一种分离烷基化反应产物中离子液体的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于石油化工领域，具体涉及一种分离烷基化反应产物中离子液体的系统。
【背景技术】
[0002]随着汽车工业的飞速发展和人类对环境保护的日益重视，世界各国对无铅高辛烷值、低芳烃和烯烃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剂成为维持汽油高辛烷值和低蒸气压的一种有效方法。
[0003]在烷基化油剂的工业生产过程中，烷烃和烯烃烷基化工艺所采用的催化剂主要为浓硫酸或氢氟酸等强酸液体，这些强酸液体具有腐蚀性强、生产操作困难、反应产物后处理工艺复杂等问题，同时还存在严重的环境污染问题。
[0004]离子液体作为一类新型的化合物体系，具有环境友好、腐蚀性低、毒性小、酸性与物理化学性质可调以及易与产品分离、循环利用高等特点，这使其可能成为一类理想的用以替代浓硫酸和氢氟酸等液体强酸的新型催化材料来催化C4烷基化反应。由于离子液体作为催化剂所表现出的诸多方面的优势，近年来，有关离子液体作为催化剂制备烷基化油剂的应用研究越来越多。
[0005]例如，美国专利US7285698、中国专利 CN1500764A、CN1432627A、CN102108306A、CN1907924A、CN101619010A等均分别公开了多种以离子液体为催化剂的烷基化反应工艺，其中某些工艺制备的烷基化油剂产品的收率可以达到烯烃进料的170-180%，烷基化油剂中C8所占比例可以达到60-80%，RON (研究法辛烷值)可以达到93-98。
[0006]尽管以离子液体作为催化剂制备烷基化油剂具有上述优势，然而同时也存在着剂油比高、离子液体循环量大、离子液体价格高等缺陷。目前，普遍采用传统的重力沉降方式对烷基化反应产物进行分离，然而该方式存在分离系统内离子液体藏量大、分离精度低、设备投资大、运行成本高等诸多问题，从而制约了以离子液体制备烷基化油剂工艺技术的发展。因此，开发一种具有较高的分离精度并且能够降低设备投资、减少系统内离子液体藏量的烷基化反应产物的分离系统，成为上述烷基化工艺技术工业化的关键。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型提供一种分离烷基化反应产物中离子液体的系统，用于解决现有技术中的烧基化油剂分尚系统设备投资大、分尚系统内尚子液体藏量大、系统运行成本尚、分尚精度低等技术缺陷。
[0008]本实用新型提供一种分离烷基化反应产物中离子液体的系统，包括至少一级液-液旋流分离器、至少一级缓冲罐和至少一级固-液旋流分离器，其中，
[0009]所述液-液旋流分离器具有进液口、顶流口和底流口 ；
[0010]所述缓冲罐具有进口、上部出口和下部出口，所述缓冲罐的进口与所述液-液旋流分离器的底流口连接；
[0011]所述固-液旋流分离器具有进液口、溢流口和浓液口，所述固-液旋流分离器的进液口与所述缓冲罐的下部出口连接。
[0012]在本实用新型中，烷基化反应指的是有机化合物分子中连在碳、氧和氮上的氢原子被烷基所取代的反应；烷基化反应产物指的是以离子液体作为催化剂进行烷基化反应所制备得到的反应产物，其中包括烷基化反应所生成的产物(即烷基化油剂)、不参与烷基化反应的催化剂(即离子液体)以及一些固态杂质。
[0013]本实用新型利用所述液-液旋流分离器分离烷基化反应产物中的烷基化油剂和离子液体，分离后可以得到以烷基化油剂为主的顶流和含有离子液体及固态杂质的底流。本实用新型利用固-液旋流分离器分离离子液体和固态杂质，分离后可以得到含有离子液体的溢流和含有固态杂质的浓液。本实用新型还通过所述缓冲罐分离离子液体中的固态杂质，从而形成相对澄清的离子液体，该澄清的离子液体可直接从系统中分离排出，从而可以大大降低系统内的尚子液体藏量。
[0014]在本实用新型中，所述液-液旋流分离器和固-液旋流分离器可以为本领域常规的旋流分离器，例如可以为单管式旋流分离器或由多个旋流管组成的多管式旋流分离器。
[0015]在一实施方式中，本实用新型所述的系统可以设有两级所述液-液旋流分离器，其中，
[0016]第一级液-液旋流分离器的底流口与所述缓冲器的进口连接；
[0017]第二级液-液旋流分离器的进液口与所述第一级液-液旋流分离器的顶流口连接。
[0018]设置上述两级液-液旋流分离器有利于使烷基化油剂粗品中的离子液体含量降至较低水平。具体地，经上述第一级液-液旋流分离器分离后，烷基化油剂与离子液体的分离率可达85-90% ;经上述第二级液-液旋流分离器分离后，烷基化油剂粗品中离子液体的质量含量可降低至1%以下。
[0019]进一步地，本实用新型所述的系统可以设有两级所述缓冲罐，其中，
[0020]第一级缓冲罐的进口与所述第一级液-液旋流分离器的底流口连接，第一级缓冲罐的下部出口与所述固-液旋流分离器的进液口连接；
[0021]第二级缓冲罐的进口与所述第二级液-液旋流分离器的底流口连接。
[0022]进一步地，所述固-液旋流分离器的顶流口还可与所述第一级缓冲罐的进口连接。
[0023]本实用新型所述的系统还可以设有预混罐，所述预混罐具有进口和出口，所述固-液旋流分离器的浓液口与所述预混罐的进口连接。
[0024]在一实施方式中，本实用新型所述的系统可以设有一级所述固-液旋流分离器。该方式适于所述固-液旋流分离器所形成的浓液中固态残渣含量低于4%的情形，此时所述固-液旋流分离器所形成的浓液中的固态残渣对整个系统的分离效果影响较小，因此无需设置下一级固-液旋流分离器。
[0025]在另一实施方式中，本实用新型所述的系统还可以设有两级所述固-液旋流分离器，其中，
[0026]第一级固-液旋流分离器的进液口与所述缓冲罐的下部出口连接，第一级固-液旋流分离器的浓液口与所述预混罐的进口连接；
[0027]第二级固-液旋流分离器的进液口与所述预混罐的出口连接。
[0028]该方式适用于第一级固-液旋流分离器所形成的浓液中固态残渣含量大于5%的情形，此时设置第二级固-液旋流分离器有利于降低离子液体中固态残渣的含量，从而保证循环利用的离子液体的质量。
[0029]本实用新型所述的系统还可以设有再生罐，所述再生罐与所述第二级固-液旋流分离器的溢流口连接。该再生罐可用于离子液体的再生。
[0030]进一步地，所述再生罐还可以与所述预混罐的出口连接。在该方式下，所述预混罐中形成的混合物一部分流入第二级固-液旋流分离器进行固液分离，另一部分则直接流入再生罐。
[0031]进一步地，本实用新型所述的系统还设有固液分离装置，所述固液分离装置与所述第二级固-液旋流分离器的浓液口连接。根据该固液分离装置的处理能力可以确定从预混罐中流入第二级固-液旋流分离器的混合物的流量。
[0032]本实用新型还提供一种制备烷基化反应产物的系统，包括烷基化反应器和上述任一所述的系统，所述缓冲罐的上部出口与所述烷基化反应器连接，所述固-液旋流分离器的溢流口与所述烷基化反应器连接。
[0033]在本实用新型中，所述烷基化反应器可以为本领域常规用于进行烷基化反应的反应器。进一