一種分離烷基化反應(yīng)產(chǎn)物中離子液體的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于石油化工領(lǐng)域，具體涉及一種分離烷基化反應(yīng)產(chǎn)物中離子液體的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展和人類對環(huán)境保護(hù)的日益重視，世界各國對無鉛高辛烷值、低芳烴和烯烴含量的汽油的需求量快速增加。目前，在汽油中加入烷基化油劑成為維持汽油高辛烷值和低蒸氣壓的一種有效方法。
[0003]在烷基化油劑的工業(yè)生產(chǎn)過程中，烷烴和烯烴烷基化工藝所采用的催化劑主要為濃硫酸或氫氟酸等強(qiáng)酸液體，這些強(qiáng)酸液體具有腐蝕性強(qiáng)、生產(chǎn)操作困難、反應(yīng)產(chǎn)物后處理工藝復(fù)雜等問題，同時還存在嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。
[0004]離子液體作為一類新型的化合物體系，具有環(huán)境友好、腐蝕性低、毒性小、酸性與物理化學(xué)性質(zhì)可調(diào)以及易與產(chǎn)品分離、循環(huán)利用高等特點(diǎn)，這使其可能成為一類理想的用以替代濃硫酸和氫氟酸等液體強(qiáng)酸的新型催化材料來催化C4烷基化反應(yīng)。由于離子液體作為催化劑所表現(xiàn)出的諸多方面的優(yōu)勢，近年來，有關(guān)離子液體作為催化劑制備烷基化油劑的應(yīng)用研究越來越多。
[0005]例如，美國專利US7285698、中國專利 CN1500764A、CN1432627A、CN102108306A、CN1907924A、CN101619010A等均分別公開了多種以離子液體為催化劑的烷基化反應(yīng)工藝，其中某些工藝制備的烷基化油劑產(chǎn)品的收率可以達(dá)到烯烴進(jìn)料的170-180%，烷基化油劑中C8所占比例可以達(dá)到60-80%，RON (研究法辛烷值)可以達(dá)到93-98。
[0006]盡管以離子液體作為催化劑制備烷基化油劑具有上述優(yōu)勢，然而同時也存在著劑油比高、離子液體循環(huán)量大、離子液體價格高等缺陷。目前，普遍采用傳統(tǒng)的重力沉降方式對烷基化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離，然而該方式存在分離系統(tǒng)內(nèi)離子液體藏量大、分離精度低、設(shè)備投資大、運(yùn)行成本高等諸多問題，從而制約了以離子液體制備烷基化油劑工藝技術(shù)的發(fā)展。因此，開發(fā)一種具有較高的分離精度并且能夠降低設(shè)備投資、減少系統(tǒng)內(nèi)離子液體藏量的烷基化反應(yīng)產(chǎn)物的分離系統(tǒng)，成為上述烷基化工藝技術(shù)工業(yè)化的關(guān)鍵。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型提供一種分離烷基化反應(yīng)產(chǎn)物中離子液體的系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的燒基化油劑分尚系統(tǒng)設(shè)備投資大、分尚系統(tǒng)內(nèi)尚子液體藏量大、系統(tǒng)運(yùn)行成本尚、分尚精度低等技術(shù)缺陷。
[0008]本實(shí)用新型提供一種分離烷基化反應(yīng)產(chǎn)物中離子液體的系統(tǒng)，包括至少一級液-液旋流分離器、至少一級緩沖罐和至少一級固-液旋流分離器，其中，
[0009]所述液-液旋流分離器具有進(jìn)液口、頂流口和底流口 ；
[0010]所述緩沖罐具有進(jìn)口、上部出口和下部出口，所述緩沖罐的進(jìn)口與所述液-液旋流分離器的底流口連接；
[0011]所述固-液旋流分離器具有進(jìn)液口、溢流口和濃液口，所述固-液旋流分離器的進(jìn)液口與所述緩沖罐的下部出口連接。
[0012]在本實(shí)用新型中，烷基化反應(yīng)指的是有機(jī)化合物分子中連在碳、氧和氮上的氫原子被烷基所取代的反應(yīng)；烷基化反應(yīng)產(chǎn)物指的是以離子液體作為催化劑進(jìn)行烷基化反應(yīng)所制備得到的反應(yīng)產(chǎn)物，其中包括烷基化反應(yīng)所生成的產(chǎn)物(即烷基化油劑)、不參與烷基化反應(yīng)的催化劑(即離子液體)以及一些固態(tài)雜質(zhì)。
[0013]本實(shí)用新型利用所述液-液旋流分離器分離烷基化反應(yīng)產(chǎn)物中的烷基化油劑和離子液體，分離后可以得到以烷基化油劑為主的頂流和含有離子液體及固態(tài)雜質(zhì)的底流。本實(shí)用新型利用固-液旋流分離器分離離子液體和固態(tài)雜質(zhì)，分離后可以得到含有離子液體的溢流和含有固態(tài)雜質(zhì)的濃液。本實(shí)用新型還通過所述緩沖罐分離離子液體中的固態(tài)雜質(zhì)，從而形成相對澄清的離子液體，該澄清的離子液體可直接從系統(tǒng)中分離排出，從而可以大大降低系統(tǒng)內(nèi)的尚子液體藏量。
[0014]在本實(shí)用新型中，所述液-液旋流分離器和固-液旋流分離器可以為本領(lǐng)域常規(guī)的旋流分離器，例如可以為單管式旋流分離器或由多個旋流管組成的多管式旋流分離器。
[0015]在一實(shí)施方式中，本實(shí)用新型所述的系統(tǒng)可以設(shè)有兩級所述液-液旋流分離器，其中，
[0016]第一級液-液旋流分離器的底流口與所述緩沖器的進(jìn)口連接；
[0017]第二級液-液旋流分離器的進(jìn)液口與所述第一級液-液旋流分離器的頂流口連接。
[0018]設(shè)置上述兩級液-液旋流分離器有利于使烷基化油劑粗品中的離子液體含量降至較低水平。具體地，經(jīng)上述第一級液-液旋流分離器分離后，烷基化油劑與離子液體的分離率可達(dá)85-90% ;經(jīng)上述第二級液-液旋流分離器分離后，烷基化油劑粗品中離子液體的質(zhì)量含量可降低至1%以下。
[0019]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述的系統(tǒng)可以設(shè)有兩級所述緩沖罐，其中，
[0020]第一級緩沖罐的進(jìn)口與所述第一級液-液旋流分離器的底流口連接，第一級緩沖罐的下部出口與所述固-液旋流分離器的進(jìn)液口連接；
[0021]第二級緩沖罐的進(jìn)口與所述第二級液-液旋流分離器的底流口連接。
[0022]進(jìn)一步地，所述固-液旋流分離器的頂流口還可與所述第一級緩沖罐的進(jìn)口連接。
[0023]本實(shí)用新型所述的系統(tǒng)還可以設(shè)有預(yù)混罐，所述預(yù)混罐具有進(jìn)口和出口，所述固-液旋流分離器的濃液口與所述預(yù)混罐的進(jìn)口連接。
[0024]在一實(shí)施方式中，本實(shí)用新型所述的系統(tǒng)可以設(shè)有一級所述固-液旋流分離器。該方式適于所述固-液旋流分離器所形成的濃液中固態(tài)殘渣含量低于4%的情形，此時所述固-液旋流分離器所形成的濃液中的固態(tài)殘渣對整個系統(tǒng)的分離效果影響較小，因此無需設(shè)置下一級固-液旋流分離器。
[0025]在另一實(shí)施方式中，本實(shí)用新型所述的系統(tǒng)還可以設(shè)有兩級所述固-液旋流分離器，其中，
[0026]第一級固-液旋流分離器的進(jìn)液口與所述緩沖罐的下部出口連接，第一級固-液旋流分離器的濃液口與所述預(yù)混罐的進(jìn)口連接；
[0027]第二級固-液旋流分離器的進(jìn)液口與所述預(yù)混罐的出口連接。
[0028]該方式適用于第一級固-液旋流分離器所形成的濃液中固態(tài)殘渣含量大于5%的情形，此時設(shè)置第二級固-液旋流分離器有利于降低離子液體中固態(tài)殘渣的含量，從而保證循環(huán)利用的離子液體的質(zhì)量。
[0029]本實(shí)用新型所述的系統(tǒng)還可以設(shè)有再生罐，所述再生罐與所述第二級固-液旋流分離器的溢流口連接。該再生罐可用于離子液體的再生。
[0030]進(jìn)一步地，所述再生罐還可以與所述預(yù)混罐的出口連接。在該方式下，所述預(yù)混罐中形成的混合物一部分流入第二級固-液旋流分離器進(jìn)行固液分離，另一部分則直接流入再生罐。
[0031]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述的系統(tǒng)還設(shè)有固液分離裝置，所述固液分離裝置與所述第二級固-液旋流分離器的濃液口連接。根據(jù)該固液分離裝置的處理能力可以確定從預(yù)混罐中流入第二級固-液旋流分離器的混合物的流量。
[0032]本實(shí)用新型還提供一種制備烷基化反應(yīng)產(chǎn)物的系統(tǒng)，包括烷基化反應(yīng)器和上述任一所述的系統(tǒng)，所述緩沖罐的上部出口與所述烷基化反應(yīng)器連接，所述固-液旋流分離器的溢流口與所述烷基化反應(yīng)器連接。
[0033]在本實(shí)用新型中，所述烷基化反應(yīng)器可以為本領(lǐng)域常規(guī)用于進(jìn)行烷基化反應(yīng)的反應(yīng)器。進(jìn)一