一种分离烷基化反应产物中离子液体的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种分离烷基化反应产物中离子液体的方法和系统，所述烷基化反应产物是以离子液体作为催化剂制备得到的，所述方法包括如下步骤：对所述烷基化反应产物进行至少一级液-液旋流分离，得到烷基化油剂粗品和离子液体粗品；对所述离子液体粗品进行沉降，分离出澄清的离子液体后，对余下的离子液体粗品进行至少一级固-液旋流分离，得到离子液体。本发明专利技术的方法能够实现烷基化反应产物中离子液体、烷基化油剂及固态杂质的快速分离，分离精度高，分离后的离子液体质量良好，可进行循环利用并能够保证烷基化反应的高效进行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油化工领域，具体涉及一种分离烷基化反应产物中离子液体的方法和系统。
技术介绍
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。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。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。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。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方法和系统，成为上述烷基化工艺技术工业化的关键。
技术实现思路
本专利技术提供一种分离烷基化反应产物中离子液体的方法和系统，用于解决现有技术中的烷基化油剂分离方法和系统设备投资大、分离系统内离子液体藏量大、系统运行成本高、分离精度低等技术缺陷。本专利技术提供一种分离烷基化反应产物中离子液体的方法，所述烷基化反应产物是以离子液体作为催化剂制备得到的，所述方法包括如下步骤：对所述烷基化反应产物进行至少一级液-液旋流分离，得到烷基化油剂粗品和离子液体粗品；对所述离子液体粗品进行沉降，分离出澄清的离子液体后，对余下的离子液体粗品进行至少一级固-液旋流分离，得到离子液体。在本专利技术中，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。本专利技术利用所述的液-液旋流分离技术分离烷基化反应产物中的烷基化油剂和离子液体，经所述液-液旋流分离后，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。本专利技术利用固-液旋流分离技术分离离子液体和固态杂质，经所述固-液旋流分离后，可以得到含有离子液体的溢流和含有固态杂质的浓液。本专利技术还通过沉降手段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分离并供返回至所述烷基化反应产物的体系中进行循环利用，从而可以大大降低分离系统内的离子液体藏量。在本专利技术中，可以采用本领域的常规方法进行所述液-液旋流分离、固-液旋流分离和沉降，所述沉降例如可以为重力沉降；并且，本领域技术人员可以根据分离目的而选择适宜的工艺条件进行分离。此外，对离子液体进行循环利用的方式不作严格限制，例如离子液体可以直接返回至所述烷基化反应产物的体系中进行循环利用；或者，离子液体可以先贮存于缓冲罐中，然后返回至所述烷基化反应产物的体系中进行循环利用。在一实施方式中，可以对所述烷基化反应产物进行两级液-液旋流分离，包括：对所述烷基化反应产物进行第一级液-液旋流分离，得到含有烷基化油剂的顶流和离子液体粗品；对所述顶流进行第二级液-液旋流分离，得到烷基化油剂粗品和离子液体。上述两级液-液旋流分离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。进一步地，可以对所述烷基化油剂粗品进行精制，得到烷基化油剂。此外，第二级液-液旋流分离形成的离子液体可以供返回至所述烷基化反应产物的体系中进行循环利用。在一实施方式中，可以对所述离子液体粗品进行一级固-液旋流分离，得到离子液体和浓液。该方式适用于浓液中固态残渣含量低于4％的情形，此时所述固-液旋流分离所形成的浓液中的固态残渣对分离效果影响较小，因此无需进行下一级固-液旋流分离。进一步地，可以将所述浓液与离子液体再生助剂混合进行离子液体的再生，得到再生的离子液体。在另一实施方式中，可以对所述离子液体粗品进行两级固-液旋流分离，包括：对所述离子液体粗品进行第一级固-液旋流分离，得到离子液体和浓液；将所述浓液与离子液体再生助剂混合形成混合物；对部分所述混合物进行第二级固-液旋流分离，得到固态残渣和含有离子液体以及离子液体再生助剂的溢流；将所述溢流与余下的所述混合物混合并进行离子液体的再生，得到再生的离子液体。该方式适用于浓液中固态残渣含量大于5％的情形，此时进行第二级固-液旋流分离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。进一步地，第一级固-液旋流分离形成的离子液体可以供返回至所述烷基化反应产物的体系中进行循环利用；或者，还可以将其与所述离子液体粗品合并后进行沉降。此外，再生的离子液体可以供返回至所述烷基化反应产物的体系中进行循环利用。进一步地，本专利技术所述方法还包括对所述固态残渣进行固液分离，回收所述固态残渣中的离子液体。对固态残渣进行固液分离有利于减少固态残渣的带液量，并降低离子液体损失，回收的离子液体可以供返回至所述烷基化反应产物的体系中进行循环利用。本专利技术还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，所述液-液旋流分离器具有进液口、顶流口和底流口；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；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。在本专利技术中，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。在一实施方式中，本专利技术所述的系统可以设有两级所述液-液旋流分离器，其中，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；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。进一步地，本专利技术所述的系统可以设有两级所述缓冲罐，其中，第一级缓冲罐的进口与所述第一级液-液旋流分离器的底本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离烷基化反应产物中离子液体的方法，其特征在于，所述烷基化反应产物是以离子液体作为催化剂制备得到的，所述方法包括如下步骤：对所述烷基化反应产物进行至少一级液‑液旋流分离，得到烷基化油剂粗品和离子液体粗品；对所述离子液体粗品进行沉降，分离出澄清的离子液体后，对余下的离子液体粗品进行至少一级固‑液旋流分离，得到离子液体。

【技术特征摘要】
1.一种分离烷基化反应产物中离子液体的方法，其特征在于，所述烷基化反应产物是以离子液体作为催化剂制备得到的，所述方法包括如下步骤：对所述烷基化反应产物进行至少一级液-液旋流分离，得到烷基化油剂粗品和离子液体粗品；对所述离子液体粗品进行沉降，分离出澄清的离子液体后，对余下的离子液体粗品进行至少一级固-液旋流分离，得到离子液体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述烷基化反应产物进行两级液-液旋流分离，包括：对所述烷基化反应产物进行第一级液-液旋流分离，得到含有烷基化油剂的顶流和离子液体粗品；对所述顶流进行第二级液-液旋流分离，得到烷基化油剂粗品和离子液体。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对所述离子液体粗品进行两级固-液旋流分离，包括：对所述离子液体粗品进行第一级固-液旋流分离，得到离子液体和浓液；将所述浓液与离子液体再生助剂混合形成混合物；对部分所述混合物进行第二级固-液旋流分离，得到固态残渣和含有离子液体以及离子液体再生助剂的溢流；将所述溢流与余下的所述混合物混合并进行离子液体的再生，得到再生的离子液体。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括对所述固态残渣进行固液分离，回收所述固态残渣中的离子液体。5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述离子液体供返回至所述烷基化反应产物的体系中进行循环利用。6.一种分离烷基化反应产物中离子液体的系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘植昌，张睿，孟祥海，刘海燕，徐春明，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11