РЕАКЦИОННАЯ ЗОНА HF-АЛКИЛИРОВАНИЯ, МОДИФИЦИРОВАННАЯ ДЛЯ АЛКИЛИРОВАНИЯ С ИОННОЙ ЖИДКОСТЬЮ Российский патент 2019 года по МПК C10L1/06 C07C2/58 B01J31/02 

Заявление о приоритете

Данная заявка испрашивает приоритет на основании предварительной патентной заявки США № 62/196171 от 23 июля 2015 года, полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.

Уровень техники

Существует множество способов конверсии углеводородов, и в этих способах применяются различные катализаторы.

Алкилирование обычно используется для объединения легких олефинов, например смесей алкенов, таких как пропилен и бутилен, с изобутаном для получения высокооктанового углеводородного топлива на основе парафинов с разветвленной цепью, включая изогептан и изооктан. Аналогичным образом, реакция алкилирования может осуществляться с использованием ароматического соединения, такого как бензол, вместо изобутана. При использовании бензола продукт, полученный в результате реакции алкилирования, представляет собой алкилбензол (например, толуол, ксилолы, этилбензол и т.п.).

При алкилировании парафинов олефинами для получения алкилата для бензина могут использоваться различные катализаторы. Выбор катализатора зависит от конечного продукта, который производитель желает получить. Типичные катализаторы алкилирования включают концентрированную серную кислоту или фтористоводородную кислоту. Однако серная кислота и фтористоводородная кислота являются опасными и коррозионными, и их использование в промышленных процессах требует множества мер по охране окружающей среды.

Ионные жидкости дают преимущества по сравнению с другими катализаторами, обладая меньшей коррозионной способностью, чем такие катализаторы, как HF, и нелетучестью.

Однако в существующей конструкции установки алкилирования, применяющей ионно-жидкостные катализаторы, используется множество реакторов-смесителей, что увеличивает капитальные затраты. Затраты, связанные с использованием оборудования, необходимого для работы такой установки, снижают вероятность коммерческого применения способа.

Поэтому существует потребность в более дешевом способе алкилирования с ионно-жидкостным катализатором.

Сущность изобретения

Одним аспектом настоящего изобретения является способ алкилирования. В одном варианте осуществления способ алкилирования включает предварительное смешивание потока парафина с потоком ионно-жидкостного катализатора из гравитационного сепаратора с образованием предварительно смешанного потока парафина и ионно-жидкостного катализатора. Предварительно смешанный поток парафина и ионно-жидкостного катализатора смешивается в малопроизводительном насосе с переменной скоростью с образованием смеси парафина и ионно-жидкостного катализатора. Поток олефинового сырья вводится в лифт-реактор. Смесь парафина и ионно-жидкостного катализатора вводится в лифт-реактор с образованием реакционной смеси, содержащей алкилат и ионно-жидкостный катализатор. Реакционная смесь разделяется в гравитационном сепараторе на поток ионно-жидкостного катализатора и поток углеводородов.

Другим аспектом настоящего изобретения является установка алкилирования. В одном варианте осуществления установка алкилирования включает в себя лифт-реактор, имеющий по меньшей мере один вход и выход; гравитационный сепаратор, имеющий вход, выход для углеводородов и выход для ионной жидкости, причем вход гравитационного сепаратора находится в сообщении по текучей среде с выходом лифт-реактора; предварительный смеситель, имеющий по меньшей мере один вход и выход, причем по меньшей мере один вход предварительного смесителя находится в сообщении по текучей среде с выходом для ионной жидкости гравитационного сепаратора; и малопроизводительный насос с переменной скоростью, имеющий вход и выход, причем вход насоса находится в сообщении по текучей среде с выходом предварительного смесителя, выход насоса находится в сообщении по текучей среде с по меньшей мере одним входом лифт-реактора.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 проиллюстрирован вариант осуществления способа алкилирования с HF.

На фиг. 2 проиллюстрирован вариант осуществления способа алкилирования по настоящему изобретению.

Подробное описание изобретения

Способ точно следует существующим реакторным системам HF-алкилирования с гравитационной подачей с некоторыми модификациями, которые позволяют осуществить простой перевод существующих установок HF-алкилирования на ионно-жидкостный катализатор.

На фиг. 1 проиллюстрирована типичная установка 100 HF-алкилирования. Лифт-реактор 105 получает сырье 110 и HF-катализатор 115 алкилирования.

Лифт-реактор 105 может подавать выходящий поток 120 реакции в гравитационный сепаратор 125. В гравитационном сепараторе 125 может образовываться несколько фаз, в том числе углеводородная фаза, которая может быть извлечена в виде выходящего потока 130 углеводородов, и кислотная фаза 135. Лифт-реактор 105 и гравитационный сепаратор 125 могут работать при любых подходящих условиях. В частности, лифт-реактор 105 может работать при давлении 440-800 кПа, и гравитационный сепаратор 125 может работать при давлении не более 1500 кПа, обычно не более 1100 кПа.

Как правило, выходящий поток 130 углеводородов подается в одну или несколько колонн (не показаны) для выделения алкилатного продукта, а также рециркуляции парафина, такого как изобутан.

Кислотная фаза 135 содержит HF-катализатор алкилирования, а также некоторое количество непрореагировавшего парафина. Кислотная фаза 135 может быть по меньшей мере частично отработанной, и одна часть может быть рециркулирована в лифт-реактор 105 в качестве HF-катализатора 115 алкилирования, в то время как другая часть 140 направляется для регенерации в зону 145 регенерации HF-катализатора.

Приводимые в качестве примера гравитационные сепараторы, реакторы алкилирования и зоны фракционирования описаны, например, в патенте US 5098668.

Зона 145 регенерации HF-катализатора отделяет HF-катализатор и непрореагировавший парафин 150 от кислоторастворимых масел 155, образованных во время процесса алкилирования. HF-катализатор и непрореагировавший парафин 150 направляются в гравитационный сепаратор 125, а кислоторастворимые масла 155 удаляются. Один пример зоны 145 регенерации HF-катализатора описан в патенте US 8227366.

Данная система может быть легко модифицирована для применения ионно-жидкостного катализатора. На фиг.2 показана иллюстрация способа 200. Лифт-реактор и гравитационный сепаратор из существующей установки HF-алкилирования сохраняются.

Поток 205 парафина может включать в себя рециркулированный парафин из расположенной ниже по потоку зоны фракционирования (не показана) и/или парафин из одной или большего числа других установок нефтепереработки или химического производства.

В некоторых вариантах осуществления поток 205 парафина охлаждают для ограничения температуры на выходе из реактора. Поток 205 парафина предварительно смешивают с потоком 210 ионно-жидкостного катализатора, отбираемого из поддона гравитационного сепаратора, в предварительном смесителе 215. Предварительный смеситель 215 может быть стационарным или статическим механическим смесителем. Например, он может быть перфорированной трубой, встроенным спиральным смесителем или статическим смесителем.

Предварительно смешанный поток 220 ионной жидкости и парафина обрабатывается с помощью малопроизводительного насоса 225, который служит в качестве конечного смесителя. Малопроизводительный насос использует значительную часть энергии для образования капель одной, нескольких или всех текучих сред, пропускаемых через насос, и для смешивания текучих сред внутри насоса. В некоторых вариантах осуществления, малопроизводительный насос создает эмульсию ионной жидкости в парафине. Термин «смесь» распространяется на эмульсии. Малопроизводительный насос 225 может быть смесителем с переменным числом оборотов в минуту или смесителем с переменной скоростью для регулирования размера капель и распределения по размерам ионно-жидкостного катализатора. Подходящие малопроизводительные насосы включают без ограничения насосы с высоким сдвиговым усилием, роторно-статорные насосы и насосы кавитационного реактора.

Смешанный поток 230 парафина и ионной жидкости направляется в лифт-реактор 235, наряду с потоком 240 олефинового сырья. Поток 240 олефинового сырья может содержать один олефин или же смесь олефинов. Поток 240 олефинового сырья также может содержать любую необходимую подпитку парафина. В некоторых вариантах осуществления поток 240 олефинового сырья может вводиться на нескольких уровнях по высоте, чтобы помочь регулировать время пребывания и минимизировать вероятность появления локализованных областей с высокой концентрацией олефина. В некоторых вариантах осуществления смешанный поток 240 олефинового сырья охлаждают для ограничения температуры на выходе из реактора.

Типичные условия реакции алкилирования включают температуру в диапазоне от 20°C до температуры разложения ионной жидкости, или от 20°C до 100°C, или от 20°C до 80°C, или от 0°C до 80°C, или от 20°C до 80°C. Предпочтительно, чтобы ионная жидкость сохраняла свое жидкое состояние во всем диапазоне рабочих температур.

Давление обычно находится в диапазоне от атмосферного (0,1 МПа (изб.)) до 8,0 МПа (изб.), или от 0,3 МПа (изб.) до 2,5 MПа (изб.). Предпочтительно давление является достаточным для сохранения реагентов в жидкой фазе.

Время пребывания реагентов в реакционной зоне находится в диапазоне от нескольких секунд до 20 минут, или от 30 с до 10 мин, или от 1 мин до 10 мин, или от 1 мин до 8 мин, или от 1 мин до 6 мин, или от 2 мин до 6 мин.

Как правило, реакция алкилирования проводится при значительном молярном избытке парафина к олефину, в типичных условиях свыше 0,5:1, обычно от 1:1 до 70:1 или от 1:1 до 20:1. Обычно система имеет объем катализатора в реакторе от 1 об.% до 50 об.%, или от 1 об.% до 40 об.%, или от 1 об.% до 30 об.%, или от 1 об.% до 20 об.%, или от 1 об.% до 10 об.%, или от 5 об.% до 10 об.%.

Выходящий из лифт-реактора поток 245, который содержит продукты алкилирования, ионно-жидкостный катализатор и любые непрореагировавшие парафины, направляется в вертикальный сосуд 250 гравитационного сепаратора, в котором выходящий из лифт-реактора поток 245 разделяется на фазу ионно-жидкостного катализатора и углеводородную фазу. Небольшие количества углеводородов могут оставаться в фазе ионной жидкости, и небольшие количества ионной жидкости могут оставаться в углеводородной фазе (например, менее 5%). Более тяжелая фаза ионной жидкости накапливается в поддоне.

В некоторых вариантах осуществления механические и/или немеханические сепараторы 255, например, коалесцирующий материал или контактные тарелки, устанавливают для предотвращения переноса малых капель ионной жидкости в головной выходящий поток 260 углеводородов. Выходящий поток 260 углеводородов может подаваться под давлением или перекачиваться в секцию фракционирования (не показана). В некоторых вариантах осуществления небольшая струя 265 парафина может вводиться в донную часть гравитационного сепаратора 250 через распределитель для предотвращения осаждения и затвердевания ионно-жидкостного катализатора. В некоторых вариантах осуществления небольшая струя 270 также может вводиться в донную часть гравитационного сепаратора 250.

Может быть предусмотрено несколько предварительных смесителей, малопроизводительных насосов и/или лифт-реакторов для того, чтобы способствовать регулированию времени пребывания и/или увеличению пропускной способности.

Парафин, используемый в процессе алкилирования, предпочтительно включает парафин, имеющий от 2 до 10 атомов углерода, или от 2 до 8 атомов углерода, или от 4 до 8 атомов углерода, или от 4 до 5 атомов углерода. В некоторых вариантах осуществления парафин является изопарафином, имеющим от 3 до 10 атомов углерода, или от 4 до 8 атомов углерода, или от 4 до 5 атомов углерода. Олефин, используемый в процессе алкилирования, предпочтительно имеет от 2 до 10 атомов углерода, или от 2 до 8 атомов углерода, или от 3 до 8 атомов углерода, или от 3 до 5 атомов углерода. Одно из применений способа заключается в конверсии малоценных C₃-C₅ углеводородов в более ценные алкилаты.

Обычно реакция алкилирования может включать реакцию изопарафина, такого как изобутан, с олефином или другим алкилирующим агентом, таким как пропилен, изобутилен, бутен-1, бутены-2 и амилены. Как правило, реакция изопарафина с C₃ или C₄ олефином, таким как изобутилен, бутен-1 и/или бутены-2, является примером предпочтительной реакции с участием этих указанных материалов и смеси.

Одним конкретным вариантом осуществления является алкилирование бутанов бутиленами с образованием соединений С₈. Предпочтительные продукты включают триметилпентан (TMP), и хотя образуются и другие изомеры C₈, одним конкурирующим изомером является диметилгексан (DMH). Качество потока продукта может быть измерено отношением TMP к DMH, при этом желательно высокое отношение.

Ионная жидкость может быть любой кислотной ионной жидкостью. Может использоваться одна или большее число ионных жидкостей. Ионная жидкость включает органический катион и анион. Подходящие катионы включают без ограничения азотсодержащие катионы и фосфорсодержащие катионы. Подходящие органические катионы включают без ограничения:

где R¹-R²¹ независимо выбраны из C₁-C₂₀ углеводородов, производных C₁-C₂₀ углеводородов, галогенов и H. Подходящие углеводороды и производные углеводородов включают насыщенные и ненасыщенные углеводороды, галогензамещенные и частично замещенные углеводороды и их смеси. C₁-C₈ углеводороды являются особенно подходящими.

Анион может быть получен из галогенидов, обычно галометаллатов, и их сочетаний. Анион обычно получают из галогенидов металлов и неметаллов, таких как хлориды, бромиды, иодиды, фториды металлов и неметаллов, или их сочетаний. Сочетания галогенидов включают, без ограничения, смеси двух или более галогенидов металлов или неметаллов (например, AlCl₄^- и BF₄^-) и смеси двух или более галогенидов с одним металлом или неметаллом (например, AlCl₃Br^-). В некоторых вариантах осуществления металл является алюминием, причем молярная доля алюминия находится в диапазоне 0 < Al < 0,25 в анионе. Подходящие анионы включают, без ограничения, AlCl₄^-, Al₂Cl₇^-, Al₃Cl₁₀^-, AlCl₃Br^-, Al₂Cl₆Br^-, Al₃Cl₉Br^-, AlBr₄^-, Al₂Br₇^-, Al₃Br₁₀^-, GaCl₄^-, Ga₂Cl₇^-, Ga₃Cl₁₀^-, GaCl₃Br^-, Ga₂Cl₆Br^-, Ga₃Cl₉Br^-, CuCl₂^-, Cu₂Cl₃^-, Cu₃Cl₄^-, ZnCl₃^-, FeCl₃^-, FeCl₄^-, Fe₃Cl₇^-, PF₆^- и BF₄^-.

Разработаны различные способы регенерации ионных жидкостей. Например, US 7651970, US 7825055, US 7956002, US 7732363, каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки, описывают контактирование ионной жидкости, содержащей конъюгированный полимер, с восстанавливающим металлом (например, Al), инертным углеводородом (например, гексаном) и водородом, и нагревание до 100°С для перехода конъюгированного полимера в углеводородную фазу, что позволяет удалить конъюгированный полимер из фазы ионной жидкости. Другой способ включает контактирование ионной жидкости, содержащей конъюгированный полимер, с восстанавливающим металлом (например, Al) в присутствии инертного углеводорода (например, гексана), и нагревание до 100°С для перехода конъюгированного полимера в углеводородную фазу, что позволяет удалить конъюгированный полимер из фазы ионной жидкости. См., например, US 7674739 B2, который включен в настоящий документ посредством ссылки. Еще один способ регенерации ионной жидкости включает контактирование ионной жидкости, содержащей конъюгированный полимер, с восстанавливающим металлом (например, Al), HCl и инертным углеводородом (например, гексаном), и нагревание до 100°С для перехода конъюгированного полимера в углеводородную фазу. См., например, US 7727925, который включен в настоящий документ посредством ссылки. Ионную жидкость можно регенерировать путем добавления гомогенного катализатора гидрирования на основе металла (например, (PPh₃)₃RhCl) в ионную жидкость, содержащую конъюгированный полимер и инертный углеводород (например, гексан), и введения водорода. Конъюгированный полимер восстанавливается и переходит в углеводородный слой. См., например, US 7678727, который включен в настоящий документ посредством ссылки. Еще один способ регенерации ионной жидкости включает добавление HCl, изобутана и инертного углеводорода в ионную жидкость, содержащую конъюгированный полимер, и нагревание до 100°С. Конъюгированный полимер реагирует с образованием незаряженного комплекса, который переходит в углеводородную фазу. См., например, US 7674740, который включен в настоящий документ посредством ссылки. Ионную жидкость также можно регенерировать путем добавления катализатора гидрирования с нанесенным металлом (например, Pd/C) в ионную жидкость, содержащую конъюгированный полимер и инертный углеводород (например, гексан). Вводится водород, и конъюгированный полимер восстанавливается и переходит в углеводородный слой. См., например, US 7691771, который включен в настоящий документ посредством ссылки. Еще один способ включает добавление подходящего субстрата (например, пиридина) в ионную жидкость, содержащую конъюгированный полимер. По истечении некоторого периода времени добавляют инертный углеводород для вымывания освобожденного конъюгированного полимера. Предшественник ионной жидкости [бутилпиридиний] [Cl] добавляют в ионную жидкость (например, [бутилпиридиний] [Al₂Cl₇]), содержащую конъюгированный полимер, с последующим добавлением инертного углеводорода. После смешивания углеводородный слой отделяют, получая в результате регенерированную ионную жидкость. См., например, US 7737067, который включен в настоящий документ посредством ссылки. Другой способ включает добавление ионной жидкости, содержащей конъюгированный полимер, к подходящему субстрату (например, пиридину) и химическому источнику тока, содержащему два алюминиевых электрода и инертный углеводород. Прикладывают напряжение и измеряют силу тока для определения степени восстановления. Через определенное время инертный углеводород отделяют, получая регенерированную ионную жидкость. См., например, US 8524623, который включен в настоящий документ посредством ссылки. Ионные жидкости также могут быть регенерированы путем контактирования с силановыми соединениями (заявка на патент США № 14/269943), борановыми соединениями (заявка на патент США № 14/269978), кислотами Бренстеда (заявка на патент США № 14/229329) или C₁-C₁₀ парафинами (заявка на патент США № 14/229403), каждая из заявок включена в настоящий документ посредством ссылки.

Конкретные варианты осуществления

Хотя ниже следует описание в связи с конкретными вариантами осуществления, следует понимать, что данное описание предназначено для иллюстрации, а не для ограничения объема предшествующего описания и прилагаемой формулы изобретения.

Первый вариант осуществления изобретения представляет собой способ, включающий предварительное смешивание потока парафина с потоком ионно-жидкостного катализатора из гравитационного сепаратора с образованием предварительно смешанного потока парафина и ионно-жидкостного катализатора; смешивание предварительно смешанного потока парафина и ионно-жидкостного катализатора в малопроизводительном насосе с образованием смеси парафина и ионно-жидкостного катализатора; введение потока олефинового сырья в лифт-реактор; введение смеси парафина и ионно-жидкостного катализатора в лифт-реактор с образованием реакционной смеси, содержащий алкилат и ионно-жидкостный катализатор; разделение реакционной смеси в гравитационном сепараторе на поток ионно-жидкостного катализатора и поток углеводородов. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором поток углеводородов включает непрореагировавший парафин, и дополнительно включающий разделение потока углеводородов на поток алкилатного продукта и рециркуляционный поток парафина; при этом рециркуляционный поток парафина содержит по меньшей мере часть потока парафина. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, также включающий в себя охлаждение потока парафина. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, также включающий в себя охлаждение потока олефинового сырья. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором введение потока олефинового сырья в лифт-реактор включает введение потока олефинового сырья в лифт-реактор более чем в одном местоположении. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором поток парафина содержит изопарафин, имеющий от 3 до 10 атомов углерода. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором поток олефинового сырья содержит олефин, имеющий от 2 до 10 атомов углерода. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, также включающий в себя регенерацию части ионно-жидкостного катализатора перед предварительным смешиванием потока парафина с потоком ионно-жидкостного катализатора. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, в котором гравитационный сепаратор дополнительно содержит коалесцирующий материал. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, также включающий в себя введение небольшой струи из по меньшей мере одного парафина и ионно-жидкостного катализатора в донную часть гравитационного сепаратора. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к первому варианту осуществления в данном параграфе, также включающий в себя смешивание потока олефинового сырья со смесью парафина и ионно-жидкостного катализатора перед введением потока олефинового сырья в лифт-реактор.

Второй вариант осуществления изобретения представляет собой способ, включающий предварительное смешивание потока изопарафина с потоком ионно-жидкостного катализатора из гравитационного сепаратора с образованием предварительно смешанного потока изопарафина и ионно-жидкостного катализатора; причем поток изопарафина содержит изопарафины, имеющие от 2 до 10 атомов углерода; смешивание предварительно смешанного потока изопарафина и ионно-жидкостного катализатора в малопроизводительном насосе с образованием смеси изопарафина и ионно-жидкостного катализатора; введение потока олефинового сырья в лифт-реактор, причем поток олефинового сырья содержит олефины, имеющие от 2 до 10 атомов углерода; введение смеси изопарафина и ионно-жидкостного катализатора в лифт-реактор с образованием реакционной смеси, содержащий алкилат, непрореагировавший изопарафин и ионно-жидкостный катализатор; разделение реакционной смеси в гравитационном сепараторе на поток ионно-жидкостного катализатора и поток углеводородов, содержащий алкилат и непрореагировавший изопарафин; и разделение потока углеводородов на поток алкилатного продукта и рециркуляционный поток изопарафина; при этом рециркуляционный поток изопарафина содержит по меньшей мере часть потока изопарафина. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие ко второму варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий в себя охлаждение по меньшей мере одного из потока изопарафина и потока олефинового сырья. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие ко второму варианту осуществления в данном параграфе, в котором введение потока олефинового сырья в лифт-реактор включает введение потока олефинового сырья в лифт-реактор более чем в одном местоположении. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие ко второму варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий в себя регенерацию части ионно-жидкостного катализатора перед предварительным смешиванием потока изопарафина с потоком ионно-жидкостного катализатора. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие ко второму варианту осуществления в данном параграфе, в котором гравитационный сепаратор дополнительно содержит коалесцирующий материал. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие ко второму варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий в себя введение небольшой струи из по меньшей мере одного изопарафина и ионно-жидкостного катализатора в донную часть гравитационного сепаратора. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие ко второму варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий в себя смешивание потока олефинового сырья со смесью изопарафина и ионно-жидкостного катализатора перед введением потока олефинового сырья в лифт-реактор.

Третий вариант осуществления изобретения представляет собой установку, содержащую лифт-реактор, имеющий по меньшей мере один вход и выход; гравитационный сепаратор, имеющий вход, выход для углеводородов и выход для ионной жидкости, причем вход гравитационного сепаратора находится в сообщении по текучей среде с выходом лифт-реактора; предварительный смеситель, имеющий по меньшей мере один вход и выход, причем по меньшей мере один вход предварительного смесителя находится в сообщении по текучей среде с выходом для ионной жидкости гравитационного сепаратора; малопроизводительный насос, имеющий вход и выход, причем вход насоса находится в сообщении по текучей среде с выходом предварительного смесителя, выход насоса находится в сообщении по текучей среде с по меньшей мере одним входом лифт-реактора. Вариант осуществления изобретения представляет собой один, какой-либо или все предыдущие варианты осуществления в данном параграфе, восходящие к третьему варианту осуществления в данном параграфе, дополнительно включающий зону фракционирования, имеющую вход, выход для продукта и выход для парафина, причем вход зоны фракционирования находится в сообщении по текучей среде с выходом для углеводородов гравитационного сепаратора; выход для парафина зоны фракционирования находится в сообщении по текучей среде с по меньшей мере одним входом предварительного смесителя.

Без дополнительного уточнения считается, что специалист с помощью предшествующего описания сможет использовать настоящее изобретение в его максимальной степени и сможет легко выявить существенные характеристики данного изобретения без отклонения от его сущности и объема, чтобы осуществить различные изменения и модификации изобретения и приспособить его к различным областям применения и условиям. Поэтому приведенные выше предпочтительные конкретные варианты осуществления следует рассматривать только как иллюстративные и не ограничивающие каким бы то ни было образом остальную часть описания, и что это предполагает охват различных модификаций и эквивалентных конфигураций, включенных в объем прилагаемой формулы изобретения.

В вышеизложенном все температуры приведены в градусах Цельсия, и все части и проценты являются массовыми, если не указано иное.

Изобретение относится к способу алкилирования с ионной жидкостью с использованием существующей установки HF-алкилирования, которая содержит расположенные в ней гравитационный сепаратор и лифт-реактор. Способ включает: модификацию существующей установки HF-алкилирования путем добавления предварительного смесителя и малопроизводительного насоса на линию подачи парафинового сырья; предварительное смешивание потока парафина с потоком ионно-жидкостного катализатора из указанного гравитационного сепаратора в предварительном смесителе с образованием предварительно смешанного потока парафина и ионно-жидкостного катализатора; смешивание предварительно смешанного потока парафина и ионно-жидкостного катализатора в малопроизводительном насосе с образованием смеси парафина и ионно-жидкостного катализатора, при этом малопроизводительный насос производит капли одного или более из парафина или ионно-жидкостного катализатора; введение потока олефинового сырья в указанный лифт-реактор; введение смеси парафина и ионно-жидкостного катализатора в лифт-реактор с образованием реакционной смеси, содержащей алкилат и ионно-жидкостный катализатор; разделение реакционной смеси в указанном гравитационном сепараторе на поток ионно-жидкостного катализатора и поток углеводородов. Также изобретение относится к модернизации установки HF-алкилирования. Способ позволяет осуществлять способ алкилирования с ионно-жидкостным катализатором. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ алкилирования с ионной жидкостью с использованием существующей установки HF-алкилирования, которая содержит расположенные в ней гравитационный сепаратор и лифт-реактор, где способ включает:

модификацию существующей установки HF-алкилирования путем добавления предварительного смесителя и малопроизводительного насоса на линию подачи парафинового сырья;

предварительное смешивание потока парафина с потоком ионно-жидкостного катализатора из указанного гравитационного сепаратора в предварительном смесителе с образованием предварительно смешанного потока парафина и ионно-жидкостного катализатора;

смешивание предварительно смешанного потока парафина и ионно-жидкостного катализатора в малопроизводительном насосе с образованием смеси парафина и ионно-жидкостного катализатора, при этом малопроизводительный насос производит капли одного или более из парафина или ионно-жидкостного катализатора;

введение потока олефинового сырья в указанный лифт-реактор;

введение смеси парафина и ионно-жидкостного катализатора в лифт-реактор с образованием реакционной смеси, содержащей алкилат и ионно-жидкостный катализатор;

разделение реакционной смеси в указанном гравитационном сепараторе на поток ионно-жидкостного катализатора и поток углеводородов.

2. Способ по п. 1, в котором поток углеводородов включает непрореагировавший парафин и дополнительно включающий:

разделение потока углеводородов на поток алкилатного продукта и рециркуляционный поток парафина;

при этом рециркуляционный поток парафина содержит по меньшей мере часть потока парафина.

3. Способ по любому из пп. 1, 2, дополнительно включающий по меньшей мере одно из:

охлаждения потока парафина; и

охлаждения потока олефинового сырья.

4. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором введение потока олефинового сырья в указанный лифт-реактор включает введение потока олефинового сырья в лифт-реактор более чем в одном местоположении.

5. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором поток парафина содержит изопарафин, имеющий от 4 до 10 атомов углерода, или в котором поток олефинового сырья содержит олефин, имеющий от 2 до 10 атомов углерода, или и то и другое.

6. Способ по любому из пп. 1, 2, дополнительно включающий:

регенерацию части ионно-жидкостного катализатора перед предварительным смешиванием потока парафина с потоком ионно-жидкостного катализатора.

7. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором указанный гравитационный сепаратор дополнительно содержит коалесцирующий материал.

8. Способ по любому из пп. 1, 2, дополнительно включающий введение небольшой струи из по меньшей мере одного из парафина и ионно-жидкостного катализатора в донную часть указанного гравитационного сепаратора.

9. Способ по любому из пп. 1, 2, дополнительно включающий смешивание потока олефинового сырья со смесью парафина и ионно-жидкостного катализатора перед введением потока олефинового сырья в лифт-реактор.

10. Модифицированная установка HF-алкилирования для использования при алкилировании ионной жидкостью, содержащая:

имеющийся в установке HF-алкилирования лифт-реактор, имеющий по меньшей мере один вход и выход;

имеющийся в установке HF-алкилирования гравитационный сепаратор, имеющий вход, выход для углеводородов и выход для ионной жидкости, причем вход гравитационного сепаратора находится в сообщении по текучей среде с выходом лифт-реактора;

предварительный смеситель, имеющий по меньшей мере один вход и выход, причем по меньшей мере один вход предварительного смесителя находится в сообщении по текучей среде с выходом для ионной жидкости указанного гравитационного сепаратора;

малопроизводительный насос, имеющий вход и выход, причем вход насоса находится в сообщении по текучей среде с выходом предварительного смесителя, выход насоса находится в сообщении по текучей среде с по меньшей мере одним входом указанного лифт-реактора, при этом малопроизводительный насос включает в себя насос с высоким сдвиговым усилием, роторно-статорный насос и насос кавитационного реактора.