本發(fā)明提供了一種用于控制離子液體烷基化過程中的固體含量的裝置和方法。

背景技術(shù)：
最近，用于生產(chǎn)烷基化物的新的離子液體烷基化方法已經(jīng)公開，特別是燃料共混組分如三甲基戊烷(TMP)，其具有大于100的研究法辛烷值(RON)。在該方法中，使用酸性離子液體催化劑，用石蠟將異鏈烷烴烷基化。例如，US7285698公開了一種在烷基化條件下，使用復(fù)合離子液體催化劑催化異丁烷與丁烷反應(yīng)的方法。分離反應(yīng)器流出物，并且所述離子液體相循環(huán)到所述反應(yīng)器，同時處理所述烴相以回收所述烷基化物。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在操作該離子液體烷基化過程的期間，形成固體。隨著反應(yīng)的進行，這些固體積聚在反應(yīng)區(qū)中，可能導(dǎo)致通路和/或閥的堵塞。在WO2011/015639中，描述了用于在所述離子液體烷基化過程中除去所形成的固體的方法。將所述離子液體烷基化過程中的固體含量維持在預(yù)定的水平從而降低加入新離子液體催化劑的需求是很重要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，離子液體烷基化過程中的所述固體含量，可以通過在線(原位)或離線取樣來測量所述離子液體烷基化工藝流中的所述固體含量而得到。相應(yīng)地，本發(fā)明提供了一種連續(xù)或不連續(xù)的離子液體烷基化方法，該方法包括去除固體的步驟，該方法進一步包括步驟(a)通過在線(原位)或離線取樣，測量在所述離子液體烷基化工藝流中的固體含量；(b)響應(yīng)于所述固體測量信號，調(diào)節(jié)被傳送到固體去除裝置的離子液體側(cè)流的流量；(c)調(diào)節(jié)新鮮離子液體入口流的流量，用于控制所述離子液體烷基化過程中的固體含量到預(yù)定的水平。特別有用的是連續(xù)的烷基化方法，其中使用聚焦光束反射測量(FRBM(R),FocusedBeamReflectanceMeasurement)技術(shù)在步驟(a)中在線測量固體含量。通過控制該工藝流中的固體含量，該方法更為有效，且需要更少的材料并產(chǎn)生更高的產(chǎn)量。附圖說明圖1為本發(fā)明方法的示意代表圖。圖2顯示了本發(fā)明三個實施例(實施例1、2、3)的FBRM曲線圖。圖3顯示了本發(fā)明實施例(實施例4、5)的離心前后的離子液體樣品的FBRM曲線，該樣品取自根據(jù)US7285698的烷基化過程。具體實施方式所述固體——其含量根據(jù)本發(fā)明的方法測定——在異鏈烷烴與烯烴進行反應(yīng)、特別是異丁烷和丁烯進行反應(yīng)而制備烷基化物的過程中形成。得到的烷基化物特別適用于汽油混合目的或用于生產(chǎn)航空汽油。在烷基化過程中，所述異鏈烷烴和所述烯烴被提供到反應(yīng)區(qū)。在反應(yīng)區(qū)中，含異鏈烷烴和烯烴的烴類混合物與適于烷基化的催化劑接觸。所述烴類混合物包括通常由外部供應(yīng)的烯烴，即新鮮烯烴，并且包括異鏈烷烴。所述異鏈烷烴可以是由外部供應(yīng)的異鏈烷烴，即新鮮異鏈烷烴，和/或從該方法的任何其他部分回收的異鏈烷烴。所述(新鮮)異鏈烷烴和烯烴可分別提供給所述過程，然而通常將所述(新鮮)異鏈烷烴和所述(新鮮)烯烴以含異鏈烷烴和烯烴的混合物的形式提供到反應(yīng)區(qū)。在本烷基化方法中，所述催化劑是一種包含離子液體(以下也稱為催化劑)的復(fù)合混合物。離子液體，其催化烷基化反應(yīng)的能力是現(xiàn)有技術(shù)中公知的。在本烷基化方法中使用的催化劑是包含銨陽離子和陰離子的復(fù)合離子液體，該陰離子是衍生自兩種或更多種金屬鹽的復(fù)合配位陰離子。特別是，該陽離子衍生自含烷基的胺，咪唑鎓鹽或吡啶。優(yōu)選地，所述陽離子包含銨鹽的陽離子，例如氮原子，其被四個取代基飽和，該取代基中具有至少一個氫原子和一個烷基基團。更優(yōu)選地，所述烷基取代基是選自甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，和己基中的至少一個。優(yōu)選的銨陽離子的例子包括三乙基銨(NEt3H+)和甲基二乙基銨陽離子(MeNEt2H+)，陽離子中氮是環(huán)結(jié)構(gòu)(例如，哌啶和吡咯烷中)的一部分，或以下結(jié)構(gòu)的一部分：所述復(fù)合離子液體的陰離子優(yōu)選衍生自基于路易斯酸的鋁，特別是鋁的鹵化物，優(yōu)選氯化鋁(III)。由于氯化鋁路易斯酸的高酸性，優(yōu)選的是將氯化鋁或其它鹵化鋁與第二種或更多的金屬鹵化物、硫酸鹽或硝酸鹽結(jié)合，以形成配位陰離子，特別是衍生自兩種或多種金屬鹵化物的配位陰離子，其中至少一種金屬鹵化物是鹵化鋁。合適的其他金屬鹵化物、硫酸鹽或硝酸鹽，可以選自以下金屬的鹵化物、硫酸鹽或硝酸鹽：所述金屬選自周期表第IB族元素、周期表的IIB族元素和周期表的過渡元素。優(yōu)選的金屬包括銅，鐵，鋅，鎳，鈷，鉬，銀或鉑。優(yōu)選地，所述金屬鹵化物、硫酸鹽或硝酸鹽是金屬鹵化物，更優(yōu)選氯化物或溴化物，如氯化亞銅(I)、氯化銅(II)、氯化鎳(II)、氯化亞鐵(II)。優(yōu)選的是，所述鋁化合物與其它金屬化合物的摩爾比的范圍為從1:100到100:1，更優(yōu)選為從1:1到100:1，或者甚至更優(yōu)選從2:1到30:1。通過使用含鋁或其它金屬的配位陰離子，可以得到改進的烷基化物產(chǎn)物。用于制備這類催化劑的方法，例如在US7285698中有描述。特別優(yōu)選的催化劑是酸性離子液體催化劑，該酸性離子液體催化劑含衍生自氯化鋁(III)和氯化銅(II)，或氯化鋁(III)和氯化亞銅(I)的配位陰離子。如本文上文所述，包含異鏈烷烴和烯烴的烴類混合物與反應(yīng)區(qū)中的催化劑接觸。所述烴類混合物與所述催化劑在所述反應(yīng)區(qū)內(nèi)混合以形成反應(yīng)混合物。隨著反應(yīng)的進行，所述反應(yīng)混合物，除了包含烴類反應(yīng)物和酸性離子液體外，還另外包含產(chǎn)物?？赏ㄟ^任何合適的用于混合兩種或多種液體的裝置將所述烴類混合物和所述催化劑混合，該裝置包括動態(tài)和靜態(tài)混合器。在烷基化條件下，所述異鏈烷烴和烯烴與所述催化劑接觸，以形成烷基化物。形成的所述烷基化物以含烷基化物的流出物形式從反應(yīng)區(qū)中得到。該含烷基化物的流出物仍舊包含大量未反應(yīng)的異鏈烷烴。因此，所述含烷基化物的流出物的一部分可被再循環(huán)至所述反應(yīng)區(qū)以維持反應(yīng)區(qū)中烴類混合物中異鏈烷烴與烯烴的高比例。所述反應(yīng)區(qū)的至少部分所述含烷基化物的流出物在分離器單元中被分離為富烴相和富離子液體催化劑相。至少部分所述富烴相被處理和/或分級(例如通過蒸餾)以重新獲得所述烴相中的烷基化物和可選地其它組分，例如未反應(yīng)的異鏈烷烴或正鏈烷烴。優(yōu)選地，該異鏈烷烴至少部分地被重新使用以形成異鏈烷烴進料的一部分提供給所述工藝。這可通過循環(huán)至少一部分的異鏈烷烴，或含從富烴相的級分中獲得的異鏈烷烴的流，并將其與向所述工藝提供的異鏈烷烴進料組合來實現(xiàn)。本文所涉及的富烴相為含有，基于烴和離子液體催化劑的總摩爾數(shù)計，多于50mol％烴的相。本文所涉及的富離子液體催化劑相為含有，基于烴和離子液體催化劑的總摩爾數(shù)計，多于50mol％離子液體催化劑的相。由于所述離子液體對烴的低親和力和烴與離子液體催化劑之間的密度差異，所述兩個相之間的分離適于使用例如公知的沉淀器裝置進行，其中，所述烴和催化劑分離成上部主要為烴的相和下部主要為催化劑的相；或通過使用任何其它合適的液/液分離器進行。該液/液分離器是技術(shù)人員知曉的，包括旋風(fēng)分離器及離心分離器。該催化劑相通常再循環(huán)回所述反應(yīng)器中。如前文所述，在烷基化反應(yīng)過程中，固體在反應(yīng)區(qū)中形成。本文中所涉及的固體是未溶解的固體顆粒。該固體主要包括最初包含在復(fù)合離子液體催化劑中的金屬、金屬化合物和/或金屬鹽。優(yōu)選地，所述固體包含基于固體的總重量計，至少10重量％的金屬，即金屬形式、共價結(jié)合形式或離子形式的金屬，其中所述金屬是被引入到所述工藝中作為酸性離子液體催化劑的一部分的金屬。所述固體也可以包含污染物組分，其作為烴混合物或所述復(fù)合離子液體中的污染物而被引入所述反應(yīng)混合物中?；蛘?，該固體可以為包含上述任意化合物的化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物。所述固體可具有任何尺寸，但該固體通常具有從0.1至10μm范圍內(nèi)的平均尺寸。特別是，基于固體顆粒的總數(shù)計，至少50％的所述固體具有小于5μm的粒徑，更特別是，80％的所述固體具有小于5μm的粒徑。在WO2011015639中描述了，雖然在混合期間，這些固體是分散在整個反應(yīng)混合物中，在分離含烷基化物的流出物時，發(fā)現(xiàn)該固體在很大程度上，積聚在富復(fù)合離子液體催化劑相中。如果該富催化劑相隨后循環(huán)到反應(yīng)區(qū)，成為反應(yīng)區(qū)中的反應(yīng)混合物的一部分，所述固體積聚在反應(yīng)區(qū)中，導(dǎo)致了所述反應(yīng)區(qū)中的不理想的高固體含量。由于所述固體的沉淀，反應(yīng)區(qū)中的高固體含量可能例如導(dǎo)致反應(yīng)器區(qū)中路徑或閥門的阻塞，以及連接到和來自分離單元的管道的阻塞。此外，在高固體含量下，所述固體可以聚集形成大的聚集物，導(dǎo)致增加的阻塞的風(fēng)險。因此，(至少部分的)固體被從所述反應(yīng)區(qū)中移除。不需要從反應(yīng)區(qū)中去除所有固體。優(yōu)選地，將固體從反應(yīng)區(qū)中除去到一定程度，使得基于所述反應(yīng)區(qū)中的復(fù)合離子液體的總重量計，反應(yīng)混合物(即，含烴反應(yīng)物、復(fù)合離子液體和產(chǎn)物的混合物)包括范圍從0.05至5wt％的固體，更優(yōu)選最多2wt％的固體?？梢酝ㄟ^從所述反應(yīng)區(qū)中以含固體的流出物的形式取出至少部分的所述反應(yīng)混合物，使所述固體從反應(yīng)區(qū)中移除。該含固體的流出物除了包括所述固體外，還包括烴類和復(fù)合離子液體，其中，所述烴類通常包括異鏈烷烴和烷基化物。接著，所述含固體的流出物的至少一部分中的所述固體(至少一部分)被除去。除去固體后，得到固體缺乏型(solid-depleted)的流出物。優(yōu)選地，為了有效的利用材料，至少部...