RU96104331A

RU96104331A - Процесс алкилирования олефинов и устройство для осуществления этого и других процессов

Info

Publication number: RU96104331A
Application number: RU96104331/25A
Authority: RU
Inventors: Г.Г. Алексанян; Н.Б. Либрович; Ю.А. Прочухан
Original assignee: Оргрэл Интернэшнл Текнолоджиз Корпорейшн
Priority date: 1993-08-03
Filing date: 1994-07-25
Publication date: 1998-06-10

Claims

1. Процесс сернокислотного алкилирования по крайней мере одного олефина и по крайней мере одного изопарафина, отличающийся тем, что состоит из следующих стадий:
а) подают серную кислоту в зону приготовления эмульсии;
б) впрыскивают указанный по крайней мере один изопарафин через систему форсунок в указанную зону приготовления эмульсии таким способом, чтобы без каких-либо импеллеров или иных перемешивающих приспособлений приготовить однородную эмульсию указанного по крайней мере одного изопарафина с указанной серной кислотой,
в) впрыскивают указанный, по крайней мере один олефин в указанную приготовленную эмульсию в реакционную зону, отделенную от указанной зоны приготовления эмульсии, с целью формирования реакционной смеси;
г) указанная реакционная смесь реагирует внутри указанной реакционной зоны;
д) отводят прореагировавшую смесь из указанной реакционной зоны.

2. Процесс по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно состоит из следующих стадий:
е) контролируют стадии (а) и (б) таким образом, чтобы эмульсия двигалась внутри зоны приготовления эмульсии со скоростью потока 0,2 - 2,0 м/с;
ж) контролируют стадию (в) таким образом, чтобы реакционная смесь, сформированная после впрыска указанного по крайней мере одного олефина двигалась внутри реакционной зоны со скоростью потока 0,04 - 0,27 м/с.

3. Процесс по п. 2, отличающийся тем, что в стадии (в) указанный по крайней мере один олефин впрыскивают через множество точек подачи в направлении, перпендикулярном потоку указанной эмульсии.

4. Процесс по п. 3, отличающийся тем, что состоит из следующих дополнительных стадий:
з) контролируют стадию (а) таким образом, чтобы объемное соотношение серной кислоты и углеводородов, присутствующих в реакционной зоне, находилось в пределах от 0,3 до 0,5 : 1;
и) одновременно контролируют стадию (б) и стадию (в) таким образом, чтобы объемное соотношение указанного по крайней мере одного изопарафина и указанного по крайней мере одного олефина было выше 2 : 1.

5. Процесс по п. 4, отличающийся тем, что в стадии (а) указанный по крайней мере один изопарафин является изобутаном, где такой изобутан подается при (-10) - 5°С, а указанная серная кислота подается при 5 - 20°С; в стадии (в) указанный, по крайней мере один олефин впрыскивается при (-10) - 5°С; в указанных зоне приготовления эмульсии и реакционной зоне поддерживалось давление между 1 и 7,5 избыточной атмосферы.

6. Процесс по п. 4, отличающийся тем, что состоит из следующей дополнительной стадии:
к) измеряют функции кислотности H₀ серной кислоты как внутри зоны приготовления эмульсии, так и внутри реакционной зоны;
л) контролируют качество серной кислоты, подаваемой в стадии (а), а также температуры и давления серной кислоты, по крайней мере одного изопарафина и по крайней мере одного олефина, подаваемых или впрыскиваемых в стадии (а), (б) и (в), таким образом, чтобы указанная функция кислотности H₀ находилась в пределах от -10,6 до -9,5.

7. Процесс по п. 5, отличающийся тем, что состоит из следующей дополнительной стадии:
м) измеряют концентрацию недиссоциированных молекул серной кислоты внутри как зоны приготовления эмульсии, так и реакционной зоны;
н) контролируют качество серной кислоты, подаваемой в стадии (а), а также температуры и давления серной кислоты, по крайней мере одного изопарафина и по крайней мере одного олефина, подаваемых или впрыскиваемых в стадии (а), (б) и (в), таким образом, чтобы указанная концентрация находилась в пределах от 6,8 до 16,9 г • моль/л.

8. Процесс по п. 7, отличающийся тем, что в стадии (а) указанный по крайней мере один изопарафин является изобутаном, где такой изобутан подается при (-10) - 5^oС, а указанная серная кислота подается при 5 - 20°С; в стадии (в) указанный по крайней мере один олефин подается при (-10) - 5°С; и в указанных зоне приготовления эмульсии и реакционной зоне давление поддерживается в пределах от 1 до 7,5 избыточной атмосферы.

9. Устройство для перемешивания и реагирования по крайней мере двух жидких компонентов, включающее
а) емкость для приготовления эмульсии, в основном цилиндрической формы по продольной оси, имеющей длину l₁ и D₁, где такая емкость имеет с одного конца расположенный в центре под определенным углом выход диаметром D₆, который меньше диаметра D₁;
б) приспособление для впрыска в указанную емкость первого из указанных перемешивающихся и реагирующих компонентов, где такое приспособление для впрыскивания представляет собой систему установленных по оси форсунок длиной l₂, со средним диаметром D₂, расположенных внутри указанной емкости напротив указанного выхода;
в) приспособление для перпендикулярной подачи в емкость второго из указанных перемешивающихся и реагирующих компонентов; и
г) реактор, в основном цилиндрической формы, расположенный по продольной оси в одном направлении с осью емкости, имеющего длину l₅ и диаметр D₄, который больше диаметра D₁, где такой реактор имеет вход диаметром D₆ и длиной l₄, расположенный по центру по продольной оси в одном конце реактора и соединенный с выходом емкости, и имеет в противоположном конце выход, расположенный по центру по продольной оси.

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что указанное приспособление для впрыска включает следующие элементы: перфорированная пластина, установленная в поперечнике входа в указанную емкость и расположенная по потоку выше указанного приспособления для подачи (в), от которой идут указанные форсунки в направлении выхода из указанной емкости, и отверстие первого патрубка в указанную емкость, расположенное выше по потоку от указанной перфорированной пластины, через которое указанный первый компонент подается в емкость.

11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что указанное приспособление для подачи включает следующие элементы: распределительная камера в форме рукава, окружающего емкость, где такая распределительная камера соединена с емкостью кольцеобразным радиальным отверстием, расположенным внутри указанной емкости вблизи указанной перфорированной пластины ниже по потоку, и отверстие второго патрубка для подачи второго компонента, диаметром D₃, входящее в указанную распределительную камеру, находящееся на расстоянии l₃ от указанного радиального отверстия.

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что приспособление (д) для радиальной подачи в реактор третьего из указанных перемешивающихся и реагирующих компонентов содержит патрубок подачи диаметром D₅, расположенный в центре и по оси по длине l₆ внутри указанного реактора, причем патрубок имеет вход за пределами реактора, через который подается указанный третий компонент, этот патрубок имеет закрытый конец, заканчивающийся на коротком расстоянии l₇ от входа в реактор, а также множество радиальных отверстий диаметром d₆, расположенных по окружности, вдоль его длины.

13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что закрытый конец указанного патрубка подачи имеет конусообразную форму под углом 45 - 60° по отношению к входу в указанный реактор.

14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что
соотношение D₁/D₂ находится в пределах от 9,5 : 1 до 24 : 1;
соотношение D₁/D₆ находится в пределах от 2 : 1 до 2,3 : 1;
соотношение D₁/D₄ находится в пределах от 1 : 2 до 1 : 4;
соотношение D₄/D₅ находится в пределах от 8 : 1 до 16 : 1;
соотношение l₁/l₂ находится в пределах от 3,3 : 1 до 5 : 1;
соотношение l₁/l₅ находится в пределах от 1 : 2 до 1 : 3;
соотношение l₅/l₆ находится в пределах от 1,1 : 1 до 1,3 : 1;
соотношение l₇ находится в пределах от 2 до 6 диаметров D₅;
соотношение d₆/D₅ находится в пределах от 1 : 6 до 1 : 10.

15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что соотношение l₃/D₃ находится в пределах от 2 : 1 до 1 : 1
16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что расстояние между выходом емкости и входом реактора выбрано таким образом, чтобы соотношение l₁/l₄ находилось в пределах от 1,1 : 1 до 2,1 : 1.

17. Устройство по п. 16, отличающееся тем, что сумма поперечных площадей форсунок равна площади в поперечнике второго патрубка.

18. Устройство по п. 17, отличающееся тем, что форсунки отстоят друг от друга на расстоянии, меньшем чем их диаметр D₂, помноженный на 2.

19. Процесс сернокислотного алкилирования по крайней мере одного олефина и по крайней мере одного изопарафина, отличающийся тем, что состоит из следующих стадий:
а) подают серную кислоту в устройство по п. 18 через второй патрубок устройства и впрыскивают указанный по крайней мере один изопарафин через первый патрубок и форсунки указанного устройства с целью приготовления однородной эмульсии, двигающейся внутри емкости для приготовления эмульсии со скоростью потока 0,2 - 2 м/с;
б) впрыскивают указанный по крайней мере один олефин в эмульсию через патрубок подачи в реакторе указанного устройства с целью формирования реакционной смеси, двигающейся внутри реактора но скоростью потока 0,04 - 0,27 м/с;
в) реагирование указанной реакционной смеси;
г) вывод прореагировавшей смеси.