本發(fā)明涉及一種烷基化生產工藝和裝置，尤其是采用固體酸為催化劑，分壁反應精餾塔進行烷基化生產的工藝和裝置。

背景技術：

異丁烷與丁烯進行烷基化反應可以制備高辛烷值的烷基化油和航空汽油，現(xiàn)有工藝裝置主要采用硫酸或者氫氟酸為催化劑，氫氟酸和硫酸對設備腐蝕嚴重、廢酸處理成本高，生產受到了限制。采用固體酸催化劑替代液體酸催化劑進行烷基化可以避免設備的腐蝕以及廢酸處理的難題，但固體酸催化劑烷基化時催化劑極易失活，主要是其副反應(烯烴聚合)的生成物附著在催化劑表面，影響了其活性，需要經常再生。

為解決這個矛盾，工業(yè)上常采用兩種思路：

第一種方法是用流化床或移動床做反應器，催化劑在連續(xù)或間歇排出反應器，去再生裝置再生后再返回反應器，中國專利申請CN103421532A公開一種固體酸烷基化反應方法，采用的就是這種裝置和工藝，這種工藝催化劑不斷再生，損耗大，成本高；

另一種方法是加大烷烯比，即加大異丁烷的循環(huán)量，降低丁烯在反應體系中的濃度，減少丁烯的聚合，通常烷烯比達到200:1，這種工藝雖然減緩了催化劑失活的速度，但增加了產物分離的能耗，生產成本升高，經濟上不合理，不能得到推廣使用。

技術實現(xiàn)要素：

針對固體酸烷基化現(xiàn)有問題，本發(fā)明提出了一個可以減少異丁烷循環(huán)量，并且利用烷基化反應熱，降低能耗的工藝。

本發(fā)明的技術方案為：

一種異丁烷/丁烯烷基化反應方法，將含異丁烷、正丁烷和丁烯的原料分成多股進料物流進入反應精餾塔反應段，異丁烷與丁烯在催化劑作用下反應生成碳八烷烴，未反應的異丁烷、丁烷經分離后循環(huán)使用，與原料混合進入反應段。

優(yōu)選的是，反應過程中，異丁烷、正丁烷經分離，正丁烷作為副產外送。

優(yōu)選的是，進料物流為2-10股。這種設計可以使丁烯在反應段得到充分稀釋，減少其聚合的可能，降低催化劑活性降低的速度，同時降低異丁烷循環(huán)比，降低能耗。

本發(fā)明還提供實現(xiàn)上述方法的系統(tǒng)，包括反應精餾塔和丁烷分離塔，反應精餾塔設置多個原料進料口，反應精餾塔頂部和丁烷分離塔頂部分別設置氣相采出口。

優(yōu)選的是，反應精餾塔和丁烷分離塔為一分壁精餾塔，分壁精餾塔通過隔板分離成反應精餾塔和丁烷分離塔；分壁精餾塔一側為反應精餾塔，其中部設置多個反應段，反應精餾塔頂部的氣相采出口為丁烷采出口，反應精餾塔底部設置碳八烷烴采出口；分壁精餾塔另一側為丁烷分離塔，丁烷分離塔頂部的氣相采出口為異丁烷采出口，丁烷分離塔底部設置正丁烷采出口；氣相采出口均連接至反應精餾塔頂部的原料進料口；反應精餾塔中部設置與丁烷分離塔連通的氣相接口。采用分壁精餾塔的設計可以利用烷基化反應熱作為產物分離及丁烷分離的熱源，減少了能耗。

優(yōu)選的是，反應精餾塔和丁烷分離塔采用一個塔釜，反應精餾塔中部設置多個反應段，反應精餾塔頂部設置異丁烷采出口，異丁烷采出口連接至反應精餾塔頂部的原料進料口；丁烷分離塔頂部設置正丁烷采出口，正丁烷作為副產采出；塔釜設置碳八烷烴采出口。

優(yōu)選的是，反應精餾塔中部設置多個反應段，反應精餾塔頂部設置異丁烷采出口，異丁烷采出口連接至反應精餾塔頂部的原料進料口；反應精餾塔塔釜采出引入丁烷分離塔，丁烷分離塔頂部設置正丁烷采出口，正丁烷作為副產采出，丁烷分離塔塔釜設置碳八烷烴采出口。

優(yōu)選的是，為了使失活的催化劑得到再生，反應段為移動床或者循環(huán)流化床，也可以采用固定床，并定期再生。

優(yōu)選的是，反應段中設置催化劑。

優(yōu)選的是，將催化劑移出反應精餾塔再生后再返回使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例2的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例3的結構示意圖。

其中：

1-反應精餾塔；2-丁烷分離塔；3-反應段；4-原料；5-碳八烷烴；6-正丁烷；7-異丁烷；8-未反應丁烯；9-氣相接口；10-丁烷分離塔塔頂異丁烷直接回反應精餾塔管線。

具體實施方式

實施例1：

本發(fā)明的裝置為一個反應精餾塔1和一個丁烷分離塔2所組成的分壁精餾塔，反應精餾塔1設置多個反應段3，設置多個原料進口，如設置2-10個反應段，甚至可以超過10個；來自界區(qū)的含異丁烷、正丁烷、烯烴的原料4與來自反應精餾塔塔頂采出的未反應丁烷8和來自丁烷分離塔塔頂采出的異丁烷7混合后，分成多股物流進反應精餾塔1中部的反應段3，異丁烷與丁烯在催化劑的作用下反應生成碳八烷烴(辛烷)，經過精餾分離，在反應精餾塔1塔釜得到碳八烷烴5；在反應精餾塔中部設丁烷分離塔氣相進口9，從反應精餾塔分采出部分未發(fā)應丁烯氣相進丁烷分離塔，在丁烷分離塔內正丁烷與異丁烷得到分離，丁烷分離塔塔釜采出為正丁烷6，作為副產送界區(qū)，塔頂采出為異丁烷7與原料進料混合后返回反應精餾塔，異丁烷塔頂采出也可以分出部分直接返回反應精餾塔1上部。

反應精餾塔塔板數(shù)為40，回流比為9，進料位置為第20塊塔板。塔頂壓力為1.5MPa，溫度為85℃，反應段位置為10到30塊塔板，反應段溫度86-88℃。原料中異丁烷55％，丁烯35％，正丁烷10％，進料溫度為30，塔頂壓力為1.5MPa。丁烷分離塔塔塔板數(shù)為60，回流比為4，進料位置為第30塊塔板。塔頂壓力為1.5MPa，溫度為86℃。采用選擇性3股物流進料，異辛烷選擇性比單股物流進料高10％。采用分壁精餾塔能耗比采用普通精餾塔能耗降30％。

實施例2：

本發(fā)明的裝置為反應精餾塔1和丁烷分離塔2采用一個塔釜，反應精餾塔1中部設置多個反應段，反應精餾塔1頂部設置異丁烷7采出口，異丁烷7采出口連接至反應精餾塔1頂部的原料進料口；丁烷分離塔2頂部設置正丁烷6采出口，正丁烷6作為副產采出；塔釜設置碳八烷烴5采出口。

實施例3：

本發(fā)明的反應精餾塔1中部設置多個反應段，反應精餾塔1頂部設置異丁烷7采出口，異丁烷7采出口連接至反應精餾塔1中部的原料進料口；反應精餾塔1塔釜采出引入丁烷分離塔2，丁烷分離2頂部設置正丁烷6采出口，正丁烷6作為副產采出，丁烷分離塔2塔釜設置碳八烷烴5采出口。