作為精煉廠中處理C4組分的重要工藝之一,異丁烷烷基化工藝生產(chǎn)的烷基化油屬于環(huán)境友好的清潔型燃料。硫酸法烷基化工藝是目前以及未來一段時間內(nèi)生產(chǎn)烷基化油的主導工藝之一。傳統(tǒng)硫酸法工藝存在酸烴混合效果較差的缺點,對其改進的方法之一就是改善酸烴的混合狀態(tài)。超重力技術(shù)是一種可以用于強化液液傳質(zhì)和微觀混合的新興技術(shù),將其用于烷基化反應(yīng)具有重要的研究意義。本文采用異丁烷和2-丁烯為反應(yīng)原料,首先在攪拌釜反應(yīng)器中研究了硫酸法催化C4烷基化反應(yīng),采用單因素法,分別考察了時間、溫度、轉(zhuǎn)速、酸烴比、壓力和烷烯比等因素對實驗結(jié)果的影響。在實驗考察范圍內(nèi),攪拌反應(yīng)釜中較適宜工藝條件如下:進料攪拌,t=5min,T=8℃,NSTR=1400rpm,A/HC=1.2:1(v:v),P=0.4MPa,1/0=30:1(mol:mol)。在攪拌釜實驗的基礎(chǔ)上,以烷烯比為30:1(mol:mol)的異丁烷和2-丁烯為原料,在超重力反應(yīng)器內(nèi)進行濃硫酸催化C4烷基化的實驗研究,采用單因素法,分別考察了時間、溫度、酸烴比、轉(zhuǎn)速以及壓力等因素的影響。在實驗考察范圍內(nèi),超重力反應(yīng)器內(nèi)較適宜的工藝條件如下:T=8℃,P=0.5MPa,NRpB=900rpm,A/HC=1:1(v:v),產(chǎn)物中 C8與TMPs含量分別為88.67%和82.42%,TMPs/DMHs值為13.20,產(chǎn)品RON值為97.8。同時,依據(jù)實驗數(shù)據(jù)擬合出了 C8、TMPs、DMHs、C9+組分含量以及產(chǎn)品RON值的實驗關(guān)聯(lián)式,各組分含量和RON值的關(guān)聯(lián)式計算值和實驗值的誤差均保持在±15%以內(nèi),可以較好的預(yù)測實驗結(jié)果。通過攪拌釜反應(yīng)器和超重力反應(yīng)器的實驗結(jié)果對比可知,在相同的實驗條件下,超重力反應(yīng)器能夠顯著改善酸烴混合效果以及強化酸烴相間傳質(zhì)過程,對烷基化反應(yīng)產(chǎn)生有利影響。
【學位單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TE624
【部分圖文】：

持低溫需要更多的能耗。該工藝所選用的反應(yīng)器是一種桶式靜態(tài)接觸反應(yīng)器，該反??應(yīng)器主要是利用一種專利填料來實現(xiàn)低溫下酸烴的良好接觸。并且，該工藝不需要??酸洗和水洗，使得酸耗和設(shè)備腐蝕問題得以有效控制，該工藝的流程圖如圖１－１所??／Ｊｎ?〇??異丁烷循環(huán)??反應(yīng)器／沉降器?＾??Ｃ＾Ｄ?—??烯烴?＾?丨ｊ番液器Ｌｈ＊＂丙炫??〇－｜?『?＾?＾??ＨＪ?，??異丁烷，Ｉ?精餾塔??〇￣ＬＪ￣￣?Ｑ——１?〇烷基化油??圖１－１?ＣＤＡｌｋｙ烷基化工藝流程圖??Ｆｉｇ．１－１?ＣＤＡｌｋｙ?ｓｕｌｆｕｒｉｃ?ａｃｉｄ?ａｌｋｙｌａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??（２）?ＤｕＰｏｎｔ?ＳＴＲＡＴＣＯ??ＤｕＰｏｎｔ公司于２０１３年成功收購ＳＴＲＡＴＣＯ，成為一家能夠為烷基化裝置提供改??造的公司。??①分別進料工藝??對于不同的反應(yīng)原料，其對反應(yīng)所需的催化劑酸度的要求不同，對于硫酸法烷??基化過程，烯烴對酸強度的需求從高到低分別為丙烯＞丁烯＞戊烯［３９］。此工藝是將??不同的烯烴原料輸入到不同的反應(yīng)器中，這樣有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量并降低酸耗［２１］。??５??

采用一種特有的臥式接觸反應(yīng)器１４（）］，并帶有高機械強度攪拌裝置和移熱結(jié)構(gòu)，其優(yōu)??點是酸烴比例可以調(diào)節(jié)，攪拌器處于頭部的偏心位置，這樣不僅避免了反應(yīng)器內(nèi)的??混合死區(qū)，并且使混合效果得以提升。該工藝的流程示意圖如圖１－２所示。??丨、樹紛離器?）??Ａ??ｃ備?去冷凌器??＾７１；臥器Ｉ?、?ｔ她離器￣＾??一?＾＿＿??循環(huán)無冷劑?Ｉ—?????｜?４??圖１－２流出物制冷工藝流程圖??Ｆｉｇ．１－２?Ｔｈｅ?ｅｆｆｌｕｅｎｔ?ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｅｄ?ｓｕｌｆｕｒｉｃ?ａｃｉｄ?ａｌｋｙｌａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??③ＡＬＫＹＳＡＦＥ技術(shù)??ＡＬＫＹＳＡＦＥ工藝是由ＤｕＰｏｎｔ?ＳＴＲＡＴＣＯ開發(fā)的新技術(shù)，用于將氫氟酸裝置改??造為硫酸裝置Ｍ］。該工藝保留原有工藝反應(yīng)和蒸餾模塊，新增了一套烷烴循環(huán)制冷??系統(tǒng)，確保硫酸烷基化反應(yīng)在較適宜的溫度下進行（７－１０?°Ｃ）。該工藝以酸相作為??連續(xù)相，有效地抑制了副反應(yīng)的發(fā)生，提高了產(chǎn)品的辛烷值。在酸烴沉降裝置和冷??卻裝置之間，安裝了乳化泵和靜態(tài)混合設(shè)備，保證酸烴能夠形成乳化液。該工藝排??除了氫氟酸工藝存在的安全隱患，且投資費用較為合理。??（３）?ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ??ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ公司開發(fā)出的攪拌自冷工藝，其流程示意圖如圖１－３所示。在反應(yīng)??器內(nèi)

１－ｒｏｔａｔｉｎｇ?ｓｈａｆｔ；?２－ｆｌｕｉｄ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ；?３－ｓｈｅｌｌ?ｏｆ?ＲＰＢ；?４－ｌｉｑｕｉｄ?Ａ?ｉｎｌｅｔ；??５－ｌｉｑｕｉｄ?Ｂ?ｉｎｌｅｔ；?６－ｗｉｒｅ?ｐａｃｋｉｎｇ；?７－ｍｉｘｅｄ?ｌｉｑｕｉｄ?ｏｕｔｌｅｔ??圖１－４是典型的雙液相接觸的超重力機的結(jié)構(gòu)示意圖［６８］。兩股液相物流分別從??不同的進料口進入旋轉(zhuǎn)床，然后經(jīng)過預(yù)混器的混合作用，再從液體分布器噴出，經(jīng)??填料的分散和切割作用，形成微小的液體微元，進行兩相間的質(zhì)量傳遞和微觀混合，??最后混合液被甩到ＲＰＢ外殼上，匯聚成股從液體出口流出。在化學工業(yè)中，流體流??動、傳質(zhì)、傳熱過程對反應(yīng)的結(jié)果有著極大的影響，超重力技術(shù)的出現(xiàn)，給傳統(tǒng)的??化工工藝過程帶來了突破性的改進。因此，該技術(shù)在化工領(lǐng)域被認為是一項具有良??好發(fā)展前景的新技術(shù)。??相比于傳統(tǒng)的化工技術(shù)，超重力技術(shù)具有以下顯著特點［６９＿７１］：??（１）超重力旋轉(zhuǎn)填充床的傳質(zhì)強度很高，相同的操作條件下，小設(shè)備體積的旋??轉(zhuǎn)床就可以替代高達幾十米的傳統(tǒng)塔設(shè)備
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本文編號：2844361