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TWI272301B - Pulse flow reaction - Google Patents

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TWI272301B
TWI272301B TW092121525A TW92121525A TWI272301B TW I272301 B TWI272301 B TW I272301B TW 092121525 A TW092121525 A TW 092121525A TW 92121525 A TW92121525 A TW 92121525A TW I272301 B TWI272301 B TW I272301B
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TW
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reactor
liquid
pressure drop
flow
doc
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TW092121525A
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TW200416278A (en
Inventor
Lawrence A Smith Jr
William M Cross Jr
Original Assignee
Catalytic Distillation Tech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=31886642&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=TWI272301(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Catalytic Distillation Tech filed Critical Catalytic Distillation Tech
Publication of TW200416278A publication Critical patent/TW200416278A/zh
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1272301 波段’相較於在脈衝或是波動之前或後兩者的物料而有較 高之整體密度。藉由在此水壓區中改變整體液體及塞心 量通量’在脈衝向反應器下方流動的頻率可被操作。較高 之整體質量通量，產生較高之頻率脈衝，而較低的質量: 量產生較低的頻率脈衝。發展此類型流動之機構不是因為 由某類型之機構裝置所提供之振動，而是—已知兩相（蒸氣 /液體）水壓區，其為相對的蒸氣及液體速度之功能。
Fukushima，S. Kusaka，K·，J. of Chem. Eng Japan 1〇, p 4讣 (1977) ’ &供程式1及2’其說明當進人至該脈衝流動轄域中 時質量傳送上之增加。在滴流及脈衝流動的液體至氣體質 量傳送係數之間的差異可以從下列兩程式中觀察，其中程 式（1)疋滴流而程式（2)為脈衝流動： (1) ⑺ 1^=〇·ΐ1Κ^:48ς^((1ρ/Ε^.3(1^χί)Ε^Μρ2 其中： kL為質量傳送係數 心為比介面表面積 Sp為粒子外表面除以粒子直徑平方 Reig經修正之液體雷諾數（密度已移除）
ReG為經修正之氣體雷諾數（密度已移除）
Sc為史密特數（動量擴散係數對質量擴散係數之比值） dp為粒子直徑 D為反應器直徑 hext為液體留滯（留存在反應器中之液體體積除以總反應 87140.doc 1272301 及觸媒粒子分散。 以一般滴流床反應器，如同那些使用於利用固體觸媒的 加氫處理中，關於所希望之氫化反應的主要阻力包括：U 從氣相至液相之質量傳送，2)從液相到以及離開觸媒表面 之質量傳送，3)擴散到及離開觸媒孔隙，4)反應物吸附至觸 媒表面，5)化學反應，及6)產物脫附至孔隙。 雖然在脈衝流動區中的反應器操作可以提供吸引人之質 量傳送優點，然而存在著兩個主要考量點。第一個是在固 定床觸媒之壽命。由於高液體及蒸氣速率，固定床之振動 可能會發生而造成物理性的觸媒裂解以及隨著時間而磨粍 。第二，在從試驗工廠單元放大規模時可能會碰到一問題 。試驗工廠反應器的小尺寸會導致壁效應，其堵塞了徑向 脈衝分散的空隙而且並不知道是否較大直徑的反應器在相 同的液體及蒸氣速度下會提供一相等之流動模式。本發明 之一優點是提供在該脈衝流動區中可有效率地操作之多相 並流流動反應器系統。 【發明内容】 簡短的說，本發明為在液體及蒸氣流動的情況下之一多 相下向反應器的操作及誘導-脈衝流純域之填充物。該 方法較佳地在一垂直方向、包含一具有大於5〇體積％空隙： 接觸結構的反應器中進行。該填充系統可由性質上不是惰 性就是觸媒活性之物料組成。 @ 【實施方式】 脈衝流動是在高氣體及液體流速下獲得。脈衝特質為大 87140.doc -9- 1272301 勺貝里及,典傳送速率。增加的觸媒潮濕性質及在平行流動 小分支（間的連續混合減少了流動的不良分佈。此外，局 部熱點之形成降低，導致一本質上更安全的方法並且減少 觸知的去活化° 5亥脈衝會連續地將停滞的留滯液體移動至 該停滯性質消失的點上。因為停滯留滯量表示在滴流操作 中大約10至30個百分比的總液體留滞量，其在脈衝流動中 更具動力的特f可增進反應器的表現。軸向分散被視為較 無法與滴流比較’因為在不同平行流動液體流之間的有效 徑向混合以及停滞液體留滞量的消失。特別是不欲之連續 反應被減少至較低的程度，由錄佳的整體塞流行為。脈 衝流動的另-優點是高錄多的徑向傳導性些例子 中，視孩脈衝頻率而定，在產率及選擇性上有明顯的改變 發生。 脈衝轄域反應器操作之主要優勢是由於相關產生之紊流 而增加的質量傳送及熱傳送。當該觸媒物理特質被最佳化 並且該反應動力不受限制時，增加的質量傳送為增加方法 表現之餘。 可在/相脈衝流動反應器中實施之—些實例反應包括： 1.)蒸氣/液體/液體系、统，其中該填充物為惰性並且液相 之-為反應觸媒。-實例為使用硫酸或是HF做為觸媒之缔 烴/燒烴的燒化作用。 2·)条氣/液體系統，其中該填充物為惰性結構，其做為固 體微粒子觸媒之容納物，做為沉積在結構表面上之觸媒物 料的載體之功能，該填充物或是由不是惰性並且具有觸媒 87140.doc -10- 1272301 性％的物料組成。一實例一 只1歹J為在又载Co-Mo觸媒上，烴入 料的加氫脫硫反應。 3.)蒸氣/液體/固體系、统，其中該填充物為惰性。仔細分 ㈣觸媒為分散於液相中之固相。—實例為從c⑽2合成 甲轉H相為-包含仔細分離的甲醇合成觸媒之惰性煙 油。 該脈衝可利用增加氣體速率同時維持液體速率直到一足 夠誘導脈衝流動的壓降達到而產生。另外，該脈衝可以藉 由利用一不同黏度的第二液體而被抑制同時保持混合特質 。该抑制作用降低在觸媒上之磨耗及分裂並且也維持更平 均的流動速率。 分散為包括至少50體積％的開放空隙向上至大約99體積 %的開放空隙。分散器是位於在反應器中的反應區内。因 此，例如，多單絲組成及結構元件，例如編織線，應該包 含總分散器的大約3體積％至大約5〇體積％，剩下的為開放 空隙。該種填充物可以由金屬，陶瓷，塑膠，及/或是複合 物料所組成。這些物料中的一些包括：碳鋼，3〇4 Ss，304L 88,316 33,3161^8，合金20，莫乃耳合金，英高鎳，！>¥(：: ，PTFE，鈦，鎳，赫史特合金，鋁，其他合金，聚丙埽， 聚乙錦τ，Kynar，及特夫綸。含有所希望的空隙分率之填充 物的表列包括： (1) 隨機或堆積蒸餾填充物，其為觸媒惰性的。堆積填 充物包含較高的空隙率並且維持一相當大的表面積，例如 ，Berl Saddles (陶瓷），Raschig Rings (陶瓷），Raschig Rings 87140.doc -11- 1272301 (鋼），Pall rings (金屬），Pall rings (塑膠-聚丙稀)，Intalox® saddles，Hy-pakTM，K-PAC™，Ballast-plus™，CMR®， ChempakTM，Levapak®，Nutter Ring™，HcPp™，FLEXIMAX™， Hiflow®，Jaeger Tri-packs®，NOR PAC®，Intalox® Snowflake™ ，LANPAC™及 IMPAC™。 (2) 隨機或是堆積蒸餾填充物，其為觸活性的。隨機填 充包含至少一觸媒活性成分。該些成分應該包括元素例如 Ag，Rh，Pd，Ni，Cr，Cu，Zn，Pt，Tu，Ru，Co，Ti，Au ’ Mo ’ V ’及Fe以及浸潰成分如一金屬螯合複合物，酸例 如磷酸，或是具有觸媒活性之結合，無機，粉末物料。 其他可用之堆積填充物將包括以彎曲並且形成不同幾合 形狀例如立方，圓柱，圓球的小線狀物形式之觸媒物料。 (3) 結構填充物，其為觸媒惰性的。這些填充物一般是 由在不同角度彎曲之皺褶金屬，起皺的線篩網，或是水平 地一個堆疊在另一個上方之栅形物所構造，例如 GOODLOE⑧，MONTZ A™，及MQNTZ B™以及美國專利第 6,000,685號之裝置，該專利全文併入於此，其揭示包括多 片形成V形皺褶並在V形間有平坦部份的線篩網之接觸結 構’该多片部分實質上為大小一致，具有向著同一方向並 且實質上在一直線上的頂點，該薄片是以多個一般導向之 堅固構件分開，並且其在該V形上停止。 (4) 結構觸媒蒸餾填充物，其意欲留住微粒子觸媒，或 是由一觸媒活性物料組成的結構蒸餾填充物。在形式上相 近於結構蒸餾填充物或是包含袋狀之滚製捆狀物之結構可 87140.doc -12- 1272301 以被使用以包含微粒子觸媒。這些在商業上稱做觸媒蒸餾 填充物，例如包含微粒子觸媒、具彈性，半堅固開放篩網 官狀元件所組成之填充物（美國專利第5,431，89〇號）。其他適 合結構揭示在美國專利第5,730,843號中，其在此以其全文 併入並且其揭示一結構具有由兩個實質上垂直、完全相同 之栅狀物之堅固框，該柵狀物分開並且由多個實質上水平 堅固構件支承，並具有多個實質上水平的線篩網管，該線 篩網架在柵狀物上而在管之間形成多個流體通路，該管為 空的或是包含觸媒性或是非觸媒性物料。 特足而1’該脈衝流動是使用在硫酸烷化方法中，其中 一晞烴與一異烷烴在有硫酸出現下使用一内部靜混合系統 而反應，孩系統包括具有一反應區之垂直反應器及置於該 反應區中之分散器之組合，特別是使用一酸觸媒而進行烷 烴烷化作用。一較佳的分散器包括具有一多絲狀組成篩網 線或是與多絲狀成分編結之膨脹，該多絲狀纖維選自於惰 性聚合物，觸媒聚合物，觸媒金屬或是其混合物。該線篩 網提供系統的結構完整性以及在反應器中所需之開放孔隙 給蒸氣及液體移動通過系統。該分散器可以由薄片，束狀 物或是捆狀物的共編織線及多絲狀成分組成。該系統也可 以將共編織線及多絲纖維包含在一框架内。該反應區可以 包含整個枉狀物或是其一邵份。本發明分散器可達到在反 應器中流體或是流體化物料的徑向分散。 (5)除霧器及共編織結構，其為觸媒惰性或是活性。除 療备及共編織結構一般使用在液體_液體聚結器及霧狀物 87140.doc -13- 1272301 的聚結作用中。其被稱為”消霧器，，或是除霧器並且是由一 或是多種共同編織之物料所組成以形成筛網。該經綴缝之 ^網接著形成皺稽，經過拉長，並且摺疊或是捆成束狀以 提供所希望之每體積比值的表面積值。 數種除霧器及聚結器物料例如由Amistc〇以胙加丨⑽ Products，Inc· of Alvin，德州所製造的，是由單一物料或是 =編織金屬線及多絲狀的聚丙締，特夫输，PVDF，或是聚 酯^。用來敘述這些絲狀纖維的資料包括·· a)絲狀纖^ =里’及b)絲狀纖維的丹尼<直。其他可接受的除霧器包括 多孔薄片及脹膨金屬，共機纖開放式流動交錯方式結構。 此外，觸媒物料可以編纖或是交纖到結構中，例如績酸 化乙埽树脂以及觸媒性金屬例如，灿，Μ，州，&，α n Pt Tu，RU，c〇，Τι ’ Au ’ Mo ’ V ’ 及Fe中。可能 T Γ7達100或是更多的多絲狀纖維與織狀線及膨脹金屬交 、截。觸媒金屬絲狀纖維一般是具有更高的丹尼值，並 較大之密度。 、A 八(夕6)整塊石料’其為觸媒惰性或是活性。整塊石料為包 口夕個，獨互，垂直管道並且可以由各種物料製造，例如 塑膠，陶资，或是金屬的結構。該管道—般為正方形；然 而其他4何形狀也可以利用。該分段管道可以與活 媒物料一起製造，浸潰或是塗佈。 車乂佳刀散咨包括一般類型的液體_液體聚結器，其可操 作在氷結、^發液體中。這些_般被稱作為“消霧器，，或 務叩然而，在本發明中該元件功能是為了更佳之接觸而 87140.doc -14- 1272301 在反應器中分散該流體物料。一適當分散器包括一篩網， 例如一共編織線及纖維玻璃篩網。例如，已發現90針管式 共編織篩網線及多絲狀纖維玻璃，例如由ACS Industries LLC of Houston，德州所製造的，可以有效地被使用，然而 ，請了解不同其他物料例如共編織線及多絲纖維特夫綸 (Dupont TM)，鋼絲綿，聚丙烯，PVDF，聚酯或是各種其他 共編織物料也可以有效地使用在裝置中。各種線篩網類型 的填充物可以被使用，其中該篩網為編造而不是編織。其 他可接受之分散器包括多孔薄片及膨脹金屬，開放式流動 交錯方式結構，其與纖維玻璃共機織，或是其他物料例如 與擴張之線篩網或多孔薄片共編織的聚合物。不同的線篩 網類型填充物可以使用，其中該篩網為機織而不是編織。 因此，較佳地，該多絲狀成分及結構元件，例如，編織線 ，應包括總分散器的大約35體積％至80體積％。 在一較佳具體實施例中該反應器是以一特別的分散器填 充，該分散器包括含有0.011 SS306調整線以及交織800丹尼 的聚丙晞的線筛網填充物料。該物料的一來源為Amistco Separation Products，Inc of Alvin，德州。該填充物可使用在 接觸性烷化作用的反應物，即烯烴及烷類，以及液體硫酸 觸媒。此物料的填充密度為大約7 lbs/ft3，其提供444 ft2的 表面積給在一個四英对直徑玻璃柱中的五叹物料。僅與柱 壁相關的表面積為5.23 ft2。該烷化作用的反應器是以包含 0.011 SS306調整線及交織800丹尼的聚丙晞之一線篩網填 充物料填充。顯示為至少大約0.06 psi/ft的填充物壓降是足 87140.doc -15- 1272301 夠產生此填充物的衝脈流動的。 其他適合的分散器揭示在美國專利第5,73〇,843號中，其 全文併入於此並且其揭示了具有堅固框架之結構，該框架 由兩個實質上垂直相同分開之鐵架製成並且由多個實質上 水平的堅固元件堅固地支承，以及多個實質上水平的線篩 網管，該線篩網管架在鐵架上而在管之間形成多個流體通 路，該管為空的或是含有觸媒性或是示觸媒性物料，並且 美國專利第6,000,685號以其全文併入於此並且其揭示接觸 結構，其包括多個線篩網薄片，形成v形皺摺，在V形之間 具有平坦處，該多個薄片實質上為同一尺寸，其具有朝向 相同方向的頂端並且實質上是成一直線的，該薄片由多個 正常導向之堅固構件分離並且其在該V形處停止。 決足二相滴 >死床反應器的填充物滯留量及壓力上之變化 ，使用一典型之系統以模擬丁婦與異丙烷的硫酸烷化作用 。薩佛蘭（Sulfolane)被用來模擬酸（重液體，hl)，正己烷模 擬液悲烴（輕液體，LL)及氮以模擬氣相烴入料（氣體，g)。 進行測里1)液體滯留I及2)通過含有如所述之五叹填充物 之填充柱的壓力降。在下面之資料，四組主要條件被測量 ，包括：1)範圍，2)基本例子，3)高LL例子，及4)高HL例 子。在此HL表示重。 圖2以圖面描述了流速在壓降上之效果。該壓降以每p尺柱 每平方吋之磅為單位，做為己醇之弗雷德數，Fr(LL)及氮 的雷諾數，RE(g)乘積之函數而繪製。該弗雷德數為流體（在 此例子中為己醇）的表面速度除以重力常數乘以反應器直 87140.doc -16- 1272301 聚合物。 、燒煙燒化作用最廣泛之使用是在製備c8汽油成份。至方 法（入料通$為包含在―“冷酸，，反應中之正丁婦及第三丁 通吊與硫酸或是HF一起。該正丁婦（丁婦_2，舉例來說） 為輕石：腦與正丁烷，異丁烷及第三丁晞之一成分。該正 丁缔與兴丁埽《分離可利用分餾方法具因難性地奏效，因 為其相近㈣點。—較佳分離這些晞烴異構物或是C5相近 4勺方法為將車又具活性之第三埽烴反應以形成一較重的產 物m易地從正埽煙中藉由分餾而分離。 田14此d弟三埽烴是與_較低的醇反應，例如甲醇或 疋乙醇’以形成醚，例如甲基第三丁基醚(MTBE)，乙基第 三丁基鍵（ETBE)，第三戊甲基㈣tame)其已被使用做為汽 油辛燒改進劑，但是因為健康考量而逐步淘汰。 第三烯煙的低聚合作用也是-較佳的反應，當在一石油 月^中進行而正缔烴的分離容易藉由分㈣用而從較重之 (較高的滩騰）低聚合物（主要為二聚物及三聚物）中達成。低 滅合物可以使用做為汽油成分但是在汽油中所希望或是可 允㈣煙量是有限制的並且其常常需要 以使用在汽油中〇兮乂仏祕旧Β 、 瓜禾口物 辛燒（2,2,4三曱基戊燒^’⑽取望《成分為C8，例如異 裂解成原始的第三缔烴並使用在冷酸反 到A酸反;月已發現❹P定要裂解可以坡組成 。如於上所註：:=:::_煙-起被“料 為早缔煙一樣相同之產物並且還 87140.doc 1272301 在實驗設定中之循環泵將酸乳化液層及液體烴層兩者都 循環。另外，此兩相可分開地抽取。 存量利用隨時將整個再循環經由一測量管利用一一白 閥改向而維時。經攫獲的物料數秒内會沉積而形成兩層。 該體積百分比酸層及烴層接著與都卜勒計讀器一起使;以 推測兩相的體積循環速率。 DP (壓力在頂端或是反應器入口處較高）維持在^和^ pd 《間，制操作繞著單元之循環速率及熱平％。不同的填 充物通常需要不同的蒸氣及液體流速以載入相同的Dp。大 邵分的時周遭之熱增益及反應熱提供足夠的$氣（大部 分為iC4)載量。 、 Η為冷凍作用限制，大約丨_3 lbs/hr的額外液體π#可以與 入料一起被導入以提供一些調整性冷卻作用。此過量之沱4 是相當少並且不t明顯地影響iC4/晞烴比值，因為該循環速率-般是在每小時丨⑽_2G_的等級。是循環烴流速及組 成會控制iC4比值至其他每一部分。 貫例中之C4烷化作用的一般操作條件 入料晞煙 晞烴入-lbs/hr C4，s 0.25-5.0 燒出 _lbs/hr 0.50-1.2
Rxn Temp 出-F Rxn Psig 出 50-60 6-16 DP-Psi 再循環速率： 0.5-3.0 87140.doc -27- 1272301 0.3-1 1- 3 75-45 83-89 2- 4 0.3-0.5 1或是2-參照下面註記 10-15 5-14 酸相-L/min HC相-L/min 在HC再循環中之Wt % iC4 在已使用酸中之Wt % H2S04 在已使用酸中之Wt %H20 新鮮添加-lbs/gal烷 填充類型 填充高度，以叹計算 填充密度lbs/ft3 註記· 1·填充類型1為.011吋直徑304 SS線與400丹尼多絲狀纖維 玻璃纖每隔一針而共編織。 2·填充類型2為.011吋直徑合金20線與800丹尼多絲狀聚丙 烯紗每隔一針而共編織。 實例1 使用精煉C4烯烴作為入料原料 至實驗單元： 低iB 甲烷 0.02 乙烷 0.00 乙晞 0.00 丙烷 0.77 丙錦Γ 0.14 丙块 0.02 3.doc -28- 38% iB入 總烯烴 0.00 0.00 0.00 0.41 0.16 0.00 1272301 丙二缔 異丁烷 異丁烯 1-丁烯 1，3-丁二錦r 正丁烷 反-2-丁稀 2,2-二甲基丙烷 1-丁炔 間環丙烷 順-2-丁晞 1，2-丁二烯 3M-1-丁晞 異戊烷 1-戊烷 2M-1-丁烯 正戊烷 反-2-戊烯 順-2-戊烯 反-3-戊二烯 順-1，3-戊二烯 未知部分 87140.doc 0.01 0.02 23.91 47.50 0.90 15.90 20.02 10.49 0.02 0.19 22.63 10.79 18.05 7.93 0.09 0.00 0.00 0.01 0.03 0.03 12.09 5.43 0.00 0.01 0.26 0.04 0.98 0.02 0.06 0.82 0.01 0.01 0.01 0.03 0.00 0.08 0.00 0.00 0.00 0.08 0.00 0.00 0.01 0.08 100.00 100.00 -29- 1272301 溴的數量 <1 <1 <1 <1 總硫ppm <10 <10 <10 <10 總％ TM 61.05 67.66 71.12 71.01 TM C8/DM C8 (比值） 4.39 4.95 5.27 5.38 TM C9/DM C9 (比值） 8.85 4.19 10.08 15.57 一般排氣分析 wt% 氫 0.000 氧 0.124 氮 3.877 甲烷 0.019 一氧化碳 0.000 二氧化碳 0.000 乙燒 0.000 乙烯 0.000 乙炔 0.000 丙燒 1.066 丙婦 0.000 丙二稀 0.000 異丁烷 81.233 異丁晞 0.021 1-丁烯 0.000 1，3-丁二晞 0.031 87140.doc -31 - 1272301 正丁燒 3.398 反-2-丁烯 0.000 間環丙烷 0.000 順-2-丁烯 0.000 異戊烷 0.968 1-戊烯 0.000 正戊烷 0.000 C5 + 0.391 實例2 異丁烯（iB)在烷的效果 品質 實驗1 100%iB 38%iB 低iB iC5 3.66 3.97 2.78 2,3-dmb 3.60 3.56 3.02 C6 1.42 0.52 1.15 2,2,3-tmb 0.40 0.23 0.19 C7 5.27 5.08 4.35 TM C8 50.79 56.95 66.93 DM C8 11.77 12.64 12.44 TM C9 6.07 4.22 2.74 DM C9 0.58 0.45 0.18 TM CIO 2.06 1.33 0.64 UNK CIO 1.14 0.67 0.29 87140.doc -32- 1272301 TM Cll 2.54 1.28 0.71 UNK Cll 1.00 0.00 0.00 C12 8.30 8.99 4.60 C13 0.07 0.00 0.00 C14 0.28 0.14 0.00 C15 0.12 0.00 0.00 HV，S 0.38 0.00 0.00 UNK 0.54 0.00 0.00 sum 100.00 100.00 100.00 Av MW 119.1 117.3 114.9 溴的數量 〜1 <1 <1 總硫ppm <10 <10 <10 總％ TM 61.46 63.77 71.12 TM C8/DM C8 4,31 4.51 5.27 TM C9/DM C9 10.51 9.34 10.08 實例3 丙烯+iC4烷化作用 樣品點 產物 丙烷 0.01 異丁烷 9.25 正丁燒 0.32 異戊烷 0.97 正戊烷 0.00 2,3-二甲基丁烷 2.07 87140.doc -33- 1272301 2甲基戊烷 0.30 3甲基戊烷 0.14 正己烷 0.00 2,4-二甲基戊烷 15.59 2,2,3-三甲基丁烷 0.04 3,3-二甲基戊烷 0.01 環己烷 0.00 2甲基己烷 0.34 2,3-二甲基戊烷 48.97 1，1-二甲基環戊烷 0.00 3甲基己烷 0.35 2,2,4-三甲基戊烷 3.42 正庚燒 0.00 2,5-二甲基己烷 0.37 2,4-二甲基己烷 0.56 2,3,4-三甲基戊烷 1.52 2,3,3-三甲基戊烷 1.21 2,3-二甲基己烷 0.64 2,2,5-三甲基己烷 0.68 2,3,4-三甲基己烷 0.13 2,2-二甲基庚烷 0.01 2,4-二甲基庚烷 0.03 2,6-二甲基庚烷 0.03 2,2,4-三甲基庚烷 1.83 87140.doc 34- 1272301 3,3,5-三甲基庚烷 1.70 2,3,6-三甲基庚烷 1.16 2,3,5-三甲基庚烷 0.16 三甲基庚烷 1.00 2,2,6-三甲基辛烷 2.32 C8s 0.20 C9s 0.20 CIOs 0.98 Clls 1.62 C12s 1.73 C13s 0.09 C14s 0.05 C15s 0.01 未知物 0.01 重質物 0.00 100.00 實例4 異丙燒+戊烯1 烷化產物 Wt% C5 5.03 2,3-二甲基丁烷 0.74 C6 0.35 DM C7 1.14 87140.doc - 35 - 1272301 C7 0.17 TM C8 22.26 DM C8 3.70 TM C9 52.40 DM C9 6.72 TM CIO 1.51 UNK CIO 0.56 TM Cll 0.16 UNK Cll 0.38 C12 3.68 C13 0.33 C14 0.11 C15 0.08 HV，S 0.03 UNK 0.63 100.00 平均MW 123.2 預期MW 128 入料烯烴#/小時 0.25 烷化產物#/小時 0.47 實例5 由C4而來之低聚合作用產物
入料具有在總締烴中之38%iB (此產物接著做為至實驗燒化單元的晞烴入料） -36- 87140.doc 1272301 異丁烷 48.8 異丁烯+1 - 丁烯 1.6 正丁燒 11.2 反-2-丁稀 14.3 順-2-丁缔 6.5 異戊烷 1.0 反-2-戊烯 0.1 未知物 1.5 2,4,4-三甲基-1_戊晞 4.7 2,4,4-三甲基-2-戊烯 1.3 其他C8 3.4 C12族 4.4 C16族 1.2 100.0 在烷化產物上之低聚合作用效果 使用C4入料，且iB = 烯烴的38% 之前 之後 iC5 3.97 2.39 2,3-二甲基丁烷 3.56 2.87 C6 0.52 1.17 2,2,3-三甲基丁烷 0.23 0.20 C7 5.08 4.95 TM C8 56.95 58.34 DM C8 12.64 12.80 87140.doc -37- 1272301 TM C9 4.22 4.15 DM C9 0.45 0.35 TM CIO 1.33 1.29 UNK CIO 0.67 0.57 TM Cll 1.28 1.41 UNK Cl 1 0.00 0.00 C12 8.99 9.41 C13 0.00 0.00 C14 0.14 0.11 C15 0.00 0.00 HV，S 0.00 0.00 UNK 0.00 0.00 sum 100.00 100.00 平均MW 117.3 118.3 溴的數目 <1 <1 總共的硫ppm <10 <10 總％TM 63.77 65.19 TM C8/DM C8 4.51 4.56 TM C9/DM C9 9.34 11.75 操作條件 烯烴入-lbs/hr .25 .25 烷出-lbs/hr • 53 • 53 Rxn溫度出-F 52.0 52.2 Rxn Psig 出 12.2 11.8 87140.doc -38- 1272301 DP-Psi 再循環速率 酸相-L/min HC相-L/min % HC再循環中之iC4 填充類型 填充高度，呎 填充密度lbs/ft3 從異丁烯+異丁烷的烷化 或是iB+iC4之低聚合物 iC5 2.3- 二曱基丁烷 C6 2.2.3- 三甲基丁烷 C7
TM C8 DM C8 TM C9 DM C9 TM CIO UNK CIO 87140.doc 〜1 〜1 1.0 1.0 2.6 2.6 69 67 2 2 15 15 7 7 實例6 『質 iB DIB TIB + 3.66 3.97 3.41 3.60 3.70 3.18 1.42 1.36 1.53 0.40 0.38 0.27 5.27 4.96 6.39 50.79 47.93 38.35 11.77 8.92 12.91 6.07 6.60 10.31 0.58 0.81 1.10 2.06 3.09 3.29 1.14 1.18 1.35 -39- 1272301 TM Cll 2.54 2.53 2.72 UNK Cll 1.00 1.79 0.00 C12 8.30 10.51 14.97 C13 0.07 0.31 0.07 C14 0.28 1.47 0.14 C15 0.12 0.29 0.00 HV，S 0.38 0.19 0.00 UNK 0.54 0.01 0.00 Sum 100.00 100.00 100.00 平均MW 119.1 122.1 122.9 溴的數目 〜1 〜1 〜1 總共的硫ppm <10 <10 <10 總％ TM 61.46 60.15 54.67 TM C8/DM C8 4.31 5.37 2.97 TM C9/DM C9 10.51 8.15 9.37 操作條件： 入料晞烴 iB DIB TIB + 稀烴入-lbs/hr 0.25 0.40 0.25 烷出-lbs/hr 0.49 0.78 0.48 Rxn溫度出-F 52 51.6 51.7 Rxn psig 出 13 13.5 5.7 DP-psi 2.5 1.1 〜1 再循環速率： 酸相-L/min 0.8 0.5 1.0 87140.doc -40- 1272301 HC相-L/min 1.8 1.4 3.0 % 73 76 45 HC再循環中之iC4 填充類型 1 1 2 填充高度，呎 10 10 15 填充密度lbs/ft3 6 6 7 實例7 預期vs.實際烷化產物的MW及與不同烯烴之攝入iC4莫耳數 (例如，理論1莫耳C6晞烴應該與1莫耳丨〇4反應以形成C10烷 ;MW=142)結果指出去聚合作用產生更多及更低MW，且與 另外之iC4結合的晞烴。 每莫耳入料烯烴所攝 平均的產物MW 入之iC4莫耳數 烯烴 預期 實際 預期 實際 己烯-1 1.0 1.2 142 129 辛烯-1 1.〇 1.4 170 135 二異丁缔 1.0 1.8 170 122 三異丁晞+ 1.0 2.6 226 123 實例8 異丁烷+戊烯1 燒化產物 Wt% iC5 5.03 87140.doc -41 - 1272301 2,3-二甲基丁烷 0.74 C6 0.35 DM C7 1.14 C7 0.17 TM C8 22.26 DM C8 3.70 TM C9 52.40 DM C9 6.72 TM CIO 1.51 UNK CIO 0.56 TM Cll 0.16 UNK Cll 0.38 C12 3.68 C13 0.33 C14 0.11 C15 0.08 HV，S 0.03 UNK 0.63 100.00 平均MW 123.2 預期MW 128 入料晞烴#/hr 0.25 燒作產物#/hr 0.47 -42- 87140.doc 1272301 【圖式簡單說明】 圖1為在脈衝流動及滴流中之質量傳送係數以圖形之形 式的。 圖2為在一填充反應器中微差壓力對輕液體之福祿數及 备氣雷諾數之乘積的圖。 圖3為當使用一個三相（氣/液/液）系統時，由脈衝流動造 成之壓力偏差與整個壓降之比值相對於整個壓降。 圖4為本發明裝置之第一方向的圖式表示，於該裝置中本 發明烷化作用方法可以進行。 【圖式代表符號說明】 10 反應器 30 散器篩網 12, 14, 16a，16b， 管線 16c，18, 22, 24， 26, 28, 34, 36, 38， 48, 50, 52, 56, 58 30 傾析器 46 酸相 42 烴相 44 蒸氣相 20 蒸館柱 32 頂端 87140.doc -43-

Claims (1)

1272JQ9I121525號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(95年丨丨月） 拾、申請專利範園·· 1. -種操作多相向下流反應器之方法，包括在包括具有空 隙大於50體積％之接觸結構的填充物中謗導脈衝流動轄 域之液體及蒸氣流之條件。 2·根據申請專利範圍第1項之 、 ^ ，、又万法其中孩空隙為高達大約 99體積％的開放空隙。 3.根據申請專利範圍第β之方法，其中該接觸結構由惰性 物料所組成。 4·根據申請專利範圍第1項 ^ ^ 弟負疋万法，其中該接觸結構由觸 媒物料所組成。 5. ^操作三相填充床反應器之方法，其包括增加液體及 蒸氣速率直到脈衝流動被謗導。 6. 根據申請專利範圍第5項之方法，其中該反應器以線筛網 物料填充，該物料包括不銹鋼線以及與聚丙缔互交機織。 7 ·根據申清專利範圍第5項之女、、表甘山、 固矛〕貝又万法，其中碉整該液體及蒸氣 速率以產生通過該反應器時有至纽啊每平方英对每 呎充填物的壓降。 8.根據申請專利範圍第7項之方法，其中調整該液體及蒸氣 速率以產生通過該反應器的總壓降介於〇和4_之間。 9·根據申請專利範圍第5項之方法，其中該三相包括： ⑷-線篩網物料’其包括不銹鋼線並且與聚 機織； (b) 與液體烯烴混合之液體硫酸； (c) 及蒸氣烷。 87140-951103.doc 1272301 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. -種操作多相向下流反應器之方法以誘導脈衝流動轄 域，其包括增加氣體速率同時維持液體速率直到足夠謗 導該脈衝流動之壓降到達。 -種在硫酸燒化作用中產生燒類之方法，其包括將至少 部分為氣體狀態之由婦烴，_先質或是其混合物及異 燒的烴成分送人至向下流反應器中，其係在以固定速率 送入之液體硫酸及内部靜態混合系統存在下進行，其中 增加該缔烴，埽烴先質或是混合物的入料速率直到足夠 誘導該脈衝流動之壓降到達。 根據申請專利範圍第㈣之方法，其中該内部靜態混合 系統具有分散器，其中該分散器包括篩網，其具有多絲 狀成分或是與多絲狀成分交互機織之膨脹金屬，該多絲 狀係選自於惰性聚合物，觸媒聚合物，觸媒金屬或是其 混合物。 根據申請專利範圍第12項之方法，其中調整該液體及蒸 氧速率以產生通過該反應器時至少0 06碎每平方对每吸 填充物的壓降。 根據申請專利範圍第11項之方法，其中該内部靜態混合系 統包含一個具有大於50體積％的開放空隙之接觸結構的 填充物。 根據申請專利範圍第14項之方法，其中該開放空隙為高達 大約99體積。/〇的開放空隙。 根據申請專利範圍第14項之方法，其中該接觸結構由惰性 物料所組成。 87140-951103.doc 1272301 17. 18. 19. 20. 根據申請專利範圍第14項之方法，其中該接觸結構由催化 物料所組成。 根據申請專利範圍第12項之方法，其中該反應器以線筛網 物料填充’該物料包括杨鋼線以及與聚丙敎互機織。 根據中請專利範圍第_之方法，其中通過該反應器之壓 降為至少〇·〇6時每平方吋每呎填充物。 根據申請專利範圍第19項之方法，其中通過該反應器之總 壓降為介於0和4psia之間。 87140-951103.doc
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