一種分離烷基化反應產物中離子液體的系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于石油化工領域，具體涉及一種分離烷基化反應產物中離子液體的系統。
【背景技術】
[0002]隨著汽車工業的飛速發展和人類對環境保護的日益重視，世界各國對無鉛高辛烷值、低芳烴和烯烴含量的汽油的需求量快速增加。目前，在汽油中加入烷基化油劑成為維持汽油高辛烷值和低蒸氣壓的一種有效方法。
[0003]在烷基化油劑的工業生產過程中，烷烴和烯烴烷基化工藝所采用的催化劑主要為濃硫酸或氫氟酸等強酸液體，這些強酸液體具有腐蝕性強、生產操作困難、反應產物后處理工藝復雜等問題，同時還存在嚴重的環境污染問題。
[0004]離子液體作為一類新型的化合物體系，具有環境友好、腐蝕性低、毒性小、酸性與物理化學性質可調以及易與產品分離、循環利用高等特點，這使其可能成為一類理想的用以替代濃硫酸和氫氟酸等液體強酸的新型催化材料來催化C4烷基化反應。由于離子液體作為催化劑所表現出的諸多方面的優勢，近年來，有關離子液體作為催化劑制備烷基化油劑的應用研究越來越多。
[0005]例如，美國專利US7285698、中國專利 CN1500764A、CN1432627A、CN102108306A、CN1907924A、CN101619010A等均分別公開了多種以離子液體為催化劑的烷基化反應工藝，其中某些工藝制備的烷基化油劑產品的收率可以達到烯烴進料的170-180%，烷基化油劑中C8所占比例可以達到60-80%，RON (研究法辛烷值)可以達到93-98。
[0006]盡管以離子液體作為催化劑制備烷基化油劑具有上述優勢，然而同時也存在著劑油比高、離子液體循環量大、離子液體價格高等缺陷。目前，普遍采用傳統的重力沉降方式對烷基化反應產物進行分離，然而該方式存在分離系統內離子液體藏量大、分離精度低、設備投資大、運行成本高等諸多問題，從而制約了以離子液體制備烷基化油劑工藝技術的發展。因此，開發一種具有較高的分離精度并且能夠降低設備投資、減少系統內離子液體藏量的烷基化反應產物的分離系統，成為上述烷基化工藝技術工業化的關鍵。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型提供一種分離烷基化反應產物中離子液體的系統，用于解決現有技術中的燒基化油劑分尚系統設備投資大、分尚系統內尚子液體藏量大、系統運行成本尚、分尚精度低等技術缺陷。
[0008]本實用新型提供一種分離烷基化反應產物中離子液體的系統，包括至少一級液-液旋流分離器、至少一級緩沖罐和至少一級固-液旋流分離器，其中，
[0009]所述液-液旋流分離器具有進液口、頂流口和底流口 ；
[0010]所述緩沖罐具有進口、上部出口和下部出口，所述緩沖罐的進口與所述液-液旋流分離器的底流口連接；
[0011]所述固-液旋流分離器具有進液口、溢流口和濃液口，所述固-液旋流分離器的進液口與所述緩沖罐的下部出口連接。
[0012]在本實用新型中，烷基化反應指的是有機化合物分子中連在碳、氧和氮上的氫原子被烷基所取代的反應；烷基化反應產物指的是以離子液體作為催化劑進行烷基化反應所制備得到的反應產物，其中包括烷基化反應所生成的產物(即烷基化油劑)、不參與烷基化反應的催化劑(即離子液體)以及一些固態雜質。
[0013]本實用新型利用所述液-液旋流分離器分離烷基化反應產物中的烷基化油劑和離子液體，分離后可以得到以烷基化油劑為主的頂流和含有離子液體及固態雜質的底流。本實用新型利用固-液旋流分離器分離離子液體和固態雜質，分離后可以得到含有離子液體的溢流和含有固態雜質的濃液。本實用新型還通過所述緩沖罐分離離子液體中的固態雜質，從而形成相對澄清的離子液體，該澄清的離子液體可直接從系統中分離排出，從而可以大大降低系統內的尚子液體藏量。
[0014]在本實用新型中，所述液-液旋流分離器和固-液旋流分離器可以為本領域常規的旋流分離器，例如可以為單管式旋流分離器或由多個旋流管組成的多管式旋流分離器。
[0015]在一實施方式中，本實用新型所述的系統可以設有兩級所述液-液旋流分離器，其中，
[0016]第一級液-液旋流分離器的底流口與所述緩沖器的進口連接；
[0017]第二級液-液旋流分離器的進液口與所述第一級液-液旋流分離器的頂流口連接。
[0018]設置上述兩級液-液旋流分離器有利于使烷基化油劑粗品中的離子液體含量降至較低水平。具體地，經上述第一級液-液旋流分離器分離后，烷基化油劑與離子液體的分離率可達85-90% ;經上述第二級液-液旋流分離器分離后，烷基化油劑粗品中離子液體的質量含量可降低至1%以下。
[0019]進一步地，本實用新型所述的系統可以設有兩級所述緩沖罐，其中，
[0020]第一級緩沖罐的進口與所述第一級液-液旋流分離器的底流口連接，第一級緩沖罐的下部出口與所述固-液旋流分離器的進液口連接；
[0021]第二級緩沖罐的進口與所述第二級液-液旋流分離器的底流口連接。
[0022]進一步地，所述固-液旋流分離器的頂流口還可與所述第一級緩沖罐的進口連接。
[0023]本實用新型所述的系統還可以設有預混罐，所述預混罐具有進口和出口，所述固-液旋流分離器的濃液口與所述預混罐的進口連接。
[0024]在一實施方式中，本實用新型所述的系統可以設有一級所述固-液旋流分離器。該方式適于所述固-液旋流分離器所形成的濃液中固態殘渣含量低于4%的情形，此時所述固-液旋流分離器所形成的濃液中的固態殘渣對整個系統的分離效果影響較小，因此無需設置下一級固-液旋流分離器。
[0025]在另一實施方式中，本實用新型所述的系統還可以設有兩級所述固-液旋流分離器，其中，
[0026]第一級固-液旋流分離器的進液口與所述緩沖罐的下部出口連接，第一級固-液旋流分離器的濃液口與所述預混罐的進口連接；
[0027]第二級固-液旋流分離器的進液口與所述預混罐的出口連接。
[0028]該方式適用于第一級固-液旋流分離器所形成的濃液中固態殘渣含量大于5%的情形，此時設置第二級固-液旋流分離器有利于降低離子液體中固態殘渣的含量，從而保證循環利用的離子液體的質量。
[0029]本實用新型所述的系統還可以設有再生罐，所述再生罐與所述第二級固-液旋流分離器的溢流口連接。該再生罐可用于離子液體的再生。
[0030]進一步地，所述再生罐還可以與所述預混罐的出口連接。在該方式下，所述預混罐中形成的混合物一部分流入第二級固-液旋流分離器進行固液分離，另一部分則直接流入再生罐。
[0031]進一步地，本實用新型所述的系統還設有固液分離裝置，所述固液分離裝置與所述第二級固-液旋流分離器的濃液口連接。根據該固液分離裝置的處理能力可以確定從預混罐中流入第二級固-液旋流分離器的混合物的流量。
[0032]本實用新型還提供一種制備烷基化反應產物的系統，包括烷基化反應器和上述任一所述的系統，所述緩沖罐的上部出口與所述烷基化反應器連接，所述固-液旋流分離器的溢流口與所述烷基化反應器連接。
[0033]在本實用新型中，所述烷基化反應器可以為本領域常規用于進行烷基化反應的反應器。進一