一種用于烷基化油合成的反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種化工設(shè)備，具體涉及一種用于烷基化油合成的反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]C4烯烴和異丁烷經(jīng)過烷基化反應(yīng)所生成的工業(yè)異辛烷是以各種三甲基戊烷為主要成分的高辛烷值汽油調(diào)和成分，工業(yè)異辛烷具有高辛烷值、燃燒有害產(chǎn)物少以及較低的蒸汽壓等優(yōu)點(diǎn)。烷基化反應(yīng)按照所用催化劑不同可分為硫酸烷基化工藝和氫氟酸烷基化工藝，氫氟酸是易揮發(fā)的劇毒化學(xué)藥品，一旦泄露將會(huì)對環(huán)境和生產(chǎn)造成嚴(yán)重危害，而硫酸烷基化工藝主要缺點(diǎn)是廢酸的排放量較大。我國多采用硫酸烷基化工藝，一般認(rèn)為決定硫酸烷基化工藝反應(yīng)速率的控制步驟為烷烴向酸的傳質(zhì)，因此硫酸烷基化工藝中酸烴的接觸情況是極其重要的操作變量。目前兩種主要的硫酸烷基化工藝為美國Stratco公司的流出物制冷式硫酸烷基化反應(yīng)工藝和美國Kellogg公司的階梯式反應(yīng)器硫酸烷基化工藝，這兩種工藝都未能達(dá)到理想的酸烴接觸程度，大大限制了反應(yīng)速率，增加了反應(yīng)器尺寸。此外硫酸烷基化工藝還是一個(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度升高會(huì)使副產(chǎn)物增多，影響烷基化油質(zhì)量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種能解決硫酸烷基化工藝中酸烴接觸問題以及反應(yīng)放熱問題的用于烷基化油合成的反應(yīng)器。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案概述如下:
[0005]一種用于烷基化油合成的反應(yīng)器，包括反應(yīng)器筒體1，反應(yīng)器筒體由直筒段2，寬徑段19和位于直筒段和寬徑段之間的過渡段5組成，寬徑段的上端連接有上封頭6，直筒段的下端連接有下封頭15，在直筒段下部設(shè)置有內(nèi)管下管板14，在直筒段下部、內(nèi)管下管板以上設(shè)置有外管下管板13，在直筒段和過渡段的交接處設(shè)置有上管板4;降液管9的上端和下端分別與上管板和外管下管板連接，直徑小于降液管的外管10設(shè)置在降液管與直筒段內(nèi)表面之間并且外管上端和下端分別與上管板和外管下管板連接，內(nèi)管11的中上部分設(shè)置在外管內(nèi)部，內(nèi)管的上端為盲端，內(nèi)管的下端與內(nèi)管下管板連接，內(nèi)管上設(shè)置有孔，內(nèi)管的頂部位于上管板與外管下管板之間，在直筒段以內(nèi)、降液管和外管以外設(shè)置有折流擋板18，在下封頭上設(shè)置有第一進(jìn)料口 16，在內(nèi)管下管板和外管下管板之間的直筒段上設(shè)置有第二進(jìn)料口 17，在寬徑段設(shè)置有出料口 7，在過渡段設(shè)置有廢酸排出口 8，在直筒段的上部設(shè)置有冷卻介質(zhì)出口 3，在直筒段的下部外管下管板以上設(shè)置有冷卻介質(zhì)進(jìn)口 12。
[0006]外管10是光滑管或翅片管或螺旋管。
[0007]在外管以內(nèi)及內(nèi)管以外空間還可以設(shè)置有填料。
[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:與現(xiàn)有工業(yè)反應(yīng)器相比，酸烴接觸效果更好，加快反應(yīng)速率，減小反應(yīng)器尺寸，同時(shí)降低烷烯比，并且能夠嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度，減少反應(yīng)副產(chǎn)物的產(chǎn)生，從而提高烷基化合成油的產(chǎn)量與質(zhì)量，而且能夠降低異丁烷循環(huán)所需的能耗?！靖綀D說明】:
[0009]圖1為一種用于烷基化油合成的反應(yīng)器的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。下述說明是為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好地理解本實(shí)用新型，但并不對本實(shí)用新型作任何限制。
[0011]一種用于烷基化油合成的反應(yīng)器，包括反應(yīng)器筒體1，反應(yīng)器筒體由直筒段2，寬徑段19和位于直筒段和寬徑段之間的過渡段5組成，寬徑段的上端連接有上封頭6，直筒段的下端連接有下封頭15，在直筒段下部設(shè)置有內(nèi)管下管板14，在直筒段下部、內(nèi)管下管板以上設(shè)置有外管下管板13，在直筒段和過渡段的交接處設(shè)置有上管板4;降液管9的上端和下端分別與上管板和外管下管板連接，直徑小于降液管的外管10設(shè)置在降液管與直筒段內(nèi)表面之間并且外管上端和下端分別與上管板和外管下管板連接，內(nèi)管11的中上部分設(shè)置在外管內(nèi)部，內(nèi)管的上端為盲端，內(nèi)管的下端與內(nèi)管下管板連接，內(nèi)管上設(shè)置有孔，內(nèi)管的頂部位于上管板與外管下管板之間，在直筒段以內(nèi)、降液管和外管以外設(shè)置有折流擋板18，在下封頭上設(shè)置有第一進(jìn)料口 16，在內(nèi)管下管板和外管下管板之間的直筒段上設(shè)置有第二進(jìn)料口 17，在寬徑段設(shè)置有出料口 7，在過渡段設(shè)置有廢酸排出口 8，在直筒段的上部設(shè)置有冷卻介質(zhì)出口 3，在直筒段的下部外管下管板以上設(shè)置有冷卻介質(zhì)進(jìn)口 12。
[0012]外管10是光滑管或翅片管或螺旋管。
[0013]在外管以內(nèi)及內(nèi)管以外空間還可以設(shè)置有填料，填料的種類優(yōu)選:鮑爾環(huán)填料或環(huán)矩鞍填料，也可以選用其它常用的填料。
[0014]實(shí)施例1
[0015]用本實(shí)用新型的用于烷基化油合成的反應(yīng)器進(jìn)行烷基化油合成反應(yīng)，采用小型實(shí)驗(yàn)裝置，直筒段的直徑為80mm，高度為1600mm。
[0016]寬徑段直徑為200mm，高度為500mm。
[0017]過渡段高度為150mm。
[0018]1根降液管，降液管管徑14mm，管長1500mm，
[0019]3根外管，外管的管徑為9mm，管長為1500mm，是光滑管；
[0020]3根內(nèi)管，內(nèi)管的管徑為5mm，管長為700mm，
[0021]內(nèi)管下管板和外管下管板之間的距離為100mm，在外管以內(nèi)及內(nèi)管以外空間沒設(shè)置填料。
[0022]內(nèi)管在整個(gè)軸向長度上均勻設(shè)置小孔，孔徑0.5mm。
[0023]98%濃硫酸在6°C下自第二進(jìn)料口進(jìn)入外管與降液管，一開始需加入足夠98%濃硫酸使其充滿整個(gè)外管與降液管，此后濃硫酸進(jìn)出口流量設(shè)置為lL/h，保證反應(yīng)器內(nèi)濃硫酸濃度維持在95% ;異丁烷和異丁烯混合物在6°C下自第一進(jìn)料口進(jìn)入內(nèi)管，異丁烷和異丁烯體積比為6:1，進(jìn)料流量為30L/h，進(jìn)料壓力為0.5MPaG (表壓);采用冷凍鹽水作為冷卻介質(zhì)，循環(huán)冷凍鹽水在o°c自冷卻介質(zhì)進(jìn)口進(jìn)入，自冷卻介質(zhì)出口出，進(jìn)口溫度為o°c，出口溫度為5°c。反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)完的異丁烷自出料口出，溫度為6°C。通過對出料口的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行取樣分析，異丁烯轉(zhuǎn)化率達(dá)到96%以上，反應(yīng)產(chǎn)物中異辛烷質(zhì)量分?jǐn)?shù)在28%以上，反應(yīng)產(chǎn)物辛烷值為96左右，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用于烷基化油合成的反應(yīng)器取得了良好的烷基化油合成的效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于烷基化油合成的反應(yīng)器，包括反應(yīng)器筒體(1)，反應(yīng)器筒體由直筒段(2)，寬徑段(19)和位于直筒段和寬徑段之間的過渡段(5)組成，寬徑段的上端連接有上封頭(6)，直筒段的下端連接有下封頭(15)，在直筒段下部設(shè)置有內(nèi)管下管板(14)，在直筒段下部、內(nèi)管下管板以上設(shè)置有外管下管板(13)，在直筒段和過渡段的交接處設(shè)置有上管板(4);降液管(9)的上端和下端分別與上管板和外管下管板連接，直徑小于降液管的外管(10)設(shè)置在降液管與直筒段內(nèi)表面之間并且外管上端和下端分別與上管板和外管下管板連接，內(nèi)管(11)的中上部分設(shè)置在外管內(nèi)部，內(nèi)管的上端為盲端，內(nèi)管的下端與內(nèi)管下管板連接，內(nèi)管上設(shè)置有孔，內(nèi)管的頂部位于上管板與外管下管板之間，在直筒段以內(nèi)、降液管和外管以外設(shè)置有折流擋板(18)，在下封頭上設(shè)置有第一進(jìn)料口(16)，在內(nèi)管下管板和外管下管板之間的直筒段上設(shè)置有第二進(jìn)料口(17)，在寬徑段設(shè)置有出料口(7)，在過渡段設(shè)置有廢酸排出口(8)，在直筒段的上部設(shè)置有冷卻介質(zhì)出口(3)，在直筒段的下部外管下管板以上設(shè)置有冷卻介質(zhì)進(jìn)口(12)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于烷基化油合成的反應(yīng)器，其特征在于外管(10)是光滑管或翅片管或螺旋管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于烷基化油合成的反應(yīng)器，在外管以內(nèi)及內(nèi)管以外空間設(shè)置有填料。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于烷基化油合成的反應(yīng)器，反應(yīng)器筒體由直筒段，寬徑段和位于直筒段和寬徑段之間的過渡段組成，在直筒段下部設(shè)置有內(nèi)管下管板，在內(nèi)管下管板以上設(shè)置有外管下管板，在直筒段和過渡段的交接處設(shè)置有上管板；降液管的上端和下端分別與上管板和外管下管板連接，外管上端和下端分別與上管板和外管下管板連接，內(nèi)管設(shè)置在外管內(nèi)部，內(nèi)管的上端為盲端，內(nèi)管的下端與內(nèi)管下管板連接，內(nèi)管上設(shè)置有孔。與現(xiàn)有工業(yè)反應(yīng)器相比，酸烴接觸效果更好，加快反應(yīng)速率，減小反應(yīng)器尺寸，同時(shí)降低烷烯比，并且能夠嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度，減少反應(yīng)副產(chǎn)物的產(chǎn)生，從而提高烷基化合成油的產(chǎn)量與質(zhì)量，而且能夠降低異丁烷循環(huán)所需的能耗。
【IPC分類】C07C9/16, C07C2/62, C10G50/00
【公開號】CN204958826
【申請?zhí)枴緾N201520586429
【發(fā)明人】張敏卿, 張金利, 徐欽, 李文鵬
【申請人】天津大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年8月6日