專利名稱：從烷基化產(chǎn)物中除去有機硫化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理烷基化產(chǎn)物的方法，所述烷基化產(chǎn)物來自在硫酸存在下使正鏈烯烴與異烷烴反應(yīng)制備烷基化產(chǎn)物的過程。更具體地，本發(fā)明涉及一種方法，其中使烷基化反應(yīng)器的流出物經(jīng)過脫夾帶設(shè)備，通過聚結(jié)除去硫酸，同時進行處理以除去含氧的有機硫化合物。
背景技術(shù)：
在石油加工工業(yè)中，用烯烴對脂肪烴進行酸催化烷基化是公知方法。烷基化是鏈烷烴、通常是異鏈烷烴與烯烴在強酸存在下反應(yīng)，其可制備例如比原材料具有更高辛烷值的鏈烷烴，且其在汽油的沸程范圍內(nèi)沸騰。在石油加工中，所述反應(yīng)通常是C2-C5烯烴與異丁烷的反應(yīng)。
在精制烷基化中，氫氟酸或硫酸最廣泛地應(yīng)用于低溫條件。低溫或冷酸處理法是有利的，因為此時的副反應(yīng)最少。在常規(guī)方法中，反應(yīng)在反應(yīng)器中進行，其中的烴反應(yīng)物分散在連續(xù)的酸相中。
盡管這類方法環(huán)境不友好，且在操作時存在危險，但沒有其他同樣有效的方法，因此這類方法在全世界范圍內(nèi)一直是用于提高辛烷值的主要烷基化方法。鑒于冷酸處理法一直是可供選擇的方法這一事實，已經(jīng)提出多種建議來改進和提高所述反應(yīng)，并在某種程度上緩和所不期望的效果。
過去，烷基化產(chǎn)品用水洗滌或用苛性堿進行處理，以除去或中和任何載帶的硫酸。兩種處理方法均有缺點。當(dāng)用水洗滌時，會攜帶一些水進入用于從未反應(yīng)的物料中分離烷基化物的蒸餾塔中。這些水稀釋任何剩余的酸，并溶解引起腐蝕問題的任何磺化物或磺酸酯。這些腐蝕往往會產(chǎn)生鹽，淤塞下游的熱交換器、特別是回收塔內(nèi)的再沸器。
已建議各種解決方案來減少與冷酸反應(yīng)相關(guān)的問題。美國專利No.5,220,095公開了粒子極性接觸材料和氟代硫酸在烷基化中的用途。美國專利Nos.5,420,093和5,444,175試圖通過用硫酸浸漬無機或有機載體粒子來使粒子接觸材料和催化劑結(jié)合。
本發(fā)明的優(yōu)點在于通過更有效的酸/水分離和回收方法克服了水/硫酸的攜帶問題。

發(fā)明內(nèi)容
簡而言之，本發(fā)明包括在處理前通過機械裝置而不是水洗或苛性堿處理產(chǎn)物利用吸附從烷基化物中除去硫酸，從而除去有機硫化合物，優(yōu)選含氧的硫化合物，例如硫酸酯和磺酸酯。優(yōu)選的機械裝置包括含聚結(jié)材料的容器，其中硫酸沖擊所述的聚結(jié)材料。比烴重很多的硫酸流出，并由重力法除去。同時處理烷基化產(chǎn)物，通過已被硫酸潤濕的聚結(jié)填料的吸附除去含氧的有機硫化合物。除去夾帶的硫酸蒸汽，提取的硫酸酯分解或由重力法返回反應(yīng)器。優(yōu)選聚結(jié)劑用硫酸潤濕以用脫夾帶的硫酸除去含氧的有機硫化合物，例如硫酸酯、磺化物和砜。脫夾帶的硫酸可引起潤濕，但優(yōu)選使硫酸以逆流形式與凝結(jié)器中的烴物流接觸。


附圖為本發(fā)明一個實施方式的簡化流程圖。
優(yōu)選實施方式的詳細描述待處理的烷基化產(chǎn)物可從任何使用硫酸作為催化劑的冷酸烷基化過程得到。優(yōu)選，流體系統(tǒng)包括液體。
由烷基化過程得到的烷基化物通常含一些必須除去的硫酸以及磺化物和磺酸酯。參考附圖，該圖表示一個實施方式的簡化流程圖。包括C4烷和烯的給料通過流動管線109被送入烷基化反應(yīng)器。烷基化物通過流動管線101從烷基化反應(yīng)器10中移出，并被送入脫夾帶容器20。脫夾帶容器20含凝結(jié)劑材料，其中硫酸液滴沖擊所述聚結(jié)劑并流出。烷基化產(chǎn)物中所述硫酸和烴實際上彼此不互溶。聚結(jié)劑材料被物料中的硫酸潤濕，且優(yōu)選通過流動管線108以與烴流體逆流的形式加入硫酸給料。
聚結(jié)器包括常規(guī)類型的液-液聚結(jié)器，其用于聚結(jié)蒸發(fā)的液體。這些裝置通常被稱為“消霧器”或“除霧器”。適當(dāng)?shù)木劢Y(jié)器包括網(wǎng)，例如金屬絲和聚合材料的共編織物，例如玻璃纖維網(wǎng)。例如，已發(fā)現(xiàn)可有效使用例如由Amistco Separation Products，Inc.of Alvin，Texas orACS Industries LLC of Houston，Texas制造的金屬絲和玻璃纖維的90針管狀共編織網(wǎng)。但是，應(yīng)當(dāng)理解其他不同材料例如共編織的金屬絲和特氟隆(Dupont TM)、鋼絲絨、聚丙烯、PVDF、聚酯或其他不同共編織材料也可有效用于所述設(shè)備?？墒褂酶鞣N金屬絲篩網(wǎng)型填料，其中所述篩網(wǎng)是紡織物而不是編織物。其他可接受的聚結(jié)器包括多孔片和網(wǎng)形鐵，與玻璃纖維或其他材料如聚合物共紡織的敞口流動交叉通道式結(jié)構(gòu)。
已被硫酸潤濕的聚結(jié)器材料提取硫酸酯和磺酸酯，這些物質(zhì)通過流動管線103用硫酸除去。已發(fā)現(xiàn)烷基化反應(yīng)器流出物中所含的硫酸足以潤濕所述的聚結(jié)器并除去一部分硫酸酯和磺酸酯。但是，在填料約中間向上位置處加入硫酸可使提取逆流而且更加有效。
通過流動管線102將烷基化產(chǎn)物液體從聚結(jié)器中除去，并送入含標(biāo)準(zhǔn)蒸餾結(jié)構(gòu)32的脫異丁烷分流器30中，其中異構(gòu)C4從烷基化產(chǎn)物中分離，并通過流動管線104作為塔頂產(chǎn)物除去，并返回至烷基化反應(yīng)器10中。脫異丁烷塔的塔底產(chǎn)物被送入也含標(biāo)準(zhǔn)蒸餾結(jié)構(gòu)42的脫異丁烷塔40中，其中正構(gòu)C4類通過流動管線106作為塔部產(chǎn)物除去。烷基化產(chǎn)物通過流動管線107作為塔底產(chǎn)物除去。
實施例含約22％正構(gòu)C4的粗烷基化物摻和硫酸氫丁酯至31.5wppm總硫。該給料以三種方式進行處理1)未處理的填料所述給料首先以約20LHSV(液時空速)(約600cc)垂直向下流過裝有未處理玻璃纖維/305SS共編織脫夾帶材料的6英尺×1/2英寸的特氟隆管。流出物與給料具有相同的硫含量。
2)被H2SO4潤濕的填料填料底部的2/3用98％的H2SO4潤濕，并將填料完全排干。給料以約20LHSV(約1400cc)向上流過填充的6英寸的管。僅使用2/3的床，流出物僅含1.3(以1000cc)-1.6(以1400cc)wppm的總硫。
3)一段H2SO4處理法將65cc的給料與10cc 98％的H2SO4一起劇烈搖動約1-2分鐘，并使其相分離。經(jīng)過H2SO4處理后，烴相含5.7wppm的總硫。
可觀察到未潤濕的填料沒有除去硫化合物，而潤濕的填料明顯比用硫酸的一段處理方法除去更多的硫。
權(quán)利要求
1.一種從烴物流中除去有機硫化合物的方法，包括使所述的烴物流與已被硫酸潤濕的聚結(jié)器接觸。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中所述的烴物流包括硫酸催化的烷基化過程的流出物，且在所述烴物流中含有硫酸。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中所述硫酸以與所述烴物流逆流的形式加到所述聚結(jié)器中。
4.如權(quán)利要求2的方法，其中所述硫酸以與所述烴物流逆流的形式加到所述聚結(jié)器中。
5.如權(quán)利要求4的方法，其中所述硫酸從所述烴物流中除去，同時除去有機硫化合物。
6.如權(quán)利要求1的方法，其中所述的有機硫化合物包括含氧的有機硫化合物。
7.一種處理烷基化反應(yīng)器流出物的方法，其中在能夠生成異辛烷以及磺化物和磺酸酯的溫度和壓力條件下，在液態(tài)硫酸存在下使含正丁烯的物流與含正丁烷和異丁烷的物流接觸，其包括如下步驟(a)使所述流出物通過聚結(jié)器；(b)同時在所述聚結(jié)器中(i)通過沖擊所述的聚結(jié)器從所述流出物中去除夾帶的硫酸；(ii)提取所述硫酸中的所述磺化物和磺酸酯；和(iii)將流出物分離成烴流出物和硫酸流出物；和(c)將烴流出物從所述聚結(jié)器輸送到脫異丁烷(DIB)塔中，在所述塔中異丁烷作為塔頂產(chǎn)物除去，正丁烷以及烷基化產(chǎn)物作為塔底產(chǎn)物除去。
8.如權(quán)利要求7的方法，包括(d)將異丁烷再循環(huán)至烷基化反應(yīng)器；和(e)從烷基化產(chǎn)物中分離正丁烷。
9.如權(quán)利要求7的方法，其中硫酸以與所述流出物逆流的形式加到所述去夾帶設(shè)備中。
10.一種處理烷基化反應(yīng)器流出物的方法，其中在能夠生成異辛烷以及磺化物和磺酸酯的溫度和壓力條件下，在液態(tài)硫酸存在下使含正丁烯的物流與含正丁烷和異丁烷的物流接觸，其包括如下步驟(a)使所述流出物通過聚結(jié)器；(b)以與所述流出物逆流的形式將硫酸送入所述凝結(jié)器中；和(c)同時在所述聚結(jié)器中(i)通過沖擊所述聚結(jié)器從所述流出物中除去夾帶的硫酸；(ii)提取所述硫酸中的所述磺化物和磺酸酯。
11.如權(quán)利要求10的方法，包括(d)將所述硫酸與所述磺化物和磺酸酯一起作為重液從所述聚結(jié)器中除去；(e)將烴液體作為輕液態(tài)流出物從所述去夾帶設(shè)備中除去；(f)將所述輕液態(tài)流出物從所述聚結(jié)器送到脫異丁烷(DIB)塔中，在所述塔中異丁烷作為塔頂產(chǎn)物除去，正丁烷以及烷基化產(chǎn)物作為塔底產(chǎn)物除去；(g)將異丁烷循環(huán)至烷基化反應(yīng)器中；和(h)從烷基化產(chǎn)物中分離正丁烷。
12.如權(quán)利要求10的方法，其中所述的聚結(jié)器包括網(wǎng)。
13.如權(quán)利要求12的方法，其中所述的聚結(jié)器包括共編織金屬絲和聚合材料。
14.一種從正丁烯和異丁烷的硫酸催化烷基化制備異辛烷的流出物中除去硫酸的方法，包括(a)使所述流出物通過聚結(jié)器；(b)通過沖擊所述聚結(jié)器從所述流出物除去夾帶的硫酸；(c)將流出物分離成烴流出物和硫酸流出物。
15.如權(quán)利要求14的方法，包括(d)將所述烴流出物脫異丁烷，使異丁烷作為塔頂產(chǎn)物除去，正丁烷和烷基化產(chǎn)物作為塔底產(chǎn)物除去；(e)將所述異丁烷循環(huán)至烷基化過程；和(f)從烷基化產(chǎn)物中分離正丁烷。
16.如權(quán)利要求15的方法，其中所述的聚結(jié)器包括網(wǎng)。
17.如權(quán)利要求16的方法，其中所述的聚結(jié)器包括共編織金屬絲和聚合材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從烴液體中去除有機硫化合物、主要是含氧有機化合物例如硫酸酯和磺酸酯的方法，包括使烴液體與含已被硫酸潤濕的網(wǎng)狀材料的聚結(jié)器接觸。所述烴液體可為硫酸催化的烷基化過程的產(chǎn)物，且含足量硫酸以除去硫酸酯和磺酸酯。硫酸以與所述烴液體逆流的形式加到聚結(jié)器中，以改進接觸和去除效果。
文檔編號C07C2/58GK1803739SQ20051009199
公開日2006年7月19日 申請日期2005年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月13日
發(fā)明者小勞倫斯·A·史密斯 申請人:催化蒸餾技術(shù)公司