ВЕРТИКАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЙ СОСУД ДЛЯ ВЫХОДЯЩЕГО ПОТОКА ПРОЦЕССА, КАТАЛИЗИРУЕМОГО ИОННОЙ ЖИДКОСТЬЮ Российский патент 2019 года по МПК B01D17/28 B01D17/25 B01J38/22 B01J8/12 

Притязание на приоритет

По данной заявке испрашивается приоритет на основании заявки на патент США № 62/259382, поданной 24 ноября 2015 г., содержание которой настоящим включено путём ссылки во всей его совокупности.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к разделительному сосуду для использования применительно к выходящим потокам, содержащим ионную жидкость, предпочтительно образовавшимся в результате осуществления процесса алкилирования, а более конкретно, изобретение относится к вертикально ориентированному разделительному сосуду.

Предшествующий уровень техники

Ионные жидкости по существу представляют собой соли в жидком состоянии, и они описаны в патенте США № 4764440, патенте США № 5104840 и патенте США № 5824832. В случае различных ионных жидкостей их свойства широко варьируются, и применение ионных жидкостей зависит от свойств данной ионной жидкости. В зависимости от органического катиона ионной жидкости и аниона ионная жидкость может обладать весьма различными свойствами. Характеристики ионной жидкости варьируются в значительной степени для различных температурных диапазонов, и предпочтительно находить ионные жидкости, которые не требуют работы в условиях вблизи предельных значений диапазона, таких как замораживание.

Ионные жидкости использовали для каталитического активирования разнообразных процессов превращения углеводородов, таких как алкилирование, изомеризация, диспропорционирование и тому подобные. При использовании ионных жидкостей для каталитического активирования процессов превращения углеводородов катализатор в виде ионной жидкости обычно диспергируют в форме капель для обеспечения тесного контакта между различными реагентами. Смесь ионной жидкости, реагентов и продуктов, как правило, разделяется под действием силы тяжести на две фазы, более тяжёлую фазу ионной жидкости и более лёгкую углеводородную фазу. Обычно углеводородная фаза включает в себя мелкие капли ионной жидкости. Вследствие относительно высокой стоимости ионных жидкостей, как правило, желательно извлекать указанную захваченную ионную жидкость.

Традиционные разделительные сосуды включают в себя расположенные горизонтально сосуды, которые позволяют выходящему потоку разделяться при отстаивании на две фазы и в которых обычно используется коалесцирующая среда или другие элементы, предназначенные для удаления и/или извлечения захваченных капель ионной жидкости, содержащихся в углеводородной фазе. Хотя указанные традиционные разделительные сосуды и способы считаются эффективными для достижения этих целей, могут иметься связанные с ними недостатки.

Например, горизонтальные сосуды требуют относительно большого размера площадки для размещения с учётом необходимого времени, требуемого для разделения выходящего потока на две фазы. Хотя это может и не являться недостатком для всех вариантов применения и использования таких разделительных сосудов, в некоторых местах расположения может отсутствовать необходимое пространство для таких сосудов. В дополнение к этому, коалесцирующая среда, которая обычно требуется для удаления захваченной ионной жидкости из углеводородной фазы, может загрязняться или засоряться с течением времени. Это может оказывать влияние на протекание потока текучих сред через указанные сосуды, а также может требовать профилактического технического обслуживания или ремонта для разрешения проблем, что требует остановки оборудования или установки, приводя в результате к потере производительности и повышению затрат.

Соответственно, настоящее изобретение относится к разработке разделительного сосуда, который решает проблему, обусловленную одним или несколькими из указанных недостатков, связанных с традиционными разделительными сосудами, используемыми для разделения выходящего потока, имеющего в своём составе ионную жидкость.

Сущность изобретения

Разработаны один или несколько разделительных сосудов для разделения выходящего потока реакции, катализируемой ионной жидкостью. Разработанные разделительные сосуды требуют меньшей площади участка, поскольку данный сосуд имеет вертикальную ориентацию, а не горизонтальную. В дополнение к этому, в разработанных сосудах используется слой ионной жидкости для удаления увлечённых капель ионной жидкости из движущейся восходящим потоком углеводородной фазы.

Соответственно, первый аспект настоящего изобретения можно охарактеризовать в широком смысле как предлагаемую конфигурацию разделительной зоны для разделения углеводородной фазы и фазы ионной жидкости, включающей в себя: разделительный сосуд, имеющий выпускной патрубок для потока ионной жидкости, выпускной патрубок для выходящего потока углеводородов и входной патрубок для выходящего потока; по меньшей мере, один элемент для распределения ионной жидкости, размещённый в разделительном сосуде между выпускным патрубком для выходящего потока углеводородов и входным патрубком для выходящего потока, при этом, по меньшей мере, один элемент для распределения ионной жидкости выполнен с возможностью пропускания движущейся восходящим потоком текучей среды, по меньшей мере, через один элемент для распределения ионной жидкости и контактирования с ионной жидкостью; и линию, выполненную с возможностью пропускания ионной жидкости в разделительный сосуд выше, по меньшей мере, одного элемента для распределения ионной жидкости.

Разделительный сосуд может включать в себя вертикально ориентированный разделительный сосуд.

Разделительная зона может дополнительно включать в себя насос, выполненный с возможностью пропускания потока ионной жидкости из разделительной зоны в реакционную зону. Насос может быть выполнен с возможностью пропускания ионной жидкости в разделительный сосуд.

Разделительная зона может дополнительно включать в себя направляющий поток отражатель, размещённый внутри разделительного сосуда и выполненный с возможностью изменения направления потока текучей среды в пределах разделительного сосуда. Направляющий поток отражатель может быть размещён вблизи входного патрубка для выходящего потока.

Разделительный сосуд может включать в себя верхнюю часть с первым диаметром и нижнюю часть со вторым диаметром, который меньше первого диаметра.

Разделительная зона может дополнительно включать в себя множество элементов для распределения ионной жидкости, размещённых в разделительном сосуде между выпускным патрубком для выходящего потока углеводородов и входным патрубком для выходящего потока. Каждый элемент для распределения ионной жидкости может включать в себя тарелку. Каждая тарелка может заключать в себе множество каналов для прохода текучей среды, движущейся восходящим потоком, и трубу с нисходящим потоком, и трубы с нисходящим потоком соседних тарелок могут быть смещены по окружности относительно друг друга. Самая верхняя тарелка может быть выполнена с возможностью приёма ионной жидкости по линии, выполненной с возможностью пропускания ионной жидкости в разделительный сосуд.

Другой аспект настоящего изобретения можно охарактеризовать в широком смысле как предлагаемую конфигурацию разделительной зоны для разделения углеводородной фазы и фазы ионной жидкости, включающей в себя: вертикально ориентированный разделительный сосуд, имеющий выпускной патрубок для потока ионной жидкости, выпускной патрубок для выходящего потока углеводородов и входной патрубок для выходящего потока; множество элементов для распределения ионной жидкости, размещённых в разделительном сосуде между выпускным патрубком для выходящего потока углеводородов и входным патрубком для выходящего потока, при этом каждый элемент для распределения ионной жидкости выполнен с возможностью пропускания текучей среды, движущейся восходящим потоком, по меньшей мере, через один элемент для распределения ионной жидкости и контактирования с ионной жидкостью; насос, выполненный с возможностью пропускания потока ионной жидкости из разделительной зоны в реакционную зону; и линию, выполненную с возможностью пропускания ионной жидкости из насоса обратно в вертикально ориентированный разделительный сосуд.

Ионную жидкость можно пропускать из линии в вертикально ориентированный разделительный сосуд в месте, находящемся выше самого верхнего элемента для распределения ионной жидкости и ниже выпускного патрубка для выходящего потока углеводородов. Каждый элемент для распределения ионной жидкости дополнительно может включать в себя трубу с нисходящим потоком.

Разделительный сосуд может включать в себя верхнюю часть с первым диаметром и нижнюю часть со вторым диаметром, который меньше первого диаметра. Разделительная зона дополнительно может включать в себя направляющий поток отражатель, выполненный с возможностью изменения направления потока текучей среды внутри разделительного сосуда.

Разделительный сосуд дополнительно может включать в себя коническую часть, расположенную между верхней частью и нижней частью, и при этом отражатель размещён в конической части.

Дополнительный аспект настоящего изобретения в широком смысле можно охарактеризовать как разработку способа разделения выходящего потока, включающего в себя катализатор в виде ионной жидкости, следующим образом: выходящий поток реактора пропускают из реакционной зоны в вертикальный разделительный сосуд, при этом разделительный сосуд включает в себя верхнюю часть с первым диаметром и нижнюю часть со вторым диаметром, который меньше первого диаметра, а также коническую часть, расположенную между верхней частью и нижней частью; разделяют выходящий поток реактора на фазу ионной жидкости и углеводородную фазу; пропускают первую часть фазы ионной жидкости в реакционную зону; и удаляют капли ионной жидкости, увлечённые в углеводородную фазу, в вертикальном разделительном сосуде путём контактирования углеводородной фазы с ионной жидкостью, размещённой в верхней части вертикального разделительного сосуда.

Слой ионной жидкости может располагаться на элементе для распределения ионной жидкости в пределах верхней части вертикального разделительного сосуда.

Вертикальный разделительный сосуд может включать в себя множество элементов для распределения ионной жидкости. Данный способ дополнительно может включать в себя пропускание второй части фазы ионной жидкости из нижней части вертикального разделительного сосуда в его верхнюю часть.

Дополнительные аспекты, варианты осуществления и подробности данного изобретения, которые все могут быть объединены любым способом, изложены в следующем далее подробном описании изобретения.

Подробное описание чертежей

Один или несколько приведённых в качестве примеров вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже в сочетании со следующими фигурами чертежей, на которых:

на фиг. 1 показана технологическая схема реакторной системы, в которой имеется разделительный сосуд, действующий в одном или нескольких вариантах осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 показан вид сверху разделительного сосуда, представленного на фиг. 1;

на фиг. 3 показан вид сбоку части разделительного сосуда, отображённого на фиг. 1;

на фиг. 4 показан вид сбоку элемента для распределения ионной жидкости, используемого в одном или нескольких вариантах осуществления настоящего изобретения, в разрезе; и

на фиг. 5 показан перспективный вид сверху и сбоку другого элемента для распределения ионной жидкости, используемого в одном или нескольких вариантах осуществления настоящего изобретения, в перспективе.

Подробное описание изобретения

Как упомянуто выше, предложены один или несколько разделительных сосудов для разделения выходящего потока, который содержит смесь углеводородов и ионную жидкость. Разделительные сосуды настоящего изобретения требуют меньшей площадки для размещения, что позволяет использовать реакции, катализируемые ионными жидкостями, на площадях с малым или ограниченным пространством. В дополнение к этому, для сведения к минимуму количества увлечённых капель ионной жидкости используется простая и надёжная конструкция, в рамках которой ионную жидкость, например, часть потока ионной жидкости, отводимого из разделительного сосуда, пропускают обратно в сосуд. Поскольку углеводородная фаза продвигается вверх внутри разделительного сосуда, она будет контактировать с ионной жидкостью, что приводит в результате к удалению капель увлечённой ионной жидкости. Такая конструкция меньше подвержена загрязнению и, таким образом, как предполагается, требует профилактического технического обслуживания в меньшем объёме. Наконец, разделительные сосуды настоящего изобретения дополнительно могут экономить затраты эксплуатирующей компании путём обеспечения возможности использования существующих разделительных сосудов, подлежащих усовершенствованию.

С учётом указанных общих принципов будут описаны один или несколько вариантов осуществления настоящего изобретения с пониманием того, что следующее ниже описание не предназначено для ограничения.

Как показано на фиг. 1, реакторная система 10 с ионной жидкостью обычно включает в себя реакционную зону 12 и разделительную зону 14. Реакционная зона 12 может иметь один или несколько реакторов 16a, 16b, которые могут быть размещены последовательно. Например, по меньшей мере, один поток 18 реагентов, который может включать в себя смесь рециклового потока и поток свежего сырья, пропускают в первый реактор 16a вместе с потоком 20 ионной жидкости, которая каталитически активирует реакцию между реагентами. Первый реактор 16a производит выходящий поток 22a, содержащий смесь продуктов, ионную жидкость и непрореагировавшие реагенты. Поток 22a, выходящий из первого реактора 16a, можно пропускать во второй реактор 16b. Во второй реактор 16b также можно пропускать и другой поток 18 реагентов, содержащий, например, свежие реагенты, рецикловые реагенты или их смесь. Поскольку поток 22a, выходящий из первого реактора 16a, включает в себя ионную жидкость, поток 22a, выходящий из первого реактора 16a, также может иметь в своём составе поток ионной жидкости. Во втором реакторе 16b реагенты снова будут взаимодействовать в присутствии катализатора в виде ионной жидкости и образовывать выходящий поток 22b.

С целью обеспечения надлежащего смешивания ионной жидкости и углеводородных реагентов реакторы 16a, 16b могут включать одно или несколько смешивающих устройств (не показано), таких как крыльчатые мешалки, смесительные лопасти или другие подобные устройства, которые выполнены с возможностью смешивания текучих сред, а также диспергирования ионной жидкости до состояния капель. Конкретная конструкция и схема реакционной зоны 12 не являются важными для осуществления на практике настоящего изобретения, при условии, что в ней вырабатывается общий выходящий поток 24, содержащий смесь продуктов, ионную жидкость и непрореагировавшие реагенты. Общий выходящий поток 24 пропускают из реакционной зоны 12 в разделительную зону 14.

Как показано на фиг. 1, разделительная зона 14 включает в себя разделительный сосуд 26, который содержит входной патрубок 28 для общего выходящего потока 24, выпускной патрубок 30 для потока 32 ионной жидкости и выпускной патрубок 34 для выходящего потока 36 углеводородов. Поскольку ионная жидкость тяжелее углеводородов, она проявляет тенденцию к отделению от смеси и протеканию нисходящим потоком. С целью использования и/или способствования тенденции к разделению ионной жидкости и углеводородов, предпочтительно, чтобы выпускной патрубок 30 для потока 32 ионной жидкости располагался вблизи днища 38 разделительного сосуда 26, и чтобы выпускной патрубок 34 для выходящего потока 36 углеводородов размещался вблизи верха 40 разделительного сосуда 26. Входной патрубок 28 для общего выходящего потока 24 предпочтительно располагается между двумя выпускными патрубками 30, 34.

Хотя это и не требуется, предпочтительно, чтобы разделительный сосуд 26 включал такой вертикально ориентированный разделительный сосуд, в котором разделительный сосуд 26 имеет высоту H, которая намного больше ширины W разделительного сосуда 26. Такая конфигурация особенно целесообразна в реакторных системах 10, у которых ограничена площадка для размещения.

В дополнение к этому, как показано на фиг. 2, разделительный сосуд 26 может иметь верхнюю часть 42 с первым горизонтальным сечением, например, окружностью, и нижнюю часть 44 со вторым горизонтальным сечением, которое меньше первого горизонтального сечения. Кроме того, нижняя часть 44 может иметь диаметр D1, который меньше диаметра верхней части 42. В указанной конфигурации предлагается разделительный сосуд 26 с меньшим размером в нижней части и большим размером в верхней части. Предполагается, что такая конструкция особенно благоприятна для обеспечения возможности реакторным системам 10 использовать меньшее количество ионной жидкости. Как упомянуто выше, ионная жидкость может быть дорогостоящей, и предполагается, что возможность работать с меньшим запасом материалов целесообразна и/или желательна. Как показано на фиг. 1, верхняя и нижняя части 42, 44 могут быть соединены при помощи наклонной или конической части 46.

Продолжая обращаться к фиг. 1, можно видеть, что общий выходящий поток 24 можно пропускать в разделительный сосуд 26 через входной патрубок 28 для общего выходящего потока 24. Для изменения направления протекания общего выходящего потока 24 после его введения в разделительный сосуд 26 предпочтительно используют направляющий поток отражатель 48 или другое аналогичное устройство. Наиболее предпочтительно, отражатель 48, направляющий поток, изменяет направление его протекание с потока в целом горизонтального (в результате введения в разделительный сосуд 26) на вертикальный поток (предпочтительно в нисходящем направлении). Направляющий поток отражатель 48 может включать в себя любое устройство, такое как отражатель, отбойная пластина, лопатка или тому подобное.

Внутри разделительного сосуда 26 более тяжёлая ионная жидкость будет стекать в направлении днища 38 разделительного сосуда 26, тогда как более лёгкие углеводороды будут подниматься в направлении верха 40 разделительного сосуда 26. Это будет приводить к образованию, по меньшей мере, двух фаз в разделительном сосуде 26, фазы 50 ионной жидкости и углеводородной фазы 52. Фазу 50 ионной жидкости можно отводить, например, насосом 70 и пропускать обратно в реакционную зону 12. Как известно, углеводородную фазу 52 можно пропускать в зону выделения продуктов (не показана), имеющую, например, колонну фракционирования, выполненную с возможностью разделения выходящего углеводородного потока 36 на различные углеводородные компоненты, включая продукты и реагенты.

Как упомянуто выше, поскольку углеводороды проходят восходящим потоком в разделительном сосуде 26, углеводороды обычно содержат капли захваченной ионной жидкости. Соответственно, с целью её извлечения внутри разделительного сосуда 26 размещён, по меньшей мере, один элемент 54 для распределения ионной жидкости, предпочтительно, между выпускным патрубком 34 для выходящего углеводородного потока 36 и выпускным патрубком 30 для потока 32 ионной жидкости. Элемент 54 для распределения ионной жидкости выполнен с возможностью позволять движущейся восходящим потоком текучей среде, такой как углеводороды, проходить через элемент 54 для распределения ионной жидкости. Поскольку движущаяся восходящим потоком текучая среда проходит через элемент 54 для распределения ионной жидкости, она будет контактировать с ионной жидкостью, сопряжённой с элементами 54 для распределения ионной жидкости. В результате указанного контакта увлечённые капли ионной жидкости в углеводородах можно удалять из перемещающихся вверх углеводородов. Предпочтительно, с целью сведения к минимуму количества ионной жидкости, которое имеется в выходящем углеводородном потоке 36, разделительный сосуд 26 заключает в себе множество элементов 54 для распределения ионной жидкости, выполненных с возможностью того, что движущаяся восходящим потоком текучая среда должна проходить через многочисленные элементы 54 для распределения ионной жидкости перед отведением её из разделительного сосуда 26.

Как показано на фиг. 3, элемент(ы) 54 для распределения ионной жидкости могут формировать слой 56 ионной жидкости, и перемещающиеся вверх углеводороды могут проходить через слой 56 ионной жидкости. Например, элемент(ы) 54 для распределения ионной жидкости могут заключать в себе тарелку 58, имеющую множество каналов 60 для прохода движущейся восходящим потоком текучей среды и, по меньшей мере, одну трубу 62 с нисходящим потоком. Типичные тарелки 58 включают ситчатые тарелки, барботажные колпачковые тарелки, клапанные тарелки или тому подобные. Увлечённые капли ионной жидкости в углеводородах можно удалять при контактировании со слоем 56 ионной жидкости на тарелках 58.

В вариантах осуществления с использованием элементов 54 для распределения ионной жидкости или тарелок 58, имеющих трубы 62 с нисходящим потоком, предпочтительно, чтобы трубы 62 с нисходящим потоком соседних элементов 54 для распределения ионной жидкости могли быть смещены по окружности или сдвинуты в сторону для стимулирования протекания потока через элементы 54 для распределения ионной жидкости. Например, как показано на фиг. 3, труба 62 с нисходящим потоком одной из тарелок 58 может располагаться вблизи центра данной тарелки 58, тогда как труба 62 с нисходящим потоком соседней тарелки размещена вблизи внешней окружности тарелки 58. Поскольку толщина каждого слоя 56 превосходит высоту трубы 62 с нисходящим потоком, ионная жидкость может проходить вниз по трубе 62 с нисходящим потоком на следующий элемент 54 для распределения ионной жидкости. Таким образом, путём смещения по окружности труб 62 с нисходящим потоком стимулируют протекание потока ионной жидкости.

Обращаясь к обеим фиг. 4 и 5, можно видеть, что элемент(ы) 54 для распределения ионной жидкости могут включать структурированную насадку 158, 258. Как известно, в структурированной насадке 158, 258 используются полоски лент, листы, либо другие структуры или конструкции для формирования искривлённых каналов 160, 260 для прохода через структурированную насадку 158, 258. Искривлённые проточные каналы 160, 260 структурированной насадки 158, 258 облегчают контакт между восходящей текучей средой и нисходящей текучей средой. Соответственно, как обсуждается ниже, ионная жидкость может распределяться в верхней части структурированной насадки 158, 258 при помощи элемента для распределения или коллектора (не показано) с целью обеспечения равномерного распределения ионной жидкости. По мере протекания ионной жидкости вниз по искривлённым проточным каналам 160, 260 она будет контактировать с углеводородами, перемещающимися вверх по искривлённым проточным каналам 160, 260. Увлечённые капли ионной жидкости в углеводородах можно удалять при контактировании с ионной жидкостью, стекающей вниз. Следует принимать во внимание, что изображённые на фиг. 4 и 5 структурированные насадки 158, 258 приведены только в качестве примера и что можно применять и другие конструкции.

Возвращаясь к фиг. 1, можно видеть, что с целью обеспечения элемента 54 для распределения ионной жидкости ионной жидкостью для удаления увлечённых капель предусмотрена линия 66, по которой можно вводить ионную жидкость в разделительный сосуд 26 через входной патрубок 68 для ионной жидкости. Насос 70 можно использовать для пропускания ионной жидкости в реакционную зону 12, например, в виде потока 20 ионной жидкости, а также можно использовать для пропускания ионной жидкости по линии 66 обратно в разделительный сосуд 26 через входной патрубок 68 для ионной жидкости.

Предпочтительно, чтобы входной патрубок 68 для ионной жидкости разделительного сосуда 26 располагался выше элемента 54 для распределения ионной жидкости или, если имеется множество элементов 54 для распределения ионной жидкости, выше самого верхнего элемента 54 для распределения ионной жидкости разделительного сосуда 26. Так как ионная жидкость тяжелее углеводорода, ионная жидкость, которую пропускают обратно в разделительный сосуд 26 через входной патрубок 68 для ионной жидкости, будет стекать вниз. Затем ионная жидкость может контактировать с перемещающимися вверх углеводородами, например, при помощи формирования слоя 56 ионной жидкости на элементе 54 для распределения ионной жидкости, через который проходит движущаяся восходящим потоком текучая среда, или при перемещении по искривлённым каналам и контактировании противотоком с движущейся вверх текучей средой. С целью удаления увлечённых капель ионной жидкости можно использовать другие конфигурации и конструкции для увеличения степени контактирования между ионной жидкостью, которую пропускают обратно в разделительный сосуд 26 через входной патрубок 68 для ионной жидкости, и углеводородами, продвигающимися вверх в разделительном сосуде 26.

При использовании ионной жидкости для сбора увлечённых капель меньше вероятность загрязнения по сравнению с применением коалесцирующих сред или тому подобного. К тому же, меньшее загрязнение должно обеспечивать применение разделительного сосуда, который в меньшей степени требует профилактического технического обслуживания. В дополнение к этому, применение элементов для распределения ионной жидкости предусматривает более простую конструкцию и позволяет использовать существующие конфигурации тарелок или структурированных насадок. Применение указанных существующих конструкций может позволять использовать менее дорогостоящий разделительный сосуд, в том числе обеспечивая возможность модернизации существующих разделительных сосудов, применяемых для различных процессов. В конечном итоге, разработанные разделительные сосуды обеспечивают преимущества за счёт потребности в меньшей площадке для размещения, использования существующих конструкций, которые можно модернизировать, и привносят упрощённые конфигурации для извлечения захваченной ионной жидкости.

Специалистам в данной области техники следует учитывать и понимать, что на чертежах не показаны разные другие компоненты, такие как клапаны, насосы, фильтры, холодильники и т.д., поскольку предполагается, что их характерные особенности находятся в пределах осведомлённости обычных специалистов в данной области техники, и их описание не является обязательным для осуществления на практике или понимания вариантов осуществления настоящего изобретения.

Конкретные варианты осуществления

Несмотря на то, что нижеследующее изложено в сочетании с конкретными вариантами осуществления, очевидно, что данное описание предназначено для иллюстрации, а не ограничения объёма предшествующего описания и прилагаемой формулы изобретения.

Первый вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой разделительную зону для разделения углеводородной фазы и фазы ионной жидкости, при этом разделительная зона включает в себя разделительный сосуд, имеющий выпускной патрубок для потока ионной жидкости, выпускной патрубок для выходящего потока углеводородов и входной патрубок для выходящего потока; по меньшей мере, один элемент для распределения ионной жидкости, размещённый в разделительном сосуде между выпускным патрубком для выходящего потока углеводородов и входным патрубком для выходящего потока, при этом, по меньшей мере, один элемент для распределения ионной жидкости выполнен с возможностью пропускания движущейся восходящим потоком текучей среды, по меньшей мере, через один элемент для распределения ионной жидкости и контактирования с ионной жидкостью; и линию, выполненную с возможностью пропускания ионной жидкости в разделительный сосуд выше, по меньшей мере, одного элемента для распределения ионной жидкости. Вариант осуществления данного изобретения представляет собой один, любой или все предшествующие варианты осуществления, изложенные в данном абзаце, начиная с первого варианта осуществления, описанного в данном абзаце, в которых разделительный сосуд заключает в себе вертикально ориентированный разделительный сосуд. Вариант осуществления данного изобретения представляет собой один, любой или все предшествующие варианты осуществления, изложенные в данном абзаце, начиная с первого варианта осуществления, описанного в данном абзаце, дополнительно включающие в себя насос, выполненный с возможностью пропускания потока ионной жидкости из разделительной зоны в реакционную зону. Вариант осуществления данного изобретения представляет собой один, любой или все предшествующие варианты осуществления, изложенные в данном абзаце, начиная с первого варианта осуществления, описанного в данном абзаце, в которых насос выполнен также с возможностью пропускания ионной жидкости в разделительный сосуд. Вариант осуществления данного изобретения представляет собой один, любой или все предшествующие варианты осуществления, изложенные в данном абзаце, начиная с первого варианта осуществления, описанного в данном абзаце, дополнительно включающие в себя направляющий поток отражатель, расположенный внутри разделительного сосуда и выполненный с возможностью изменения потока текучей среды в пределах разделительного сосуда. Вариант осуществления данного изобретения представляет собой один, любой или все предшествующие варианты осуществления, изложенные в данном абзаце, начиная с первого варианта осуществления, описанного в данном абзаце, в которых направляющий поток отражатель размещён вблизи входного патрубка для выходящего потока. Вариант осуществления данного изобретения представляет собой один, любой или все предшествующие варианты осуществления, изложенные в данном абзаце, начиная с первого варианта осуществления, описанного в данном абзаце, в которых разделительный сосуд включает в себя верхнюю часть с первым диаметром и нижнюю часть со вторым диаметром, который меньше первого диаметра. Вариант осуществления данного изобретения представляет собой один, любой или все предшествующие варианты осуществления, изложенные в данном абзаце, начиная с первого варианта осуществления, описанного в данном абзаце, дополнительно включающие в себя множество элементов для распределения ионной жидкости, размещённых в разделительном сосуде между выпускным патрубком для выходящего потока углеводородов и входным патрубком для выходящего потока. Вариант осуществления данного изобретения представляет собой один, любой или все предшествующие варианты осуществления, изложенные в данном абзаце, начиная с первого варианта осуществления, описанного в данном абзаце, в которых каждый из элементов для распределения ионной жидкости включает в себя тарелку, при этом каждая тарелка заключает в себе множество проточных каналов для текучей среды, движущейся восходящим потоком, и трубу с нисходящим потоком, и при этом трубы с нисходящим потоком соседних тарелок смещены по окружности относительно друг друга. Вариант осуществления данного изобретения представляет собой один, любой или все предшествующие варианты осуществления, изложенные в данном абзаце, начиная с первого варианта осуществления, описанного в данном абзаце, в которых самая верхняя тарелка выполнена с возможностью приёма ионной жидкости по линии, выполненной с возможностью пропускания ионной жидкости в разделительный сосуд.

Второй вариант осуществления данного изобретения представляет собой разделительную зону для разделения углеводородной фазы и фазы ионной жидкости, при этом разделительная зона включает в себя вертикально ориентированный разделительный сосуд, имеющий выпускной патрубок для потока ионной жидкости, выпускной патрубок для выходящего потока углеводородов и входной патрубок для выходящего потока; множество элементов для распределения ионной жидкости, размещённых в разделительном сосуде между выпускным патрубком для выходящего потока углеводородов и входным патрубком для выходящего потока, при этом каждый элемент для распределения ионной жидкости выполнен с возможностью пропускания текучей среды, движущейся восходящим потоком, по меньшей мере, через один элемент для распределения ионной жидкости и контактирования с ионной жидкостью; насос, выполненный с возможностью пропускания потока ионной жидкости из разделительной зоны в реакционную зону; и линию, выполненную с возможностью пропускания ионной жидкости из насоса обратно в вертикально ориентированный разделительный сосуд. Вариант осуществления данного изобретения представляет собой один, любой или все предшествующие варианты осуществления, изложенные в данном абзаце, начиная со второго варианта осуществления, описанного в данном абзаце, в которых ионную жидкость пропускают из линии в вертикально ориентированный разделительный сосуд в позиции выше самого верхнего элемента для распределения ионной жидкости и ниже выпускного патрубка для выходящего потока углеводородов. Вариант осуществления данного изобретения представляет собой один, любой или все предшествующие варианты осуществления, изложенные в данном абзаце, начиная со второго варианта осуществления, описанного в данном абзаце, в которых каждый элемент для распределения ионной жидкости дополнительно включает в себя трубу с нисходящим потоком. Вариант осуществления данного изобретения представляет собой один, любой или все предшествующие варианты осуществления, изложенные в данном абзаце, начиная со второго варианта осуществления, описанного в данном абзаце, в которых разделительный сосуд включает в себя верхнюю часть с первым диаметром и нижнюю часть со вторым диаметром, который меньше первого диаметра. Вариант осуществления данного изобретения представляет собой один, любой или все предшествующие варианты осуществления, изложенные в данном абзаце, начиная со второго варианта осуществления, описанного в данном абзаце, дополнительно включающие в себя направляющий поток отражатель, выполненный с возможностью изменения направления потока текучей среды внутри разделительного сосуда. Вариант осуществления данного изобретения представляет собой один, любой или все предшествующие варианты осуществления, изложенные в данном абзаце, начиная со второго варианта осуществления, описанного в данном абзаце, в которых разделительный сосуд дополнительно включает в себя коническую часть, расположенную между верхней частью и нижней частью, и при этом отражатель размещён в конической части.

Третий вариант осуществления данного изобретения представляет собой способ разделения выходящего потока, включающего катализатор в виде ионной жидкости, при этом способ включает в себя пропускание выходящего потока реактора из реакционной зоны в вертикальный разделительный сосуд, причём разделительный сосуд включает в себя верхнюю часть с первым диаметром и нижнюю часть со вторым диаметром, который меньше первого диаметра, а также коническую часть, расположенную между верхней частью и нижней частью; разделение выходящего потока реактора на фазу ионной жидкости и углеводородную фазу; пропускание первой части фазы ионной жидкости в реакционную зону; и удаление капель ионной жидкости, увлечённых в углеводородную фазу, в вертикальном разделительном сосуде путём контактирования углеводородной фазы с ионной жидкостью, размещённой в верхней части вертикального разделительного сосуда. Вариант осуществления данного изобретения представляет собой один, любой или все предшествующие варианты осуществления, изложенные в данном абзаце, начиная с третьего варианта осуществления, описанного в данном абзаце, в которых слой ионной жидкости располагается на элементе для распределения ионной жидкости в пределах верхней части вертикального разделительного сосуда. Вариант осуществления данного изобретения представляет собой один, любой или все предшествующие варианты осуществления, изложенные в данном абзаце, начиная с третьего варианта осуществления, описанного в данном абзаце, в которых вертикальный разделительный сосуд включает в себя множество элементов для распределения ионной жидкости. Вариант осуществления данного изобретения представляет собой один, любой или все предшествующие варианты осуществления, изложенные в данном абзаце, начиная с третьего варианта осуществления, описанного в данном абзаце, дополнительно включающие в себя пропускание второй части фазы ионной жидкости из нижней части вертикального разделительного сосуда в верхнюю часть вертикального разделительного сосуда.

Без дополнительной проработки предполагается, что с использованием предшествующего описания, которое может применять специалист в данной области техники, настоящее изобретение в его наиболее полной степени и с лёгкостью проявляет существенные характеристики данного изобретения для воплощения различных изменений и модификаций данного изобретения, а также адаптации его к различным вариантам применения и условиям без отступления от его существа и объёма. Следовательно, предшествующие предпочтительные конкретные варианты осуществления следует истолковывать лишь в качестве иллюстративных, а не ограничивающих остальную часть раскрытия каким бы то ни было образом, и что оно предназначено для охвата разнообразных модификаций и эквивалентных схем размещения, включённых в пределы объёма прилагаемой формулы изобретения.

Хотя в изложенном выше подробном описании настоящего изобретения представлен, по меньшей мере, один приведённый в качестве примера вариант осуществления, следует принимать во внимание, что существует большое количество вариантов. Следует также учитывать, что приведённый в качестве примера вариант осуществления или приведённые в качестве примеров варианты осуществления являются лишь примерами и не предназначены для ограничения объёма, применимости или конфигурации данного изобретения каким-либо образом. Скорее, изложенное выше подробное описание обеспечит специалистов в данной области техники удобной схемой последовательности операций для воплощения типичного варианта осуществления данного изобретения, при этом подразумевается, что можно выполнять различные изменения в функции и схеме размещения элементов, описанных в типичном варианте осуществления, без отступления от объёма данного изобретения, описанного в прилагаемой формуле изобретения и её юридических эквивалентах.

Изобретение относится к способу разделения выходящего потока, который содержит смесь углеводородов и ионной жидкости после процессов алкилирования, а также к разделительной зоне для его осуществления. Разделительная зона для разделения углеводородной фазы и фазы ионной жидкости по изобретению включает в себя вертикально ориентированный сосуд, имеющий выпускной патрубок для потока ионной жидкости, выпускной патрубок для выходящего потока углеводородов и входной патрубок для выходящего потока, а также по меньшей мере один элемент для распределения ионной жидкости, размещённый в разделительном сосуде между выпускным патрубком для выходящего потока углеводородов и входным патрубком для выходящего потока, при этом элемент для распределения ионной жидкости выполнен с возможностью пропускания движущейся восходящим потоком текучей среды, через элемент для распределения ионной жидкости и контактирования с ионной жидкостью, а также линию, выполненную с возможностью пропускания ионной жидкости в разделительный сосуд выше элемента для распределения ионной жидкости, и насос, выполненный с возможностью пропускания потока ионной жидкости из разделительной зоны в реакционную зону. Данная конфигурация разделительной зоны и способ разделения потока, содержащего смесь углеводородов и ионной жидкости, позволяет высокоэффективно разделять выходящий поток, содержащий ионную жидкость. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Разделительная зона для разделения углеводородной фазы и фазы ионной жидкости, при этом разделительная зона включает в себя:

разделительный сосуд, имеющий выпускной патрубок для потока ионной жидкости, выпускной патрубок для выходящего потока углеводородов и входной патрубок для выходящего потока;

по меньшей мере один элемент для распределения ионной жидкости, размещённый в разделительном сосуде между выпускным патрубком для выходящего потока углеводородов и входным патрубком для выходящего потока, при этом по меньшей мере один элемент для распределения ионной жидкости выполнен с возможностью пропускания движущейся восходящим потоком текучей среды по меньшей мере через один элемент для распределения ионной жидкости и контактирования с ионной жидкостью; и

линию, выполненную с возможностью пропускания ионной жидкости в разделительный сосуд выше по меньшей мере одного элемента для распределения ионной жидкости, и

насос, выполненный с возможностью пропускания потока ионной жидкости из разделительной зоны в реакционную зону, причем насос выполнен с возможностью пропускания ионной жидкости в разделительный сосуд.

2. Разделительная зона по п. 1, в которой разделительный сосуд включает в себя вертикально ориентированный разделительный сосуд.

3. Разделительная зона по п. 1 или 2, дополнительно включающая в себя:

направляющий поток отражатель, расположенный внутри разделительного сосуда и выполненный с возможностью направления изменения потока текучей среды в пределах разделительного сосуда.

4. Разделительная зона по п. 3, в которой направляющий поток отражатель размещён вблизи входного патрубка для выходящего потока.

5. Разделительная зона по п. 1 или 2, в которой разделительный сосуд включает в себя верхнюю часть с первым диаметром и нижнюю часть со вторым диаметром, который меньше первого диаметра.

6. Разделительная зона по п. 1 или 2, дополнительно включающая в себя:

множество элементов для распределения ионной жидкости, размещённых в разделительном сосуде между выпускным патрубком для выходящего потока углеводородов и входным патрубком для выходящего потока.

7. Разделительная зона по п. 6, в которой каждый из элементов для распределения ионной жидкости включает в себя тарелку, при этом каждая тарелка содержит множество проточных каналов для текучей среды, движущейся восходящим потоком, и трубу с нисходящим потоком, и при этом трубы с нисходящим потоком соседних тарелок смещены по окружности относительно друг друга.

8. Способ разделения выходящего потока, включающего катализатор в виде ионной жидкости, в котором:

пропускают выходящий поток реактора из реакционной зоны в вертикальный разделительный сосуд, при этом разделительный сосуд включает в себя верхнюю часть с первым диаметром и нижнюю часть со вторым диаметром, который меньше первого диаметра, а также коническую часть, расположенную между верхней частью и нижней частью;

разделяют выходящий поток реактора на фазу ионной жидкости и углеводородную фазу;

пропускают первую часть фазы ионной жидкости в реакционную зону;

пропускают вторую часть фазы ионной жидкости из нижней части вертикального разделительного сосуда в верхнюю часть вертикального разделительного сосуда; и

удаляют капли ионной жидкости, увлечённые в углеводородную фазу, в вертикальном разделительном сосуде путём контактирования углеводородной фазы с ионной жидкостью в верхней части вертикального разделительного сосуда.