JPH0560963B2 - - Google Patents

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装置
に関する。一つの態様においては、本発明はアル
キレーシヨン法における流体取扱に関する装置に
関する。もう一つの態様においては、本発明は、
アルキレーシヨ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ていること
ではあるが、高オクタン自動車用燃料は触媒の存
在下にインパラフインをオレフインでアルキル化
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アルキレーシヨン法と
して、あるいは単にアルキレーシヨン法として知
られている。アルキレーシヨ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。従つて、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ヨン反応器へと循環
され、再びアルキレーシヨンに用いられる。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、再びアルキレーシヨン反応器へ
と循環される。

［発明が解決しようとする課題］ 周知であるが、アルキレーシヨン法の経済性を
改善させる方法の一つは、二基以上のアルキレー
シヨン反応器を用い、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、次に上記の共通な溜場から酸触媒を抜
き出し各アルキレーシヨ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シヨン装置は、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、高品質
ガソ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、このような装置は、安全
に対して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つて
しまう恐れがある。

アルキレーシヨ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
な考慮を払つて設計されている。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、液状酸触媒に漏洩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、酸触媒を含有す
る共通酸沈降槽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、共通の沈降槽にアルキ
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万一漏洩があつても、
共通沈降槽のその反応器に関する室の酸触媒の量
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一つによれば、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量は、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
槽の酸触媒液相と炭化水素液相との界面近くかあ
るいはその上まで伸びるものであり、沈降槽の下
部を２以上の室に分割し、反応器にそれぞれ送ら
れる筈の酸触媒滞留液が相互に量的に混じる合わ
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
触媒を置換し、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、この注入によつて
流失した酸触媒を置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
ー管型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アルキレート生
成物流は沈降槽入口の高さの位置、もしくはその
少し上の位置で合流し、一緒になつて沈降槽に流
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アルキレート生成物流も合流
し、一緒の流れになつ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基のライザー管型反応器へ酸触媒を返送する
が、この間それぞれ相当する４基の酸触媒冷却器
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
つているライザー管型反応器、沈降槽、及び冷却
器の概略立面図である。

第２図は、第１図の線２−２から見た側立面で
ある。

第３図は、第１図の線３−３から見た側立面図
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各々において同一
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基の縦型の管型反応器は、本明細書においては
ライザー管型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
１６，１７，１８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１０，１
１，１２及び１３の出口から導管１６，１７，１
８及び１９を経て酸触媒とともに沈降槽１４の下
部に流入する。第１〜４図には、４基の反応器を
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。

ライザー管型反応器１０，１１，１２及び１３
の下端は、それぞれ冷却器２０，２１，２２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を経て冷却器２
０，２１，２２及び２３へ送られるが、この間に
冷却された循環酸触媒が誘導吸引され、炭化水素
と酸触媒との混合物が形成する。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型反応器１０，１１，１
２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２
６，２７，２８及び２９は、沈降槽１４から下方
に伸びるものであるが、酸触媒液を抜き出し循環
するために設けられている。導管２６，２７，２
８及び２９の下端は、それぞれ対応する同管３
０，３１，３２及び３３を介して、冷却器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］ 運転にあたつては、低沸オレフイン、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イ
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。この炭化水素混合物原料は、冷却器２０，
２１，２２及び２３のシエル側にて高速で分散さ
れる。このシエ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
の間の密着差によつ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つては誘導吸引される。
炭化水素混合物原料液と冷却された循環酸触媒液
とは並流状態で反応器１０，１１，１２及び１３
を通過し、より高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。沈降槽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
化水素の相４０との間の面に生ずる。本プロセス
において用いられる場合、界面３６は、沈降槽１
４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酸濃度は、共通沈降槽
１４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てあるように、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、この邪魔板によつて槽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てある
ように、邪魔板５０及び５２は沈降槽１４の底か
ら上に伸びて、少なくとも界面位置３６の極く近
くまで達している。従つて、沈降槽１４の一方の
側にある一対のライザー管型反応器から沈降槽１
４へ供給され酸触媒は、沈降槽１４の壁面に沿つ
て大部分下降し、それぞれ一対のライザー管型反
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ヨン装置は、
界面３６の位置が室５４，５６，５８及び６０に
よつて異なるように運転することも可能である。
従つて邪魔板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はどんな高さでもよ
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５４，５６，
５８及び６０に沈降槽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を経て抜き
出されるのは、第４図に示す通りであるが、この
出口は共通沈降槽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
して繋がつているので、酸触媒は冷却器及び相互
に結合する導管を経てライザー管型反応器へ搬送
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、当業者
に既知であるからである。しかし、前述したよう
に、共通沈降槽１４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、測定及び制御機器
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つて各種
の変形、例えば酸触媒の保持のために室を追加す
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
つているライザー管型反応器、沈降槽、及び冷却
器の概略立面図である。第２図は、第１図の線２
−２から見た側立面である。第３図は、第１図の
線３−３から見た側立面図である。第４図は、第
１図の線４−４にて切断した断面図である。 １０，１１，１２，１３……ライザー型反応
器、１４……沈降槽、１６，１７，１８，１９，
２４，２６，２７，２８，２９，３０，３１，３
２，３３，……導管、２０，２１，２２，２３…
…冷却器、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、５４，５６，５８，６０……出口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   有する槽１４及び 前記分離ゾーンへ重い液と軽い液とを含む混合
   物を導入する手段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、 前記分離ゾーンの下部を複数の室５４，５６，
   ５８，６０に分割するために前記槽内に配設され
   た手段５０，５２を有し、該複数の室に重い液の
   少なくとも大部分を収め、前記手段は重い液を収
   めた複数の室の間の重い液の相互の混合を防ぎ、
   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
   無事を室からは前記重い液の流失が起こり得ない
   ようにしたことを特徴とする液分離装置。 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 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 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ンパラフインで
   オレフインをアルキル化する反応器手段１０〜１
   ３、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 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 前記複数の室の各々から弗化水素液触媒抜き
   出すための前記複数の室の各々に関連する手段２
   ６〜２９、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 万一漏洩があつて、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つて、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重い液の少なくと
   も大部分を収める複数の室に分割して重い液を収
   めた複数の室の間の重い液の相互の混合を防ぎ、
   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 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 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 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 弗化水素触媒の存在下にインパラフインで
   オレフインをアルキル化するアルキレーシヨン法
   を行う際の安全性を向上させるために、前記アル
   キレーシヨン法において複数の反応器、これらに
   関連する冷却器、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 複数のアルキレーシヨ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
   レーシヨ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ヨン法に
   おいて、 前記共通沈降槽の下部を所望の量の酸触媒液を
   収める複数の室に分割して酸触媒液を収めた複数
   の室の間の酸触媒液の混合を防ぎ、複数のアルキ
   レーシヨン反応器の一つから酸触媒液の流失に至
   る漏洩が起こつても、前記複数のアルキレーシヨ
   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ヨン法。 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。