溫度的范圍最好是從50°F到120°F。
本發(fā)明考慮的反應(yīng)壓力可以從足以將反應(yīng)物保持在液相中的壓力到大約15個(gè)大氣壓。反應(yīng)物烴在烷基化反應(yīng)溫度下通?？赡転闅庀啵虼朔磻?yīng)壓力最好是在從每平方英寸40磅表壓到大約160磅/平方英寸表壓。當(dāng)所有反應(yīng)物都處在液相中時(shí)，升高壓力對(duì)烷基化反應(yīng)沒(méi)有重大影響。
烴反應(yīng)物在烷基化反應(yīng)區(qū)內(nèi)的接觸時(shí)間，在本發(fā)明的烷基化催化劑存在下一般應(yīng)該足以使烯烴反應(yīng)物在烷基化區(qū)內(nèi)基本上完全轉(zhuǎn)化。接觸時(shí)間以在約0.05分至約60分的范圍內(nèi)為宜。在本發(fā)明的烷基化方法中，來(lái)用異鏈烷/烯烴摩爾比為約2∶1至約25∶1，其中烷基化反應(yīng)混合物含有約40-90%體積的催化劑相和約60-10%體積的烴相，烯烴與異鏈烷在反應(yīng)區(qū)內(nèi)保持良好接觸，這樣可以在烯烴的空間速度處在每小時(shí)每體積催化劑約0.1至200體積(V/V/hr.)烯烴的范圍內(nèi)時(shí)，實(shí)現(xiàn)烯烴的基本上完全轉(zhuǎn)化。最佳空間速度將取決于所用的異鏈烷烴和烯烴反應(yīng)物的類(lèi)型，烷基化催化劑的具體組成和烷基化反應(yīng)的條件。因此，優(yōu)選的接觸時(shí)間是足以使烯烴的空間速度處在約0.1至約200(V/V/hr.)的范圍內(nèi)，并且使烯烴反應(yīng)物在烷基化區(qū)內(nèi)可以基本上完全轉(zhuǎn)化。
烷基化方法可以按間歇式或連續(xù)式的操作進(jìn)行，但是從經(jīng)濟(jì)原因考慮，最好是連續(xù)進(jìn)行。一般已經(jīng)確定，在烷基化過(guò)程中，進(jìn)料與催化劑之間的接觸越充分，所得到的烷基化產(chǎn)物的質(zhì)量越好?？紤]到這一點(diǎn)，當(dāng)本發(fā)明的方法以間歇方式進(jìn)行時(shí)，其特點(diǎn)在于對(duì)反應(yīng)物和催化劑進(jìn)行激烈的機(jī)械攪拌或搖蕩。
在一項(xiàng)連續(xù)式操作的實(shí)施方案中，可以將反應(yīng)物保持在充分高的壓力和溫度下，以便將它們基本上保留在液相中，然后連續(xù)地經(jīng)過(guò)分散裝置壓入反應(yīng)區(qū)中。分散裝置可以是射流、噴嘴、多孔套管等。反應(yīng)物隨后用常規(guī)的混合裝置，例如機(jī)械攪拌器或者湍流流動(dòng)體系，與催化劑混合。在足夠的時(shí)間之后，可以連續(xù)將產(chǎn)物與催化劑分離并從反應(yīng)系統(tǒng)中排出，同時(shí)將部分用過(guò)的催化劑再循環(huán)到反應(yīng)器中。正如這里所說(shuō)明的，可以用任何合適的處理方法使一部分催化劑連續(xù)地再生或重新活化，再送回到烷基化反應(yīng)器中。
本發(fā)明包括一種從含有砜類(lèi)化合物和一定濃度ASO的混合物中除掉ASO的方法。一般來(lái)說(shuō)，含砜的混合物以含有砜組分和ASO的單個(gè)液相的形式存在。所述的方法包括將水與含有砜組分和ASO的含砜混合物混合或接觸以形成含水的含砜混合物的步驟。能夠使水與含砜混合物適當(dāng)混合或接觸以生成含水的含砜混合物的任何裝置或方法均可使用。含水的含砜混合物包括至少兩個(gè)充分混合的互不混溶的液相，其中包括但不一定限于一個(gè)ASO相和一個(gè)砜加水相。含水的含砜混合物的互不混溶的液相可以隨后分成它們各自的相?？梢允褂媚軐SO相與砜加水相適當(dāng)分離的任何裝置和方法。
在使水和含砜混合物混合或接觸時(shí)，可以使用適合進(jìn)行充分混合或接觸的任何裝置，例如流動(dòng)混合器或管道混合器以及機(jī)械攪動(dòng)容器。流動(dòng)型或管道型混合器的實(shí)例包括射流混合器，噴射混合器，孔流混合器，混合式噴嘴，閥式混合器，泵式混合器，攪拌管道混合器，填充管，管路等。機(jī)械攪拌容器包括裝有用來(lái)進(jìn)行混合和分散的螺旋漿或葉輪的容器。通常希望使用連續(xù)式方法使水與含砜混合物連續(xù)混合，隨后將所形成的ASO相與砜加水相分離，這可以采用能將包括ASO相和砜加水相在內(nèi)的至少兩個(gè)不混溶的液相適當(dāng)分離的任何裝置或方法。在連續(xù)式方法中，混合或接觸步驟一般是與分離步驟分開(kāi)進(jìn)行，而且使用分別的裝置。流動(dòng)型或管道型混合器是在連續(xù)式方法中進(jìn)行混合的合適裝置?；旌虾头蛛x步驟也可以按間歇方式進(jìn)行，通常是在同時(shí)限定了混合區(qū)和分離區(qū)的單個(gè)容器內(nèi)進(jìn)行?？梢允褂脦C(jī)械攪拌裝置的容器進(jìn)行水和含砜混合物的間歇式混合以及所形成的ASO與砜加水相的分離。至于不混溶液相的分離，可以適當(dāng)?shù)厥褂靡粋€(gè)限定了分離區(qū)的容器;只要它具有足夠的容量，使得能藉助重力或任何其它的合適手段進(jìn)行不混溶流體的分離。其它的機(jī)械裝置，例如離心機(jī)，也可以用來(lái)進(jìn)行不混溶相的分離。
在本發(fā)明方法中可以采用相對(duì)于含砜混合物數(shù)量而言任何數(shù)量的水，只要與含砜混合物混合的水量足以引起隨后形成至少兩個(gè)不混溶的液相，包括ASO相和砜加水相。ASO相可以含有ASO，砜加水相可以含有水和包含在含砜混合物中的至少一部分砜組分。一般來(lái)說(shuō)，最好是將一定數(shù)量的水與含砜混合物混合，使得在含水的含砜混合物中砜組分與水組分的體積比處在從約6∶1到約1∶6的范圍內(nèi);但是，在含水的含砜混合物內(nèi)砜與水的體積比以從約3∶1到約1∶3為宜;最好是此體積比處在從3∶2到1∶1的范圍內(nèi)。
含水的含砜混合物中ASO相一般可以是混合物體積的約1%到75%。但是，含水的含砜混合物中ASO相的體積百分?jǐn)?shù)以從約5%至約50%為宜，最好是，該體積百分?jǐn)?shù)為含水的含砜混合物的10%至30%。當(dāng)可以與砜加水相分開(kāi)時(shí)，ASO相中主要含有ASO，也可以含有較少數(shù)量的水和砜。一般來(lái)說(shuō)，ASO相中的ASO的體積百分?jǐn)?shù)可以大于約80%;但是，ASO以占ASO相體積的約90%以上為佳。最好是，ASO構(gòu)成ASO相體積的95%以上。因?yàn)橐a(chǎn)生含100%ASO的ASO相是不實(shí)際的，所以在ASO相中的ASO濃度上限約為99%體積。因此，ASO相中的ASO濃度范圍一般是從約80%至99%體積，以從約90%至99%體積為佳，最好是從95%至99%體積。
構(gòu)成ASO相的組分，除了ASO之外，還包括水和砜。ASO相中的水濃度在大多數(shù)情形下少于15%體積，一般是在ASO相體積的約0.01%至15%之間。水濃度以在ASO相體積的約0.1%至5%之間為宜，最好是為ASO相體積的0.1%至3%。至于ASO相中的砜濃度，在大多數(shù)情形下小于約15%體積，因此，是在最高到約15%體積的范圍內(nèi)。ASO相中的砜濃度以從約0.5%至約8%體積為宜，最好是，ASO相中的砜濃度為1%至5%體積。
砜加水相可以含有水和包含在含砜混合物中的至少一部分砜。但是，為了使此方法效率最高，最好是含砜混合物中的大部分砜組分都回收在砜加水相中;因此，在大多數(shù)情形里，含砜混合物中含有的砜組分被回收到砜加水相中的分?jǐn)?shù)可以超過(guò)約50%體積?；厥盏捻苛恳猿^(guò)約60%體積為宜，最好是回收量超過(guò)75%體積。雖然最好是將砜加水相中的ASO濃度減至最小，但在很多情形下在砜加水相中可以有少量的ASO。不過(guò)一般來(lái)說(shuō)，砜加水相中的ASO濃度可以少于20%體積，少于約10%體積更好，最好是少于約5%體積。
水和含砜混合物進(jìn)行混合或接觸的工藝條件包括混合或接觸溫度在從約0°F至約250°F的范圍內(nèi)。以40°F至260°F為佳。混合或接觸壓力是在從約0.5大氣壓到約30大氣壓(絕對(duì)壓力)的范圍內(nèi)，以從0.95大氣壓到25大氣壓(絕對(duì)壓力)為佳。至于ASO相與砜加水相進(jìn)行分離的工藝條件，分離溫度可以從約0°F至約250°F，以40°F至260°F為佳。分離壓力可以從約0.5大氣壓到約30大氣壓(絕對(duì)壓力)，以從0.95大氣壓至25大氣壓(絕對(duì)壓力)為佳。
可以對(duì)砜加水相進(jìn)一步加工，以便用適合從砜加水相中除掉或分離出水的任何方法除掉其中含有的至少一部分水，從而形成剩余的砜加水相部分。為了使本方法效果最佳，最好是除掉砜加水相中含有的相當(dāng)大部分的水，以便使剩余的砜加水相部分中的水濃度小于約5%體積，而且最好是小于約3%體積。因此，分離在砜加水相中含有的至少一部分水的工藝步驟將產(chǎn)生兩股物流含有在砜加水相中包含的至少一部分、最好是很大一部分水的水流和由剩余的砜加水相部分構(gòu)成的液流。在除掉了一部分水或者最好是大部分水之后的砜加水相，如前所述，可以作為含砜烷基化催化劑的至少一部分砜組分使用。
本發(fā)明打算通過(guò)除掉含砜烷基化催化劑混合物中含有的至少一部分ASO，來(lái)解決該催化劑混合物再生的問(wèn)題。當(dāng)烷基化過(guò)程連續(xù)地重復(fù)使用其催化劑時(shí)，ASO會(huì)積累在含砜的烷基化催化劑中。在連續(xù)的烷基化方法中，ASO反應(yīng)副產(chǎn)物如果不予去除，則會(huì)積累在催化劑中，直到濃度達(dá)到會(huì)對(duì)催化劑的性能產(chǎn)生不利影響并最終影響烷基化產(chǎn)物質(zhì)量的不可接受的水平。一般來(lái)說(shuō)，希望將含砜烷基化催化劑中的ASO濃度保持在不超過(guò)催化劑重量的約20%，ASO的這一重量百分?jǐn)?shù)是以不包括ASO組分在內(nèi)的催化劑混合物總重量為基礎(chǔ)的。ASO在含砜烷基化催化劑中的濃度以少于約15%重量為宜，最好是ASO的濃度小于10%重量。保持ASO在含砜催化劑混合物中的低濃度可能有某些工藝上的好處，但是據(jù)信ASO濃度超過(guò)催化劑重量的10%會(huì)對(duì)催化劑的性能有不利影響。因此，為了保持含砜烷基化催化劑混合物的催化活性，必須將催化劑處理以除掉催化劑混合物中包含的至少一部分ASO。
但是，最好是在最終形成的含砜混合物與水混合或接觸以誘發(fā)形成至少兩個(gè)不相混溶的液相之前，先將被ASO污染的含砜烷基化催化劑混合物中的鹵化氫組分減至最少。實(shí)際上，當(dāng)含砜烷基化催化劑混合物的相當(dāng)大的部分是由鹵化氫組成時(shí)，例如，當(dāng)鹵化氫與砜的重量比是在從大約1∶1至約40∶1的范圍內(nèi)時(shí)，最好是從催化劑混合物中除掉大部分的鹵化氫以得到含砜混合物或回收的催化劑混合物。這種含砜混合物或回收的催化劑混合物當(dāng)然可以含有、組成是或者基本上組成是砜組分、鹵化氫組分和ASO。一般來(lái)說(shuō)，鹵化氫組分在回收的催化劑混合物中的濃度將小于催化劑混合物重量的約10%，此重量百分?jǐn)?shù)是用鹵化氫在鹵化氫與砜的總重量中占的重量分?jǐn)?shù)乘以100以得到百分?jǐn)?shù)。因?yàn)楹茈y除掉催化劑混合物中的全部鹵化氫，所以鹵化氫濃度的低限可以接近約1.0%重量，但是最好是鹵化氫的濃度低限小于約0.1%重量。因此，回收的催化劑混合物中的鹵化氫濃度范圍可以從約0.1%至約10%重量。但是，此濃度范圍以從約0.1%至約7.5%重量為佳，最好是從0.1%至5.0%重量。
現(xiàn)在參看圖1，它是工藝10的示意圖，其中包括烷基化反應(yīng)部分12和催化劑再生部分14。經(jīng)由導(dǎo)管18將含烯烴和異鏈烷烴的烴原料混合物送入提升管反應(yīng)器16。提升管反應(yīng)器16限定了一個(gè)反應(yīng)區(qū)，烴原料混合物在其中與含砜烷基化催化劑接觸或混合，催化劑中含有四氫噻吩砜和氟化氫，由此得到含有烷基化產(chǎn)物、ASO和含砜烷基化催化劑的烷基化反應(yīng)混合物。烴原料混合物中的烯烴一般由一種或多種有3到5個(gè)碳原子的烯烴組成，烴原料混合物中的異鏈烷烴一般有4到6個(gè)碳原子。含砜烷基化催化劑經(jīng)由導(dǎo)管20引入提升管反應(yīng)器16。烴原料混合物和含砜烷基化催化劑流過(guò)由提升管反應(yīng)器16限定的反應(yīng)區(qū)，在其中烴原料混合物中的烯烴與異鏈烷烴發(fā)生反應(yīng)，生成烷基化產(chǎn)物。另外，在反應(yīng)區(qū)內(nèi)也形成了反應(yīng)副產(chǎn)物ASO。烷基化反應(yīng)混合物或反應(yīng)流出物由提升管16流到沉降器22，該沉降器限定了一個(gè)分離區(qū)，用來(lái)從烷基化反應(yīng)混合物中分離出烷基化產(chǎn)物，以便得到分離的反應(yīng)產(chǎn)物24和分離的含砜烷基化催化劑26。分離出的含砜烷基化催化劑將含有相當(dāng)大量的、或者數(shù)量多得不能在分離出的反應(yīng)產(chǎn)物中溶解的烷基化反應(yīng)副產(chǎn)物ASO。分離出的反應(yīng)產(chǎn)物24向下游流過(guò)導(dǎo)管28，到達(dá)相分離器30，分離出的反應(yīng)產(chǎn)物在其中與水接觸并引發(fā)發(fā)生相分離。因此，相分離器30限定了一個(gè)用來(lái)使分離出的反應(yīng)產(chǎn)物與水接觸的接觸區(qū)和一個(gè)用來(lái)使含水的水相32與含烴的烴相34形成和分離的分離區(qū)。通過(guò)導(dǎo)管36向相分離器30中加入水，通過(guò)導(dǎo)管37將烴相34引向下游加工。分離出的含砜烷基化催化劑26可以通過(guò)導(dǎo)管38和20再循環(huán)到提升管反應(yīng)器16中，作為含砜烷基化催化劑重新使用。置于導(dǎo)管38之中的是催化劑冷卻器40，它限定了一個(gè)傳熱區(qū)，用來(lái)從分離出的含砜烷基化催化劑26中將熱交換給傳熱流體，例如水。
至少一部分分離出的含砜烷基化催化劑26，有時(shí)稱(chēng)作滑流或拖曳流，經(jīng)過(guò)管42流到汽提塔44，該塔限定了一個(gè)分離區(qū)，用來(lái)將分離出的含砜烷基化催化劑的滑流分成一個(gè)塔頂流或氟化氫流，其中含有滑流中的大部分氟化氫，以及一個(gè)塔底流，其中含有滑流中的大部分砜組分。塔底流還含有滑流中的大部分反應(yīng)副產(chǎn)物ASO。經(jīng)由導(dǎo)管46引入蒸汽態(tài)的異丁烷，以便從滑流中分離出氟化氫。塔頂流由導(dǎo)管48流到沉降器22，在其中基本上所有的氟化氫都重新結(jié)合，以便與分離出的含砜烷基化催化劑26一起重新使用，同時(shí)基本上所有汽提出的異丁烷都與分離出的反應(yīng)產(chǎn)物24相結(jié)合。
汽提塔44的底流經(jīng)過(guò)導(dǎo)管50流到混合裝置52中，該裝置限定了一個(gè)混合區(qū)，用來(lái)將底流和水混合，從而形成一個(gè)含水的含砜混合物，它隨后可以形成分離的、不混溶的ASO和砜加水相。經(jīng)由導(dǎo)管54向混合裝置52限定的混合區(qū)中加入水。必要時(shí)也可以將水相32經(jīng)由導(dǎo)管56注入到由混合裝置52限定的混合區(qū)中。所形成的含水的含砜混合物隨后經(jīng)由導(dǎo)管58流到相分離器60，該分離器限定了一個(gè)分離區(qū)，用來(lái)將含水的含砜混合物分離成一個(gè)含ASO的ASO相62和一個(gè)含有四氫噻吩砜和水的四氫噻吩砜加水相64。ASO相62經(jīng)由導(dǎo)管66流至下游加工，而四氫噻吩砜加水相64經(jīng)由導(dǎo)管68流到分餾器70。分餾器70限定了一個(gè)分離區(qū)，提供了用來(lái)分離出至少一部分包含在四氫噻吩砜加水相64中的水的裝置，以便形成剩余部分的四氫噻吩砜加水相64。分離出的水從分餾器70經(jīng)由導(dǎo)管72通往下游加工。剩余部分的四氫噻吩砜加水相64經(jīng)由導(dǎo)管74從分餾器70流到沉降器22，在其中與分離出的含砜烷基化催化劑結(jié)合。
以下實(shí)施例顯示了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。這些實(shí)施例供作示例說(shuō)明用，不構(gòu)成對(duì)權(quán)利要求中陳述的本發(fā)明的限制。
實(shí)施例1此實(shí)施例說(shuō)明了用水作為從四氫噻吩砜和ASO的混合物中除掉四氫噻吩砜的萃取溶劑的優(yōu)點(diǎn)。如表1中列出的數(shù)據(jù)所示，用水作為萃取液體對(duì)于將ASO和四氫噻吩砜分離開(kāi)是很有效的。表1列出了各次實(shí)驗(yàn)的混合物中三組分各自的體積分?jǐn)?shù)和最終形成的不混溶相的成分。如從所列數(shù)據(jù)可見(jiàn)，頂相主要是ASO，底相主要是四氫噻吩砜和水以及很小濃度的ASO。
每次試驗(yàn)都在一個(gè)100毫升的量筒中進(jìn)行。向量筒中加入適當(dāng)數(shù)量的各組分，此數(shù)量由表1列出的摩爾分?jǐn)?shù)乘以100毫升計(jì)算得到。然后將量筒激烈地?fù)u蕩30秒鐘，放置2小時(shí)。隨后從量筒的刻度讀出所形成的液相的體積。用針筒對(duì)各相取樣并送交分析，結(jié)果列在表1中。
雖然已經(jīng)根據(jù)目前優(yōu)選的實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了說(shuō)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以作出合理的變動(dòng)和修改。這些變動(dòng)和修改是在所述的發(fā)明及所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種從含有砜組分和ASO的含砜混合物中除掉ASO的方法，該方法包括以下步驟將水與含砜混合物混合以形成含水的含砜混合物，其中與含砜混合物混合的一定數(shù)量的水能有效地引起ASO相和砜加水相的形成，其中ASO相含有ASO，砜加水相則含有水和至少一部分砜組分。
2.權(quán)利要求1中所述的一種方法，其中與含砜混合物混合的水的數(shù)量使得砜組分與含水的含砜混合物中的水的體積比處在從約6∶1到約1∶6的范圍內(nèi)。
3.權(quán)利要求2中所述的一種方法，其中還包括以下步驟將含水的含砜混合物分離成ASO相和砜加水相。
4.權(quán)利要求3中所述的一種方法，其中ASO相在含水的含砜混合物中占約1%至約75%體積。
5.權(quán)利要求4中所述的一種方法，其中ASO相中的含水量是ASO相體積的約0.01%至約15%。
6.權(quán)利要求5中所述的一種方法，其中在ASO相中的砜含量最高為ASO相體積的約15%。
7.權(quán)利要求6中所述的一種方法，其中ASO相中的ASO含量為ASO相體積的約80%至99%。
8.權(quán)利要求7中所述的一種方法，其中的砜組分包括四氫噻吩砜。
9.權(quán)利要求8中所述的一種方法，其中混合步驟的溫度是從約0°F到約250°F，壓力是從約0.5大氣壓到約30大氣壓(絕對(duì)壓力)。
10.權(quán)利要求9中所述的一種方法，其中分離步驟的溫度是從約0°F到約250°F，壓力是從約0.5大氣壓到約30大氣壓(絕對(duì)壓力)。
11.一種方法，其中包括將含四氫噻吩砜和ASO的含四氫噻吩砜混合物與水混合，形成一個(gè)ASO相和一個(gè)四氫噻吩砜加水相，其中的ASO相含有ASO，而四氫噻吩砜加水相含有四氫噻吩砜和水。
12.權(quán)利要求11中所述的一種方法，其中還包括將ASO相與四氫噻吩砜加水相分離開(kāi)。
13.權(quán)利要求12中所述的一種方法，其中還包括將四氫噻吩砜加水相中包含的至少一部分水分離出來(lái)，以便另外形成四氫噻吩砜加水相的剩余部分。
14.權(quán)利要求13中所述的一種方法，其中還包括使用剩余部分的四氫噻吩砜加水相作為含四氫噻吩砜烷基化催化劑的至少一部分，其中含四氫噻吩砜烷基化催化劑含有四氫噻吩砜和氟化氫;使含有烯烴和異鏈烷烴的烴混合物與上述的含四氫噻吩砜烷基化催化劑在一個(gè)反應(yīng)區(qū)內(nèi)接觸，從而產(chǎn)生烷基化反應(yīng)混合物，其中含有烷基化產(chǎn)物、ASO和含四氫噻吩砜的烷基化催化劑。
15.權(quán)利要求14中所述的一種方法，其中還包括在第一分離區(qū)內(nèi)將烷基化產(chǎn)物從烷基化反應(yīng)混合物中分離出來(lái)，形成分離的反應(yīng)產(chǎn)物和分離的含四氫噻吩砜烷基化催化劑，其中分離出的反應(yīng)產(chǎn)物含有至少一部分烷基化產(chǎn)物，分離出的含四氫噻吩砜烷基化催化劑則含有在權(quán)利要求14的接觸步驟中產(chǎn)生的至少一部分ASO;必要時(shí)將上述分離的含四氫噻吩砜烷基化催化劑作為至少一部分含四氫噻吩砜烷基化催化劑使用。
16.權(quán)利要求15中所述的一種方法，其中還包括將至少一部分分離出的含四氫噻吩砜烷基化催化劑分離成含氟化氫的氟化氫流和含四氫噻吩砜的混合物。
17.權(quán)利要求16中所述的一種方法，其中還包括將上述的氟化氫流作為含四氫噻吩砜的烷基化催化劑的至少一部分使用。
18.權(quán)利要求17中所述的一種方法，其中還包括使分離出的反應(yīng)產(chǎn)物與水在第二分離區(qū)內(nèi)接觸;形成一個(gè)水相和一個(gè)烴相;以及必要時(shí)用上述水相作為在權(quán)利要求11的混合步驟中所用的至少一部分水。
19.一種從含四氫噻吩砜的混合物中除掉ASO的方法，該方法包括以下步驟將水和含四氫噻吩砜的混合物以一定數(shù)量混合，使得在最終形成的含水的含四氫噻吩砜混合物中，四氫噻吩砜與水的體積比處在約6∶1到約1∶6范圍內(nèi);然后，將最終形成的含水的含四氫噻吩砜混合物分離成占最終形成的含水的含四氫噻吩砜混合物約1%至約75%體積的一個(gè)ASO相和一個(gè)有ASO相的四氫噻吩砜加水相，其中含水約為ASO相的約0.01%至約15%體積，四氫噻吩砜的量最多約為ASO相的約15%體積，ASO約為ASO相的約80%至約99%體積。
全文摘要
公開(kāi)了一種方法，用來(lái)從含砜化合物的液體中除掉作為HF催化的烷基化反應(yīng)的不良副產(chǎn)物產(chǎn)生的酸溶性油。此方法包括用水誘發(fā)形成ASO和砜加水兩個(gè)不混溶的液相。這兩個(gè)不混溶的相隨后可以彼此分開(kāi)。
文檔編號(hào)C07C2/62GK1083416SQ9311679
公開(kāi)日1994年3月9日 申請(qǐng)日期1993年8月23日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月24日
發(fā)明者A·D·伊斯特曼, R·B·埃德里吉, R·L·安德森, D·P·曼恩 申請(qǐng)人:菲利浦石油公司