JPH02245204A - アルキレーション法の液取扱法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一般に流体を取り扱う方法及び′８ｅに関す
る。一つの態様においては、本発明はアルキレーション
法における流体取扱に関する装置にｌＩＩする。もう一
つの態様においては、本発明は、アルキレーション法に
おいて漏洩が発生した場合に酸性物質の流失を減少させ
る方法に関する。

［従来の技術］ 石油産業において一般的に実施されＬいることではある
が、ｈオクタン自動車用燃料は触媒の存在下にイソパラ
フィンをオレフィンでアルキル化して製造する。この触
媒は、液状弗化水素酸または弗化水素（ＨＦ）であるこ
とが好ましい。このような方法は、一般にＨＦ　／’シ
ルキレ−シコン法して、あるいは単にアルキレーション
法として知られている。アルキレーション反応槽から流
出する液は、炭化水素及び酸を含有しているが、この液
は一般には縦型配置の沈降槽（セトラー）の中断位置に
流し出されるのが通常である。炭化水素相は沈降槽にお
いて酸相から分離される。炭化水素相は沈降槽の上部に
含まれ、酸相は沈降槽の下部に含まれる。従って、酸相
と炭化水素相との間の液−液界面が沈降槽内に形成され
る。本プロセスにおいて用いられる場合、液−液界面は
、沈降槽の高さ方向のある位置に存在し、沈降槽の液の
酸濃度は、反応器から沈降槽へ供給されるアルキレート
生成物の酸濃度より予め設定された量だけ高くなる。炭
化水素相は、精留にかけられ、アルキレート生成物から
低沸炭化水素を分離し、一方酸相は冷却後にアルキレー
ション反応器へと循環され、再びアルキレーションに用
いられる。酸触媒は、必要に応じて系から抜き出し生成
することも可能である。精製した酸触媒は、必要ならば
新しい酸を加えて、再びアルキレーション反応器へと循
環される。

［発明が解決しようとする：！ｆｆ１１周知であるが、
アルキレーション法の経済性を改善させる方法の一つは
、二基以上のアルル−シミン反応器を用い、アルキレー
ト生成物それぞれを共通な沈降槽へ送り、この共通沈降
槽の下部に酸触媒の共通な溜場を形成させることである
。

この場合、次に上記の共通な満場から酸触媒を抜き出し
各アルキレーション反応器へそれぞれ送り出すことにな
る。数個の反応器と共通な酸の溜場とを用いるアルキレ
ージ３ン装置は、各反応器に対する所望の炭化水素／触
媒の比率を維持しつつ装置のコストを削減するのに有効
であり、＾品質ガンリンの沸点範囲を有する液の生成を
増加するのにも有効ではあるが、このような＠置は、安
全に対しである種の懸念が生ずる。例えば、共通な酸の
溜場がある場合、反応器の一つに漏洩があると、触媒の
溜場の中味が全部流失してしまい、数個の反応器に折角
の酸触媒を供給できなくなってしまう愚れがある。

アルキレーション法に関する酸触媒液取扱装置は、触媒
無漏洩式触媒取扱装置とするように適当な考慮を払って
設計されている。しかし、より安全性を高めるには、万
一の場合に液の流失をできるだけ減少させるようにする
のが望ましい。液の流失は、液状酸触媒に＆１ｌ１９１
が発生した場合に必至である。

［課題を解決するための手段］ 本発明の態様の一つによれば、準触媒を含有する共通酸
沈降積の底部に数個の室を設けるものである。これらの
室の数は、共通の沈降槽にフルキレート生成物を供給す
る数個の反応器の数に少なくとも相当する。各反応器へ
はそれぞれ別個の酸戻しラインも備えているので、反応
器の一つ、もしくは関連する酸冷却器にｈ−漏洩があっ
ても、共通沈降槽のその反応器に関する至の酸触媒の吊
のみが高々流失する液となるに過ぎない。

本発明の態様のもう−１によれば、上記共通沈降槽は液
に関してもガス状炭化水素に関しても、より低い圧力で
操作するものであるので、反応器の漏洩から起因する漏
洩間は、もし起きた場合でも最小限に抑えられる。

本発明の好ましい実施態様においては、邪魔板を少なく
とも一枚有する共通沈降槽が提供されるが、この邪魔板
は、共通沈降槽の底部ところで水平方向は壁から壁まで
伸び、垂直方向は共通沈降槽の酸触ｔｓｗＲ相と炭化水
素液相との界面近くがあるいはそのＦまで伸びるもので
あり、沈降槽の１ζ部を２以上の室に分割し、反応器に
それぞれ送られる筈の酸触媒浦留液が相ｑｓ、壜的に混
じる合わないようにしている。共通沈降槽の底部の各室
には出口がそれぞれ設けられているが、これらは反応器
及び付属の冷却器へ酸触媒を返送するためのものである
。

酸触媒の液レベルが漏洩などで室の一つで低くなるよう
なことがあると、その上の相応して低下した炭化水素相
からの炭化水素液が、失われた酸触液を置換し、漏洩し
ていない室の酸触媒に対して液シールの役目を果たすこ
とになる。また、酸触媒よりも密度が低く沸点が高い別
の物質も、この室に注入することが可能で、この注入に
よって流失した酸触媒を蓚き換え液シールの役目を果た
すことが可能である。

本発明の好ましい態様においては、それぞれ冷却器が付
属している反応器が４基用いられる。縦型に位置してい
る沈降槽の相対する両側にライザー管壁反応器がそれぞ
れ二本配置される。一方の側に位置している二本の反応
器のフルキレート生成物流は沈降槽人口の高さの位置、
もしくはその少し上の位置で合流し、−・緒になって沈
降槽に流入する。同様に、沈降槽の反対側に位置してい
る他の二本の反応器のフルキレート生成物流も合流し、
−・緒の流れになって沈降槽に流入する。独立した流れ
を四つ設け、沈降槽からそれぞれ相当する４基のライザ
ー管壁反応器へ酸触媒を返送するが、この間それぞれ相
当りる４基の酸触媒冷ｆＪ］為を経由する。

さて、本発明の好ましい実施態様を図面を参照しながら
以下に詳細に説明する。

第１図は、本発明を実施するに好適な配列になっている
ライザー管壁反応器、沈降槽、及び冷却器の概略立面図
である。

第２図は、第１図のＩｉ！２−２から見た側立面である
。

第３図は、第１図の線３−３から見た倒立面図である。

第４図は、第１図の線４−４にて切断した断面図である
。

以下の記載においては、図面の２以上に現れる部位は、
その部位が現れる図面台々において向−の参照数字を記
して示すものとする。さて、図面、特に第１図、第２図
及び第３図を参照する。４基の縦型の管壁反応器は、本
川ｍ書においてはライザー管壁反応器と呼ぶものである
が、参照数字１０．１１．１２及び１３を記して示し、
反応器の上部は、一般に縦型位置の沈降槽１４と導管１
６゜１７．１８及び１９を介して連通している。沈降槽
１４は垂直方向に伸びる分離ゾーンを内部に形成するが
、下部、上部及び中間部に分けられる。

沈降槽１４は、重い液体と軽い液体とを含有する混合物
を分離する手段を提供する。反応器から流出するアルキ
レートは、反応器１０．１１．１２及び１３の出口から
導管１８．１７．１８及び１９を経て酸触媒とともに沈
降槽１４の下部に流入づ−る。第１〜４図には、４Ｍの
反応器を示しているが、発明を実際に行う場合には反応
器の数はどんな数でも用いることができる。

ライザー管壁反応器１０゜１１．１２及び１３の下端は
、それぞれ冷却ｆｉ２０．２１．２２及び２３と流体的
に連通している。炭化水素原料は、新鮮な補給酸と一緒
に、導管２４を経て冷ん１ｉａ２０．２１．２２及び２
３へ送られるが、この因に冷却された循環酸触媒が誘導
吸引され、炭化水素と酸触媒との■合物が形成する。こ
の炭化水素と酸触媒との混合物は、高速度で上方に分散
され、冷却器２０，２１．２２及び２３を通過してそれ
ぞれ対応するライザー管壁反応器１０．１１．１２及び
１３の入口に達する。

共通沈降槽１４の底部において、出口導管２６゜２７．
２８及び２９は、沈降槽１４から上方に伸びるものであ
るが、酸触媒液を抜き出し循１１！するために設けられ
ている。導管２６，２７．２８及び２９の下端は、それ
ぞれ対応する同情３ｏ、３１．３２及び３３を介して、
冷に１器２０．２１゜２２及び２３に接続している。沈
降槽１４の高さ方向の中段には、分離された炭化水素液
生成物を抜き出すために出口導管３４が設けられている
。

［作用］ 運転にあたっては、低沸オレフィン、例えばブチレンの
ようなアルキル化剤と低沸イソパラフィン、例えばイソ
ブチレンのような被アルキル化炭化水素との混合物から
成る炭化水素混合物原料液を、新鮮な補給酸触媒と一緒
に、導管２４へ導入する、Ｌの炭化水素混合物原料は、
冷却器２０゜２１．２２及び２３のシェル側にて高速で
分散される。このシェル側には冷却された酸触媒が含ま
れているので、沈降槽１４から沈降した酸３８と炭化水
素原料液に分散された新鮮な補給酸触媒との間の密度差
によって炭化水素混合物原料液へ酸触媒が導入される循
環流が引き起こされることになる。このようにして、酸
触媒は炭化水素混合物原料液の高速流作用によって誘導
吸引される。炭化水素混合物原料液と冷却された循ＩＩ
Ｉ酸触媒液とは並流状態で反応器１０．１１．１２及び
１３を通過し、よりへ分子の炭化水素物質、つまり技術
に周知の高オクタン価アルキレートが生成する。

反応流出物は、アルキレート（つまり炭化水素生成物）
、触媒及び未反応炭化水素を含むものであるが、これは
反応器１０．１１．１２及び１３から導管１６．１７．
１８及び１９を介して沈降槽１４へと流入する。ｖｃ降
槽１４の中では、反応器１０．１１．１２及び１３から
の流出物は下層液の酸相と上層液の炭化水素相とに分離
する。しかし、本発明によれば、第１図に示すように、
沈降槽１４を気液両相で運転するのが好ましい。

液−液界面は、沈降槽１４の位置３６に形成される。界
面は、下の重い酸の相３８と上の軽い炭化水素の逝の間
の面に生ずる。本プロセスにおいて用いられる場合、界
面３６は、沈降槽１４の室の高さ方向の一つの位置に存
在し、沈降槽１４の下部に沈降した液のＷｉ濃度は、共
通沈降Ｗ４１４へ導管１７及び１９を経て供給される反
応流出液中の酸濃度に等しいか、あるいはこれより予め
設定された量だけ高いものである。

第４図に最も明快に示しであるように、共通沈降槽１４
の下部には、邪魔板５０及び５２が設けられており、こ
の邪魔板によって槽１４の下部は、４つの室５４．５６
．５８及び６０に分割される。

第１．２及び３図に最も明快に示しであるように、邪魔
板５０及び５２は沈降槽１４の底から上に伸びて、少な
くとも界面位Ｗ１３６の極く近くまで達している。従っ
て、沈降槽１４の一方の側にある一対のライザー置型反
応器から沈降槽１４へ供給され酸触媒は、沈降槽１４の
壁面に沿って大部分下降し、それぞれ一対のライザー置
型反応器へ大部分は戻ることになる。

図に示されるようなアルキレーション装置は、界面３６
の位置が室５４，５６．５８及び６０によって異なるよ
うに運転することも＋４能である。

従って邪魔板５０及び５２は、１室の界面位置の極く近
くまで伸ばし、一方隣接する室の界面より相当上にまで
伸ばすということも可能である。つまりは、邪魔板５０
及び５２はどｌυな＾さでもよく、所望ならば、炭化水
素沈降ゾーン４０にまで十分に高く伸びてもよい。邪魔
板５０及び５２が満たさなければならないことは、室５
４．５６゜５８及び６０に沈２降槽１４の下部にある酸
触媒が実質的にすべて含まれるような十分な高さを確保
することである。

酸触媒が、室５４，５６．５８及び６０からそれぞれ出
口６２．６４．６６及び６８を経て広き出されるのは、
第４図に示す通りであるが、この出口は共通沈Ｒ槽１４
の底部に設けられ、それぞれ導管２８．２６．２７及び
２９と流体的に連通して繋がっているので、酸触媒は冷
ｕ１器及び相互に結合する導管を経てライザー置型反応
器へ搬送される。

本発明は特定の反応条件や反応物に支配されない。これ
らの条件や物質は従来的であり、当業考に既知であるか
らである。しかし、前述したように、共通沈降１１４を
満液にいたらない状態で、しかも低圧で運転することが
望ましい。万一の破損の場合にも漏洩速度が最小限に押
えられるからである。

記述の簡潔を旨とするため、ポンプ、付加的に設けられ
る供給管や熱交換器、測定及び制＊１＋機鼎などの従来
的補助的機器は、本発明の説明に重要な役割を果たすも
のでないから、上記の説明の中には含めていない。

本発明は、沈降槽に重い液を含有しているものに広く適
用される。本発明については、前述の説明や特許請求の
範囲を考慮することによって各種の変形、例えば酸触媒
の保持のために室を追加す４゜ るなどが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するに好適な配列になっている
ライザー置型反応器、沈降槽、及び冷却各の概略立面図
である。 第２図は、第１図の線２−２から見た倒立面図である。 第３図は、第１図の線３−３から見た倒立面図である。 第４図は、第１図の［１４−４にて切断した断面図であ
る。 １０．１１．１２．１３・・・ライザー型反応器、１４
・・・沈降槽、１６．１？、１８．１９，２４゜２６．
２７．２８．２９．３０．３１．３２゜３３、・・・導
管、２０，２１，２２．２３・・・冷却為、３６・・・
液−液界面、３８・・・重い酸の相、４０・・・軽い炭
化水素の相、５０．５２・・・邪魔板、５４．５８．５
８．６０・・・出口。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）重い液と軽い液とを含む混合物を分離するために
   下部、中間部及び上部から成る分離ゾーンを定義する槽
   （１４）及び 前記分離ゾーンへ重い液と軽い液とを含む混合物を導入
   させる手段（１６〜１９）を包含するものであつて、前
   記分離ゾーンに液−液界面（３６）を形成し、前記界面
   は前記重い液と前記軽い液との間に発生し、しかも前記
   重い液は前記分離ゾーンの前記下部に収められる液分離
   装置において、前記分離ゾーンの前記下部を複数の室（
   ５４、５６、５８、６０）に分割し、前記重い液の少な
   くとも大部分を収めるために前記槽内に配設された手段
   （５０、５２）を包含し、前記複数の室の各個室から前
   記重い液の流失を起こすような漏洩があつても前記複数
   の室の残りの無事な室からは前記重い液の流失が起こり
   得ないようにすることを特徴とする液分離装置。
2. （２）分割する前記手段（５０、５２）が、前記分離ゾ
   ーンの前記下部の底から前記分離ゾーンの前記中間部ま
   で上方に伸びた邪魔板を包含することを特徴とする請求
   項（１）記載の装置。
3. （３）分割する前記手段（５０、５２）が、前記分離ゾ
   ーンの前記下部の底から前記界面の極く近くまで上方に
   伸びた邪魔板を包含することを特徴とする請求項（１）
   記載の装置。
4. （４）前記重い液が弗化水素液触媒を包含し、前記軽い
   液が炭化水素液生成物を包含するもので、更に前記混合
   物を前記分離ゾーンへ導入する前記手段が、弗化水素触
   媒の存在下にイソパラフィンでオレフィンをアルキル化
   する反応器手段（１０〜１３）、及び弗化水素液触媒と
   炭化水素液生成物を包含する反応流出物を前記反応手段
   から前記分離手段へと流出させる手段（１６〜１９）を
   包含することを特徴とする前記請求項のいずれかに記載
   の装置。
5. （５）それぞれ流出させる手段を伴つた複数の反応器手
   段があることを特徴とする請求項（４）記載の装置。
6. （６）前記複数の室の各々から弗化水素液触媒を抜き出
   すための前記複数の室の各々に関連する手段（２６〜２
   ９）、及び前記複数の室の各々から抜き出した弗化水素
   液触媒を前記反応器手段（１０〜１３）の対応する１基
   に循環する手段（３０〜３３）を包含することを特徴と
   する請求項（５）記載の装置。
7. （７）万一漏洩があって、下部、中間部及び上部から成
   る分離ゾーンの前記下部から液体が流失する場合、前記
   分離ゾーンの前記下部からの液体の流出を減少させる方
   法であって、その方法が、前記分離ゾーンにおいて重い
   液と軽い液とを含む混合物を自然に分離させ、前記重い
   液と前記軽い液との間の前記分離ゾーンに液−液界面を
   形成させることを包含する方法において、 前記分離ゾーンの前記下部を複数の室に分割し、前記重
   い液の少なくとも大部分を含有させ、前記複数の室の各
   個室から前記重い液の流失を起こすような漏洩があつて
   も前記複数の室の残りの無事な室からは前記重い液の流
   失が起こり得ないようにすることを特徴とする液体流失
   減少方法。
8. （８）前記下部が邪魔板を設置することによって分割さ
   れ、前記邪魔板が、前記分離ゾーンの前記下部の底から
   前記液−液界面の極く近くの位置まで上方に伸びている
   ことを特徴とする請求項７記載の方法。
9. （９）前記下部が邪魔板を設置することによつて分割さ
   れ、前記邪魔板が、前記分離ゾーンの前記下部の底から
   前記分離ゾーンの前記中間部へ上方に伸びていることを
   特徴とする請求項７記載の方法。
10. （１０）前記重い液が弗化水素液触媒を包含し、前記軽
    い液が炭化水素液生成物を包含することを特徴とする請
    求項７〜９のいずれかに記載の方法。
11. （１１）弗化水素触媒の存在下にイソパラフィンでオレ
    フィンをアルキル化するアルキレーション法を行う際の
    安全性を向上させるために、前記アルキレーション法に
    おいて複数の反応器、これらに一連する冷却器、及び共
    通の沈降槽が用いられ、前記槽は分離ゾーンを定義し、
    酸触媒液と炭化水素液生成物との混合物が前記複数の反
    応器に生成し、更に混合物は前記共通沈降槽で分離され
    、この分離工程は、前記複数の反応器にて生成した酸触
    媒液と炭化水素液生成物との混合物を前記分離ゾーンへ
    導入することを包含し、かくして液−液界面が前記酸触
    媒液と前記炭化水素液生成物との間の高さの位置の分離
    ゾーンに形成し、前記酸触媒液の大部分が前記分離ゾー
    ンの前記下部の前記複数の室に収められ、満液に至らな
    いように前記共通沈降槽を運転し、前記分離ゾーンの前
    記上部に炭化水素の気相部を形成させることを特徴とす
    る請求項１０記載の方法。
12. （１２）複数のアルキレーション反応器において酸触媒
    液／炭化水素液生成物の所望の比を維持するために必要
    な酸触媒液の量が、前記複数のアルキレーション反応器
    に結合して運転される共通沈降槽の下部に収められてい
    るアルキレーション法において、 前記共通沈降槽の下部を複数の室に分割し、ここに所望
    の量の酸触媒液を収め、複数のアルキレーション反応器
    の一つから酸触媒液の流失に至る漏洩が起こっても、前
    記複数のアルキレーション反応器の一つに収められてい
    る酸触媒液の量のみが高々流失し、前記複数の室の他の
    どの室の酸触媒液にも影響を与えないようにすることを
    特徴とするアルキレーション法。
13. （１３）満液に至らないように前記共通沈降槽を運転し
    、前記分離ゾーンの前記上部に炭化水素の気相部を形成
    させることを特徴とする請求項１２記載の方法。