改造硫酸烷基化單元用于離子液體催化烷基化方法
【專利摘要】將硫酸烷基化單元轉變成配置用于實現離子液體催化烷基化方法的離子液體烷基化系統的方法，該方法可包括將配置用于離子液體催化烷基化的至少一個組件連接到所述H2SO4烷基化單元的至少一個組件上，其中所述H2SO4烷基化單元的至少一個組件被保留、改進或改造以用于所述離子液體烷基化系統中。離子液體催化烷基化系統衍生自現有的傳統的烷基化單元，且也公開了離子液體催化烷基化方法。
【專利說明】改造硫酸烷基化單元用于離子液體催化烷基化方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及改造硫酸烷基化單元用于離子液體催化烷基化方法。
[0002]背景
[0003]濃硫酸(H2SO4)在工業方法例如烯烴和異鏈烷烴烷基化中廣泛用作催化劑。然而，在工業方法裝置中使用H2SO4有嚴重缺陷。濃H2SO4如果吸入是相當危險的，與皮膚或眼睛接觸的情況下是非常危險的且被IARC和OSHA認作是經證實的人類致癌物。
[0004]在烷基化方法中，通過產生酸溶性油H2SO4被不斷稀釋，使得大量體積的廢酸的排放和再加工成為必要以恢復催化活性。這種再加工通常通過在單獨的加工廠中燃燒和濃縮該酸來進行。在許多情況下，所述廢酸必須通過油罐卡車或軌道車廂運送到所述加工廠，從而產生了由于公路和鐵路事故造成的潛在的公共暴露危險。
[0005]然而，開發更安全、替代性的代替硫酸的催化劑的努力遇到了嚴峻的挑戰。氫氟酸(HF)可以用作替代物，盡管HF比H2SO4對人類存在更大的危害。此外，固體烷基化催化劑已被證明由于快速結垢和失活難以商業化。
[0006]圖1A是示意性地表示出根據現有技術的傳統的H2SO4烷基化單元10的框圖。H2SO4烷基化單元10可包括烴進料線13、H2SO4烷基化反應器14、連接到H2SO4反應器14的用于將酸/烴混合物分離成烴相和酸相的酸沉降器16。所述酸相可再循環到H2SO4反應器14中。烷基化單元10還可包括酸洗容器18、堿性水洗容器20、分餾單元22、產物處理單元24和外部冷凍單元26。外部冷凍單元26使用傳統的冷凍劑，如氟利昂或丙烷，用于冷卻反應器14。分餾單元22，其包含多個蒸餾塔或分餾塔，分餾所述烴相以提供一種或多種供產品處理單元24處理的產品。在一些情況下，傳統的烷基化單元可包括進料處理單元12用于處理到反應器14中的所述烴原 料。
[0007]圖1B是示意性地表示出也根據現有技術的傳統的H2SO4烷基化單元10’的框圖。烷基化單元10’可包括烴進料線13、H2SO4烷基化反應器14、酸沉降器16、酸洗容器18、堿性水洗容器20、分餾單元22和產物處理單元24，基本上如參考圖1A中所描述的。與圖1A中的單元10相比，烷基化單元10’包括使用來自所述烷基化反應器的流出物作為冷凍劑的流出物冷凍單元26’。
[0008]授予Peterson等人的美國專利號5284990中公開了將HF烷基化單元轉變為硫酸烷基化單元的方法。出于所有目的，將所述‘990專利的公開內容通過引用作為整體并入到本文中。
[0009]在烷基化方法中對于替代性的催化體系來代替傳統的H2SO4和HF催化劑的探索已被學術和工業機構的不同的團隊研究。到目前為止，還沒有施行該方法的可行的替代性催化劑被商業化。
[0010]最近在用金屬鹵化物離子液體催化劑作為冊和&504催化劑的替代物方面有相當大的興趣。作為例子，在授予Timken等人的美國專利號7432408中公開了離子液體催化的異鏈烷烴與烯烴的烷基化。此外，授予Elomari等人的美國專利號7572943公開了離子液體催化的烯烴的低聚反應和所得到的低聚物與異鏈烷烴的烷基化來生成烷基化的烯烴低聚物。
[0011]PCT公布號W02011/015664中公開了將H2SO4或HF烷基化單元改進為離子液體烷基化單元的方法，其中提供一個或多個旋流分離器單元來促進離子液體與烴的分離。
[0012]劉等人(石油天然氣雜志(2006) 104卷，40期)描述了翻新H2SO4烷基化單元用于混合離子液體催化烷基化，這通過改造所述沉降器的內部構件以強化所述混合離子液體與烷基化物汽油的分離且通過提供緩沖罐來實現，其中所述混合離子液體從緩沖罐中再循環到STRATC0? (連續攪拌釜式)反應器中。
[0013]需要將現有的、傳統的H2SO4烷基化單元有效地且成本有效地轉變成適合離子液體催化烷基化方法的離子液體烷基化系統。
[0014]發明概述
[0015]在實施方案中，提供了將硫酸烷基化單元轉變成離子液體烷基化系統的方法，所述方法包括提供包含離子液體烷基化反應器的離子液體專用子系統，和將所述離子液體專用子系統的至少一個組件連接到所述硫酸烷基化單元的至少一個組件。
[0016]在另一實施方案中，提供了將傳統的烷基化單元轉變為離子液體烷基化系統的方法，所述傳統的烷基 化單元包括分餾單元，且所述方法包括提供為離子液體催化烷基化反應配置的離子液體烷基化反應器，和將所述離子液體烷基化反應器連接到所述傳統的烷基化單元的至少一個組件。
[0017]根據進一步的實施方案，提供了將硫酸烷基化單元轉變成離子液體烷基化系統的方法，所述硫酸烷基化單元包括傳統的分餾單元，且所述方法包括提供為離子液體催化烷基化反應而配置的離子液體烷基化反應器；提供為將離子液體烷基化反應器的烷基化反應器流出物分離成離子液體相和烴相而配置的離子液體/烴分離單元，將所述離子液體烷基化反應器連接到所述離子液體/烴分離單元來將所述烷基化反應器流出物進料到所述離子液體/烴分離單元，和改進所述傳統的分餾單元以提供改進的分餾單元，以使得所述改進的分餾單元被配置用于從至少一部分所述烴相中分離富含HCl的C3_餾分。
[0018]在仍然進一步的實施方案中，提供了衍生自具有傳統的分餾單元的現存的、傳統的烷基化單元的離子液體烷基化系統，所述離子液體烷基化系統包括為離子液體催化烷基化反應配置的離子液體烷基化反應器；離子液體/烴分離單元，其與所述離子液體烷基化反應器以流體連通，用于將所述離子液體烷基化反應器的烷基化反應器流出物分離成離子液體相和烴相；改進的分餾單元，其與所述離子液體/烴分離單元以流體連通。所述改進的分餾單元衍生自所述傳統的分餾單元，且改進所述傳統的分餾單元以使得配置所述改進的分餾單元用于從所述烴相中分離富含HCl的C3_餾分。配置所述離子液體烷基化系統用于將富含HCl的C3_餾分再循環到所述離子液體烷基化反應器中。
[0019]在又一實施方案中，提供了離子液體催化的烷基化方法，包括將至少一種異鏈烷烴和至少一種烯烴與離子液體催化劑在處于離子液體催化烷基化條件下的離子液體烷基化區中接觸；從所述離子液體烷基化區的反應器流出物中分離烴相；閃蒸至少一部分所述烴相；在所述閃蒸的烴相和所述離子液體烷基化區之間換熱，以使得熱通過所述閃蒸的烴相從所述離子液體烷基化區移出；通過流出物冷凍單元將所述閃蒸的烴相分離成多個烴料流；分餾至少一種所述烴料流以提供富含HCl的C3_餾分；和將所述富含HCl的C3_餾分再循環到所述離子液體烷基化區。[0020]本文中所用的術語“包含(comprising)”和“包括(comprises) ”意味著包含遵循那些術語所確定的已提及的要素或步驟，但并不一定排除其他未提及的要素或步驟。
[0021]附圖簡述
[0022]圖1A是示意性地表示出根據現有技術的使用傳統的冷凍的硫酸烷基化單元的框圖；和
[0023]圖1B是示意性地表示出也根據現有技術的使用流出物冷凍的硫酸烷基化單元的框圖。
[0024]圖2示意性地表示出根據本發明的實施方案的轉變后的離子液體催化烷基化系統；
[0025]圖3示意性地表示出根據本發明的另一實施方案的離子液體烷基化系統的子系統；
[0026]圖4示意性地表示出根據本發明的另一實施方案的用于離子液體催化烷基化系統的離子液體催化劑/烴分離單元；和
[0027]圖5示意性地表示出根據本發明的另一實施方案的離子液體烷基化系統。
[0028]發明詳述
[0029]離子液體催化劑可用于一系列烴類轉變反應，包括用于生產烷基化物汽油調和組分、餾分油、潤滑油等的烷基化反應。傳統的H2SO4和HF烷基化單元本身不適合于進行離子液體催化烷基化方法。然而，根據本發明的實施方案，傳統的H2SO4烷基化單元的一種或多種組件可以用于，或經改造用于，離子液體烷基化系統和方法中。
[0030]在實施方案中，本發明提供了將現有的、傳統的烷基化單元轉變成配置用于有效地完成離子液體催化烷基化方法的離子液體烷基化系統的方法。這樣的裝置轉變在離子液體催化烷基化方法的商業化過程中可以是非常成本有效的。在另一實施方案中，提供了衍生自傳統的、現有的或者之前的H2SO4烷基化單元的離子液體烷基化系統。
[0031]與本文同日申請的共同轉讓的題目為“轉變HF烷基化單元用于離子液體催化烷基化方法”的美國專利申請的公開內容，通過引用作為整體并入本文中。
[0032]離子液體催化方法的原料
[0033]在實施方案中，離子液體催化的烴轉化方法的原料可包括在煉油廠、氣變液轉化裝置、煤液化轉化裝置或者在石腦油裂化裝置、中間餾分裂化裝置、或石蠟裂化裝置中的各種烴料流，包括FCC尾氣、FCC輕石腦油、焦化設備尾氣、焦化設備石腦油、氫化裂解設備石腦油等。在實施方案中，這樣的料流可包含異鏈烷烴和/或烯烴。
[0034]含烯烴料流的例子包括FCC尾氣、焦化設備氣、烯烴復分解單元尾氣、聚烯烴汽油單元尾氣、甲醇變烯烴單元尾氣、FCC輕石腦油、焦化設備輕石腦油、費-托單元冷凝物和裂化的石腦油。一些含烯烴料流可包含選自乙烯、丙烯、丁烯、戊烯直至Cltl烯烴的兩種或更多種烯烴。例如，在美國專利號7572943中進一步描述這些含烯烴料流，通過引用將其公開內容作為整體并入本文中。
[0035]含有異鏈烷烴的料流的例子包括但不限于FCC石腦油、氫化裂解設備石腦油、焦化設備石腦油、費-托單元冷凝物和裂化石腦油。這些料流可包含兩種或更多種異鏈烷烴的混合物。在子實施方案中，用于離子液體催化方法的異鏈烷烴進料可包含異丁烷，其可從例如氫化裂解單元、丁烷異構化單元或可購買得到。[0036]在實施方案中，進料中的烯烴和異鏈烷烴可參與離子液體催化的異鏈烷烴-烯烴的烷基化反應。在另一個實施方案中，進料中的烯烴當和離子液體催化劑在烴轉化反應器中接觸時可進行低聚反應，離子液體催化的烯烴低聚反應可在與離子液體催化的烯烴-異鏈烷烴的烷基化相同或相似的條件下發生。例如在共同轉讓的都授權給Elomari等的美國專利號7572943和7576252中公布了離子液體催化的烯烴低聚反應和烯烴-異鏈烷烴烷基化，通過引用將其公開內容作為整體并入本文中。
[0037]將傳統的烷基化單元轉變為離子液體烷基化系統的方法
[0038]傳統的硫酸烷基化單元在之前的圖1A和IB中示意性地表示出來。由于各種原因，例如由于所述離子液體催化劑在物理和化學性質上的不同、在烷基化反應器中的最佳的工藝條件和離子液體催化烷基化工藝要求的不同，傳統的硫酸烷基化單元本身不適合于離子液體催化烷基化方法的商業化。然而，已有的硫酸烷基化單元可以轉變成配置用于有效地實施離子液體催化烷基化工藝的離子液體催化烷基化系統。所述離子液體催化烷基化系統在本文中也可稱為離子液體烷基化系統。
[0039]現有的或之前的硫酸(H2SO4)烷基化單元轉變為離子液體(IL)烷基化系統在本文中可稱為“H2S04/IL轉變”。這種轉變可以實現，例如，通過更換和/或切斷H2SO4烷基化單元的一種或多種組件，通過使所述H2SO4烷基化單元的一種或多種組件適用于離子液體催化烷基化工藝，和/或通過將離子液體催化烷基化系統的一種或多種組件連接到所述H2SO4烷基化單元的一種或多種組件上來實現。在H2S04/IL轉變過程中，H2SO4烷基化單元的一種或多種組件可以被切斷，例如，通過關閉一個或多個閥來切斷，和/或通過移走、封住或替換在兩種或更多種H2SO4烷基化單元組件間的線路或內部連接來切斷。
[0040]在實施方案中，將硫酸烷基化單元轉變為離子液體烷基化系統的方法可包括提供離子液體催化劑專用子系統。所述離子液體催化劑專用子系統在本文中也可稱為離子液體專用子系統。這樣的離子液體專用子系統可包含一種或多種組件，配置用于連接到所述H2SO4烷基化單元的一種或多種組件；且&304/幾轉變的方法可包括將所述離子液體專用子系統的至少一個組件連接到所 述硫酸烷基化單元的至少一個組件。在實施方案中，可重新提供所述離子液體專用子系統的一種或多種組件用于所述H2SO4AL轉變。
[0041]在實施方案中，所述離子液體催化劑專用子系統可包含離子液體催化劑烷基化反應器。所述離子液體催化劑烷基化反應器可配置用于一種或多種離子液體催化的烴轉化反應，例如異鏈烷烴-烯烴烷基化。所述離子液體催化劑烷基化反應器在本文中也可稱為離子液體烷基化反應器。
[0042]在實施方案中，離子液體專用子系統還可包括離子液體催化劑/烴注入單元，且H2SO4AL轉變的方法還可包括將所述離子液體催化劑/烴注入單元連接到至少一條烴進料線。所述離子液體催化劑/烴注入單元在本文中也可稱為離子液體/烴注入單元。
[0043]在實施方案中，所述離子液體/烴注入單元可以和所述離子液體烷基化反應器成為一體。在實施方案中，所述離子液體/烴注入單元的至少一部分，例如遠端部分，可以延長到所述離子液體烷基化反應器內的空隙或空間中。在實施方案中，所述離子液體/烴注入單元可以至少部分地布置在離子液體烷基化反應器之內。在實施方案中，所述離子液體/烴注入單元可是所述離子液體烷基化反應器的一部分或組件。
[0044]在實施方案中，可以重新提供至少一條烴進料線作為所述離子液體烷基化系統的組件。在另一個實施方案中，所述離子液體烷基化系統的至少一條烴進料線可包含來自H2SO4烷基化單元的組件，且H2SO4AL轉變的方法可包括將所述H2SO4反應器與所述至少一條烴進料線斷開。
[0045]將所述H2SO4反應器與所述至少一條烴進料線或者其他組件斷開，可用于使H2SO4反應器退役。此后，所述H2SO4反應器可以移動、去除、丟棄或者可以暫時地或永久地保留在原位置。
[0046]在用于H2SO4AL轉變的方法的實施方案中，所述離子液體烷基化反應器可以經由所述離子液體/烴注入單元連接到所述至少一條烴進料線。在一些實施方案中，所述離子液體烷基化反應器可以帶有或者可以包括所述離子液體/烴注入單元。至少一種烴進料可以經由所述至少一條烴進料線和所述離子液體/烴注入單元進料到所述離子液體烷基化反應器。所述至少一種烴進料可以被處理，例如通過位于離子液體/烴注入單元上游的進料處理單元處理(見，例如，圖2)。
[0047]H2SO4AL轉變的方法還可包括將所述離子液體/烴注入單元連接到用于將離子液體催化劑進料到所述離子液體烷基化反應器的離子液體催化劑進料線。所述離子液體催化劑進料線在本文中也可以稱為離子液體進料線。
[0048]可配置所述離子液體/烴注入單元以共同注入所述離子液體催化劑和至少一種烴進料到所述離子液體烷基化反應器中。在實施方案中，所述離子液體/烴注入單元可包含至少一個噴嘴。例如，在共同轉讓的美國專利申請公布號20090166257、20090171133和20090171134中，且在2010年5月14日申請的美國專利申請序列號12/780452中，公開了用于離子液體催化烷基化的一個或多個噴嘴的使用，通過引用將其中每一個的公開內容作為整體并入本文中。
[0049]在實施方案中，所述離子液體烷基化反應器和所述離子液體/烴注入單元可以共同配置以形成含有離子液體相和烴相的混合物。這樣的混合物可以在所述離子液體烷基化反應器中形成。在實施方案中，所述混合物可包含分散的離子液體相和連續的烴相。作為例子，在所述離子液體烷基化反應器中的反應混合物可包含含有懸浮在液態烴中的離子液體催化劑液滴的乳液。在實施方案中`，這種液滴可以均勻懸浮在所述烴相中以提供均勻的乳液。所述離子液體相在本文中還可以稱為離子液體催化劑相，可以理解的是，例如所述離子液體烷基化反應器的下游的用過的離子液體催化劑，可以至少部分地報廢或以其他方式降解。
[0050]在實施方案中，所述離子液體烷基化反應器可包含一個或多個噴嘴或者可以和一個或多個噴嘴共同使用，所述一個或多個噴嘴用于生成所述離子液體催化劑/烴乳液。在其他實施方案中，可以使用不同的離子液體烷基化反應器配置以提供離子液體催化劑和烴的均勻的或均相的混合物，例如含有一種或多種在線混合器(例如，靜態混合器)的反應器系統，或者具有一個或多個葉輪的連續攪拌釜式反應器。
[0051]在實施方案中，所述離子液體專用子系統還可包含離子液體催化劑聚結器，且H2SO4AL轉變的方法還可包含將所述離子液體催化劑聚結器連接到分餾單元以將所述烴相進料到所述分餾單元。所述離子液體催化劑聚結器在本文中也可稱為離子液體聚結器。
[0052]在實施方案中，所述離子液體烷基化系統的所述分餾單元可包含來自H2SO4烷基化單元的傳統的分餾單元的至少一部分。在實施方案中，所述H2SO4烷基化單元的所述傳統的分餾單元可以被改進，例如在H2SO4AL轉變過程中改進，為所述離子液體烷基化系統提供改進的分餾單元。在實施方案中，所述改進的分餾單元可包含來自H2SO4烷基化單元的所述分餾單元的一部分，并與一種或多種重新為所述離子液體烷基化系統提供的分餾單元組件結合。在實施方案中，一種或多種重新為所述離子液體烷基化系統提供的分餾單元組件可包含鎳合金。在實施方案中，傳統的分餾單元的一種或多種組件(例如，包含碳鋼)可以升級，例如，通過用合金例如Ni/Cu合金或Ni/Cr合金代替其來升級。
[0053]應該理解的是，這種冶金的升級不必限制于翻新后的或轉變后的烷基化系統的所述分餾段。通常，對于主要含有離子液體催化劑的料流，現存的H2SO4烷基化單元的碳鋼組件，例如所述離子液體催化劑再生段和所述離子液體催化劑再循環線，可以升級到更高冶金。
[0054]在實施方案中，H2S04/IL轉變的方法可包括改進或翻新來自H2SO4烷基化單元的所述傳統的分餾單元的至少一個蒸餾塔來為所述離子液體烷基化系統提供改進的分餾單元。在另外的實施方案中，改進所述傳統的分餾單元可包括向所述傳統的分餾單元中添加一個或多個蒸餾塔。配置所述改進的分餾單元以從所述烴相或從所述烴相的一部分中分離富含HCl的C3_餾分。
[0055]所述分餾單元可在將所述分餾單元連接到所述離子液體/烴分離單元之前或之后改進。可配置所述離子液體烷基化系統用于將富含HCl的C3_餾分再循環到所述離子液體烷基化反應器中。再循環富含HCl和丙烷的餾分到離子液體烷基化反應器中在共同轉讓的美國專利申請公布 號20110155640中公開，通過引用將其公開內容作為整體并入本文中。
[0056]在實施方案中，所述離子液體烷基化系統還可包含初級分離器。在實施方案中，所述初級分離器可為離子液體烷基化系統重新提供，以使得來自現存的H2SO4烷基化單元至少一種容器，例如所述酸沉降器、所述酸洗容器或者所述堿性水洗容器，對于離子液體催化烷基化的需求來說是過剩的。在這種情況下，H2SO4AL轉變的方法可包含將一種或多種在H2SO4AL轉變過程中的這種組件斷開和/或退役。所述H2SO4烷基化單元組件的這種退役和/或斷開可以是暫時的或永久的。作為非限制性的例子，從所述H2SO4烷基化單元退役的組件可以移動、去除、丟棄或者可以暫時地或永久地保留在原位置。
[0057]用于硫酸烷基化單元的H2S04/IL轉變的方法還可包括將所述離子液體烷基化反應器連接到所述初級分離器用于將烷基化反應器流出物從所述離子液體烷基化反應器進料到所述初級分離器。所述初級分離器可配置用于將所述烷基化反應器流出物分離成烴相和離子液體相。在實施方案中，H2SO4AL轉變的方法還可包括將所述初級分離器連接到所述離子液體聚結器用于將來自所述初級分離器的所述烴相進料到所述離子液體聚結器。
[0058]在替代性的實施方案中，來自現存的或先前的H2SO4烷基化單元的一種或多種組件，例如所述酸沉降器、所述酸洗容器或者所述堿性水洗容器，可以保留和/或改造為所述離子液體烷基化系統的的組件。作為例子，所述酸沉降器、所述酸洗容器或者所述堿性水洗容器中的一種或多種可以經配置以將烷基化反應器流出物分離成所述烴相和所述離子液體相。因此，在實施方案中，所述離子液體/烴分離單元可包含所述酸沉降器、所述酸洗容器或者所述堿性水洗容器中的一種或多種。
[0059]根據本發明的另一實施方案，將H2SO4烷基化單元轉變為離子液體烷基化系統的方法可包括提供離子液體烷基化反應器和換熱器。所述H2SO4AL轉變方法可涉及將所述換熱器與所述離子液體烷基化反應器熱耦合以冷卻所述離子液體烷基化反應器。在實施方案中，所述換熱器可配置到所述離子液體烷基化反應器上或與所述離子液體烷基化反應器成為一體。
[0060]在進行轉變的所述H2SO4烷基化單元包括流出物冷凍單元的實施方案中(見，例如，圖1B)，所述H2S04/IL轉變可包含將所述換熱器連接到來自所述H2SO4烷基化單元的現有的流出物冷凍單元。在，例如其中進行轉變所述H2SO4烷基化單元包括外部的(非流出物)冷凍單元的其它實施方案中(例如，圖1A)，所述H2SO4AL轉變可包含使所述外部冷凍單元退役，提供流出物冷凍單元代替所述退役的外部冷凍單元，且將所述流出物冷凍單元連接到所述換熱器。
[0061]所述離子液體聚結器可例如經由連接到所述離子液體烷基化反應器的排出口的初級分離器與所述離子液體烷基化反應器以流體連通。所述離子液體聚結器和所述初級分離器可共同地形成離子液體/烴分離單元。H2SO4AL轉變的方法可包括將所述初級分離器連接到所述離子液體烷基化反應器，以使得所述初級分離器可以與所述離子液體烷基化反應器以流體連通以將烷基化反應器流出物從所述離子液體反應器進料到所述初級分離器。可配置所述初級分離器以將所述烷基化反應器流出物分離成烴相和離子液體相。
[0062]所述離子液體聚結器可以接收來自所述初級分離器的所述烴相的至少一部分。在實施方案中，來自所述初級分離器的所述烴相可與所述離子液體不完全分離；例如，來自所述初級分離器的所述烴相可包含夾帶的離子液體。可配置所述離子液體聚結器以將該夾帶的離子液體與所述烴相分離，且可配置所述離子液體烷基化系統以將來自所述離子液體聚結器的所述夾帶的離子液體再循環到所述離子液體烷基化反應器。
[0063]在實施方案中，H2SO4AL轉變的方法還可包括將所述離子液體聚結器連接到所述分餾單元。在實施方案中，所述分餾單元可在進行轉變的現有的H2SO4烷基化單元中保留，或者可以衍生自或改造自所述H2SO4烷基化單元的所述分餾單元的一種或多種組件。
[0064]欲轉變為離子液體烷基化系統的H2S`O4烷基化單元可能包括含有與離子液體催化烷基化方法的一種或多種區域不相容的材料例如碳鋼的至少一個組件。在實施方案中，H2SO4AL轉變的方法可包括用包含合適材料的例如鎳合金的一種或多種組件來代替所述H2SO4烷基化單元中的一種或多種組件。在子實施方案中，所述Ni合金可包含Ni/Cr合金，所述Ni/Cr合金包含占主導地位的Ni(>50wt%Ni)以及至多約26wt%的Cr。在另一個子實施方案中，所述Ni合金可包含Ni/Cu合金，所述Ni/Cu合金包含占主導地位的Ni( >50wt%Ni))以及至多約32wt%的Cu。非限制性的Ni/Cr合金和Ni/Cu合金的例子分別是合金C-276和合金400。
[0065]在實施方案中，將傳統的烷基化單元轉變為離子液體烷基化系統的方法可包括提供配置用于離子液體催化烷基化反應的離子液體烷基化反應器，且將所述離子液體烷基化反應器連接到所述傳統的烷基化單元的至少一個組件。所述離子液體烷基化反應器可具有與其以流體連通的離子液體/烴注入單元。在實施方案中，所述離子液體/烴注入單元可以與所述離子液體烷基化反應器是一體的、設置在所述離子液體烷基化反應器中、和/或是所述離子液體烷基化反應器的組件。
[0066]在另一個實施方案中，將傳統的烷基化單元轉變為離子液體烷基化系統的方法可包括配置所述離子液體/烴注入單元以將所述離子液體催化劑和至少一種烴進料共同注入到所述離子液體烷基化反應器中。在實施方案中，所述離子液體烷基化反應器和所述離子液體/烴注入單元可以共同配置用于在所述離子液體烷基化反應器中形成含有分散的離子液體相和連續的烴相的均勻的混合物。
[0067]所述離子液體/烴注入單元可以連接到至少一條烴進料線用于將至少一種烴進料進料到所述離子液體烷基化反應器。在實施方案中，所述至少一種烴進料可經由放置在所述離子液體/烴注入單元上游的進料處理單元處理。
[0068]在實施方案中，所述至少一種烴進料可包含含有異鏈烷烴的進料和含有烯烴的進料。所述進料處理單元可包括至少一個用于干燥所述烴進料的進料干燥器單元。所述進料處理單元還可包括用于處理含有烯烴的進料的加氫異構化單元，例如，用于脫除丁二烯和用于將1- 丁烯異構化為2- 丁烯。
[0069]在實施方案中，所述進料處理單元可包含現存的或先前的H2SO4烷基化單元的組件。在另一個實施方案中，用于轉變為離子液體烷基化系統的現存的H2SO4烷基化單元可能缺少合適的進料處理單元，且用于所述離子液體烷基化系統的所述進料處理單元可包含重新為所述H2SO4AL轉變提供的一種或多種組件。
[0070]在H2SO4AL轉變過程中，所述離子液體/烴分離單元可以連接到所述離子液體烷基化反應器。可配置所述離子液體/烴分離單元用于將所述離子液體烷基化反應器的烷基化反應器流出物分離成所述離子液體相和所述烴相。所述離子液體相可包含離子液體催化劑，而所述烴相可包含烷基化物。所述烴相還可包含未轉化的輕烴。
[0071]所述離子液體/烴分離單元可包含初級分離器和與所述初級分離器以流體連通的離子液體聚結器。在實施方案中，所述離子液體/烴分離單元可以經由所述初級分離器連接到所述離子液體烷基化反應器。
[0072]在實施方案中，H2SO4AL轉變還可包括將所述離子液體/烴分離單元連接到所述分餾單元用于將至少一部分所述烴相進料到所述分餾單元。在實施方案中，所述離子液體/烴分離單元可以經由所述離子 液體聚結器連接到所述分餾單元。在另一個實施方案中，所述烴相的至少一部分可經由與所述離子液體烷基化反應器熱連通的換熱器循環到冷凍單元。所述冷凍單元可以經由一條或多條管線連接到所述離子液體烷基化系統的所述分餾單元，用于將來自所述冷凍單元的一種或多種烴料流進料到所述分餾單元中(見，例如，圖5)。
[0073]H2SO4AL轉變的方法還可包括提供用于再生所述離子液體催化劑的離子液體催化劑再生單元，且將所述離子液體催化劑再生單元連接到所述離子液體/烴分離單元用于將來自所述離子液體/烴分離單元的所述離子液體相的一部分進料到所述離子液體催化劑再生單元。來自所述離子液體/烴分離單元的所述離子液體相可包含至少部分報廢的離子液體催化劑，且可以配置所述離子液體/烴再生單元用于再生這樣的離子液體催化劑以提供再生的離子液體催化劑。
[0074]H2SO4AL轉變的方法還可包括將所述離子液體催化劑再生單元連接到所述離子液體烷基化反應器以將所述再生的離子液體催化劑的至少一部分進料到所述離子液體烷基化反應器中。例如，在共同轉讓的美國專利號7674739和7691771中，公開了離子液體催化劑的再生，通過引用將其中每一個的公開內容作為整體并入本文中。
[0075]在H2SO4AL轉變完成之后，得到的離子液體烷基化系統可以根據合適的啟動程序開始運作。在共同轉讓、共同待決的2010年6月28日申請的美國專利申請序列號12/825121中公開了用于啟動和操作離子液體催化的烴轉化工藝和系統的方法，通過引用將其公開內容作為整體并入本文中。
[0076]離子液體催化烷基化方法
[0077]參考圖2-4，在用系統100實施的離子液體催化烷基化方法過程中，處理過的烴進料可被引入到離子液體烷基化反應器220中。離子液體烷基化反應器220在本文中也可稱為離子液體烷基化區。所述烴進料可用進料處理單元12’處理。所述烴進料可包含至少一種烴反應物。在子實施方案中，所述至少一種烴反應物可包括包含C4-Cltl異鏈烷烴的第一反應物和包含C2-Cltl烯烴的第二反應物。所述烴進料的處理可包括進料干燥以及二烯烴的去除和烯烴進料中的烯烴的加氫異構化。離子液體催化烷基化的原料的選擇性加氫和加氫異構化在共同轉讓的美國專利申請
【發明者】R·F·克萊夫登, C·M·菲利普斯, H·K·C·蒂姆肯 申請人:雪佛龍美國公司