一種液體酸烷基化反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及石油加工行業(yè)煉油裝置所用的一種液體酸烷基化反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]低碳烯烴和異烷烴在酸催化作用下生成高辛烷值烷基化油，是理想的汽油調(diào)和組分。烷基化反應(yīng)原料低碳烯烴和異烷烴與液體酸催化劑的溶解性較差，特別是異烷烴和液體酸催化劑很難相溶。盡管低碳烯烴與液體酸催化劑的溶解性相比于異烷烴稍好些，但是在10°C以上、液體酸催化作用下，烯烴很容易聚合成C12以上的高聚物。此外，烷基化反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，如果反應(yīng)溫度控制不當(dāng)，就會加劇烯烴聚合的副反應(yīng)發(fā)生，嚴重影響烷基化油產(chǎn)品質(zhì)量。因此，液體酸烷基化工藝必須既要實現(xiàn)酸烴兩相充分混合，還要保證烷基化反應(yīng)在恒定較低的溫度下進行。
[0003]專利說明書US3，759，318公開了一種臥式攪拌反應(yīng)器。反應(yīng)原料進到反應(yīng)器葉輪處，在葉輪的強力攪拌下形成酸烴乳化液。乳化液與反應(yīng)區(qū)內(nèi)部的換熱管束接觸，換熱管束的冷卻介質(zhì)取走烷基化反應(yīng)熱。Stratco臥式攪拌反應(yīng)器已大量工業(yè)化，但是單個反應(yīng)器的規(guī)模有限，擴大生產(chǎn)規(guī)模只能依靠反應(yīng)器數(shù)量的增加；反應(yīng)器的酸耗較高，生產(chǎn)的大量廢酸帶來了很大的環(huán)保壓力；反應(yīng)產(chǎn)物需要酸洗、堿洗以及水洗等精制過程，工藝流程復(fù)雜。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的反應(yīng)器酸耗高、廢酸量大、環(huán)保壓力大及工藝復(fù)雜等技術(shù)問題，本實用新型提供了一種液體酸烷基化反應(yīng)器，該烷基化反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡單、操作彈性大，酸烴分布均勻等特點，適用于異烷烴和低碳烯烴在液體酸催化劑作用下生成高辛烷值烷基化油的反應(yīng)。
[0005]本實用新型提供的液體酸烷基化反應(yīng)器呈臥式，是一種臥式液體酸烷基化反應(yīng)器，主要由反應(yīng)器殼體、分布器、聚結(jié)填料、酸相入口、烴相入口和產(chǎn)物出口組成；分布器和聚結(jié)填料位于反應(yīng)器殼體內(nèi)，酸相入口與聚結(jié)填料之間的空間以及聚結(jié)填料內(nèi)部均充滿液體酸，分布器浸泡于液體酸內(nèi)并靠近聚結(jié)填料；分布器上設(shè)有十字形噴頭，十字形噴頭方向正對聚結(jié)填料的徑向截面。
[0006]所述分布器包括進料總管和支管，所述支管均勻?qū)ΨQ排列在進料總管兩側(cè)，與進料總管相連通，支管與進料總管在同一平面上，此平面平行于反應(yīng)器徑向截面，支管上連通連接管，連接管與十字形噴頭相連通；十字形噴頭由兩根十字交叉且相互貫通的噴頭管和4個帶旋擰噴嘴的獨立噴頭組成，噴頭管呈U形，獨立噴頭設(shè)在噴頭管的兩末端，每個獨立噴頭上設(shè)旋擰噴嘴；連接管分別垂直于支管與進料總管所在平面及兩根十字交叉的噴頭管所在平面。
[0007]所述連接管由支管上等間距排布引出，十字形噴頭沿支管軸向以一根噴頭管與支管軸向相平行的方式及兩根噴頭管均與支管軸向成45°角交叉的方式交替排布，或者十字形噴頭沿支管軸向僅以兩根噴頭管均與支管軸向成45°角交叉的方式排布。
[0008]所述十字形噴頭的獨立噴頭與旋擰噴嘴之間通過螺旋絲口連接，通過旋擰噴嘴的松緊調(diào)節(jié)通過噴頭的烴相流量大小，分布器所有旋擰噴嘴的嘴口總面積等于烴相進料總管橫截面積；分布器安裝前，通過水力學(xué)實驗調(diào)節(jié)噴嘴松緊使整個分布器噴嘴流量一致。
[0009]與現(xiàn)有烷基化技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)勢在于:①烴相在接近聚結(jié)填料的地方均勻分布到酸相后即迅速進入填料中，避免了以往工藝中已混合均勻的酸烴相在反應(yīng)器封頭內(nèi)重新沉降分離，無法均勻進入聚結(jié)填料段；②分布器噴頭采用可調(diào)噴嘴，保證了整個分布器噴嘴噴射出的烴相均勻分布到酸相中。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的液體酸烷基化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖:
[0011]圖2為圖1中分布器的十字形噴頭以兩種方式交替排布時的A-A向示意圖；
[0012]圖3為圖1中分布器的十字形噴頭僅以一種方式排布時的A-A向示意圖；
[0013]圖4為十字形噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:1_反應(yīng)器殼體，2-分布器，3-聚結(jié)填料，4-酸相入口，5-產(chǎn)物出口，6-烴相入口，7-十字形噴頭，8-進料總管，9-支管，10-連接管，11-噴頭管，12-旋擰噴嘴。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步說明。
[0016]如圖1所示，本實用新型的液體酸反應(yīng)器呈臥式，主要由反應(yīng)器殼體1、分布器2、聚結(jié)填料3、酸相入口 4、烴相入口 6和產(chǎn)物出口 5組成；分布器2和聚結(jié)填料3安裝在反應(yīng)器殼體I內(nèi)，酸相入口 4與聚結(jié)填料3之間的空間以及聚結(jié)填料3內(nèi)部均充滿液體酸；分布器2浸泡于液體酸內(nèi)，設(shè)于聚結(jié)填料3的左側(cè)并靠近聚結(jié)填料3，分布器2與聚結(jié)填料3之間的距離d為200?500mm ;分布器2上設(shè)置有十字形噴頭7，十字形噴頭方向正對聚結(jié)填料3的徑向截面。
[0017]如圖2?3所示，所述分布器整體呈圓盤狀，包括I根進料總管8和I?20根支管9，支管9均勻?qū)ΨQ排列在進料總管8兩側(cè)，與進料總管8相連通，支管9與進料總管8在同一平面上，此平面平行于反應(yīng)器徑向截面，每根支管9上連通I?10根連接管10 (見圖4)，連接管10沿支管9軸向等間距同向排布，每根連接管10與I個十字形噴頭7相連通。
[0018]如圖4所示，每個十字形噴頭7由兩根十字交叉且相互貫通的噴頭管11和4個帶旋擰噴嘴12的獨立噴頭組成，噴頭管11呈U形，獨立噴頭設(shè)在噴頭管11的兩末端，每個獨立噴頭上設(shè)旋擰噴嘴12。連接管10分別垂直于支管9與進料總管8所在平面及兩根十字交叉的噴頭管11所在平面。
[0019]圖2?3同時也給出了十字形噴頭7沿支管9軸向的排布方式。在圖2中，十字形噴頭7沿支管9軸向以一根噴頭管與支管軸向相平行的方式及兩根噴頭管均與支管軸向成45°角交叉的方式交替排布；在圖3中，十字形噴頭7沿支管9軸向僅以兩根噴頭管均與支管軸向成45°角交叉的方式排布。
[0020]本實用新型的液體酸反應(yīng)器操作時，液體酸催化劑從酸相入口 4進入反應(yīng)器內(nèi)，充滿酸相入口 4與聚結(jié)填料3之間的空間以及聚結(jié)填料3內(nèi)部空間；反應(yīng)原料異烷烴和低碳烯烴的烴相混合物由烴相入口 6進入分布器2，經(jīng)進料總管8、支管9、連接管10，最后由十字形噴頭11上的旋擰噴嘴12以霧化狀態(tài)均勻噴入聚結(jié)填料3內(nèi)部的液體酸中，與液體酸接觸反應(yīng)，反應(yīng)后的物料從產(chǎn)物出口 5排出。反應(yīng)原料經(jīng)進料總管8和支管9的一級初分布及十字形噴頭11的二級分布后，能均勻的分布到液體酸中，同時由于十字形噴頭11靠近聚結(jié)填料3，噴出的原料與液體酸混合乳化后直接噴射到聚結(jié)填料3上，從而避免酸烴沉降分離。所述烴相混合物可以為異丁烷和丙烯、丁烯或戊烯中的一種或一種以上的混合物。
【主權(quán)項】
1.一種液體酸烷基化反應(yīng)器，呈臥式，主要由反應(yīng)器殼體、分布器、聚結(jié)填料、酸相入口、烴相入口和產(chǎn)物出口組成；其特征在于:分布器和聚結(jié)填料位于反應(yīng)器殼體內(nèi)，酸相入口與聚結(jié)填料之間的空間以及聚結(jié)填料內(nèi)部均充滿液體酸，分布器浸泡于液體酸內(nèi)并靠近聚結(jié)填料；分布器上設(shè)有十字形噴頭，十字形噴頭方向正對聚結(jié)填料的徑向截面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于:所述分布器包括進料總管和支管，所述支管均勻?qū)ΨQ排列在進料總管兩側(cè)，與進料總管相連通，支管與進料總管在同一平面上，此平面平行于反應(yīng)器徑向截面，支管上連通連接管，連接管與十字形噴頭相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反應(yīng)器，其特征在于:所述十字形噴頭由兩根十字交叉且相互貫通的噴頭管和4個帶旋擰噴嘴的獨立噴頭組成，噴頭管呈U形，獨立噴頭設(shè)在噴頭管的兩末端，每個獨立噴頭上設(shè)旋擰噴嘴；所述連接管分別垂直于支管與進料總管所在平面及兩根十字交叉的噴頭管所在平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反應(yīng)器，其特征在于:所述連接管由支管上等間距排布引出，十字形噴頭沿支管軸向以一根噴頭管與支管軸向相平行的方式及兩根噴頭管均與支管軸向成45°角交叉的方式交替排布，或者十字形噴頭沿支管軸向僅以兩根噴頭管均與支管軸向成45°角交叉的方式排布。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的反應(yīng)器，其特征在于:所述十字形噴頭的獨立噴頭與旋擰噴嘴之間通過螺旋絲口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5所述的任一反應(yīng)器，其特征在于:所述分布器與聚結(jié)填料之間的距離為200?500mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?5所述的任一反應(yīng)器，其特征在于:所述分布器整體呈圓盤狀，包括I根進料總管和I?20根支管，每根支管上連通I?10根連接管，每根連接管與I個十字形噴頭相連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反應(yīng)器，其特征在于:所述分布器整體呈圓盤狀，包括I根進料總管和I?20根支管，每根支管上連通I?10根連接管，每根連接管與I個十字形噴頭相連通。
【專利摘要】本實用新型公開了一種液體酸烷基化反應(yīng)器，呈臥式，主要由反應(yīng)器殼體、分布器、聚結(jié)填料、酸相入口、烴相入口和產(chǎn)物出口組成；分布器和聚結(jié)填料位于反應(yīng)器殼體內(nèi)，酸相入口與聚結(jié)填料之間的空間以及聚結(jié)填料內(nèi)部均充滿液體酸，分布器浸泡于液體酸內(nèi)并靠近聚結(jié)填料；分布器上設(shè)有十字形噴頭，十字形噴頭方向正對聚結(jié)填料的徑向截面。該烷基化反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡單、操作彈性大，酸烴分布均勻等特點，適用于異烷烴和低碳烯烴在液體酸催化劑作用下生成高辛烷值烷基化油的反應(yīng)。
【IPC分類】B01J14-00, B01J19-26, C10G50-00
【公開號】CN204564158
【申請?zhí)枴緾N201520191136
【發(fā)明人】李網(wǎng)章, 陳曦
【申請人】中石化洛陽工程有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月1日