專(zhuān)利名稱(chēng)：采用分開(kāi)反應(yīng)物料流的離子液體催化劑烷基化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)采用分開(kāi)(split)反應(yīng)物料流來(lái)生產(chǎn)低揮發(fā)度、高品質(zhì)汽油調(diào)和 物組分的更有效方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及生產(chǎn)低揮發(fā)度、高品質(zhì)汽油調(diào)和物組分的方 法，其中異鏈烷烴與烯烴間的烷基化反應(yīng)在離子液體催化劑存在下，在通過(guò)分開(kāi)反應(yīng)物料 流來(lái)實(shí)現(xiàn)的高效I/O比(異鏈烷烴/烯烴)下進(jìn)行。背景現(xiàn)代化煉油廠采用許多改質(zhì)單元如流化催化裂化(FCC)、加氫裂化(HCR)、烷基化 和鏈烷烴異構(gòu)化單元。由此，這些煉油廠產(chǎn)出大量的異戊烷。歷史上，異戊烷是高辛烷值 (92R0N)汽油的理想調(diào)和組分，雖然其呈現(xiàn)了高揮發(fā)度(20. 4雷氏蒸氣壓(RVP))。隨著環(huán) 境法開(kāi)始對(duì)汽油揮發(fā)度設(shè)定更為嚴(yán)格的限定，異戊烷因其高揮發(fā)度而在汽油中的使用受到 限制。因此，為副產(chǎn)物異戊烷尋找用途的問(wèn)題變得更加緊迫，特別是炎熱的夏季期間。隨著 越來(lái)越多的汽油組合物含乙醇來(lái)代替MTBE作為含氧物組分，更多的異戊烷不得不排除于 汽油池之外，以滿(mǎn)足汽油揮發(fā)度規(guī)格。這樣，汽油揮發(fā)度問(wèn)題變得愈加緊迫，進(jìn)一步限制了 異戊烷用作汽油調(diào)和組分。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2006/0131209所公開(kāi)的烷基化方法是為將不理想的、過(guò)量異 戊烷轉(zhuǎn)化為理想的且更有價(jià)值的低RVP汽油調(diào)和組分而研發(fā)的，在此并入美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公 開(kāi)號(hào)2006/0131209的內(nèi)容作為參考。此烷基化方法包括在離子液體催化劑存在下將鏈烷 烴、優(yōu)選異戊烷與烯烴、優(yōu)選乙烯進(jìn)行接觸來(lái)生產(chǎn)低RVP汽油調(diào)和組分。此方法消除了必須 儲(chǔ)存或者使用異戊烷的情況且不會(huì)有與儲(chǔ)存和使用相關(guān)的一些問(wèn)題。并且，離子液體催化 劑也可用于常規(guī)的烷基化進(jìn)料組分(如異丁烷、丙烯、丁烯和戊烯)。離子液體催化劑使此新的烷基化方法與傳統(tǒng)的將輕質(zhì)鏈烷烴和輕質(zhì)烯烴轉(zhuǎn)化為 更有利產(chǎn)物的方法不同。傳統(tǒng)方法包括鏈烷烴與烯烴的烷基化反應(yīng)和烯烴的聚合反應(yīng)。例 如，本領(lǐng)域最廣泛使用的方法是將異丁烷與C3-C5烯烴進(jìn)行烷基化反應(yīng)來(lái)制備具有高辛烷 值的汽油餾分。但是，此方法和所有傳統(tǒng)方法使用硫酸和氫氟酸催化劑。有若干缺點(diǎn)與硫酸與氫氟酸相關(guān)。最初必須在反應(yīng)器中充填非常大量的酸。硫酸 裝置也需要每天回收大量的廢酸用于異地再生。因而廢硫酸必須要焚燒來(lái)回收so2/so3并 制成新鮮的酸。盡管HF烷基化裝置有現(xiàn)場(chǎng)再生能力且每日補(bǔ)加的HF的數(shù)量級(jí)要少一些， 但HF會(huì)形成氣溶膠。氣溶膠的形成有潛在的很大環(huán)境危險(xiǎn)且使HF烷基化方法的安全性低 于H2SO4烷基化方法。現(xiàn)代化HF方法通常需要額外的安全手段如水噴霧和減少氣溶膠的催 化劑添加劑來(lái)使?jié)撛诘奈ｋU(xiǎn)最小化。離子液體催化劑烷基化方法能滿(mǎn)足安全和更環(huán)境友好 催化劑體系的需要。離子液體催化劑烷基化方法的好處包括以下幾方面(1)與硫酸和氫氟酸烷基化方法相比，顯著減少了投資費(fèi)用；(2)與硫酸和氫氟酸烷基化方法相比，顯著減少了操作費(fèi)用；(3)顯著減少了催化劑總體積(大概減少90% )；(4)顯著減少了催化劑補(bǔ)加速率(比硫酸裝置減少98% )；
(5)更高的汽油收率；(6)相當(dāng)或更好的產(chǎn)物品質(zhì)(辛烷值，RVP，T50)；(7)顯著的環(huán)境、健康和安全優(yōu)點(diǎn)；(8)烷基化進(jìn)料可擴(kuò)大到包括異戊烷和乙烯；和(9)更高活性和選擇性的催化劑特別適用于美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2006/0131209所公開(kāi)的烷基化方法的離子液體催 化劑公開(kāi)于美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2006/0135839，也并入作為參考。這類(lèi)催化劑包含分別是 通式A或B的烷基取代的吡啶鐺商化物或烷基取代的咪唑鐺商化物的氯鋁酸鹽液體催化 劑。這類(lèi)催化劑進(jìn)一步包括包含分別為通式A或B的烴基取代的吡啶鐺鹵化物或烴基取代 的咪唑鐺鹵化物的氯鋁酸鹽液體催化劑。(A) 其中R = H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基基團(tuán)和X為鹵根且優(yōu)選為氯根，和 R1與R2 = H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基基團(tuán)且R1與R2可相同或不同。優(yōu)選的催 化劑包括1- 丁基-4-甲基-吡啶鐺氯鋁酸鹽(BMP)、1- 丁基-吡啶鐺氯鋁酸鹽(BP)、1- 丁 基-3-甲基-咪唑鐺氯鋁酸鹽(BMIM)和I-H-吡啶鐺氯鋁酸鹽(HP)。但是，離子液體催化劑具有獨(dú)特性能，這要求對(duì)離子液體催化劑進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和改 性，以得到優(yōu)異的汽油調(diào)和組分產(chǎn)物、改進(jìn)的工藝操作性和可靠性、降低操作成本等。更具 體地說(shuō)，離子液體催化劑烷基化方法要求烴與催化劑均勻混合、烴與催化劑間充分的界面 接觸、良好的溫度和壓力控制和高的異鏈烷烴/烯烴(I/O)比。此外，采用離子液體催化劑 的烷基化方法是一個(gè)放熱反應(yīng)，要求撤出產(chǎn)生的熱。美國(guó)專(zhuān)利No. 5，347，064(Child等人)中所公開(kāi)的烷基化方法和James Gary和 Glenn Handwerk 所著白勺 PetroleumRefininR__TechnoloRY and Economics 白勺 243 頁(yè)處所公 布的ExxonMobil汽車(chē)制冷烷基化方法提供了一些對(duì)常規(guī)烷基化反應(yīng)進(jìn)行改進(jìn)的嘗試，盡 管這些反應(yīng)是硫酸烷基化方法。Child等人的方法將包括至少三種烯烴的烯烴進(jìn)料流分離成分別富含丙烯、富含 1-丁烯和富含2-丁烯的中間料流。然后將富含丙烯的第一中間料流與至少一種異鏈烷(B)烴(如異丁烷)于在第一反應(yīng)區(qū)在有效于丙烯的反應(yīng)溫度下進(jìn)行接觸來(lái)生產(chǎn)第一烷基化 產(chǎn)物，將富含ι- 丁烯的第二中間料流與至少一種異鏈烷烴于第二反應(yīng)區(qū)在有效于ι- 丁烯 的反應(yīng)溫度下進(jìn)行接觸來(lái)生產(chǎn)第二烷基化產(chǎn)物，和將富含2- 丁烯的第三中間料流與至少 一種異鏈烷烴于第三反應(yīng)區(qū)在有效于2- 丁烯的反應(yīng)溫度下進(jìn)行接觸來(lái)生產(chǎn)第三烷基化產(chǎn) 物。在烷基化反應(yīng)前將烯烴組分分離的方法能通過(guò)提高烷基化產(chǎn)物中三甲基戊烷與二甲基 己烷之比來(lái)改進(jìn)烷基化質(zhì)量。ExxonMobil方法將烯烴進(jìn)料與循環(huán)的異丁烷料流混合來(lái)形成一個(gè)合并料流，然后 將合并料流分成若干料流沿反應(yīng)器水平長(zhǎng)度的不同點(diǎn)進(jìn)入連續(xù)攪拌的釜式反應(yīng)器。用于催 化烯烴進(jìn)料與異丁烷間反應(yīng)的酸僅在一點(diǎn)進(jìn)入反應(yīng)器。盡管Child等人的方法和ExxonMobil方法可得到某些好處，它們?nèi)匀淮嬖诤托枰?改進(jìn)的烷基化方法用于在離子液體存在下轉(zhuǎn)化異鏈烷烴和烯烴。概述提供從數(shù)個(gè)異鏈烷烴進(jìn)料流、烯烴進(jìn)料流和離子液體催化劑料流來(lái)生產(chǎn)低揮發(fā) 度、高品質(zhì)汽油調(diào)和組分的方法，它需要提供包含異鏈烷烴的異鏈烷烴進(jìn)料流、包含烯烴的 烯烴進(jìn)料流和包含離子液體催化劑的催化劑料流，和隨后分開(kāi)至少一種反應(yīng)性烯烴進(jìn)料流 來(lái)送入反應(yīng)區(qū)，或者將所有進(jìn)料流分開(kāi)成多個(gè)異鏈烷烴進(jìn)料流、烯烴進(jìn)料流和催化劑料流。 將至少一種烯烴進(jìn)料流分開(kāi)并將分開(kāi)的進(jìn)料流在不同進(jìn)料點(diǎn)引入反應(yīng)區(qū)以便能更好地控 制反應(yīng)。在諸多因素中，已發(fā)現(xiàn)通過(guò)將至少一種最具活性的烴反應(yīng)物即烯烴分開(kāi)并將分開(kāi) 的進(jìn)料流在不同進(jìn)料點(diǎn)引入反應(yīng)區(qū)的方法，可獲得并控制較高效的異鏈烷烴/烯烴比(I/ 0)。高I/O比因副反應(yīng)最小化而得到更好的選擇性，因此實(shí)現(xiàn)總體更好的烷基化反應(yīng)。
附圖簡(jiǎn)介

圖1是將烴進(jìn)料流分開(kāi)并在三個(gè)不同注入點(diǎn)注入的實(shí)施方案的示意圖。圖2是將烯烴反應(yīng)物分開(kāi)并在數(shù)個(gè)點(diǎn)注入反應(yīng)器的實(shí)施方案的示意圖。圖3是圖示描述I/O比對(duì)烷基化選擇性的影響。圖4a和4b圖示說(shuō)明和描述當(dāng)將烯烴分開(kāi)并在多點(diǎn)注入時(shí)沿反應(yīng)器長(zhǎng)度的有效I/ 0比。詳細(xì)說(shuō)明在一個(gè)方案中，提供通過(guò)在離子液體催化劑存在下異鏈烷烴與烯烴的烷基化反應(yīng) 來(lái)生產(chǎn)低揮發(fā)度、高品質(zhì)汽油調(diào)和組分的方法。所述方法包括提供三個(gè)進(jìn)料流(1)包含異 鏈烷烴的異鏈烷烴進(jìn)料流、(2)包含烯烴的烯烴進(jìn)料流和(3)包含離子液體催化劑的催化 劑料流。所述方法進(jìn)一步包括將進(jìn)料流分開(kāi)成多個(gè)進(jìn)料流，并將分開(kāi)的進(jìn)料流在不同注入 點(diǎn)引入反應(yīng)器。在一個(gè)方案中，至少一個(gè)烯烴進(jìn)料流被分開(kāi)并在不同注入點(diǎn)引入反應(yīng)器。所 述方法進(jìn)一步例示于附圖。參照?qǐng)D1，描述使用外環(huán)管來(lái)循環(huán)料流和烴進(jìn)料多個(gè)注入點(diǎn)進(jìn)入反應(yīng)器的方法。烴 進(jìn)料1由混合在一起的異鏈烷烴進(jìn)料和烯烴進(jìn)料組成，將其分開(kāi)并在4、5和6三個(gè)不同點(diǎn) 注入烷基化區(qū)/反應(yīng)器7。在一個(gè)方案中，進(jìn)料流經(jīng)噴嘴注入或加入反應(yīng)器。反應(yīng)器的出 料8通常包括異鏈烷烴、催化劑和反應(yīng)產(chǎn)物。基本上所有烯烴都反應(yīng)了，因?yàn)?/0(異鏈烷烴/烯烴)之比維持在實(shí)際操作那樣高以確保完全反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)過(guò)程開(kāi)始，注入反應(yīng)器7 時(shí)I/O比通常約為10 1，但是，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)器中的有效比例通?？蔀?000 1或 10000 1，甚或更高，此時(shí)幾乎所有烯烴都反應(yīng)了且反應(yīng)物基本僅剩下異鏈烷烴。另一方案示于圖2，使用了一個(gè)臥式反應(yīng)器。異鏈烷烴21在第一噴嘴23處注入反 應(yīng)器22。催化劑24也在噴嘴23處注入。烯烴25在多個(gè)烯烴注入點(diǎn)26處注入反應(yīng)器，這 提高了內(nèi)部I/O比并使反應(yīng)器內(nèi)的混合得到改進(jìn)。此同一系統(tǒng)可用于立式反應(yīng)器，條件是 催化劑和異鏈烷烴在頂部注入且烯烴進(jìn)料在沿反應(yīng)器長(zhǎng)度的不同點(diǎn)處注入。烯烴多注入點(diǎn)的結(jié)果是反應(yīng)器中的I/O比得以控制并維持在很高效的水平。通過(guò) 維持反應(yīng)器內(nèi)有效I/O比在很高水平，因選擇性得以增強(qiáng)而避免了不期望的副反應(yīng)，使烷 基化反應(yīng)得到改進(jìn)。本方法的供料之一是本文稱(chēng)為烯烴進(jìn)料流的煉油廠料流，每個(gè)烯烴進(jìn)料流均含有 烯烴。烯烴進(jìn)料流來(lái)源的實(shí)例包括FCC尾氣、焦?fàn)t煤氣、烯烴歧化單元尾氣、聚烯烴汽油單 元尾氣、甲醇轉(zhuǎn)化烯烴單元尾氣和甲基叔丁基醚單元尾氣。在一個(gè)方案中，烯烴進(jìn)料流包括 乙烯。用于本方法操作的乙烯來(lái)源是FCC單元的尾氣，可含有高達(dá)約20vol%的乙烯。但 是，其它烯烴可補(bǔ)充到烯烴進(jìn)料流中。這些烯烴的實(shí)例包括丙烯、丁烯和戊烯。具體地說(shuō)， 烯烴進(jìn)料流中的烯烴包括至少一種選自乙烯、丙烯、丁烯、戊烯的烯烴以及它們的混合物。本發(fā)明的另一供料是本文稱(chēng)為異鏈烷烴進(jìn)料流的煉油廠料流，每個(gè)異鏈烷烴進(jìn)料 流均含有異鏈烷烴。異鏈烷烴的實(shí)例包括異丁烷、異戊烷和它們的混合物。在一個(gè)方案中， 異鏈烷烴是異戊烷。含異戊烷且可用于本方法的煉油廠料流包括但不限于自FCC單元萃取 的異戊烷、來(lái)自加氫裂化單元的異戊烷、來(lái)自原油蒸餾單元的C5和C6料流以及自重整單元 萃取的C5和C6料流。若異鏈烷烴進(jìn)料流中包括異丁烷，它們例如可從加氫裂化單元獲得或 購(gòu)得。在一個(gè)方案中，烯烴進(jìn)料流中僅包括乙烯且異鏈烷烴進(jìn)料流含異丁烷和/或異戊焼。本方法采用離子液體催化劑。許多離子液體催化劑是本領(lǐng)域眾所周知的，它們能 夠?qū)愭溚闊N如異丁烷或異戊烷用烯烴如丙烯、1-丁烯、2-丁烯和異丁烯進(jìn)行有效烷基 化。本發(fā)明可使用包含至少一種鋁鹵化物和至少一種季銨鹵化物和/或至少一種胺 鹵素水合物的催化組合物。可用于按本發(fā)明方法的鋁鹵化物的實(shí)例是氯化鋁?？捎糜诎幢?發(fā)明方法的季銨鹵化物公開(kāi)于美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5，750，455，并入作為參考，該專(zhuān)利還提及催化劑 的制備方法。例示性離子液體催化劑是N-丁基吡啶鐺氯鋁酸鹽(C5H5NC4H9Al2Cl7^離子液體催化劑也可是吡啶鐺或咪唑鐺基氯鋁酸鹽離子液體。已發(fā)現(xiàn)這些離子液 體在異戊烷和異丁烷與乙烯的烷基化反應(yīng)中比脂族銨氯鋁酸鹽離子液體(如三丁基-甲 基-銨氯鋁酸鹽)要有效的多。離子液體催化劑可以是包含烴基取代吡啶鐺商化物或烴基 取代咪唑鐺鹵化物的氯鋁酸鹽離子液體催化劑?；蛘?，離子液體催化劑可以是包含烷基取 代吡啶鐺鹵化物或烷基取代咪唑鐺鹵化物的氯鋁酸鹽離子液體催化劑。更具體地，離子液 體催化劑可選自如下包含烴基取代吡啶鐺商化物與三氯化鋁或是烴基取代咪唑鐺商化物與三氯化鋁 的氯鋁酸鹽離子液體催化劑，優(yōu)選1摩爾當(dāng)量的通式分別為A和B的烴基取代吡啶鐺鹵化物或烴基取代咪唑鐺鹵化物比2摩爾當(dāng)量三氯化鋁；包含烷基取代吡啶鐺鹵化物與三氯化鋁或烷基取代咪唑鐺鹵化物與三氯化鋁的 氯鋁酸鹽離子液體催化劑，優(yōu)選1摩爾量的通式分別為A和B的烷基取代吡啶鐺鹵化物或 烷基取代咪唑鐺鹵化物比2摩爾當(dāng)量三氯化鋁；(A) 以及它們的混合物。其中R = H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基基團(tuán)和X為鹵鋁酸鹽且優(yōu)選為氯鋁 酸鹽，和R1與R2 = H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基基團(tuán)且R1與R2可相同或不同。優(yōu)選離子液體催化劑選自1- 丁基-4-甲基-吡啶鐺氯鋁酸鹽(BMP)、1_ 丁基-吡 啶鐺氯鋁酸鹽(BP)、1-丁基-3-甲基-咪唑鐺氯鋁酸鹽(BMIM)、I-H-吡啶鐺氯鋁酸鹽(HP) 和N- 丁基吡啶鐺氯鋁酸鹽(C5H5NC4H9Al2Cl7)。金屬鹵化物可用作助催化劑來(lái)改進(jìn)催化劑活性和選擇性。常用于此目的的鹵化物 包括 Roebuck 禾口 Evering (Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Develop.，Vol. 9，77，1970)所公布的 NaCl、LiCl、KCUBeCl2, CaCl2, BaCl2, SiCl2, MgCl2, PbCl2, CuCl、ZrCl4 和 AgCl。優(yōu)選的鹵 化物是 CuCl、AgCl、PbCl2、LiCl 和 ZrCl40HCl或任何Broensted酸可用作有效助催化劑來(lái)通過(guò)使離子液體催化劑具有總體 酸性而增強(qiáng)催化劑的活性。這些適用于本發(fā)明實(shí)際操作的助催化劑和離子液體催化劑的應(yīng) 用方法公開(kāi)于美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2003/0060359和2004/0077914中。其它可用于增強(qiáng)離子 液體催化劑催化活性的助催化劑包括IVB金屬化合物、優(yōu)選IVB金屬商化物如Hirschauer 等人在美國(guó)專(zhuān)利 6028024 中描述的 TiCl3、TiCl4、TiBr3、TiBr4、&Cl4、&Br4、HfC4 和 HfBr4。由于烴在離子液體中的低溶解度，烯烴-異鏈烷烴的烷基化反應(yīng)像大多數(shù)離子液 體中的反應(yīng)一樣通常是雙相的且是在液態(tài)界面處進(jìn)行。催化烷基化反應(yīng)通常在間歇式系 統(tǒng)、半間歇式系統(tǒng)或連續(xù)系統(tǒng)中在液體烴相進(jìn)行。異鏈烷烴與烯烴的摩爾比在1-100范圍， 例如，有利的范圍在2-50，優(yōu)選在2-20范圍。反應(yīng)室內(nèi)催化劑的體積在2-70vol%范圍、優(yōu) 選在5-50vol%范圍。最好是強(qiáng)力混合來(lái)確保反應(yīng)物與催化劑間的良好接觸。反應(yīng)溫度可 在-40°C到150°C范圍，優(yōu)選在_20°C到100°C范圍。壓力可在大氣壓到8000kPa范圍，優(yōu)選 足以保持反應(yīng)物為液相的壓力。反應(yīng)物在反應(yīng)室內(nèi)的停留時(shí)間在幾秒到幾小時(shí)范圍，優(yōu)選
Nχ(B)
80. 5分鐘到60分鐘。典型的反應(yīng)條件可包括反應(yīng)室內(nèi)催化劑的體積為5-50vol%、溫度為-10°C到 100°C、壓力為300-2500kPa、異鏈烷烴與烯烴的摩爾比為2_10和停留時(shí)間為1分鐘到1小 時(shí)。提供下列實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步例示說(shuō)明本方法及其優(yōu)越性。這些實(shí)施例僅意味著例示 說(shuō)明，并不是限定。
實(shí)施例實(shí)施例1 :C4烯烴與異丁烷的烷基化反應(yīng)在一個(gè)lOOOcc的連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器中對(duì)C4烯烴與異丁烷的烷基化反應(yīng)進(jìn)行評(píng) 估。將各種I/O比(異丁烷與C4烯烴間的摩爾比)的異丁烷和C4烯烴混合物在1600RPM 強(qiáng)力攪拌下送入反應(yīng)器。N-丁基吡啶鐺氯鋁酸鹽(C5H5NC4H9Al2Cl7)離子液體催化劑為 商購(gòu)且為公認(rèn)使用的。將離子液體催化劑經(jīng)第二進(jìn)料口送入反應(yīng)器，使其占到反應(yīng)器的 5-10vol%。將少量無(wú)水叔丁基氯加入所述過(guò)程。平均停留時(shí)間(進(jìn)料和催化劑的合并體 積)約為20分鐘。使用背壓調(diào)節(jié)器使出口壓力維持在150psig。使用外部冷卻將反應(yīng)器溫 度維持在15°C。反應(yīng)器出料分別進(jìn)入多個(gè)蒸餾塔來(lái)收集烷基化烴相。使用氣相色譜來(lái)分析 烷基化汽油的詳細(xì)組成。為研究I/O比對(duì)反應(yīng)選擇性的影響，進(jìn)料的I/O比從3變動(dòng)到11，同時(shí)維持所有其 它參數(shù)不變。圖3示出烷基化選擇性與I/O比的關(guān)系曲線(xiàn)。很清楚地表明，在所研究的條 件下，隨I/O比提高，期望產(chǎn)物(即C8組分)增加，而不期望的重質(zhì)產(chǎn)物(即C9+組分)減 少?？梢钥吹?，此影響在低I/O比時(shí)尤為顯著，這是因?yàn)橄N濃度高，促進(jìn)了烯烴聚合反應(yīng) 和其它副產(chǎn)物反應(yīng)而產(chǎn)生較大量的不期望重質(zhì)產(chǎn)物。實(shí)施例2 多個(gè)烯烴進(jìn)料注入流條件下I/O比的影響異丁烷和C4烯烴間的主要和期望的反應(yīng)可寫(xiě)為iC4+C4=—iC8(1)這樣，每摩爾C4烯烴將消耗1摩爾異丁烷。由于在實(shí)施例1中所討論的高I/O比 的重要性，在烷基化反應(yīng)中總是使用過(guò)量異丁烷。反應(yīng)器內(nèi)的有效I/O比將隨烯烴的消耗 而增加。例如，對(duì)于8摩爾異丁烷和1摩爾C4烯烴(即I/O比為8 1)的進(jìn)料混合物，若 半摩爾的烯烴消耗掉，則也有半摩爾的異丁烷將會(huì)消耗掉。這會(huì)得到有7. 5摩爾異丁烷和 0. 5摩爾C4烯烴的或說(shuō)I/O比為15的混合物。此有效I/O比可用已知的反應(yīng)速率對(duì)反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算。對(duì)圖4a所示的烯烴進(jìn) 料分開(kāi)成三個(gè)注入流的反應(yīng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，沿反應(yīng)器長(zhǎng)度的有效I/O比可如圖4b所例示說(shuō)明。 作為對(duì)比，圖4中也示出了僅有一個(gè)烯烴注入流的反應(yīng)系統(tǒng)的有效I/O比。可以看到，在烯 烴料流分開(kāi)的情況下，最低有效I/O比要比全部進(jìn)料在整個(gè)反應(yīng)器長(zhǎng)度維持高有效I/O比 的總I/O比高約3倍。這將大大避免高階副產(chǎn)物反應(yīng)，例如會(huì)產(chǎn)生重質(zhì)不期望產(chǎn)物的烯烴 聚合反應(yīng)。盡管本發(fā)明已關(guān)聯(lián)其優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知道，在不 背離所附權(quán)利要求界定的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可進(jìn)行一些沒(méi)有具體描述的增補(bǔ)、 刪除、改進(jìn)和替代。
權(quán)利要求
生產(chǎn)低揮發(fā)度、高品質(zhì)汽油調(diào)和組分的方法，包括(a)提供包含異鏈烷烴的異鏈烷烴進(jìn)料流；(b)提供包含烯烴的烯烴進(jìn)料流；(c)提供包含離子液體催化劑的催化劑料流；(d)將所述烯烴進(jìn)料流分成多個(gè)烯烴進(jìn)料流；(e)將所述多個(gè)烯烴進(jìn)料流在為每一分開(kāi)的烯烴料流而設(shè)的不同進(jìn)料位置送入反應(yīng)器，同時(shí)也將所述異鏈烷烴和催化劑進(jìn)料流送入所述反應(yīng)器，在烷基化條件下所有所述進(jìn)料流接觸來(lái)提供包含低揮發(fā)度、高品質(zhì)汽油調(diào)和組分的產(chǎn)物；和(f)將所述低揮發(fā)度、高品質(zhì)汽油調(diào)和組分從所述產(chǎn)物中分離出來(lái)。
2.按權(quán)利要求1的方法，其中所述反應(yīng)器是立式反應(yīng)器。
3.按權(quán)利要求1的方法，其中所述反應(yīng)器是連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器。
4.按權(quán)利要求2的方法，其中將所述多個(gè)烯烴料流在沿所述反應(yīng)器長(zhǎng)度的不同位點(diǎn)送 入所述反應(yīng)器。
5.按權(quán)利要求4的方法，其中所述烯烴在至少3個(gè)不同位點(diǎn)送入所述反應(yīng)器。
6.按權(quán)利要求1的方法，其中通過(guò)選擇烯烴進(jìn)料注入所述反應(yīng)器位點(diǎn)的數(shù)量和位置來(lái) 控制所述反應(yīng)器內(nèi)的I/O比。
7.按權(quán)利要求1的方法，其中所述烯烴包含至少一種選自乙烯、丙烯、丁烯、戊烯以及 它們的混合物的烯烴。
8.按權(quán)利要求1的方法，其中所述異鏈烷烴包含至少一種選自異丁烷、異戊烷以及它 們的混合物的異鏈烷烴。
9.按權(quán)利要求1的方法，其中所述離子液體催化劑選自包含分別為通式A和B的烴基取代吡啶鐺鹵化物或烴基取代咪唑鐺鹵化物的氯鋁酸鹽 離子液體催化劑；包含分別為通式A和B的烷基取代吡啶鐺鹵化物或烷基取代咪唑鐺鹵化物的氯鋁酸鹽 離子液體催化劑； 以及它們的混合物，其中R = H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基基團(tuán)和X為鹵鋁酸根，和R1與R2 = H、 甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基基團(tuán)且R1與R2可相同或不同。
10.按權(quán)利要求9的方法，其中所述離子液體催化劑選自1-丁基-4-甲基-吡啶鐺氯 鋁酸鹽(BMP)、1- 丁基-吡啶鐺氯鋁酸鹽(BP)、1-丁基-3-甲基-咪唑鐺氯鋁酸鹽(BMIM)、 I-H-吡啶鐺氯鋁酸鹽(HP)和N-丁基吡啶鐺氯鋁酸鹽。
11.按權(quán)利要求9的方法，其中所述催化劑進(jìn)一步包括HCl-助催化劑.
12.權(quán)利要求1的方法，其中所述烷基化條件包括所述反應(yīng)器內(nèi)催化劑的體積為 5vol% _50vol%、溫度為-10°C到100°C、壓力為300kPa_2500kPa、初始鏈烷烴與烯烴的摩 爾比為2-10和停留時(shí)間為1分鐘到1小時(shí)。
13.權(quán)利要求1的方法，其中所述進(jìn)料流通過(guò)噴嘴送入反應(yīng)器。
全文摘要
提供從數(shù)個(gè)異鏈烷烴進(jìn)料流、烯烴進(jìn)料流和離子液體催化劑料流來(lái)生產(chǎn)低揮發(fā)度、高品質(zhì)汽油調(diào)和組分的方法。所述方法需要提供包含異鏈烷烴的異鏈烷烴進(jìn)料流、包含烯烴的烯烴進(jìn)料流和包括離子液體催化劑的催化劑料流，和隨后分開(kāi)至少一種反應(yīng)性烯烴進(jìn)料流以在不同位置送入反應(yīng)區(qū)。
文檔編號(hào)C10G29/12GK101910368SQ200880122871
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者A·克梅恩, H-K·C·蒂姆肯, 羅虎平 申請(qǐng)人:雪佛龍美國(guó)公司