用于離子液體催化烷基化的噴嘴設計制造技術

用于離子液體催化烴轉化的系統包括反應容器、與所述反應容器流體連通的混合裝置以及與所述反應容器和混合裝置流體連通的至少一個循環回路。混合裝置可包括上部文丘里管、至少一個進料注入部件和下部文丘里管。所述系統可用于離子液體催化烷基化的反應。還公開了離子液體催化烴轉化的方法。

Nozzle design for catalytic alkylation of ionic liquids

A system for the catalytic conversion of hydrocarbons to an ionic liquid includes a reaction vessel, a mixing device in fluid communication with the reaction vessel, and at least one loop circuit in fluid communication with the reaction vessel and mixing device. The mixing device may include an upper Venturi tube, at least one feed injection member, and a lower Venturi tube. The system can be used to catalyze alkylation of ionic liquids. An ionic liquid catalytic hydrocarbon conversion process is also disclosed.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于離子液體催化烷基化的裝置、系統和方法。背景對有效混合兩種或多種不混溶液體的供裝置和系統有需求，所述不混溶液體比如用于離子液體催化烴轉化方法的離子液體催化劑和烴進料，離子液體催化烴轉化方法包括離子液體催化烷基化方法。概述在一個實施方案中，提供了用于離子液體催化烴轉化的系統，所述系統包括具有頂部的反應容器和設置在反應容器頂部的混合裝置。所述混合裝置包括上部文丘里管(upperventuri)，在所述上部文丘里管的遠端(theupperventuridistalend)具有軸向出口，所述上部文丘里管遠端設置在反應容器內。混合裝置還包括設置在反應容器內的至少一個進料注入陣列(feedinjectionarray)，其中每個進料注入陣列包括多個進料注入噴嘴(feedinjectionnozzles)。每個進料注入陣列與所述上部文丘里管同軸?；旌涎b置還進一步包括下部文丘里管(thelowerventuri)，在所述下部文丘里管的近端(thelowerventuriproximalend)具有軸向入口，其中所述下部文丘里管近端設置在反應容器內，并且所述下部文丘里管與所述上部文丘里管同軸?；旌涎b置配置成用于將第一液體的中心射流從所述上部文丘里管出口向下噴射到所述下部文丘里管中，并且每個進料注入陣列配置成用于將第二液體的多個側向射流向所述上部文丘里管的軸線噴射。在另一個實施方案中，提供了用于離子液體催化烴轉化的系統，所述系統包括具有頂部的反應容器、設置在所述反應容器頂部的混合裝置和與所述反應容器流體連通的循環回路。混合裝置包括上部文丘里管，在所述上部文丘里管的遠端具有軸向出口。所述上部文丘里管的遠端設置在反應容器內。混合裝置配置成用于將第一液體的中心射流從所述上部文丘里管出口向下噴射?；旌涎b置還包括設置在所述反應容器內的至少一個進料注入陣列。每個進料注入陣列包括多個進料注入噴嘴。每個進料注入陣列配置成用于將第二液體的多個側向射流向所述上部文丘里管的軸線噴射?；旌涎b置還進一步包括下部文丘里管，在所述下部文丘里管的近端具有軸向入口，所述下部文丘里管與所述上部文丘里管同軸。所述下部文丘里管入口與所述上部文丘里管出口徑向向外隔開，以在所述下部文丘里管和所述上部文丘里管之間提供文丘里管間通道。所述循環回路包括與所述反應容器流體連通的換熱器，其中所述換熱器配置成用于冷卻所述反應容器的反應流出物。所述循環回路與所述混合裝置流體連通，用于將冷卻的反應器流出物輸送到所述混合裝置，其中第一液體包括所述冷卻的反應器流出物。在另一個實施方案中，提供了用于離子液體催化烴轉化的系統，所述系統包括具有頂部和容器出口的反應容器；與所述所述反應容器流體連通的混合裝置，其中所述混合裝置設置在所述反應容器的頂部；和與所述容器出口流體連通的循環回路。該系統配置成通過所述容器出口從所述反應容器中抽出反應器流出物進入到循環回路中。所述循環回路包括配置成用于冷卻所抽出的反應器流出物的換熱器。所述循環回路被配置用于將至少一部分抽出的反應器流出物再循環到混合裝置以向所述反應容器提供外部再循環流，其中外部再循環流包括抽出的反應器流出物?；旌涎b置包括上部文丘里管，在所述上部文丘里管的近端處具有軸向上部文丘里管入口和在上部文丘里管的遠端處具有軸向上部文丘里管出口。所述上部文丘里管與所述循環回路流體連通，用于在所述上部文丘里管入口處接收所述外部再循環流。所述上部文丘里管配置成用于從上部文丘里管出口軸向向下地噴射所述外部再循環流的中心射流，其中所述上部文丘里管出口設置在所述反應容器內。所述混合裝置還包括至少一個進料注入陣列。每個進料注入陣列包括多個進料注入噴嘴，其中每個進料注入噴嘴的軸線與所述上部文丘里管的軸線相交。每個進料注入陣列配置成用于同時向外部再循環流的中心射流噴射多個烴進料的側向射流。所述混合裝置還進一步包括與所述進料注入陣列和所述上部文丘里管同軸設置的下部文丘里管，所述下部文丘里管在其近端具有軸向下部文丘里管入口。所述下部文丘里管入口與上部文丘里管出口徑向向外隔開，以在所述上部文丘里管遠端和所述下部文丘里管近端之間提供文丘里管間通道。在又一個進一步實施方案中，提供了用于離子液體催化烴轉化的系統，其包括具有頂部的反應器容器和設置在所述反應器容器頂部的混合裝置。混合裝置包括上部文丘里管，在所述上部文丘里管的遠端具有軸向出口，所述上部文丘里管的遠端設置在反應器容器內；設置在所述反應器容器內的進料注入環，所述進料注入環具有至少一個進料注入端口；和下部文丘里管，在所述下部文丘里管的近端具有軸向入口，所述下部文丘里管近端設置在所述反應器容器內。所述下部文丘里管與所述上部文丘里管同軸?；旌涎b置配置成用于將第一液體的中心射流從所述上部文丘里管出口向下噴射到所述下部文丘里管中。進料注入環配置成用于將第二液體從每個進料注入端口向所述上部文丘里管的軸線噴射。在另一個進一步實施方案中，提供了用于離子液體催化烴轉化的方法，所述方法包括從反應器容器中抽出反應器流出物，所述反應器流出物包含來自烴進料的未反應的烴；向所述反應器流出物中加入離子液體催化劑以提供外部再循環流；將所述外部再循環流引入混合裝置，所述混合裝置與所述反應器容器流體連通，其中所述混合裝置包括上部文丘里管和下部文丘里管，在所述上部文丘里管的遠端具有軸向出口，在所述下部文丘里管的近端具有軸向入口；將所述外部再循環流的中心射流從所述所述上部文丘里管出口向下噴射到所述所述下部文丘里管中；并且在中心射流的噴射地同時，向中心射流噴射烴進料，使得烴進料與中心射流碰撞，其中所述上部文丘里管的遠端和所述下部文丘里管的近端設置在所述反應器容器內，所述下部文丘里管與所述上部文丘里管同軸。用于離子液體催化的烴轉化的系統和方法的進一步實施方案在下文中描述并顯示在附圖中。如本文所使用的，術語“包括(comprising)”和“包括(comprises)”意指包括在這些術語之后定義的已命名的元件或步驟，但不一定排除其他未命名的元件或步驟。附圖簡要說明圖1A-1D各自示意性地表示根據本專利技術實施方案的用于離子液體催化烴轉化的系統；圖2示意性地表示根據本專利技術實施方案從側面看的用于離子液體催化烴轉化系統的具有進料注入陣列的混合裝置；圖3A用透視圖示意性地表示根據本專利技術的實施方案的用于混合裝置的上部文丘里管；圖3B用剖視圖示意性地表示根據本專利技術的實施方案的混合裝置；圖3C用剖視圖示意性地表示根據本專利技術的另一實施方案的上部文丘里管；圖4A用透視圖示意性地表示根據本專利技術的實施方案用于混合裝置的下部文丘里管；圖4B用剖視圖示意性地表示根據本專利技術的實施方案用于混合裝置的下部文丘里管與上部文丘里管出口關系；圖4C用剖視圖示意性地表示根據本專利技術的另一個實施方案的下部文丘里管；圖5A表示根據本專利技術的實施方案，上部文丘里管的軸線與進料噴射陣列的多個進料注入噴嘴中每一個的軸線的交叉，圖5B表示沿著圖5A的線5B-5B所看到的，上部文丘里管的軸線與每個進料注入噴嘴的軸線的交叉；圖6A表示根據本專利技術的實施方案，用剖視圖表示文丘里管間通道與混合裝置中上部文丘里管和下部文丘里管的關系，圖6B表示沿著圖6A的線6B-6B所看到的，文丘里管間通道與上部文丘里管本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于離子液體催化烴轉化的系統，所述系統包括：具有頂部的反應容器；和設置在所述反應容器頂部的混合裝置，其中所述混合裝置包括：上部文丘里管,在所述上部文丘里管遠端具有軸向出口，所述上部文丘里管遠端設置在所述反應容器內，設置在所述反應容器內的至少一個進料注入陣列，每個所述進料注入陣列包括多個進料注入噴嘴，每個所述進料注入陣列與所述上部文丘里管同軸，以及下部文丘里管,在所述下部文丘里管近端具有軸向入口，所述下部文丘里管近端設置在反應容器內，其中：所述下部文丘里管與所述上部文丘里管同軸，所述混合裝置配置成用于將第一液體的中心射流從所述上部文丘里管出口向下噴射到所述下部文丘里管中，和每個所述進料注入陣列配置成用于向所述上部文丘里管的軸線噴射第二液體的多個側向射流。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.07.03 US 14/323,3331.一種用于離子液體催化烴轉化的系統，所述系統包括：具有頂部的反應容器；和設置在所述反應容器頂部的混合裝置，其中所述混合裝置包括：上部文丘里管,在所述上部文丘里管遠端具有軸向出口，所述上部文丘里管遠端設置在所述反應容器內，設置在所述反應容器內的至少一個進料注入陣列，每個所述進料注入陣列包括多個進料注入噴嘴，每個所述進料注入陣列與所述上部文丘里管同軸，以及下部文丘里管,在所述下部文丘里管近端具有軸向入口，所述下部文丘里管近端設置在反應容器內，其中：所述下部文丘里管與所述上部文丘里管同軸，所述混合裝置配置成用于將第一液體的中心射流從所述上部文丘里管出口向下噴射到所述下部文丘里管中，和每個所述進料注入陣列配置成用于向所述上部文丘里管的軸線噴射第二液體的多個側向射流。2.根據權利要求1所述的系統，其中所述下部文丘里管入口與所述上部文丘里管出口徑向向外間隔開以提供文丘里管間通道。3.根據權利要求1所述的系統，其中所述下部文丘里管入口與所述上部文丘里管出口設置在相同的高度或大約相同的高度。4.根據權利要求1所述的系統，其中：所述下部文丘里管具有下部文丘里管收縮點，所述至少一個進料注入陣列包括單個進料注入陣列，和所述單個進料注入陣列設置在所述混合裝置的第一高度處或所述混合裝置的第二高度處，并且其中：所述第一高度與下部文丘里管入口處于相同的高度或大約相同的高度，并且所述第二高度與下部文丘里管收縮點處于相同的高度或大約相同的高度。5.根據權利要求1所述的系統，其中所述至少一個進料注入陣列包括：設置在所述混合裝置的第一高度處的第一進料注入陣列，和設置在所述混合裝置的第二高度處的第二進料注入陣列。6.根據權利要求5所述的系統，其中：所述第一高度與下部文丘里管入口處于相同的高度或大約相同的高度，所述下部文丘里管在低于下部文丘里管入口的高度處具有下部文丘里管收縮點，并且所述第二高度與所述下部文丘里管收縮點處于相同的高度或大約相同的高度。7.根據權利要求1所述的系統，其中：每個所述進料注入噴嘴噴射所述側向射流中的一個，并且每個所述進料注入噴嘴與上部文丘里管出口的周邊終止于相同的徑向位置或大約相同的徑向位置。8.根據權利要求1所述的系統，其中每個所述進料注入噴嘴終止于從所述上部文丘里管出口的周邊徑向向內的位置，使得所述中心射流與所述每個進料注入噴嘴的至少一個終端部分碰撞。9.根據權利要求1所述的系統，其中每個所述進料注入陣列的多個進料注入噴嘴對稱布置。10.根據權利要求1所述的系統，其中每個所述進料注入陣列包括六(6)至50個進料注入噴嘴。11.根據權利要求1所述的系統，其中：所述系統被配置成使得每個所述側向射流與所述中心射流碰撞，并且所述系統還被配置為使得中心射流的第一液體線速度至少基本上等于每個所述側向射流的第二液體線速度。12.根據權利要求1所述的系統，其中每個所述進料注入噴嘴的軸線與所述上部文丘里管的軸線以θ角度相交，θ角度在20°至90°的范圍內。13.根據權利要求1所述的系統，其中每個所述進料注入噴嘴的軸線與所述上部文丘里管的軸線以θ角度相交，θ角度在80°至90°的范圍內。14.根據權利要求1所述的系統，進一步包括：與所述反應容器和所述混合裝置流體連通的循環回路，所述循環回路具有連接到所述反應容器的容器出口的第一回路終端，用于將反應器流出物從所述反應容器中抽出到所述循環回路中，并且所述循環回路進一步具有連接到所述混合裝置的第二回路終端，其中所述循環回路包括：被配置為用于將新鮮離子液體催化劑加入到反應器流出物中的離子液體催化劑入口，其中第一液體包括所述反應器流出物與所述新鮮離子液體催化劑的組合，和被配置為用于冷卻所述第一液體的換熱器。15.根據權利要求14所述的系統，進一步包括：與所述循環回路流體連通的離子液體/烴分離器，其中：所述離子液體/烴分離器在循環回路的外部，所述系統被配置成用于將來自所述循環回路的反應器流出物的一部分進料到所述離子液體/烴分離器，和所述離子液體/烴分離器被配置為用于將所述反應器流出物的一部分分離成離子液體催化劑相和烴相。16.根據權利要求15所述的系統，進一步包括：與所述離子液體/烴分離器流體連通的分餾單元，其中：所述分餾單元包括一個或多個蒸餾塔，且所述分餾單元被配置成用于從所述烴相中分離烷基化產物。17.根據權利要求14所述的系統，進一步包括與所述換熱器和所述混合裝置流體連通的靜態混合器。18.一種用于離子液體催化烴轉化的系統，所述系統包括：具有頂部的反應容器；設置在所述反應容器頂部的混合裝置；和與所述反應容器流體連通的循環回路，其中所述混合裝置包括：上部文丘里管,具有在所述上部文丘里管遠端處的軸向出口，所述上部文丘里管遠端設置在所述反應容器內，所述混合裝置配置成用于將第一液體的中心射流從所述上部文丘里出口向下噴射；設置在所述反應容器內的至少一個進料注入陣列，每個所述進料注入陣列包括多個進料注入噴嘴，其中每個所述進料注入陣列被配置成用于將第二液體的多個側向射流向所述上部文丘里管的軸線噴射；和下部文丘里管,在所述下部文丘里管近端處具有軸向入口，所述下部文丘里管與所述上部文丘里管同軸布置，所述下部文丘里管入口與所述上部文丘里管出口徑向向外間隔開，以在所述下部文丘里管和所述下部文丘里管之間提供文丘里管間通道；其中所述循環回路包括與所述反應容器流體連通的換熱器，所述換熱器被配置成用于冷卻所述反應容器的反應器流出物，并且所述循環回路與所述混合裝置流體連通，用于將冷卻的反應器流出物輸送到所述混合裝置，其中所述第一液體包括冷卻的反應器流出物。19.根據權利要求18所述的系統，其中：所述混合裝置配置成用于將中心射流從所述上部文丘里管出口軸向向下噴射到所述下部文丘里管入口中，和每個所述進料注入噴嘴的軸線與上部文丘里管的軸線在上部文丘里管出口下方的共同交叉點處相交。20.根據權利要求18所述的系統，其中：所述下部文丘里管近端與所述上部文丘里管遠端設置在相同的高度或大致相同的高度，所述至少一個進料注入陣列與所述下部文丘里管近端處于相同的高度或大約相同的高度，和多個進料注入噴嘴與上部文丘里管出口的周邊終止于相同的徑向位置或大約相同的徑向位置。21.一種用于離子液體催化烴轉化的系統，所述系統包括：具有頂部和容器出口的反應容器；與所述反應容器流體連通的混合裝置，所述混合裝置設置在所述反應容器的頂部；以及與所述容器出口流體連通的循環回路，其中：所述系統配置成用于將反應器流出物通過容器出口從反應容器抽出到循環回路中，所述循環回路包括配置成用于冷卻所抽出的反應器流出物的換熱器，和所述循環回路被配置成用于將所述抽出的反應器流出物的至少一部分再循環到所述混合裝置以向所述反應容器提供外部再循環流，其中所述外部再循環流包括所述抽出的反應器流出物，并且所述混合裝置包括：上部文丘里管，其在上部文丘里管近端處具有軸向上部文丘里管入口和在上部文丘里管遠端處具有軸向上部...

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅虎平，M·阿米德，K·帕里米，B·K·常，M·J·基爾戈斯，D·H·莫爾，H·K·C·蒂姆肯，
申請(專利權)人：雪佛龍美國公司，
類型：發明
國別省市：美國;US